(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンを含み、開口部を有する基板と、
前記基板の上に設けられ、酸化シリコンおよび窒化シリコンの少なくともいずれかを含み、前記開口部の上方に設けられた孔を有するハードマスクと、
前記ハードマスクの上に設けられ、前記開口部の上方に設けられたパターンを有するレジストマスクと、
を備えた処理物の処理方法であって、
前記処理物に処理液を供給して、前記孔の近傍において、前記ハードマスクの厚みを前記孔の中心側に向かうに従い漸減させる工程と、
前記処理物に、プラズマを用いて生成したラジカルを供給して、前記開口部の開口の周縁に丸みを形成する工程と、
を備えた処理物の処理方法。
【請求項２】
前記処理液は、フッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％以下のフッ酸である請求項１記載の処理物の処理方法。
【請求項３】
前記処理液は、バッファードフッ酸である請求項１記載の処理物の処理方法。
【請求項４】
前記バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度が１ｗｔ％以下である請求項３記載の処理物の処理方法。
【請求項５】
前記開口部の開口の周縁に丸みを形成する工程において、前記基板に対する前記ハードマスクの選択比が、０．５以上、２以下とされる請求項１〜４のいずれか１つに記載の処理物の処理方法。
【請求項６】
前記ラジカルは、フッ素ラジカルである請求項１〜５のいずれか１つに記載の処理物の処理方法。
【請求項７】
シリコンを含み、開口部を有する基板と、
前記基板の上に設けられ、酸化シリコンおよび窒化シリコンの少なくともいずれかを含み、前記開口部の上方に設けられた孔を有するハードマスクと、
前記ハードマスクの上に設けられ、前記開口部の上方に設けられたパターンを有するレジストマスクと、
を備えた処理物の処理装置であって、
前記処理物に処理液を供給して、前記孔の近傍において、前記ハードマスクの厚みを前記孔の中心側に向かうに従い漸減させるウェット処理部と、
前記処理物に、プラズマを用いて生成したラジカルを供給して、前記開口部の開口の周縁に丸みを形成するドライ処理部と、
を備えた処理物の処理装置。
【請求項８】
前記処理液は、フッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％以下のフッ酸である請求項７記載の処理物の処理装置。
【請求項９】
前記処理液は、バッファードフッ酸である請求項７記載の処理物の処理装置。
【請求項１０】
前記バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度が１ｗｔ％以下である請求項９記載の処理物の処理装置。
【請求項１１】
前記ドライ処理部は、前記開口部の開口の周縁に丸みを形成する際に、前記基板に対する前記ハードマスクの選択比が、０．５以上、２以下となるようにする請求項７〜１０のいずれか１つに記載の処理物の処理装置。
【請求項１２】
前記ラジカルは、フッ素ラジカルである請求項７〜１１のいずれか１つに記載の処理物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、処理物の処理方法、および処理物の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、いわゆるＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）工程が行われる場合がある。  
ＳＴＩ工程においては、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）により基板に溝（トレンチ）を形成し、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により溝の内部に酸化シリコンなどの絶縁物を埋め込み、ＣＭＰ（ChemicalMechanical Polishing）により基板の表面を平坦化している。  
また、ＲＩＥにより基板に孔を形成し、ＣＶＤにより孔の内部に酸化シリコンなどの絶縁物を埋め込み、ＣＭＰにより基板の表面を平坦化する場合もある。
【０００３】
近年においては、高集積化を図るために、溝や孔などの開口部の開口寸法が小さくなる傾向にある。そのため、開口部の内部に絶縁物を埋め込むことが困難となっている。  
そこで、ＲＩＥにより溝の開口の周縁に丸み（ラウンド）を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。  
しかしながら、ＲＩＥにより開口部の開口の周縁に丸みを形成すると、開口部の側壁にダメージが発生するおそれがある。
