(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板を熱処理する熱処理装置であって、
シリコン基板を載置させて加熱する載置台を備え、
前記載置台の上面に、シリコン、炭化シリコン、窒化アルミニウムのいずれかからなるカバーを配置し、
前記カバーの下面に、前記載置台の上面に設けられた複数の支持ピンを受容するための凹部が設けられ、
前記載置台の上面全体は、前記カバーによって覆われ、
前記載置台の周囲には、前記シリコン基板を当該載置台上に載置させた状態と、当該載置台の上方に持ち上げた状態とに昇降させる昇降機構が設けられ、
前記昇降機構には、前記シリコン基板の下面周縁部を支持する支持爪が複数個所に取り付けられ、
前記載置台の上面周縁部には、前記支持爪を受容する切欠部が複数個所に設けられていることを特徴とする、熱処理装置。
【請求項２】
前記カバーは円板形状であり、前記載置台上に載置される円板形状のシリコン基板よりも大きい直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記カバーの上面に、シリコン基板の下面を支持する複数の支持ピンが設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
シリコン基板の上面には、フッ化水素ガスおよびアンモニアガスを含む混合ガスとの化学反応によりシリコン酸化膜を変質させた反応生成物膜が形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の熱処理装置。
【請求項５】
シリコン基板の上面に形成されたシリコン酸化膜を除去する処理システムであって、
シリコン基板の上面にフッ化水素ガスおよびアンモニアガスを含む混合ガスを供給することにより、シリコン基板の上面に形成されたシリコン酸化膜を反応生成物膜に変質させるＣＯＲ処理装置と、請求項１〜４のいずれかに記載の熱処理装置を備えることを特徴とする、処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板を熱処理する熱処理装置と、シリコン基板の上面に形成されたシリコン酸化膜を除去する処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて、半導体ウェハ（シリコン基板：以下「ウェハ」という。）の表面に存在するシリコン酸化膜を、プラズマを用いずにドライエッチングによって除去する処理システムが知られている（特許文献１参照。）。かかる処理システムは、ウェハの上面にフッ化水素ガスおよびアンモニアガスを含む混合ガスを供給することにより、ウェハの上面に形成されたシリコン酸化膜を反応生成物膜に変質させるＣＯＲ処理装置と、該反応生成物を加熱して気化（昇華）させる熱処理装置を備えている。
【０００３】
処理システムの熱処理装置には、ウェハを載置させて加熱する載置台が備えられており、この載置台の材料には、熱伝導性、対エッチング性、経済性などの理由から、アルミニウム（Ａｌ）が使用されている。また、対エッチング性向上などの理由により、アルミニウム製の載置台の表面をアルマイト処理することも行われている。
【特許文献１】特開２００７−１８０４１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、熱処理装置において、アルミニウム製の載置台にウェハを載置させて加熱処理した場合、ウェハの下面にアルミニウム成分が転写し、ウェハ下面の金属汚染が発生していた。この場合、載置台の上面に複数の支持ピンを設け、ウェハの下面を支持ピンで支持することにより、ウェハ下面と載置台上面との間に隙間を形成させることも行われていた。また、本発明者らは、アルマイト処理されたアルミニウム製の載置台の表面を、更に蒸気封孔処理すること、および、OGF(OUT
GAS FREE)処理することも試みた。しかしながら、ウェハ下面の金属汚染を十分に抑制することができなかった。
【０００５】
このような熱処理装置におけるウェハ下面の金属汚染といった問題は、ウェハの加熱温度を高くすると顕著に発生した。このため従来は、ウェハの加熱温度を低く抑えることで、金属汚染の抑制を図っていた。しかしながら、ウェハの加熱温度を低く抑えると、反応生成物を気化（昇華）させて除去する時間が長くかかり、処理時間が長くなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、熱処理装置における加熱温度を高くしても、シリコン基板下面の金属汚染を十分に抑制できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明によれば、シリコン基板を熱処理する熱処理装置であって、シリコン基板を載置させて加熱する載置台を備え、前記載置台の上面に、シリコン、炭化シリコン、窒化アルミニウムのいずれかからなるカバーを配置し、前記カバーの下面に、前記載置台の上面に設けられた複数の支持ピンを受容するための凹部が設けられ、前記載置台の上面全体は、前記カバーによって覆われ、前記載置台の周囲には、前記シリコン基板を当該載置台上に載置させた状態と、当該載置台の上方に持ち上げた状態とに昇降させる昇降機構が設けられ、前記昇降機構には、前記シリコン基板の下面周縁部を支持する支持爪が複数個所に取り付けられ、前記載置台の上面周縁部には、前記支持爪を受容する切欠部が複数個所に設けられていることを特徴とする、熱処理装置が提供される。かかる熱処理装置によれば、載置台の上面をシリコン等のカバーで覆うことにより、シリコン基板下面の金属汚染を抑制することができる。
【０００８】
この熱処理装置において、前記カバーは例えば円板形状であり、前記載置台上に載置される円板形状のシリコン基板よりも大きい直径を有していても良い。また、前記カバーの上面に、シリコン基板の下面を支持する複数の支持ピンが設けられていても良い。
【０００９】
また、シリコン基板の上面には、フッ化水素ガスおよびアンモニアガスを含む混合ガスとの化学反応によりシリコン酸化膜を変質させた反応生成物膜が形成されていても良い。ここで、基板の表面に存在するシリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成する処理は、例えばＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ）処理（化学的酸化物除去処理）である。ＣＯＲ処理は、ハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを処理ガスとしてＳｉ基板に供給することで、Ｓｉ基板上のシリコン酸化膜と処理ガスのガス分子とを化学反応させ、反応生成物を生成させるものである。ハロゲン元素を含むガスとは例えばフッ化水素ガス（ＨＦ）であり、塩基性ガスとは例えばアンモニアガス（ＮＨ３）であり、この場合、主にフルオロケイ酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳｉＦ６）や水分（Ｈ２Ｏ）を含む反応生成物が生成される。本願発明の熱処理装置において、シリコン基板を加熱することにより、フルオロケイ酸アンモニウム等の反応生成物を気化（昇華）させて除去することができる。
