(57)【要約】【課題】シリコン酸化膜を除去する方法を提供する。【解決手段】一実施形態に係る方法が適用される被加工物では、シリコン酸化膜は、絶縁膜に形成された開口の底部において露出されている。この方法では、被加工物の表面上に保護膜がコンフォーマルに形成される。次いで、不活性ガスのプラズマからのイオンによるスパッタエッチングによって、シリコン酸化膜上で延在する保護膜とシリコン酸化膜の一部領域がエッチングされる。次いで、化学的エッチングによりシリコン酸化膜の残渣が除去される。保護膜の形成においては、炭素含有ガスを用いた前駆体層の形成、パージによる余分な前駆体の除去、及び、不活性ガスのプラズマによる前駆体層内の不純物の量の低減が繰り返される。【選択図】図１
2019024043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物のシリコン酸化膜を除去する方法であって、該被加工物は、絶縁膜、及び、該絶縁膜に形成された開口の底部において露出された前記シリコン酸化膜を有し、
前記被加工物の表面上に炭素を含有する保護膜を形成する工程であり、前記保護膜は、前記開口を画成する前記絶縁膜の側壁面に沿って延在する第１領域、及び、前記シリコン酸化膜上で延在する第２領域を有する、該工程と、
不活性ガスのプラズマからのイオンによるスパッタエッチングにより前記保護膜の前記第２領域と前記シリコン酸化膜を除去する工程と、
化学的エッチングにより前記シリコン酸化膜の残渣を除去する工程と、
を含み、
保護膜を形成する前記工程は、前記被加工物がチャンバ内に配置された状態で実行され、
保護膜を形成する前記工程では、
前記チャンバに炭素含有ガスを供給することにより前記被加工物の表面上に炭素含有の前駆体層を形成する工程と、
前記チャンバをパージする工程と、
前記チャンバ内において不活性ガスのプラズマを生成することにより、前記前駆体層に含まれる不純物の量を低減させる工程と、
前記チャンバをパージする工程と、
を各々が含む複数回のサイクルが実行される、
方法。
【請求項２】
前記炭素含有ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記炭素含有ガスは、ＣＨ３Ｆガスである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記炭素含有ガスは、炭化水素ガスである、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前駆体層を形成する前記工程において、塩素ガス及び水素ガスのうち少なくとも一方が前記チャンバに更に供給される、請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
不純物の量を低減させる前記工程において用いられる前記不活性ガスは、希ガスである、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記保護膜の前記第２領域及び前記シリコン酸化膜を除去する前記工程において用いられる前記不活性ガスは、希ガスである、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記シリコン酸化膜の残渣を除去する前記工程は、
前記シリコン酸化膜の前記残渣に処理ガスを供給することにより、前記シリコン酸化膜の前記残渣から変質領域を形成する工程であり、該変質領域はケイフッ化アンモニウムを含む、該工程と、
前記変質領域を有する前記被加工物を加熱することにより、前記変質領域を除去する工程と、
を含む、請求項１〜７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記処理ガスは、ＨＦガス及びＮＨ３ガスを含む、請求項８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、シリコン酸化膜を除去する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、シリコン領域上の絶縁膜に開口が形成され、シリコン領域に接続するコンタクトが当該開口に形成される。コンタクトには、例えば、チタンが用いられる。コンタクトを形成する前には、シリコン領域の表面を構成するシリコン酸化膜（自然酸化膜）が除去される。このシリコン酸化膜は、開口の底部において露出されてる。
【０００３】
コンタクトの形成前に行われるシリコン酸化膜の除去には、一般的に、等方性エッチングが用いられている。等方性エッチングとしては、特許文献１に記載された化学的エッチングが知られている。特許文献１に記載された化学的エッチングでは、処理ガス中のフッ素及び塩基性ガスがシリコン酸化膜の酸化シリコンと反応して、シリコン酸化膜から変質領域が形成される。形成された変質領域は、加熱によって除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００７／０４９５１０号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような等方性エッチングでは、開口を画成する面から横方向に沿って絶縁膜もエッチングされる。絶縁膜がエッチングされると、作成された電子デバイスのコンタクト間で電流のリークが発生し得る。したがって、絶縁膜に形成された開口の底部において露出されているシリコン酸化膜を、絶縁膜のエッチングを抑制しつつ、エッチングすることが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、被加工物のシリコン酸化膜を除去する方法が提供される。被加工物は、絶縁膜、及び、シリコン酸化膜を有する。シリコン酸化膜は、絶縁膜に形成された開口の底部において露出されている。一態様に係る方法は、（ｉ）被加工物の表面上に炭素を含有する保護膜を形成する工程であり、保護膜は、開口を画成する絶縁膜の側壁面に沿って延在する第１領域、及び、シリコン酸化膜上で延在する第２領域を有する、該工程と、（ｉｉ）不活性ガスのプラズマからのイオンによるスパッタエッチングにより保護膜の第２領域とシリコン酸化膜を除去する工程と、（ｉｉｉ）化学的エッチングによりシリコン酸化膜の残渣を除去する工程と、を含む。保護膜を形成する工程は、被加工物がチャンバ内に配置された状態で実行される。保護膜を形成する工程では、チャンバに炭素含有ガスを供給することにより被加工物の表面上に炭素含有の前駆体層を形成する工程と、チャンバをパージする工程と、チャンバ内において不活性ガスのプラズマを生成することにより、前駆体層に含まれる不純物の量を低減させる工程と、チャンバをパージする工程と、を各々が含む複数回のサイクルが実行される。
【０００７】
上記方法では、前駆体層の形成、パージによる余分な前駆体の除去、及び、前駆体層内の不純物の量の低減が繰り返されることにより、保護膜が形成される。したがって、シリコン酸化膜の表面及び絶縁膜の表面上にコンフォーマルな保護膜が形成される。次いで、スパッタエッチングが実行されることにより、シリコン酸化膜の表面上で延在する保護膜の第２領域及びシリコン酸化膜が、絶縁膜の側壁面に沿って延在する保護膜の第１領域に対して選択的に除去される。しかる後に、シリコン酸化膜の残渣に対する等方性の化学的エッチングが行われる。化学的エッチングの実行中には、保護膜によって絶縁膜が保護される。したがって、絶縁膜のエッチングを抑制しつつ、シリコン酸化膜をエッチングすることが可能となる。