また、溝の開口の周縁に丸み（ラウンド）を形成するために、エッチングマスクとなるハードマスクが、基板主面の表面の少なくとも一部を覆っていない状態でエッチングを行うと、露出した基板主面の表面において、表面変質や表面荒れなどのダメージが基板主面の表面に与えられたり、基板の主面もエッチングされることで、基板の厚さ（高さ寸法）が減少するように変化してしまう。これにより、半導体装置として所望の電気特性が得られないおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１８０９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、開口部の内部に絶縁物を容易に埋め込むことができ、且つ、ダメージの発生を抑制することができる処理物の処理方法、および処理物の処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る処理物の処理方法は、シリコンを含み、開口部を有する基板と、前記基板の上に設けられ、酸化シリコンおよび窒化シリコンの少なくともいずれかを含み、前記開口部の上方に設けられた孔を有するハードマスクと、前記ハードマスクの上に設けられ、前記開口部の上方に設けられたパターンを有するレジストマスクと、を備えた処理物の処理方法である。  
処理物の処理方法は、前記処理物に処理液を供給して、前記孔の近傍において、前記ハードマスクの厚みを前記孔の中心側に向かうに従い漸減させる工程と、前記処理物に、プラズマを用いて生成したラジカルを供給して、前記開口部の開口の周縁に丸みを形成する工程と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、開口部の内部に絶縁物を容易に埋め込むことができ、且つ、ダメージの発生を抑制することができる処理物の処理方法、および処理物の処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】処理物２００を例示するための模式断面図である。
【図２】図１におけるＡ部の模式拡大図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態に係る処理物の処理方法を例示するための模式工程断面図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）におけるＢ部の模式拡大図である。（ｂ）は、図３（ｂ）におけるＣ部の模式拡大図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、レジストマスク１０２の剥離を例示するための模式断面図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、フッ酸におけるフッ化水素の濃度と、フッ酸が浸入する領域の大きさとの関係を例示するための模式断面図である。
【図７】バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度と、バッファードフッ酸が浸入する領域の大きさとの関係を例示するための模式断面図である。
【図８】第２の実施形態に係る処理装置１を例示するためのレイアウト図である。
【図９】ウェット処理部４を例示するための模式断面図である。
【図１０】ドライ処理部５を例示するための模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【００１０】
（第１の実施形態）  
図１は、処理物２００を例示するための模式断面図である。  
図２は、図１におけるＡ部の模式拡大図である。  
図１に示すように、処理物２００には、基板１００、ハードマスク１０１、およびレジストマスク１０２が設けられている。  
基板１００は、例えば、シリコン（Ｓｉ）を含む板状体とすることができる。基板１００は、例えば、半導体ウェーハなどとすることができる。基板１００は、開口部１００ａを有する。開口部１００ａは、例えば、溝や孔などとすることができる。開口部１００ａは、基板１００の内部に設けられている。開口部１００ａは、基板１００を貫通していない。  
ハードマスク１０１は、基板１００の上に設けられている。ハードマスク１０１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる膜とすることができる。ハードマスク１０１は、孔１０１ｂを有する。孔１０１ｂは、開口部１００ａの上方（開口部１００ａの底部とは反対方向）に設けられている。孔１０１ｂは、ハードマスク１０１を貫通している。  
レジストマスク１０２は、ハードマスク１０１の上に設けられている。レジストマスク１０２は、開口部１００ａおよび孔１０１ｂを形成するためのパターン１０２ａを有している。パターン１０２ａは、開口部１００ａの上方に設けられている。
つまり、レジストマスク１０２のパターン１０２ａは、膜状のレジストに開けられた開口であり、基板１００の上方から平面視したとき、パターン１０２ａ、開口部１００ａおよび孔１０１ｂが重なる状態となっている。
【００１１】
開口部１００ａおよび孔１０１ｂは、例えば、以下のようにして形成することができる。
まず、基板１００の上に、ハードマスク１０１を形成する。  
ハードマスク１０１は、例えば、ＣＶＤや熱酸化法などにより形成することができる。
【００１２】
次に、ハードマスク１０１の上に、パターン１０２ａを有するレジストマスク１０２を形成する。  
