(57)【要約】【課題】七フッ化ヨウ素を含むエッチングガスを用いたエッチング時の不具合を抑制する。【解決手段】チャンバーを構成する部材またはチャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法が提供される。また、チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングする工程と、基板表面をエッチングした後、チャンバーを構成する部材またはチャンバーに接続された配管の表面に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する工程と、を含むドライエッチング方法が提供される。【選択図】図１
2016066658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法。
【請求項２】
前記クリーニングガスを、２０〜３００℃の温度領域かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域で前記付着物と接触させることを特徴とする請求項１に記載の付着物の除去方法。
【請求項３】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＣｌＦ３であり、前記温度領域が２５〜２００℃であることを特徴とする請求項２に記載の付着物の除去方法。
【請求項４】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＦ２であり、前記温度領域が１２０〜２００℃であることを特徴とする請求項２に記載の付着物の除去方法。
【請求項５】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＩＦ７であり、前記温度領域が２３０〜３００℃であることを特徴とする請求項２に記載の付着物の除去方法。
【請求項６】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｆ２、ＸＦｎ（ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜７の整数を表す。）からなる群より選ばれる少なくとも一つのフッ素（Ｆ）を含むフッ素含有ガスであることを特徴とする請求項１に記載の付着物の除去方法。
【請求項７】
前記付着物中に含まれる前記ヨウ素酸化物は、化学式：［ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）］で表されることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の付着物の除去方法。
【請求項８】
前記ヨウ素酸化物が、Ｉ２Ｏ５であることを特徴とする、請求項７に記載の付着物の除去方法。
【請求項９】
チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングする工程と、
前記基板表面をエッチングした後、前記チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する工程と、を含むドライエッチング方法。
【請求項１０】
前記クリーニングガスを、２０〜３００℃の温度領域かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域で前記付着物と接触させることを特徴とする請求項９に記載のドライエッチング方法。
【請求項１１】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｆ２、ＸＦｎ（ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜７の整数を表す。）からなる群より選ばれる少なくとも一つのフッ素（Ｆ）を含むフッ素含有ガスであることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のドライエッチング方法。
【請求項１２】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスは、ＣｌＦ３である請求項１１に記載のドライエッチング方法。
【請求項１３】
前記付着物中に含まれる前記ヨウ素酸化物は、化学式：［ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）］で表されることを特徴とする請求項９に記載のドライエッチング方法。
【請求項１４】
チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素化合物を含む付着物を、ヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法。
【請求項１５】
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスが、Ｆ２、ＣｌＦ３である請求項１４に記載の付着物の除去方法。
【請求項１６】
前記ヨウ素化合物がＩＦ５であることを特徴とする請求項１４に記載の付着物の除去方法。
【請求項１７】
基板上の膜をヨウ素含有ガスを含むエッチングガスにより除去するエッチング工程と、
前記エッチング工程で生成されるヨウ素化合物を除去する後処理工程と、を有し、