【００１０】
また本発明によれば、シリコン基板の上面に形成されたシリコン酸化膜を除去する処理システムであって、シリコン基板の上面にフッ化水素ガスおよびアンモニアガスを含む混合ガスを供給することにより、シリコン基板の上面に形成されたシリコン酸化膜を反応生成物膜に変質させるＣＯＲ処理装置と、上記の熱処理装置を備えることを特徴とする、処理システムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、載置台の上面をシリコン等のカバーで覆うことにより、シリコン基板下面の金属汚染を抑制することができる。また、加熱温度を高くしても、シリコン基板下面の金属汚染を十分に抑制できるので、処理温度を高くして処理時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。先ず、本発明の実施の形態にかかる処理システム１によって処理されるシリコン基板であるウェハＷの構造について説明する。図１は、半導体デバイスとしてＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）が形成される製造過程途中のウェハＷの概略断面図であり、ウェハＷの表面（デバイス形成面）の一部分を示している。ウェハＷは、例えば略円盤形に形成された薄板状をなすシリコン（Ｓｉ）ウェハであり、シリコン層１００の表面上には、絶縁膜であるＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｄｏｐｅｄ  Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ)膜１０１が形成されている。ＢＰＳＧ膜１０１は、ボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）が入れられたシリコン酸化膜（二酸化シリコン（ＳｉＯ２））である。このＢＰＳＧ膜１０１は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等において熱ＣＶＤ法によりウェハＷの表面上に形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜である。処理システム１において、このＢＰＳＧ膜１０１が除去処理の対象となるシリコン酸化膜である。
【００１３】
ＢＰＳＧ膜１０１の上面には、ゲート電極を有するゲート部Ｇが、並べて設けられている。各ゲート部Ｇは、ゲート電極１０２、ハードマスク層１０３及び側壁部（サイドウォール）１０４を備えている。ゲート電極１０２は、例えばＰｏｌｙ−Ｓｉ（多結晶シリコン）層である。ゲート電極１０２は、ＢＰＳＧ膜１０２の上面に並べて形成されている。各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層（ゲート電極１０２）の上面には、例えばＷＳｉ（タングステンシリサイド）層１０５が形成されている。ハードマスク層１０３は、例えばＳｉＮ（窒化シリコン）等の絶縁体からなる。ハードマスク層１０３は、各ＷＳｉ層１０５の上面にそれぞれ形成されている。側壁部１０４は、例えばＳｉＮ膜等の絶縁体である。側壁部１０４は、各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層（ゲート電極１０２）、ＷＳｉ層１０５及びハードマスク層１０３の両側面をそれぞれ覆うように形成されている。このＳｉＮ膜（側壁部１０４）の下端部は、ＢＰＳＧ膜１０１の上面に接触する位置まで形成されている。
【００１４】
さらに、ＢＰＳＧ膜１０１の上方には、ＢＰＳＧ膜１０１及び各ゲート部Ｇ全体を覆うようにして、例えばＨＤＰ−ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）１１０が形成されている。このＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０は、バイアス高密度プラズマＣＶＤ法（ＨＤＰ−ＣＶＤ法）を用いて形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜（プラズマＣＶＤ酸化膜）であり、層間絶縁膜として用いられる。なお、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０とＢＰＳＧ膜１０１は、共にＣＶＤ系酸化膜であるが、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０の方がＢＰＳＧ膜１０１と比較して密度が高く、硬い材料である。処理システム１において、このＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０は、除去処理の対象とならない。ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０の表面には未だ膜が形成されておらず、露出された状態になっている。
【００１５】
ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０において、２個のゲート部Ｇ同士の間（各ゲート部Ｇに形成されたＳｉＮ膜（側壁部１０４）同士の間）には、コンタクトホールＨが形成されている。コンタクトホールＨは、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０の上面からＢＰＳＧ膜１０１の表面まで貫通するように形成されている。コンタクトホールＨの内部側方においては、各ゲート部Ｇのハードマスク層１０３の上面の一部、及び、互いに対向するように設けられたＳｉＮ膜（側壁部１０４）がそれぞれ露出させられている。コンタクトホールＨの底部においては、ＢＰＳＧ膜１０１の表面が露出させられている。コンタクトホールＨは、例えばプラズマエッチング等によって、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０をゲート部ＧのＳｉＮ膜（側壁部１０４）及びハードマスク層１０３に対して選択（異方性）エッチングすることにより形成されたものである。
【００１６】
次に、上記ウェハＷに対してコンタクトホールＨの底部に露出されたＢＰＳＧ膜１０１のエッチング処理（除去処理）を行う処理システム１について説明する。図２に示す処理システム１は、ウェハＷを処理システム１に対して搬入出させる搬入出部２、搬入出部２に隣接させて設けられた２つのロードロック室３、各ロードロック室３にそれぞれ隣接させて設けられ、加熱工程としてのＰＨＴ（Ｐｏｓｔ  Ｈｅａｔ  Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理工程を行う熱処理装置としてのＰＨＴ処理装置４、各ＰＨＴ処理装置４にそれぞれ隣接させて設けられ、変質工程としてのＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｒｅｍｏｖａｌ）処理工程を行うＣＯＲ処理装置５、処理システム１の各部に制御命令を与える制御部としての制御コンピュータ８を有している。各ロードロック室３に対してそれぞれ連結されたＰＨＴ処理装置４、ＣＯＲ処理装置５は、ロードロック室３側からこの順に一直線上に並べて設けられている。