パターン１０２ａを有するレジストマスク１０２は、例えば、フォトリソグラフィ法などにより形成することができる。
【００１３】
次に、レジストマスク１０２をエッチングマスクとして、ハードマスク１０１に孔１０１ｂを形成し、基板１００に開口部１００ａを形成する。  
開口部１００ａおよび孔１０１ｂは、例えば、ＲＩＥなどの異方性エッチングにより形成することができる。
【００１４】
なお、ハードマスク１０１の形成、レジストマスク１０２の形成、開口部１００ａおよび孔１０１ｂの形成には、既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
【００１５】
ここで、ＲＩＥなどの異方性エッチングにより開口部１００ａおよび孔１０１ｂを形成すると、開口部１００ａの側壁に結晶欠陥などのダメージが発生したり、開口部１００ａの側壁があれた状態となる。  
また、図１、図２に示すように、孔１０１ｂの内部に突出する突出部１０１ａがハードマスク１０１に形成される。  
なぜなら、ハードマスク１０１が基板１００をエッチングするときのマスクとなるように、ハードマスク１０１よりも基板１００の選択比が大きくなるようにエッチングするので、ハードマスク１０１が残ってしまうためである。加えて、ハードマスク１０１の露出面（孔１０１ｂの開口部）のエッチングが一様に進まずにテーパ状に残るのは、ハードマスク１０１のエッチングマスクとなるレジストマスク１０２のパターン１０２ａが、スカム（裾残り）を有することがあり、スカムの下方のハードマスク１０１がエッチングされないためである。
開口部１００ａの側壁にダメージが発生したり、開口部１００ａの側壁があれた状態となったり、突出部１０１ａが形成されたりすると、開口部１００ａの内部に絶縁物を埋め込むことが困難となる。
【００１６】
この場合、ＲＩＥなどの異方性エッチングにより突出部１０１ａを除去すると、開口部１００ａの側壁にさらにダメージが発生したり、開口部１００ａの側壁がさらにあれた状態となったりするおそれがある。
【００１７】
また、ＲＩＥなどの異方性エッチングにより突出部１０１ａを除去する際に、レジストマスク１０２およびハードマスク１０１が部分的に除去されると、基板１００の表面にダメージが発生したり、基板１００の表面があれた状態となったりするおそれがある。  
そのため、開口部１００ａの内部に絶縁物を埋め込むことが困難となったり、半導体装置の性能が低下したりするおそれがある。
【００１８】
これに対して、ＣＤＥ（Chemical Dry Etching）などの等方性エッチングにより突出部１０１ａを除去すると、開口部１００ａの側壁にあるダメージの除去や、開口部１００ａの側壁の状態の改善なども併せて行うことができる。  
ところが、単に、ＣＤＥなどの等方性エッチングにより突出部１０１ａを除去すると、開口部１００ａの開口の周縁に丸み（ラウンド）を形成することができない。
なぜなら、突出部１０１ａの除去を行うには、基板１００およびレジストマスク１０２に対するハードマスク１０１の選択的な除去を行わなければならない上、突出部１０１ａの除去を行いつつ開口部１００ａに丸みを形成するように、ハードマスク１０１と基板１００を同時にエッチングする必要がある。しかしながら、レジストマスク１０２と基板１００とハードマスク１０１の３者のエッチングの選択比をとりつつ、特定箇所の等方性エッチングを行うことは困難であるためである。
そのため、開口部１００ａの内部に絶縁物を埋め込みやすくすることに関しては改善の余地がある。
【００１９】
そこで、本実施の形態に係る処理物の処理方法においては、開口部１００ａおよび孔１０１ｂに対して、以下のウェット処理とドライ処理を施している。  
図３（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態に係る処理物の処理方法を例示するための模式工程断面図である。  
図４（ａ）は、図３（ａ）におけるＢ部の模式拡大図である。  
図４（ｂ）は、図３（ｂ）におけるＣ部の模式拡大図である。
【００２０】
まず、図３（ａ）に示すように、開口部１００ａおよび孔１０１ｂに対してウェット処理を施す。ウェット処理においては、処理物２００に処理液３００を供給して、孔１０１ｂの近傍において、ハードマスク１０１の厚みを孔１０１ｂの中心側に向かうに従い漸減させる。  
処理液は、例えば、フッ化水素（ＨＦ）の水溶液であるフッ酸（フッ化水素酸とも称される）や、バッファードフッ酸（ＢＨＦ：Buffered Hydrogen Fluoride）などとすることができる。
【００２１】
ウェット処理は、例えば、処理物２００を処理液に浸漬させる浸漬処理、処理物２００を回転させた状態で処理液を処理物２００に供給するスピン処理などとすることができる。この場合、スピン処理中の回転による空気抵抗や、処理液を随時供給することによる物理的衝撃などで引き起こされるレジストマスク１０２の剥離を抑制することを考慮すると、浸漬処理とすることが好ましい。なお、浸漬処理とする場合には、複数の処理物２００を同時に処理液に浸漬させるバッチ処理とすることもできる。
【００２２】
