(57)【要約】基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、前記サイドウォール形成工程後に、エッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、を含む微細パターン形成方法を、前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去するように構成する。
2015060069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、  前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、  前記サイドウォール形成工程後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、  を含む微細パターン形成方法であって、  前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去する微細パターン形成方法。
【請求項２】
基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、  前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、  前記サイドウォール形成工程後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、  を含む半導体装置の製造方法であって、  前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去する半導体装置の製造方法。
【請求項３】
所定の線幅のコアパターンと該コアパターンに対し形成されたサイドウォールとを表側に有し、前記コアパターンと同一材料で構成されるコア材質膜を裏側に有する基板を、収容する処理室と、  前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去する、フッ素を含むエッチングガスを前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  前記コアパターンの除去と前記コア材質膜の除去とを行うよう、前記処理室へ前記エッチングガスを供給するよう前記ガス供給部を制御する制御部と、  を備える基板処理装置。
【請求項４】
基板表側に所定の線幅のコアパターンを形成する手順と、  前記コアパターンに対し、サイドウォールを形成する手順と、  前記サイドウォールを形成後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するとともに、前記コアパターンを形成する手順実施時に基板裏側に堆積した膜を除去する手順と、  をコンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体。
【請求項５】
少なくとも、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、基板に形成する成膜工程と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記成膜工程において前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、  を含む微細パターン形成方法。
【請求項６】
基板に、多層ハードマスク膜、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、それぞれ堆積する成膜工程と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記成膜工程において前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、  前記多層ハードマスク膜のパターンを用いて所定のパターンを形成するパターン形成工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項７】
少なくともシリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜が、それぞれ堆積された基板を、収容する処理室と、  前記シリコンハードマスク膜及び前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するフッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、前記エッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記基板の裏面側に堆積された前記第１の膜、前記第２の膜、前記第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、を実行する制御部と、  を備える基板処理装置。
【請求項８】
少なくとも、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、基板に形成する手順と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成手順と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成手順と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成手順と、  フッ素を含むエッチングガスを用い、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去手順と、をコンピュータに実行させるプログラムを読取可能に記録した記録媒体。
【請求項９】
基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板を、処理室へ搬入する基板搬入工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  前記エッチング工程を行った基板を処理室から搬出する基板搬入工程と、  を含む微細パターン形成方法。
【請求項１０】
基板表面に底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜を形成する工程と、フッ素を含むエッチングガスを前記基板に接触させて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板を、収容する処理室と、  前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去する、フッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  を備える基板処理装置。
【請求項１２】
基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板に対し、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング手順を、コンピュータに実行させるプログラムを読取可能に記録した記録媒体。
【請求項１３】
基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板を、処理室へ搬入する基板搬入工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  前記エッチング工程を行った基板を処理室から搬出する基板搬入工程と、  を含む微細パターン形成方法。
【請求項１４】
基板表面にＳｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であって、この溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜を埋め込みゲート電極を形成する工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  を含む半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板を収容する処理室と、  前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去する、フッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  を備える基板処理装置。
【請求項１６】
基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板に対し、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング手順を、コンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体。
【請求項１７】
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成する工程と、前記微細パターンの間に形成された第１の溝を有する基板に酸化膜を形成して第２の溝を形成する工程と、  前記酸化膜の上に前記シリコンを主成分とする膜を形成する工程と、  前記シリコンを主成分とする膜に、フッ素を含むエッチングガスを供給し、前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
更に、前記エッチングガスを供給する工程の前に、前記シリコンを主成分とする膜の上に形成された自然酸化膜を除去する工程を有する請求項１７記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
シリコンを主成分とする膜の微細パターンの間に形成された第１の溝を有する基板を収容する処理室と、前記基板に酸化膜原料を供給する酸化膜原料供給部と、前記基板にシリコン原料を供給するシリコン原料供給部と、前記基板にフッ素を含むエッチングガスを供給する除去剤供給部と、前記酸化膜原料を前記基板に供給し、前記基板に第２の溝を形成する工程と、前記シリコン原料を前記基板に供給しシリコンを主成分とする膜を形成する工程と、前記エッチングガスを前記シリコンを主成分とする膜に供給して前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去する工程とを順に行うように前記酸化膜原料供給部と前記シリコン原料供給部と前記除去剤供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置。
【請求項２０】
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成させる手順と、前記微細パターンの間に形成された第１の溝を有する基板に、酸化膜を形成して第２の溝を形成させる手順と、前記酸化膜の上に前記シリコンを主成分とする膜を形成させる手順と、前記シリコンを主成分とする膜に、フッ素を含むエッチングガスを供給し、前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去させる手順と、をコンピュータに実行させるプログラムを読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング工程を用いた微細パターンの形成技術、及びこの技術を用いる半導体装置の製造方法及び基板処理装置並びに記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、更なる高集積化を図る為にパターンの微細化が進められている。微細パターンを実現するために、エッチング工程を用いた様々な手法（例えば特許文献１参照）が検討されている。これらの手法を活用することで、極細の溝や柱を有するパターンを形成することが可能となる。【０００３】
近年、トランジスタのスケーリングと共にトランジスタの素子寸法は縮小し、従来用いられてきた平板型トランジスタ構造では、微細化限界によりトランジスタ性能向上が見込めなくなってきた。この限界を打開する方法として、例えばＦｉｎ−ＦＥＴｓと呼ばれる３Ｄ構造のトランジスタが実用化されている。このＦｉｎ−ＦＥＴのＳｉ−Ｆｉｎのパターンでは、２２ｎｍ世代以降において、最先端の液浸ＡｒＦリソグラフィ技術での解像限界寸法未満の微細ピッチが要求されている。更に、ゲート電極のパターンピッチにおいても、１４ｎｍ世代以降において、同様の解像限界寸法未満の微細ピッチが要求されている。【０００４】
このような微細パターンの形成技術として、リソグラフィ及びドライエッチングで形成したコアパターンの側壁にサイドウォールを形成し、このサイドウォールをマスクとして加工を行うことで解像限界未満の寸法を形成するセルフアラインダブルパターン技術(Self-Align Double Patterning：以下ＳＡＤＰ法と略述する)が用いられている。【０００５】
一般的なＳＡＤＰ法として、以下のプロセスが用いられる。  例えば、Ｓｉ（シリコン）基板上に、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）、Ｓｉ３Ｎ４膜（シリコン窒化膜）、アモルファスＳｉ膜、カーボンハードマスク(ＣＨＭ)、Ｓｉ反射防止膜を、この順に積層し多層膜を形成する。そして、この多層膜上にフォトレジストを塗布した後、リソグラフィ技術で露光し、解像限界以上の線幅のレジストパターンを形成する。その後、ドライエッチングによりＳｉ反射防止膜とＣＨＭ膜を、レジストパターンと同じ線幅に加工する。【０００６】
次に、パターニングされたＣＨＭ膜をマスクとして下地の膜であるアモルファスＳｉ膜をパターニングし、アモルファスＳｉ膜で、レジストと同じ線幅のコアパターンを形成する。次に、このコアパターンに対し、ＳｉＯ２膜を成膜し、ＳｉＯ２で解像限界寸法未満の線幅のサイドウォールを形成する。そして、サイドウォールを形成した後に、Ｓｉコアパターンをエッチングにより除去する。【０００７】
Ｓｉコアパターンの除去処理は、サイドウォール材であるＳｉＯ２膜や下地膜の例えばＳｉ３Ｎ４膜をエッチングしないように、高いエッチング選択性が要求される。これまでは、反応性イオンを用いたドライエッチングによるＳｉコアパターンの除去が一般的であったが、Ｓｉコアパターンのエッチングプロセスにおいて、ＳｉＯ２膜とＳｉ３Ｎ４膜の両方に対して選択性を確保するのは困難であった。【０００８】
また、近年のＬＳＩ、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）やＦｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙに代表される半導体装置の最小加工寸法が、３０ｎｍ幅より小さくなっている。このような半導体装置の製造工程の１工程であるウェットエッチングでは、例えば、ウェットエッチング時に用いられる液体の表面張力によるパターンの倒壊が有り、半導体装置の品質を保ったままの微細化や製造スループット向上の達成が困難になってきている。【０００９】
このように、従来のドライエッチング技術(反応性イオンを用いたエッチング技術)及びウェットエッチング技術では、このような次世代の半導体デバイスにおける微細化に対応できなくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−４４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、次世代の半導体デバイスに適したエッチング技術を用いた微細パターンの形成技術、及びこの技術を用いる半導体装置の製造方法や基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施態様によれば、  基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、  前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、  前記サイドウォール形成工程後に、エッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、  を含む微細パターン形成方法であって、  前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去する微細パターン形成方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の構成によれば、次世代の半導体デバイスに適したエッチング技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略横断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置の概略縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基板処理装置が有する第１の処理ユニットの縦断面図である。
【図４】第１の処理ユニットが有するサセプタの縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る基板処理装置が有する第２の処理ユニットの縦断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るコントローラの構造図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る基板処理方法の処理フローを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第１段階における基板表側を示す図である。
【図９】上記第１段階における基板裏側を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第２段階を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第３段階を示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第４段階を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第５段階を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第６段階を示す図である。
【図１５】上記第６段階における基板裏側を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第７段階を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第８段階を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第９段階を示す図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る微細パターン形成処理の第１０段階を示す図である。
【図２０】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における処理フローを示す図である。
【図２１】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における処理フローを示す図である。
【図２２】本発明の一実施形態に係る基板処理装置における処理フローを示す図である。
【図２３】本発明の一実施形態における微細パターン形成処理を説明するための図である。
【図２４】本発明の一実施形態における微細パターン形成処理を説明するための図である。
【図２５】本発明の一実施形態における微細パターン形成処理を説明するための図である。
【図２６】本発明の一実施形態における微細パターン形成処理を説明するための図である。
【図２７】本発明の一実施形態における微細パターン形成処理を説明するための図である。
【図２８】本発明の一実施形態において基板裏側のシリコン膜等を除去する前の状態を示す図である。
【図２９】本発明の一実施形態において基板裏側のシリコン膜等を除去した後の状態を示す図である。
【図３０Ａ】本発明の一実施形態のエッチング処理前における、トランジスタのチャネル長方向の断面図である。
【図３０Ｂ】本発明の一実施形態におけるエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
【図３０Ｃ】本発明の一実施形態におけるエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【図３１Ａ】本発明の一実施形態のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル長方向の断面図である。
【図３１Ｂ】本発明の一実施形態のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
【図３１Ｃ】本発明の一実施形態のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【図３２Ａ】本発明の一実施形態において基板裏側のポリシリコン膜を除去する前の状態を示す図である。
【図３２Ｂ】本発明の一実施形態において基板裏側のポリシリコン膜を除去した後の状態を示す図である。
【図３３Ａ】本発明の一実施形態のエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
【図３３Ｂ】本発明の一実施形態のエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【図３４Ａ】本発明の一実施形態におけるエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。
【図３４Ｂ】本発明の一実施形態におけるエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【図３５Ａ】本発明の一実施形態において基板裏側のリン添加ポリシリコン膜を除去する前の状態を示す図である。
【図３５Ｂ】本発明の一実施形態において基板裏側のリン添加ポリシリコン膜を除去した後の状態を示す図である。
【図３６】本発明の他の実施形態に係る基板処理装置の構成である。
【図３７】本発明の他の実施形態に係る処理前の基板の構成例である。
【図３８】本発明の他の実施形態に係るコントローラの構造例である。
【図３９】本発明の他の実施形態に係る基板処理工程のフロー例である。
【図４０Ａ】(ａ)は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｂ】（ｂ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｃ】（ｃ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｄ】（ｄ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｅ】（ｅ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｆ】（ｆ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｇ】（ｇ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｈ】（ｈ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｉ】（ｉ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｊ】（ｊ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｋ】（ｋ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｌ】（ｌ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４０Ｍ】（ｍ）は、レジストパターンの形成方法を説明するための概略縦断面図である。
【図４１Ａ】図４１(ａ)本発明の一実施形態に係る基板処理の実施例である。
【図４１Ｂ】図４１(ｂ)本発明の一実施形態に係る基板処理の他の実施例である。
【図４２】本発明の一実施形態に係るエッチングガスの蒸気圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明者等は、上記課題を解決するために、後述のエッチングガスを用いたドライエッチングを行うことで、一定の温度領域おいて、少なくとも、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化チタン（ＴｉＮ）、アモルファス・カーボン（ａ−Ｃ）等に対して、シリコン（Ｓｉ）元素を主成分とするＳｉ膜を選択的に除去することができることを見出した。また、後述のエッチングガスを用いることによって、エッチングガスをプラズマ化せずに、高い選択性を維持してＳｉ元素を主成分とするＳｉ膜を等方的に除去させることができることを見出した。
【００１６】
ここで、Ｓｉ元素を主成分（シリコンを主成分）とするＳｉ膜（とは、例えば、Ｓｉ元素が９０％以上含む膜である。なお、「高い選択性」とは、例えばシリコンを主成分とした第１の膜（例えばシリコン膜）のエッチングレートを、第１の膜よりもシリコン含有率が少ない膜（例えば、シリコン酸化膜やシリコン酸窒化膜やシリコン窒化膜等）である第２の膜よりも高くすることを言う。より良くは、第２の膜をエッチングせずに、第１の膜をエッチングすることを言う。
【００１７】
図４２は、本実施の形態において用いられるエッチングガスの一つであるＩＦ７(若しくはＩＦ５)ガスの蒸気圧特性に関する図である。
【００１８】
図４２に示すように、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）(若しくは、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）)ガスは、後述する本実施の形態におけるエッチング処理条件Ｃにおいて、明らかに気体となる条件である。このような減圧で温度が３０℃〜５０℃(または、４０℃〜５０℃)である条件でＩＦ７(若しくはＩＦ５)ガスは、上述したように、Ｓｉ膜に対して高い選択性を維持しつつ、Ｓｉ膜に対して等方的にエッチングすることができる。
【００１９】
ここで、ＩＦ７ガスは、公知の製造過程から副生成物としてＩＦ５ガスが生じることが考えられる。しかしながら、後述するエッチング処理条件Ｃのような減圧で温度が３０℃〜５０℃(または、４０℃〜５０℃)である条件では、ＩＦ７ガスによるエッチングと共に、上述した副生成物としてＩＦ５ガスも気体であるため、基板上に付着することなく容易にパージできると考えられる。
【００２０】
尚、確実にＩＦ５ガスを除去するには、図４２に示すように基板温度を１００℃以上に加熱することが好ましい。従い、副生成物除去を考慮すると、エッチングガスを処理室から排除するパージ工程において、温度を上昇させることが好ましい。
【００２１】
＜第１実施形態＞
【００２２】
（１）基板処理装置の構成  以下、図面を参照して、本発明の実施形態における基板処理装置を説明する。本実施形態において、基板処理装置は、一例として、半導体装置（ＩＣ：Integrated Circuit）の製造方法における処理工程を実施する半導体製造装置として構成されている。また、本実施形態の基板処理装置は、１つの処理室で１枚の基板にエッチング処理やアッシング処理を行うことが可能な枚葉装置として構成されている。図１は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略横断面図である。図２は、本発明の実施形態に係る基板処理装置の概略縦断面図である。
【００２３】
図１、図２に示されるように、基板処理装置２０は、ＥＦＥＭ（Equipment Front End Module）１００と、ロードロックチャンバ部２００と、トランスファーモジュール部３００と、エッチング処理がなされる処理室を含むプロセスチャンバ部４００とを備えている。  なお、図１のｘ方向やｙ方向を横方向と称し、図２のｚ方向を縦方向と称す。そして、本実施形態においては、ｘｙ面は水平面と平行であり、ｚ方向は鉛直方向である。
【００２４】