【００１７】
搬入出部２は、例えば略円盤形状をなすウェハＷを搬送する第一のウェハ搬送機構１１が内部に設けられた搬送室１２を有している。ウェハ搬送機構１１は、ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム１１ａ、１１ｂを有している。搬送室１２の側方には、ウェハＷを複数枚並べて収容可能なキャリア１３ａを載置するキャリア載置台１３が、例えば３つ備えられている。また、ウェハＷを回転させて偏心量を光学的に求めて位置合わせを行うオリエンタ１４が設置されている。
【００１８】
かかる搬入出部２において、ウェハＷは、搬送アーム１１ａ、１１ｂによって保持され、ウェハ搬送機構１１の駆動により略水平面内で回転及び直進移動、また昇降させられることにより、所望の位置に搬送させられる。即ち、載置台１０上のキャリア１３ａ、オリエンタ１４、ロードロック室３に対して搬送アーム１１ａ、１１ｂが進退させられることにより、ウェハＷの搬入出が行われる。
【００１９】
各ロードロック室３は、ゲートバルブ１６を介して、搬送室１２にそれぞれ連結されている。各ロードロック室３内には、ウェハＷを搬送する第二のウェハ搬送機構１７が設けられている。ウェハ搬送機構１７は、ウェハＷを略水平に保持する搬送アーム１７ａを有している。また、ロードロック室３の内部は真空引き可能である。
【００２０】
かかるロードロック室３において、ウェハＷは、搬送アーム１７ａによって保持され、ウェハ搬送機構１７の駆動により略水平面内で回転及び直進移動、また昇降させられることにより搬送させられる。そして、各ロードロック室３に対して縦列に連結されたＰＨＴ処理装置４に対して搬送アーム１７ａが進退させられることにより、ＰＨＴ処理装置４に対してウェハＷが搬入出させられる。さらに、各ＰＨＴ処理装置４を介してＣＯＲ処理装置５に対して、搬送アーム１７ａが進退させられることにより、ＣＯＲ処理装置５に対してウェハＷが搬入出させられる。
【００２１】
ＰＨＴ処理装置４は、密閉構造のチャンバー２０を備えている。チャンバー２０の内部は、ウェハＷを収納する密閉構造の処理空間２１になっている。また、図示はしないが、ウェハＷを処理空間２１内に搬入出させるための搬入出口が設けられており、この搬入出口を開閉するゲートバルブ２２が設けられている。処理空間２１は、ゲートバルブ２２を介して、ロードロック室３に連結されている。
【００２２】
図３に示すように、ＰＨＴ処理装置４のチャンバー２０内には、ウェハＷを略水平にして載置させる載置台（ＰＨＴ載置台）２３が設けられている。載置台２３は例えばアルミニウム（Ａｌ）で構成されており、載置台２３の表面には、対エッチング性能を向上させるために例えばアルマイト処理が施されている。さらに、処理空間２１に例えば窒素ガス（Ｎ２）などの不活性ガスを加熱して供給する供給路２５を備えたガス供給機構２６、処理空間２１を排気する排気路２７を備えた排気機構２８が備えられている。供給路２５は窒素ガスの供給源３０に接続されている。また、供給路２５には、供給路２５の開閉動作及び窒素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁３１が設けられている。排気路２７には、開閉弁３２、強制排気を行うための排気ポンプ３３が設けられている。
【００２３】
なお、ＰＨＴ処理装置４のゲートバルブ２２、流量調整弁３１、開閉弁３２、排気ポンプ３３等の各部の動作は、制御コンピュータ８の制御命令によってそれぞれ制御されるようになっている。即ち、ガス供給機構２６による窒素ガスの供給、排気機構２８による排気などは、制御コンピュータ８によって制御される。
【００２４】
このＰＨＴ処理装置４の載置台２３の上面には、図４、５に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなるカバー３５が配置されており、載置台２３の上面全体は、カバー３５によって覆われている。このため、ウェハＷを載置台２３上に載置させた状態では、ウェハＷは、載置台２３上に配置されたカバー３５の上に載置される。カバー３５は厚さが例えば１〜１０ｍｍ程度の円板形状であり、載置台２３上に載置される円板形状のウェハＷよりも大きい直径を有している。例えば、直径が約３００ｍｍ（１２ｉｎｃｈ）のウェハＷであれば、カバー３５は、直径３０５〜３１０ｍｍ程度の円板形状である。一方、載置台２３の上面はウェハＷと同程度の直径を有しており、例えば、直径が約３００ｍｍ（１２ｉｎｃｈ）のウェハＷであれば、載置台２３の上面も直径３００ｍｍ程度の円板形状である。ウェハＷおよびカバー３５は、いずれも中心を載置台２３の上面の中心に一致させた状態で、載置台２３上に載置される。
【００２５】
載置台２３の周囲には、ウェハＷを載置台２３上に載置させた状態と、ウェハＷを載置台２３の上方に持ち上げた状態とに昇降させるウェハ昇降機構３６が設けられている。ウェハ昇降機構３６には、ウェハＷ下面周縁部を支持するための支持爪３７が複数個所に取付けられている。載置台２３の上面周縁部には、支持爪３７を受容する切欠部３８が複数個所に設けられている。ウェハ昇降機構３６が下降して、ウェハＷが載置台２３上に載置させられた状態では、図４中の実線で示されるように、載置台２３の上面周縁部に設けられた複数の切欠部３８に複数の支持爪３７がそれぞれ受容される。また、ウェハ昇降機構３６が上昇すると、図４中の一点差線で示されるように、ウェハＷの下面周縁部が複数の支持爪３７で支持されて、ウェハＷが載置台２３の上方に持ち上げられる。カバー３５の周縁部には、支持爪３７を通過させるための切欠部３９が複数個所に設けられており、ウェハ昇降機構３６が昇降する際には、複数の支持爪３７が複数の切欠部３９をそれぞれ通過するようになっている。
【００２６】
カバー３５の上面には、複数個所に支持ピン４０が設けられている。このため、ウェハＷを載置台２３上に載置させた状態では、ウェハＷは、下面を複数の支持ピン４０で支持されて、カバー３５の上に載置される。なお、カバー３５上面の支持ピン４０は、例えば高さが２００μｍ程度である。
【００２７】
また、載置台２３の上面にも、カバー３５の上面に設けられた支持ピン４０と同様の支持ピン４１が、複数個所に設けられている。カバー３５の下面には、これら載置台２３上面の支持ピン４１を受容するための凹部４２が、複数個所に設けられている。このため、カバー３５の下面は、載置台２３の上面に密着した状態となっている。
【００２８】
載置台２３の裏面には、ヒータ４３が設けられている。このヒータ４３により、載置台２３上に載置されたウェハＷが加熱される。ヒータ４３には、チャンバー２０の外部に配置された直流電源４４が接続してある。この直流電源４４が制御コンピュータ８の制御命令によって制御されるようになっている。これにより、載置台２３上のウェハＷの加熱温度が、制御コンピュータ８によって制御される。