【０００８】
一実施形態では、炭素含有ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスである。一例の炭素含有ガスは、ＣＨ３Ｆガスであり得る。別の実施形態では、炭素含有ガスは、炭化水素ガスである。一実施形態の前駆体層を形成する工程において、塩素ガス及び水素ガスのうち少なくとも一方がチャンバに更に供給されてもよい。この実施形態によれば、水素ガスを供給することで、よりコンフォーマルな保護膜ＰＦを形成することが可能となる。また、塩素ガスを供給することで、選択的に保護膜を形成することが可能となる。
【０００９】
一実施形態の不純物の量を低減させる工程において用いられる不活性ガスは、希ガスである。一実施形態の保護膜の第２領域及びシリコン酸化膜を除去する工程において用いられる不活性ガスは、希ガスである。
【００１０】
一実施形態のシリコン酸化膜の残渣を除去する工程は、シリコン酸化膜に処理ガスを供給することにより、シリコン酸化膜から変質領域を形成する工程であり、変質領域はケイフッ化アンモニウムを含む、該工程と、変質領域を有する被加工物を加熱することにより、変質領域を除去する工程と、を含む。一実施形態において、処理ガスは、ＨＦガス及びＮＨ３ガスを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、絶縁膜に形成された開口の底部において露出されているシリコン酸化膜を、絶縁膜のエッチングを抑制しつつ、エッチングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係るシリコン酸化膜を除去する方法を示す流れ図である。
【図２】図２の（ａ）は、図１に示す方法が適用される前の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図２の（ｂ）、図２の（ｃ）、図２の（ｄ）、図２の（ｅ）、及び、図２の（ｆ）は、図１に示す方法の実行中又は実行後の被加工物の一部拡大断面図である。
【図３】図１に示す方法の実行に用いることが可能な処理システムの一例を示す図である。
【図４】図３に示す処理システムのプロセスモジュールとして採用可能なプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図５】図３に示す処理システムのプロセスモジュールとして採用可能な処理装置の一例を示す図である。
【図６】図３に示す処理システムのプロセスモジュールとしで採用可能な処理装置の一例を示す図である。
【図７】第１の評価実験において測定した寸法を示す図である。
【図８】図８の（ａ）は、第２の評価実験において測定した寸法を示す図であり、図８の（ｂ）は、比較実験において測定した寸法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００１４】
図１は、一実施形態に係るシリコン酸化膜を除去する方法を示す流れ図である。図２の（ａ）は、図１に示す方法が適用される前の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図２の（ｂ）、図２の（ｃ）、図２の（ｄ）、図２の（ｅ）、及び、図２の（ｆ）は、図１に示す方法の実行中又は実行後の被加工物の一部拡大断面図である。以下、図２の（ａ）に示す被加工物Ｗに適用される場合を例にとって、図１に示す方法ＭＴを説明する。なお、方法ＭＴは、シリコン酸化膜と絶縁膜を有し、絶縁膜に形成された開口の底部においてシリコン酸化膜が露出している構造を有する任意の被加工物に適用され得る。
【００１５】
図１に示す方法ＭＴは、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３を含んでいる。方法ＭＴは、工程ＳＴ４を更に含んでいてもよい。方法ＭＴの工程ＳＴ１では、被加工物の表面上に保護膜が形成される。図２の（ａ）に示すように、方法ＭＴの適用前に、被加工物Ｗは、シリコン領域ＳＲ及び絶縁膜ＩＦを有している。シリコン領域ＳＲは、シリコンから形成されている。シリコン領域ＳＲは、例えば、トランジスタのソース及びドレインを提供する領域であり得る。絶縁膜ＩＦは、シリコン領域ＳＲ上に設けられている。絶縁膜ＩＦは、酸化シリコンといった絶縁材料から形成されている。絶縁膜ＩＦには開口ＯＰが形成されている。開口ＯＰは、例えばマスクのパターンをプラズマエッチングによって絶縁膜ＩＦに転写することにより形成される。開口ＯＰの底部には、シリコン酸化膜ＯＸが露出している。シリコン酸化膜ＯＸは、例えば、シリコン領域ＳＲの一部の酸化（例えば自然酸化）により形成される。
【００１６】
工程ＳＴ１は、チャンバに被加工物Ｗが配置された状態で実行される。このチャンバを提供するプロセスモジュールは、プラズマ処理装置である。図１に示すように、方法ＭＴの工程ＳＴ１では、複数回のサイクルＣＹが実行される。即ち、工程ＳＴ１では、サイクルＣＹが複数回実行される。各サイクルＣＹは、工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１４を含んでいる。
【００１７】
工程ＳＴ１１では、被加工物Ｗの表面上に炭素含有の前駆体層が形成される。前駆体層を形成するために、工程ＳＴ１１では、被加工物Ｗが収容されたチャンバに炭素含有ガスが供給される。この炭素含有ガスに含まれる前駆体が、被加工物Ｗの表面又は既に形成されている保護膜上に付着することにより、前駆体層が形成される。
【００１８】
工程ＳＴ１１で用いられる炭素含有ガスは、ハイドロフルオロカーボンガス、炭化水素ガス、フルオロカーボンガス等のように、炭素を含有する任意のガスであり得る。工程ＳＴ１１で用いられる炭素含有ガスは、例えば、ＣＨ３Ｆガス、又は、Ｃ３Ｈ６ガスであり得る。工程ＳＴ１１では、炭素含有ガスと共に、チャンバにキャリアガスが更に供給されてもよい。キャリアガスは、不活性ガスであり、例えば希ガスであり得る。工程ＳＴ１１では、炭素含有ガスと共に、塩素ガス（Ｃｌ２ガス）及び水素ガス（Ｈ２ガス）のうち少なくとも一方がチャンバに更に供給されてもよい。
【００１９】
続く工程ＳＴ１２では、チャンバのパージが実行される。工程ＳＴ１２のパージでは、チャンバの排気が実行され得る。工程ＳＴ１２のパージでは、チャンバに不活性ガスが供給されてもよい。工程ＳＴ１２で用いられる不活性ガスは、例えば希ガスである。工程ＳＴ１２で用いられる不活性ガスは、工程ＳＴ１１で用いられるキャリアガスと同一のガスであってもよい。工程ＳＴ１２では、余分な前駆体、即ち、被加工物Ｗ又は既に形成されている保護膜上に過剰に付着している前駆体が除去される。
【００２０】