前記後処理工程では、前記基板の表面にヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給し、前記ヨウ素化合物を除去するドライエッチング方法。
【請求項１８】
前記後処理工程の後に、前記基板を加熱することにより、前記基板の表面に堆積したヨウ素化合物を除去する加熱工程をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載のドライエッチング方法。
【請求項１９】
前記後処理用ガスに含まれるフッ素含有ガスが、Ｆ２、ＣｌＦ３である請求項１７または請求項１８に記載のドライエッチング方法。
【請求項２０】
少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
前記チャンバー内にフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
少なくとも前記エッチングガス供給部と前記クリーニングガス供給部とを制御し、前記エッチングガスを供給し、前記基板をエッチングした後、前記チャンバーの内部に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を前記クリーニングガスを用いて除去する装置コントローラと、
を有する基板処理装置。
【請求項２１】
少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
前記チャンバー内にフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給する後処理用ガス供給部と、
少なくとも前記エッチングガス供給部と前記後処理用ガス供給部とを制御し、前記エッチングガスを前記チャンバー内へ供給し、前記基板を前記エッチングガスに晒して、前記シリコン含有膜を除去し、その後、前記後処理用ガスを前記チャンバー内へ供給し、前記基板に堆積したヨウ素化合物を除去するよう制御する制御部と、  を有する基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャンバーの内部、及び排気配管に付着した、ヨウ素酸化物やヨウ素化合物などのヨウ素含有物の除去方法などに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコン化合物は半導体分野において重要であり不可欠な材料である。例えば、半導体素子のゲート絶縁膜としてのシリコン酸化膜、薄膜トランジスタとしてのアモルファスシリコン膜および窒化シリコン膜など、また、ＭＥＭＳなどの三次元構造素子に使用されるポリシリコン材料、低消費電力のトランジスタなど用途の炭化珪素（ＳｉＣ）などに幅広い分野において使用されている。特に、ＤＲＡＭやフラッシュメモリに含まれるトランジスタなどに代表される半導体素子は年々高集積化が進んでおり、シリコン半導体デバイスが注目されている。
【０００３】
通常、半導体製造工程においてシリコンなどのシリコン化合物は所定の形状に加工されるか最終工程など所定の工程にて除去される。このようなシリコン化合物の加工や除去を行う場合、従来からドライエッチングが広く用いられてきた。
【０００４】
本発明者らは、エッチング材料に七フッ化ヨウ素を用いることでシリコンを選択的にエッチングできることを見出した（特許文献１を参照）。しかし、この手法ではチャンバー内部、及び排気配管に水分を有する状態でエッチングを行うと下記反応により、化学式ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）で表されるヨウ素酸化物が生成し、チャンバー内部、及び排気配管の壁面に付着する場合があった。
反応式  ：ＩＦ７＋ｎＨ２Ｏ  →  ＩｘＯｙＦｚ＋ＨＦ
【０００５】
また、七フッ化ヨウ素を用いて基板上のシリコン薄膜をエッチングする際の反応は、次式で表される。
Ｓｉ＋２ＩＦ７→ＳｉＦ４＋２ＩＦ５
エッチングの際に、副生成物や、エッチングガスの分解により、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）等のヨウ素化合物がチャンバー内部、及び排気配管の壁面に付着したり、基板の表面に堆積したりする場合があった。
【０００６】
チャンバー内部、及び排気配管の壁面にヨウ素酸化物やヨウ素化合物（以下、ヨウ素酸化物とヨウ素化合物をあわせてヨウ素含有物と呼ぶことがある）が付着した状態でＳｉウエハ等の基板をチャンバー内に導入すると、チャンバー内を真空にし、不活性ガスで置換した際に揮発したヨウ素含有物がＳｉウエハ等の基板に付着する。基板に付着したヨウ素含有物の影響で、エッチング速度の低下やエッチングが進行しないなどの不具合が生じるという問題点があった。
【０００７】
また、基板の表面に、エッチング時に発生したヨウ素化合物が堆積したままであると、基板表面にヨウ素汚染が残る。更に、そのままの状態で基板表面が大気にさらされると、ヨウ素化合物が大気中の水分と反応し、ヨウ化水素（ＨＩ）やヨウ素酸（ＨＩＯ３）などを発生し、チャンバー内部、及び排気配管等の金属部材の腐食を誘発する可能性があるという問題点があった。
【０００８】
特許文献２では、七フッ化ヨウ素を用いたエッチングをする方法として、反応性ガス（ハロゲン間化合物、及びフッ化水素）と、不活性ガスを混合させ、チャンバーまでのガス供給路を冷却、断熱膨張させながらチャンバー内に噴出することで、反応性クラスタをチャンバー内で生成し、それを用いてエッチング、及びクリーニングする方法が開示されている。特許文献２では、反応性ガスをクラスタ化することで、エッチング速度を向上させている。