【００２９】
図６に示すように、ＣＯＲ処理装置５は、密閉構造のチャンバー４５を備えている。チャンバー４５の内部は、ウェハＷを収納する処理空間４６になっている。チャンバー４５の内部には、ウェハＷを略水平にした状態で載置させる載置台（ＣＯＲ載置台）４７が設けられている。また、ＣＯＲ処理装置５には、処理空間４６内にガスを供給するガス供給機構４８、処理空間４６内を排気する排気機構４９が設けられている。
【００３０】
チャンバー４５の側壁部には、ウェハＷを処理空間４６内に搬入出させるための搬入出口５３が設けられており、この搬入出口５３を開閉するゲートバルブ５４が設けられている。処理空間４６は、ゲートバルブ５４を介して、処理空間２１に連結されている。チャンバー４５の天井部には、処理ガスを吐出させる複数の吐出口を有するシャワーヘッド５２が備えられている。
【００３１】
載置台４７は、平面視において略円形をなしており、チャンバー４５の底部に固定されている。載置台４７の内部には、載置台４７の温度を調節する温度調節器５５が設けられている。温度調節器５５は、例えば温調用の液体（例えば水など）が循環させられる管路を備えている。かかる管路内を流れる液体と熱交換が行われることにより、載置台４７の上面の温度が調節され、さらに、載置台４７と載置台４７上のウェハＷとの間で熱交換が行われることにより、ウェハＷの温度が調節されるようになっている。なお、温度調節器５５はかかるものに限定されず、例えば抵抗熱を利用して載置台４７及びウェハＷを加熱する電気ヒータ等であっても良い。
【００３２】
ガス供給機構４８は、前述したシャワーヘッド５２、処理空間４６にフッ化水素ガス（ＨＦ）を供給するフッ化水素ガス供給路６１、処理空間４６にアンモニアガス（ＮＨ３）を供給するアンモニアガス供給路６２、処理空間４６に不活性ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を供給するアルゴンガス供給路６３、処理空間４６に不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ２）を供給する窒素ガス供給路６４を備えている。フッ化水素ガス供給路６１、アンモニアガス供給路６２、アルゴンガス供給路６３、窒素ガス供給路６４は、シャワーヘッド５２に接続されている。処理空間４６には、シャワーヘッド５２を介してフッ化水素ガス、アンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガスが拡散されて吐出されるようになっている。
【００３３】
フッ化水素ガス供給路６１は、フッ化水素ガスの供給源７１に接続されている。フッ化水素ガス供給路６１には、フッ化水素ガス供給路６１の開閉動作及びフッ化水素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７２が設けられている。アンモニアガス供給路６２はアンモニアガスの供給源７３に接続されている。アンモニアガス供給路６２には、アンモニアガス供給路６２の開閉動作及びアンモニアガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７４が設けられている。アルゴンガス供給路６３はアルゴンガスの供給源７５に接続されている。アルゴンガス供給路６３には、アルゴンガス供給路６３の開閉動作及びアルゴンガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７６が設けられている。窒素ガス供給路６４は窒素ガスの供給源７７に接続されている。窒素ガス供給路６４には、窒素ガス供給路６４の開閉動作及び窒素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７８が設けられている。
【００３４】
排気機構４９は、開閉弁８２、強制排気を行うための排気ポンプ８３を有する排気路８５を備えている。排気路８５の上流端部は、チャンバー４５の底部に開口されている。
【００３５】
なお、ＣＯＲ処理装置５のゲートバルブ５４、温度調節器５５、流量調整弁７２、７４、７６、７８、開閉弁８２、排気ポンプ８３等の各部の動作は、制御コンピュータ８の制御命令によってそれぞれ制御されるようになっている。即ち、ガス供給機構４８によるフッ化水素ガス、アンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガスの供給、排気機構４９による排気、温度調節器５５による温度調節などは、制御コンピュータ８によって制御される。
【００３６】
処理システム１の各機能要素は、処理システム１全体の動作を自動制御する制御コンピュータ８に、信号ラインを介して接続されている。ここで、機能要素とは、例えば前述したウェハ搬送機構１１、ウェハ搬送機構１７、ＰＨＴ処理装置４のゲートバルブ２２、流量調整弁３１、排気ポンプ３３、直流電源４４、ＣＯＲ処理装置５のゲートバルブ５４、温度調節器５５、流量調整弁７２、７４、７６、７８、開閉弁８２、排気ポンプ８３等の、所定のプロセス条件を実現するために動作する総ての要素を意味している。制御コンピュータ８は、典型的には、実行するソフトウェアに依存して任意の機能を実現することができる汎用コンピュータである。
【００３７】
図２に示すように、制御コンピュータ８は、ＣＰＵ（中央演算装置）を備えた演算部８ａと、演算部８ａに接続された入出力部８ｂと、入出力部８ｂに挿着され制御ソフトウェアを格納した記録媒体８ｃと、を有する。この記録媒体８ｃには、制御コンピュータ８によって実行されることにより処理システム１に後述する所定の基板処理方法を行わせる制御ソフトウェア（プログラム）が記録されている。制御コンピュータ８は、該制御ソフトウェアを実行することにより、処理システム１の各機能要素を、所定のプロセスレシピにより定義された様々なプロセス条件（例えば、処理空間４６の圧力等）が実現されるように制御する。即ち、後に詳細に説明するように、ＣＯＲ処理装置５におけるＣＯＲ処理工程と、ＰＨＴ処理装置４におけるＰＨＴ処理工程とをこの順番に行う制御命令を与える。
【００３８】
記録媒体８ｃは、制御コンピュータ８に固定的に設けられるもの、あるいは、制御コンピュータ８に設けられた図示しない読み取り装置に着脱自在に装着されて該読み取り装置により読み取り可能なものであっても良い。最も典型的な実施形態においては、記録媒体８ｃは、処理システム１のメーカーのサービスマンによって制御ソフトウェアがインストールされたハードディスクドライブである。他の実施形態においては、記録媒体８ｃは、制御ソフトウェアが書き込まれたＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭのような、リムーバブルディスクである。このようなリムーバブルディスクは、制御コンピュータ８に設けられた図示しない光学的読取装置により読み取られる。また、記録媒体８ｃは、ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）のいずれの形式のものであっても良い。さらに、記録媒体８ｃは、カセット式のＲＯＭのようなものであっても良い。要するに、コンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体８ｃとして用いることが可能である。なお、複数の処理システム１が配置される工場においては、各処理システム１の制御コンピュータ８を統括的に制御する管理コンピュータに、制御ソフトウェアが格納されていても良い。この場合、各処理システム１は、通信回線を介して管理コンピュータにより操作され、所定のプロセスを実行する。