ウェット処理を行うことで、図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、突出部１０１ａが除去される。また、孔１０１ｂの内壁が開口部１００ａの側壁よりも外側に位置するようにすることができる。また、開口部１００ａの側壁にあるダメージの除去や、開口部１００ａの側壁の状態の改善などを図ることができる。
【００２３】
ここで、ハードマスク１０１は基板１００の上に成膜法を用いて形成される。これに対して、レジストマスク１０２はハードマスク１０１の上に塗布法を用いて形成される。この場合、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間の密着力は、ハードマスク１０１と基板１００との間の密着力よりも弱くなる。そのため、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間に処理液が浸入し易くなるので、孔１０１ｂの内側になるほど、および、レジストマスク１０２側になるほどレジストマスク１０２が除去されやすくなる。  その結果、孔１０１ｂの内壁面は、傾斜することになる。孔１０１ｂの内壁面は、レジストマスク１０２側に向かうに従い、孔１０１ｂの中心から遠ざかる方向に傾斜している。すなわち、孔１０１ｂの近傍において、ハードマスク１０１の厚みが孔１０１ｂの中心側に向かうに従い漸減している。
【００２４】
この場合、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間において、処理液が浸入する領域が大きくなると、ハードマスク１０１からレジストマスク１０２が剥離するおそれがある。  
図５（ａ）、（ｂ）は、レジストマスク１０２の剥離を例示するための模式断面図である。
図５（ａ）に示すように、複数の開口部１００ａが並べて設けられる場合がある。そのため、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間において、処理液が浸入する領域が大きくなると、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間の接合面積が小さくなり、ひいては接合力が小さくなりすぎるおそれがある。
【００２５】
レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間の接合力が小さくなりすぎると、図５（ｂ）に示すように、ハードマスク１０１からレジストマスク１０２が剥離するおそれがある。
【００２６】
レジストマスク１０２が剥離すると、後述するドライ処理の際にハードマスク１０１を保護することができなくなる。  
また、剥離したレジストマスク１０２はパーティクルとなるので、製品歩留まりが著しく低下するおそれがある。
【００２７】
そこで、本実施の形態に係る処理物の処理方法においては、処理液が浸入する領域の大きさを制御している。  
本発明者の得た知見によれば、処理液におけるフッ化水素の濃度を適正な範囲内とすれば、レジストマスク１０２が剥離するのを抑制することができる。  
図６（ａ）、（ｂ）は、フッ酸におけるフッ化水素の濃度と、フッ酸が浸入する領域の大きさとの関係を例示するための模式断面図である。  
図６（ａ）は、フッ酸におけるフッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％の場合である。  
図６（ｂ）は、フッ酸におけるフッ化水素の濃度が３ｗｔ％の場合である。
【００２８】
図６（ａ）から分かるように、フッ酸におけるフッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％以下となるようにすれば、レジストマスク１０２とハードマスク１０１との間にフッ酸が浸入する領域の大きさを適切なものとすることができる。そのため、レジストマスク１０２が剥離し難くなる。
【００２９】
一方、図６（ｂ）から分かるように、フッ酸におけるフッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％を超えるようになれば、フッ酸が浸入する領域の大きさが大きくなりすぎる。そのため、レジストマスク１０２の剥離が生じ易くなる。
【００３０】
また、フッ酸におけるフッ化水素の濃度が３ｗｔ％以下であれば、基板１００およびレジストマスク１０２に対するハードマスク１０１の選択的な除去を行うことができる。すなわち、基板１００およびレジストマスク１０２の除去を抑制するとともに、ハードマスク１０１の除去を促進することができる。
【００３１】
図７は、バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度と、バッファードフッ酸が浸入する領域の大きさとの関係を例示するための模式断面図である。  
図７は、バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度が１ｗｔ％の場合である。  
【００３２】
図７から分かるように、バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度が１ｗｔ％以下となるようにすれば、バッファードフッ酸が浸入する領域の大きさを適切なものとすることができる。そのため、レジストマスク１０２が剥離し難くなる。