続く工程ＳＴ１３では、チャンバ内において不活性ガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ１３で用いられる不活性ガスは、例えば希ガスである。工程ＳＴ１３で使用される不活性ガスは、工程ＳＴ１１で用いられるキャリアガス、及び、工程ＳＴ１２で用いられる不活性ガスと同一のガスであってもよい。工程ＳＴ１３では、不活性ガスのプラズマからのイオン及び／又はラジカルが前駆体層に照射される。これにより、前駆体層内の炭素と不純物（例えば、水素及び／又はフッ素）との間の結合が切断され、炭素から分離された不純物が除去される。その結果、前駆体層内の不純物の量が低減される。
【００２１】
続く工程ＳＴ１４では、チャンバのパージが実行される。工程ＳＴ１４のパージでは、チャンバの排気が実行され得る。工程ＳＴ１４のパージでは、チャンバに不活性ガスが供給されてもよい。工程ＳＴ１４で用いられる不活性ガスは、例えば希ガスである。工程ＳＴ１４で用いられる不活性ガスは、工程ＳＴ１１で用いられるキャリアガス、工程ＳＴ１２で用いられる不活性ガス、工程ＳＴ１３で用いられる不活性ガスと同一のガスであってもよい。即ち、工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１４の実行中、同一の不活性ガスが連続的にチャンバに供給されてもよい。
【００２２】
工程ＳＴ１４の実行後には、工程ＳＴＪにおいて停止条件を満たすか否かが判定される。停止条件は、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４を含むサイクルＣＹの実行回数が所定回数に達しているときに満たされるものと判定される。工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、再び工程ＳＴ１１が実行される。方法ＭＴでは、工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１４を各々が含む複数回のサイクルＣＹが実行される。複数回のサイクルＣＹが実行されると、図２の（ｂ）に示すように、被加工物Ｗの表面、即ち、シリコン酸化膜ＯＸの表面上及び絶縁膜ＩＦの表面上には、保護膜ＰＦがコンフォーマルに形成される。保護膜ＰＦは、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、第３領域Ｒ３を含む。第１領域Ｒ１は、開口ＯＰを画成する絶縁膜ＩＦの側壁面に沿って延在している。第２領域Ｒ２は、シリコン酸化膜ＯＸ上で延在している。第３領域Ｒ３は、絶縁膜ＩＦの上面の上で延在している。
【００２３】
図１に戻り、工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされると判定されると、処理は工程ＳＴ２に進む。工程ＳＴ２では、不活性ガスのプラズマからのイオンによるスパッタエッチングにより第２領域Ｒ２及びシリコン酸化膜ＯＸが除去される。工程ＳＴ２では、スパッタエッチング、即ち異方性エッチングにより、第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１に対して選択的にエッチングされる。工程ＳＴ２では、プラズマ処理装置が用いられる。このプラズマ処理装置は、工程ＳＴ１の実行に用いられるプロセスモジュール（即ち、プラズマ処理装置）と同一のプロセスモジュールであってもよく、異なるプロセスモジュールであってもよい。図２の（ｃ）に示すように、工程ＳＴ２のスパッタエッチングにより、第２領域Ｒ２及びシリコン酸化膜ＯＸと共に第３領域Ｒ３も除去される。なお、工程ＳＴ２では、シリコン酸化膜ＯＸは完全には除去されず、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲが残される。
【００２４】
図１に示すように、方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴ３が実行される。工程ＳＴ３では、化学的エッチングによりシリコン酸化膜の残渣ＯＸＲが除去される。工程ＳＴ３にて実行されるエッチングは等方性エッチングである。工程ＳＴ３のエッチングには、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲを除去し得る任意の化学的エッチングを用いることができる。
【００２５】
一実施形態において、工程ＳＴ３は、工程ＳＴ３１及び工程ＳＴ３２を含む。工程ＳＴ３１では、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲに対して処理ガスが供給される。この処理ガスがシリコン酸化膜の残渣ＯＸＲと反応することにより、図２の（ｄ）に示すように、変質領域ＴＲが形成される。変質領域ＴＲは、ケイフッ化アンモニウムを含む。このような変質領域ＴＲの形成に用いられる処理ガスは、例えば、ＨＦガス及びＮＨ３ガスを含む。
【００２６】
続く工程ＳＴ３２では、図２の（ｅ）に示すように、変質領域ＴＲが除去される。具体的に、工程ＳＴ３２では、変質領域ＴＲを有する被加工物Ｗが加熱される。これにより、変質領域ＴＲが昇華して排気される。その結果、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲが除去される。
【００２７】
一実施形態の工程ＳＴ３では、工程ＳＴ３１及び工程ＳＴ３２の各々を含むサイクルが一回以上実行され得る。工程ＳＴ３１と工程ＳＴ３２は互いに異なるプロセスモジュールを用いて実行されてもよく、単一のプロセスモジュールを用いて実行されてもよい。即ち、工程ＳＴ３１と工程ＳＴ３２は互いに異なるチャンバ内で実行されてもよく、或いは、単一のチャンバ内で実行されてもよい。一実施形態では、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３は、単一のプロセスモジュールを用いて実行されてもよい。即ち、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３は、単一のチャンバに被加工物Ｗが配置された状態で実行されてもよい。
【００２８】
続く工程ＳＴ４では、図２の（ｆ）に示すように、保護膜ＰＦが除去される。保護膜ＰＦは、例えば水素ガス及び窒素ガスを含む処理ガスのプラズマからの活性種を保護膜ＰＦに照射することにより、除去される。工程ＳＴ４は、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３の実行に用いられる一以上のプロセスモジュールとは異なるプロセスモジュールを用いて実行されてもよい。なお、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４が、二以上のプロセスモジュールを用いて実行される場合には、当該二以上のプロセスモジュール間での被加工物Ｗの搬送は、減圧された環境（例えば、後述する搬送モジュールＴＭのチャンバＴＣ）のみを介して行われる。或いは、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４は、単一のプロセスモジュールを用いて実行されてもよい。即ち、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４は、単一のチャンバ内に被加工物Ｗが配置された状態で実行されてもよい。