【００３９】
次に、以上のように構成された処理システム１におけるウェハＷの処理について説明する。先ず、図１に示したようにＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０にコンタクトホールＨが形成されたウェハＷが、キャリア１３ａ内に収納され、処理システム１に搬送される。
【００４０】
処理システム１においては、図２に示すように、複数枚のウェハＷが収納されたキャリア１３ａがキャリア載置台１３上に載置される。ウェハ搬送機構１１によってキャリア１３ａから一枚のウェハＷが取り出され、ロードロック室３に搬入される。ロードロック室３にウェハＷが搬入されると、ロードロック室３が密閉され、減圧される。その後、ゲートバルブ２２、５４が開かれ、ロードロック室３と、大気圧に対してそれぞれ減圧されたＰＨＴ処理装置４の処理空間２１、ＣＯＲ処理装置５の処理空間４６が、互いに連通させられる。ウェハＷは、ウェハ搬送機構１７によってロードロック室３から搬出され、処理空間２１の搬入出口（図示せず）、処理空間２１、搬入出口５３内をこの順に通過するように直進移動させられ、処理空間４６に搬入される。
【００４１】
処理空間４６において、ウェハＷは、デバイス形成面を上面とした状態で、ウェハ搬送機構１７の搬送アーム１７ａから載置台４７に受け渡される。ウェハＷが搬入されると搬送アーム１７ａが処理空間４６から退出させられる。搬入出口５３が閉じられ、処理空間４６が密閉される。そして、ＣＯＲ処理工程が開始される。
【００４２】
処理空間４６が密閉された後、処理空間４６には、アンモニアガス供給路６２、アルゴンガス供給路６３、窒素ガス供給路６４からそれぞれアンモニアガス、アルゴンガス、窒素ガスが供給される。また、処理空間４６内の圧力は、大気圧よりも低圧状態にされる。さらに、載置台４７上のウェハＷの温度は、温度調節器５５によって所定の目標値（例えば約３５℃程度）に調節される。
【００４３】
その後、フッ化水素ガス供給路６１から処理空間４６にフッ化水素ガスが供給される。ここで処理空間４６には、予めアンモニアガスが供給されているので、フッ化水素ガスを供給することにより、処理空間４６の雰囲気はフッ化水素ガスとアンモニアガスとを含む混合ガスからなる処理雰囲気にされる。こうして処理空間４６内のウェハＷの表面に混合ガスが供給されることで、ウェハＷに対してＣＯＲ処理が行われる。
【００４４】
処理空間４６内の低圧状態の処理雰囲気によって、ウェハＷ表面のコンタクトホールＨの底部に存在するＢＰＳＧ膜１０１は、混合ガス中のフッ化水素ガスの分子及びアンモニアガスの分子と化学反応して、反応生成物１０１’に変質させられる（図７参照）。反応生成物１０１’としては、フルオロケイ酸アンモニウムや水分等が生成される。なお、この化学反応は等方的に進行するので、化学反応は、コンタクトホールＨの底部からＳｉ層の上面まで進行するとともに、Ｓｉ層の上方において、コンタクトホールＨの真下から横方向にも進行する。
【００４５】
ＣＯＲ処理中は、各処理ガスの供給流量、不活性ガスの供給流量、排気流量等を調節することにより、処理空間４６内の混合ガス（処理雰囲気）の圧力が大気圧より減圧された一定の圧力（例えば約８０ｍＴｏｒｒ（約１０．７Ｐａ）程度）に維持されるように調節する。また、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧は、約１５ｍＴｏｒｒ（約２．００Ｐａ）以上になるように調節しても良い。また、前述のように、ウェハＷの温度、即ち、ＢＰＳＧ膜１０１において化学反応が行われる部分の温度（ＢＰＳＧ膜１０１と混合ガスとが接触する部分（即ち、コンタクトホールＨの底部）の温度）は、例えば約３５℃以上の一定の温度に維持しても良い。これにより、化学反応を促進させ、反応生成物１０１’の生成速度を高め、反応生成物１０１’の層を迅速に形成することができる。また、化学反応が飽和状態になる深さ（ＢＰＳＧ膜１０１の表面から化学反応が止まる位置までの間の距離）を十分に深くすることができる。即ち、反応生成物１０１’がＳｉ層１００の上面に到達するまで、化学反応が途中で止まることなく十分に行われる。なお、反応生成物１０１’中のフルオロケイ酸アンモニウムの昇華点は約１００℃であり、ウェハＷの温度を１００℃以上にすると、反応生成物１０１’の生成が良好に行われなくなるおそれがある。そのため、ウェハＷの温度は約１００℃未満にすることが好ましい。
【００４６】
上記の化学反応が飽和状態になる深さは、変質させる対象物であるシリコン酸化膜の種類（本実施形態においてはＢＰＳＧ膜１０１）、シリコン酸化膜の温度（又はシリコン酸化膜に接触する混合ガスの温度）、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧等に依存する。即ち、シリコン酸化膜の種類に応じて、シリコン酸化膜の温度、及び、フッ化水素ガスの分圧をそれぞれ調節することで、化学反応が飽和状態になる深さ、反応生成物１０１’の生成量等を制御することができ、ひいては、後に詳細に説明するＰＨＴ処理後のエッチング量を制御することができる。化学反応が飽和状態になる深さ、即ちエッチング量は、ＢＰＳＧ膜１０１の場合、ＢＰＳＧ膜１０１の温度を３５℃以上、及び、フッ化水素ガスの分圧を約１５ｍＴｏｒｒ（約２．００Ｐａ）以上に調節することで、約３０ｎｍ（ナノメートル）以上にすることが可能である。
【００４７】
なお、従来一般に行われていたＣＯＲ処理では、ウェハＷの温度は約３０℃以下程度にされていた。また、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を高くしても、ある程度の深さまでしか化学反応が進行しなかった。そのため、ＣＯＲ処理によるエッチング量には限界があると考えられており、一度のＣＯＲ処理で確実にエッチングできるエッチング量は、例えばＢＰＳＧ膜１０１では約３０ｎｍ未満程度とされていた。これに対し、本実施形態では、ウェハＷの温度を従来の温度より高い３５℃以上にし、かつ、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を従来よりも高く、約１５ｍＴｏｒｒ（約２．００Ｐａ）以上に上昇させることで、化学反応が飽和状態になる深さを高めることができ、一度のＣＯＲ処理でも十分な量の変質を施すことが可能である。
【００４８】