【０００９】
しかしながら、特許文献２では反応性ガスとして、ハロゲン間化合物、及びＨＦが記載されており、その中の一つとして七フッ化ヨウ素の記載があるが、副生するヨウ素含有物に関する記載及び、ヨウ素含有物がエッチングに及ぼす影響の開示はない。特許文献２の手法でもチャンバー内部、及び排気配管の水分の影響によりヨウ素酸化物が生成するため、エッチングの不具合を抑制できず、エッチング時の不具合の抑制、生産性の向上という課題を解決できなかった。
【００１０】
また、特許文献３には、真空排気配管のクリーニング方法として、ハロゲン間化合物を用いた半導体成膜装置及び真空ポンプに関わる吸気配管のクリーニング方法が開示されている。しかしながら、特許文献３では、反応性ガスとして、七フッ化ヨウ素の記載があるが、副生するヨウ素含有物に関する記載、及びヨウ素含有物がエッチングに及ぼす影響の開示はない。また、特許文献３では、アモルファスシリコンや二酸化ケイ素やドーパントの堆積膜をクリーニングしているが、反応性ガス由来のヨウ素含有物については言及がない。
【００１１】
また、特許文献４には、酸化物半導体膜のドライエッチング方法として、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物半導体膜に対して、Ｃｌ２またはＣｌ２／Ａｒを用いて下記条件（チャンバー圧力：０．６〜５Ｐａ、基板側に印加するバイアスＲＦパワー密度：＞０．０２Ｗ／ｃｍ２）で、エッチングする方法が開示されている。従来技術であるリフトオフ法と比較して、フォトレジストを除去する際の被蒸着膜のパターン端の捲くれ上がりを抑制できるため、歩留まりを向上できることが記載されている。しかしながら、特許文献４の除去対象の膜はＩｎ、Ｇａ、Ｚｎを含む酸化物半導体膜であり、ヨウ素含有物の除去に関する記載は無い。さらに、特許文献４に記載の条件でヨウ素含有物を除去するとエッチング装置の構成材料であるＡｌ系材料の腐食につながるため好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０１４−１５０１６９号公報
【特許文献２】特開２０１３−４６００１号公報
【特許文献３】特開２０１１−２０８１９３号公報
【特許文献４】特許第４９９９４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
以上のとおり、チャンバー内部、及び排気配管の水分によるヨウ素酸化物の発生に関する記載はなく、ヨウ素酸化物の発生によるエッチングの不具合や生産性の低下などの問題も知られていなかった。また、現状では、このようなヨウ素酸化物やエッチングの際に発生するヨウ素化合物を含むヨウ素含有物が原因となるエッチングの不具合に対する対処方法についても知られておらず、ヨウ素含有物の除去を行うにはチャンバーを解体して洗浄を行う必要があるという問題点があった。
【００１４】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、七フッ化ヨウ素等を含むエッチングガスを用いたエッチング時の不具合を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様によれば、チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法である。
【００１６】
本発明の他の態様は、チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングする工程と、前記基板表面をエッチングした後、前記チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する工程と、を含むドライエッチング方法である。
【００１７】
本発明の更に他の態様は、チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素化合物を含む付着物を、ヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法である。
【００１８】
本発明の更に他の態様は、基板上の膜をヨウ素含有ガスにより除去するエッチング工程と、前記エッチング工程で生成されるヨウ素化合物を除去する後処理工程と、を有し、前記後処理工程では、前記基板の表面にヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給し、前記ヨウ素化合物を除去するドライエッチング方法である。
【００１９】
本発明の更に他の態様は、少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、前記チャンバーにヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、前記チャンバーにフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、少なくとも前記エッチングガス供給部と前記クリーニングガス供給部とを制御し、前記エッチングガスを供給し、前記基板をエッチングした後、前記チャンバーの内部に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を前記クリーニングガスを用いて除去する装置コントローラと、を有する基板処理装置が提供される。
【００２０】
