(57)【要約】【課題】シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板にエッチングガスを供給してシリコン含有膜を除去するにあたり、エッチング非対象膜のエッチングを防ぐこと。【解決手段】成膜ガス２１、２２を供給し、シリコン含有膜１４をエッチングするエッチングガス２４が多孔質膜１５の孔部１６を通過してエッチング非対象膜１１に供給されることを防ぐための通過防止膜２３を当該孔部１６に成膜する成膜工程と、通過防止膜２３が形成された状態で、エッチングガス２４を供給してシリコン含有膜１４をエッチングするエッチング工程と、を実施する。【選択図】図２
2019121784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜がこの順に横方向に隣り合って設けられる基板に成膜ガスを供給し、前記シリコン含有膜をエッチングするためのエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過して前記エッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜する成膜工程と、
前記エッチングガスを供給して前記シリコン含有膜をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記成膜工程と前記エッチング工程とをこの順に複数回繰り返す繰り返し工程を含むことを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記成膜ガスは、第１の成膜ガス及び第２の成膜ガスを含み、
前記成膜工程は、前記第１の成膜ガスと前記第２の成膜ガスとを順に前記基板に供給して、前記第１の成膜ガスと前記第２の成膜ガスとを互いに反応させて前記通過防止膜を成膜する工程を含むことを特徴とする請求項２記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記第１の成膜ガスを供給する期間と前記第２の成膜ガスを供給する期間との間、前記第２の成膜ガスを供給する期間と前記エッチングガスを供給する期間との間、前記エッチングガスを供給する期間と第１の成膜ガスを供給する期間との間で各々基板の周囲を排気する工程を含むことを特徴とする請求項３記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記基板への前記エッチングガスの供給と前記基板への前記成膜ガスの供給とは、同時に行われることを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記成膜工程及び前記エッチング工程を行った後、前記孔部から前記通過防止膜を気化させて除去するために、前記基板を加熱する加熱工程を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記エッチング非対象膜の上側にはエッチングマスク膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記通過防止膜は、尿素結合を有する重合体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項９】
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板を載置するための載置部と、
前記シリコン含有膜をエッチングするエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過してエッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜するために、前記処理容器内に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
前記処理容器内に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
を含むことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１０】
前記成膜ガスの供給と前記エッチングガスの供給とが、この順に複数回繰り返されるように制御信号を出力する制御部が設けられることを特徴とする請求項９記載のエッチング装置。
【請求項１１】
前記基板への前記エッチングガスの供給と前記基板への前記成膜ガスの供給とが同時に行われるように制御信号を出力する制御部が設けられることを特徴とする請求項９記載のエッチング装置。
【請求項１２】
前記エッチングガス供給部は、前記載置部に対向して設けられたシャワーヘッドであることを特徴とする請求項９ないし１１のいずれか一つに記載のエッチング装置。
【請求項１３】
前記成膜ガス供給部は、当該成膜ガス供給部から供給される前記成膜ガスが前記基板に供給される前に、前記処理容器の側壁に衝突するように設けられることを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか一つに記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板において多孔質膜に隣り合うように形成されたシリコン含有膜をエッチングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置を構成する配線が埋め込まれる層間絶縁膜としては、low-ｋ膜と呼ばれる低誘電率膜により構成される場合が有り、このlow-k膜としては例えば多孔質膜によって構成される。そして半導体装置の製造工程においては、そのような多孔質膜が形成された半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）に対してエッチングが行われる場合が有る。
【０００３】
例えば特許文献１には、low-k膜である層間絶縁膜が形成されたウエハに対してエッチングを行い、配線を埋め込むための凹部を形成することについて記載されている。この凹部内には、成膜ガスが供給されることによって凹部内に配線が埋め込まれるまでに大気に暴露されることを防ぐための被膜が形成される。また、特許文献２においては、多孔質膜である低誘電率膜に形成された凹部に埋め込まれた有機膜を、所定の量の二酸化炭素を含む処理ガスのプラズマを用いることでエッチングする技術について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６３１４１号公報