【００３３】
また、バッファードフッ酸は、粘性が高い溶液のためハードマスク１０１とレジストマスク１０２の間に浸入しにくく、バッファードフッ酸の濃度が３ｗｔ％程度でも、フッ酸に比べて浸食は起こり難い。そのため、レジストの剥離レートを遅くすることができ、ハードマスク１０１の除去レートの制御をすることが容易になる。
【００３４】
また、バッファードフッ酸におけるフッ化水素の濃度が１ｗｔ％以下であれば、基板１００およびレジストマスク１０２に対するハードマスク１０１の選択的な除去を行うことができる。すなわち、基板１００およびレジストマスク１０２の除去を抑制するとともに、ハードマスク１０１の除去を促進することができる。
【００３５】
次に、図３（ｂ）、図４（ｂ）に示すように、開口部１００ａの開口の周縁に丸み１００ｂを形成する。  
この場合、開口部１００ａおよび孔１０１ｂに対してドライ処理を施すようにする。なお、前述したウェット処理を行った後は、処理物２００は濡れた状態であるので、ドライ処理を行う前に、乾燥工程を行う。乾燥工程はＮ２などの不活性ガスでのブローやスピン乾燥などによる周知の技術によって行うことができる。ドライ処理では、例えば、開口部１００ａおよび孔１０１ｂにラジカルを供給する。  
すなわち、ドライ処理においては、処理物２００に、プラズマを用いて生成したラジカルを供給して、開口部１００ａの開口の周縁に丸みを形成する。
ラジカルは、例えば、フッ素ラジカルとすることができる。  
フッ素ラジカルは、例えば、プラズマを用いて、フッ素原子を含むガスを励起、活性化させることで生成することができる。この場合、フッ素ラジカルとともにイオンなども生成されるが、イオンなどが処理物２００に到達しないようにすることが好ましい。例えば、ＣＤＥなどのリモートプラズマ法を用いれば、主に、フッ素ラジカルが処理物２００に到達する。  
イオンなどが処理物２００に到達しないようにすれば、開口部１００ａの側壁にダメージが発生したり、開口部１００ａの側壁があれた状態となったりするのを抑制することができる。
このとき、図３（ｂ）のように、開口部１００の丸みが形成されていない基板１００の主面１００ｂの表面に、ハードマスク１０１が存在している状態でフッ素ラジカルを供給する。
【００３６】
フッ素原子を含むガスは、例えば、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８などとすることができる。
【００３７】
ここで、単に、開口部１００ａおよび孔１０１ｂにフッ素ラジカルを供給するだけでは、開口部１００ａの開口の周縁に丸み１００ｂを形成することができない。  
本発明者の得た知見によれば、孔１０１ｂの近傍において、ハードマスク１０１の厚みが孔１０１ｂの中心側に向かうに従い漸減しているようにし、且つ、後述するプラズマ処理における基板１００（例えば、シリコン）に対するハードマスク１０１（例えば、酸化シリコン）の選択比を０．５以上、２以下とすれば、丸み１００ｂを形成することができる。  
この場合、選択比を制御することで、丸み１００ｂの大きさを変化させることができる。例えば、選択比を１とすれば丸み１００ｂの大きさが最大となるようにすることができる。
丸み１００ｂの大きさを大きくすることができれば、開口部の１００ａ内部に絶縁物を埋め込むことが容易となる。
【００３８】
選択比は、プラズマ処理において、フッ素原子を含むガスと添加ガスの割合や、処理物２００の温度などを制御することで変化させることができる。  
例えば、選択比を１程度とする場合には、添加ガスとして酸素を用い、酸素の濃度が７０ｖｏｌ％以上となるようにすることができる。また、処理物２００の温度が１２０℃以上となるようにすることができる。
【００３９】
この場合、選択比や処理物２００の温度によっては、レジストマスク１０２に対するハードマスク１０１のエッチングレートを低くすることができる場合がある。レジストマスク１０２に対するエッチングレートを低くすることができれば、レジストマスク１０２が除去されてハードマスク１０１がエッチングされるのを抑制することができる。  
ハードマスク１０１がエッチングされるのを抑制することができれば、プラズマにより、基板１００の表面にダメージが発生するのを抑制することができる。
【００４０】
また、選択比や処理物２００の温度によっては、レジストマスク１０２に対するハードマスク１０１のエッチングレートを低くすることができない場合もある。この様な場合には、前述したドライ処理の前、あるいはドライ処理中に、フッ素原子を含むガスの濃度を上げたプラズマ処理を行えばよい。フッ素原子を含むガスの濃度を上げたプラズマ処理を行えば、レジストマスク１０２の表面がフッ化される。例えば、フッ素原子を含むガスの濃度は処理ガスの７０ｖｏｌ％以上とすることができる。レジストマスク１０２の表面がフッ化されていれば、前述したドライ処理を行ってもレジストマスク１０２が除去されにくくなる。
【００４１】