本発明の更に他の態様は、少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、前記チャンバー内にフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給する後処理用ガス供給部と、少なくとも前記エッチングガス供給部と前記後処理用ガス供給部とを制御し、前記エッチングガスを前記チャンバーへ供給し、前記基板を前記エッチングガスに晒して、前記シリコン含有膜を除去し、その後、前記後処理用ガスを前記チャンバーへ供給し、前記基板に堆積したヨウ素化合物を除去するよう制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば七フッ化ヨウ素等のエッチングガスを用いてエッチングした後に、生成したヨウ素含有物を除去するため、エッチング時の不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態及び第２の実施形態で用いたエッチング装置１の概略図である。
【図２】示差熱・熱重量測定装置２１の概略図である。
【図３】Ｉ２Ｏ５の反応性調査でのＣｌＦ３ガス流通下の重量変化の温度依存性を示す図である。
【図４】Ｉ２Ｏ５の反応性調査での２０％Ｆ２／Ｎ２ガス流通下の重量変化の温度依存性を示す図である。
【図５】Ｉ２Ｏ５の反応性調査でのＩＦ７ガス流通下の重量変化の温度依存性を示す図である。
【図６】第１の実施形態及び第２の実施形態に係るエッチング装置を用いたドライエッチング処理を示す図である。
【図７】実施例１と比較例１におけるエッチング試験を繰り返した際のエッチング速度の推移を示す図である。
【図８】第３の実施形態に係るエッチング装置を用いたドライエッチング処理を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係るエッチング装置の基板処理時の概略図である。
【図１０】第３の実施形態に係るエッチング装置の基板搬送時の概略図である。
【図１１】第３の実施形態に係るエッチング装置の制御装置の構成図である。
【図１２】第３の実施形態に係るドライエッチング工程におけるガス供給のタイムチャートを示す図である。
【図１３】第３の実施形態に係るドライエッチングの実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の第１の実施形態は、チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法である。
【００２４】
なお、前記ヨウ素酸化物は、化学式：［ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）］で表されることが好ましく、この化学式で表されるヨウ素酸化物の中で最も安定なのがＩ２Ｏ５であり、Ｉ２Ｏ５を除去できれば他のヨウ素酸化物も除去できることが多い。また、付着物中には、ＩｘＯｙＦｚで表されるヨウ素酸化物のうち、組成の異なる複数種類のヨウ素酸化物が含まれてもよい。
【００２５】
クリーニングガス中に含まれるフッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｆ２、ＸＦｎ（ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜７の整数を表す。）からなる群より選ばれる少なくとも一種のガスであることが好ましく、フッ素含有ガスとしては、ＨＦ、Ｆ２、ＣｌＦ、ＣｌＦ３、ＣｌＦ５、ＢｒＦ、ＢｒＦ３、ＢｒＦ５、ＩＦ、ＩＦ３、ＩＦ５、ＩＦ７を使用することができる。
【００２６】
クリーニングガスは、２０〜３００℃の温度領域、より好ましくは４０〜２００℃の温度領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。クリーニングガスを高温にするとチャンバー内部、及び排気配管のステンレス鋼等の金属部材と反応するため好ましくない。また、反応温度を過度に低くすると、クリーニングガスとヨウ素酸化物との反応が進行せず、付着物の除去ができないか、除去に時間がかかりすぎるため好ましくない。
【００２７】
特に、クリーニングガス中に含まれるフッ素含有ガスとしては、Ｆ２とＣｌＦ３とＩＦ７からなる群より選ばれる一つ以上のガスを使用することが好ましい。図３に示すように、ＣｌＦ３は、７６０ｔｏｒｒ（＝１０１ｋＰａ）では２５℃からＩ２Ｏ５と反応することが後述の反応性調査で明らかとなったため、クリーニングガス中にＣｌＦ３を含む場合は、２５〜２００℃の温度領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。２００℃を超えると、ＣｌＦ３とステンレス鋼との反応性が高くなり、チャンバー内部、及び排気配管に腐食を生じる可能性が高くなる。クリーニングガス中にＣｌＦ３を含むことで、低温でもヨウ素酸化物を除去できる。図３に示すように、２５℃からＩ２Ｏ５の重量変化が生じており、７５℃では完全にＩ２Ｏ５とＣｌＦ３との反応が終了している。この結果から、特に、短い加熱時間で、高い反応速度を達成できるため、温度領域が４０〜７５℃であることが好ましい。
【００２８】