ＥＦＥＭ１００は、ＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）１１０を載置するロードポート１２０と、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０とロードロックチャンバ２５０，２６０との間で、基板としてのウエハ６０を搬送する第１の搬送部である大気搬送ロボット１３０とを備える。
【００２５】
基板収容器であるＦＯＵＰ１１０には、ウエハ６０が２５枚まで収容可能である。未処理基板を収容したＦＯＵＰ１１０は、装置外部の搬送手段により、ロードポート１２０上に載置され、また、処理済み基板を収容したＦＯＵＰ１１０は、装置外部の搬送手段により、ロードポート１２０上から搬出される。
【００２６】
大気搬送ロボット１３０は、５枚のツィーザ１３１を有し、同時に５枚のウエハ６０を搬送することができる。大気搬送ロボット１３０は、図１のｘｙ面において矢印Ｄ１方向に水平回転可能であり、また、矢印Ｄ２方向（ｙｙ´方向）に水平移動可能である。そして、大気搬送ロボット１３０のツィーザ１３１は、図２の矢印Ｄ４方向（ｚｚ´方向）に昇降可能であり、また、図１の矢印Ｄ３方向（ｘｘ´方向）に進退可能である。
【００２７】
ロードロックチャンバ部２００は、ロードロックチャンバ２５０，２６０を備えている。ロードロックチャンバ２５０は、ＦＯＵＰ１１０から搬送されたウエハ６０を保持するバッファユニット２１０を備えている。バッファユニット２１０は、ボート２１１とその下部のインデックスアセンブリ２１２とを備えている。ボート２１１と、その下部のインデックスアセンブリ２１２は、図１の矢印Ｄ５方向に水平回転可能である。この回転により、ボート２１１の基板出し入れ口を、大気搬送ロボット１３０又は真空搬送ロボット３２０へ向けることができる。インデックスアセンブリ２１２は、ボート２１１を昇降させる昇降機構である。
【００２８】
ロードロックチャンバ２６０、及びロードロックチャンバ２６０内に備えられた、バッファユニット２２０、ボート２２１、インデックスアセンブリ２２２は、それぞれ、ロードロックチャンバ２５０、バッファユニット２１０、ボート２１１、インデックスアセンブリ２１２と同様の構造と機能を備えている。
【００２９】
ボート２１１は、水平姿勢のウエハ６０を５枚まで、互いに縦方向（ｚ方向）に間隔を空けた状態で、積載可能である。  ロードロックチャンバ２５０は、真空排気装置（不図示）を備え、後述するコントローラ６００からの指令に基づき、ロードロックチャンバ２５０内を、所定圧力の真空状態（つまり低圧状態）又は大気圧状態にすることが可能である。
【００３０】
トランスファーモジュール部３００は、真空搬送室として用いられるトランスファーモジュール３１０を備えており、先述のロードロックチャンバ２５０（２６０）は、ゲートバルブ３１１（３１２）を介して、トランスファーモジュール３１０に取り付けられている。トランスファーモジュール３１０には、第２の搬送部として用いられる真空搬送ロボット３２０が設けられている。真空搬送ロボット３２０は、ロードロックチャンバ２５０，２６０と処理ユニット４１０，５１０との間でウエハ６０を搬送する。トランスファーモジュール部３００内は、常時、所定圧力の真空状態に維持される。
【００３１】
プロセスチャンバ部４００は、エッチング処理を行う処理ユニット４１０と、エッチング処理とアッシング処理を行うことが可能なプラズマ処理ユニット５１０とを備えている。処理ユニット４１０（５１０）は、ゲートバルブ３１３（３１４）を介してトランスファーモジュール３１０に取り付けられている。処理ユニット４１０，５１０内は、常時、所定圧力の真空状態に維持される。ここで、本実施形態において、エッチング処理とアッシング処理を第２処理ユニット５１０で兼用するように構成されているが、この実施形態に限定する必要はなく、むしろ、エッチング処理とアッシング処理は、別々の処理ユニットで実施されるよう構成するのが好ましい。尚、これら処理ユニット４１０及び処理ユニット５１０のそれぞれの構成については後述する。
【００３２】
基板処理装置２０は、更に、基板処理装置２０の各構成に電気的に接続、つまり電気信号により接続されるコントローラ６００を有する。コントローラ６００は各構成の動作を制御する。コントローラ６００の構成は、後述する。
【００３３】
以上のように構成された基板処理装置２０においては、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０から、大気圧状態のロードロックチャンバ２５０（２６０）へ、ウエハ６０が搬送される。この際、まず、図２に示されるように、大気搬送ロボット１３０が、ＦＯＵＰ１１０にツィーザ１３１を挿入し、同時に５枚のウエハをツィーザ１３１上へ載置する。このとき、取り出すウエハ６０の高さ方向の位置に合わせて、大気搬送ロボット１３０のツィーザ１３１を上下させる。
【００３４】
ウエハ６０をツィーザ１３１へ載置してＦＯＵＰ１１０から取出した後、大気搬送ロボット１３０は、矢印Ｄ１方向に回転し、大気圧状態のバッファユニット２１０（２２０）内のボート２１１（２２１）にウエハ６０を搭載する。このとき、ボート２１１（２２１）のＺ方向の動作により、ボート２１１（２２１）は、大気搬送ロボット１３０から５枚のウエハ６０を受け取る。５枚のウエハ６０を受け取った後、ボート２１１（２２１）の最下層にあるウエハ６０の位置が、トランスファーモジュール部３００の高さ位置に合うよう、ボート２１１（２２１）をＺ方向に昇降動作させる。
【００３５】
次に、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内を所定圧力の真空状態にした後、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内のボート２１１（２２１）に保持されているウエハ６０のうち１枚のウエハ６０を、真空搬送ロボット３２０が、処理ユニット４１０（５１０）内のサセプタテーブル４１１（５１１）上に移載する。このとき、真空搬送ロボット３２０は、ボート２１１（２２１）に保持されている１枚のウエハ６０を、フィンガー３２１に搭載し、ボート２１１（２２１）から取出した後、矢印Ｄ７方向に回転し、さらに矢印Ｄ８方向にフィンガー３２１を延伸し、処理ユニット４１０（５１０）内のサセプタテーブル４１１（５１１）上に移載する。
【００３６】
ウエハ６０を、フィンガー３２１からサセプタテーブル４１１（５１１）へ移載する際は、フィンガー３２１とリフターピン４１３（５１３）との協働により、ウエハ６０が、サセプタテーブル４１１（５１１）上に移載される。詳しくは、ウエハ６０を載置したフィンガー３２１が、サセプタテーブル４１１（５１１）上の所定の位置に移動してくると、リフターピン４１３（５１３）が上昇し、フィンガー３２１に載置されたウエハ６０を、フィンガー３２１から離間するように支持する。リフターピン４１３（５１３）がウエハ６０を支持した後、フィンガー３２１は矢印Ｄ８方向に縮退する。その後、リフターピン４１３（５１３）が下降することにより、ウエハ６０がサセプタテーブル４１１（５１１）上に載置される。
【００３７】
処理が終了したウエハ６０を、サセプタテーブル４１１（５１１）から、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内のボート２１１（２２１）へ搬送する際は、真空搬送ロボット３２０とリフターピン４１３（５１３）は、上述したサセプタテーブル４１１（５１１）上にウエハ６０を移載する動作と逆の動作を行う。
【００３８】
以上説明したように、基板処理装置２０では、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０から、大気圧状態のロードロックチャンバ２５０（２６０）へウエハ６０が搬送される。その後、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内が真空引き（真空置換）され、ロードロックチャンバ２５０（２６０）から、トランスファーモジュール３１０を経てウエハ６０が処理ユニット４１０（５１０）へ搬送される。
【００３９】
そして、処理ユニット４１０で第１のエッチング処理（プラズマを用いないノンプラズマ処理）がなされ、第１のエッチング処理がなされたウエハ６０が、トランスファーモジュール３１０を経て、処理ユニット５１０へ搬送される。そして、処理ユニット５１０で第２のエッチング処理（プラズマ処理）がなされ、第２のエッチング処理がなされたウエハ６０が、トランスファーモジュール３１０を経て、再び処理ユニット４１０へ搬送される。そして、処理ユニット４１０で第３のエッチング処理（ノンプラズマ処理）がなされ、第３のエッチング処理がなされたウエハ６０が、トランスファーモジュール３１０を経て、ロードロックチャンバ２５０（２６０）へ搬送される。その後、ロードロックチャンバ２５０（２６０）内のウエハ６０は、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０へ戻される。このように、本実施の形態によれば、第１のエッチング処理と第３のエッチング処理は、共にノンプラズマでのエッチング処理である。
【００４０】
あるいは、処理ユニット４１０で第１のエッチング処理がなされ、エッチング対象物の除去がなされたウエハ６０が、トランスファーモジュール３１０を経て、ロードロックチャンバ２５０（２６０）へ搬送され、その後、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０へ戻されることも可能である。
【００４１】
あるいは、ロックチャンバ２５０（２６０）から搬送されたウエハ６０に対して、処理ユニット５１０で第２のエッチング処理（プラズマ処理）がなされ、第２のエッチング処理がなされたウエハ６０が、トランスファーモジュール３１０を経て、再びロードロックチャンバ２５０（２６０）へ搬送され、その後、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０へ戻されることも可能である。
【００４２】
このように、基板処理装置２０では、処理ユニット４１０のみによる単独処理や、処理ユニット５１０のみによる単独処理や、処理ユニット４１０と処理ユニット５１０を用いた連続処理が可能である。
【００４３】
（第１の処理ユニット）  第１の処理ユニット４１０について、図３と図４を用いて説明する。図３は、本実施形態に係る基板処理装置が有する第１の処理ユニットの縦断面図である。図４は、第１の処理ユニットが有するサセプタの縦断面図である。  第１の処理ユニット４１０は、例えば、半導体基板にノンプラズマでエッチングを施す処理ユニットである。処理ユニット４１０は、図３に示すように、ガスバッファ室４３０と、半導体基板などのウエハ６０を収容する処理室４４５とを備えている。処理ユニット４１０は、例えば、架台としての水平なベースプレート４４８の上方に、ガスバッファ室４３０を配置し、ベースプレート４４８の下方に処理室４４５を配置して構成される。また、処理容器４３１は、ガスバッファ室４３０と処理室４４５を少なくとも有する。
【００４４】
ガスバッファ室４３０には、ガス導入口４３３から処理ガスが供給される。ガスバッファ室４３０内側の壁は、高純度の石英硝子やセラミックスにて筒状に形成されている。該壁は、その筒の軸線が垂直になるように配置される。処理容器４３１の上端には、トッププレート４５４が設けられている。トッププレート４５４は、内側の壁及び外側シールドの上端に支持されている。ガスバッファ室４３０の上端は、トッププレート４５４によって気密に封止される。
【００４５】
トッププレート４５４は、処理容器４３１の上端を塞ぐ蓋部４５４ａと、蓋部４５４ａを支持する支持部４５４ｂから構成される。蓋部４５４ａのほぼ中央には、ガス導入口４３３が設けられている。処理容器４３１の先端のフランジ部分（処理容器４３１から外側に突出した部分）と、支持部４５４ｂとの間には、Ｏリング４５３が設けられ、ガスバッファ室４３０を気密にするよう構成している。
【００４６】
処理室４４５の側壁４４６は、高純度の石英硝子やセラミックスにて筒状に形成されている。側壁４４６は、その筒の軸線が垂直になるように配置される。側壁４４６の上端には、ガスバッファ室４３０の内側の壁が配置されている。側壁４４６の下端には、底板４６９が配置されている。側壁４４６は、処理室４４５内を気密に保つように、底板４６９の上側に気密に設けられる。
【００４７】
処理室４４５の下方には、複数（例えば４本）の支柱４６１によって支持される基板載置部としてのサセプタ４５９が設けられる。サセプタ４５９には、サセプタテーブル４１１と、サセプタ４５９の内部に設けられ、サセプタ４５９上のウエハ６０を加熱する基板加熱部としてのヒータ４６３と、後述するサセプタ冷却剤流路４６４とが具備される。
【００４８】
サセプタ４５９の下方には、排気板４６５が配設される。排気板４６５は、ガイドシャフト４６７を介して底板４６９に支持される。昇降板４７１は、ガイドシャフト４６７をガイドとして、昇降自在に動くように設けられる。昇降板４７１は、少なくとも３本のリフターピン４１３を支持している。
【００４９】
図３に示されるように、リフターピン４１３は、サセプタ４５９のサセプタテーブル４１１を貫通する。そして、リフターピン４１３の頂には、ウエハ６０を支持する支持部４１４が設けられている。支持部４１４は、サセプタ４５９の中心方向に延出している。リフターピン４１３の昇降によって、ウエハ６０をサセプタテーブル４１１に載置し、あるいはサセプタテーブル４１１から持ち上げることができる。
【００５０】
昇降板４７１は、底板４６９を貫通する昇降シャフト４７２に連結されている。昇降シャフト４７２は、昇降駆動部４７３に連結されている。昇降駆動部４７３が昇降シャフト４７２を昇降させることで、昇降板４７１とリフターピン４１３を介して、支持部４１４が昇降する。
【００５１】
サセプタ４５９と排気板４６５の間に、バッフルリング４５８が設けられる。バッフルリング４５８と、サセプタ４５９と、排気板４６５とで囲むように、第１排気室４７４が形成される。円筒状のバッフルリング４５８には、その側面に、通気孔（不図示）が多数均一に設けられている。したがって、第１排気室４７４は、バッフルリング４５８により処理室４４５と仕切られ、また通気孔によって、処理室４４５と連通している。
【００５２】
また、排気板４６５と凹型の底板４６９とで囲むように、第２排気室４７６が形成される。そして、排気板４６５の中心部に、排気連通孔４７５が設けられる。したがって、排気連通孔４７５によって、第１排気室４７４と第２排気室４７６が連通される。
【００５３】
（第１の排気部）  底板４６９を貫通するように、重力方向、つまりｚ方向に延伸された排気管４８０が設けられている。第２排気室４７６は、排気管４８０と連通している。排気管４８０には、上流から順に、圧力調整バルブ４７９、排気ポンプ４８１が設けられている。  このように、サセプタ４５９の下方であって、更に重力方向に排気管４８０を設けることにより、処理室４４５に供給されたガスは、処理室４４５に留まることなく容易に排気される。したがって、保守員によるメンテナンス実施時において、ガスとの接触による危険度を低減することができる。  排気管４８０、圧力調整バルブ４７９を少なくとも有するように、処理室４４５内のガス（雰囲気）を排出する第１の排気部が構成される。なお、排気ポンプ４８１を第１の排気部に含めても良い。
【００５４】
（第１及び第２のガス供給部）  処理容器４３１上側のトッププレート４５４には、第１のガス供給ユニット４８２（第１のガス供給部）と第２のガス供給ユニット４８３（第２のガス供給部）とが接続されている。第１のガス供給ユニット４８２は、ガス導入口４３３に接続されるガス供給管４８２ａと、ガス供給管４８２ａに接続される不活性ガス供給管４８２ｅとを有する。ガス供給管４８２ａには、上流から順に、第１のガスのガス源である第１ガス源４８２ｂ、マスフローコントローラ４８２ｃ、開閉弁４８２ｄが設けられている。不活性ガス供給管４８２ｅには、上流から順に、不活性ガスのガス源である不活性ガス源４８２ｆ、マスフローコントローラ４８２ｇ、開閉弁４８２ｈが設けられている。
【００５５】
マスフローコントローラ４８２ｃと開閉弁４８２ｄとを制御することで、第１のガスの流量を制御することができる。また、マスフローコントローラ４８２ｇと開閉弁４８２ｈとを制御することで、不活性ガスの流量を制御することができる。不活性ガスは、ガス供給管４８２ａ内の残ガスをパージ（除去）するパージガスとして、更には、ガス供給管４８２ａに供給される第１のガスのキャリアガスとして用いられる。
【００５６】
第１のガス供給ユニット４８２は、ガス供給管４８２ａと、マスフローコントローラ４８２ｃと、開閉弁４８２ｄとを、少なくとも有するように構成される。なお、第１のガス供給ユニット４８２に、パージガス供給管４８２ｅ、マスフローコントローラ４８２ｇ、開閉弁４８２ｈを含めても良い。更には、第１ガス源４８２ｂ、不活性ガス源４８２ｆを含めても良い。
【００５７】
第１のガスとして、本実施形態では、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）ガスが用いられる。なお、第１のガスとして例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）、五フッ化臭素（ＢｒＦ５）、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）の内、いずれかのガスを用いることもできる。不活性ガス源４８２ｆから供給される不活性ガスとして、例えば窒素（Ｎ２）ガス等が用いられる。
【００５８】
第２のガス供給ユニット４８３は、処理容器４３１上側のトッププレート４５４において、ガス供給ユニット４８２と隣接するように設けられている。第２のガス供給ユニット４８３は、ガス導入口４３３に接続されるガス供給管４８３ａを有する。ガス供給管４８３ａには、上流から順に、第２のガスのガス源である第２ガス源４８３ｂと、マスフローコントローラ４８３ｃと、開閉弁４８３ｄとが設けられている。
【００５９】
マスフローコントローラ４８３ｃと開閉弁４８３ｄとを制御することで、第２のガスの流量を制御することができる。第２のガス供給ユニット４８３は、ガス供給管４８３ａと、マスフローコントローラ４８３ｃと、開閉弁４８３ｄとを少なくとも有するように構成される。なお、第２のガス供給ユニット４８３に、第２ガス源４８３ｂを含めても良い。
【００６０】
第２のガスとして、例えば窒素（Ｎ２）等の不活性ガスが用いられる。この不活性ガスは、第１のガスの希釈ガスとして、もしくは処理室４４５内の残ガスのパージガスとして用いられる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、第１のガス供給ユニット４８２と第２のガス供給ユニット４８３からのガス導入口を、共通のガス導入口４３３としたが、それに限られるものではなく、第１のガス供給ユニット４８２と第２のガス供給ユニット４８３のそれぞれに対応したガス導入口を設けても良い。
【００６２】
マスフローコントローラ４８２ｃ，４８３ｃ等や、圧力調整バルブ４７９を制御し、ガスの供給量や処理室４４５からのガス排気量を調整することで、処理室４４５内の圧力や導入されるガスの分圧が調整される。
【００６３】
ガスバッファ室４３０内には、多孔性のシャワープレート４８４が設けられている。シャワープレート４８４は、板部４８４ａと、その板部４８４ａに複数設けられた孔部４８４ｂとを有する。ガス導入口４３３から導入されたガスは、シャワープレート４８４の板部４８４ａにぶつかり、孔部４８４ｂを通過して、ウエハ６０の表面に供給される。このように、ガスバッファ室４３０内に導入されたガスは、シャワープレート４８４によって均一に分散され、ウエハ６０上に供給される。
【００６４】
（第１の温度制御部）  図４は、第１の処理ユニット４１０が有するサセプタ４５９の縦断面図である。サセプタテーブル４１１には、ヒータ４６３及びサセプタ冷却剤流路４６４が内包されている。ヒータ４６３及びサセプタ冷却剤流路４６４は、サセプタテーブル４１１内に設けられ、サセプタ４５９上に載置されるウエハ６０の温度を制御する。
【００６５】
ヒータ４６３は、ヒータ電力供給線４８７を介して、ヒータ温度制御部４８５に接続される。ヒータ４６３の近傍には、サセプタ４５９やサセプタ４５９上に載置されるウエハ６０の温度を検出するための温度検出部４８８が設けられている。温度検出部４８８は、コントローラ６００に電気的に接続されている。温度検出部４８８で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、検出された温度データに基づき、ヒータ４６３へ供給する電力量を制御するよう、ヒータ温度制御部４８５に指示し、ウエハ６０が所望の温度となるようヒータ４６３を制御する。
【００６６】
サセプタ冷却剤流路４６４は、外部サセプタ冷却剤流路４８９に接続されている。詳しくは、サセプタ冷却剤流路４６４の冷却剤導入口は、外部サセプタ冷却剤流路４８９ａに接続され、サセプタ冷却剤流路４６４の冷却剤排出口は、外部サセプタ冷却剤流路４８９ｂに接続されている。サセプタ冷却剤流路４６４や外部サセプタ冷却剤流路４８９では、矢印Ｄ１０方向に冷却剤が流れる。外部サセプタ冷却剤流路４８９には、冷却剤供給ユニット４９１が接続されている。冷却剤供給ユニット４９１は、冷却剤流量制御部４８６からの指示に基づき、外部サセプタ冷却剤流路４８９ａを流れる冷却剤の温度を所定値範囲に保つとともに、その流量を制御する。
【００６７】
冷却剤供給ユニット４９１の上流の外部サセプタ冷却剤流路４８９ｂには、サセプタ冷却剤流路４６４を流れた冷却剤の温度を検出する冷却剤温度検出部４９２が設けられる。冷却剤温度検出部４９２と冷却剤流量制御部４８６は、コントローラ６００と電気的に接続されている。冷却剤温度検出部４９２で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、検出された温度データに基づき、ウエハ６０が所望の温度となるよう、冷却剤流量制御部４８６に対し、外部サセプタ冷却剤流路４８９ａを流れる冷却剤流量を制御するよう指示する。冷却剤流量制御部４８６は、コントローラ６００からの指示に基づき、冷却剤供給ユニット４９１に対し、外部サセプタ冷却剤流路４８９を流れる冷却剤の流量を制御する。
【００６８】
第１の温度制御部は、ヒータ温度制御部４８５と、冷却剤流量制御部４８６とを、少なくとも有するように構成される。なお、第１の温度制御部に、ヒータ４６３、サセプタ冷却剤流路４６４を含めても良い。更には、冷却剤供給ユニット４９１、外部サセプタ冷却剤流路４８９、冷却剤温度検出部４９２、ヒータ電力供給線４８７を含めても良い。また、ヒータ４６３、サセプタ冷却剤流路４６４を、まとめて第１の温度調整機構と呼ぶ。
【００６９】
（第２の処理ユニット）  第２の処理ユニット５１０について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る基板処理装置が有する第２の処理ユニットの縦断面図である。第２の処理ユニット５１０は、半導体基板上に形成された膜に対し乾式処理でエッチング処理やアッシング処理を施すことが可能な高周波無電極放電型のプラズマ処理ユニットである。処理ユニット５１０は、図５に示すように、プラズマを生成するためのプラズマ生成室５３０と、半導体基板などのウエハ６０を収容する処理室５４５と、共振コイル５２１等のプラズマソースに高周波電力を供給する高周波電源５２５と、高周波電源５２５の発振周波数を制御する周波数整合器５２６等を備えている。
【００７０】
反応容器５３１は、高純度の石英硝子やセラミックスにて円筒状に形成される。反応容器５３１の下方には、処理室５４５が設けられる。処理室５４５の下方には、複数（例えば４本）の支柱５６１によって支持されるサセプタ５５９が設けられる。サセプタ５５９には、サセプタテーブル５１１と、サセプタ５５９の内部に設けられ、サセプタ５５９上のウエハ６０を加熱する基板加熱部としてのヒータ５６３とが具備される。なお、本実施形態では、サセプタ５５９内にサセプタ冷却剤流路を設けていないが、サセプタ５５９内に、図４で示した第１の処理ユニットのサセプタ冷却剤流路４６４と同様のサセプタ冷却剤流路を設け、第１の処理ユニットと同様に、冷却剤流量制御を行うように構成してもよい。
【００７１】
（第２の温度制御部）  第２の温度制御部は、第２の処理ユニットのサセプタ５５９上の基板温度を制御するものであり、第１の温度制御部と同様に構成される。すなわち、ヒータ５６３は、第２のヒータ電力供給線を介して、第２の温度制御部に接続される。ヒータ５６３の近傍には、サセプタ５５９やサセプタ５５９上に載置されるウエハ６０の温度を検出するための第２の温度検出部が設けられている。第２の温度検出部は、コントローラ６００に電気的に接続されている。第２の温度検出部で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、検出された温度データに基づき、ヒータ５６３へ供給する電力量を制御するよう、第２の温度制御部に指示し、ウエハ６０が所望の温度となるようヒータ５６３を制御する。なお、第２の温度制御部に、ヒータ５６３を含めても良い。
【００７２】
サセプタ５５９の下方に、排気板５６５が配設される。排気板５６５は、ガイドシャフト５６７を介して底板５６９に支持される。排気板５６５の下方に、昇降板５７１がガイドシャフト５６７をガイドとして昇降自在に動くように設けられる。昇降板５７１は、少なくとも３本のリフターピン５１３を支持している。リフターピン５１３は、サセプタ５５９を貫通する。リフターピン５１３の頂には、ウエハ６０を支持する支持部５１４が設けられている。リフターピン５１３の昇降によって、ウエハ６０をサセプタ５５９に載置し、あるいはサセプタ５５９から持ち上げることができる。底板５６９を貫通して、昇降駆動部５７３の昇降シャフト５７２が、昇降板５７１に連結されている。昇降駆動部５７３が昇降シャフト５７２を昇降させることで、昇降板５７１とリフターピン５１３を介して、支持部５１４が昇降する。
【００７３】
（第２の排気部）  サセプタ５５９と排気板５６５の間に、バッフルリング５５８が設けられる。円筒状のバッフルリング５５８は、通気孔が多数均一に設けられており、通気孔によって、処理室５４５と第１排気室５７４が連通している。  排気板５６５に、排気連通孔５７５が設けられる。排気連通孔５７５によって、第１排気室５７４と第２排気室５７６が連通される。第２排気室５７６には、排気管５８０が連通されており、排気管５８０には、圧力調整バルブ５７９と排気ポンプ５８１が設けられている。排気管５８０、圧力調整バルブ５７９を少なくとも有するように、処理室５４５内のガス（雰囲気）を排出する第２の排気部が構成される。なお、排気ポンプ５８１を第２の排気部に含めても良い。
【００７４】
（第３のガス供給部）  反応容器５３１上側のトッププレート５５４には、第３のガス供給ユニット（第３のガス供給部）５８２が接続されている。第３のガス供給ユニット５８２は、ガス導入口５３３に接続されるガス供給管５８２ａと、ガス供給管５８２ａに接続される不活性ガス供給管５８２ｅとを有する。ガス供給管５８２ａには、上流から順に、第３のガス（本実施形態ではＯ２ガス）のガス源である第３ガス源５８２ｂ、マスフローコントローラ５８２ｃ、開閉弁５８２ｄが設けられている。不活性ガス供給管５８２ｅには、上流から順に、不活性ガス（本実施形態ではＮ２ガス）のガス源である不活性ガス源５８２ｆ、マスフローコントローラ５８２ｇ、開閉弁５８２ｈが設けられている。
【００７５】
マスフローコントローラ５８２ｃと開閉弁５８２ｄとを制御することで、第３のガスの流量を制御することができる。また、マスフローコントローラ５８２ｇと開閉弁５８２ｈとを制御することで、不活性ガスの流量を制御することができる。不活性ガスは、ガス供給管５８２ａ内の残ガスをパージ（除去）するパージガス、又は処理室５４５内の雰囲気を排出するパージガスとして、更には、ガス供給管５８２ａに供給される第３のガスの希釈ガスとして用いられる。
【００７６】
第３のガス供給ユニット５８２は、ガス供給管５８２ａと、マスフローコントローラ５８２ｃと、開閉弁５８２ｄとを、少なくとも有するように構成される。なお、第３のガス供給ユニット５８２に、パージガス供給管５８２ｅ、マスフローコントローラ５８２ｇ、開閉弁５８２ｈを含めても良い。更には、第３ガス源５８２ｂ、不活性ガス源５８２ｆを含めても良い。
【００７７】