ところで、ＣＯＲ処理では、ＢＰＳＧ膜１０１の上方に形成されたＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０においても、混合ガスとの化学反応が可能である。そのため、ＣＯＲ処理によってＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０が変質させられてしまうおそれがある。このＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０の変質を抑制するためには、混合ガス中のアンモニアガスの分圧を、フッ化水素ガスの分圧よりも小さくすると良い。即ち、アンモニアガスの供給流量を、フッ化水素ガスの供給流量よりも小さくすると良い。そうすれば、化学反応がＢＰＳＧ膜１０１において活発に進行している間に、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０では、化学反応が進行することを防止できる。即ち、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０等の変質を抑制しながら、ＢＰＳＧ膜１０１のみを選択的に効率よく変質させることができる。従って、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０のダメージを防止できる。このように、混合ガス中のアンモニアガスの分圧を調節することで、ＢＰＳＧ膜１０１とＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０、即ち同じシリコン酸化膜であるが密度、組成、成膜方法等が互いに異なるもの同士の間で、化学反応の反応速度、反応生成物の生成量等を互いに異なる値にすることができ、ひいては、後に詳細に説明するＰＨＴ処理後のエッチング量を互いに異なるものにすることができる。なお、アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧よりも小さくしたときの化学反応は、ＢＰＳＧ膜１０１と混合ガスとの化学反応によって反応生成物１０１’の生成速度が決まる反応律速ではなく、フッ化水素ガスの供給流量によって反応生成物１０１’の生成速度が決まる供給律速反応になると考えられる。
【００４９】
反応生成物１０１’が十分に形成され、ＣＯＲ処理が終了すると、処理空間４６が強制排気されて減圧される。これにより、フッ化水素ガスやアンモニアガスが処理空間４６から強制的に排出される。処理空間４６の強制排気が終了すると、搬入出口５３が開口させられ、ウェハＷはウェハ搬送機構１７によって処理空間４６から搬出され、ＰＨＴ処理装置４の処理空間２１に搬入される。以上のようにして、ＣＯＲ処理工程が終了する。
【００５０】
ＰＨＴ処理装置４において、ウェハＷは表面を上面とした状態で処理空間２１内において載置台２３上に載置される。この場合、ウェハＷは、下面を複数の支持ピン４０で支持された状態で、載置台２３上面を覆っているカバー３５の上に載置される。また、上述したように、ウェハＷは載置台２３の上面と同程度の直径であるのに対して、カバー３５はウェハＷよりも大きい直径を有している。かつ、ウェハＷおよびカバー３５は、いずれも中心を載置台２３の上面の中心に一致させた状態で、載置台２３上に載置されている。このため、ウェハＷの下面全体はカバー３５で完全に覆われ、ウェハＷの下面に対して載置台２３の上面が曝された状態とならない。
【００５１】
こうして、ＰＨＴ処理装置４の処理空間２１内にウェハＷが搬入された後、搬送アーム１７ａが処理空間２１から退出させられる。その後、処理空間２１が密閉され、ＰＨＴ処理工程が開始される。ＰＨＴ処理では、処理空間２１内が排気されながら、高温の加熱ガスが処理空間２１内に供給され、処理空間２１内が昇温される。また、載置台２３の裏面に設けられたヒータ４３の稼動により、載置台２３上に載置されたウェハＷが加熱される。この場合、載置台２３上面の支持ピン４１がカバー３５の下面に設けられた凹部４２に受容され、カバー３５の下面が載置台２３の上面に密着した状態となっている。これにより、ヒータ４３の熱が、載置台２３上面およびカバー３５を介して、ウェハＷに効率良く伝達される。この場合、カバー３５の厚さを例えば１〜１０ｍｍ程度とし、カバー３５上面の支持ピン４０の高さを例えば２００μｍ程度としておけば、載置台２３上面からウェハＷに効率良く熱を伝達できる。
【００５２】
これにより、上記ＣＯＲ処理によって生じた反応生成物１０１’が加熱されて気化し、コンタクトホールＨの下方からコンタクトホールＨ内を通って、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜の外側（ウェハＷの外部）に排出される。即ち、図８に示すように、ＢＰＳＧ膜１０１から反応生成物１０１’が除去されることにより、Ｓｉ層１００の上方に、コンタクトホールＨの底部と連通する空間Ｈ’が形成される。このように、ＣＯＲ処理の後、ＰＨＴ処理を行うことにより、反応生成物１０１’が除去され、ＢＰＳＧ膜１０１を等方的にドライエッチングすることができる。
【００５３】
こうして、ＣＯＲ処理の後にＰＨＴ処理を実施することで、ＢＰＳＧ膜１０１を所定の深さまでエッチング（除去）することができる。なお、前述したＣＯＲ処理においては、シリコン酸化膜であるＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０に対しても、混合ガスとの化学反応が若干生じるため、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０の表面が変質させられて少量の反応生成物が生じている。しかし、前述したように、ＢＰＳＧ膜１０１とＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０とは、反応生成物の生成量が互いに異なっており、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０において反応生成物が生成された深さは、ＢＰＳＧ膜１０１において反応生成物１０１’が生成された深さと比較して非常に少ない。そのため、ＰＨＴ処理によってＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０から反応生成物が除去される深さ、即ち、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０のエッチング量は、ＢＰＳＧ膜１１０のエッチング量と比較して非常に少ない量に抑えられる。このように、ＣＯＲ処理において混合ガス中のアンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧よりも小さく調節することで、各シリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜１０１、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０）のＰＨＴ処理後のエッチング量をそれぞれ調節することができる。即ち、エッチング選択比を調節することができる。本実施形態においては、ＢＰＳＧ膜１０１のエッチング選択比を、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０等の他の構造に対して高くすることができる。