【００２９】
以上説明した方法ＭＴでは、工程ＳＴ１において被加工物Ｗの表面上にコンフォーマルに保護膜ＰＦが形成される。したがって、工程ＳＴ２のスパッタエッチングによって、保護膜ＰＦの全領域のうち第１領域Ｒ１を残して、第２領域Ｒ２及びシリコン酸化膜ＯＸを除去することができる。しかる後に、残されたシリコン酸化膜の残渣ＯＸＲの除去のために、工程ＳＴ３において、化学的エッチングが実行される。工程ＳＴ３の化学的エッチングの実行中には、工程ＳＴ２の実行後に残された保護膜ＰＦの第１領域Ｒ１によって絶縁膜ＩＦが保護される。したがって、絶縁膜ＩＦのエッチングを抑制しつつ、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲをエッチングすることが可能となる。
【００３０】
一実施形態では、上述したように、工程ＳＴ１１において、炭素含有ガスと共に、水素ガス（Ｈ２ガス）及び塩素ガス（Ｃｌ２ガス）のうち少なくとも一方がチャンバに更に供給される。この実施形態によれば、水素ガス（Ｈ２ガス）を供給することで、よりコンフォーマルな保護膜ＰＦを形成することが可能となる。また、塩素ガス（Ｃｌ２ガス）を供給することで、選択的に保護膜を形成することが可能となる。
【００３１】
以下、方法ＭＴの実行に用いることが可能な処理システムについて説明する。図３は、図１に示す方法の実行に用いることが可能な処理システムの一例を示す図である。図３に示す処理システム１は、台２ａ、２ｂ，２ｃ，２ｄ、容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、ローダーモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、搬送モジュールＴＭ、プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４を備えている。なお、処理システム１の台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は、１個以上の任意の個数であり得る。
【００３２】
台２ａ、２ｂ，２ｃ，２ｄは、ローダーモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれ、台２ａ、２ｂ，２ｃ，２ｄ上に配置されている。容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、その内部に被加工物Ｗを収容するように構成されている。容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの各々は、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ−Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と称される容器であり得る。
【００３３】
ローダーモジュールＬＭは、その内部にチャンバＬＣを提供している。チャンバＬＣの圧力は、大気圧に設定される。ローダーモジュールＬＭは、搬送装置ＴＵ１を備えている。搬送装置ＴＵ１は、例えば多関節ロボットである。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの各々とアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々との間、容器４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄの各々とロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々との間で、チャンバＬＣを介して、被加工物Ｗを搬送するように構成されている。アライナＡＮは、ローダーモジュールＬＭに接続されている。アライナＡＮは、その内部において被加工物Ｗの位置を較正する。
【００３４】
ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２は、ローダーモジュールＬＭと搬送モジュールＴＭの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々の予備減圧室とチャンバＬＣとの間にはゲートバルブが設けられている。
【００３５】
搬送モジュールＴＭは、その内部にチャンバＴＣを提供している。チャンバＴＣは、減圧可能に構成されている。チャンバＴＣとロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々の間にはゲートバルブが設けられている。搬送モジュールＴＭは、搬送装置ＴＵ２を有している。搬送装置ＴＵ２は、例えば多関節ロボットである。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々とプロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４の各々の間、プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４のうち任意の二つのプロセスモジュールの間で、チャンバＴＣを介して、被加工物Ｗを搬送するように構成されている。
【００３６】
プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４の各々は、専用の基板処理を実行する装置である。プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４の各々のチャンバは、ゲートバルブを介してチャンバＴＣに接続されている。なお、処理システム１におけるプロセスモジュールの個数は、一以上の任意の個数であり得る。一例において、処理システム１の一つのプロセスモジュールは、後述するプラズマ処理装置であり、当該プラズマ処理装置を用いて工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４が実行され得る。別の一例においては、処理システム１の一つのプロセスモジュールである後述のプラズマ処理装置を用いて、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、工程ＳＴ３の工程ＳＴ３１、及び、工程ＳＴ４が実行され、工程ＳＴ３の工程ＳＴ３２は当該一つのプロセスモジュール又は異なるプロセスモジュールを用いて実行される。別の一例においては、処理システム１の一つのプロセスモジュールである後述のプラズマ処理装置を用いて、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、及び、工程ＳＴ４が実行され、工程ＳＴ３の工程ＳＴ３１及び工程ＳＴ３２は単一のプロセスモジュール又は異なるプロセスモジュールを用いて実行される。工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、及び、工程ＳＴ４は、異なるプラズマ処理装置を用いて実行されてもよく、或いは、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、及び、工程ＳＴ４のうち二つの工程が同一のプラズマ処理装置を用いて実行されてもよい。また、プロセスモジュールＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４のうち一つのプロセスモジュールは、工程ＳＴ４の実行後に開口ＯＰ内にコンタクトを形成するための成膜装置であってもよい。