また、反応容器５３１内には、処理ガスを反応容器５３１の内壁に沿って流れるようにするための略円板形で、石英からなるバッフル板５８４が設けられている。なお、マスフローコントローラ５８２ｃや圧力調整バルブ５７９等によって、ガスの供給量、排気量を調整することにより、処理室５４５の圧力が調整される。
【００７８】
共振コイル５２１の両端は電気的に接地されており、共振コイル５２１の少なくとも一端は、可動タップ５２２を介して接地される。図５中の符号５２３は，他方の固定グランドを示す。更に、共振コイル５２１のインピーダンスを微調整するため、共振コイル５２１の接地された両端の間には、可動タップ５２４によって給電部が構成される。
【００７９】
外側シールド５３２は、共振コイル５２１の外側への電磁波の漏れを遮蔽するもので、アルミニウム合金、銅又は銅合金などの導電性材料を使用して円筒状に形成される。高周波電源５２５の出力側にはＲＦセンサ５２７が設置され、進行波、反射波等をモニタしている。ＲＦセンサ５２７によってモニタされた反射波電力は、周波数整合器５２６に入力される。周波数整合器５２６は、反射波が最小となるよう周波数を制御する。
【００８０】
例えば室温に保持されたウエハ６０がサセプタテーブル５１１上に載置された後、例えばエッチングガスである処理ガスが、ガス供給管５８２ａからプラズマ生成室５３０に供給される。本実施形態では、処理ガスには、酸素（Ｏ２）ガスが用いられる。また、前記処理ガスとしては、水素、水、アンモニア、四フッ化炭素（ＣＦ４）等を用いることができる。処理ガス供給後、高周波電源５２５から、共振コイル５２１に電力が供給され、共振コイル５２１内部に励起される誘導磁界によって自由電子を加速し、ガス分子と衝突させることでガス分子を励起してプラズマを生成する。このようにして、プラズマにより活性化されたガスにより、エッチング処理やアッシング処理等のプラズマ処理を行う。
【００８１】
第１の温度制御部と第２の温度制御部とをまとめて、温度制御部と呼ぶ。第１のガス供給部と第２のガス供給部と第３のガス供給部とをまとめて、ガス供給部と呼ぶ。第１の排気部と第２の排気部とをまとめて、排気部と呼ぶ。したがって、温度制御部とは、第１の温度制御部、又は第２の温度制御部、あるいは第１及び第２の温度制御部の両者を意味する。ガス供給部と排気部の意味も、温度制御部と同様である。
【００８２】
なお、本実施形態においては、第１の温度制御部や第２の温度制御部をコントローラ６００と別構成として説明したが、それに限られるものではなく、コントローラ６００が、第１の温度制御部や第２の温度制御部を兼ねても良い。
【００８３】
（コントローラ：制御部）  次に、コントローラ６００の構成について説明する。図６は、本実施形態に係るコントローラの構造図である。図６に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ６００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６００ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）６００ｂ、記憶装置６００ｃ、Ｉ／Ｏポート６００ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ６００ｂ、記憶装置６００ｃ、Ｉ／Ｏポート６００ｄは、内部バス６００eを介して、ＣＰＵ６００ａとデータ交換可能な様に構成されている。コントローラ６００には、例えばタッチパネル等で構成される入出力装置６０１が接続されている。
【００８４】
記憶装置６００ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等で構成されている。記憶装置６００ｃ内には、基板処理装置２０の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理装置２０における基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。更には、処理ガスであるエッチングガスやアッシングガスの種類毎に処理条件が記憶されている。ここで、処理条件とは、基板やサセプタの温度帯、処理室の圧力、ガスの分圧、ガス供給量、冷却剤流量、処理時間など、基板を処理する際の条件を言う。
【００８５】
なお、プロセスレシピは、後述する基板処理装置２０の基板処理工程における手順をコントローラ６００に実行させ、所定の結果を得ることが出来る様に組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。  ＲＡＭ６００ｂは、ＣＰＵ６００ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持される作業用メモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
【００８６】
Ｉ／Ｏポート６００ｄは、上述の昇降駆動部４７３，５７３、ヒータ温度制御部４８５、温度検出部４８８、圧力調整バルブ４７９，５７９、マスフローコントローラ４８２ｃ，４８２ｇ，４８３ｃ，５８２ｃ，５８２ｇ、開閉弁４８２ｄ，４８２ｈ，４８３ｄ，５８２ｄ，５８２ｈ、排気ポンプ４８１，５８１、大気搬送ロボット１３０、ゲートバルブ３１１〜３１４、真空搬送ロボット３２０、冷却剤流量制御部４８６等に接続されている。
【００８７】
ＣＰＵ６００ａは、記憶装置６００ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置５０１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置６００ｃからプロセスレシピを読み出す様に構成されている。そして、ＣＰＵ６００ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿う様に、昇降駆動部（４７３等）によるリフターピン（４１３等）の上下動作、ヒータ温度制御部（４８５等）によるウエハ６０の加熱動作、圧力調整バルブ（４７９等）による圧力調整動作、マスフローコントローラ（４８２ｃ等）と開閉弁（４８２ｄ等）による処理ガスの流量調整動作、等を制御する様に構成されている。
【００８８】
なお、コントローラ６００は、専用のコンピュータとして構成されている場合に限らず、汎用のコンピュータとして構成されていてもよい。例えば、上述のプログラムを格納した外部記憶装置６０２を用意し、係る外部記憶装置６０２を用いて汎用のコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ６００を構成することができる。外部記憶装置６０２は、例えば、磁気テープ、フレキシブルディスクやハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤやＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ（USB Flash Drive）やメモリカード等の半導体メモリで構成される。なお、コンピュータにプログラムを供給するための手段は、外部記憶装置６０２を介して供給する場合に限られない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置６０２を介さずにプログラムを供給する様にしてもよい。
【００８９】
以上のように、記憶装置６００ｃや外部記憶装置６０２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置６００ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置６０２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【００９０】
（２）基板処理方法  次に、本実施形態に係る基板処理方法が実施される基板処理工程の一例について、図７〜図１９を用いて以下に説明する。この基板処理工程は、微細パターンの形成工程や、半導体装置の製造方法の一工程として行われる。図７は、本発明の実施形態に係る基板処理方法の処理フローを示す図である。図８、図１０〜図１４、図１６〜図１９は、それぞれ、本発明の実施形態に係る微細パターン形成処理の第１〜１０段階を示す図である。また、図９と図１５は、それぞれ、図８と図１４の段階における基板裏側を示す図である。
【００９１】
なお、本実施形態の基板処理装置２０においては、少なくとも図７のステップＳ６（コアパターン除去工程）が実施される。
【００９２】
まず、図７のステップＳ１に示すように、所望の線幅のレジストパターン１が、Ｓｉ膜２の上に形成される。この線幅は、露光装置の解像限界以上の線幅である。詳しくは、図８に示すように、Ｓｉ基板９の表側に、ＳｉＯ２膜８、Ｓｉ３Ｎ４膜７、ＳｉＯ２膜６、Ｓｉ３Ｎ４膜５、アモルファスＳｉ膜４、カーボンを含むハードマスクであるカーボンハードマスク(ＣＨＭ)膜３、反射防止膜であるＳｉ膜２を、この順に積層し多層膜を形成する。そして、この多層膜上にフォトレジストを塗布した後、リソグラフィ技術で露光し、その後、現像してレジストパターン１を形成する。こうして、多層レジスト膜を形成する。
【００９３】
ＳｉＯ２膜８は、膜厚が３〜１０ｎｍ程度であり、例えば、酸化温度６００〜１１００℃で、Ｓｉ基板９の上に形成された熱酸化膜である。ＳｉＯ２膜８は、Ｓｉ３Ｎ４膜７を熱リン酸で除去する工程においてＳｉ基板９の表面保護を目的としている。Ｓｉ３Ｎ４膜７は、膜厚が３０〜５０ｎｍ程度であり、温度５００〜９００℃でＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により、ＳｉＯ２膜８の上に成膜される。Ｓｉ３Ｎ４膜７は、図１９に示すＳｉ基板９の溝２１の形成後に、溝２１に埋めたＳｉＯ２膜を平坦化するＣＭＰ工程時のストッパー膜である。
【００９４】
ＳｉＯ２膜６は、膜厚が３０〜５０ｎｍ程度であり、温度５００〜９００℃でＣＶＤ法により、Ｓｉ３Ｎ４膜７の上に成膜される。ＳｉＯ２膜６は、下地のＳｉ３Ｎ４膜７と、ＳｉＯ２膜８と、その下のＳｉ基板９とを、ドライエッチングすることによって、図１９に示すＳｉ基板９の溝２１を形成する際のハードマスクになる。
【００９５】
Ｓｉ３Ｎ４膜５は、膜厚が５〜２０ｎｍ程度であり、温度５００〜９００℃でＣＶＤ法により、ＳｉＯ２膜６の上に成膜される。Ｓｉ３Ｎ４膜５は、ＳＡＤＰプロセスで用いるサイドウォールのＳｉＯ２膜パターンを、転写するための膜である。低温で形成したサイドウォールのＳｉＯ２膜は、ドライエッチング耐性が小さいので、サイドウォールのＳｉＯ２膜をマスクとして、厚いＳｉ３Ｎ４膜７の加工を行なうのは難しい。そのため、サイドウォールのＳｉＯ２膜パターンを、薄いＳｉ３Ｎ４膜５に、一旦転写するプロセス（後述のステップＳ７）を用いる。
【００９６】
アモルファスＳｉ膜４は、膜厚が４０〜６０ｎｍ程度であり、温度４００〜５５０℃でＣＶＤ法により、Ｓｉ３Ｎ４膜５の上に成膜される。ＣＨＭ膜３は、アモルファスのカーボン膜で、膜厚が１００〜５００ｎｍ程度であり、温度２００〜５５０℃でＣＶＤ法により、アモルファスＳｉ膜４の上に成膜される。アモルファスＳｉ膜２は、膜厚が２〜１０ｎｍ程度であり、温度４００〜５５０℃でＣＶＤ法により、ＣＨＭ膜３の上に成膜される。アモルファスＳｉ膜２は、リソグラフィ技術による露光時に、反射防止膜として機能する。
【００９７】
Ｓｉ基板９の表側に膜８〜２を積層するとき、図９に示すように、Ｓｉ基板９の裏側には、膜８〜２が、この順に積層される。Ｓｉ基板９の裏側を平坦なサセプタにより支持する場合においても、少なくともＳｉ基板９の裏側の周辺部には、上記の積層膜８〜２が形成される。このうち積層膜４〜２は、比較的剥がれ易い脆弱な膜であるので、本基板処理工程の後に行われる工程において、剥がれ落ちてパーティクルの原因となる恐れがあり、好ましくない。そこで、後述する図７のステップＳ６において、積層膜４〜２を除去する。
【００９８】
次に、図７のステップＳ２に示すように、レジストパターン１と同じ線幅で、ＣＨＭパターンを形成する。詳しくは、図１０に示すように、パターニングされたレジスト１をマスクにして、下地のアモルファスＳｉ膜２を、例えばＣｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工し、続いて、ＣＨＭ膜３を、例えばＯ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工する。その後、例えばＯ２ガスを用いた公知のアッシング処理によりレジスト１を除去する。  なお、Ｓｉ膜２のエッチングは、Ｓｉ基板９の表面に対して垂直方向に行われる異方性エッチングであるので、Ｓｉ基板９の裏側のアモルファスＳｉ膜２は除去されることはない。
【００９９】
次に、図７のステップＳ３に示すように、ＣＨＭ膜３と同じ線幅で、コアパターン４を形成する。詳しくは、図１１に示すように、ＣＨＭ膜３をマスクとして、その下地の膜であるアモルファスＳｉ膜４を、例えばＣｌ２ガスやＣＦ２Ｃｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工し、このアモルファスＳｉ膜４で、レジストパターン１と同じ線幅のコアパターン４を形成する。その後、例えばＯ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理によりＣＨＭ膜３を除去する。このとき、Ｓｉ基板９の裏側のＣＨＭ膜３は、Ｓｉ基板９の裏側のＳｉ膜２が除去されていないので、除去されることはない。
【０１００】
以上説明したように、コアパターン形成工程は、露光現像工程とドライエッチング工程とを含む。そして、露光現像工程では、所定の線幅のパターンを形成するようにレジスト膜を露光した後に現像して、レジストパターン１を形成する。ドライエッチング工程では、レジストパターン１をマスクにして、反射防止膜（Ｓｉ膜２）とハードマスク膜（ＣＨＭ膜３）とをエッチングして、コアパターン４を形成する。
【０１０１】
そして、コアパターン４の形成が終了した段階において、Ｓｉ基板９の裏側には、Ｓｉ基板９の表側のコアパターン４と同一材質の膜である裏側コア材質膜と、裏側コア材質膜の上に形成された裏側ハードマスク膜と、裏側ハードマスク膜の上に形成された裏側反射防止膜とが存在する。裏側コア材質膜は、Ｓｉ基板９の表側のコアパターン４と同時に形成され、裏側ハードマスク膜は、Ｓｉ基板９の表側のＣＨＭ膜３と同時に形成され、裏側反射防止膜は、Ｓｉ基板９の表側の反射防止Ｓｉ膜２と同時に形成されたものである。
【０１０２】
次に、図７のステップＳ４に示すように、コアパターン４やＳｉ３Ｎ４膜５の上から、ＳｉＯ２膜１０を成膜する。詳しくは、図１２に示すように、低温、例えば０〜４００℃、好ましくは０〜１００℃、かつ低圧（例えば、３９９Ｐａ）雰囲気中で、アミノシランガス或いはクロロシランガスとＨ２Ｏガスを交互供給することより、ＳｉＯ２膜１０を堆積し成膜する。アミノシランガスとＨ２Ｏガスの供給時には、それぞれに触媒としてピリジンを同時供給する。また、交互供給の間に処理空間のＮ２パージを挿入する、つまり、交互供給するガスを切り換える際に、Ｎ２パージを行う。
【０１０３】
なお、ＳＡＤＰプロセスにおいて、ＳｉＯ２膜１０を１００℃以下あるいは４００℃以下の低温で成膜する理由は、膜ストレスの小さなサイドウォール膜を得るためである。サイドウォール膜の膜ストレスが大きいと、コアパターン４を除去した後に残ったサイドウォールが傾いたり倒れたりする原因になる。
【０１０４】
そして、Ｓｉ基板９の表側にＳｉＯ２膜１０を成膜するとき、Ｓｉ基板９の周辺部の裏側にも、ＳｉＯ２膜１０が堆積し形成される。但し、Ｓｉ基板９の周辺部の裏側のＳｉＯ２膜１０は、後述する図７のステップＳ５において除去される。
【０１０５】
次に、図７のステップＳ５に示すように、ＳｉＯ２膜１０を加工しサイドウォールを形成する。詳しくは、図１３に示すように、例えばＣＦ４ガスとＨ２ガスの混合ガスを用いた公知のドライエッチング処理により、ＳｉＯ２膜１０を加工する。このとき、サイドウォール１０の線幅は、レジストパターン１よりも小さい線幅、つまり解像限界未満の線幅となる。こうして、基板表側に残ったサイドウォール膜１０は、リソグラフィの解像限界寸法未満の線幅で形成された状態になる。このとき、Ｓｉ基板９の裏側を平坦なサセプタにより支持する場合においても、少なくともＳｉ基板９の裏側の周辺部には、前記混合ガスが到達するので、Ｓｉ基板９の周辺部の裏側に堆積したＳｉＯ２膜１０が除去される。
【０１０６】
次に、図７のステップＳ６に示すように、Ｓｉのコアパターン４を除去する処理を行う。詳しくは、図１４に示すように、サイドウォール１０を除去することなく、つまり、サイドウォール１０を残した状態で、サイドウォール１０の間に挟まれたＳｉ膜４を、ドライエッチング処理により除去する。このコアパターン除去処理が、本発明の特徴である。
【０１０７】
本実施形態では、図３に示す処理ユニット４１０において、コアパターン除去処理のエッチングガスとしてＩＦ７ガスを用い、以下の処理条件Ｃ１でエッチング処理を行う。処理条件Ｃ１は、基板温度が室温（ここでは３０℃）から５０℃の範囲、好ましくは室温から４０℃の範囲、処理室４４５内の圧力が１００Ｐａ〜１０００Ｐａ、好ましくは２００〜５００Ｐａの範囲、ＩＦ７ガスの流量が０．５ｓｌｍ〜４ｓｌｍ、好ましくは０．５ｓｌｍ〜１ｓｌｍの範囲、キャリアガスであるＮ２ガスの流量が０ｓｌｍ〜１ｓｌｍの範囲とする。また、ＩＦ７ガスを供給する時間は、Ｓｉ膜４の除去を行える時間であればよい。仮に、エッチング時間を多少多くなってもＩＦ７ガス特有の選択性があるためオーバーエッチングの心配がないため、また、エッチング対象膜４の膜厚にもよるためここでは限定しない。
【０１０８】
ＩＦ７ガスを使用する場合、５０℃以下で行なうことでＳｉのエッチングレートが向上し、下地であるＳｉ３Ｎ４膜５との高選択比を確保することが可能となる。また、４０℃以下の場合、更に高選択比を確保できる。また、圧力が１００Ｐａ〜１０００Ｐａの場合、高選択比を確保でき、２００〜５００Ｐａの場合、更に高選択比を確保できる。また、ＩＦ７ガスの流量が０．５ｓｌｍ〜４ｓｌｍの場合、高選択比を確保でき、０．５ｓｌｍ〜１ｓｌｍの場合、更に高選択比を確保できる。更に、高選択比を確保するには、キャリアガスなどのエッチングガス以外の他のガスを一切供給しないで、ＩＦ７ガスを単独で供給するのが好ましい。
【０１０９】
こうして、サイドウォール膜であるＳｉＯ２膜１０に対して高選択的にＳｉのコアパターン４をエッチングすることができ、かつ、下地のＳｉ３Ｎ４膜５に対しても高選択的にＳｉをエッチングできる。つまり、ＳｉＯ２膜１０やＳｉ３Ｎ４膜５のエッチングを抑制しつつ、コアパターン４のＳｉを高選択的にエッチングして除去することを可能とする。そしてこのとき、５０℃以下の温度でエッチングを実施することにより、１００℃以下あるいは４００℃以下の低温で成膜したＳｉＯ２膜１０が、温度により変化することを防ぐことができる。
【０１１０】
好ましくは、コアパターン除去処理において、（ａ）ＩＦ７ガスによるプラズマを用いない第１のエッチング処理、（ｂ）例えばＯ２ガスによるプラズマを用いる第２のエッチング処理、（ｃ）ＩＦ７ガスによるプラズマを用いない第３のエッチング処理を、この順に実施する。本実施形態では、図３に示す処理ユニット４１０を用いて（ａ）ＩＦ７ガスによる第１のエッチング処理を行い、その後、処理ユニット５１０を用いて（ｂ）Ｏ２ガスによる第２のエッチング処理を行い、その後、処理ユニット４１０を用いて（ｃ）ＩＦ７ガスによる第３のエッチング処理を行う。（ａ）と（ｃ）の処理条件は、上述した処理条件Ｃ１と同じである。
【０１１１】
（ａ）ＩＦ７ガスによる第１のエッチング処理で、Ｓｉ基板９表面のＳｉコアパターン４と裏面のＳｉ膜２を除去し、Ｓｉ基板９表面はサイドウォールのＳｉＯ２膜１０と下地のＳｉ３Ｎ４膜５のみになる。次に、（ｂ）Ｏ２ガスによるプラズマ処理（第２のエッチング処理）で裏面のＣＨＭ膜３を除去する。このＯ２プラズマ処理は、下地のＳｉ３Ｎ４膜５表面を酸化する程の酸化力が無い条件で行われる。この酸化力が無い条件は、例えば低圧かつＯ２ガス流量を低くすることにより実現できる。よって、Ｓｉ基板９表面上で、反応が起こらないでＳｉ基板９裏面のＣＨＭ膜３が除去される。そして(ｃ）ＩＦ７ガスによる第３のエッチング処理では、Ｓｉ基板９裏面のＣＨＭ膜３の下にあったＳｉ膜４が除去される。上述のように、ＩＦ７ガスは、高選択的にＳｉＯ２膜１０やＳｉ３Ｎ４膜５のエッチングを抑制しつつ、Ｓｉ基板９裏面のＳｉ膜４を除去することができる。一方、（ｂ）Ｏ２ガスによるプラズマ処理では、Ｓｉ基板９表面のサイドウォールのＳｉＯ２膜１０の硬化(ハーデニング)が行われる場合がある。このような場合、Ｓｉ基板９表面のサイドウォールのＳｉＯ２膜１０に対して、Ｏ２プラズマ処理による改質が行われ、ドライエッチング耐性が向上する。
【０１１２】
このようにすると、図１５に示すように、基板表側におけるＳｉコアパターン４の除去と並行して、基板裏側において、Ｓｉ膜２とＣＨＭ膜３とＳｉ膜４との積層膜を除去することができる。少なくとも、基板表側のＳｉコアパターン４の形成時に基板裏側に堆積したＳｉ膜４を、除去することができる。詳しくは、処理（ａ）により、基板裏側のＳｉ膜２（裏側反射防止膜）を除去し、処理（ｂ）により、基板裏側のＣＨＭ膜３（裏側ハードマスク膜）を除去し、処理（ｃ）により、基板表側のＳｉコアパターン４と同一材質の膜（裏側コア材質膜）を除去することができる。こうして、Ｓｉコアパターン４の除去工程において、裏側反射防止膜と裏側ハードマスク膜とコア材質膜とが除去される。
【０１１３】
なお、前述したように、特にアモルファスカーボン膜であるＣＨＭ膜３は、本基板処理工程の後の後工程で行われる高温アニールプロセス、酸化プロセス、Ｏ２アッシャープロセスに弱いので、後工程において基板裏側の膜剥がれに起因するパーティクルを抑制するため、除去する必要がある。Ｓｉ膜２やＳｉ膜４は、導電膜であるため、パーティクルになると問題になる場合があるので、除去する必要がある。また、基板裏側は、Ｓｉが露出した状態では、汚染物質がＳｉ基板中へ混入するなどの問題を生じるので、絶縁膜で覆うことが好ましい。そこで、基板裏側の膜５〜８を残した状態にしている。
【０１１４】
次に、図７のステップＳ７に示すように、サイドウォールであるＳｉＯ２膜１０をマスクにして、下層のＳｉ３Ｎ４膜５を加工する。詳しくは、図１６に示すように、例えばＣｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により、Ｓｉ３Ｎ４膜５を加工し、Ｓｉ３Ｎ４膜５のパターンをサイドウォールと同じ線幅で形成する。
【０１１５】
次に、図７のステップＳ８に示すように、パターニングされたＳｉ３Ｎ４膜５をマスクにして、下地のＳｉＯ２膜６を加工する。詳しくは、図１７に示すように、例えばＣＦ４ガスとＨ２ガスの混合ガスを用いた公知のドライエッチング処理により、ＳｉＯ２膜６を加工し、ＳｉＯ２膜６のパターンをＳｉ３Ｎ４膜５と同じ線幅で形成する。
【０１１６】
次に、図７のステップＳ９に示すように、パターニングされたＳｉＯ２膜６をマスクにして、下層のＳｉ３Ｎ４膜７を加工する。詳しくは、図１８に示すように、例えばＣｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により、Ｓｉ３Ｎ４膜７を加工し、Ｓｉ３Ｎ４膜７のパターンをＳｉＯ２膜６と同じ線幅で形成する。
【０１１７】
次に、図７のステップＳ１０に示すように、パターニングされたＳｉＯ２膜６をマスクにして、下層のＳｉＯ２膜８とＳｉ基板９を加工する。詳しくは、図１９に示すように、Ｃｌ２ガス、又はＣｌ２ガスとＣＦＨ３ガスとの混合ガスを用いた公知のドライエッチング処理により、ＳｉＯ２膜８とＳｉ基板９を加工し、ＳｉＯ２膜８とＳｉ基板９のパターンをＳｉＯ２膜６と同じ線幅で形成する。その結果、リソグラフィ解像限界寸法未満の線幅を持つＳｉのラインパターン又はスペースパターンが形成される。
【０１１８】
本例では、図１９に示すように、溝２１が形成されたＳｉ基板９のパターン上に、パターニングされたＳｉＯ２膜６とＳｉ３Ｎ４膜７とＳｉＯ２膜８とが残っている。ＳｉＯ２膜６は、Ｓｉとのエッチング選択比を最も確保できるので、Ｓｉ基板９の溝２１の加工時にマスクとして表面に残るようにしている。Ｓｉ３Ｎ４膜７は、前述したように、本実施形態の基板処理後の後工程において、Ｓｉ基板９の溝２１を酸化膜系の膜で埋め込んだ後、表面を平坦化するＣＭＰ工程でのストッパー膜となる。ＳｉＯ２膜８は、前述したように、Ｓｉ３Ｎ４膜７を熱リン酸で除去する際のＳｉ基板９の表面保護を目的とするものである。
【０１１９】
（３）本実施形態の基板処理装置における基板処理方法  次に、本実施形態の基板処理装置２０における基板処理工程の一例について以下に説明する。この基板処理工程では、上述したコアパターン除去工程Ｓ６を行うものであり、コアパターン除去工程Ｓ６が、第１の処理ユニット４１０と第２の処理ユニット５１０を用いて実施される。この基板処理工程は、例えば基板上に半導体装置を製造する半導体製造工程の一工程として実施される。この基板処理工程においては、基板処理装置２０の各構成部の動作は、コントローラ６００によって制御される。以下に説明するＳ２１からＳ８０までを、本実施形態の基板処理装置２０における基板処理工程と呼ぶ。
【０１２０】
（初期冷却剤流量制御工程  Ｓ２１）  第１の処理ユニット４１０において、冷却剤流量制御部４８６は、冷却剤供給ユニット４９１を制御し、予め設定された流量と温度に調整された冷却剤を、外部サセプタ冷却剤流路４８９ａ、サセプタ冷却剤流路４６４、外部サセプタ冷却剤流路４８９ｂにおいて、矢印４８９ｃの方向に循環させる。
【０１２１】
（初期ヒータ温度調整工程  Ｓ２２）  第１の処理ユニット４１０において、ヒータ温度制御部４８５は、予め設定された初期電力をヒータ４６３に供給し、サセプタテーブル４１１が所望の温度となるようヒータ４６３を発熱させる。第２の処理ユニット５１０においても、第２の処理ユニット５１０のヒータ温度制御部は、第１の処理ユニット４１０のヒータ温度制御部４８５と同様の制御を行う。
【０１２２】
（サセプタ温度検出工程  Ｓ２３）  初期冷却剤流量制御工程Ｓ２１及び初期ヒータ温度調整工程Ｓ２２の後、第１の処理ユニット４１０の温度検出部４８８は、サセプタ４５９の温度を検出する。第２の処理ユニット５１０においても、第２の処理ユニット５１０の温度検出部は、サセプタ５５９の温度を検出する。検出されたサセプタ温度の情報は、コントローラ６００に入力される。
【０１２３】
（サセプタ温度判定工程  Ｓ２４）  コントローラ６００は、検出された温度データ（サセプタ４５９とサセプタ５５９の温度）が予め定められた温度範囲であると判定した場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、次の基板載置工程Ｓ３１に移行する。
【０１２４】
検出された温度データが、予め定められた温度範囲と異なる情報である場合、即ち「Ｎｏ」である場合、予め定められた温度になるまで、初期冷却剤流量制御工程Ｓ２１及び初期ヒータ温度調整工程Ｓ２２と、その後のサセプタ温度検出工程Ｓ２３を繰り返す。
【０１２５】
Ｓ２１からＳ２４は、ウエハを処理する前の準備段階であり、ここではＳ２１からＳ２４を初期工程と呼ぶ。
【０１２６】
（第１の処理工程）  次に、以下のＳ３１〜Ｓ４０で構成され、第１のエッチング処理工程Ｓ３２を含む第１の処理工程を実施する。
【０１２７】
（ウエハ載置工程  Ｓ３１）  サセプタ温度が予め定められた温度範囲となった後、真空搬送ロボット３２０が、処理室４４５へウエハ６０を搬送する。具体的には、ウエハ６０を搭載した真空搬送ロボット３２０のフィンガー３２１が、処理室４４５に進入し、フィンガー３２１が、上昇されたリフターピン４１３にウエハ６０を載置する。ウエハ６０が載置されたリフターピン４１３が下降することにより、サセプタテーブル４１１上にウエハ６０が載置される。このウエハ６０には、前述したステップＳ１〜Ｓ５が施されている。ウエハ６０の表側には、図１３に示すように、コアパターンとサイドウォールが形成されている。ウエハ６０の裏側には、図９に示すように、ＳｉＯ２膜８、Ｓｉ３Ｎ４膜７、ＳｉＯ２膜６、Ｓｉ３Ｎ４膜５、アモルファスＳｉ膜４、ＣＨＭ膜３、Ｓｉ膜２が成膜されている。また、後述する第２実施形態においても、このウエハ６０の表側には、図２６に示すように、多層ハードマスク２５の上にシリコンハードマスク４が形成されている。ウエハ６０の裏側には、多層ハードマスク２５の上にシリコンハードマスク４が形成され、シリコンハードマスク４の上にカーボン膜３が形成され、カーボン膜３の上にシリコン反射防止膜２が形成されている。