図４に示すように、Ｆ２は、７６０ｔｏｒｒ（＝１０１ｋＰａ）では１２０℃からＩ２Ｏ５と反応することが後述のＦ２を２０体積％含む窒素希釈のガスを用いた反応性調査で明らかとなったため、クリーニングガス中にＦ２を含む場合は、１２０〜２００℃の温度領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。２００℃を超えると、Ｆ２とステンレス鋼との反応性が高くなり、チャンバー内に腐食を生じる可能性が高くなる。クリーニングガス中にＦ２を含むことで、比較的低温でもヨウ素酸化物を除去できる。
【００２９】
図５に示すように、ＩＦ７は、７６０ｔｏｒｒ（＝１０１ｋＰａ）では２３０℃からＩ２Ｏ５と反応することが後述の反応性調査で明らかとなったため、クリーニングガス中にＩＦ７を含む場合は、２３０〜３００℃の温度領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。ＩＦ７が３００℃を超えると、ＩＦ５とＦ２に分解しやすくなり、特にＦ２がステンレス鋼と反応してチャンバー内部、及び排気配管に腐食を生じる可能性が高くなる。
【００３０】
また、クリーニングガスは、６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域、より好ましくは６６Ｐａ〜４０ｋＰａの圧力領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。圧力が高すぎると、減圧環境下で使用することを前提とするエッチング装置に不具合を生じかねない。一方で、圧力が低すぎると反応が進行せず、付着物の除去が困難になるか過度に時間がかかってしまう。
【００３１】
クリーニングガスには、ヨウ素酸化物を除去するのに十分なフッ素含有ガスが含まれていればよいが、フッ素含有ガスが５体積％以上含まれることが好ましく、２０体積％以上含まれることがより好ましく、９０体積％以上含まれることが特に好ましい。特に、実質的にフッ素含有ガスが１００体積％、すなわち、実質的にフッ素含有ガス以外の成分を含まないようにするのが好ましい。
【００３２】
第１の実施形態においては、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物を、チャンバーを解体洗浄することなく、クリーニングガスを導入することで除去することができ、七フッ化ヨウ素を用いたドライエッチング方法を効率よく実施することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
また、本発明の第２の実施形態は、基板表面をエッチングする工程と付着物を除去する工程を含むドライエッチング方法である。
第２の実施形態に係るドライエッチング方法は、チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングするエッチング工程と、前記基板表面をエッチングした後、前記チャンバーの内部に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を、少なくともフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物除去工程と、を含むことを特徴とする。
【００３４】
クリーニングガス中にフッ素や七フッ化ヨウ素を含む場合は、ヨウ素酸化物を含む付着物を効率的に除去するために、チャンバー内部、及び排気配管を加熱することが好ましい。一方で、クリーニングガス中にＣｌＦ３を含む場合は、低温でもヨウ素酸化物を除去でき、また、例えば、七フッ化ヨウ素でのエッチングと、ＣｌＦ３での付着物除去を、同程度の温度で行うことができる。よって、ＣｌＦ３をクリーニングガスとして用いる場合、特に、装置への負担が少なくなり、スループット向上に寄与する点で好ましい。
【００３５】
なお、第２の実施形態においては、エッチング工程の後に付着物除去工程を毎回必ず行わなければならないわけではなく、複数回のエッチング工程を行った後に付着物除去工程を行ってもよい。付着物除去工程の回数を減らせば装置の利用効率を向上させることができる。
【００３６】
付着物除去工程は、第１の実施形態と同様の方法を用いることができる。なお、エッチング工程において反応しなかったヨウ素酸化物を付着物除去工程において除去するため、付着物除去工程でＩＦ７を含むクリーニングガスを用いる場合は、エッチング工程よりも温度または圧力を高くして付着物除去工程を行うことが好ましい。
【００３７】
（エッチング工程）
エッチング工程では、チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングする。ヨウ素含有ガスとしては、シリコンを選択的にエッチングできることから、特に七フッ化ヨウ素を用いることが好ましい。エッチング工程において、七フッ化ヨウ素への添加ガスは必須の要件ではなく七フッ化ヨウ素は単独でも使用できるが、エッチング工程の効果を損じない範疇において、適宜必要に応じて他の添加ガスを加えてもよい。通常、七フッ化ヨウ素はエッチングガス中において、少なくとも５０体積％以上、好ましくは８０体積％以上含まれる。特に、高い面内均一性とエッチング速度を両立するためには、実質的に七フッ化ヨウ素が１００体積％、すなわち、実質的に七フッ化ヨウ素以外の成分を含まないようにするのがより好ましい。
【００３８】
なお、「実質的に七フッ化ヨウ素以外の成分を含まない」とは、エッチングに供する七フッ化ヨウ素以外の成分を別途添加しないことを意味し、一般的な七フッ化ヨウ素の製造工程等で混入する原料に由来する微量成分の五フッ化ヨウ素、フッ素、フッ化水素などは含まれていてもよい。
【００３９】