【特許文献２】特許第４９４０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体装置を製造するにあたり、ポリシリコン膜と、多孔質膜であるＳｉＯＣＮ膜と、上側が酸化シリコン膜、下側がＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）膜により夫々形成される積層体と、が横方向にこの順に隣り合うようにその表面部に形成されたウエハについて、ポリシリコン膜を除去する処理が行われる場合が有る。このポリシリコン膜の除去処理をドライエッチングによって行うとすると、ポリシリコン膜のエッチングが進行する過程で、エッチングガスがＳｉＯＣＮ膜を透過し、ＳｉＧｅ膜に供給される。より具体的に述べると、ＳｉＯＣＮ膜が多孔質膜であるため、エッチングガスはＳｉＯＣＮ膜の側方から当該多孔質膜の孔部を通過して、ＳｉＧｅ膜の側壁に供給される。ＳｉＧｅ膜はエッチングによる除去対象ではないが、そのようにエッチングガスが供給されることで、その側壁がエッチングされてしまう。
【０００６】
そこで、例えばプラズマを用いた異方性エッチングによりポリシリコン膜の上部側を除去した後、ウエットエッチングによってポリシリコン膜の下部側を除去するように処理が行われる場合が有る。このウエットエッチングに用いられるエッチング液については上記のエッチングガスよりもＳｉＯＣＮ膜の透過性が低いため、ＳｉＧｅ膜のエッチングが抑制される。しかし、このように複数の工程を行うことは手間であり、ウエットエッチングの工程でも装置の微細化に伴い処理が不可能となり、また、ＳｉＯＣＮ膜の側壁の厚さは小さくなる傾向に有り、当該ＳｉＯＣＮ膜の側壁の厚さが将来さらに小さくなった場合には、エッチング液のＳｉＯＣＮ膜に対する透過性が上昇し、ＳｉＧｅ膜をエッチングしてしまうおそれが有る。上記の特許文献１、２に記載される技術は、このような問題を解決できるものでは無い。
【０００７】
本発明はこのような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板にエッチングガスを供給してシリコン含有膜（シリコンそのものである場合を含む）を除去するにあたり、エッチング非対象膜がエッチングされることを防ぐことができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のエッチング方法は、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜がこの順に横方向に隣り合って設けられる基板に成膜ガスを供給し、前記シリコン含有膜をエッチングするためのエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過して前記エッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜する成膜工程と、
前記エッチングガスを供給して前記シリコン含有膜をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明のエッチング装置は、処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板を載置するための載置部と、
前記シリコン含有膜をエッチングするエッチングガスが前記多孔質膜の孔部を通過してエッチング非対象膜に供給されることを防ぐための通過防止膜を当該孔部に成膜するために、前記処理容器内に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、
前記処理容器内に前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シリコン含有膜、多孔質膜、エッチング非対象膜が横方向にこの順に隣り合って設けられる基板に成膜ガスが供給され、多孔質膜の孔部にシリコン含有膜をエッチングするエッチングガスがエッチング非対象膜へと供給されることを防ぐための通過防止膜が形成される。それによってシリコン含有膜をエッチングするにあたり、エッチング非対象膜のエッチングが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエッチングが行われるウエハの表面の縦断側面図である。
【図２】本発明に係るエッチング工程を説明する工程図である。
【図３】本発明に係るエッチング工程を説明する工程図である。
【図４】本発明に係るエッチング工程を説明する工程図である。
【図５】エッチング終了後のウエハの表面の縦断側面図である。
【図６】成膜ガスによって尿素結合を有する重合体が生成する反応を示す説明図である。
【図７】エッチングを行うための基板処理装置の平面図である。
【図８】前記基板処理装置に設けられるエッチングモジュールの縦断側面図である。
【図９】前記エッチングモジュールの横断平面図である。
【図１０】前記エッチングモジュールの動作を示す説明図である。
【図１１】前記エッチングモジュールの動作を示す説明図である。
【図１２】前記エッチングモジュールの動作を示す説明図である。
【図１３】前記エッチングモジュールの動作を示す説明図である。
【図１４】他のエッチングモジュールの構成例を示す縦断側面図である。
【図１５】評価試験におけるウエハの縦断側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る処理が行われるウエハＷの表面部の縦断側面図を示している。図中１１はＳｉＧｅ膜であり、ＳｉＧｅ膜１１の上側には酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜１２が積層されている。この酸化シリコン膜１２とＳｉＧｅ膜１１との積層体には、凹部１３が形成されており、この凹部１３内にはポリシリコン膜１４が埋め込まれている。また、ポリシリコン膜１４の側壁と凹部１３の側壁との間には、ポリシリコン膜１４の側方を囲み、ポリシリコン膜１４の側壁及び凹部１３の側壁に各々接するＳｉＯＣＮ膜１５、即ちシリコン、酸素、窒素及び炭素により構成される膜が設けられている。従って、横方向に見てポリシリコン膜１４、ＳｉＯＣＮ膜１５、ＳｉＧｅ膜１１がこの順に隣り合うように形成されている。ＳｉＯＣＮ膜１５は層間絶縁膜であり、多孔質膜である。
【００１３】
この発明の実施形態における処理の概要を述べると、ＳｉＯＣＮ膜１５の孔部にて尿素結合を有する重合体（ポリ尿素）であるポリ尿素膜を成膜するための成膜ガスの供給と、被エッチング膜であるポリシリコン膜１４をエッチングするためのエッチングガスの供給とを交互に繰り返し行う。つまり、間隔を空けてポリシリコン膜１４のエッチングが行われ、エッチングとエッチングとの間には孔部に埋め込まれるようにポリ尿素膜が成膜される。それによって、エッチングガスがＳｉＯＣＮ膜１５の側方からＳｉＯＣＮ膜１５を透過してエッチング非対象膜であるＳｉＧｅ膜１１の側壁をエッチングしてしまうことを防ぐ。
【００１４】
