(57)【要約】【課題】反応チャンバに依らず材料のスリミング量のばらつきを抑制することできる成膜装置および成膜方法を提供する。【解決手段】本実施形態による成膜装置は、基板を収容可能な第１のチャンバと、基板を収容可能な第２のチャンバとを備える。第１の酸素供給系は、第１および第２のチャンバに同時に酸素を供給する。第２の酸素供給系は、酸素を供給するチャンバを少なくとも第１のチャンバと第２のチャンバとの間で選択的に切り替える。【選択図】図１
2015154034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容可能な第１のチャンバと、
基板を収容可能な第２のチャンバと、
前記第１および第２のチャンバに同時に酸素を供給する第１の酸素供給系と、
酸素を供給するチャンバを少なくとも前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間で選択的に切り替える第２の酸素供給系とを備えた成膜装置。
【請求項２】
前記第２の酸素供給系に設けられ、酸素を供給するチャンバを少なくとも前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間で選択的に切り替える切替部をさらに備えた請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記第１のチャンバに電力を供給する第１の電力供給部と、
前記第１の電力供給部とは別に前記第２のチャンバに電力を供給する第２の電力供給部とをさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
少なくとも前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバは、前記第２の酸素供給系を用いて順番にあるいは交互に成膜処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバは、前記第１の酸素供給系を用いてそれぞれの基板上の材料を同時にエッチングし、
前記第１のチャンバおよび前記第２のチャンバは、前記第２の酸素供給系を用いて、それぞれの基板上の材料に対して順番にあるいは交互に成膜処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
第１および第２のチャンバに同時に酸素を供給可能な第１の酸素供給系と、酸素を供給するチャンバを少なくとも前記第１のチャンバと前記第２のチャンバとの間で選択的に切り替えることが可能な第２の酸素供給系とを備えた成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記第１および前記第２のチャンバにおいて、前記第１の酸素供給系を用いてそれぞれの基板上の材料を同時にエッチングし、
少なくとも前記第１および前記第２のチャンバにおいて、前記第２の酸素供給系を用いて、それぞれの基板上の材料に対して順番にあるいは交互に成膜処理を実行することを具備する成膜方法。
【請求項７】
前記エッチング時に、前記成膜装置は、前記第１および前記第２のチャンバに同時に電力を供給し、
前記成膜処理時に、前記成膜装置は、前記第１および前記第２のチャンバに順番にあるいは交互に電力を供給することを特徴とする請求項６に記載の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施形態は、成膜装置および成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の微細化に伴って、フォトリソグラフィで形成可能な最小加工寸法よりも小さなパターンを形成するために、側壁転写法が用いられることがある。側壁転写法では、フォトリソグラフィ等によって加工された芯材をスリミングによって細くし、その芯材の側面にシリコン酸化膜等の側壁膜を形成する。そして、芯材を除去することによって、側壁膜で形成された微細なマスクパターンが形成される。
【０００３】
このような側壁転写法におけるスリミング工程および側壁膜の形成工程では、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）成膜装置が用いられる。ＡＬＤ成膜装置は、スリミング工程および側壁膜の形成工程を一連のシーケンス（In situ）として処理することができる。このようなＡＬＤ成膜装置は、複数の反応チャンバを有する場合がある。この場合、ＡＬＤ成膜装置は、１つのＲＦ（Radio Frequency）電力ジェネレータで複数の反応チャンバを動作させるためにＲＦ電力スプリッタを有する。ＲＦ電力スプリッタは、ＲＦ電力ジェネレータからのＲＦ電力を時間分割して複数の反応チャンバへ供給する。
【０００４】