また、レジストマスク１０２に対するエッチングレートを低くすることができない場合には、ハードマスク１０１の厚みを厚くしてもよい。すなわち、ハードマスク１０１の厚みは、前述したドライ処理の最中にハードマスク１０１が残るような厚みとすればよい。この場合、前述したドライ処理の最中にレジストマスク１０２が除去されるので、アッシング工程を省く、または短縮することができる。
上述した本実施形態においては以下の効果も得られる。  
ＲＩＥによって開口部１００ａを形成するときに、開口部１００ａの表面にイオンが入射することによりイオンダメージや結晶欠陥が発生することがある。しかしながら、本実施形態のドライ処理において、フッ素ラジカルが開口部１００ａの表面に到達することで、ダメージが発生した開口部１００の表面領域を除去することができる。さらに、開口部１００ａの底部においては、底部の底面よりも底部の角部分のエッチングレートが遅くなるので、底部の角部に丸みを形成することができる。これにより、後に続く工程である開口部１００ａの絶縁物の埋め込み工程において、開口部１００ａの内部に絶縁物を容易に埋め込むことができる。  
また、本実施形態のドライ処理において、基板１００の主面１００ｂの表面をハードマスク１０１で覆ったまま、開口部１００ａの開口の周縁に丸みを形成することができるので、主面１００ｂの表面に荒れや表面改質などのダメージを与えずに開口部１００ａの開口の周縁に丸みを形成することができる。また、ハードマスク１０１で覆われている主面１００ｂの表面にはフッ素ラジカルは到達しないため、主面１００ｂの表面はエッチングされない。これにより、基板の厚さ（高さ寸法）を変化させずに、開口の周縁には丸みを形成することができる。以上により、半導体装置として所望の電気特性が得られる。
【００４２】
（第２の実施形態）  
図８は、第２の実施形態に係る処理装置１を例示するためのレイアウト図である。  
図８に示すように、処理装置１には、収納部２、搬送部３、ウェット処理部４、ドライ処理部５、および制御部６が設けられている。
またさらに、ウェット処理部４、ドライ処理部５、あるいは、両者間の搬送経路には図示しない乾燥装置を設けることができる。乾燥装置は、ウェット処理部４でウェット処理を施された処理物２００を乾燥する機能を有し、例えば、Ｎ２ガスなどの不活性ガスを吹き付けるノズルや、処理物２００を回転させる回転テーブルおよび回転機構を有する。
【００４３】
収納部２は、処理物２００を収納する。収納部２は、複数の処理物２００を積層状（多段状）に収納可能なキャリアなどとすることができる。収納部２は、例えば、ＦＯＵＰ(Front-Opening Unified Pod)やＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）などとすることができる。ＦＯＵＰは、ミニエンバイロメント方式の半導体工場で使われている処理物２００の搬送、保管を目的とした正面開口式キャリアである。ＳＭＩＦは、底面開口式キャリアである。
【００４４】
収納部２は、ウェット処理部４に搬送される処理物２００（処理前の処理物２００）を収納する収納部２ａと、ドライ処理部５から搬送された処理物２００（処理済みの処理物２００）を収納する収納部２ｂとを有することができる。  
【００４５】
搬送部３は、収納部２ａとウェット処理部４との間、ウェット処理部４とドライ処理部５との間、ドライ処理部５と収納部２ｂとの間における処理物２００の搬送を行う。  
搬送部３には、保持部３ａ、アーム部３ｂ、および駆動部３ｃが設けられている。  
支持部３ａは、処理物２００を支持する。支持部３ａは、例えば、処理物２００を保持するための機械的なチャック、バキュームチャック、静電チャックなどの保持手段を備えたものとすることができる。なお、保持手段は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて備えるようにすればよい。
【００４６】
アーム部３ｂは、多関節構造を有し、屈曲動作と旋回動作ができるようになっている。  アーム部３ｂの一方の端部側には支持部３ａが取り付けられている。アーム部３ｂは、取り付けられた支持部３ａを旋回させることができる。  
アーム部３ｂの他方の端部側は、駆動部３ｃに取り付けられている。  
駆動部３ｃは、サーボモータなどの制御モータを有し、アーム部３ｂに屈曲動作と旋回動作を行わせる。また、駆動部３ｃは、アーム部３ｂに取り付けられた支持部３ａに旋回動作を行わせる。  
搬送部３は、例えば、水平多関節ロボットなどとすることができる。  
ただし、搬送部３の構成は、例示をしたものに限定されるわけではなく、少なくとも処理物２００の搬送を行うことができるものであればよい。
【００４７】
ウェット処理部４は、処理液を用いて処理物２００を処理する。ウェット処理部４は、処理物２００の開口部１００ａおよび孔１０１ｂに処理液を供給する。  
図９は、ウェット処理部４を例示するための模式断面図である。  
図９に例示をしたウェット処理部４は、処理物２００を処理液３００に浸漬させる。  
前述したように、ウェット処理部４は、処理物２００を回転させた状態で処理液３００を処理物２００に供給するものであってもよい。ただし、レジストマスク１０２の剥離を抑制することを考慮すると、ウェット処理部４は処理物２００を処理液３００に浸漬させるものとすることが好ましい。