上記の酸化シリコン膜１２は、ポリシリコン膜１４をエッチングする際のエッチングマスク膜となる。また上記のエッチングガスとしては、この酸化シリコン膜１２及び上記のポリ尿素膜へのエッチング選択性が低く、且つポリシリコン膜１４へのエッチング選択性が高いことから、例えばＩＦ７（七フッ化ヨウ素）ガスが用いられる。このＩＦ７ガスは分子量が比較的大きいため、ＳｉＯＣＮ膜１５の孔部を通過しにくいと考えられるので、ＳｉＧｅ膜１１への供給がより確実に抑制されることが見込まれる点からも好ましい。
【００１５】
この実施形態ではモノマーであるアミンを含む第１の成膜ガス、モノマーであるイソシアネートを含む第２の成膜ガスをウエハＷに供給して重合反応させることで、上記のポリ尿素膜を成膜する。アミンとしては例えば１，３−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＡ）、イソシアネートとしては例えば１，３−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン（Ｈ６ＸＤＩ）が夫々用いられる。また、アミンとしてヘキシルアミン、イソシアネートとしてtertブチルイソシアン酸を夫々用いてもよい。なお、ポリ尿素膜を成膜できるアミン、イソシアネートについてはこの例に限られず、後にさらに具体例を挙げる。
【００１６】
続いて、図２〜図４を参照してウエハＷに対して行われる処理について説明する。この図２〜図４は図１で説明したウエハＷの表面部が、処理によって変化する様子を示す模式図である。図中、ＳｉＯＣＮ膜１５に形成されている孔部を１６、アミンである第１の成膜ガスを２１、イソシアネートである第２の成膜ガスを２２、ポリ尿素膜を２３、ＩＦ７であるエッチングガスを２４として表す。また、図２〜図４で示す各処理は、ウエハＷが処理容器に搬入され、処理容器内が排気されて所定の圧力の真空雰囲気とされた状態で行われる。
【００１７】
先ず、処理容器内に第１の成膜ガス２１が供給される（ステップＳ１、図２（ａ））。この第１の成膜ガス２１がＳｉＯＣＮ膜１５の上部側の孔部１６に流入して孔壁に吸着される。続いて、処理容器内への第１の成膜ガス２１の供給が停止し、処理容器内においては排気と例えばＮ２（窒素）ガスであるパージガスの供給とが行われる状態となり（ステップＳ２、図２（ｂ））、孔部１６に流入しなかった第１の成膜ガス２１は、排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
【００１８】
続いて、処理容器内に第２の成膜ガス２２が供給され（ステップＳ３、図２（ｃ））、この第２の成膜ガス２２がＳｉＯＣＮ膜１５の上部側の孔部１６に流入して、当該孔部１６に吸着された第１の成膜ガス２１と反応し、エッチングガスの通過防止膜であるポリ尿素膜２３が形成されて、当該孔部１６が塞がれる。然る後、処理容器内への第２の成膜ガス２２の供給が停止し、処理容器内においては排気とパージガスの供給とが行われる状態となり（ステップＳ４、図２（ｄ））、孔部１６に流入しなかった第２の成膜ガス２２は、排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
【００１９】
続いて、処理容器内にエッチングガス２４が供給され（ステップＳ５、図３（ｅ））、ポリシリコン膜１４がエッチングされて、ＳｉＯＣＮ膜１５の上部側の側壁が露出する。このときＳｉＯＣＮ膜１５の上部側の孔部１６にはポリ尿素膜２３が埋め込まれており、当該ポリ尿素膜２３はエッチングガス２４によりエッチングされにくい。従って、エッチングガス２４の孔部１６の通過が防止されるため、エッチングガス２４がＳｉＯＣＮ膜１５を側方から透過してＳｉＧｅ膜１１の側壁をエッチングすることを防ぐことができる。その後、処理容器内へのエッチングガス２４の供給が停止し、処理容器内においては排気とパージガスの供給とが行われる状態となり（ステップＳ６、図３（ｆ））、処理容器内に残留するエッチングガス２４は、処理容器内から排気されるパージガスの気流に乗って除去される。
【００２０】
その後、処理容器内に第１の成膜ガス２１が供給される。即ち、再度ステップＳ１が実行される。上記のステップＳ５でポリシリコン膜１４がエッチングされてＳｉＯＣＮ膜１５の上部側の側壁が露出しているため、この２回目のステップＳ１で供給される第１の成膜ガス２１は、ＳｉＯＣＮ膜１５において１回目のステップＳ１で当該第１の成膜ガス２１が供給された孔部１６よりも下方の孔部１６に供給されて孔壁に吸着される。
【００２１】
その後、ステップＳ２の処理容器内における排気及びパージガスの供給が再度行われ、続いてステップＳ３の処理容器内への第２の成膜ガス２２の供給が再度行われる。この第２の成膜ガス２２についても、２回目のステップＳ１で処理容器内へ供給される第１の成膜ガス２１と同様、１回目のステップＳ３で当該第２の成膜ガス２２が供給されたＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６よりも下方の孔部１６に供給されて、当該孔部１６にて吸着されている第１の成膜ガス２１と反応し、ポリ尿素膜２３が形成される。従って、この２回目のステップＳ３では、ＳｉＯＣＮ膜１５におけるポリ尿素膜２３が形成される領域が下方へと広がることになる（図４（ａ））。
【００２２】
然る後、ステップＳ４の排気及びパージガスの供給が行われた後、ステップＳ５のエッチングガス２４の供給が行われ、ポリシリコン膜１４が下方へ向けてさらにエッチングされ、ＳｉＯＣＮ膜１５の側壁において露出する領域が下方に向けて拡大する。上記のように２回目のステップＳ３によってＳｉＯＣＮ膜１５においてポリ尿素膜２３が形成される領域が下方へと広げられていることにより、ポリシリコン膜１４のエッチングによって新たに露出するＳｉＯＣＮ膜１５の側壁付近の孔部１６は、ポリ尿素膜２３が埋め込まれた状態となっている。従って、この２回目のステップＳ５においても、エッチングガスがＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６を通過してＳｉＧｅ膜１１の側壁をエッチングすることを防ぐことができる（図４（ｂ））。このエッチング後、ステップＳ６の排気及びパージガスの供給が再度行われる。
【００２３】
このように順番に行われるステップＳ１〜Ｓ６を一つのサイクルとすると、例えば上記の２回目のステップＳ６が行われた後も、当該サイクルが繰り返し行われ、ＳｉＯＣＮ膜１５を下方へと向けて成膜されるポリ尿素膜２３により、ＳｉＧｅ膜１１の側壁のエッチングが防がれながら、ポリシリコン膜１４が下方へとエッチングされる。そして、例えばポリシリコン膜１４が全てエッチングされて、所定の回数のサイクルが終了すると（図４（ｃ））、ウエハＷが例えば１００℃以上好ましくは３００℃以上に加熱されることで、孔部１６に埋め込まれたポリ尿素膜２３が、気化あるいは解重合気化し、ウエハＷから除去される（図４（ｄ））。ウエハＷの表面に付着しているエッチングの残渣も、この加熱によってポリ尿素膜２３と共に気化して除去される（ステップＳ７）。図５は、そのようにポリシリコン膜１４がエッチングされて、ポリ尿素膜２３が除去されたウエハＷを示している。ポリシリコン膜１４が除去されることで形成された凹部１７内には、例えば後の工程で半導体装置のゲートが形成される。