しかし、この場合、ＡＬＤ成膜装置は、複数の反応チャンバに同時にＲＦ電力を供給できない。従って、ＡＬＤ成膜装置は、一方の反応チャンバにおいて半導体基板を処理している間、他方の反応チャンバを待機状態とする必要がある。側壁転写法の芯材は、例えば、ＳＯＣ（Spin-On-Carbon）等の材料で形成されている。従って、一方の反応チャンバにおいてスリミング工程を実行している期間に、待機状態にある他方の反応チャンバにおいて芯材が変質してしまうという問題があった。芯材の変質は、スリミング量（芯材の幅）を反応チャンバに依って相違させてしまい、隣接する側壁膜の間隔のばらつきの原因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７６６２５４２号明細書（特許第４３０２０６５号明細書）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
反応チャンバに依らず材料の幅または材料間の間隔のばらつきを抑制することできる成膜装置および成膜方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による成膜装置は、基板を収容可能な第１のチャンバと、基板を収容可能な第２のチャンバとを備える。第１の酸素供給系は、第１および第２のチャンバに同時に酸素を供給する。第２の酸素供給系は、酸素を供給するチャンバを少なくとも第１のチャンバと第２のチャンバとの間で選択的に切り替える。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態によるＡＬＤ成膜装置１００（以下、単に、装置１００ともいう）の構成の一例を示す図。
【図２】側壁転写法の側壁マスクを形成する方法を示す断面図。
【図３】側壁転写法の側壁マスクを形成する方法を示す断面図。
【図４】スリミング工程およびＡＬＤ工程における第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へのＲＦ電力Ｐｒｆを示すタイミング図。
【図５】本実施形態によるＡＬＤ成膜装置１００を用いたときのスリミング量を示すグラフ。
【図６】第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２とにおいてスリミング工程のタイミングを相違させた場合のタイミング図。
【図７】図６に示すタイミングでスリミングを実行した結果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。
【００１０】
図１は、本実施形態によるＡＬＤ成膜装置１００（以下、単に、装置１００ともいう）の構成の一例を示す図である。装置１００は、第１の反応チャンバＲＣ１と、第２の反応チャンバＲＣ２と、気圧制御部ＡＰＣと、真空ポンプ１０と、第１のＲＦジェネレータＲＦＧ１と、第２のＲＦジェネレータＲＦＧ２と、第１の酸素供給系ＳＴ１と、第２の酸素供給系ＳＴ２と、プラズマ発生部ＲＰＵと、Ｓｉガス供給系ＳＴ３と、不活性ガス供給系ＳＴ４と、シリコンソース供給部２０とを備えている。
【００１１】
第１の反応チャンバＲＣ１は、基板（図示せず）を内部に収容し、気密に密閉することができる。第２の反応チャンバＲＣ２は、第１の反応チャンバＲＣ１とは別に、基板を内部に収容し、気密に密閉することができる。本実施形態による第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２は、枚葉式のチャンバであるが、バッチ式のチャンバであっても差し支えない。
【００１２】
気圧制御部ＡＰＣは、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２と真空ポンプ１０との間に設けられている。気圧制御部ＡＰＣは、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２内の気圧を制御する。
【００１３】
第１のＲＦジェネレータＲＦＧ１は、第１の反応チャンバＲＣ１にＲＦ電力を供給する。第２のＲＦジェネレータＲＦＧ２は、第１のＲＦジェネレータＲＦＧ１とは別に第２の反応チャンバＲＣ２にＲＦ電力を供給する。即ち、第１および第２のＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２は、それぞれ第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に対応して設けられている。第１および第２のＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２は、それぞれ独立に第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へＲＦ電力を供給可能であり、また、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へＲＦ電力を同時に供給可能である。
【００１４】
第１の酸素供給系ＳＴ１は、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２にバルブＶ１を介して接続されており、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に同時に酸素を供給する。
【００１５】