【００４８】
図９に示すように、ウェット処理部４には、処理容器４０、処理槽４１、処理液収納部４２、供給部４３、および排出部４４が設けられている。  
処理容器４０は、パーティクルが侵入しない程度の気密構造を有している。処理容器４０には、図示しない搬入搬出口が設けられ、図示しない搬入搬出口を介して処理物２００の搬入と搬出が行えるようになっている。
【００４９】
処理槽４１は、処理容器４０の内部に設けられている。処理槽４１の上端は開口しており、図示しない吊り上げ装置により処理物２００の投入と引き上げが行えるようになっている。  
処理槽４１の内部には、処理液３００が満たされている。  
処理液３００は、例えば、フッ化水素の濃度が０．５ｗｔ％以下のフッ酸や、フッ化水素の濃度が１ｗｔ％以下のバッファードフッ酸などとすることができる。  
なお、フッ化水素の濃度は、前述したものと同様であるため詳細な説明は省略する。
【００５０】
処理液収納部４２は、使用前の処理液３００を収納する。  
供給部４３は、処理液収納部４２に収納されている使用前の処理液３００を処理槽４１の内部に供給する。  
供給部４３は、例えば、ポンプ４３ａ、開閉弁４３ｂ、および配管４３ｃを備えたものとすることができる。
【００５１】
排出部４４は、処理槽４１の内部にある使用済みの処理液３００を処理容器４０の外部に排出する。  
排出部４４は、例えば、開閉弁４４ａおよび配管４４ｂを備えたものとすることができる。
【００５２】
ドライ処理部５は、プラズマを用いて生成したラジカルを用いて処理物２００を処理する。ドライ処理部５は、処理物２００の開口部１００ａおよび孔１０１ｂにラジカルを供給する。  
図１０は、ドライ処理部５を例示するための模式断面図である。  
図１０に例示をしたドライ処理部５は、リモートプラズマ装置であるＣＤＥ装置である。
ただし、ドライ処理部５は、ＣＤＥ装置に限定されるわけではなく、主に、ラジカルが処理物２００に到達するようになっていればよい。例えば、ドライ処理部５は、ダウンフロー型のプラズマ処理装置などとすることもできる。
【００５３】
図１０に示すように、ドライ処理部５には、処理容器５０、プラズマ発生部５１、減圧部５２、ガス供給部５３、および輸送管５４が設けられている。  
処理容器５０は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能な気密構造を有している。  処理容器５０には、図示しない搬入搬出口が設けられ、図示しない搬入搬出口を介して処理物２００の搬入と搬出が行えるようになっている。
【００５４】
処理容器５０の内部には、図示しない静電チャックを内蔵した載置部５０ａが設けられている。また、載置部５０ａには、処理物２００の温度を制御するための加熱装置５５などを設けることができる。  
処理容器５０の内部であって、載置部５０ａの上方には整流板５０ｂが設けられている。整流板５０ｂは、輸送管５４から導入されるラジカルを含んだガスの流れを整流し、処理物２００の上方におけるラジカルの量が均一となるようにする。整流板５０ｂと載置部５０ａの上面（載置面）との間の領域が、処理物２００に対するドライ処理が行われる処理空間５０ｃとなる。
【００５５】
プラズマ発生部５１には、放電管５１ａ、導入導波管５１ｂ、およびマイクロ波発生部５１ｃが設けられている。  
放電管５１ａは、内部にプラズマを発生させる領域を有し、処理容器５０から離隔された位置に設けられている。放電管５１ａは管状を呈し、マイクロ波Ｍに対する透過率が高くエッチングされにくい材料から形成されている。例えば、放電管５１ａは、アルミナや石英などの誘電体から形成することができる。
【００５６】
導入導波管５１ｂは、筒状を呈している。マイクロ波発生部５１ｃから放射されたマイクロ波Ｍは、導入導波管５１ｂの内部の空間を伝播する。  
導入導波管５１ｂの一方の端部にはマイクロ波発生部５１ｃが接続されている。導入導波管５１ｂの他方の端部は、遮蔽部５１ｂ１を介して放電管５１ａと接続されている。また、導入導波管５１ｂと遮蔽部５１ｂ１との接続部分には、環状のスロット５１ｂ２が設けられている。導入導波管５１ｂの内部を伝播してきたマイクロ波Ｍは、スロット５１ｂ２を介して放電管５１ａの内部に導入される。
【００５７】
マイクロ波発生部５１ｃは、所定の周波数（例えば２．４５ＧＨｚ）のマイクロ波Ｍを発生させ、導入導波管５１ｂに向けて放射する。  
減圧部５２は、例えば、ターボ分子ポンプなどとすることができる。減圧部５２は、圧力制御部（Auto Pressure Controller：ＡＰＣ）５２ａを介して処理容器５０と接続されている。
【００５８】
ガス供給部５３は、流量制御部（Mass Flow Controller：ＭＦＣ）５３ａを介して、放電管５１ａの、輸送管５４側とは反対側の端部に接続されている。  
ガス供給部５３は、放電管５１ａの内部にガスＧを供給する。放電管５１ａの内部に供給されるガスＧは、流量制御部５３ａにより供給量が制御される。ガスＧは、例えば、フッ素原子を含むガスと、酸素の混合ガスとすることができる。この場合、酸素の濃度が７０ｖｏｌ％以上とされている。フッ素原子を含むガスは、例えば、ＣＨＦ３、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８などとすることができる。