【０１２８】
（第１のエッチング処理工程  Ｓ３２）  ステップＳ１〜Ｓ５が施されたウエハ６０がサセプタテーブル４１１上に載置されると、ウエハ６０は、温度制御部によって後述する所定の温度範囲に加熱され、維持される。ここで、所定の温度範囲とは、エッチングガスが外部からの強力なエネルギー（例えば高周波電力）を得ずとも、高い選択性を維持できる温度範囲を言う。例えば、七フッ化ヨウ素の場合は、３０℃以上であって５０℃以下、好ましくは３０℃以上であって４０℃以下である。このとき、温度の下限は、例えば、温度の制御性やガスが液化しない温度を考慮して決定する。
【０１２９】
なお、「高い選択性」とは、例えばシリコンを主成分とした第１の膜（例えばシリコン膜）のエッチングレートを、第１の膜よりもシリコン含有率が少ない膜（例えばシリコン酸化膜やシリコン酸窒化膜やシリコン窒化膜）である第２の膜よりも高くすることを言う。より良くは、第２の膜をエッチングせずに、第１の膜をエッチングすることを言う。このようにすることで、サイドウォールのエッチングを抑制しつつ、コアパターン４のエッチングが可能となる。
【０１３０】
次に、第２のガス供給ユニット４８３を制御して、希釈ガスとしての窒素ガスを処理室４４５内に供給する。それと併行して、第１のガス供給ユニット４８２を制御して、ガス導入口４３３から処理室４４５内にエッチングガス（ＩＦ７ガス）を供給する。供給されたエッチングガスは、シャワープレート４８４の板部４８４ａにぶつかり、孔部４８４ｂを介して、拡散された状態でウエハ６０に供給される。拡散することで、均一にウエハ６０上にガスが供給されるため、ウエハ面内を均一にエッチングすることが可能となる。
【０１３１】
このとき、第１のガス供給ユニット４８２において、第１ガス源４８２ｂからのＩＦ７ガスの流量は、０．５ｓｌｍ〜４ｓｌｍのうち、所定のガス流量、好ましくは１ｓｌｍに設定される。不活性ガス源４８２ｆからのＮ２ガス（キャリアガス）の流量は、０ｓｌｍ〜１ｓｌｍのうち、所定のガス流量に設定される。第２のガス供給ユニット４８３からのＮ２ガス（希釈ガス）の流量は、０．１ｓｌｍ〜３ｓｌｍのうち、所定のガス流量、好ましくは０．５ｓｌｍに設定される。処理室４４５内の圧力は、例えば１００Ｐａ〜１０００Ｐａのうち、所定の圧力、好ましくは２００Ｐａ〜５００Ｐａに設定される。
【０１３２】
ところで、上記エッチングガスは、シリコン膜と接触し反応すると発熱する性質を有する。発生した反応熱は、熱伝導により金属膜や基板に伝導し、その結果金属膜の特性劣化や基板の反りが発生することが考えられる。更には、ウエハ６０の温度が所定の温度範囲から外れ、エッチングガスが高い選択性を失うことが考えられる。
【０１３３】
エッチングガスの濃度とエッチングレートは比例関係にあり、更にはエッチングレートと反応熱量は比例関係にあるため、エッチングガスの濃度を高くしてエッチングレートを上昇させる場合、上記の現象がより顕著となる。
【０１３４】
そこで、エッチングガスと共に希釈ガスを処理室４４５に供給することで、エッチングガスの濃度を薄め、反応熱による過度な温度上昇を抑制する。希釈ガスの供給量は、例えばエッチングガスの供給量よりも多くするのが好ましい。
【０１３５】
なお、ここでは希釈ガスとエッチングガスの供給をほぼ同時に開始したが、それに限られるものではなく、より良くは、希釈ガスを供給した後にエッチングガスを供給するのが良い。この場合、エッチングガスとしては例えばハロゲンのような、希釈ガスよりも重い物質を含み、更には外部からの強力なエネルギーを得ずにエッチング可能なガスが好ましい。仮にハロゲンを含むガスと希釈ガスとを同時に供給した場合、希釈ガスよりも先に、ハロゲンを含むガスが基板上に到達する。即ち、濃度の高いエッチングガスが希釈ガスよりも先に基板上に到達してしまう。この場合、急激にエッチングされるため、急激に温度が上昇し、高いエッチング選択性を失うことが考えられる。それを防ぐために、希釈ガスを供給した後にエッチングガスを供給するのが望ましい。
【０１３６】
より良くは、希釈ガス雰囲気で処理室が満たされた状態で、処理室の圧力が安定してからエッチングガスを供給する。これは、希釈ガス量がエッチングガス量に対して十分に多い場合であって、例えばエッチングの深さを制御するプロセス等に有効である。圧力が安定した状態でエッチングを行うので、エッチングレートを安定させることができる。その結果、エッチングの深さを制御し易くなる。
【０１３７】
更に本実施形態においては、エッチングガスがウエハと接触する間、ウエハ６０を所望の温度範囲に維持することで、高いエッチングレートの維持、基板を構成する膜の特性劣化の防止、基板の反りの防止、高いエッチング選択性の維持のいずれか、もしくはそれらのいずれかの組み合わせを同時に達成する。
【０１３８】
（ウエハ温度検出工程  Ｓ３３）  前述のように、エッチングガスがウエハ６０と接触する間、反応熱によってウエハ６０が加熱される。ここでは、反応熱によって加熱されたウエハ６０の温度を温度検出部４８８が検出する。
【０１３９】
（ウエハ温度判定工程  Ｓ３４）  ウエハ温度検出工程Ｓ３３で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、温度データが所定の温度の範囲か否かを判定する。所定の温度範囲である場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ３７のヒータ・冷却剤制御維持工程に移行する。検出された温度データが所望の温度の範囲ではない場合、即ち「Ｎｏ」の場合、ウエハ温度が所望の温度となるよう温度制御部を調整する工程（Ｓ３５、Ｓ３６）へ移行する。
【０１４０】
（ヒータ温度調整工程  Ｓ３５）  ウエハ温度判定工程Ｓ３４にて、ウエハ温度が所定の温度範囲ではないと判定されたら、ヒータ温度制御部４８５は、ヒータ４６３への電力供給量を制御する。本実施形態の場合、反応熱によりウエハ６０の温度が所定の温度範囲の上限値よりも高い温度に上昇するため、所定の温度に維持するためにヒータ４６３の温度を下降させる。
【０１４１】
（冷却剤流量調整工程  Ｓ３６）  ウエハ温度が所定の温度範囲ではないと判定されたら、冷却剤流量制御部４８６は、冷却剤の流量や温度を制御する。本実施形態の場合、反応熱によりウエハ６０の温度が所定の温度範囲の上限値よりも高い温度に上昇するため、所定の温度に維持するために、冷却剤の流量を増加又は冷却剤の温度を低下させる。このようにすることで、ウエハ６０の冷却効率を高める。
【０１４２】
ヒータ温度調整工程S３５や冷却剤流量調整工程Ｓ３６のようにヒータ４６３と冷却剤流量を制御することで、ウエハ６０が所定の温度範囲となるよう調整する。調整後、ウエハ温度検出工程Ｓ３３に移行する。こうして、ウエハ６０が所定の温度範囲になるまで、Ｓ３３〜Ｓ３６を繰り返す。
【０１４３】
なお、本実施形態では、ヒータ温度調整工程Ｓ３５の後に冷却剤流量調整工程Ｓ３６を実施しているが、それに限られるものではない。例えば、ウエハ温度判定工程Ｓ３４の後に、冷却剤流量調整工程Ｓ３６を行い、その後ヒータ温度調整工程Ｓ３５を実施しても良い。もしくは、ウエハ温度判定工程Ｓ３４の後に、冷却剤流量調整工程Ｓ３６とヒータ温度調整工程Ｓ３５を並行して実施しても良い。
【０１４４】
また、本実施形態においては、ウエハ６０の温度を下降させるために、ヒータ４６３の温度を下降させ、冷却剤の流量を増加させるように制御したが、それに限られるものではなく、ヒータ４６３の制御と冷却剤流量の制御の協働により、結果的にウエハ６０の温度が低下し所定の温度範囲になるよう制御すれば良い。
【０１４５】
また、ウエハ６０の温度が、所定の温度範囲の下限値よりも低くなってしまった場合、ヒータ４６３の制御と冷却剤流量の制御の協働により、結果的にウエハ６０の温度が上昇するよう制御すれば良い。
【０１４６】
（ヒータ・冷却剤制御維持工程  Ｓ３７）  ウエハ温度判定工程Ｓ３４にて、ウエハ温度が所定の温度範囲と判定されたら、それを維持するために、ヒータの制御と冷却剤流量の制御を維持し、ウエハ６０の温度を維持する。
【０１４７】
（処理時間判定工程  Ｓ３８）  Ｓ３２のエッチング処理時間が所定の時間経過したか否か、つまり、ウエハ６０に対する第１のエッチング処理が終了したか否かを判定する。所定の時間を経過していると判定された場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ３９に移行する。所定の時間を経過していないと判定された場合、即ち「Ｎｏ」の場合、Ｓ３２へ戻りエッチング処理を引き続き行う。
【０１４８】
第１のエッチング処理が終了した段階において、ウエハ６０の表側においては、コアパターンのＳｉ膜４の全部が除去され、ウエハ６０の裏側においては、Ｓｉ膜２が第１のエッチング処理により除去される。なお、第１のエッチング処理においてコアパターンのＳｉ膜４の少なくとも一部を除去し、後述する第２のエッチング処理においてコアパターンのＳｉ膜４の残りを除去するようにすることも可能である。また、後述する第２実施形態においても、ウエハ６０の表側においては、シリコンハードマスク４の全部が除去され、ウエハ６０の裏側においては、シリコン反射防止膜２が第１のエッチング処理により除去される。なお、第１のエッチング処理においてシリコンハードマスク４の少なくとも一部を除去し、後述する第３のエッチング処理においてシリコンハードマスク４の残りを除去するようにすることも可能である。
【０１４９】
（ガス供給停止工程  Ｓ３９）  処理時間判定工程Ｓ３８で所定の時間経過したと判定されたら、第１のガス供給ユニット４８２を制御して、エッチングガスの供給を停止する。エッチングガスの供給を停止した後、エッチングガスが処理室４４５内に残らないよう、第１のガス供給ユニット４８２のパージガス供給系を制御してガス供給管４８２ａの残ガスを排出すると共に、第２のガス供給ユニット４８３を制御して不活性ガスを処理室４４５内に供給し、処理室４４５内の雰囲気を排出する。こうして、処理室４４５内の雰囲気を不活性ガスに置換する。
【０１５０】
（ウエハ搬出工程  Ｓ４０）  処理室４４５内の雰囲気を不活性ガスに置換した後、ウエハ６０を載置したのと逆の手順で、真空搬送ロボット３２０が、ウエハ６０を、処理室４４５からトランスファーモジュール３１０へ搬出する。
【０１５１】
（第２の処理工程）  次に、以下のＳ５１〜Ｓ５９で構成され、第２のエッチング処理工程Ｓ５２を含む第２の処理工程を実施する。
【０１５２】
（ウエハ載置工程  Ｓ５１）  ウエハ搬出工程Ｓ４０に続いて、真空搬送ロボット３２０は、第２の処理ユニット５１０の処理室５４５へウエハ６０を搬送する。具体的には、ウエハ６０を搭載したフィンガー３２１が、処理室５４５に進入し、フィンガー３２１が、上昇されたリフターピン５１３にウエハ６０を載置する。ウエハ６０が載置されたリフターピン５１３が下降することにより、サセプタテーブル５１１上にウエハ６０が載置される。
【０１５３】
（第２のエッチング処理工程  Ｓ５２）  ウエハ６０がサセプタテーブル５１１上に載置されると、ウエハ６０は、温度制御部によって所定の温度範囲に加熱され、維持される。ここで、所定の温度範囲とは、０℃以上であって２００℃以下である。
【０１５４】
次に、第３のガス供給ユニット５８２を制御して、ガス導入口５３３から処理室５４５内に、処理ガスであるＯ２ガスを供給する。供給されたＯ２ガスは、バッフル板５８４を介して、拡散された状態でプラズマ生成室５３０に導入される。そして、プラズマ生成室５３０で活性化されたＯ２ガスは、サセプタテーブル５１１上のウエハ６０に供給される。第３のガス供給ユニット５８２からのＯ２ガス流量は、例えば０．２５ｓｌｍに設定される。処理室５４５内の圧力は、例えば２００Ｐａに設定される。
【０１５５】
（ウエハ温度検出工程  Ｓ５３）  ウエハ６０の温度を、サセプタ５９９内に配置した温度検出部が検出する。
【０１５６】
（ウエハ温度判定工程  Ｓ５４）  ウエハ温度検出工程Ｓ５３で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、温度データが所定の温度の範囲か否かを判定する。所定の温度範囲である場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ５６のヒータ制御維持工程に移行する。検出された温度データが所望の温度の範囲ではない場合、即ち「Ｎｏ」の場合、ウエハ温度が所望の温度となるよう、ヒータ温度調整工程Ｓ５５へ移行する。
【０１５７】
（ヒータ温度調整工程  Ｓ５５）  ヒータ温度調整工程Ｓ５５において、コントローラ６００は、ウエハ６０が所定の温度範囲となるよう、ヒータ５６３への電力供給量を制御する。こうして、ウエハ６０が所定の温度範囲になるまで、Ｓ５３〜Ｓ５５を繰り返す。
【０１５８】
（ヒータ制御維持工程  Ｓ５６）  ウエハ温度判定工程Ｓ５４にて、ウエハ温度が所定の温度範囲と判定されたら、それを維持するために、ヒータ５６３への温度制御を維持し、ウエハ６０の温度を維持する。
【０１５９】
（処理時間判定工程  Ｓ５７）  Ｓ５２のエッチング処理時間が所定の時間経過したか否か、つまり、ウエハ６０のエッチング処理が終了したか否かを判定する。所定の時間を経過していると判定された場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ５８に移行する。所定の時間を経過していないと判定された場合、即ち「Ｎｏ」の場合、Ｓ５２へ戻りエッチング処理を引き続き行う。Ｓ５２のエッチング処理が終了した段階において、ウエハ６０の裏側においては、ＣＨＭ膜３がエッチング処理により除去されている。一方、Ｓ５２で供給されたＯ２ガスは、ウエハ６０の表側の下地のＳｉ３Ｎ４膜５表面を酸化しない処理条件で供給されており、Ｓｉ３Ｎ４膜５表面での反応は生じない。但し、サイドウォールとしてのＳｉ膜１０については、この活性化されたＯ２ガスにより硬化(ハーデニング)される場合もある。また、後述する第２実施形態においても、Ｓ５２のエッチング処理が終了した段階において、ウエハ６０の裏側においては、カーボン膜３がエッチング処理により除去されている。一方、Ｓ５２で供給されたＯ２ガスは、ウエハ６０の表側の下地の多層ハードマスク５表面を酸化しない処理条件で供給されており、多層ハードマスク５表面での反応は生じない。
【０１６０】
（ガス供給停止工程  Ｓ５８）  処理時間判定工程Ｓ５７で所定の時間経過したと判定されたら、第３のガス供給ユニット５８２を制御して、処理ガスの供給を停止するとともに、高周波電源５２５から共振コイル５２１への電力供給を停止する。処理ガスの供給を停止した後、処理ガスが処理室５４５内に残らないよう、第３のガス供給ユニット５８２を制御して、不活性ガス源５８２ｆから不活性ガスを処理室５４５内に供給し、処理室５４５内の雰囲気を排出する。こうして、処理室５４５内の雰囲気を不活性ガスに置換する。
【０１６１】
（ウエハ搬出工程  Ｓ５９）  処理室５４５内の雰囲気を不活性ガスに置換した後、ウエハ６０を載置したのと逆の手順で、真空搬送ロボット３２０が、ウエハ６０を、処理室５４５からトランスファーモジュール３１０へ搬出する。
【０１６２】
（第３の処理工程）  次に、以下のＳ７１〜Ｓ８０で構成され、第３のエッチング処理工程Ｓ７２を含む第３の処理工程を実施する。
【０１６３】
（ウエハ載置工程  Ｓ７１）  ウエハ搬出工程Ｓ５９に続いて、真空搬送ロボット３２０は、処理室４４５へウエハ６０を搬送する。そして、第１の処理工程と同様にして、サセプタテーブル４１１上にウエハ６０が載置される。
【０１６４】
（第３のエッチング処理工程  Ｓ７２）  ウエハ６０がサセプタテーブル４１１上に載置されると、ウエハ６０は、温度制御部によって所定の温度範囲に加熱され、維持される。ここで、所定の温度範囲とは、前述した第１のエッチング処理時の温度範囲と同様である。
【０１６５】
次に、第２のガス供給ユニット４８３を制御して、希釈ガスとしての窒素ガスを処理室４４５内に供給する。それと併行して、第１のガス供給ユニット４８２を制御して、ガス導入口４３３から処理室４４５内に、エッチングガスであるＩＦ７ガスを供給する。供給されたエッチングガスは、シャワープレート４８４を介して、拡散された状態でウエハ６０に供給される。
【０１６６】
第１のガス供給ユニット４８２における第１ガス源４８２ｂからのＩＦ７ガスの流量、不活性ガス源４８２ｆからのＮ２ガス（キャリアガス）の流量、第２のガス供給ユニット４８３からのＮ２ガス（希釈ガス）の流量、処理室４４５内の圧力は、前述した第１のエッチング処理工程Ｓ３２と同様に設定される。
【０１６７】
（ウエハ温度検出工程  Ｓ７３）  ウエハ６０の温度を温度検出部４８８が検出する。
【０１６８】
（ウエハ温度判定工程  Ｓ７４）  ウエハ温度検出工程Ｓ３３で検出された温度データは、コントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、温度データが所定の温度の範囲か否かを判定する。所定の温度範囲である場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ７７のヒータ・冷却剤制御維持工程に移行する。検出された温度データが所望の温度の範囲ではない場合、即ち「Ｎｏ」の場合、ウエハ温度が所望の温度となるよう温度制御部を調整する工程（Ｓ７５、Ｓ７６）へ移行する。
【０１６９】
（ヒータ温度調整工程  Ｓ７５）  ウエハ温度判定工程Ｓ７４にて、ウエハ温度が所定の温度範囲ではないと判定されたら、ヒータ温度制御部４８５は、前述した第１の処理時と同様に、ヒータ４６３への電力供給量を制御する。
【０１７０】
（冷却剤流量調整工程  Ｓ７６）  ウエハ温度が所定の温度範囲ではないと判定されたら、冷却剤流量制御部４８６は、前述した第１の処理時と同様に、冷却剤の流量や温度を制御する。
【０１７１】
ヒータ温度調整工程Ｓ７５や冷却剤流量調整工程Ｓ７６のようにヒータ４６３と冷却剤流量を制御することで、ウエハ６０が所定の温度範囲となるよう調整する。調整後、ウエハ温度検出工程Ｓ７３に移行する。こうして、ウエハ６０が所定の温度範囲になるまで、Ｓ７３〜Ｓ７６を繰り返す。
【０１７２】
（ヒータ・冷却剤制御維持工程  Ｓ７７）  ウエハ温度判定工程Ｓ７４にて、ウエハ温度が所定の温度範囲と判定されたら、それを維持するために、ヒータの制御と冷却剤流量の制御を維持し、ウエハ６０の温度を維持する。
【０１７３】
（処理時間判定工程  Ｓ７８）  Ｓ７２の第３のエッチング処理時間が所定の時間経過したか否かを判定する。所定の時間を経過していると判定された場合、即ち「Ｙｅｓ」の場合、Ｓ７９に移行する。所定の時間を経過していないと判定された場合、即ち「Ｎｏ」の場合、Ｓ７２へ戻りエッチング処理を引き続き行う。  第３のエッチング処理が終了した段階において、ウエハ６０の表側においては、コアパターンのＳｉ膜４が除去されており、ウエハ６０の裏側においては、アモルファスＳｉ膜４が第３のエッチング処理により除去されている。
【０１７４】
（ガス供給停止工程  Ｓ７９）  処理時間判定工程Ｓ７８で所定の時間経過したと判定されたら、ウエハ６０のエッチング処理が終了したと判定し、第１のガス供給ユニット４８２を制御して、エッチングガスの供給を停止する。エッチングガスの供給を停止した後、エッチングガスが処理室４４５内に残らないよう、第１のガス供給ユニット４８２のパージガス供給系を制御してガス供給管４８２ａの残ガスを排出すると共に、第２のガス供給ユニット４８３を制御して不活性ガスを処理室４４５内に供給し、処理室４４５内の雰囲気を排出する。こうして、処理室４４５内の雰囲気を不活性ガスに置換する。
【０１７５】
（ウエハ搬出工程  Ｓ８０）  処理室４４５内の雰囲気を不活性ガスに置換した後、ウエハ６０を載置したのと逆の手順で、真空搬送ロボット３２０が、処理室４４５内のウエハ６０を、トランスファーモジュール３１０内へ搬出する。続いて、真空搬送ロボット３２０が、トランスファーモジュール３１０内のウエハ６０を、ロードロックチャンバ部２００のバッファユニット２１０へ搬送し、次に、大気搬送ロボット１３０が、バッファユニット２１０内のウエハ６０を、ロードポート１２０上のＦＯＵＰ１１０へ搬送する。
【０１７６】
（本実施形態の効果）  以上説明した実施形態により得られる効果は、以下（１）〜（４）に記載した効果のうち少なくとも一つ以上の効果である。  （１）コアパターン除去工程において、Ｓｉコアパターンを、Ｓｉコアパターン以外の膜であるシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）とシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）に対して、高選択比でエッチングすることができる。具体的には、サイドウォール膜であるＳｉＯ２膜１０と下地のＳｉ３Ｎ４膜５とに対して、高選択的にＳｉのコアパターン４をエッチングすることができる。  （２）コアパターン除去工程において、プラズマを用いない第１のエッチング処理、プラズマを用いた第２のエッチング処理、プラズマを用いない第３のエッチング処理の順に処理を行うことにより、基板裏側に成膜されたＳｉコアパターン膜やＣＨＭ膜やＳｉ反射防止膜を除去することができる。これにより、基板裏側に成膜されたＳｉコアパターン膜やＣＨＭ膜やＳｉ反射防止膜に起因するパーティクルの発生を抑制できる。  （３）第１及び第３エッチング処理の基板温度を、３０〜５０℃にしたので、高選択的にＳｉのコアパターン４をエッチングできる。また、好ましくは４０〜５０℃にしたので、さらに高選択的にＳｉのコアパターン４をエッチングできる。  （４）プラズマを用いた第２のエッチング処理では、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）に対して、酸化しない処理条件としたため、基板裏面のＣＨＭ膜３のみを除去することができる。好ましくはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）に対して、硬化(ハーデニング)する条件が好ましい。この場合、サイドウォール膜であるＳｉＯ２膜１０がプラズマにより改質されることにより、ドライエッチング耐性が向上する。
【０１７７】
（第２実施形態）  次に、本実施形態（第２実施形態）に係る基板処理方法が実施される基板処理工程の例について、図２３〜図２９を用いて以下に説明する。この基板処理工程は、微細パターンの形成工程や、半導体装置の製造方法の一工程として行われる。図２３〜図２７は、本発明の第２実施例における微細パターン形成処理を説明するための図であり、例えば、液浸ＡｒＦリソグラフィとドライエッチングとを用いて、微細パターンを作製する工程を示す図である。そして、図２７の工程（シリコンハードマスク除去工程）は、本発明の特徴部分であり、シリコンに対して高い選択性、つまり高いエッチングレートを持つガスエッチングを実施する工程の一例を示している。なお、本実施形態の基板処理装置２０においては、少なくとも、図２７の工程が実施される。本実施形態に係る基板処理方法は、第１実施例と同様である。よって、第２実施例に関して、図９Ａ〜図９Ｃを用いて説明するのは省略する。
【０１７８】
図２３は、基板表側において、シリコンハードマスク４の上にカーボン膜３を形成し、カーボン膜３の上にシリコン反射防止膜２を形成し、シリコン反射防止膜２の上にレジスト１を塗布して、液浸ＡｒＦリソグラフィとドライエッチングとを用いて、レジスト１をパターニングした後にスリミング処理をした図である。詳しくは、図２３に示すように、シリコン基板の表側に、被パターニング層２６、多層ハードマスク２５、エッチング対象膜としてのシリコンハードマスク４、カーボン膜３、シリコン反射防止膜２を、この順に積層して成膜する。そして、この上にフォトレジストを塗布した後、リソグラフィ技術で露光し、その後、現像して、所定の線幅に加工したレジスト１のパターンを形成する。
【０１７９】
シリコン基板の表側にシリコンハードマスク４、カーボン膜３、シリコン反射防止膜２を積層するとき、シリコン基板の裏側にも、シリコンハードマスク４、カーボン膜３、シリコン反射防止膜２が、この順に積層される。シリコン基板の裏側を平坦なサセプタにより支持する場合においても、少なくともシリコン基板の裏側の周辺部には、上記の積層膜４〜２が形成される。この積層膜４〜２は、比較的剥がれ易い脆弱な膜であるので、本基板処理工程の後に行われる工程において、剥がれ落ちてパーティクルの原因となる恐れがあり、好ましくない。そこで、積層膜４〜２を除去することが必要である。
【０１８０】
シリコンハードマスク４は、膜厚が４０〜６０ｎｍ程度であり、例えば、温度４００〜５５０℃でＣＶＤ法により、多層ハードマスク２５の上に成膜される。  カーボン膜３は、例えば、ＣＶＤカーボン膜（ＣＶＤ法で成膜したカーボン含有膜）又はスピンオンカーボン膜で、膜厚が１００〜５００ｎｍ程度であり、例えば、温度２００〜５５０℃でＣＶＤ法により、シリコンハードマスク４の上に成膜される。  シリコン反射防止膜２は、膜厚が２〜１０ｎｍ程度であり、例えば、温度４００〜５５０℃でＣＶＤ法により、カーボン膜３の上に成膜される。シリコン反射防止膜２は、リソグラフィ技術による露光時に、反射防止膜として機能する。
【０１８１】
この例では、被パターニング膜２６を加工するために、例えば、シリコンのハードマスク４を用いる。そのため、シリコンハードマスク４を、カーボン膜３の下に形成している。シリコンハードマスク４の下には、複数層のハードマスクから成る多層ハードマスク２５が形成されている。多層ハードマスク２５としては、例えば、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＴｉＮ膜等が用いられる。シリコンハードマスク４やシリコン反射防止膜２のシリコン含有率は、カーボン膜３や多層ハードマスク２５のシリコン含有率よりも大きい。
【０１８２】
なお、シリコン反射防止膜２の膜厚を、シリコンハードマスク４の膜厚と同じにしてもよい（例えば４０ｎｍ程度）。このようにすると、レジスト１をパターニングするときに、オーバーエッチングを抑えることができる。また、カーボン膜３の膜厚を、多層ハードマスク２５の膜厚と同じにしてもよい（例えば５００ｎｍ程度）。このようにすると、シリコンハードマスク４をパターニングするときに、オーバーエッチングを抑えることができる。
【０１８３】
図２４は、パターニングされたレジスト１をマスクに用いて、シリコン反射防止膜２とカーボン膜３をドライエッチングした後の状態を示している。このとき、パターニングされたレジスト１をマスクにして、下地のシリコン反射防止膜２を、例えばＣｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工し、続いて、カーボン膜３を、例えばＯ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工する。その後、例えばＯ２ガスを用いた公知のアッシング処理によりレジスト１を除去する。
【０１８４】
なお、シリコン基板の表側のシリコン反射防止膜２のエッチングは、シリコン基板の表面に対して垂直方向に行われる異方性エッチングであるので、シリコン基板の裏側のシリコン反射防止膜２は除去されることはない。
【０１８５】
次に、図２５に示すように、ハードマスクであるシリコン膜４をパターニングする。詳しくは、カーボン膜３のパターンをマスクに用いて、その下地の膜であるシリコンハードマスク４を、例えばＣｌ２ガスやＣＦ２Ｃｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工する。その後、例えばＯ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理によりカーボン膜３を除去する。このとき、シリコン基板の裏側のシリコン反射防止膜２が除去されていないので、シリコン基板の裏側のカーボン膜３が除去されることはない。
【０１８６】
次に、図２６に示すように、シリコンハードマスク４のパターンをマスクに用いて、その下地の多層ハードマスク２５を、例えばＣｌ２ガスやＣＦ２Ｃｌ２ガスを用いた公知のドライエッチング処理により加工しパターニングする。
【０１８７】