第２の酸素供給系ＳＴ２は、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２にスプリッタＳＰを介して接続されており、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のいずれか一方に酸素を供給する。スプリッタＳＰは、酸素を供給するチャンバを第１の反応チャンバＲＣ１と第２のチャンバＲＣ２との間で切り替え可能である。これにより、第２の酸素供給系ＳＴ２は、第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２とに順番にあるいは交互に酸素を供給することができる。また、第２の酸素供給系ＳＴ２にはバルブＶ２が設けられており、バルブＶ２を閉じることによって第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２への酸素の供給を停止することができる。尚、第１および第２の酸素供給系ＳＴ１、ＳＴ２はそれぞれ独立した酸素供給系であるが、酸素供給元（酸素の供給源）は同一であってもよい。
【００１６】
プラズマ発生部ＲＰＵは、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれにおいて酸素プラズマを発生させる装置である。
【００１７】
Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、シリコンソース供給部２０からのシリコンソースを第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれに供給する。あるいは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、不活性ガスを第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれに供給することも可能である。Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、バルブＶ３〜Ｖ１３を介して、シリコンソース供給部２０、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に接続されている。
【００１８】
不活性ガス供給系ＳＴ４は、不活性ガスを第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれに供給する。尚、ガス供給系ＳＴ３、ＳＴ４から供給される不活性ガスは、例えば、アルゴン、窒素、ヘリウム等でよい。不活性ガス供給系ＳＴ４は、バルブＶ４１〜Ｖ４５を介して、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に接続されている。
【００１９】
シリコンソース供給部２０は、シリコンソースを溜める容器と、シリコンソースの温度を制御する温度制御部とを備える。シリコンソース供給部２０は、Ｓｉガス供給系ＳＴ３にバルブＶ７〜Ｖ１１を介して接続されており、気化させたシリコンソースガスを第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へ供給することができる。 また、インジェクションバルブを用いて気化させたシリコンソースガスを第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へ供給しても良い。
【００２０】
本実施形態による装置１００は、複数の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２を備える。そして、第１の酸素供給系ＳＴ１は、複数の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に同時に酸素を供給する。第２の酸素供給系ＳＴ２は、酸素を供給するチャンバをスプリッタＳＰによって第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２との間で選択的に切り替える。また、装置１００は、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれに対応するＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２を備える。これにより、後述するように、側壁転写法において、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２は、基板上の芯材のスリミングを同時に実行することができ、尚且つ、ＡＬＤ法を用いてスリミング後の芯材に側壁膜の材料を順番にあるいは交互に堆積することができる。
【００２１】
尚、反応チャンバの個数は、３つ以上であってもよい。この場合、第１の酸素供給系ＳＴ１は、全ての反応チャンバに同時に酸素を供給する。第２の酸素供給系ＳＴ２は、スプリッタＳＰによっていずれかの反応チャンバに順番にあるいは選択的に酸素を供給することができる。ＲＦジェネレータの個数は、反応チャンバの個数と同数設けられる。
【００２２】