【００２４】
上記の発明の実施形態の処理によれば、ＳｉＧｅ膜１１がエッチングガスによりエッチングされることを抑制しつつ、ポリシリコン膜１４を当該エッチングガスによりエッチングすることができる。また、当該発明の実施形態の処理においては、背景技術で述べたプラズマ処理後にウエットエッチングを用いる処理を行う場合に比べて、ウエハＷの周囲の雰囲気をプラズマ処理を行うための真空雰囲気からウエットエッチングを行うための大気雰囲気に切り替える必要が無い。従って、当該発明の実施形態の処理は、処理に要する時間や手間を軽減できるという利点が有る。さらに、当該実施形態の処理によればプラズマを用いる必要が無いため、ウエハＷの表面の各膜が当該プラズマからのダメージを受けることが無いので、ウエハＷから形成される半導体装置の信頼性を高くすることができるという利点も有る。ただし、プラズマを用いてエッチングを行う場合も本発明の権利範囲に含まれる。
【００２５】
上記のステップＳ１〜Ｓ６において処理容器の排気流量は一定であってもよいし、処理容器内の不要なガスを除去するためのステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６における排気流量についてはより確実にガスを除去することができるように、ステップＳ１、Ｓ３、Ｓ５の排気流量よりも大きくしてもよい。また、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６ではパージガスの供給を行わず、排気のみによって不要なガスを除去するようにしてもよい。なお、上記のようにエッチングガスであるＩＦ７ガスのポリ尿素膜２３に対するエッチング選択性は比較的低いため、当該ポリ尿素膜２３がポリシリコン膜１４の表面に形成されると、ポリシリコン膜１４がエッチングされ難くなってしまう。しかし、既述のステップＳ２、Ｓ４で不要な第１の成膜ガス２１及び第２の成膜ガス２２が除去されている。つまり、ステップＳ２、Ｓ４を行うことで、ポリシリコン膜１４のエッチングをより確実に行うことができる。
【００２６】
ところで、ポリシリコン膜１４以外のシリコン含有膜が被エッチング膜であってもよい。このシリコン含有膜はシリコンを主成分として含む膜であり、具体的に例えばアモルファスシリコン膜、単結晶シリコン膜、ＳｉＧｅ膜などがシリコン含有膜に含まれる。そして、エッチングガスとしては、上記のシリコン含有膜をエッチングできるものであればよい。具体的に当該エッチングガスとしてはＩＦ７ガス以外に、例えばフッ素（Ｆ２）ガス、ＣｌＦ３（三フッ化塩素）、ＩＦ５（五フッ化ヨウ素）ガス、ＢｒＦ３（三フッ化臭素）などのフッ素を含有するガスを用いることができる。
【００２７】
上記の実施形態ではエッチング非対象膜はＳｉＧｅ膜１１であるが、例えばＳｉ膜であってもよい。また、エッチング非対象膜については、これらＳｉ膜やＳｉＧｅ膜１１のようなシリコン含有膜以外の膜であってもよい。さらに、ＳｉＧｅ膜１１上に設けられるマスク膜としては、エッチング時にＳｉＧｅ膜１１が上方側からエッチングされることを抑制できればよいので、酸化シリコン膜１２であることには限られない。さらに、多孔質膜としてもＳｉＯＣＮ膜１５には限られず、ＳｉＯＣＮ膜１５の代わりにＳｉＣＯ膜、ＳｉＣＯＨ膜などの多孔質膜が形成されていてもよい。
【００２８】
また、ポリ尿素膜２３を成膜するための成膜ガスとしては、上記の例に限られない。例えばアミンとして1,12-ジアミノドデカン（ＤＡＤ）、イソシアネートとして4,4’-ジフェニルメタンジイソシアナート（ＭＤＩ）を用いてもよいし、アミンとしてＤＡＤ、イソシアネートとしてＨ６ＸＤＩとを用いてもよいし、アミンとしてヘキサメチレンジアミン、イソシアネートとしてＨ６ＸＤＩを用いてもよい。ところで、アミンとしては既述した各化合物の他には、例えば1,6-ジアミノヘキサン、シクロヘキシルアミン、ヘキシルアミン、ブチルアミン、tertブチルアミンを用いることができる。イソシアネートとしては既述した各化合物の他には、例えば1,6-ジイソシアン酸ヘキサン、シクロヘキシルイソシアン酸、ヘキシルイソシアン酸、ブチルイソシアン酸、tertブチルイソシアン酸を用いることができる。つまり、以上に挙げたアミンの各化合物の中から選択したもの、以上に挙げたイソシアネートの各化合物の中から選択したものを、ポリ尿素膜２３の成膜に夫々用いることができる。イソシアネートとアミンとの反応のバリエーションについてさらに説明しておくと、当該反応においては図６に示すように、成膜ガスを構成する原料モノマーとして一官能性分子を用いてもよい。また、ポリ尿素を加熱して解重合させて気化させることにより生じたガスを、成膜ガスとしてウエハＷに供給し、当該ガスがウエハＷ表面で冷却、吸着されて重合反応が起こり、再度ポリ尿素膜が成膜されるようにしてもよい。従って、成膜ガスとしては、第１の成膜ガス及び第２の成膜ガスの２つをウエハＷに供給することには限られない。
【００２９】
図２〜図４で説明した処理例では、ステップＳ１〜Ｓ６が３回以上行われるように述べたが、ステップＳ１〜Ｓ６を２回のみ行うようにしてもよい。また、ステップＳ７ではポリ尿素膜２３がＳｉＯＣＮ膜１５から除去されるようにウエハＷを加熱しているが、ポリ尿素膜２３がＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６に残留していてもＳｉＯＣＮ膜１５の誘電率が実用上問題無ければ、そのようにポリ尿素膜２３が残留していてもよいことが考えられる。従って、ステップＳ７のポリ尿素膜２３の除去を行わない場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
【００３０】
続いて、図２〜図４で説明した一連の処理を行うための基板処理装置３について、図７の平面図を参照して説明する。基板処理装置３は、ウエハＷを搬入出するための搬入出部３１と、搬入出部３１に隣接して設けられた２つのロードロック室４１と、２つのロードロック室４１に各々隣接して設けられた、２つの熱処理モジュール４０と、２つの熱処理モジュール４０に各々隣接して設けられた２つのエッチングモジュール５と、を備えている。
【００３１】