【００５９】
輸送管５４の一方の端部は、放電管５１ａの、ガス供給部５３側とは反対側の端部に接続されている。輸送管５４の他方の端部は、処理容器５０と接続されている。
【００６０】
制御部６は、処理装置１に設けられた各要素の動作を制御する。  
例えば、制御部６は、収納部２に設けられた図示しない昇降装置を制御して、処理物２００の収納位置を上下方向に変化させる。  
例えば、制御部６は、搬送部３に設けられた各要素の動作を制御して、処理物２００の搬送と受け渡しを行う。  
例えば、制御部６は、ウェット処理部４に設けられた各要素の動作を制御して、処理物２００に対して前述したウェット処理を施す。すなわち、制御部６は、ウェット処理部４に設けられた各要素の動作を制御して、処理物２００の処理液３００への浸漬と、処理液３００からの引き上げを行う。
【００６１】
例えば、制御部６は、ドライ処理部５に設けられた各要素の動作を制御して、処理物２００に対して前述したドライ処理を施す。  
ドライ処理部５は、例えば、以下の様にして、処理物２００に対して前述したドライ処理を施す。
【００６２】
まず、図示しない搬送装置により、処理物２００が載置部５０ａの上に載置される。  
次に、減圧部５２により、処理容器５０の内部が所定圧力まで減圧される。  
次に、ガス供給部５３から流量制御部５３ａを介して、所定の混合比で酸素とフッ素が混合された所定流量のガスＧが放電管５１ａ内に供給される。一方、マイクロ波発生部５１ｃから所定のパワーのマイクロ波Ｍが導入導波管５１ｂ内に放射される。放射されたマイクロ波Ｍは導入導波管５１ｂ内を伝播して、スロット５１ｂ２を介して放電管５１ａに向けて放射される。
【００６３】
放電管５１ａに向けて放射されたマイクロ波Ｍは、放電管５１ａの表面を伝搬して、放電管５１ａ内に放射される。このようにして放電管５１ａ内に放射されたマイクロ波Ｍのエネルギーにより、プラズマＰが発生する。そして、発生したプラズマＰ中の電子密度が、放電管５１ａを介して供給されるマイクロ波Ｍを遮蔽できる密度（カットオフ密度）以上になると、マイクロ波Ｍは放電管５１ａの内壁面から放電管５１ａ内の空間に向けて一定距離（スキンデプス）だけ入るまでの間に反射されるようになる。そのため、このマイクロ波Ｍの反射面とスロット５１ｂ２の下面との間にはマイクロ波Ｍの定在波が形成されることになる。その結果、マイクロ波Ｍの反射面がプラズマ励起面となって、このプラズマ励起面で安定的にプラズマＰが励起、発生するようになる。このプラズマ励起面で励起、発生したプラズマＰ中において、ガスＧが励起、活性化されてラジカル、イオンなどのプラズマ生成物が生成される。
【００６４】
生成されたプラズマ生成物を含むガスは、輸送管５４を介して処理容器５０内に搬送される。この際、寿命の短いイオンなどは処理容器５０にまで到達できず、寿命の長いラジカルのみが処理容器５０に到達することになる。処理容器５０内に導入されたラジカルを含むガスは、整流板５０ｂで整流されて処理物２００の表面に到達し、前述したドライ処理が行われる。
【００６５】
また、ドライ処理部５は、開口部１００ａの開口の周縁に丸み１００ｂを形成する際に、基板１００に対するハードマスク１０１の選択比が、０．５以上、２以下となるようにする。  
選択比は、プラズマ処理において、フッ素原子を含むガスと添加ガスの割合や、処理物２００の温度などを制御することで変化させることができる。  
例えば、選択比を１程度とする場合には、添加ガスとして酸素を用い、流量制御部５３ａを制御して、酸素の濃度が７０ｖｏｌ％以上となるようにすることができる。また、加熱装置５５を制御して、処理物２００の温度が１２０℃以上となるようにすることができる。
【００６６】
以上、実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。  
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。  
例えば、ウェット処理部４およびドライ処理部５が備える各要素の形状、寸法、材質、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６７】
１  処理装置、２  収納部、３  搬送部、４  ウェット処理部、５  ドライ処理部、６  制御部、４０  処理容器、４１  処理槽、４２  処理液収納部、５０  処理容器、５１  プラズマ発生部、５２  減圧部、５３  ガス供給部、５４  輸送管、１００  基板、１００ａ  開口部、１０１  ハードマスク、１０１ｂ  孔、１０２  レジストマスク、１０２ａ  パターン、２００  処理物、３００  処理液、Ｇ  ガス、Ｍ  マイクロ波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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