本実施形態による装置１００では、芯材３０のスリミング（エッチング）時に、第１の酸素供給系ＳＴ１が第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に酸素を同時に供給し、かつ、ＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２がＲＦ電力を同時に供給する。これにより、装置１００は、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２において芯材３０のスリミングを同時並行して実行することができる。その結果、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２の両方において芯材３０の変質の度合いをほぼ等しくすることができ、スリミング量（芯材の幅）を揃えることができる。即ち、装置１００において、芯材３０の幅は、チャンバ（ＲＣ１、ＲＣ２）に依るばらつきが非常に小さい。従って、側壁膜４０のマスクパターンの間隔もばらつきが少なく、略均一に（設計通りに）形成され得る。
【００２３】
さらに、装置１００では、第１の酸素供給系ＳＴ１とは別に設けられた第２の酸素供給系ＳＴが第１の反応チャンバＲＣ１または第２の反応チャンバＲＣ２に酸素を選択的に供給する。従って、装置１００は、後述するＡＬＤ工程によって芯材の側面に側壁膜の材料を順番にあるいは交互に堆積することができる。
【００２４】
次に、本実施形態による装置１００を用いた成膜方法を説明する。
【００２５】
図２（Ａ）〜図３（Ｂ）は、側壁転写法の側壁マスクを形成する方法を示す断面図である。装置１００において実行される工程は、図２（Ｂ）に示すスリミング工程および図３（Ａ）に示す側壁膜の堆積（ＡＬＤ）工程である。
【００２６】
まず、図２（Ａ）に示すように、基板１１上に被加工膜２１が形成されている。被加工膜２１は、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリのトンネル絶縁膜、電荷蓄積層、ゲート間絶縁膜、コントロールゲート、ハードマスク等の材料でよい。勿論、被加工膜２１は、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの材料に限定されず、他の半導体装置の材料であってもよい。
【００２７】
次に、被加工膜２１上に芯材３０の材料を堆積する。次に、リソグラフィ技術およびエッチング技術（ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法）を用いて芯材３０を加工する。これにより、図２（Ａ）に示すように被加工膜２１上に凸形状の芯材３０が形成される。芯材３０は、側壁転写法のマスクパターン（側壁膜）を形成する際の芯として用いられる。芯材３０は、例えば、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜を用いて形成されている。ＳＯＣ膜は、炭素を含み、酸素プラズマを用いてエッチング（スリミング）可能である。 また、スリミング時間を調節することによって、スリミング量を調節することもできる。
【００２８】
次に、２つの基板１１をそれぞれ第１の反応チャンバＲＣ１および第２の反応チャンバＲＣ２のそれぞれに入れて密閉する。次に、図２（Ｂ）に示すように、芯材３０をスリミングする。このスリミング工程によって芯材３０はエッチングされ、芯材３０の幅は狭くなる。例えば、スリミング前の芯材３０の幅Ｗ１は、スリミング後に幅Ｗ２（Ｗ２＜Ｗ１）になる（図２（Ａ）および図２（Ｂ）参照）。なお、ウエハ間でのＷ２の寸法バラツキを調節するために、Ｗ１の寸法値とＷ２の目標寸法値との差からスリミング時間を変動させる。
【００２９】
スリミング工程では、装置１００は、酸素プラズマを用いて芯材３０を酸化しながらエッチングする。スリミング工程における装置１００のより詳細な動作については後述する。
【００３０】
次に、基板１１を第１の反応チャンバＲＣ１および第２の反応チャンバＲＣ２に入れたまま、ＡＬＤ法を用いて芯材３０の上面および側面に側壁膜４０の材料を堆積する。このとき、側壁膜４０の材料は、互いに隣接する芯材３０間を完全に埋め込まないようにする。これにより、図３（Ａ）に示すように、側壁膜４０の材料が芯材３０の側面を被覆する。側壁膜４０の材料は、例えば、シリコン酸化膜等の絶縁膜である。
【００３１】
側壁膜４０の堆積工程では、装置１００は、シリコンソースを用いて芯材３０の表面に原子レベルのシリコン膜を被膜するステップと、酸素プラズマを用いてシリコン膜を酸化するステップとを繰り返す。これにより、芯材３０の表面にシリコン酸化膜が形成される。側壁膜４０の堆積工程（以下、ＡＬＤ工程ともいう）における装置１００のより詳細な動作については後述する。
【００３２】
次に、エッチング装置を用いて側壁膜４０を異方的にエッチングする。これにより、芯材３０の側面に側壁膜４０を残置させる。さらに、芯材３０を選択的に除去することによって側壁膜４０から成るマスクパターンが形成される。次に、側壁膜４０をマスクとして用いて、被加工膜２１を加工する。これにより、例えば、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの微細なゲート構造が得られる。