【００３７】
処理システム１は、制御部ＭＣを更に備え得る。制御部ＭＣは、方法ＭＴの実行において、処理システム１の各部を制御するように構成されている。制御部ＭＣは、プロセッサ（例えばＣＰＵ）、及び、メモリといった記憶装置、制御信号の入出力インタフェイスを備えたコンピュータ装置であり得る。記憶装置には、制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。プロセッサが制御プログラム及びレシピデータに従って動作することにより、処理システム１の各部に制御信号が送出される。このような制御部ＭＣの動作により、方法ＭＴが実行され得る。
【００３８】
以下、処理システム１の一以上のプロセスモジュールとして採用され得るプラズマ処理装置について説明する。図４は、図３に示す処理システムのプロセスモジュールとして採用可能なプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図４に示すプラズマ処理装置１０は、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４のうち、少なくとも一つの工程で用いることができる。
【００３９】
プラズマ処理装置１０は、略円筒状のチャンバ本体１１を有している。チャンバ本体１１は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１１には表面処理が施されていなくてもよい。或いは、チャンバ本体１１の内壁面には、ＯＧＦ（Ｏｕｔ  Ｇａｓ  Ｆｒｅｅ）陽極酸化処理が施されていてもよい。チャンバ本体１１は、その内部空間をチャンバ１１ｃとして提供している。なお、チャンバ１１ｃは、チャンバ本体１１の内部空間のうち後述するシャワープレート１６の下方の空間である。
【００４０】
チャンバ１１ｃ内には、サセプタ１２が設けられている。サセプタ１２は、その中央の下方に設けられた円筒状の支持部材１３によって支持されている。チャンバ本体１１の底部の中央には、開口が形成されている。チャンバ本体１１の底部には、当該開口を閉じるように円筒状の突出部１１ｂが接続されている。支持部材１３は、突出部１１ｂの底部に支持されている。
【００４１】
サセプタ１２上には、静電チャック３１が設けられている。被加工物Ｗは、静電チャック３１の上面の上に載置される。プラズマ処理装置１０は、例えば三本のリフトピンを備える。リフトピンは、静電チャック３１上に被加工物Ｗを配置するために、また、被加工物Ｗを静電チャック３１から上方に移動させるために用いられる機構である。リフトピンは、それらの先端が静電チャック３１の上面の上に突出する位置と、それらの先端が静電チャック３１の上面から下方に退避する位置との間で移動可能になっている。
【００４２】
静電チャック３１は、酸化アルミニウムといった誘電体から形成された本体の内部に、電極３１ａを有している。電極３１ａに直流電源３４から電圧が印加されると、静電チャック３１と被加工物Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、被加工物Ｗは静電チャック３１に引き付けられる。その結果、被加工物Ｗは静電チャック３１によって保持される。
【００４３】
サセプタ１２は、本体部を有している。サセプタ１２の本体部は、例えばアルミニウムから形成されており、その外周には絶縁リングが形成されている。サセプタ１２の内部には、静電チャック３１を介して、被加工物Ｗの温度を調整するための温調機構１４が設けられている。温調機構１４は、サセプタ１２の内部に形成された流路を含んでいる。この流路には、その温度が制御された熱交換媒体が供給される。この温調機構１４は、被加工物Ｗの温度を、処理に適した温度、例えば１０℃〜１５０℃の範囲内の温度に調整するようになっている。なお、温調機構１４は、サセプタ１２内に設けられた一以上のヒータを含んでいてもよい。一以上のヒータは、静電チャック３１内に設けられていてもよい。
【００４４】
チャンバ本体１１の上部にはシャワーヘッド１５が設けられている。シャワーヘッド１５は、シャワープレート１６を含んでいる。シャワープレート１６は、チャンバ本体１１の天壁１１ａの下方、且つ、静電チャック３１の上方に設けられている。シャワープレート１６は、略円盤形状を有している。シャワープレート１６には、多数のガス吐出孔１７が形成されている。シャワープレート１６は、例えば、アルミニウム製の本体の表面に酸化イットリウムからなる溶射皮膜を設けた構造を有し得る。シャワープレート１６とチャンバ本体１１とはリング状の絶縁部材１６ａにより絶縁されている。
【００４５】
チャンバ本体１１の天壁１１ａの中央には、ガス導入口１８が設けられている。天壁１１ａとシャワープレート１６との間はガス拡散空間１９が設けられている。
【００４６】
ガス導入口１８には、ガス供給機構３０のガス配管３０ａが接続されている。ガス供給機構３０からのガスは、ガス導入口１８からガス拡散空間１９に導入され、ガス拡散空間１９内で拡散され、シャワープレート１６のガス吐出孔１７からチャンバ１１ｃに吐出される。
【００４７】
ガス供給機構３０は、複数のガス供給源を有する。複数のガス供給源は、ＨＦガス、ＮＨ３ガス、ＣｘＨｙＦｚガス、Ａｒガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガス、Ｃｌ２ガスのそれぞれの供給源を含む。なお、ＣｘＨｙＦｚガスは炭素含有ガスであり、例えばＣＨ３Ｆガスである。また、ガス供給機構３０は、これら複数のガス供給源からそれぞれのガスを供給するための複数のガス供給配管を有している。複数のガス供給配管の各々には、開閉バルブ及び流量制御器（例えばマスフローコントローラ）が設けられている。したがって、複数のガス供給源の各々からのガスの供給又は供給停止、及び、複数のガス供給源の各々からのガスの流量を調整することが可能である。これら複数のガス供給配管からのガスは、上述のガス配管３０ａを介してシャワーヘッド１５に供給される。
【００４８】