次に、図２７に示すように、シリコンハードマスク４を、ドライエッチングにより除去する。このシリコンハードマスク４の除去工程では、多層ハードマスク２５を削ることなく、シリコン膜４のみを完全に除去することが要求される。その理由は、最終的な被パターニング層２６の加工において、多層ハードマスク２５の形状が影響するためである。この工程において、シリコン（つまり、シリコンハードマスク４）に対して高いエッチングレートを有するガスを用いたガスエッチングを行い、シリコン以外の膜（つまり、多層ハードマスク２５）をエッチングすることなく、シリコン膜（つまり、シリコンハードマスク４）のみを除去する。
【０１８８】
本実施例では、図３に示す処理ユニット４１０において、シリコンハードマスク４の除去処理のエッチングガスとしてＩＦ７ガスを用いる。尚、実施例１と異なる処理条件は、ＩＦ７ガスを供給する時間のみであり、その他の処理条件である、基板温度、処理室内圧力、ＩＦ７ガス流量、キャリアガスの流量はそれぞれ同じ条件であるため省略する。また、ＩＦ７ガスを供給する時間は、シリコンハードマスク４の除去を行える時間であればよく、仮に、エッチング時間を多くなってもＩＦ７ガス特有の選択性があるためオーバーエッチングの心配がないため、エッチング対象膜であるシリコンハードマスク４の膜厚に応じて適宜設定される。
【０１８９】
ＩＦ７ガスを使用する場合、５０℃以下で行なうことでシリコンのエッチングレートが向上し、下地である多層ハードマスク２５との高選択比を確保することが可能となる。また、４０℃以下の場合、更に高選択比を確保できる。また、圧力が１００Ｐａ〜１０００Ｐａの場合、高選択比を確保でき、２００〜５００Ｐａの場合、更に高選択比を確保できる。また、流量が０．５ｓｌｍ〜４ｓｌｍの場合、高選択比を確保でき、０．５ｓｌｍ〜１ｓｌｍの場合、更に高選択比を確保できる。
【０１９０】
こうして、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＴｉＮ膜等で構成される多層ハードマスク２５、つまり、シリコン膜よりもシリコン含有率の低い多層ハードマスク２５に対して、高選択的に、基板表側のシリコンハードマスク４をエッチングすることにより、図２７状態を得ることができる。つまり、多層ハードマスク２５のエッチングを抑制しつつ、基板表側のシリコンハードマスク４を高選択的にエッチングして除去する。そしてこのとき、５０℃以下の温度でエッチングを実施することにより、１００℃以下あるいは４００℃以下の低温で成膜したＳｉＯ２膜等で構成される多層ハードマスク２５が、温度により変化することを防ぐことができる。
【０１９１】
好ましくは、基板表側におけるシリコンハードマスク４の除去処理において、（ａ）ＩＦ７ガスによるプラズマを用いない第１のエッチング処理、（ｂ）例えばＯ２ガスによるプラズマを用いる第２のエッチング処理、（ｃ）ＩＦ７ガスによるプラズマを用いない第３のエッチング処理を、この順に実施例１と同様に実施する。
【０１９２】
本実施例でも、図３に示す処理ユニット４１０を用いて（ａ）ＩＦ７ガスによる第１のエッチング処理を行い、シリコン基板の表側のシリコンハードマスク４と裏側のシリコン反射防止膜２を除去する。次に、処理ユニット５１０を用いて（ｂ）Ｏ２ガスによる第２のエッチング処理を行い、シリコン基板の裏側のカーボン膜３を除去する。その後、処理ユニット４１０を用いて（ｃ）ＩＦ７ガスによる第３のエッチング処理を行い、シリコン基板の表側と裏側のシリコンハードマスク４を除去する。つまり、実施例１及び実施例２において、シリコン基板の裏側に堆積した膜は、シリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４で同じの為、（ａ）と（ｃ）の処理条件は、実施例１で詳述した処理条件Ｃ１と同じである。
【０１９３】
このようにすると、実施例１と同様に、基板表側におけるシリコンハードマスク４の除去と並行して、基板裏側において、シリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４との積層膜を除去することができる。少なくとも、基板表側のシリコンハードマスク４の形成時に基板裏側に堆積したシリコンハードマスク４を、除去することができる。詳しくは、基板表側におけるシリコンハードマスク４の除去と並行して、処理（ａ）により、基板裏側のシリコン反射防止膜２と同一材料の膜を除去し、処理（ｂ）により、基板裏側のカーボン膜３と同一材料の膜を除去し、処理（ｃ）により、基板裏側のシリコンハードマスク４と同一材料の膜を除去することができる。
【０１９４】
なお、シリコン基板の裏側に堆積した膜は、シリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４について、実施例１と同様に、カーボン膜３は、本基板処理工程の後の後工程で行われる高温アニールプロセス、酸化プロセス、Ｏ２アッシャープロセスに弱いので、後工程において基板裏側の膜剥がれに起因するパーティクルを抑制するため、除去する必要がある。シリコン反射防止膜２やシリコンハードマスク４は、導電膜であるため、パーティクルになると問題になる場合があるので、除去する必要がある。
【０１９５】
図２８は、本発明の第２実施例において基板裏側のシリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４とを除去する前の状態を示す図である。図２８の例では、基板裏側には、シリコン基板２８の上に、熱酸化等によるＳｉＯ２膜２７が形成されている。シリコン基板２８の上に多層ハードマスクが成膜される場合（図２３の例）もあるが、図２８の例は、多層ハードマスクでなくＳｉＯ２膜２７が成膜された場合である。
【０１９６】
図２９は、本発明の第２実施例において基板裏側のシリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４とを除去した後の状態を示す図である。このように、ウエハ表側のシリコンハードマスク４を除去すると同時に、ウエハ裏側においては、シリコン膜（シリコンハードマスク４）、カーボン膜、シリコン膜（シリコン反射防止膜２）の積層膜を除去することが可能である。
【０１９７】
以上説明した第２実施例により得られる効果は、以下（１）〜（４）に記載した効果のうち少なくとも一つ以上の効果である。  （１）シリコンハードマスク除去工程において、シリコンハードマスク４を、シリコンハードマスクよりもシリコン含有率の小さい多層ハードマスク２５に対して、高選択比でエッチングすることができる。  （２）シリコンハードマスク除去工程において、第１のエッチング処理、第２のエッチング処理、第３のエッチング処理の順に処理を行うことにより、基板裏側に成膜されたシリコンハードマスク膜４やカーボン膜３やシリコン反射防止膜２を除去することができる。  （３）第１及び第３エッチング処理の基板温度を、３０〜５０℃にしたので、高選択的にＳｉのエッチング対象膜であるシリコンハードマスク４をエッチングできる。また、好ましくは４０〜５０℃にしたので、さらに高選択的にシリコンハードマスク４をエッチングできる。  （４）プラズマを用いた第２のエッチング処理では、シリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）に対して、酸化しない処理条件としたため、基板裏面のカーボン膜３のみを除去することができる。好ましくはシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）に対して、硬化(ハーデニング)する条件が好ましい。
【０１９８】
また、前記実施形態では、プラズマ処理を行う第２の処理ユニットが、プラズマ生成室を含むように構成したが、それに限らず、処理室内にプラズマを持ち込まないリモートプラズマ方式によるエッチング処理や、プラズマを用いないエッチング処理、例えばＯ３ガス（オゾンガス）を用いるエッチング処理を行うように構成することもできる。
【０１９９】
また、プラズマを用いないエッチング処理は、第１の処理ユニットで行うことも可能であり、この場合、第２の処理ユニットは不要である。この場合、処理室内へＩＦ７ガスを導入して、ＩＦ７ガスによるエッチング処理を行い、その後、処理室内を不活性ガスで置換する。その後、処理室内へＯ３ガスを導入して、Ｏ３ガスによるエッチング処理を行い、その後、処理室内を不活性ガスで置換する。その後、ＩＦ７ガスによるエッチング処理を行う。また、第１実施形態においては、Ｏ３ガスによるサイドウォール膜であるＳｉＯ２膜の改質効果が期待できる場合がある。
【０２００】
（第３実施例）  本実施形態に係る基板処理方法の第３実施例について、図３０Ａ〜図３２Ｂを用いて説明する。図３０Ａは、本発明の第３実施例のエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル長方向の断面図であり、ゲートラストプロセスにおいて、ダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂを除去する直前の状態の一例を示している。ダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂを除去した後、メタルゲート電極が形成される。第３実施例のエッチング処理は、例えば、第１実施例及び第２実施例と同様にＩＦ７ガスを用い、図３に示す処理ユニット４１０において、第１実施例及び第２実施例と同様の処理条件Ｃ１で行われる。
【０２０１】
図３０Ｂは、本発明の第３実施例におけるエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。図３０Ｂの範囲Ａ、Ｂは、それぞれ、図３０Ａの範囲Ａ、Ｂに相当する。図３０ＢのＣ−Ｃ´断面図が、図３０Ａである。  図３０Ｃは、本発明の第３実施例におけるエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【０２０２】
図３０Ａにおいて、１１ａ，１１ｂは、ダミーポリシリコン電極である。ゲート電極のチャネル長方向（図中のＸ方向）において、ダミーポリシリコン電極１１ａの長さは約２０ｎｍ、ダミーポリシリコン電極１１ｂの長さは約１５０ｎｍである。１２はサイドウォールスペーサであり、ダミーポリシリコン電極１１ａ，１１ｂの側壁を支えるように形成されている。１３はエッチングストップ層、１４はＰＭＤ（Pre Metal Dielectric）、１５ａはゲート酸化膜、１６はＳｉ‐Ｆｉｎ、１７はＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)、１８はソース又はドレインエピタキシャル層、１９はシリコン基板である。
【０２０３】
このように、基板表側において、底部にゲート酸化膜１５ａが形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、シリコン膜であるダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂ（ポリシリコン膜）が充填され形成されている。この溝部は、段差部であり、凹部である。溝部は、チャネル長方向において複数設けられ、複数の溝部のチャネル長方向の長さは、互いに異なっている。
【０２０４】
ダミーポリシリコン電極１１ａ，１１ｂの下地酸化膜であるゲート酸化膜１５ａには、例えばＳｉＯ２膜、ＨｆＯ２膜、Ａｌ２Ｏ３膜等が用いられる。サイドウォールスペーサ１２には、例えば、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、ＳｉＣＮ膜、ＳｉＯＣＮ膜、ＳｉＯＣ膜等が用いられる。ダミーポリシリコン電極１１ａ，１１ｂのシリコン含有率は、ゲート酸化膜１５ａやサイドウォールスペーサ１２のシリコン含有率よりも大きい。
【０２０５】
図３０Ａの例では、ゲート長２０ｎｍ以下の細いダミーポリシリコンゲート電極１１ａと、ゲート長１５０ｎｍ以上の太いダミーポリシリコンゲート電極１１ｂが存在し、両者のポリシリコンを同時に除去する必要がある。一般的に、被エッチング膜の量に応じてエッチングレートが異なるので、幅の異なるパターンを同時にエッチングするには、幅の狭いパターンがオーバーエッチングされないように、下地膜や側壁の膜に対してポリシリコンのみを高選択にエッチングする高い選択性が要求される。
【０２０６】
更に、３Ｄ構造のＦｉｎ−ＦＥＴでは、Ｆｉｎの段差部分の底までのポリシリコンを十分にエッチングして除去する必要がある。つまり、ゲート酸化膜１５ａで覆われた複数の溝部に充填されたポリシリコン膜を十分に除去する必要がある。Ｆｉｎの段差部分の底までのエッチングを行っている間、Ｆｉｎ上部がオーバーエッチングされないように、つまり、Ｆｉｎ上部の下地酸化膜１５ａやサイドウォールスペーサ１２がエッチングされないように、下地酸化膜１５ａやサイドウォールスペーサ１２に対してポリシリコンのみを高選択にエッチングするエッチング選択性が非常に大切になる。
【０２０７】
図３１Ａは、本発明の第３実施例のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル長方向の断面図であり、図３０Ａにおいてダミーポリシリコン電極１１ａ，１１ｂを除去した状態を示している。このエッチング処理は、例えば、第１実施例と同様にＩＦ７ガスを用い、図３に示す処理ユニット４１０において、第１実施例及び第２実施例と同様の処理条件Ｃ１で行われる。
【０２０８】
図３１Ｂは、本発明の第３実施例のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図であり、図３０Ｂにおいてダミーポリシリコン電極１１ａを除去した状態を示している。  図３１Ｃは、本発明の第３実施例のエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【０２０９】
このように、シリコンのみに高いエッチングレートを有するガスエッチングを行うことにより、ポリシリコンのエッチング残りが抑制され、下地酸化膜１５ａ、側壁のサイドウォール膜１２の形状を保持した状態で、ダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂのみを除去することが可能となる。
【０２１０】
そして、ダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂを除去した後、複数の溝部には、公知の成膜処理により金属含有膜が充填され、メタルゲートが作成される。
【０２１１】
図３２Ａは、本発明の第３実施例において基板裏側のポリシリコン膜を除去する前の状態を示す図である。基板裏側の最外側のポリシリコン（Ｐｏｌｙ-Ｓｉ）膜１１ｃは、基板表側のダミーポリシリコンゲート電極１１ａ，１１ｂ形成時に、同時に形成されたポリシリコン膜である。その下の酸化膜１５ｂは、基板表側のゲート酸化膜１５ａ形成時に、同時に形成された酸化（ＳｉＯ２）膜である。このように、基板裏側において、基板表側のポリシリコン膜１１ａ，１１ｂと同一材料のポリシリコン膜１１ｃや、基板表側のゲート酸化膜１５ａと同一材料の酸化膜１５ｂが形成されている。以後、エッチング対象膜であるポリシリコン膜１１ａ，１１ｂ，１１ｃを、単にポリシリコン膜１１と称する場合がある。
【０２１２】
酸化膜１５ｂの下のＳｉＮ膜２９と、シリコン基板１９に接するＳｉＯ２膜１０は、ＣＭＯＳプロセス工程の初期の段階で行われる一般的なＳＴＩ形成プロセスにおいて、基板表側に形成された膜が、基板裏側にも形成されたものである。ＳｉＮ膜２９は、シリコン基板１９をドライエッチングしてＳＴＩを埋める溝を形成する際のハードマスクとなる膜で、かつ、埋め込み酸化膜（図１１Ａ中のＳＴＩ１７）をＣＭＰで平坦化する際にストッパーとなる膜である。シリコン基板１９に接するＳｉＯ２膜１０は、ＳｉＮ膜２９を形成する前に、シリコン基板１９を表面酸化したときに、基板裏側に形成された膜である。
【０２１３】
図３２Ｂは、本発明の第３実施例において基板裏側のポリシリコン膜を除去した後の状態を示す図である。このように、第３実施例においては、シリコンに対し高いエッチング選択性を有するガスでエッチングすることにより、基板表側のポリシリコン１１ａ，１１ｂを除去すると同時に、基板裏側においては、ポリシリコン膜１１ｃを除去することが可能である。
【０２１４】
例えば、縦型装置のように、基板裏側の一部をボートの支柱で支える場合、図３２Ａに示すように、基板表側にポリシリコン膜を形成するときに、成膜ガスが基板裏側に回り込み、基板裏側にもポリシリコン膜が形成される場合がある。また、枚葉装置の場合においても、基板載置台上に載置された基板の裏側周縁部に、成膜ガスが回り込み、基板裏側周縁部にポリシリコン膜が形成される場合がある。このような場合に、第３実施例によれば、基板の表側と裏側に形成されたポリシリコン膜を、高選択に除去することができる。
【０２１５】
以上説明した第３実施例により得られる効果は、以下（１）〜（３）に記載した効果のうち少なくとも一つ以上の効果である。  （１）Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのゲートラストプロセスにおいて、ダミーゲートとして形成されたポリシリコン膜１１を、ポリシリコン膜１１よりもシリコン含有率の小さい下地のゲート酸化膜１５ａやサイドウォールスペーサ１２に対して、高選択に除去することができる。  （２）さらに、基板の表側と裏側の両方に形成されたポリシリコン膜１１を、高選択に除去することができる。  （３）エッチング処理の基板温度を、３０〜５０℃にしたので、高選択的にＳｉのエッチング対象膜であるポリシリコン膜１１をエッチングできる。また、好ましくは４０〜５０℃にしたので、さらに高選択的にポリシリコン膜１１をエッチングできる。
【０２１６】
（第４実施例）  ３ＤトランジスタであるＦｉｎーＦＥＴにおいて、シリコンＦｉｎの中にイオン注入を用いて均一にドーピングすることは、垂直なシリコン面の領域があるので難しい。そのため、代替技術として固相拡散を用いた技術が検討されている。第３実施例は、リンを添加したポリシリコン膜を用いて固相拡散を行い、その後、リン添加ポリシリコン膜をエッチングにより除去する場合の例である。
【０２１７】
本実施形態に係る基板処理方法の第４実施例について、図３３Ａ〜図３５Ｂを用いて説明する。第４実施例のエッチング処理は、例えば、第１実施例乃至第３実施例と同様にＩＦ７ガスを用い、図３に示す処理ユニット４１０において、第１実施例乃至第３実施例と同様の処理条件Ｃ１で行われる。
【０２１８】
図３３Ａは、本発明の第４実施例のエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。図３３Ｂは、本発明の第４実施例のエッチング処理前における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。１１ｄは、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜、この例ではリン添加ポリシリコン膜である。図３３Ａと図３３Ｂにおいて、図３０Ａ〜３０Ｃと同じ構成には、同一符号を付している。以後、エッチング対象膜であるIII族又はＶ族の不純物が含まれるポリシリコン膜１１ｄ，１１ｅを、単にポリシリコン膜１１と称する場合がある。
【０２１９】
まず、図３３Ａと図３３Ｂに示すように、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成された基板表側において、シリコンＦｉｎ１６を薄い酸化膜１５ａで覆い、その上にリン添加ポリシリコン膜１１ｄを形成し、アニール処理によりシリコンＦｉｎ１６中へ、リン添加ポリシリコン膜１１ｄ中のリンを拡散させる。その後、必要に応じて高温アニール処理により、シリコンＦｉｎ１６中のリンを活性化させ、さらに拡散させる。リン添加ポリシリコン膜１１ｄのシリコン含有率は、酸化膜１５ａのシリコン含有率よりも大きい。
【０２２０】
具体的には、リン添加ポリシリコン膜１１ｄを、ＣＶＤ法により４００℃から７００℃の温度範囲のいずれかの温度で、下地のゲート酸化膜であるＳｉＯ２膜１５ａの上に形成する。次に、９００℃から１０５０℃の範囲のいずれかの温度で、Ｎ２ガス雰囲気中において、１ｍｉｎ〜６０ｍｉｎの範囲のいずれかの時間アニールし、リン添加ポリシリコン１１ｄからＳｉ−Ｆｉｎ１６中にリンを拡散させる。そして、フラッシュランプアニール或いはレーザーアニールを用いて１１００℃程度のスパイクアニールを実施し、Ｓｉ−Ｆｉｎ１６中のリンを活性化させる。
【０２２１】
次いで、図３４Ａ、図３４Ｂに示すように、リン添加ポリシリコン膜１１ｄを除去する。図３４Ａは、本発明の第４実施例におけるエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのチャネル幅方向の断面図である。図３４Ｂは、本発明の第４実施例におけるエッチング処理後における、Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタの３次元概略図である。
【０２２２】
このようなＦｉｎ−ＦＥＴに代表される３Ｄ構造において、Ｆｉｎ間の溝内のリン添加ポリシリコン１１ｄを、完全に除去する必要がある。このためには、垂直方向と共に水平方向へのエッチングが進行する等方性エッチングの方が好ましく、シリコンに対して高いエッチングレートを有し、下地のＳｉＯ２膜１５ａに対して高い選択性を有するエッチングが要求される。そこで、このエッチング工程においても、高選択で等方性エッチングが可能なエッチングガス（例えばＩＦ７ガス）を用いて、リン添加ポリシリコン１１ｄを除去する。
【０２２３】
このように、シリコンのみに高いエッチングレートを有するガスエッチングを行うことで、リン添加ポリシリコンのエッチング残りが無く、下地のＳｉＯ２膜１５ａの形状を保持した状態で、リン添加ポリシリコン１１ｄのみを除去することが可能となる。
【０２２４】
図３５Ａは、本発明の第４実施例において、基板裏側のリン添加ポリシリコン膜を除去する前の状態を示す図である。基板裏側の最外側のリン添加ポリシリコン膜１１ｅは、基板表側のリン添加ポリシリコン１１ｄ形成時に同時に形成された、リン添加ポリシリコン膜１１ｄと同一材料で形成されたリン添加ポリシリコン膜である。その下の酸化膜１５ｂは、基板表側のゲート酸化膜１５ａ形成時に同時に形成された、ゲート酸化膜１５ａと同一材料で形成された酸化膜（ＳｉＯ２膜）である。
【０２２５】
酸化膜１５ｂの下のＳｉＮ膜２９と、シリコン基板１９に接するＳｉＯ２膜は、第３実施例と同様に、ＣＭＯＳプロセス工程の初期の段階で行われる一般的なＳＴＩ形成プロセスにおいて、基板表側に形成された膜が、基板裏側にも形成されたものである。
【０２２６】
図３５Ｂは、本発明の第４実施例において、基板裏側のリン添加ポリシリコン膜を除去した後の状態を示す図である。このように、第４実施例においては、シリコンに対し高いエッチング選択性を有するガスでエッチングすることにより、ウエハ表側のリン添加ポリシリコン１１ｄを除去すると同時に、ウエハ裏側においては、リン添加ポリシリコン１１ｅを除去することが可能である。  なお、本実施例(第４実施例)では、リン添加のポリシリコンを用いたが、リンの代わりにボロンを添加したポリシリコンを用いることも可能である。
【０２２７】
また、縦型装置や枚葉装置において、基板の裏側や基板の裏側周縁部に、成膜ガスが回り込みことがある。このとき、基板の裏側や基板裏側周縁部にリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜が形成される。このような場合に、本実施例(第４実施例)によれば、第３実施例の場合と同様にして、基板の表側に形成されたリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜を除去するときに、基板の裏側に形成されたリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜を、高選択に除去することができる。
【０２２８】
以上説明した第４実施例により得られる効果は、以下（１）〜（３）に記載した効果のうち少なくとも一つ以上の効果である。  （１）Ｆｉｎ−ＦＥＴトランジスタのゲートラストプロセスにおいて、シリコンＦｉｎへのイオン注入用に形成されたリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜を、リン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜よりもシリコン含有率の小さい下地のゲート酸化膜に対して、高選択に除去することができる。  （２）さらに、基板の表側に形成されたリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜を除去するときに、基板の裏側に形成されたリン添加ポリシリコン膜あるいはボロン添加ポリシリコン膜を、高選択に除去することができる。  （３）エッチング処理の基板温度を、３０〜５０℃にしたので、高選択的にＳｉのエッチング対象膜であるIII族又はＶ族の不純物が含まれるポリシリコン膜１１をエッチングできる。また、好ましくは４０〜５０℃にしたので、さらに高選択的にIII族又はＶ族の不純物が含まれるポリシリコン膜１１をエッチングできる。
【０２２９】
＜第５実施形態＞   以下に、本発明の第５実施形態について図面を参照してより詳細に説明する。
【０２３０】
（１）基板処理装置の構成   まず、本実施形態(第５実施形態)に係る基板処理装置の構成について、主に図３６を用いて説明する。図３６は、本実施形態(第５実施形態)に係る基板処理装置の概略構成図であり、処理ユニット４１０を縦断面で示している。この図３６に示す基板処理装置は、第１実施形態乃至第４実施形態に係る基板処理装置の第１処理ユニット(図３)及び第２処理ユニット(図５)を一つの処理ユニットにした形態である。従い、図３６において、図３及び図５と同じ機能及び同じ構成を有するものには、同一符号を付している。（基板）   基板としてのウエハ６０には、例えば、図３７に示す様に、シリコン含有膜６４、シリコン含有膜６４の上部には、変性層６５が形成されている。シリコン含有膜６４は、後述のシリコン含有膜除去工程で除去される。変性層６５は、例えば、シリコン含有膜の表面や上部に酸素が吸着または拡散することにより形成されたシリコン含有酸化膜である。
本実施形態(第５実施形態)において、特に、第１実施形態乃至第４実施形態に加え、後述する変性層除去工程を有し、例えば、図３７の様な基板に対して、後述する変性層除去工程と、シリコン含有膜除去工程と、を組み合わせることによって、シリコン含有膜を除去する基板処理を特徴としている。
【０２３１】
（処理室）   処理容器４３１は、通常、非金属材料の石英ガラスやセラミックスによって円筒状に形成されている。但し、特に不都合が無ければ金属製材料でも良い。処理容器４３１の上端はトッププレート４５４で閉塞され、下端は架台としての水平なベースプレート４４８および底板４６９で閉塞され、また、後述する圧力調整機構によって、気密に封止される。処理容器４３１内の上側の空間は、ガスが混合される混合室６３０となる。ガス混合室６３０は、所望のガス流れや混合状態によって最適化される。また、ガス混合室６３０にシャワープレートを設けて、後述の処理室４４５にガスが直接供給されるように構成しても良い。また、ベースプレート４４８面の下側であって、ウエハ６０が設けられる空間は、処理室４４５となる。また、プラズマを用いてシリコン酸化膜の除去を行う場合には、プラズマ混合室６３０(プラズマ生成室５３０と同等)であって、後述する励起部としての共振コイル５２１が対向する空間にはプラズマが生成される。
【０２３２】
（基板支持部）   処理室４４５の底面にはサセプタ４５９が設けられる。サセプタ４５９は、サセプタテーブル４１１とサセプタ上のウエハを所定の温度に維持する基板加熱部４６３とを有する。また、基板加熱部４６３は、必要に応じて、過剰な熱を排除するための冷却機構を含有しても良い。また、サセプタ４５９は、複数本の支柱４６１によって支持された構造となっている。このサセプタテーブル４１１を貫通して、複数本からなるリフターピン４１３が設けられており、その上部には基板支持部としてのウエハ支持ピン４１４が具備されている。ウエハ支持ピン４１４はサセプタ４５９の中心方向に延出している。ウエハ６０はサセプタテーブル４１１またはウエハ支持ピン４１４に載置される。ここでは、ウエハ支持ピン４１４は、ウエハ６０の外周部を支持する構造となっているが、必要に応じて、ウエハ６０の中心付近を支持する構造にしても良い。基板の中心付近を支持することにより、基板直径が４５０ｍｍの様な大口径基板を支持した際に生じる、基板の撓みを軽減し、処理均一性を向上させることができる。例えば、基板が撓んでいると、撓み部分付近のガス流れやウエハ温度が、撓み部分以外の流れや温度と異なり、処理均一性が変化することが有る。基板支持部は、ウエハ支持ピン４１４で構成される。場合によっては、サセプタテーブル４１１とリフターピン４１３とを含めて考えても良い。リフターピン４１３は、昇降板４７１に接続され、ガイドシャフト４６７に沿って、昇降駆動部４７３により昇降可能に構成されている。