【００３３】
図４は、スリミング工程およびＡＬＤ工程における第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２へのＲＦ電力Ｐｒｆを示すタイミング図である。図４および図１を参照して、スリミング工程およびＡＬＤ工程における装置１００の動作をより詳細に説明する。
【００３４】
（スリミング工程）
ｔ１〜ｔ２において、装置１００はスリミング工程を実行する。スリミング工程では、装置１００は第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２において同時に芯材３０をエッチング（スリミング）する。従って、第１の酸素供給系ＳＴ１のバルブＶ１が開き、第１の酸素供給系ＳＴ１が第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に同時に酸素を供給する。
【００３５】
第１および第２のＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２は、それぞれ第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に同時にＲＦ電力を供給する。そして、チャンバ内に酸素プラズマを生成する。これにより、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２の両方において、芯材３０が酸素プラズマによって同時に酸化されつつエッチングされていく。ｔ２において、装置１００は、スリミングを終了する。
【００３６】
尚、反応チャンバが３つ以上である場合、第１の酸素供給系ＳＴ１は、全ての反応チャンバに同時に酸素を供給し、かつ、ＲＦジェネレータは、全ての反応チャンバに同時にＲＦ電力を供給すればよい。
【００３７】
（ＡＬＤ工程）
次に、ｔ３において、装置１００はＡＬＤ工程を開始する。ＡＬＤ工程では、装置１００は、シリコンソースガスのフィードステップと、シリコンソースガスのパージステップと、芯材３０上のシリコン膜の酸化ステップと、酸素ガスのパージステップとを一連のシーケンス（以下、ＡＬＤシーケンスともいう）として繰り返し実行する。これにより、原子レベルのシリコン酸化層を繰り返し被膜し、芯材３０の表面にシリコン酸化膜を堆積する。
【００３８】
上記ＡＬＤシーケンスは、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２のそれぞれにおいて交互に繰り返し実行される。しかし、図４に示すように、第１の反応チャンバＲＣ１におけるＡＬＤシーケンスＳＱ１と第２の反応チャンバＲＣ２におけるＡＬＤシーケンスＳＱ２とは、半周期ずれている。
【００３９】
例えば、以下のようにＡＬＤシーケンスＳＱ１、ＳＱ２は実行される。初期状態において、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２には、不活性ガス（アルゴンまたは窒素）が供給されている。このとき、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ３、Ｖ６、Ｖ１３が開いており、バルブＶ７〜Ｖ１０、Ｖ１２が閉じている。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、不活性ガスを第１の反応チャンバＲＣ１へ供給している。また、不活性ガス供給系ＳＴ４のバルブＶ４１、Ｖ４４が開いており、バルブＶ４５が閉じている。これにより、不活性ガス供給系ＳＴ４は、不活性ガスを第２の反応チャンバＲＣ２へ供給している。尚、酸素供給系ＳＴ１、ＳＴ２のバルブＶ１、Ｖ２は閉じている。また、第１および第２のＲＦジェネレータＲＦＧ１、ＲＦＧ２はオフ状態である。
【００４０】
次に、第１の反応チャンバＲＣ１のフィードステップ（ｔ３〜ｔ４）を実行する。第１の反応チャンバＲＣ１のフィードステップでは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ６が閉じ、バルブＶ７〜Ｖ１０が開く。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、シリコンソース供給部２０を介して不活性ガスを第１の反応チャンバＲＣ１へ流す。従って、シリコンソースガスが不活性ガスとともに第１の反応チャンバＲＣ１へ導入される。第１の反応チャンバＲＣ１では、芯材３０の表面に原子レベルのシリコン膜が被膜される。尚、このとき、不活性ガス供給系ＳＴ４は、不活性ガスを第２の反応チャンバＲＣ２へ供給し続けている。
【００４１】
次に、第１の反応チャンバＲＣ１のパージステップ（ｔ４〜ｔ６）を実行する。第１の反応チャンバＲＣ１のパージステップでは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ７、Ｖ１０が閉じ、バルブＶ６が開く。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、不活性ガスを第１の反応チャンバＲＣ１へ流し、第１の反応チャンバＲＣ１内に残存するシリコンソースガスを不活性ガスに置換する。勿論、芯材３０の表面に形成されたシリコン膜は残置される。尚、ｔ４において、不活性ガス供給系ＳＴ４は、不活性ガスを第２の反応チャンバＲＣ２へ供給し続けている。