サセプタ１２には、整合器３６を介して高周波電源３５が接続されている。高周波電源３５からの高周波電力は、サセプタ１２に供給される。サセプタ１２は下部電極として機能し、シャワープレート１６は上部電極として機能する。即ち、サセプタ１２とシャワープレート１６は、一対の平行平板電極を構成する。サセプタ１２に高周波電力が供給されることにより、チャンバ１１ｃ内で容量結合プラズマが生成される。また、高周波電源３５からサセプタ１２に高周波電力が供給されることにより、プラズマ中のイオンが被加工物Ｗに引き込まれる。高周波電源３５から出力される高周波電力の周波数は、例えば０．１〜５００ＭＨｚの範囲内の周波数に設定される。高周波電源３５から出力される高周波電力の周波数は、例えば１３．５６ＭＨｚである。
【００４９】
チャンバ本体１１の底部には、排気機構２０が接続されている。排気機構２０は、第１排気配管２３、第２排気配管２４、第１圧力制御バルブ２５、ドライポンプ２６、第２圧力制御バルブ２７、及び、ターボ分子ポンプ２８を有している。第１排気配管２３は、チャンバ本体１１の底部に形成された排気口２１に接続されている。第１圧力制御バルブ２５及びドライポンプ２６は、第１排気配管２３上に設けられている。第２排気配管２４は、チャンバ本体１１の底部に形成された排気口２２に接続されている。第２圧力制御バルブ２７及びターボ分子ポンプ２８は、第２排気配管２４上に設けられている。チャンバ１１ｃの圧力が高圧に設定される成膜処理の際にはドライポンプ２６のみでチャンバ１１ｃの排気が行われる。チャンバ１１ｃの圧力が低圧に設定されるプラズマ処理の際にはドライポンプ２６とターボ分子ポンプ２８の双方が利用される。チャンバ１１ｃの圧力は、当該チャンバ１１ｃの圧力を測定する圧力センサの検出値に基づいて、第１圧力制御バルブ２５及び第２圧力制御バルブ２７の各々の開度を制御することにより調整される。
【００５０】
チャンバ本体１１の側壁には、開口３２が形成されている。被加工物Ｗは、チャンバ１１ｃに搬入されるとき、また、チャンバ１１ｃから搬出されるときに、開口３２を通過する。プラズマ処理装置１０では、開口３２を開閉するためのゲートバルブＧがチャンバ本体１１の側壁に沿って設けられている。なお、被加工物Ｗの搬送は、上述の搬送装置ＴＵ２によって行われる。
【００５１】
プラズマ処理装置１０が工程ＳＴ１の実行のために用いられる場合には、工程ＳＴ１１においてチャンバ１１ｃに前駆体ガスが供給され、工程ＳＴ１２においてチャンバ１１ｃに不活性ガスが供給され、工程ＳＴ１３においてチャンバ１１ｃ内で不活性ガスのプラズマが生成され、工程ＳＴ１４において、チャンバ１１ｃに不活性ガスが供給される。工程ＳＴ１１〜工程ＳＴ１４の実行中には、排気機構２０によってチャンバ１１ｃが減圧される。
【００５２】
プラズマ処理装置１０が工程ＳＴ２の実行のために用いられる場合には、チャンバ１１ｃにおいて不活性ガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ２の実行中には、排気機構２０によってチャンバ１１ｃが減圧される。プラズマからのイオンは、自己バイアス電位又は高周波電源３５からのバイアス電力によって、被加工物Ｗに引き込まれる。これにより、工程ＳＴ２のスパッタエッチングが実現される。
【００５３】
プラズマ処理装置１０が工程ＳＴ３の実行のために用いられる場合には、工程ＳＴ３１において上述した処理ガスがチャンバ１１ｃに供給され、工程ＳＴ３２においてサセプタ１２の一以上のヒータによって被加工物Ｗが加熱される。工程ＳＴ３の実行中には、排気機構２０によってチャンバ１１ｃが減圧される。
【００５４】
プラズマ処理装置１０が工程ＳＴ４の実行のために用いられる場合には、チャンバ１１ｃ内で水素ガス及び窒素ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。工程ＳＴ４の実行中には、排気機構２０によってチャンバ１１ｃが減圧される。
【００５５】
以下、工程ＳＴ３１の実行において用いることが可能な処理装置について説明する。図５は、図３に示す処理システムのプロセスモジュールとして採用可能な処理装置の一例を示す図である。図５に示す処理装置１００は、処理システム１の一つのプロセスモジュールとして採用可能な処理装置であり、工程ＳＴ３１の実行において用いられ得る。
【００５６】
処理装置１００は、チャンバ本体１１２を備えている。チャンバ本体１１２は、その内部空間をチャンバ１１２ｃとして提供している。チャンバ１１２ｃ内には、ステージ１１４が設けられている。ステージ１１４上には、被加工物Ｗが略水平な状態で載置される。ステージ１１４は、その上に載置された被加工物Ｗを支持するよう構成されている。ステージ１１４は、平面視において略円形をなしている。ステージ１１４は、チャンバ本体１１２の底部に固定されている。ステージ１１４は、温度調整機構１１４ａを有する。温度調整機構１１４ａは、一例では、ステージ１１４の内部に形成された流路を含む。チャンバ本体１１２の外部には、熱交換媒体の供給器が設けられている。ステージ１１４の内部の流路には、当該供給器から熱交換媒体（例えば、冷媒）が供給される。ステージ１１４の内部の流路に供給された熱交換媒体は、供給器に戻される。即ち、供給器とステージ１１４の内部の流路との間では熱交換媒体が循環される。熱交換媒体がステージ１１４の内部の流路に供給されることにより、ステージ１１４の温度が調整される。
【００５７】
処理装置１００は、圧力センサ１１９を更に備えている。圧力センサ１１９は、例えばキャパシタンスマノメータである。圧力センサ１１９は、チャンバ１１２ｃの圧力を測定するように構成されている。
【００５８】
チャンバ本体１１２は、一例において、第１部材１１６及び第２部材１１８を含んでいる。第１部材１１６は、チャンバ１１２ｃの側方及び下方において延在している。第１部材１１６は、側壁部１１６ａ及び底部１１６ｂを含んでいる。側壁部１１６ａは、略円筒形状を有している。底部１１６ｂは、側壁部１１６ａの下端に連続している。側壁部１１６ａには、通路１１２ｐが形成されている。被加工物Ｗは、チャンバ本体１１２の外部からチャンバ１１２ｃに搬入されるとき、及び、チャンバ１１２ｃからチャンバ本体１１２の外部に搬出されるときに、通路１１２ｐを通過する。この通路１１２ｐの開放及び閉鎖のために、ゲートバルブ１２０が側壁部１１６ａに沿って設けられている。ゲートバルブ１２０が通路１１２ｐを開放すると、チャンバ１１２ｃと搬送モジュールＴＭのチャンバＴＣが互いに連通する。一方、ゲートバルブ１２０が通路１１２ｐを閉鎖すると、チャンバ１１２ｃが搬送モジュールＴＭのチャンバＴＣから隔離される。
【００５９】
第１部材１１６は、その上端に開口を提供している。第２部材１１８は、第１部材１１６の上端の開口を閉じるように、第１部材１１６上に設けられている。チャンバ本体１１２の壁部内には、ヒータ１１２ｈが設けられている。ヒータ１１２ｈは、例えば抵抗加熱ヒータである。ヒータ１１２ｈは、チャンバ本体１１２を加熱する。
【００６０】
第２部材１１８は、蓋部１２２及びシャワーヘッド１２４を含んでいる。蓋部１２２は、第２部材１１８の外側部分を構成している。シャワーヘッド１２４は、蓋部１２２の内側に設けられている。シャワーヘッド１２４は、ステージ１１４の上方に設けられている。シャワーヘッド１２４は、本体１２６及びシャワープレート１２８を含んでいる。本体１２６は、側壁１２６ａ及び上壁１２６ｂを含んでいる。側壁１２６ａは略筒状をなしており、上壁１２６ｂは側壁１２６ａの上端に連続しており、側壁１２６ａの上端を閉じている。