【０２３３】
（排気部）   サセプタ４５９の下方には、排気部が設けられる。排気部は圧力調整部（圧力調整機構）としてのＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）バルブ４７９と排気管４８０を有する。場合によっては、排気ポンプ４８１を排気部に含めるようにしても良い。ＡＰＣバルブ４７９のバルブ開度は、処理室４４５内の圧力を元にフィードバック制御されるよう構成される。処理室４４５内の圧力は、圧力センサ（不図示）によって測定される。本実施形態で用いるフッ素含有ガスは、一般的なパージガスである窒素（Ｎ２）ガスよりも重くなっている。例えば、後述のヨウ素含有ガスの一つである七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）ガスは室温での比重が約２．７であり、窒素（Ｎ２）ガスよりも２．８倍程度重い。その為、フッ素含有ガスが滞留し易い処理室の底部に排気口を設けることはフッ素含有ガスの残留を抑制する為に有用である。また、フッ素含有ガスの排出を促進するために、排気部にパージガスを供給できるように構成しても良い。
【０２３４】
（バッフルリング）   また、処理ガスの流れを、改善するために、円筒状のバッフルリング４５８と排気板４６５を設けても良い。バッフルリング４５８には円筒側面に通気孔が多数均一に設けられ、排気板４６５には中央部に排気連通孔４７５が設けられる。サセプタ４５９、バッフルリング４５８、排気板４６５によって第１排気室４７４が形成され、排気板４６５と底板４６９とによって第２排気室４７６が形成された構造となっており、第１排気室４７４と第２排気室４７６とは排気連通孔４７５によって連通されている。又、第２排気室４７６には排気管４８０が連通されている。第１排気室４７４と第２排気室４７６をそれぞれ設けることによって、前記ウエハ６０の全周方向から均一に排気をすることができ、ウエハ６０への処理均一性を向上させることができる。
【０２３５】
（ガス供給部）   処理容器４３１の上部のトッププレート４５４には、図中省略のガス供給設備から所要の複数の処理ガスを供給する為のガス供給管４５５が、ガス導入口４３３に付設されている。ガス供給管４５５には、処理ガスとしてのハロゲン元素含有ガスを基板に供給する処理ガス供給部、処理ガスとしての除去剤(除去ガス)を基板に供給する除去剤供給部、及びその他のガス、ここでは、パージ用のＮ２ガス、クリーニング用のフッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス等を供給する第三の供給部（不図示）がその必要に応じて設けられている。除去剤は、例えば、除去剤としてフッ化水素（ＨＦ）ガスなどが用いられる。なお、ここでは、除去剤としてガスを供給する例を示すが、これに限らず、液体を供給することによるエッチング方法で除去可能に構成しても良い。又、変性層をスパッタリングで除去する場合は、アルゴンなどの希ガスを流しても良い。ガス供給部にはそれぞれ、流量制御部であるマスフローコントローラ４７７(ａ)，４７７(ｂ)及び開閉弁４７８(ａ)，４７８(ｂ)が設けられており、ガス供給量を制御することが出来る。ここでは除去剤供給部までのみ記載しているが、第三以降のガス供給部があっても良い。又、使用するガスを事前に混合してからガス導入口４３３に流しても良い。更に、処理容器４３１内には、処理ガスの流れを調整する為、略円形で石英ガラスやセラミックスからなるバッフル板４６０が設けられている。又、必要に応じてシャワープレートを用いる構造にしても良い。流量制御部及びＡＰＣバルブ４７９によって供給量、排気量を調整することにより、処理容器４３１と処理室４４５の圧力が所望の値に制御される。
【０２３６】
（励起部）   プラズマを用いて変性層膜の除去を行う場合には、プラズマを発生させる励起部が設けられても良い。
励起部としての共振コイル４３２は、所定の波長の定在波を形成する為、一定波長のモードで共振するように巻径、巻回ピッチ、巻数が設定される。即ち、共振コイル４３２の電気的長さは、高周波電源４４４から供給される電力の所定周波数における１波長の整数倍（１倍、２倍、・・・）又は半波長もしくは１／４波長に相当する長さに設定される。例えば、２７．１２ＭＨｚの場合、１波長の長さは約１１メートルである。使用する周波数及び共振コイル長は、所望するプラズマ発生状態やプラズマ発生室６３０の機械的な寸法などに応じて選択されると良い。
【０２３７】
より具体的には、共振コイル４３２は、印加する電力や発生させる磁界強度又は適用する装置の外形などを勘案し、例えば、８００ｋＨｚ〜５０ＭＨｚ、０．５〜５ｋＷの高周波電力によって０．０１〜１０ガウス程度の磁場を発生し得る様に、５０〜３００ｍｍ２の有効断面積であって、かつ２００〜５００ｍｍのコイル直径に構成され、処理容器４３１の外周側に２〜６０回程度巻回される。共振コイル４３２を構成する素材としては、銅パイプ、銅の薄板、アルミニウムパイプ、アルミニウム薄板、ポリマーベルトに銅板又はアルミニウムを蒸着した素材等が使用される。共振コイル４３２は、絶縁性材料にて平板状に形成され、かつベースプレート４４８の上端面に鉛直に立設された複数の支持部によって支持される。
【０２３８】
共振コイル４３２の両端は電気的に接地されているが、共振コイル４３２の少なくとも一端は、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に当該共振コイルの電気的長さを微調整する為、可動タップ５２２を介して接地される。例えば、固定接地箇所により接地される。更に、装置の最初の設置の際又は処理条件の変更の際に、共振コイル４３２のインピーダンスを微調整する為、共振コイル４３２の接地された両端の間には、可動タップ５２４によって給電部が構成される。
【０２３９】
即ち、共振コイル４３２は、電気的に接地されたグラウンド部を両端に備え、かつ高周波電源４４４から電力供給される給電部を各グラウンド部の間に備える。また、少なくとも一方のグラウンド部は、位置調整可能な可変式グラウンド部であって、給電部は、位置調整可能な可変式給電部としても良い。共振コイル４３２が可変式グラウンド部及び可変式給電部を備えている場合には、後述する様に、プラズマ発生室６３０の共振周波数及び負荷インピーダンスを調整するにあたり、より一層簡便に調整することが出来る。
【０２４０】
更に、共振コイル４３２の一端（又は両端）には、位相及び逆位相電流が共振コイル４３２の電気的中点に関して対象に流れる様に、コイル及びシールドから成る波形調整回路が挿入されても良い。斯かる波形調整回路は、共振コイル４３２の端部を電気的に非接続状態とするか又は電気的に等価の状態に設定することにより開路に構成される。又、共振コイル４３２の端部は、チョーク直列抵抗によって非接地とし、固定基準電圧に直流接続されても良い。
【０２４１】
外側シールド４５２は、共振コイル４３２の外側への電磁波の漏れを遮蔽するとともに、共振回路を構成するのに必要な容量成分を共振コイル４３２との間に形成する為に設けられる。外側シールド４５２は、一般的には、アルミニウム合金、銅又は銅合金等の導電性材料を使用して円筒状に形成される。外側シールド４５２は、共振コイル４３２の外周から、例えば、５〜１０ｍｍ程度隔てて配置される。そして、通常、外側シールド４５２は、共振コイル４３２の両端と電位が等しくなる様に接地されるが、共振コイル４３２の共振数を正確に設定する為、外側シールド４５２の一端又は両端は、タップ位置を調整可能になされたり、或いは、共振コイル４３２と外側シールド４５２の間には、トリミングキャパシタンスが挿入されたりしても良い。また、電気的に接地された外側シールド４５２と共振コイル４３２とにより、螺旋共振器が構成される。
【０２４２】
高周波電源４４４としては、共振コイル４３２に必要な電圧及び周波数の電力を供給出来る電源である限り、ＲＦジェネレータ等の適宜の電源を使用できる。例えば、周波数８０ｋＨｚ〜８００ＭＨｚで０．５〜５ｋＷ程度の電力を供給可能な高周波電源が使用される。
【０２４３】
また、高周波電源４４４の出力側には反射波電力計４６８が設置され、反射波電力計４６８によって検出された反射波電力が、制御部として用いられるコントローラ６００に入力される。コントローラ６００は、単に高周波電源４４４のみを制御するものではなく、例えば、基板搬送機構やゲートバルブの動作等を含めた、当該基板処理装置全体の制御を行っている。表示装置としてのディスプレイは、例えば、反射波電力計４６８による反射波の検出結果等の当該基板処理装置に設けられた各種検出部で検出されたデータ等を表示する。なお、高周波電源４４４には発信周波数を制御する周波数整合器５２６が設けられている。
【０２４４】
本実施形態において、励起部は、共振コイル４３２で構成されるが、高周波電源４４４、外部シールド４５２、反射波電力計４６８、周波数整合器５２６の内１つ以上を含めて考えても良い。
【０２４５】
（基板搬送系）   次に、本実施形態における基板の搬送系については、図１及び図２に開示されている基板処理装置と同じ形態であり、また、その搬送形態も同じであるため、ここでは説明を省略する。
【０２４６】
（コントローラ）   コントローラ６００は、後述の基板処理工程を行うように、上述の各部を制御する。図６と重複する部分は、説明を省略する場合がある。
【０２４７】
（制御部）   図３８に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ６００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）６００ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）６００ｂ、記憶装置６００ｃ、Ｉ／Ｏポート６００ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ６００ｂ、記憶装置６００ｃ、Ｉ／Ｏポート６００ｄは、内部バス６００ｅを介して、ＣＰＵ６００ａとデータ交換可能なように構成されている。コントローラ６００には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置６０１が接続されている。
【０２４８】
記憶装置６００ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置６００ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ等が、読み出し可能に格納されている。
【０２４９】
Ｉ／Ｏポート６００ｄは、上述の昇降駆動部４７３、基板温度調整部４６３、ＡＰＣバルブ４７９、マスフローコントローラ４７７(ａ)，４７７(ｂ)、開閉弁４７８(ａ)，４７８(ｂ)、排気ポンプ４８１、大気搬送ロボット１３０、ゲートバルブ３１３，３１４、真空アームロボットユニット３２０等に接続されている。なお、励起部を設けた場合には、高周波電源４４４、可動タップ５２４、反射電力計４６８、周波数整合器５２６にも接続可能に構成される。
【０２５０】
ＣＰＵ６００ａは、記憶装置６００ｃから制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置６０１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置６００ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ６００ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、昇降駆動部４７３によるリフターピン４１３の上下動作、基板温度調整部４６３によるウエハ６０の加熱・冷却動作、ＡＰＣバルブ４７９による圧力調整動作、マスフローコントローラ４７７(ａ)，４７７(ｂ)と開閉弁４７８(ａ)，４７８(ｂ)による処理ガスの流量調整動作、等を制御するように構成されている。
【０２５１】
（２）基板処理工程   続いて、図３９を用いて、本実施形態にかかる半導体製造工程の一工程として実施される基板処理工程について説明する。かかる工程は、上述の基板処理装置により実施される。なお、以下の説明において、基板処理装置を構成する各部の動作は、コントローラ６００により制御される。ここで、第１実施形態乃至第４実施形態における基板処理工程と異なる点は、ハロゲン元素を含む(好ましくは、ヨウ素を含む)エッチングガスを供給して、Ｓｉ膜を選択エッチングする工程に加え、このエッチングガスの浸透を妨げる変性層を除去する工程を加えた点にある。この変性層を除去する工程は、ヨウ素を含むエッチングガスによるエッチング工程の前でも後でもそのどちらでもよく、エッチング対象とする基板に形成されるデバイスの構造により適宜設定される。尚、この変性層を除去する工程は、第１実施形態乃至第４実施形態における基板処理工程においても、適用可能であるのは言うまでもない。
【０２５２】
（基板の搬入工程Ｓ１０）   まず、ウエハ６０が、ＦＯＵＰ１１０から大気搬送ロボット１３０によって、ロードロックチャンバ２５０に搬送される。ロードロックチャンバ２５０では、真空排気が行われ、ＥＦＥＭ内の大気雰囲気又は不活性ガス雰囲気から、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気、不活性ガスが供給される減圧雰囲気に置換される。雰囲気の置換が終了すると、ロードロックチャンバ２５０とトランスファーモジュール３１０との間にあるゲートバルブ３１１が開放され、ウエハ６００が真空アームロボットユニット３２０によって、ロードロックチャンバ２５０からトランスファーモジュール３１０内に搬送される。搬送されると、ゲートバルブ３１１は閉じられる。その後、トランスファーモジュール３１０と処理ユニット４１０との間に設けられたゲートバルブ３１３を通してリフターピン４１３上のウエハ支持ピン４１４に載置する。ウエハ搬送機構が処理室４４５の外へ退避すると、ゲートバルブ３１３が閉じられる。このウエハ６０の搬送時には、搬送経路を不活性ガスでパージし、かつ減圧状態で行うことが好ましい。不活性ガス雰囲気にし、かつ減圧状態にすることで、ウエハ６０に形成された半導体素子の酸化（酸素吸着）や意図せぬ水分の吸着等を抑制することができる。
【０２５３】
（基板加熱工程Ｓ２０）   次に、リフターピン４１３を下降させ、ウエハ６０をサセプタテーブル４１１上に載置する。ここでリフターピン４１３の昇降は、昇降駆動部４７３により昇降されることで行われる。サセプタ４５９に具備された基板温度調整部４６３は、予め所定の温度に加熱されており、ウエハ６０を所定のウエハ温度になる様に加熱する。必要に応じて、過剰な熱（反応熱）を排熱するための冷却機構も併用する。ここで、所定のウエハ温度は、後述の除去ガスやエッチングガスが十分に気化している温度帯であって、ウエハ６０に形成された膜特性が変質しない温度である。
【０２５４】
（変性層除去工程Ｓ３０）   続いて、ガス供給管４５５から所定の除去剤としての除去ガスをウエハ６０に供給し、ウエハ６０から変性層の除去を行う。ここで、変性層とは、シリコンを主成分とする膜(及び該シリコン膜で形成されるパターン)の表面に形成されたシリコンを含有する酸化膜である。変性層は、例えば、ウエハ６０を移動させた際に移動中の雰囲気に含まれる酸素との反応で形成される。また、ウェットエッチング、洗浄等を行う際に用いられる水または雰囲気に存在する酸素と反応し形成される。シリコンを主成分とする膜は、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜、Ｐ（リン）ドープシリコン膜、Ｂ（ボロン）ドープシリコン膜、Ａｓ（ヒ素）ドープシリコン膜、Ｃ（炭素）ドープシリコン膜等がある。変性層の除去は、除去剤をウエハ６０に供給することにより行われる。例えば、除去ガスを供給することによって行われる。除去ガスは、例えばＨＦガスが用いられ、０．１ｓｌｍ〜１０ｓｌｍのうち、所定のガス流量に設定される。例えば３ｓｌｍに設定される。処理室内の圧力は例えば１Ｐａ〜１３００Ｐａのうち。所定の圧力に設定される。例えば１００Ｐａに設定される。ＨＦガスは特にシリコン酸化膜の除去に有効である。この場合、ＨＦガスを処理室に導入しても良いし、七フッ化ヨウ素(ＩＦ７)ガスと水素（Ｈ２）ガスとの混合ガスを処理室に導入してプラズマ化することで、ＨＦガス成分を発生させても良い。特に、ＩＦ７ガスを供給することにより、後述のＳｉ含有膜除去工程の予備的処理を行うことができる。即ち、変性層とシリコン含有膜の中間層を除去することができ、シリコン含有膜除去工程で、シリコン含有膜をより確実に除去することが可能になる。また、ここでは、ＨＦガスで変性層を除去する例を示したが、これに限るものでは無い。例えば、還元性のガスを供給し、酸素を除去するように構成しても良い。還元性のガスとしては、例えば、水素（Ｈ２）ガスが有る。また、洗浄液などによる表面への酸素吸着量が許容範囲内であれば、除去剤として、除去液（例えばＨＦ水溶液）を用いたウェットエッチング法で変性層を除去しても良い。また、除去剤として、アルゴン（Ａｒ）などの希ガスと水素ガスなどの還元性のガスのいずれか又は両方を活性化（プラズマ化）したガスを用いて、ウエハ６０供給にすることで変性層を除去しても良い。活性化された希ガスをウエハ６０に供給することで、変性層をスパッタリングして除去することができる。また、活性化された水素をウエハ６０に供給することで、変性層を還元することができる。このような活性化した除去剤（例えば活性化されたＡｒ）をウエハ６０に供給することによって、ＨＦガスを用いた場合と比較して、ウエハ６０上に形成された他の膜を損なうことなく変性層を除去することができる。即ち、埋め込み膜としての機能を損なうこと無く、変性層６５ａの除去を行うことができる。また、変性層の除去は、例えば、ハロゲン元素を含むガスを供給することによって行われる。除去ガスは、ハロゲン元素含有ガスは、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）の中から二つ以上のハロゲン元素を含むガスである。例えば、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）、七フッ化ヨウ素（Ｉ��７）、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）、五フッ化臭素（ＢｒＦ５）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）などが有る。
【０２５５】
変性層の除去後は、新たな次の工程に備えて必要なパージ処理を行うことが好ましい。
【０２５６】
（変性層抑制工程Ｓ４０）   この工程では、変性層の除去後に、再び変性層が成長してしまうことを防ぐ。例えば、ウエハ６０を不活性ガス雰囲気、還元性雰囲気、真空雰囲気中に保つことで変性層の発生を抑制する。本実施形態では、一連の処理を同一の処理室で行っている為、処理室の雰囲気に酸素を混入させることなく、速やかに次の工程に移行することが可能である。
【０２５７】
（処理ガス供給工程Ｓ５０）   続いて、ガス供給管４５５から所定の処理ガスを供給する。処理ガスは、エッチングガスとしてフッ素を含むガス(フッ素含有ガス)を供給する。また、パージ用又は希釈用の不活性ガスを供給してもよい。ここで、フッ素含有ガスは、フッ素（Ｆ）を一つ以上含むガスである。例えば、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）、三フッ化臭素（ＢｒＦ３）、五フッ化臭素（ＢｒＦ５）、二フッ化キセノン（ＸｅＦ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）などが有る。好ましくは、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）等のヨウ素を含むガス(ヨウ素含有ガス)、更に好ましくは、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）が用いられる。ＩＦ７は、シリコン含有膜を積極的（選択的）に除去させることができる。また、不活性ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガスが用いられるが、Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒなどの希ガスであっても良い。
【０２５８】
ガスの供給と同時にＡＰＣバルブ４７９によって、排気量を調整することにより、処理室４４５内の全圧力を１〜１３３０Ｐａ程度の範囲の内、ＩＦ７の分圧を１〜１３３０Ｐａ程度の範囲の内、所定の圧力に維持する。例えば、１００Ｐａに維持される。それぞれのガス流量は、０．１〜１０ＳＬＭ程度の範囲の内、所定の流量に設定する。例えば、３ＳＬＭに設定される。また、必要に応じて、一旦、処理容器４３１と処理室４４５の雰囲気を排気してから所定のガスを供給しても良い。また、ＩＦ７ガスが供給され次第、シリコン含有膜のエッチングが開始されるので、圧力やガス流量は速やかに所定の値に設定されることが望ましい。ここで、第１実施形態及び第４実施形態における処理条件Ｃ１でも本実施形態において適用可能であるのは言うまでもない。
【０２５９】
（シリコン含有膜除去工程Ｓ６０）   基板温度、圧力、ガス流量を、所定の値で所定の時間維持することでシリコン含有膜が選択的に所定の量だけ除去される。特に、ＩＦ７ガスは、室温程度(例えば、基板温度３０℃〜５０℃)でプラズマを用いることなく、シリコン膜を選択的に高エッチングレートで除去できる。
【０２６０】
なお、この時、ウエハ６０をウエハ支持ピン４１４で支持した状態でエッチングガスを供給しても良い。ウエハ支持ピン４１４で支持した状態でエッチングガスを供給することで、ウエハ６０の裏面に形成されたシリコンを主成分とする膜（シリコン含有膜）を除去することができる。また、ウエハ６０をウエハ支持ピン４１４での支持は、エッチングガスをある程度供給した後で行っても良いし、エッチングガスを供給する前であっても良い。
【０２６１】
ここで、ウエハ６０の表面と裏面を比較すると、ウエハ６０の表面には、半導体装置を構成する微細な凹凸が形成されており、裏面には、表面にシリコンを主成分とする膜が形成された状態となっている。ウエハ支持ピン４１４で支持するタイミングによっては、凹凸内部に形成されたシリコンを主成分とする膜を過剰に除去してしまうことや、適度に除去しても裏面に膜が残る状態となってしまうことが有る。ウエハ６０の表面と裏面への供給時間を異ならせることによって、ウエハ６０の表面と裏面を均一に処理することができる。
【０２６２】
（変性層除去工程Ｓ７０）   必要に応じて、シリコン含有膜除去後に残った変性層の除去を行う。ここで、変性層とは、シリコンを主成分とする膜の表面に形成されたシリコンを含有する酸化膜である。この場合、ＨＦガスを処理室に導入しても良いし、ＩＦ７ガスとＨ２ガスとの混合ガスを処理室に導入してプラズマ化することでＨＦガス成分を発生させても良い。
【０２６３】
ＩＦ７ガスを供給することにより、上述のシリコン含有膜除去工程で、シリコン含有膜が残っていたとしても、シリコン含有膜を除去することができる。また、シリコン含有膜と変性層の中間膜も除去することができる。また、除去剤として、アルゴンなどの希ガスと水素ガスなどの還元性のガスのいずれか又は両方を活性化（プラズマ化）したガスを用いて、ウエハ６０に供給することで変性層を除去しても良い。活性化された希ガスをウエハ６０に供給することで、変性層をスパッタリングして除去することができる。また、活性化された水素をウエハ６０に供給することで、変性層を還元することができる。  
【０２６４】
このような活性化した除去剤をウエハ６０に供給することによって、ウエハ６０上に形成された他の膜を損なうことなく変性層を除去することができる。なお、この時、ウエハ６０をウエハ支持ピン４１４で支持した後で除去ガスを供給しても良い。また、除去ガスを供給中にウエハ６０をウエハ支持ピン４１４で支持しても良い。この場合は、ウエハ表面のシリコン電極（パターン）とウエハ裏面に除去ガスが晒される時間が異なるため、ウエハ表面に除去ガスが多く晒されることとなる。
【０２６５】
また、ＨＦガスの反応性は反応室雰囲気中の水分量にも左右されてしまう為、プラズマ化して充分活性な除去ガスを用いて変性層を除去することは有効である。
【０２６６】
（パージ・冷却工程Ｓ８０）   必要な除去工程を終えたら除去ガスの供給を停止し、処理容器４３１と処理室４４５の雰囲気ガスを排気する。この時、パージ用の不活性ガスを流しながら排気しても良い。また、上述の様に、ハロゲン含有ガスはパージガスよりも重いため、除去ガスが残留してしまう可能性が有る。故に、除去ガスを残存させない為に充分なパージを行うことが好ましい。例えば、パージ用の不活性ガスの供給と雰囲気ガスの排気を交互に行う。これにより、ハロゲン含有ガスを処理室内に残留することや、処理室外への流出を防ぐことができる。また、リフターピン４１３を上昇させ、ウエハ６０をサセプタテーブル４１１から離して搬送可能な温度まで冷却する。
【０２６７】
（基板搬出工程Ｓ９０）   ウエハ６０が搬送可能な温度まで冷却され、処理室から搬出する準備が整ったら、上述の基板搬入工程Ｓ１０の逆の手順で搬出する。
【０２６８】
特に、上述のような基板処理工程において、アスペクト比の大きいトレンチ構造を有するデバイスが表側に形成された基板に対して、このトレンチ構造内部の変性層を除去する場合には、ガスをプラズマ化（活性化）してトレンチ内部に入射させることは有効である。
【０２６９】
本実施形態(第５の実施形態)にかかる変性層の除去工程の有効性について詳述する。
【０２７０】
エッチング工程による除去対象であるシリコン含有膜が変性層で覆われている場合、その変性層が充分厚く密な膜であれば、ＩＦ７ガスの浸透を阻害しシリコンの除去反応は生じない。しかし、変性層が自然酸化膜の様な薄く粗な膜の場合、ＩＦ７ガスは変性層を透過して下地のシリコンと反応し、シリコンは除去されながら変性層が残渣として残ることが判明している。
【０２７１】
特にシリコン含有膜の表面は容易に自然酸化する為、この自然酸化膜の除去に留意しなければ、ＩＦ７ガスによるシリコン含有膜除去後に意図せぬ残渣を発生させてしまうことになる。
【０２７２】
更に、シリコン含有膜除去前は基板のウェット洗浄が可能であっても、シリコン含有膜除去後には、微細で高アスペクトレシオの構造物が露出するために、基板のウェット洗浄ができない場合も多い。ここで、微細な高アスペクトレシオの構造物とは、例えば、ピラー構造が有る。その様な場合には、シリコン含有膜除去後に変性層の残渣が残ってしまうと除去する術が無い可能性がある。例えば、微細で高アスペクトレシオの構造物が露出したウエハ６０をウェット洗浄した場合、上述の様にパターンが倒壊してしまうという課題が有る。従って、シリコン含有膜の除去前に残渣の基となる変性層を除去することは特に重要となる。  
【０２７３】
（３）第５実施例(変性層の除去工程を含むガスエッチング)以下に、本実施形態を好適に実施するバックエンド向け微細パターン形成フローについて、図４０Ａ〜図４０Ｍに基づいて説明する。特に、図４０Ｇ、図４０Ｊは、シリコンに対して高いエッチングレートを有し、例えばＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、カーボン膜に対して高い選択性を持つガスエッチングを実施する工程の一例を表している。
【０２７４】
また、図４０Ａ〜図４０Ｍは、シリコン材をコアにＳｉＯ２膜のサイドウォールを形成した後に更にシリコン膜を成膜してＳｉＯ２膜のサイドウォールをエッチバックしてリソグラフィ解像限界未満の溝パターンを形成するネガＳＡＤＰ法を示したものである。また解像限界寸法以上で形成するシリコンコアパターンは、リソグラフィとドライエッチを用いてパターンニングされており、カーボン膜とシリコン反射防止膜上にレジストを塗布した多層レジスト膜を用いた場合を示している。そして、被パターニング上にＴｉＮ膜、シリコン膜、ＳｉＯ２膜が積層された多層膜の上にネガＳＡＤＰを行う例を示している。これらの多層膜はバックエンドに用いられる許