搬入出部３１は、第１の基板搬送機構３２が設けられると共に常圧雰囲気とされる常圧搬送室３３と、当該常圧搬送室３３の側部に設けられた、ウエハＷを収納するキャリア３４が載置されるキャリア用載置台３５と、を備えている。図中３６は常圧搬送室３３に隣接するオリエンタ室であり、ウエハＷを回転させて偏心量を光学的に求め、第１の基板搬送機構３２に対するウエハＷの位置合わせを行うために設けられる。第１の基板搬送機構３２は、キャリア用載置台３５上のキャリア３４とオリエンタ室３６とロードロック室４１との間でウエハＷを搬送する。
【００３２】
各ロードロック室４１内には、例えば多関節アーム構造を有する第２の基板搬送機構４２が設けられており、当該第２の基板搬送機構４２は、ウエハＷをロードロック室４１と熱処理モジュール４０とエッチングモジュール５との間で搬送する。熱処理モジュール４０を構成する処理容器内及びエッチングモジュール５を構成する処理容器内は真空雰囲気として構成されており、ロードロック室４１内は、これらの真空雰囲気の処理容器内と常圧搬送室３３との間でウエハＷの受け渡しを行えるように、常圧雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられる。
【００３３】
図中４３は開閉自在なゲートバルブであり、常圧搬送室３３とロードロック室４１との間、ロードロック室４１と熱処理モジュール４０との間、熱処理モジュール４０とエッチングモジュール５との間に各々設けられている。熱処理モジュール４０については、上記の処理容器、当該処理容器内を排気して真空雰囲気を形成するための排気機構及び処理容器内に設けられると共に載置されたウエハＷを加熱可能な載置台などを含み、既述のステップＳ７を実行できるように構成されている。
【００３４】
続いて、エッチングモジュール５について図８の縦断側面図及び図９の横断平面図を参照しながら説明する。このエッチングモジュール５は、例えば円形の処理容器５１を備え、この処理容器５１内でウエハＷにステップＳ１〜Ｓ６の処理が行われる。つまり、エッチング及び成膜が共通の処理容器５１内にて行われる。処理容器５１は気密な真空容器であり、当該処理容器５１内の下部側には、水平に形成された表面（上面）にウエハＷを載置する、円形の載置台６１が設けられている。図中６２は、載置台６１に埋設されたステージヒーターであり、上記のステップＳ１〜Ｓ６の処理が行えるようにウエハＷを所定の温度に加熱する。図中６３は、載置部である載置台６１を処理容器５１の底面に支持する支柱である。図中６４は３つの垂直な昇降ピンであり、昇降機構６５により載置台６１の表面を突没し、既述の第２の基板搬送機構４２と載置台６１との間でウエハＷの受け渡しを行う。
【００３５】
上記の処理容器５１の側壁の下部側は、平面で見た処理容器５１の中心側へ向けて突出し、載置台６１の側部に近接しており、平面視リング状の下段部５２をなす。下段部５２の上面は水平で、例えば載置台６１の表面と同じ高さに形成されている。処理容器５１の側壁において、この下段部５２の上側を側壁本体部５３とする。後述するように成膜ガス（第１の成膜ガス及び第２の成膜ガス）は、被衝突部材をなす側壁本体部５３に衝突するように吐出されるが、下段部５２はそのように吐出された成膜ガスを、その上面を伝わらせて載置台６１上へと供給するガイド部材としての役割を有する。図中５４は側壁ヒーターであり、下段部５２及び側壁本体部５３に各々埋設されている。この側壁ヒーター５４により、処理容器５１の内側における下段部５２及び側壁本体部５３の表面の温度が調整され、上記の側壁本体部５３に衝突した成膜ガスの温度及び処理容器５１内の雰囲気の温度が調整される。
【００３６】
図８中５５はウエハＷの搬送口であり、側壁本体部５３において上記の成膜ガスが衝突する部位とは処理容器５１の周方向に離れた部位に開口し、上記のゲートバルブ４３により開閉自在に構成されている。図中６６は処理容器５１の底面に開口した排気口であり、排気管を介して真空ポンプ及びバルブなどにより構成される排気機構６７（図８参照）に接続されている。排気機構６７による排気口６６からの排気流量が調整されることにより、処理容器５１内の圧力が調整される。
【００３７】
載置台６１の上方で処理容器５１の天井部には、エッチングガス供給部をなすガスシャワーヘッド７が、当該載置台６１に対向するように設けられている。ガスシャワーヘッド７は、シャワープレート７１、ガス拡散空間７２及び拡散板７３を備えている。シャワープレート７１は、ガスシャワーヘッド７の下面部をなすように水平に設けられ、載置台６１にシャワー状にガスを吐出するために、ガス吐出孔７４が多数分散して形成されている。ガス拡散空間７２は各ガス吐出孔７４にガスを供給するために、その下方側がシャワープレート７１によって区画されるように形成された扁平な空間である。このガス拡散空間７２を上下に分割するように拡散板７３が水平に設けられている。図中７５は、拡散板７３に形成される貫通孔であり、拡散板７３に多数、分散して穿孔されている。図中７７は天井ヒーターであり、ガスシャワーヘッド７の温度を調整する。
【００３８】
ガス拡散空間７２の上部側には、ガス供給管６８の下流端が接続されている。当該ガス供給管６８の上流側は、流量調整部６９を介してＩＦ７ガスの供給源６０に接続されている。流量調整部６９は、バルブやマスフローコントローラにより構成されており、ガス供給管６８の下流側へ供給されるガスの流量を調整する。なお後述の各流量調整部についても、流量調整部６９と同様に構成されており、流量調整部が介設される管の下流側へ供給されるガスの流量を調整する。
【００３９】
上記の処理容器５１の側壁本体部５３には、上記の成膜ガス（第１の成膜ガス及び第２の成膜ガス）を供給する成膜ガス供給部であるガスノズル８が設けられている。つまり成膜ガスは、ガスシャワーヘッド７とは別個に設けられたガス供給部から供給される。また、このガスノズル８は成膜ガスの他に既述のパージガスも供給する。
【００４０】
ガスノズル８は、例えば横方向に伸びる棒状に形成されている。図８、図９における鎖線の矢印は、ガスノズル８の先端に設けられる吐出口の開口方向、即ちガスの吐出方向を示している。これらの矢印が示すように、ガスノズル８はウエハＷの直径に沿うように水平にガスを吐出する。そして、ガスの吐出方向の先には側壁本体部５３が位置しているため、吐出されたガスはウエハＷに供給されるより前に当該側壁本体部５３に衝突する。つまり、ガスノズル８に設けられるガス吐出口はウエハＷに向いておらず、被衝突部材である側壁本体部５３に向いている。そして、そのように側壁本体部５３に衝突したガスは、図８中に点線の矢印で示すように、下段部５２の表面、載置台６１の表面に沿って流れてウエハＷへ供給される。
【００４１】
このようにガスノズル８が構成されるのは、ガスノズル８の吐出口がウエハＷに向けられ、吐出されたガスが直接ウエハＷに向かって直接供給されるように構成される場合に比べて、ウエハＷに到達するまでに吐出されたガスが長い距離を移動することで、当該ガスを横方向に十分に拡散させることを目的としている。つまり、ウエハＷの面内に均一性高く各ガスが供給されるように、ガスノズル８は側壁本体部５３に向けてガスを吐出するように構成されている。