【００６１】
シャワープレート１２８は、本体１２６の下端側、且つ、本体１２６の内側に設けられている。本体１２６の上壁１２６ｂとシャワープレート１２８の間には、シャワープレート１２８と平行にプレート１３０が設けられている。本体１２６とシャワープレート１２８の間の空間は、第１の空間１２４ａ及び第２の空間１２４ｂを含む。第１の空間１２４ａは、本体１２６の上壁１２６ｂとプレート１３０との間の空間である。第２の空間１２４ｂは、プレート１３０とシャワープレート１２８との間の空間である。
【００６２】
処理装置１００は、ガス供給部１４０を更に備えている。シャワーヘッド１２４の第１の空間２４ａには、ガス供給部１４０の第１のガス供給配管１４１が接続されている。第１の空間１２４ａには、複数のガス通路１３２が接続している。複数のガス通路１３２は、プレート１３０からシャワープレート１２８まで延在している。複数のガス通路１３２は、シャワープレート１２８に形成された複数の第１のガス吐出孔１２８ａにそれぞれ繋がっている。第１のガス供給配管１４１から第１の空間１２４ａに供給されたガスは、複数のガス通路１３２及び複数の第１のガス吐出孔１２８ａを介してチャンバ１１２ｃへ吐出される。
【００６３】
シャワーヘッド１２４の第２の空間１２４ｂには、ガス供給部１４０の第２のガス供給配管１４２が接続されている。第２の空間１２４ｂには、シャワープレート１２８に形成された複数の第２のガス吐出孔１２８ｂが繋がっている。第２のガス供給配管１４２から第２の空間１２４ｂに供給されたガスは、複数の第２のガス吐出孔１２８ｂからチャンバ１１２ｃに吐出される。
【００６４】
ガス供給部１４０は、第１のガス供給配管１４１及び第２のガス供給配管１４２に加えて、複数の流量制御器１４４ａ〜１４４ｄを含んでいる。複数の流量制御器１４４ａ〜１４４ｄの各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。流量制御器１４４ａ〜１４４ｄの各々は、その入力に供給されたガスの流量を調整して、流量が調整されたガスをその出力から出力する。
【００６５】
流量制御器１４４ａの入力は、ガスソース１４６ａに接続されている。ガスソース１４６ａは、ＨＦ（フッ化水素）ガスのソースである。流量制御器１４４ａの出力は、第１のガス供給配管１４１に接続されている。流量制御器１４４ｂの入力は、ガスソース１４６ｂに接続されている。ガスソース１４６ｂは、ＮＨ３（アンモニア）ガスのソースである。流量制御器１４４ｂの出力は、第２のガス供給配管１４２に接続されている。流量制御器１４４ｃの入力は、ガスソース１４６ｃに接続されている。流量制御器１４４ｃの出力は、第１のガス供給配管１４１に接続されている。流量制御器１４４ｄの入力は、ガスソース１４６ｄに接続されている。流量制御器１４４ｄの出力は、第２のガス供給配管１４２に接続されている。ガスソース１４６ｃ及びガスソース１４６ｄの各々は不活性ガスのソースである。例えば、ガスソース１４６ｃはＡｒガスといった希ガスのソースであり、ガスソース１４６ｄはＮ２（窒素）ガスのソースである。
【００６６】
処理装置１００は、バルブ１３６及び排気装置１３８を更に備えている。チャンバ本体１１２の底部には、排気口１１２ｅが設けられている。排気口１１２ｅは、チャンバ１１２ｃに連通している。排気装置１３８は、バルブ１３６を介して、排気口１１２ｅに接続されている。バルブ１３６は、例えば自動圧力制御弁である。排気装置１３８は、ドライポンプ、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを含んでいる。
【００６７】
チャンバ１１２ｃに被加工物Ｗが収容されている状態で、ＨＦガス及びＮＨ３ガスを含む処理ガスがチャンバ１１２ｃに供給されると、当該処理ガスがシリコン酸化膜の残渣ＯＸＲと反応して、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲから変質領域ＴＲが形成される。
【００６８】
以下、工程ＳＴ３２の実行において用いることが可能な処理装置について説明する。図６は、図３に示す処理システムのプロセスモジュールとしで採用可能な処理装置の一例を示す図である。図６に示す処理装置１６０は、処理システム１の一つのプロセスモジュールとして採用可能な処理装置であり、工程ＳＴ３２の実行において用いられ得る。
【００６９】
処理装置１６０は、チャンバ本体１６２を備えている。チャンバ本体１６２は、その内部空間をチャンバ１６２ｃとして提供している。チャンバ１６２ｃ内には、ステージ１６４が設けられている。ステージ１６４は、その上に載置される被加工物Ｗを支持するように構成されている。ステージ１６４内にはヒータ１６６が設けられている。ヒータ１６６は、例えば抵抗発熱ヒータである。
【００７０】
チャンバ本体１６２の側壁には、通路１６２ｐが形成されている。被加工物Ｗは、チャンバ本体１６２の外部からチャンバ１６２ｃに搬入されるとき、及び、チャンバ１６２ｃからチャンバ本体１６２の外部に搬出されるときに、通路１６２ｐを通過する。この通路１６２ｐの開放及び閉鎖のために、ゲートバルブ１６８がチャンバ本体１６２の側壁に沿って設けられている。ゲートバルブ１６８が通路１６２ｐを開放すると、チャンバ１６２ｃと搬送モジュールＴＭのチャンバＴＣが互いに連通する。一方、ゲートバルブ１６８が通路１６２ｐを閉鎖すると、チャンバ１６２ｃが搬送モジュールＴＭのチャンバＴＣから隔離される。
【００７１】
処理装置１６０は、ガス供給部１７０を更に備えている。ガス供給部１７０は、流量制御器１７２を備えている。流量制御器１７２は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。流量制御器１７２は、その入力に供給されたガスの流量を調整して、流量が調整されたガスをその出力から出力する。流量制御器１７２の入力には、ガスソース１７４が接続されている。ガスソース１７４は、不活性ガスのソース、例えばＮ２（窒素）ガスのソースである。流量制御器１７２の出力は、配管１７６を介して、チャンバ１６２ｃに接続されている。処理装置１６０は、開閉弁１８０及び排気装置１８２を更に備えている。排気装置１８２は、ドライポンプ又はターボ分子ポンプといった真空ポンプを含んでおり、開閉弁１８０を介してチャンバ１６２ｃに接続されている。
【００７２】
上述した変質領域ＴＲを有する被加工物Ｗは、チャンバ１１２ｃからチャンバＴＣを介してチャンバ１６２ｃに搬送される。チャンバ１６２ｃ内において、被加工物Ｗはステージ１６４上に載置される。そして、ヒータ１６６によってステージ１６４が加熱され、被加工物Ｗが加熱される。被加工物Ｗが加熱されると、変質領域ＴＲのケイフッ化アンモニウムが昇華して、排気される。これにより、シリコン酸化膜の残渣ＯＸＲがエッチングされる。