【００５４】
ＰＨＴ処理が終了すると、加熱ガスの供給が停止されると共に、ヒータ４３の稼動が停止され、ＰＨＴ処理装置４の搬入出口が開かれる。その後、ウェハＷはウェハ搬送機構１７によって処理空間２１から搬出され、ロードロック室３に戻される。こうして、ＰＨＴ処理装置４におけるＰＨＴ処理工程が終了する。
【００５５】
ウェハＷがロードロック室３に戻され、ロードロック室３が密閉された後、ロードロック室３と搬送室１２とが連通させられる。そして、ウェハ搬送機構１１によって、ウェハＷがロードロック室３から搬出され、キャリア載置台１３上のキャリア１３ａに戻される。以上のようにして、処理システム１における一連の処理工程が終了する。
【００５６】
なお、処理システム１においてエッチング処理が終了した後のウェハＷは、他の処理システムにおいて、例えばＣＶＤ装置等の成膜装置に搬入され、ウェハＷに対して例えばＣＶＤ法等による成膜処理が行われる。かかる成膜処理においては、図９に示すように、コンタクトホールＨ及び空間Ｈ’を埋めるように成膜が行われる。これにより、コンタクトホールＨ及び空間Ｈ’内にキャパシタＣが形成される。キャパシタＣは、ゲート部Ｇの間において、ＨＤＰ−ＳｉＯ２膜１１０及びＢＰＳＧ膜１０１を貫通するように形成され、キャパシタＣの下端部は空間Ｈ’内においてＳｉ層１００の上面に接続される。
【００５７】
かかる処理システム１によれば、ＰＨＴ処理装置４の載置台２３上面がシリコン製のカバー３５で覆われているので、載置台２３上面からウェハＷの下面へのアルミニウム成分の転写が防止される。このため、ウェハ下面の金属汚染が回避される。また、載置台２３上面からウェハＷの下面へのアルミニウム成分の転写が防止されるので、ヒータ４３の加熱温度を高くでき、ＰＨＴ処理装置４におけるウェハＷの処理温度を高くして処理時間を短縮することができる。
【００５８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５９】
例えば、ＰＨＴ処理装置４の載置台２３上面を覆うカバー３５の材質は、シリコンの他、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）なども利用できる。但し、酸化シリコンはチッピングの問題があり、窒化アルミ、炭化シリコンは高額である。そのため、カバー３５の材質は、シリコンが適当である。また、シリコン製のカバー３５はウェハＷと硬度が同じであり、ウェハＷ下面との接触による消耗も少ないと考えられる。
【００６０】
また、カバー３５の上面には支持ピン４０を設けなくても良い。また、カバー３５下面の凹部４２も省略できる。但し、載置台２３の上面に支持ピン４１が設けられている場合は、カバー３５の下面を載置台２３の上面に密着させるために、凹部４２を設けることが望ましい。
【００６１】
処理空間４６に供給されるガスの種類は、フッ化水素ガスとアンモニアガスの組み合わせには限定されない。例えば、処理空間４６に供給される不活性ガスはアルゴンガスのみであっても良い。また、かかる不活性ガスは、その他の不活性ガス、例えば、ヘリウムガス（Ｈｅ）、キセノンガス（Ｘｅ）のいずれかであっても良く、または、アルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガス、キセノンガスのうち２種類以上のガスを混合したものであっても良い。
【００６２】
処理システム１の構造は、以上の実施形態に示したものには限定されない。例えば、ＣＯＲ処理装置、ＰＨＴ処理装置の他に、成膜装置を備えた処理システムであっても良い。例えば図１０に示す処理システム９０のように、ウェハ搬送機構９１を備えた共通搬送室９２を、搬送室１２に対してロードロック室９３を介して連結させ、この共通搬送室９２の周囲に、ＣＯＲ処理装置９５、ＰＨＴ処理装置９６、例えばＣＶＤ装置等の成膜装置９７を配設した構成にしても良い。この処理システム９０においては、ウェハ搬送機構９１によって、ロードロック室９２、ＣＯＲ処理装置９５、ＰＨＴ処理装置９６、成膜装置９７に対してウェハＷをそれぞれ搬入出させるようになっている。共通搬送室９２内は真空引き可能になっている。即ち、共通搬送室９２内を真空状態にすることで、ＰＨＴ処理装置９６から搬出されたウェハＷを大気中の酸素に接触させずに、成膜装置９７に搬入できる。従って、ＰＨＴ処理後のウェハＷに自然酸化膜が付着することを防止でき、成膜（キャパシタＣの形成）を好適に行うことができる。
【００６３】
また、処理システム１において処理される基板の構造は、以上の実施形態において説明したものには限定されない。さらに、処理システム１において実施されるエッチングは、実施の形態に示したような、キャパシタＣの形成前にコンタクトホールＨの底部に行うためのものには限定されず、本発明は、様々なシリコン酸化膜の除去処理に適用できる。処理システム１においてエッチングを施す対象物となるシリコン酸化膜は、ＢＰＳＧ膜には限定されず、例えばＨＤＰ−ＳｉＯ２膜等、他の種類のシリコン酸化膜であっても良い。この場合も、シリコン酸化膜の種類に応じて、ＣＯＲ処理工程におけるシリコン酸化膜の温度、及び、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を調節することで、反応生成物が飽和状態になる深さ、エッチング量などを制御することができる。特に、従来の自然酸化膜やケミカル酸化膜において行われていたエッチング方法よりも、反応生成物が飽和状態になる深さを深くし、また、エッチング量を向上させることが可能である。
【００６４】
また、基板に形成されたＣＶＤ系酸化膜については、そのＣＶＤ系酸化膜の成膜に用いられたＣＶＤ法の種類は、特に限定されない。例えば熱ＣＶＤ法、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等であっても良い。
【００６５】
さらに、本発明は、ＣＶＤ系酸化膜以外のシリコン酸化膜、例えば、自然酸化膜、レジスト除去工程等における薬液処理によって生じたケミカル酸化膜、熱酸化法により形成された熱酸化膜等のシリコン酸化膜のエッチングに適用することもできる。このようなＣＶＤ系酸化膜以外のシリコン酸化膜においても、ＣＯＲ処理におけるフッ化水素ガスの分圧とシリコン酸化膜の温度とを調節することで、エッチング量を増減させることができる。
【００６６】
例えば前の処理工程（レジスト除去工程等）で処理された後、次の処理工程（成膜工程）が行われるまでの間に、ウェハＷが長時間放置され、ウェハＷ上に自然酸化膜が厚く形成されてしまった場合でも、次の処理工程を行う直前に、本発明を適用して自然酸化膜の除去工程を行うことにより、自然酸化膜を十分に除去することができる。従って、前の処理工程が終了した後、自然酸化膜の除去工程や次の処理工程を実施するまでの待ち時間を延長することが可能である。そのため、管理時間（Ｑ−ｔｉｍｅ）に自由度を持たせることができる。