【００４２】
図８中８１はガス供給管であり、処理容器５１の外側からガスノズル８に接続されている。ガス供給管８１の上流側は分岐し、ガス導入管８２、８３を形成している。ガス導入管８２の上流側は、流量調整部９１、バルブＶ１をこの順に介して気化部９２に接続されている。気化部９２内においては、上記のＨ６ＸＤＡが液体の状態で貯留されており、気化部９２はこのＨ６ＸＤＡを加熱する図示しないヒーターを備えている。また、気化部９２にはガス供給管９４の一端が接続されており、ガス供給管９４の他端はバルブＶ２、ガス加熱部９５をこの順に介してＮ２（窒素）ガス供給源９６に接続されている。このような構成により、加熱されたＮ２ガスが気化部９２に供給されて当該気化部９２内のＨ６ＸＤＡが気化され、当該気化に用いられたＮ２ガスとＨ６ＸＤＡガスとの混合ガスが第１の成膜ガスとして、ガスノズル８に導入される。
【００４３】
また、ガス供給管９４についてガス加熱部９５の下流側、且つバルブＶ２の上流側における部位は分岐してガス供給管９７を形成し、このガス供給管９７の端部はバルブＶ３を介して、ガス導入管８２のバルブＶ１の下流側、且つ流量調整部９１の上流側に接続されている。従って、上記の第１の成膜ガスをガスノズル８に供給しないときには、ガス加熱部９５で加熱されたＮ２ガスを、気化部９２を迂回させてガスノズル８に導入することができる。
【００４４】
また、ガス導入管８３の上流側は、流量調整部１０１、バルブＶ４をこの順に介して気化部１０２に接続されている。気化部１０２内においては、上記のＨ６ＸＤＩが液体の状態で貯留されており、気化部１０２はこのＨ６ＸＤＩを加熱する図示しないヒーターを備えている。また、気化部１０２にはガス供給管１０４の一端が接続されており、ガス供給管１０４の他端はバルブＶ５、ガス加熱部１０５をこの順に介してＮ２（窒素）ガス供給源１０６に接続されている。このような構成により、加熱されたＮ２ガスが気化部１０２に供給されて当該気化部１０２内のＨ６ＸＤＩが気化され、当該気化に用いられたＮ２ガスとＨ６ＸＤＩガスとの混合ガスが第２の成膜ガスとして、ガスノズル８に導入される。
【００４５】
また、ガス供給管１０４についてガス加熱部１０５の下流側、且つバルブＶ５の上流側における部位は分岐してガス供給管１０７を形成し、このガス供給管１０７の端部は、バルブＶ６を介して、ガス導入管８３のバルブＶ４の下流側、且つ流量調整部１０１の上流側に接続されている。従って、上記の第２の成膜ガスをガスノズル８に供給しないときには、ガス加熱部１０５で加熱されたＮ２ガスを、気化部１０２を迂回させてガスノズル８に導入することができる。
【００４６】
ガス供給管８１及びガス導入管８２、８３には、流通中の成膜ガス中のＨ６ＸＤＡ及びＨ６ＸＤＩが液化することを防ぐために、例えば管内を加熱するための配管ヒーター７６が各々管の周囲に設けられる。この配管ヒーター７６と、上記のガス加熱部９５、１０５と、気化部９２、１０２に設けられるヒーターとによって、ガスノズル８から吐出される成膜ガスの温度が調整される。なお、図示の便宜上、配管ヒーター７６はガス供給管８１、ガス導入管８２、８３の一部のみに示しているが、上記の液化を防ぐことができるようにこれらの管の比較的広い範囲に渡って設けられる。
【００４７】
ガス導入管８２における流量調整部９１の上流側、流量調整部９１、気化部９２、バルブＶ１〜Ｖ３、ガス供給管９４、９７、ガス加熱部９５及びＮ２ガス供給源９６を第１のガス供給機構９Ａとする。また、ガス導入管８３における流量調整部１０１の上流側、流量調整部１０１、気化部１０２、バルブＶ４〜Ｖ６、ガス供給管１０４、１０７、ガス加熱部１０５及びＮ２ガス供給源１０６を第２のガス供給機構９Ｂとする。上記のように第１のガス供給機構９Ａは、Ｎ２ガスまたは第１の成膜ガスをガスノズル８に供給することができ、第２のガス供給機構９Ｂは、Ｎ２ガスまたは第２の成膜ガスをガスノズル８に供給することができる。
【００４８】
ところで、図７に示すように基板処理装置３はコンピュータである制御部３０を備えており、この制御部３０は、プログラム、メモリ、ＣＰＵを備えている。プログラムには、既述したウエハＷの処理及びウエハＷの搬送が行われるように命令（各ステップ）が組み込まれており、このプログラムは、コンピュータ記憶媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ等に格納され、制御部３０にインストールされる。制御部３０は当該プログラムにより基板処理装置３の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的には、エッチングモジュール５の動作、熱処理モジュール４０の動作、第１の基板搬送機構３２、第２の基板搬送機構４２の動作、オリエンタ室３６の動作が制御信号により制御される。上記のエッチングモジュール５の動作としては、各ヒーターの出力の調整、第１のガス供給機構９Ａ、第２のガス供給機構９Ｂ、ガスシャワーヘッド７からのＩＦ７ガスの給断、ガスノズル８からの各ガスの給断、排気機構６７による排気流量の調整、昇降機構６５による昇降ピン６４の昇降などの各動作が含まれる。この制御部３０及びエッチングモジュール５は、本発明のエッチング装置に相当する。
【００４９】
基板処理装置３におけるウエハＷの搬送経路を説明する。図１で説明したように各膜が形成されたウエハＷを格納したキャリア３４がキャリア用載置台３５に載置される。そして、このウエハＷは、常圧搬送室３３→オリエンタ室３６→常圧搬送室３３→ロードロック室４１の順に搬送され、熱処理モジュール４０を介してエッチングモジュール５に搬送される。そして、既述のようにステップＳ１〜Ｓ６からなるサイクルが繰り返し行われて、ウエハＷが処理される。続いて、ウエハＷは熱処理モジュール４０に搬送されてステップＳ７の処理を受ける。然る後、ウエハＷは、ロードロック室４１→常圧搬送室３３の順で搬送されて、キャリア３４に戻される。
【００５０】
続いて、エッチングモジュール５において実施される上記のステップＳ１〜Ｓ６と、当該エッチングモジュール５に設けられる第１のガス供給機構９Ａ及び第２のガス供給機構９Ｂから供給されるガスとの対応について、図１０〜図１３を参照して説明する。第１のガス供給機構９Ａから第１の成膜ガスが、第２のガス供給機構９ＢからＮ２ガスが各々ガスノズル８に供給されて、当該ガスノズル８からこれらの混合ガスが吐出されて、ステップＳ１が行われる（図１０）。続いて、第１のガス供給機構９Ａ及び第２のガス供給機構９ＢからＮ２ガスが夫々ガスノズル８に供給され、このＮ２ガスがガスノズル８からパージガスとして吐出されて、ステップＳ２が行われる（図１１）。その後、第１のガス供給機構９ＡからＮ２ガスが、第２のガス供給機構９Ｂから第２の成膜ガスが夫々ガスノズル８に供給されて、当該ガスノズル８からこれらの混合ガスが吐出されて、ステップＳ３が行われる（図１２）。然る後、ステップＳ２と同様に第１のガス供給機構９Ａ及び第２のガス供給機構９ＢからＮ２ガスが各々ガスノズル８に供給され、このＮ２ガスが当該ガスノズル８からパージガスとして吐出されて、ステップＳ４が行われる（図１１）。