【０２７５】
また、本発明を好適に表す一例のプロセスフローを示しており、下地の積層の膜の組合せなどは特に限定されない。
【０２７６】
本実施形態において、まず初めに、図４０Ａに示すように、リソグラフィでレジスト１をパターンニングおよびスリミングする。続いて、図４０Ｂに示すように、パターンニングされたレジスト１をマスクに下地のシリコン反射防止膜２とカーボンハードマスク３をドライエッチによりパターンを転写する。次に、アッシャーによりレジスト１を除去した後に、図４０Ｃに示すように、パターンニングされたシリコン反射防止膜層２とカーボンハードマスク層３をマスクに下地のシリコン膜４をパターニングする。次に、図４０Ｄに示すように、アッシャーによりカーボンハードマスク層３を除去することにより、シリコン膜４のコアパターン（シリコンを主成分とする突起）が形成される。このシリコンを主成分とする突起の間には、第１の溝４３が形成される。
【０２７７】
次に、図４０Ｅに示すように、ＳｉＯ２膜３５を成膜する。シリコン膜４のコアに対してカバレッジ良く均一に成膜される方が好ましい。ＳｉＯ２膜３５が成膜されることにより、第２の溝４４が形成される。次に、図４０Ｆに示すように、シリコン膜３６をＳｉＯ２膜３５上に覆い被せるように成膜する。この時、シリコンコアを密集して配置した領域は、隣接するＳｉＯ２膜３５のサイドウォール間の溝をシリコン膜３６で埋めるように成膜される。その隣接するサイドウォール間の間隔はシリコン膜３６が埋まり、かつ、その間隔が所望の寸法になるように、シリコン膜４のコアパターン寸法及びピッチ、ＳｉＯ２膜３５の膜厚で調整されている。具体的には、ＳｉＯ２膜３５上に形成されるシリコン膜３６のうち、第２の溝４４上に形成されたシリコン膜３６の膜厚を厚くなるように調整される。更に言えば、ＳｉＯ２膜３５上に形成されるシリコン膜３６は、第２の溝４４上に形成されたシリコン膜３６以外では、同じ膜厚になるように調整されるのが好ましい。
【０２７８】
次に、図４０Ｇに示すように、シリコン膜３６をエッチバックして、前記第２の溝４４内にシリコン膜３６で埋めた領域のシリコン膜３６のみを残すようにエッチング条件が調整される。この時、広い溝パターン（第３の溝４５）では側壁のシリコン膜３６、底のシリコン膜３６は完全に除去する必要がある。その為には、等方性エッチングが必要である。この時、溝の幅は、第２の溝の幅＜第１の溝＜第３の溝の幅という関係である。この工程にシリコンに対して高いエッチングレートを有し、ＳｉＯ２膜とは高い選択性を持つエッチングとして、ＩＦ７ガスを用いたガスエッチングを実施する。ＩＦ７ガスの供給条件の一例は、流量１リットル(仮に中心の条件のみを示す)、圧力２００〜５００Ｐａ付近で室温程度(例えば、３０℃〜５０℃)にて実施する。このとき、例えば、第３の溝に面したシリコン膜３６(上記側壁のシリコン膜３６、上記底のシリコン膜３６)、また、シリコン膜４の上に堆積されたＳｉＯ２膜３５上に堆積されたシリコン膜３６等は、完全に除去され、第２の溝４４上に形成されたシリコン膜３６だけを残すような条件に調整される。尚、第１実施形態及び第４実施形態における処理条件Ｃ１でも構わないのは言うまでもない。この場合は、例えば、エッチング時間で調整される。
【０２７９】
ここで、処理ガスとしてのエッチングガスを供給する際には、上述の様に予め除去剤を用いた処理を施しておくことが好ましい。
【０２８０】
続いて、図４０Ｈに示すようにＳｉＯ２膜３５をドライエッチングし、シリコン膜４のコアパターンとＳｉＯ２膜の溝に残ったシリコン膜３６の間のＳｉＯ２膜３５を除去して溝パターンを形成する。次に、図４０Ｉに示すように、図４０Ｈで形成されたパターンをマスクに下地のＳｉＯ２膜３７をドライエッチによりパターンニングする。ＳｉＯ２膜３７のエッチングストッパーとしてここでは一例としてシリコン膜３８が下に敷かれた場合を示している。次に、図４０Ｊに示すようにＳｉＯ２膜をエッチングして出来た溝パターンの中に例えばカーボン系膜３９を埋め込む。カーボン膜の代わりに一般的なレジスト材を用いても良い。溝の底から埋めていく為にスピンコートの方法で塗布するのが望ましい。そして、エッチバックによりパターニングされたシリコン膜４、３６の表面が出るまでエッチングする。
【０２８１】
次に、図４０Ｋに示すようシリコン膜が表面のパターンをカーボン系膜３９は削れないエッチング条件で除去する。この時まずシリコン膜４、３６のエッチングを行う。下地のＳｉＯ２膜と共にカーボン系膜９に対しても高い選択性のある膜が望ましく、例えばＩＦ７のガスエッチングを用いる。ＩＦ７ガスの供給条件は、流量１リットル(仮に中心の条件のみを示す)、圧力２００〜５００Ｐａ付近で温度は３０℃〜５０℃で実施する。ここで、第１実施形態及び第４実施形態における処理条件Ｃでも構わないのは言うまでもない。この時、縦型装置においては、ウエハ裏面が露出しているため、ウエハ裏面のシリコン膜を同時に除去する事ができる。一方、枚葉装置の場合においても、ＩＦ７ガス供給時にウエハ６０をウエハ支持ピン４１４で浮かす事によって、エッチングガスをウエハ裏面へ送り込むことでウエハ裏面のシリコン膜を同時に除去する事ができる。なお、この時、ウエハ６０をウエハ支持ピン４１４で支持した後で除去ガスを供給しても良い。この場合は、ウエハ表面のシリコン電極（パターン）とウエハ裏面に除去ガスが晒される時間が異なるため、ウエハ表面に除去ガスが多く晒されることとなる。
【０２８２】
次に、ＳｉＯ２膜エッチングに切り替えて下地のシリコン膜３８をエッチングストッパーとしてＳｉＯ２膜３７をエッチングする。次に、図４０Ｌに示すように引き続きシリコン膜３８と電極としてのＴｉＮ膜６２の２層をエッチングする。そしてアッシングによりカーボン系膜３９を除去する。この時のアッシングは酸素系ガスを含まないアッシングの方が好ましい。次に図４０Ｍに示すようにパターニングされたシリコン膜８とＴｉＮ膜６２をマスクに下地のＳｉＯ２膜１０に溝を形成する。バックエンドプロセスにおける銅ダマシンプロセスの溝パターンがリソグラフィでの解像限界未満のピッチで形成する事ができる。
【０２８３】
また、本実施形態(第５実施形態)では、除去ガスやエッチングガスを用いて対象の膜を直接除去する工程について記したが、これに限らず、ハロゲン塩ガスをシリコン酸化膜と反応させて反応物を生成し、反応物を加熱・気化させて除去させても良い。
【０２８４】
また、本実施形態(第５実施形態)では、変性層として、シリコン含有膜の上部に形成されたシリコン酸化膜について記したが、これに限るものではない。例えば、レジストアッシングする際に水素と窒素を用いたプラズマ処理が行われた際に、基板や基板に形成された膜の表面に窒化膜が形成される。この窒化膜が存在する場合も上述と同様の問題を生じる可能性が有り、シリコン含有膜を除去する前に窒化膜（変性層）を除去することで残留する窒化膜の量を抑制することができる。
【０２８５】
また、上述したように本実施形態(第５実施形態)によれば、除去剤でシリコン膜に形成された変性層を除去し、シリコン膜をエッチングガスで除去する例を示したがこれに限るものでは無い。例えば、シリコンを主成分とするダミーゲート電極を除去する際に、ダミーゲート電極の表面に形成された自然酸化膜を除去剤で除去した後に、ダミーゲート電極をエッチングガスで除去する様に構成しても良いし、電極形成用のモールドシリコン膜の表面に形成された自然酸化膜を除去剤で除去した後に、モールドシリコン膜をエッチングガスで除去する様に構成しても良い。
【０２８６】
このように、本実施の形態(第５実施形態)によれば、基板に形成された半導体デバイスに自然酸化膜が堆積されていたとしても、除去剤でシリコン膜に形成された変性層を除去し、変性層で覆われていたシリコン膜を表面に露出させ、このシリコン膜をエッチングガスで除去することができる。特に、本実施の形態において、Ｓｉ膜とＳｉ膜以外の膜とでは、著しく顕著な選択性を有する七フッ化ヨウ素(ＩＦ７)ガスをエッチングガスとして用いることができる。
【０２８７】
（４）本実施形態に係る効果   本実施形態によれば、以下(ａ)〜(ｄ)に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【０２８８】
（ａ）フッ素を含むエッチングガスを用いてＳｉ膜を選択的に除去するガスエッチング処理において、シリコン除去反応を阻害する変性層を事前に除去することができる。
【０２８９】
（ｂ）また、フッ素を含むエッチングガスを用いてＳｉ膜を選択的に除去するガスエッチング処理において、除去対象のシリコン含有膜表面に存在した変性層に起因する残渣を抑制することができる。
【０２９０】
（ｃ）また、前記変性層に起因する残渣によって基板処理装置が汚染されることを抑制することができる。
【０２９１】
（ｄ）また、フッ素を含むエッチングガスを用いてＳｉ膜を選択的に除去するガスエッチング処理において、除去対象のシリコン含有膜に覆われた箇所に存在した変性層に起因する残渣を抑制することができる。
【０２９２】
（ｅ）また、除去ガスで変性層を除去した後にフッ素含有ガスでシリコン含有膜を除去することで、基板に形成された電極を倒壊させることなく、シリコン含有膜を除去することができる。
【０２９３】
（ｆ）また、シリコン含有膜除去工程後に変性層の除去工程を行うことで、シリコン含有膜と電極との界面に形成された酸化膜を除去することができる。
【０２９４】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【０２９５】
また、前記実施形態では、１台の基板処理装置において、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理と第３のエッチング処理とを行うように構成したが、第１のエッチング処理と第２のエッチング処理と第３のエッチング処理を、それぞれ別の基板処理装置で行うように構成することも可能である。
【０２９６】
次に、基板を処理フローの他の態様として、前述の図３９を用いて例示した基板の処理フローについて、その要素ごとに分割して異なる場所で行う場合を例示する。
【０２９７】
図４１Ａに、基板処理フローの他の態様を例示する。ここでは、変性層除去工程Ｓ３０を変性層除去装置６１０で行った後、シリコン含有膜除去工程Ｓ６０をシリコン含有膜除去装置６１２で行っている。また、変性層抑制工程Ｓ４０として、基板を不活性ガス雰囲気の容器６１１に格納して搬送することで、新たな変性層の発生を抑制している。かかる形態の具体例としては、例えば、ウェット洗浄装置により変性層膜を除去し、Ｎ２パージＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）を使用して基板をシリコン含有膜の除去を行う装置に搬送する、という例が挙げられる。また、変性層除去方法は、ウェット洗浄に限らず、ガスを用いたドライプロセスであっても良い。ここで、変性層の除去方法及び新たな変性層の抑制方法は、当業者であれば、本発明にかかる技術思想の範囲内で、多様な改良、変更、付加が可能である。
【０２９８】
図４２Ｂには、基板処理フローの更に他の態様を例示する。ここでは、クラスタ型の基板処理装置を用いて、変性層除去用の反応室６１３とシリコン含有膜除去用の反応室６１４とを、不活性ガスでパージされた真空搬送室６１５で連結し、一連の処理を連続的に行う場合を例示している。ここでは、変性層除去工程Ｓ３０及びＳ７０を反応室６１３で、変性層抑制工程Ｓ４０を真空搬送室６１５で、シリコン含有膜除去工程Ｓ６０を反応室６１４で行っている。なお、変性層除去工程Ｓ３０とＳ７０を別々の反応室で行っても良い。
【０２９９】
本実施形態では、第１の処理ユニットにおいてヒータ及び冷却剤供給路を用いてウエハ温度を調整したが、それに限らず、液化温度が室温より低い温度のエッチングガスであれば、ヒータを用いずに、冷却剤で温度調整をしても良い。又、循環させる液温を調整することで、冷却と加熱の両方の機能を持った温度制御機構としても良い。
【０３００】
また、前記実施形態では枚葉装置を例にして説明したが、本発明は、例えば水平姿勢の基板をボート上に複数積み重ね、そのボートを処理室内へ搬入した状態で処理を行う縦型装置にも適用することができる。第１実施形態において、前述したステップＳ５のサイドウォール形成を行った基板を、ボート上に複数搭載して処理室内へ搬入し、前述したステップＳ６のコアパターン除去処理を行う。そして、コアパターン除去処理が終了すると、ボートを処理室外へ搬出し、他の処理装置において、前述したステップＳ７以降の処理を行う。第２実施形態において、第２実施例の図２６に示すシリコンハードマスクが形成された基板や、第３実施例のダミーポリシリコン膜や、第４実施例のリン添加ポリシリコン膜が形成された基板を、ボート上に複数搭載して処理室内へ搬入し、前述した第２実施例のシリコンハードマスク除去処理や、第３実施例のダミーポリシリコン膜除去処理や、第４実施例のリン添加ポリシリコン膜除去処理を行う。
【０３０１】
このとき、縦型装置においても、コアパターン除去処理のエッチングガスとしてＩＦ７ガスを用い、枚葉装置の場合と同様の温度や圧力条件でエッチング処理を行う。こうして、縦型装置においても、第１実施形態においては、サイドウォール膜であるＳｉＯ２膜１０と下地のＳｉ３Ｎ４膜５とに対して、高選択的にＳｉのコアパターン４をエッチングすることができる。
【０３０２】
好ましくは、縦型装置においても、例えば、第１実施形態において、コアパターン除去処理における、（ｄ）ＩＦ７ガスによるエッチング処理、（ｅ）例えばＯ３ガス（オゾンガス）によるエッチング処理、（ｆ）ＩＦ７ガスによるエッチング処理を、この順に実施する。例えば、第２実施形態において、第２実施例のシリコンハードマスク除去処理における、（ｄ）ＩＦ７ガスによるエッチング処理、（ｅ）例えばＯ３ガス（オゾンガス）によるエッチング処理、（ｆ）ＩＦ７ガスによるエッチング処理を、この順に実施する。ここで、上述の（ｄ）と（ｆ）の処理条件は、枚葉装置の場合と同様の温度や圧力である。  詳しくは、処理室内へＩＦ７ガスを導入して、ＩＦ７ガスによる第１のエッチング処理を行い、その後、処理室内を不活性ガスで置換する。その後、処理室内へＯ３ガスを導入して、Ｏ３ガスによる第２のエッチング処理を行い、その後、処理室内を不活性ガスで置換する。その後、ＩＦ７ガスによる第３のエッチング処理を行う。
【０３０３】
このようにすると、縦型装置においても、例えば、第１実施形態において、基板表側のＳｉコアパターン４を除去すると同時に、図１５に示すように、基板裏側においてはＳｉ膜２とＣＨＭ膜３とＳｉ膜４との積層膜を除去することができる。詳しくは、処理（ｄ）により、基板表側のＳｉコアパターン４と基板裏側のＳｉ膜４を除去し、処理（ｅ）により、基板裏側のＣＨＭ膜３を除去し、処理（ｆ）により、基板裏側のＳｉ膜２を除去することができる。例えば、第２実施形態において、基板表側のシリコンハードマスクを除去すると同時に、図２８，図２９に示すように、基板裏側においてはシリコン反射防止膜２とカーボン膜３とシリコンハードマスク４との積層膜を除去することができる。詳しくは、処理（ｄ）により、基板表側のシリコンハードマスク４と基板裏側のシリコン反射防止膜２を除去し、処理（ｅ）により、基板裏側のカーボン膜３を除去し、処理（ｆ）により、基板裏側のシリコンハードマスク４を除去することができる。
【０３０４】
また、本発明は、半導体メモリの一種であるＤＲＡＭの素子構造や、トランジスタのゲート電極形成等、種々のＳＡＤＰ法に適用することができる。  また、本発明は、ＳＡＤＰプロセスの下地にある多層ハードマスクの構造には限定されない。プロセスの種類に応じて、例えば、Ｓｉ基板上にＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２の３層のハードマスクがある場合でもよいし、Ｓｉ３Ｎ４膜とＳｉＯ２膜の２層のハードマスクがある場合であってもよいし、それ以外であってもよい。
【０３０５】
また、本発明において、フッ素を含むエッチングガスを用いたＳｉ膜の選択ドライエッチングにおいて、除去対象のシリコン含有膜表面に存在する変性層を除去する工程と、新たな変性層の発生を抑制する工程と、除去対象のシリコン含有膜に覆われた箇所に存在する変性層を除去する工程と、を組み合わせることで、不要な変性層は除去しながら、シリコンの選択除去が可能な基板処理方法及び基板処理装置を提供するものであって、基板の同時処理枚数、基板を保持する向き、希釈用ガスやパージ用ガスの種類、クリーニング方法、基板処理室や加熱機構及び冷却機構の形状等で実施範囲を限定されるものではない。
【０３０６】
また、本発明では、基板に形成された変性層およびシリコン含有膜のいずれか又は両方をドライエッチングする工程に限らず、基板処理室内に堆積した変性層やシリコン含有膜の除去（クリーニング）工程も行うことができる。
【０３０７】
また、本実施形態においては、従来から、更なる高集積化を図る為にパターンの微細化が進められているが、微細化が進むにつれて、微細化したパターン固有の問題が生じている。その一例として、ウェットエッチング時の液体の表面張力によるパターン倒れが挙げられる。例えば、シリコン(Ｓｉ)の除去工程では、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(ＴＭＡＨ)等によるエッチング後に純水洗浄し、純水より表面張力の小さいイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で置換ながら乾燥を行うことで洗浄液の表面張力によるパターンの倒壊を防止していた。しかしながら、パターンの微細化に伴い、この方法を用いてもパターンの倒壊を防ぎきれなくなっている。この問題を解決する手段として、本発明におけるヨウ素を含むエッチングガスによってシリコンの除去を行うドライエッチングによれば、今後のパターンの微細化にも適用できる。
【０３０８】
更に、本実施形態においては、ＮＡＮＤフラシュメモリなどの３Ｄ構造のデバイスの製造において、従来のプラズマを用いた反応性イオンエッチングでは、ポリシリコン(Ｐｏｌｙ-Ｓｉ)膜をポリシリコン以外の膜(例えば、シリコン酸化(ＳｉＯ２)膜、シリコン窒化(ＳｉＮ)膜、シリコン酸窒化(ＳｉＯＮ)膜、カーボン(Ｃ)膜等)に対して高選択に除去することは困難であった。つまり、ポリシリコン(Ｐｏｌｙ-Ｓｉ)膜とシリコン酸化(ＳｉＯ２)膜の積層構造で貫通溝をくり抜いた後に側壁に露出したポリシリコン(Ｐｏｌｙ-Ｓｉ)膜とシリコン酸化(ＳｉＯ２)膜の層のうち、ポリシリコン(Ｐｏｌｙ-Ｓｉ)膜のみをエッチングすることは、従来のプラズマを用いた反応性イオンエッチングでは、ポリシリコン以外の膜との選択性の問題や、等方性エッチングが必要になる点から非常に困難であった。また、ハードマスク膜(例えば、カーボン膜等)との選択性の問題もあった。このようなパターンの微細化に伴うデバイス構造の煩雑化に対応が困難であった。この問題を解決する手段として、本発明におけるエッチングガスによって、プラズマレスで等方性エッチングにより、シリコンの除去を行うドライエッチングによれば、今後のパターンの微細化にも適用できる。特に、エッチングガスとして七フッ化ヨウ素を含むヨウ素含有ガス(ヨウ素を含むガス)を用いることにより、既存のエッチングガスと比較して、その化学的性質からシリコン以外の膜との選択性良く、シリコンの除去を行うことができる。従い、今後のパターンの微細化に伴うデバイス構造の煩雑化に適用できる。
【０３０９】
また、本発明は、半導体製造装置だけでなく、ＬＣＤ製造装置のようなガラス基板を処理する装置にも適用できる。また、本発明は、多枚葉型やインライン型やクラスタ型等の種々の型の枚葉装置や、横型の基板処理装置等にも適用できる。本実施形態に係る基板処理装置のような半導体ウエハを処理する半導体製造装置などに限らず、ガラス基板を処理するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）製造装置、太陽電池製造装置等の基板処理装置、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）製造装置にも適用できる。
【０３１０】
以下に本発明の好ましい態様について付記する。＜付記１＞  本発明の一態様によれば、基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、  前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、  前記サイドウォール形成工程後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、  を含む微細パターン形成方法であって、  前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去する微細パターン形成方法が提供される。
【０３１１】
＜付記２＞  付記１の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記コアパターン形成工程は、露光現像工程とドライエッチング工程とを含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３１２】
＜付記３＞  付記２の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記基板は、その表側において、前記コアパターンを構成する膜の上に形成されたハードマスク膜と、前記ハードマスク膜の上に形成された反射防止膜と、前記反射防止膜の上に形成されたレジスト膜とを有し、  前記露光現像工程では、前記所定の線幅のレジストパターンを形成するように前記レジスト膜を露光した後に現像し、  前記ドライエッチング工程では、前記レジストパターンをマスクにして、前記反射防止膜と前記ハードマスク膜とをエッチングして、前記コアパターンを形成する微細パターン形成方法が提供される。
【０３１３】
＜付記４＞  付記３の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記基板は、その裏側において、前記基板の表側の前記コアパターンと同一材質の膜である裏側コア材質膜と、前記裏側コア材質膜の上に形成された裏側ハードマスク膜と、前記裏側ハードマスク膜の上に形成された裏側反射防止膜とを有し、  前記コアパターン除去工程において、前記裏側反射防止膜と前記裏側ハードマスク膜と前記裏側コア材質膜とを除去する微細パターン形成方法が提供される。
【０３１４】
＜付記５＞  付記４の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記コアパターン除去工程は、前記裏側反射防止膜を除去する第１のエッチング工程と、前記裏側ハードマスク膜を除去する第２のエッチング工程と、前記裏側コア材質膜を除去する第３のエッチング工程とを有する微細パターン形成方法が提供される。
【０３１５】
＜付記６＞  付記５の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記第１及び第２のエッチング工程では、前記エッチングガスとしてＩＦ７が用いられる微細パターン形成方法が提供される。
【０３１６】
＜付記７＞  付記１の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記コアパターンを構成する膜はシリコンであり、前記サイドウォールを構成する膜はシリコン酸化膜である微細パターン形成方法が提供される。
【０３１７】
＜付記８＞  付記３の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記反射防止膜の材質はシリコンであり、前記ハードマスク膜の材質はカーボンを含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３１８】
＜付記９＞  付記１の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記サイドウォールの線幅は、前記コアパターンの線幅よりも小さい微細パターン形成方法が提供される。
【０３１９】
＜付記１０＞  付記１の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記コアパターン除去工程において、前記基板の温度は３０〜５０℃である微細パターン形成方法が提供される。
【０３２０】
＜付記１１＞  更に、好ましくは、付記１ないし付記１０の微細パターン形成方法を用いる半導体装置の製造方法が提供される。
【０３２１】
＜付記１２＞  本発明の他の態様によれば、基板表側において所定の線幅のコアパターンを形成するコアパターン形成工程と、  前記コアパターン形成工程で形成したコアパターンに対し、サイドウォールを形成するサイドウォール形成工程と、  前記サイドウォール形成工程後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するコアパターン除去工程と、  を含む半導体装置の製造方法であって、  前記コアパターン除去工程において、前記コアパターンの除去と並行して、前記コアパターン形成工程で基板裏側に堆積した膜を除去する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３２２】
＜付記１３＞  本発明の更に他の態様によれば、所定の線幅のコアパターンと該コアパターンに対し形成されたサイドウォールとを表側に有し、前記コアパターンと同一材料で構成されるコア材質膜を裏側に有する基板を、収容する処理室と、  前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去する、フッ素を含むエッチングガスを前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  前記コアパターンの除去と前記コア材質膜の除去とを行うよう、前記処理室へ前記エッチングガスを供給するよう前記ガス供給部を制御する制御部と、  を備える基板処理装置が提供される。
【０３２３】
＜付記１４＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側に所定の線幅のコアパターンを形成する手順と、  前記コアパターンに対し、サイドウォールを形成する手順と、  前記サイドウォールを形成後に、フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記サイドウォールを残した状態で前記コアパターンを除去するとともに、前記コアパターンを形成する手順実施時に基板裏側に堆積した膜を除去する手順と、  をコンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体が提供される。
【０３２４】
＜付記１５＞  本発明の更に他の態様によれば、少なくとも、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、基板に形成する成膜工程と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記成膜工程において前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、  を含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３２５】
＜付記１６＞  付記１５の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記シリコンハードマスク除去工程は、前記第１の膜を除去する第１のエッチング工程と、前記第１のエッチング工程の後で前記第２の膜を除去する第２のエッチング工程と、前記第２のエッチング工程の後で前記第３の膜を除去する第３のエッチング工程とを含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３２６】
＜付記１７＞  付記１６の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記第１のエッチング工程及び第３のエッチング工程では、前記エッチングガスとしてＩＦ７ガスが用いられる微細パターン形成方法が提供される。
【０３２７】
＜付記１８＞  更に、好ましくは、付記１５ないし付記１７の微細パターン形成方法であって、  前記シリコンハードマスクの膜厚と、前記シリコン反射防止膜の膜厚が同じである微細パターン形成方法が提供される。