【００７３】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、方法ＭＴにおいて用いられるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、又は、プラズマの生成のためにマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置といった任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。
【００７４】
以下、方法ＭＴの評価のために行った評価実験について説明する。
【００７５】
（第１の評価実験）
【００７６】
第１の評価実験では、プラズマ処理装置１０を用いて工程ＳＴ１を実行して、サンプル上に保護膜ＰＦＡを形成した。図７に示すように、サンプルは、酸化シリコンから形成された絶縁膜ＩＦＡを有しており、当該絶縁膜ＩＦＡには開口が形成されていた。開口の幅は８ｎｍであり、開口の深さは１５０ｎｍであった。以下、第１の評価実験における工程ＳＴ１の条件を示す。
【００７７】
＜第１の評価実験における工程ＳＴ１の条件＞
・サイクルＣＹの実行回数：５０回
・工程ＳＴ１１：
ＣＨ３Ｆガスの流量：４０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：５秒
・工程ＳＴ１２：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：２秒
・工程ＳＴ１３：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
高周波電源６１の高周波：４０ＭＨｚ、１５０Ｗ
処理時間：５秒
・工程ＳＴ１２：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：２秒
【００７８】
第１の評価実験では、形成された保護膜ＰＦＡの５箇所における膜厚Ｔ１〜Ｔ４（図７参照）を測定した。その結果、膜厚Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４はそれぞれ、３．０ｎｍ、３．１ｎｍ、３．１ｎｍ、２．５ｎｍであった。したがって、工程ＳＴ１の実行により、炭素を含有する保護膜をコンフォーマルに形成することが可能であることが確認された。
【００７９】
（第２の評価実験）
【００８０】
第２の評価実験では、サンプルに対して工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を順に実行した。図８の（ａ）に示すように、サンプルは、酸化シリコンから形成された絶縁膜ＩＦＢを有しており、当該絶縁膜ＩＦＢには開口が形成されていた。開口の幅は９．４ｎｍであり、開口の深さは１９２ｎｍであった。工程ＳＴ１では、プラズマ処理装置１０を用いた。工程ＳＴ３１では処理装置１００を用い、工程ＳＴ３２では処理装置１６０を用いた。以下、第２の評価実験における条件を示す。
【００８１】
＜第２の評価実験における工程ＳＴ１の条件＞
・サイクルＣＹの実行回数：１０回
・工程ＳＴ１１：
Ｃ３Ｈ６ガスの流量：４０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：５秒
・工程ＳＴ１２：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：２秒
・工程ＳＴ１３：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
高周波電源６１の高周波：４０ＭＨｚ、１５０Ｗ
処理時間：５秒
・工程ＳＴ１２：
Ａｒガスの流量：３００ｓｃｃｍ
静電チャック３１の温度：６０℃
チャンバの圧力：８０ｍＴｏｒｒ（１０．６７Ｐａ）
処理時間：２秒
＜第２の評価実験における工程ＳＴ３の条件＞
・工程ＳＴ３１及び工程ＳＴ３２を含むサイクルの実行回数：３回
・各サイクルにおける工程ＳＴ３１の条件
ＨＦガスの流量：１５０ｓｃｃｍ
ＮＨ３ガスの流量：９０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：２２５ｓｃｃｍ
Ｎ２ガスの流量：２２５ｓｃｃｍ
チャンバの圧力：４５０ｍＴｏｒｒ（６０Ｐａ）
ステージ１６４の温度：８５℃
処理時間：６秒
・各サイクルにおける工程ＳＴ３２の条件
工程ＳＴ３２Ａ：パージ工程
ＮＨ３ガスの流量：９０ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：２２５ｓｃｃｍ
Ｎ２ガスの流量： ２２５ｓｃｃｍ
ステージ１６４の温度：８５℃
処理時間：５秒
工程ＳＴ３２Ｂ：パージ工程
チャンバ：真空引き
ガスの通流： 無し
処理時間：３０秒
【００８２】
また、比較のために、比較実験を行った。比較実験では、第２の評価実験に用いたサンプルと同様のサンプルを用いた。比較実験では、当該サンプルに対して、工程ＳＴ１を実行せずに工程ＳＴ３を実行した。比較実験における工程ＳＴ３の条件は、第２の評価実験における工程ＳＴ３の条件と同一であった。
【００８３】
第２の評価実験では、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３の実行前後における開口の幅ＣＤ１、ＣＤ２、及び、ＣＤ３（図８の（ａ）を参照）の変化量を求めた。また、比較実験では、工程ＳＴ３の実行前後における開口の幅ＣＤ４、ＣＤ５、及び、ＣＤ６（図８の（ｂ）を参照）の変化量を求めた。その結果、ＣＤ１の変化量、ＣＤ２の変化量、ＣＤ３の変化量はそれぞれ、１ｎｍ、０．２ｎｍ、１．３ｎｍであった。一方、ＣＤ４の変化量、ＣＤ５の変化量、ＣＤ６の変化量はそれぞれ２１．９ｎｍ、２２．８ｎｍ、１８．６ｎｍであった。したがって、保護膜を形成せずに工程ＳＴ３を実行すると、絶縁膜ＩＦＢが開口に対して横方向にエッチングされるが、保護膜ＰＦＢが絶縁膜ＩＦＢ上に形成されると、絶縁膜ＩＦＢは工程ＳＴ３のエッチングから保護されることが確認された。
【符号の説明】
【００８４】
１…処理システム、ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４…プロセスモジュール、ＴＭ…搬送モジュール、ＴＣ…チャンバ、１０…プラズマ処理装置、１１…チャンバ本体、１１ｃ…チャンバ、１２…サセプタ、２０…排気機構、３１…静電チャック、３１ａ…電極、３５…高周波電源、１００…処理装置、１１２…チャンバ本体、１１２ｃ…チャンバ、１１４…ステージ、１３８…排気装置、１４０…ガス供給部、１６０…処理装置、１６２…チャンバ本体、１６２ｃ…チャンバ、１６４…ステージ、１６６…ヒータ、１７０…ガス供給部、１８２…排気装置、Ｗ…被加工物、ＳＲ…シリコン領域、ＩＦ…絶縁膜、ＯＰ…開口、ＯＸ…シリコン酸化膜、ＰＦ…保護膜、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、ＴＲ…変質領域。
【図１】
2019024043.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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