【００５１】
その後、例えば第１のガス供給機構９Ａ及び第２のガス供給機構９Ｂからガスノズル８へのガスの供給が停止した状態で、ガスシャワーヘッド７からＩＦ７ガスが供給されてステップＳ５が行われる（図１３）。なお、このステップＳ５は既述したＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガスなどのＳｉをエッチング可能なＦ系ガスであれば、いずれのガスを用いても行うことが可能である。然る後、ステップＳ２、Ｓ４と同様に第１のガス供給機構９Ａ及び第２のガス供給機構９ＢからＮ２ガスが各々ガスノズル８に供給され、このＮ２ガスが当該ガスノズル８からパージガスとして吐出されて、ステップＳ６が行われる（図１１）。
【００５２】
このようにエッチングモジュール５による処理を行う際には、配管ヒーター７６及びステージヒーター６２の出力を制御することで、ウエハＷの温度はガスノズル８から吐出される成膜ガス（第１の成膜ガス及び第２の成膜ガス）の温度よりも低くなるようにし、吐出された成膜ガスが効率よくウエハＷに吸着されるようにしてもよい。また、側壁本体部５３の温度について、ガスノズル８から吐出される成膜ガスの温度よりも低くなるように配管ヒーター７６及び側壁ヒーター５４の出力を制御し、当該側壁本体部５３に衝突した成膜ガスが降温されるようにしてもよい。そのように衝突した成膜ガスが降温されることで、ウエハＷに供給された際に成膜ガスの温度が比較的低くなり、より効率良くウエハＷに成膜ガスを吸着させることができる。その場合、側壁本体部５３に成膜されることを防ぐために、例えば側壁本体部５３の温度＞ウエハＷの温度となるように、上記のステージヒーター６２及び側壁ヒーター５４の出力を制御する。
【００５３】
ところで、エッチングガス及び成膜ガスの両方ともウエハＷの面内において均一性高く供給することが望ましいが、成膜ガスにより成膜されるポリ尿素膜２３は上記のようにエッチング処理後にウエハＷから除去される犠牲膜であるため、ウエハＷにパターンを形成するためのエッチングガスを、ウエハＷの面内においてより均一性高く供給することが好ましい。ガスノズル８とガスシャワーヘッド７とでは、シャワー状にガスを供給するガスシャワーヘッド７の方が、ウエハＷの面内により均一性高くガスを供給できることが見込まれる。そしてガスシャワーヘッド７は、ガスの拡散性を良好なものとし、各ガス吐出孔７４から均一性高くガスを供給できるように、内部に形成される流路は狭く、屈曲性が高くなる傾向が有る。つまり、当該ガスシャワーヘッド７内の流路を流れるガスについては比較的大きな圧力損失を受ける。そこで、エッチングモジュール５は、エッチングガスについては高い均一性を持ってウエハＷに供給されるようにガスシャワーヘッド７から供給し、成膜ガスについては流路内での圧力損失による液化を防ぐためにガスノズル８から吐出するように構成されている。
【００５４】
上記のエッチングモジュール５において、第１の成膜ガス及び第２の成膜ガスを別個のガスノズルから吐出するようにしてもよい。またガスノズル８については、例えば横方向に幅広な吐出口を備えるように構成してもよい。排気口６６についても処理容器５１の底部に開口することに限られず、例えば処理容器５１の下方側の側壁に開口していてもよい。また、パージガスについてはガスシャワーヘッド７から吐出してもよい。ところで処理容器５１の天井部においてガスシャワーヘッド７の代わりに、例えば平面視ウエハＷの周に沿うように同心円状に開口したガスの吐出口を備えるガス供給部を設けてウエハＷにエッチングガスを供給してもよい。つまり、エッチングガス供給部としては、ガスシャワーヘッド７として構成されることには限られない。
【００５５】
また、基板処理装置３については例えばウエハＷの搬送機構を備えた真空雰囲気の搬送室に、内部に真空雰囲気を形成する処理容器を各々備えた成膜モジュール、エッチングモジュールを接続して構成されていてもよい。その場合、成膜モジュールはステップＳ１〜Ｓ４、エッチングモジュールはステップＳ５、Ｓ６を各々行えるように構成され、上記の真空雰囲気の搬送室に設けられる搬送機構により、エッチングモジュールと成膜モジュールとの間でウエハＷを繰り返し移動させることで、ステップＳ１〜Ｓ６からなるサイクルが繰り返し行われる。つまり、互いに異なる処理容器内で成膜とエッチングとが行われるようにしてもよい。ただし基板処理装置３が上記のエッチングモジュール５を備えることで、上記のサイクルを繰り返し行うにあたり、そのようなモジュール間を移動する時間を省くことができるため、スループットの向上を図ることができる。
【００５６】
ところで、図１４にはエッチングモジュール５の変形例であるエッチングモジュール５０について示している。このエッチングモジュール５０について、エッチングモジュール５との差異点を中心に説明する。エッチングモジュール５０にはガスノズル８が設けられておらず、ガス供給管８１の下流端はガスシャワーヘッド７に接続され、ガス拡散空間７２に成膜ガスが供給される。従って、エッチングモジュール５０ではエッチングガス、成膜ガスが各々ガスシャワーヘッド７から処理容器５１内に供給される。なお、このようにガスシャワーヘッド７から成膜ガスが吐出されるため、ガスノズル８から吐出された成膜ガスをガイドするための処理容器５１の下段部５２については設けられていなくてもよい。つまり、処理容器５１の側壁の壁面は、載置台６１に向けて突出せずに垂直面として構成されていてもよい。
【００５７】
また、アミンを含む第１の成膜ガス、イソシアネートを含む第２の成膜ガス、エッチングガス及びパージガスを処理容器５１内に供給する順番としては、既述した例には限られない。例えば、第１の成膜ガス及び第２の成膜ガスについて、順番に処理容器５１内に供給する代わりに、同時に処理容器５１内に供給することができる。即ち、第１及び第２の成膜ガス、パージガス、エッチングガス、パージガスの順でガスを供給する。そして、この順番での成膜ガス、エッチングガス及びパージガスの供給を１つのサイクルとし、１枚のウエハＷに対してこのサイクルを繰り返し行うことで、ポリ尿素膜２３の成膜とポリシリコン膜１４のエッチングとを交互に繰り返し行ってもよい。また、第１の成膜ガス、第２の成膜ガス及びエッチングガスについて、同時に処理容器５１内に供給してもよい。つまり、ＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６にポリ尿素膜２３を成膜しつつ、ポリシリコン膜１４のエッチングを行うようにしてもよい。その場合は、これら第１の成膜ガス、第２の成膜ガス及びエッチングガスの供給後に、パージガスを供給して処理容器５１内をパージする。なお、第１の成膜ガス、第２の成膜ガス及びエッチングガスの供給と、その後のパージガスの供給とを１つのサイクルとし、１枚のウエハＷに対してこのサイクルを繰り返し行うことで処理してもよい。エッチングモジュール５、５０で処理を行う場合には、制御部３０からこのような処理が行われるように当該エッチングモジュール５、５０の各部に制御信号が出力される。