【０３２８】
＜付記１９＞  更に、好ましくは、付記１５ないし付記１８の微細パターン形成方法であって、  前記成膜工程において、前記シリコンハードマスクの形成より前に、多層ハードマスクを形成し、前記カーボン膜の膜厚と、前記多層ハードマスクの膜厚が同じである微細パターン形成方法が提供される。
【０３２９】
＜付記２０＞  更に、好ましくは、付記１５ないし付記１９の微細パターン形成方法を用いる半導体装置の製造方法が提供される。
【０３３０】
＜付記２１＞  基板表側に第１のシリコン膜が形成され、基板裏側において、第２のシリコン膜、カーボン膜、第３のシリコン膜が、この順に形成された基板を、処理室へ搬入する基板搬入工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記第１のシリコン膜を除去するとともに、並行して、前記第３のシリコン膜、前記カーボン膜、前記第２の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を行った基板を処理室から搬出する基板搬入工程と、  を含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３３１】
＜付記２２＞  本発明の更に他の態様によれば、少なくとも、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、基板に形成する手順と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成手順と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成手順と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成手順と、  フッ素を含むエッチングガスを用い、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去するとともに、前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去手順と、  をコンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体が提供される。
【０３３２】
＜付記２３＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側に第１のシリコン膜が形成され、基板裏側において、第２のシリコン膜、カーボン膜、第３のシリコン膜が、この順に形成された基板を、収容する処理室と、  前記第１のシリコン膜の除去と並行して、前記第３のシリコン膜、前記カーボン膜、前記第２のシリコン膜を除去するエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  を備える基板処理装置が提供される。
【０３３３】
＜付記２４＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板を、処理室へ搬入する基板搬入工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  前記エッチング工程を行った基板を処理室から搬出する基板搬入工程と、  を含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３３４】
＜付記２５＞  付記２４の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記エッチング工程において前記シリコン膜を除去した後、前記溝部内に金属含有膜が形成される工程を含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３３５】
＜付記２６＞  付記２４又は付記２５の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記溝部が、前記ゲート電極のチャネル長方向において複数設けられ、前記複数の溝部のチャネル長方向の長さが互いに異なる微細パターン形成方法が提供される。
【０３３６】
＜付記２７＞  更に、好ましくは、付記２４ないし付記２６の微細パターン形成方法を用いる半導体装置の製造方法が提供される。
【０３３７】
＜付記２８＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板に対し、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング手順を、コンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体が提供される。
【０３３８】
＜付記２９＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内にシリコン膜が形成された基板を、収容する処理室と、  前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去する、フッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  を備える基板処理装置が提供される。
【０３３９】
＜付記３０＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板を、処理室へ搬入する基板搬入工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  前記エッチング工程を行った基板を処理室から搬出する基板搬入工程と、  を含む微細パターン形成方法が提供される。
【０３４０】
＜付記３１＞  付記３０の微細パターン形成方法であって、好ましくは、  前記溝部が、前記ゲート電極のチャネル長方向において複数設けられ、前記複数の溝部のチャネル長方向の長さが互いに異なる微細パターン形成方法が提供される。
【０３４１】
＜付記３２＞  更に、好ましくは、付記３０又は付記３１の微細パターン形成方法を用いる半導体装置の製造方法が提供される。
【０３４２】
＜付記３３＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板に対し、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング手順を、コンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能に記録した記録媒体が提供される。
【０３４３】
＜付記３４＞  本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、Ｓｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であってゲート電極が埋め込まれるための溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜が形成された基板を、収容する処理室と、  前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去する、フッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  を備える基板処理装置が提供される。
【０３４４】
＜付記３５＞  本発明の更に他の態様によれば、基板に、多層ハードマスク膜、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、それぞれ堆積する成膜工程と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記成膜工程において前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、  前記多層ハードマスク膜のパターンを用いて所定のパターンを形成するパターン形成工程と、  を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３４５】
＜付記３６＞  本発明の更に他の態様によれば、少なくともシリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜が、それぞれ堆積された基板を、収容する処理室と、  前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去する、フッ素を含むエッチングガスを、前記処理室へ供給するガス供給部と、  前記処理室内の雰囲気を排気する排気部と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成工程と、前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成工程と、前記エッチングガスを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去する際、前記基板の裏面側に堆積された前記第１の膜、前記第２の膜、前記第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去工程と、を実行する制御部と、  を備える基板処理装置が提供される。
【０３４６】
＜付記３７＞  本発明の更に他の態様によれば、シリコンハードマスク膜、カーボン膜、シリコン反射防止膜、レジスト膜を、少なくとも基板に形成する手順と、  前記レジスト膜を加工して所定の線幅のレジストパターンを形成するレジストパターン形成手順と、  前記レジストパターンを用いて、前記カーボン膜のパターンを形成するカーボン膜パターン形成手順と、  前記カーボン膜のパターンを用いて、前記シリコンハードマスク膜のパターンを形成するシリコンハードマスクパターン形成手順と、  フッ素を含むエッチングガスを用い、前記シリコンハードマスク膜のパターンを除去するとともに、前記基板の裏側に堆積された、前記シリコン反射防止膜と同一材料の第１の膜、前記カーボン膜と同一材料の第２の膜、前記シリコンハードマスク膜と同一材料の第３の膜を除去するシリコンハードマスク除去手順と、  をコンピュータに実行させるプログラムを読取可能に記録した記録媒体が提供される。
【０３４７】
＜付記３７＞   本発明の更に他の態様によれば、基板表側において、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であって、この溝部内にシリコン膜を埋め込みゲート電極を形成する工程と、フッ素を含むエッチングガスを前記基板に接触させて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【０３４８】
＜付記３７＞   本発明の更に他の態様によれば、基板表面にＳｉ−Ｆｉｎ構造が形成され、底部にゲート酸化膜が形成された溝部であって、この溝部内に、III族又はＶ族の不純物が含まれるシリコン膜を埋め込みゲート電極を形成する工程と、  フッ素を含むエッチングガスを用いて、前記ゲート酸化膜を除去することなく、前記溝部内に形成された前記シリコン膜を除去するとともに、基板裏側において、前記シリコン膜と同一材料の第１の膜を除去するエッチング工程と、  を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【０３４９】
＜付記３８＞   本発明の更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成する工程と、前記微細パターンの間に形成された第１の溝を有する基板に酸化膜を形成して第２の溝を形成する工程と、
前記酸化膜の上に前記シリコンを主成分とする膜を形成する工程と、
前記シリコンを主成分とする膜に、ハロゲン元素を含むエッチングガスを供給し、前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３５０】
＜付記３９＞   付記３８に記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する工程では、前記基板を支持部で支持した後で当該エッチングガスを供給する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３５１】
＜付記４０＞   付記３８に記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する工程では、当該エッチングガスを供給中に前記基板を支持部で支持する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３５２】
＜付記４１＞   付記３８乃至付記４０のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する工程の前に、前記シリコンを主成分とする膜の上に形成された自然酸化膜を除去する工程を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３５３】
＜付記４２＞   付記３８乃至付記４１のいずれかに記載された半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記エッチングガスは、ヨウ素を含むヨウ素含有ガスである半導体装置の製造方法が提供される。
【０３５４】
＜付記４３＞   他の態様によれば、
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成させる手順と、前記微細パターンの間に形成された第１の溝を有する基板に、酸化膜を形成して第２の溝を形成させる手順と、
前記酸化膜の上に前記シリコンを主成分とする膜を形成させる手順と、
前記シリコンを主成分とする膜に、フッ素を含むエッチングガスを供給し、前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去させる手順と、をコンピュータに実行させるプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体が提供される。
【０３５５】
＜付記４４＞   付記４３に記載されたプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する手順では、前記基板を支持部で支持した後で当該エッチングガスが供給されるプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体が提供される。
【０３５６】
＜付記４５＞   付記４３に記載されたプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する手順では、当該エッチングガスを供給中に前記基板を支持部で支持するプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体が提供される。
【０３５７】
＜付記４６＞   付記４３乃至付記４５のいずれかに記載されたプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体であって、好ましくは、
前記エッチングガスを供給する手順の前に、前記シリコンを主成分とする膜の上に形成された自然酸化膜を除去する手順を有するプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体が提供される。
【０３５８】
＜付記４７＞   付記４３乃至付記４６のいずれかに記載されたプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体であって、好ましくは、
前記エッチングガスは、ヨウ素を含むガス(ヨウ素含有ガス)であるプログラム及びこのプログラムを読取可能な記録媒体が提供される。
【０３５９】
＜付記４８＞   更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成させる手順と、前記微細パターンで構成された第１の溝が形成された基板に、酸化膜を形成し第２の溝を形成する工程と、
前記酸化膜上にシリコンを主成分とする膜を形成する工程と、
前記第２の溝の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３６０】
＜付記４９＞   付記４８の半導体装置の製造方法であって、好ましくは、
前記第２の溝の幅は前記第１の溝の幅よりも短く構成されている半導体装置の製造方法が提供される。
【０３６１】
＜付記５０＞   更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする膜の微細パターンを形成させる手順と、前記微細パターンで構成された第１の溝を有する基板を収容する処理室と、
前記基板に酸化膜原料を供給する酸化膜原料供給部と、
前記基板にシリコン原料を供給するシリコン原料供給部と、
前記基板にフッ素を含むエッチングガスを供給する除去剤供給部と、
前記酸化膜原料と前記シリコン原料と前記ハロゲン元素を順に供給するように前記酸化膜原料供給部と前記シリコン原料供給部と前記除去剤供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０３６２】
＜付記５１＞   更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする突起の間に形成された第１の溝を有する基板を収容する処理室と、
前記基板に酸化膜原料を供給する酸化膜原料供給部と、
前記基板にシリコン原料を供給するシリコン原料供給部と、
前記基板にフッ素を含むエッチングガスを供給する除去剤供給部と、
前記酸化膜原料を前記基板に供給し、前記基板に第２の溝を形成する工程と、前記シリコン原料を前記基板に供給しシリコンを主成分とする膜を形成する工程と、前記エッチングガスを前記シリコンを主成分とする膜に供給して前記第２の溝上の前記シリコンを主成分とする膜以外の前記シリコンを主成分とする膜を除去する工程とを順に行うように前記酸化膜原料供給部と前記シリコン原料供給部と前記除去剤供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０３６３】
＜付記５２＞   付記５１に記載の基板処理装置であって、好ましくは、
前記制御部は、前記基板を前記支持部で支持した後に前記エッチングガスを供給するように前記支持部と前記ガス供給部を制御する基板処理装置が提供される。
【０３６４】
＜付記５３＞   付記５１に記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記制御部は、前記基板への前記エッチングガスの供給中に前記基板支持部で支持するように前記支持部と前記ガス供給部を制御する。
【０３６５】
＜付記５４＞   付記５１乃至付記５３のいずれかに記載された基板処理装置であって、好ましくは、
前記基板に自然酸化膜除去剤を供給する除去剤供給部を有し、
前記エッチングガスの供給前に、前記除去剤を供給するように前記ガス供給部と前記除去剤供給部を制御する基板処理装置が提供される。
【０３６６】
＜付記５５＞   更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする突起が形成された基板を収容する処理室と、
前記基板に酸化膜原料を供給する酸化膜原料供給部と、
前記基板にシリコン原料を供給するシリコン原料供給部と、
前記基板にフッ素を含むエッチングガスを供給する除去剤供給部と、
前記酸化膜原料と前記シリコン原料と前記フッ素を含むエッチングガスを順に供給するように前記酸化膜原料供給部と前記シリコン原料供給部と前記除去剤供給部を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０３６７】
＜付記５６＞   更に他の態様によれば、
シリコンを主成分とする突起で構成された第１の溝と、当該第１の溝の中であって、酸化膜を介して形成された第２の溝と、当該第２の溝に形成されたシリコンを主成分とする膜とが形成された基板を処理室に搬入する工程と、
前記膜にフッ素を含むエッチングガスを供給し、前記第２の溝上の前記膜以外の前記膜を除去する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０３６８】
この出願は、２０１３年１０月２２日に出願された日本出願特願２０１３−２１９５８４、２０１３年１１月２９日に出願された日本出願特願２０１３−２４８０５４、２０１４年４月３０日に出願された日本出願特願２０１４−０９３７５１をそれぞれ基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【０３６９】
本発明は、次世代の半導体デバイス製造工程の一工程であるエッチング工程に適用される。
【符号の説明】
【０３７０】
１…レジストパターン、２…Ｓｉ膜（反射防止膜）、３…ＣＨＭ膜、４…エッチング対象膜（Ｓｉ膜）、５…Ｓｉ３Ｎ４膜、６…ＳｉＯ２膜、７…Ｓｉ３Ｎ４膜、８…ＳｉＯ２膜、９…Ｓｉ基板、１０…ＳｉＯ２膜、１１ａ，１１ｂ…ダミーポリシリコン電極、１１ｃ…ポリシリコン膜、１１ｄ…リン添加ポリシリコン電極、１１ｅ…リン添加ポリシリコン、１２…サイドウォールスペーサ、１３…エッチングストップ層、１４…ＰＭＤ（Pre Metal Dielectric）、１５ａ…ゲート酸化膜、１５ｂ…酸化膜、１６…Ｓｉ‐Ｆｉｎ、１７…ＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)、１８…ソース／ドレインエピタキシャル層、１９…シリコン基板、２０…基板処理装置、２１…溝、２５…多層ハードマスク膜、２６…被パターニング層、２７…ＳｉＯ２膜、２８…Ｓｉ膜、２９…Ｓｉ３Ｎ４膜、３５…ＳｉＯ２膜、３６…Ｓｉ膜(エッチング対象膜)、３７…ＳｉＯ２膜、３８…Ｓｉ膜、３９…ＣＨＭ膜、４３…第１の溝、４４…第２の溝、４５…第３の溝、６０…ウエハ、６１…Ｓｉ３Ｎ４膜、６２…ＴｉＮ膜（ＴｉＮ電極）、６３…Ｓｉ３Ｎ４膜（電極の倒壊防止用支持部）、６４…シリコン含有膜、６５ａ…変性層、６５ｂ…界面変性層、６６…埋め込み膜、６７…Ｓｉハードマスク膜、１００…ＥＦＥＭ、１１０…ＦＯＵＰ、１２０…ロードポート、１３０…大気搬送ロボット、１３１…ツィーザ、２００…ロードロックチャンバ部、２１０…バッファユニット、２１１…ボート、２１２…インデックスアセンブリ、２２０…バッファユニット、２２１…ボート、２２２…インデックスアセンブリ、２５０，２６０…ロードロックチャンバ、３００…トランスファーモジュール部、３１０…トランスファーモジュール、３１１〜３１４…ゲートバルブ、３２０…真空搬送ロボット、３２１…フィンガー、４００…プロセスチャンバ部、４１０…第１の処理ユニット、４１１…サセプタテーブル、４１３…リフターピン、４１４…支持部、４３０…ガスバッファ室、４３１…処理容器、４３２…共振コイル、４３３…ガス導入口、４４５…処理室、４４６…側壁、４４８…ベースプレート、４５３…Ｏリング、４５４…トッププレート、４５４ａ…蓋部、４５４ｂ…支持部、４５８…バッフルリング、４５９…サセプタ、４６１…支柱、４６３…ヒータ、４６４…サセプタ冷却剤流路、４６５…排気板、４６７…ガイドシャフト、４６９…底板、４７１…昇降板、４７２…昇降シャフト、４７３…昇降駆動部、４７４…第１排気室、４７５…排気連通孔、４７６…第２排気室、４７９…圧力調整バルブ、４８０…排気管、４８１…排気ポンプ、４８２…第１のガス供給ユニット（第１のガス供給部）、４８２ａ…ガス供給管、４８２ｂ…第１ガス源、４８２ｃ，４８２ｇ…マスフローコントローラ、４８２ｄ，４８２ｈ…開閉弁、４８２ｅ…不活性ガス供給管、４８２ｆ…不活性ガス源、４８３…第２のガス供給ユニット（第２のガス供給部）、４８３ａ…ガス供給管、４８３ｂ…第２ガス源、４８３ｃ…マスフローコントローラ、４８３ｄ…開閉弁、４８４…シャワープレート、４８４ａ…板部、４８４ｂ…孔部、４８５…ヒータ温度制御部、４８６…冷却剤流量制御部、４８７…ヒータ電力供給線、４８８…温度検出部、４８９…外部冷却剤流路、４９１…冷却剤供給ユニット、４９２…冷却剤温度検出部、５１０…第２の処理ユニット、５１１…サセプタテーブル、５１３…リフターピン、５１４…支持部、５２１…共振コイル、５２２…可動タップ、５２３…固定グランド、５２４…可動タップ、５２５…高周波電源、５２６…周波数整合器、５２７…ＲＦセンサ、５３０…プラズマ生成室、５３１…反応容器、５３２…外側シールド、５３３…ガス導入口、５４５…処理室、５４６…側壁、５５４…トッププレート、５５８…バッフルリング、５５９…サセプタ、５６１…支柱、５６３…ヒータ、５６５…排気板、５６７…ガイドシャフト、５６９…底板、５７１…昇降板、５７２…昇降シャフト、５７３…昇降駆動部、５７４…第１排気室、５７５…排気連通孔、５７６…第２排気室、５７９…圧力調整バルブ、５８０…排気管、５８１…排気ポンプ、５８２…第３のガス供給ユニット（第３のガス供給部）、５８２ａ…ガス供給管、５８２ｂ…第３ガス源、５８２ｃ，５８２ｇ…マスフローコントローラ、５８２ｄ，５８２ｈ…開閉弁、５８２ｅ…不活性ガス供給管、５８２ｆ…不活性ガス源、５８４…バッフル板、６００…コントローラ（制御部）、６００ａ…ＣＰＵ、６００ｂ…ＲＡＭ、６００ｃ…記憶装置、６００ｄ…Ｉ／Ｏポート、６００ｅ…内部バス、６０１…入出力装置、６０２…外部記憶装置、６１０…シリコン酸化膜除去装置、６３０…混合室。
【図４２】
2015060069.tif 000003
【図１】
2015060069.tif 000004
【図２】
2015060069.tif 000005
【図３】
2015060069.tif 000006
【図４】
2015060069.tif 000007
【図５】
2015060069.tif 000008
【図６】
2015060069.tif 000009
【図７】
2015060069.tif 000010
【図８】
2015060069.tif 000011
【図９】
2015060069.tif 000012
【図１０】
2015060069.tif 000013
【図１１】
2015060069.tif 000014
【図１２】
2015060069.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０Ａ】
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【図４０Ｂ】
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【図４０Ｃ】
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【図４０Ｄ】
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【図４０Ｅ】
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【図４０Ｆ】
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【図４０Ｇ】
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【図４０Ｈ】
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【図４０Ｉ】
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【図４０Ｊ】
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【図４０Ｋ】
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【図４０Ｌ】
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【図４０Ｍ】
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【図４１Ａ】
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【図４１Ｂ】
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【国際調査報告】
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