【００６７】
なお、ウェハＷ上に自然酸化膜と層間絶縁膜等の他のシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）等が混在しており、自然酸化膜のみを除去したい場合は、ＣＯＲ処理において、ウェハＷの温度を低めにするか、あるいは、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を低めに調節すると良い。例えば、ウェハＷの温度を約３０℃以下、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を約１５ｍＴｏｒｒ（約２．００Ｐａ）以下にしても良い。これにより、層間絶縁膜等の他のシリコン酸化膜の変質を抑制しながら、自然酸化膜を効率よく変質させることができる。即ち、他の構造のダメージを抑制しながら、自然酸化膜を効率よく除去することができる。
【００６８】
ウェハ上に自然酸化膜と他の種類のシリコン酸化膜等が混在するものとしては、例えば図１１に示すような構造がある。図１１において、ウェハＷ’の表面にはＳｉ層１５０が形成されており、その上面に、ゲート電極１５１を有するゲート部Ｇ’が、２つ並べて設けられている。各ゲート部Ｇ’は、ゲート電極１５１（ＳｉＯ２層）、ハードマスク（ＨＭ）層１５２（ＳｉＮ層）及び側壁部（サイドウォール）１５３を備えている。即ち、Ｓｉ層１５０の上面に、ゲート酸化膜である２つのＳｉＯ２膜１５５が形成され、各ＳｉＯ２膜１５５の上面にゲート電極１５１としてのＰｏｌｙ−Ｓｉ層がそれぞれ形成され、各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層（ゲート電極１５１）の上面に、ＳｉＮ層（ハードマスク（ＨＭ）層１５２）がそれぞれ形成されている。そして、各ＳｉＯ２膜１５５、Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層（ゲート電極１５１）、ＳｉＮ層（ハードマスク（ＨＭ）層１５２）の両側面に、絶縁体からなる側壁部１５３がそれぞれ形成されている。さらに、これら２つのゲート部Ｇ’を覆うようにして、層間絶縁膜であるＢＰＳＧ膜１５６が形成され、ＢＰＳＧ膜１５６の上面に、ＰＥ−ＳｉＯ２膜１５７が形成されている。このＰＥ−ＳｉＯ２膜１５７は、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ）法を用いて形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜である。２つのゲート部Ｇ’の間（側壁部１５３の間）には、ＰＥ−ＳｉＯ２膜１５７とＢＰＳＧ膜１５６を貫通するように、コンタクトホールＨが形成されている。コンタクトホールＨの底部おいては、Ｓｉ層１５０が露出させられており、このＳｉ層１５０に、自然酸化膜１６０が形成される。即ち、この構造においては、３種類のシリコン酸化膜、即ち自然酸化膜１６０、ＢＰＳＧ膜１５６及びＰＥ−ＳｉＯ２膜１５７が混在している。このようなウェハＷ’から自然酸化膜１６０を除去する場合も、ウェハＷ’の温度と、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を適宜調節することで、ＢＰＳＧ膜１５６及びＰＥ−ＳｉＯ２膜１５７のダメージ（ＣＤシフト）を抑制しながら、自然酸化膜１６０を選択的に除去することができる。また、自然酸化膜１６０の厚さに応じて、ウェハＷ’の温度と、混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を調節すれば、長期間放置されて厚く形成された自然酸化膜１６０でも、確実に除去することができる。なお、かかるウェハＷ’に対して自然酸化膜１６０の除去後に行われるキャパシタの形成（成膜処理）においては、コンタクトホールＨの底部に露出されたＳｉ層１５０から自然酸化膜１６０が除去されていることにより、キャパシタの下端部をＳｉ層１５０に確実に接続することができる。
【実施例】
【００６９】
ＰＨＴ処理装置の載置台の上面をカバーで覆わなかった場合（比較例）と、カバーで覆った場合（実施例）における、ウェハ下面へのアルミニウム転写量を比較した。なお、アルミニウム転写量はＩＣＰ−Ｍａｓｓで測定した。比較例の場合、図１２に示されるように、載置台の上面の温度が１００℃程度になると、ウェハ下面へのアルミニウム転写量が３×１０１０ａｔｏｍｓ／ｃｍ２を超えてしまい、無視できない金属汚染が生じた。一方、実施例の場合、図１３に示されるように、載置台の上面の温度が３００℃程度になっても、ウェハ下面へのアルミニウム転写量が５×１０９ａｔｏｍｓ／ｃｍ２程度であり、無視できる程度の金属汚染しか生じなかった。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、シリコン基板の熱処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】ＢＰＳＧ膜のエッチングを行う前のウェハの表面の構造を示した概略縦断面図である。
【図２】処理システムの概略平面図である。
【図３】ＰＨＴ処理装置の構成を示した説明図である。
【図４】載置台の断面図である。
【図５】載置台の平面図である。
【図６】ＣＯＲ処理装置の構成を示した説明図である。
【図７】ＣＯＲ処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。
【図８】ＰＨＴ処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。
【図９】成膜処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。
【図１０】別の実施形態にかかる処理システムの概略平面図である。
【図１１】別の実施形態にかかるウェハの表面の構造を示した概略縦断面図である。
【図１２】カバーの無い比較例によるウェハ下面へのアルミニウム転写量を示したグラフである。
【図１３】カバーの有る実施例によるウェハ下面へのアルミニウム転写量を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７２】
Ｗ      ウェハ
１      処理システム
４      ＰＨＴ処理装置
５      ＣＯＲ処理装置
８      制御コンピュータ
２０    チャンバー
２１    処理空間
２３    載置台
２６    ガス供給機構
２８    排気機構
３５    カバー
３６    ウェハ昇降機構
４０、４１  支持ピン
４２    凹部
４３    ヒータ
【図１】
0005352103.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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