【００４２】
次に、第２の反応チャンバＲＣ２のフィードステップ（ｔ５〜ｔ７）を実行する。第２の反応チャンバＲＣ２のフィードステップでは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ６、Ｖ１３が閉じ、バルブＶ７〜Ｖ１０、Ｖ１２が開く。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、シリコンソース供給部２０を介して不活性ガスを第２の反応チャンバＲＣ２へ流す。従って、シリコンソースガスが不活性ガスとともに第２の反応チャンバＲＣ２へ導入される。第２の反応チャンバＲＣ２では、芯材３０の表面に原子レベルのシリコン膜が形成される。一方、不活性ガス供給系ＳＴ４のバルブＶ４４が閉じ、バルブＶ４５が開く。これにより、不活性ガス供給系ＳＴ４は、不活性ガスを第１の反応チャンバＲＣ１へ供給する。即ち、ｔ５において、第１の反応チャンバＲＣ１のパージステップが継続されている。
【００４３】
次に、第１の反応チャンバＲＣ１の酸化ステップ（ｔ６〜ｔ８）が実行される。第１の反応チャンバＲＣ１の酸化ステップでは、第２の酸素供給系ＳＴ２のバルブＶ２が開き、かつ、スプリッタＳＰは第２の酸素供給系ＳＴ２を第１の反応チャンバＲＣ１へ接続する。これにより、第２の酸素供給系ＳＴ２は、酸素を第１の反応チャンバＲＣ１へ供給する。このとき、第１のＲＦジェネレータＲＦＧ１がオン状態になり、ＲＦ電力を第１の反応チャンバＲＣ１に供給する。これにより、第１の反応チャンバＲＣ１内において酸素プラズマが発生し、芯材３０の表面に形成されたシリコン膜を酸化する。その結果、第１の反応チャンバＲＣ１内において、芯材３０の表面に原子レベルのシリコン酸化層が形成される。尚、ｔ６において、第２の反応チャンバＲＣ２では、フィードステップが継続されている。
【００４４】
次に、第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップ（ｔ７〜ｔ９）が実行される。第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップでは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ７、Ｖ１０が閉じ、バルブＶ６が開く。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、不活性ガスを第２の反応チャンバＲＣ２へ流し、第２の反応チャンバＲＣ２内に残存するシリコンソースガスを不活性ガスに置換する。勿論、芯材３０の表面に形成されたシリコン膜は残置される。尚、ｔ７において、第１の反応チャンバＲＣ１では、酸化ステップが継続されている。
【００４５】
次に、ｔ８において第１の反応チャンバＲＣ１の酸化ステップが終了すると、第１のＲＦジェネレータＲＦＧ１がオフ状態になり、かつ、第２の酸素供給系ＳＴ２のバルブＶ２が閉じる。
【００４６】
次に、第１の反応チャンバＲＣ１のパージステップ（ｔ８〜ｔ１０）を実行する。第１の反応チャンバＲＣ１のパージステップでは、Ｓｉガス供給系ＳＴ３のバルブＶ１２が閉じ、バルブＶ１３が開く。これにより、Ｓｉガス供給系ＳＴ３は、第１の反応チャンバＲＣ１へ不活性ガスを流し、第１の反応チャンバＲＣ１内に残存する酸素ガスを不活性ガスに置換する。また、不活性ガス供給系ＳＴ４のバルブＶ４５が閉じ、バルブＶ４４が開く。これにより、不活性ガス供給系ＳＴ４は、第２の反応チャンバＲＣ２へ不活性ガスを供給する。即ち、ｔ８において、第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップは継続される。
【００４７】
次に、第２の反応チャンバＲＣ２の酸化ステップ（ｔ９〜ｔ１１）を実行する。第２の反応チャンバＲＣ２の酸化ステップでは、第２の酸素供給系ＳＴ２のバルブＶ２が開き、かつ、スプリッタＳＰは第２の酸素供給系ＳＴ２を第２の反応チャンバＲＣ２へ接続する。これにより、第２の酸素供給系ＳＴ２は、酸素を第２の反応チャンバＲＣ２へ流す。このとき、第２のＲＦジェネレータＲＦＧ２がオン状態になり、ＲＦ電力を第２の反応チャンバＲＣ２に供給する。これにより、第２の反応チャンバＲＣ２内において酸素プラズマが発生し、酸素プラズマは芯材３０の表面に形成されたシリコン膜を酸化する。その結果、第２の反応チャンバＲＣ２内において、芯材３０の表面に原子レベルのシリコン酸化層が形成される。尚、ｔ９において、第１の反応チャンバＲＣ１では、パージステップが継続されている。
【００４８】
次に、第１の反応チャンバＲＣ１のフィードステップ（ｔ１０〜ｔ１２）が再度開始される。このフィードステップは、ｔ３〜ｔ４のフィードステップと同様である。尚、ｔ１０において、第２の反応チャンバＲＣ２では、酸化ステップが継続されている。
【００４９】