本発明は、既述した各実施形態に限られず、各実施形態については適宜変更することができ、また各実施形態は互いに組み合わせることができる。
【００５８】
（評価試験）
本発明に関連して行われた評価試験１、２について説明する。評価試験１として、表面部が図１で示したように構成されたウエハＷに対して、背景技術の項目で説明したようにポリシリコン膜１４を除去する処理を行った。詳しく述べると、酸化シリコン膜１２とＳｉＧｅ膜１１との界面近くまで等方性ドライエッチングにてポリシリコン膜１４を除去した後、異方性エッチングで下部ポリシリコン膜１４を除去し、図５に示したように側壁がＳｉＯＣＮ膜１５により構成される凹部１７を形成した。その後、ウエハＷに第１の成膜ガス及び第２の成膜ガスを供給して、凹部１７の側壁を含むウエハＷの表面を覆うように、厚さが４ｎｍとなるポリ尿素膜２３を成膜した。然る後、図１４に示すようにウエハＷにＩＦ７ガスを供給した後、ＳｉＧｅ膜１１の状態を確認したがダメージは発生していなかった。従ってこの試験結果から、図２〜図４で説明したようにＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６に埋め込まれるようにポリ尿素膜２３を形成することで、ＳｉＧｅ膜１１をＩＦ７ガスによるエッチングから保護することができると考えられる。
【００５９】
続いて、評価試験２について説明する。この評価試験２では上記のエッチングモジュール５、５０と同様に真空雰囲気が形成される処理容器５１内に各種のガスを供給可能に構成された試験用の装置を用いて、試験用の基板に対して図２〜図５で説明した処理を行った。つまり、ステップＳ１〜Ｓ６のサイクルを繰り返し実施した後、ステップＳ７のポリ尿素膜２３を解重合させるための加熱処理を行った。上記の試験用の基板は、図１で説明した膜構造を備えている。そして、ステップＳ７の加熱処理を行った後は、ＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６にポリ尿素膜２３が残留しているか否かの確認と、ＳｉＧｅ膜１１がエッチングガスによりダメージを受けたか否かの確認とを行った。なお、上記のステップＳ１〜Ｓ６の繰り返しのサイクルは、エッチングガスを処理容器５１内に供給してポリシリコン膜１４の上部をエッチングし、処理容器５１内をパージした後に行っている。
【００６０】
ステップＳ１〜Ｓ４における処理条件、即ち、第１の成膜ガス供給時、第２の成膜ガス供給時、第１の成膜ガスまたは第２の成膜ガス供給直後の各パージ時の処理条件について述べる。処理容器５１内の圧力は０．１Ｔｏｒｒ（１３.３Ｐａ）〜１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）、基板の温度は０℃〜１００℃とした。そして、第１の成膜ガスとしてtertブチルアミン、第２の成膜ガスとしてtertブチルイソシアン酸を夫々用い、これら第１の成膜ガス、第２の成膜ガスを各々２０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍで処理容器５１に供給した。パージとしては、Ｎ２ガスを１００〜１０００ｓｃｃｍで処理容器５１に供給した。
【００６１】
上記したステップＳ１〜Ｓ６のサイクルの前に行ったエッチング、ステップＳ５のエッチング及びこれらエッチング直後の各パージ時の処理条件について述べる。処理容器５１内の圧力は０．１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ、基板の温度は０℃〜１００℃とした。エッチングガスとしてはＣｌＦ３（三フッ化塩素）ガスを用いた。パージとしては、Ｎ２ガスを１００〜１０００ｓｃｃｍで処理容器５１内に供給して行った。
また、ステップＳ７の解重合時の処理条件として、処理容器５１内の圧力は０．１Ｔｏｒｒ〜１０Ｔｏｒｒ、基板の温度を１００℃〜４００℃とした。また、この解重合を行う際に、パージガスとしてＮ２ガスを１００ｓｃｃｍ〜２０００ｓｃｃｍで処理容器５１に供給した。
【００６２】
なお、ステップＳ１〜Ｓ６のサイクルの前のエッチングでは、ポリシリコン膜１４を上下方向に８０ｎｍエッチングし、ステップＳ５のエッチングについては、ポリシリコン膜１４を上下方向に６０ｎｍエッチングした。ステップＳ１〜Ｓ６のサイクルは３回行った。従って、この評価試験２ではポリシリコン膜１４を、合計２６０ｎｍエッチングしている。成膜とその後のパージを行う時間、即ちステップＳ１を開始してからステップＳ４を終えるまでの時間は５分間とした。なお、この評価試験２における処理前と処理後の重量変化量は、１２８ｗｔ ｐｐｍであった。
【００６３】
上記のようにステップＳ７の実行後の基板について確認したところ、ＳｉＯＣＮ膜１５の孔部１６におけるポリ尿素膜２３は残留しておらず、ＳｉＧｅ膜１１におけるダメージは確認されなかった。従ってこの評価試験２の結果から、本開示の処理についての効果が確認された。
【符号の説明】
【００６４】
Ｗ            ウエハ
１１          ＳｉＧｅ膜
１４          ポリシリコン膜
１５          ＳｉＯＣＮ膜
２１          第１の成膜ガス
２２          第２の成膜ガス
２３          ポリ尿素膜
２４          エッチングガス
３            基板処理装置
３０          制御部
５            成膜モジュール
５１          処理容器
６１          載置台
７            ガスシャワーヘッド
８            ガスノズル
【図１】
2019121784.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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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