次に、ｔ１１において第２の反応チャンバＲＣ２の酸化ステップが終了すると、第２のＲＦジェネレータＲＦＧ２がオフ状態になり、かつ、第２の酸素供給系ＳＴ２のバルブＶ２が閉じる。
【００５０】
次に、第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップ（ｔ１１〜ｔ１３）を実行する。第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップでは、不活性ガス供給系ＳＴ４のバルブＶ４５が閉じ、バルブＶ４４が開いている状態を維持する。これにより、不活性ガス供給系ＳＴ４は、第２の反応チャンバＲＣ２へ不活性ガスを供給する。尚、ｔ１１において、第１の反応チャンバＲＣ１のフィードステップは継続されている。
【００５１】
第２の反応チャンバＲＣ２のパージステップが終了すると、ｔ１３において、第２の反応チャンバＲＣ２のフィードステップが再度開始される。このフィードステップは、ｔ５〜ｔ７のフィードステップと同様である。
【００５２】
このように、第１の反応チャンバＲＣ１のＡＬＤシーケンスＳＱ１（ｔ３、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０）と第２の反応チャンバＲＣ２とのＡＬＤシーケンスＳＱ２（ｔ５、ｔ７、ｔ９、ｔ１１、ｔ１３）とは、半周期ずれた状態で交互に繰り返し実行される。これにより、図３（Ａ）に示すシリコン酸化膜４０が形成される。
【００５３】
尚、反応チャンバがｎ個（ｎは３以上の整数）設けられている場合、各反応チャンバのＡＬＤシーケンスは、ｎ分の１周期ずつずらせばよい。このとき、第２の酸素供給系ＳＴ２は、ｎ分の１周期ずつずらして各反応チャンバに順番にあるいは選択的に酸素を供給すればよい。
【００５４】
図５は、本実施形態によるＡＬＤ成膜装置１００を用いたときのスリミング量を示すグラフである。縦軸は、スリミング量（エッチングされた芯材３０のライン幅）を示す。横軸は、基板１１の面内の位置を示す。
【００５５】
装置１００を用いて芯材３０をスリミングした場合、第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２とのスリミング量は略等しい。即ち、第１の反応チャンバＲＣ１で処理された芯材３０の幅と第２の反応チャンバＲＣ２で処理された芯材３０の幅とはほとんどばらつかない。基板１１の面内のいずれの箇所においても、並びに、それらの平均（Ａｖｇ．）についても同様のことが言える。
【００５６】
図６は、第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２とにおいてスリミング工程のタイミングを相違させた場合のタイミング図である。この場合、第１の反応チャンバＲＣ１におけるスリミングが実行された後、第２の反応チャンバＲＣ２とにおいてスリミングが実行されている。その他のＡＬＤ工程の動作は、本実施形態による装置１００の動作と同様でよい。
【００５７】
図７は、図６に示すタイミングでスリミングを実行した結果を示すグラフである。図６に示すタイミングで芯材３０をスリミングした場合、第１の反応チャンバＲＣ１と第２の反応チャンバＲＣ２とのスリミング量は大きくばらつく。基板１１の面内のいずれの箇所においても、並びに、それらの平均（Ａｖｇ．）についても同様のことが言える。
【００５８】
このように、本実施形態による装置１００は、芯材３０のスリミング（エッチング）時に、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２に同時に酸素およびＲＦ電力を供給する。これにより、装置１００は、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２において芯材３０のスリミングを同時並行して実行する。その結果、第１および第２の反応チャンバＲＣ１、ＲＣ２の両方において芯材３０の変質の度合いをほぼ等しくすることができ、スリミング量（芯材の幅）を揃えることができる。即ち、装置１００において、芯材３０の幅は、チャンバ（ＲＣ１、ＲＣ２）に依るばらつきが非常に小さい。従って、側壁膜４０のマスクパターンの間隔もばらつきが少なく、略均一に（設計通りに）形成され得る。
【００５９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６０】
１００…ＡＬＤ成膜装置、ＲＣ１…第１の反応チャンバ、ＲＣ２…第２の反応チャンバ、ＡＰＣ…気圧制御部、１０…真空ポンプ、ＲＦＧ１…第１のＲＦジェネレータ、ＲＦＧ２…第２のＲＦジェネレータ、ＳＴ１…第１の酸素供給系、ＳＴ２…第２の酸素供給系、ＲＰＵ…プラズマ発生部、ＳＴ３…Ｓｉガス供給系、ＳＴ４…不活性ガス供給系、２０…シリコンソース供給部、ＳＰ…スプリッタ
【図１】
2015154034.tif 000003
【図２】
2015154034.tif 000004
【図３】
2015154034.tif 000005
【図４】
2015154034.tif 000006
【図５】
2015154034.tif 000007
【図６】
2015154034.tif 000008
【図７】
2015154034.tif 000009