七フッ化ヨウ素以外にエッチングガス中に添加するガスとしては、エッチングの性能を調整するために、必要に応じて、酸化性ガスや不活性ガスを加えてもよい。通常、添加ガスが加えられる場合、七フッ化ヨウ素の含有率は、１〜１００体積％の範囲になるように適宜調整される。
【００４０】
酸化性ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ、ＮＯ２、などの酸素含有ガス、Ｆ２、ＮＦ３、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＹＦｎ（ＹはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜５の整数を表す）などのハロゲンガスが例示される。これらのうち、入手が容易である点や、七フッ化ヨウ素と混合した際に安定である点から、Ｏ２、Ｆ２、ＮＦ３、Ｃｌ２が好ましい。なお、酸化性ガスの添加量は、使用するエッチング装置の性能、形状及びエッチング条件に依存して適宜調整される。
【００４１】
七フッ化ヨウ素は、既存のシリコン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をエッチングして加工する際のマスク材料などの耐エッチング部材との選択比が非常に優れていることが見出された。尚、耐エッチング部材とは、本実施の形態において使用する七フッ化ヨウ素ガスを含むエッチングガスとの反応性が、既存のシリコンのエッチングガスと比較して極めて低い部材である。
【００４２】
第２の実施形態のドライエッチング方法の処理対象物となるものは、シリコンであれば特に制限はされないが、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンなどが挙げられる。特に処理対象物としては、シリコン膜を有する基板の表面が好ましく、さらに、少なくともシリコン膜と七フッ化ヨウ素と極めて反応しにくい耐エッチング部材を含む半導体素子などの構造体が好適である。また、シリコン単独からなる処理対象物にも適用可能であり、シリコン基板の表面加工にも用いることができ、例えば、シリコン基板へのトレンチやホール形成にも使用することができる。
【００４３】
シリコン膜としては、半導体素子形成に使用されるシリコン膜が好適であり、例えば、アモルファスシリコン膜、ポリシリコン膜、単結晶シリコン膜などが挙げられる。また、耐エッチング部材は、シリコン膜を所定の形状に加工するためのマスクとして利用する場合や、処理対象物のシリコン膜を除去して、耐エッチング部材自身を三次元構造など所定の形状に形成し、耐エッチング部材を半導体素子の構造体として利用する場合が挙げられる。
【００４４】
耐エッチング部材をマスクとして利用する場合、シリコン膜の表面に所定形状にパターニングされたマスクを用いて、エッチングガスを用いてシリコン膜を選択的にエッチングする方法を適用することができる。マスクに用いる材料は、七フッ化ヨウ素と極めて反応しにくい材料であれば特に制限されないが、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＴｉＯ２、フォトレジスト、炭素系材料、また、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｈｆ、Ｚｒ及びそれらの酸化物などの金属材料を挙げることができる。それらの中でも、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＴｉＮなどの材料が特に好ましい。
【００４５】
また、同様に、耐エッチング部材自身を半導体素子の構造体として利用する場合、耐エッチング部材の材質は、七フッ化ヨウ素と極めて反応しにくい材料が用いられ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＴｉＮから選ばれる少なくとも１つ以上の材料を好適に使用することができる。
【００４６】
次に、第２の実施形態のエッチング工程の反応条件について説明する。
【００４７】
エッチングガスをシリコン膜に接触させる際のチャンバー内のプロセス圧力は、０．１Ｐａ〜１０１ｋＰａであり、０．１〜１０ｋＰａであることが好ましく、１０Ｐａ〜５００Ｐａであることがより好ましい。
【００４８】
エッチングガスを処理対象物のシリコン膜に接触させる際の基板温度は、通常、−４０℃以上、１５０℃以下であり、さらに、２０℃以上９０℃以下であることがエッチング速度に関してより高い面内均一性を得る上で好ましく、３０℃以上５０℃以下であることが好ましい。
【００４９】
エッチング時間は特に制限されるものではないが、半導体素子製造プロセスの効率を考慮すると、６０分以内であることが好ましい。ここに、エッチング時間とは、エッチング処理が行われる、基板が設置されているプロセスチャンバーの内部にエッチングガスを導入し、その後、エッチング処理を終える為にプロセスチャンバー内のエッチングガスを真空ポンプ等により排気するまでの時間を指す。尚、基板は、その表面がシリコンの基板、また、表面に、少なくともシリコンとシリコンよりも七フッ化ヨウ素と反応しにくい部材を含む半導体素子などの構造体を有する基板であってもよい。
【００５０】
第２の実施形態にかかるドライエッチング方法は、図１に示されるような半導体製造工程に使用される一般的なエッチング装置に適用することができ、特に使用されるエッチング装置の構成が限定されるものではない。また、ガス供給管とチャンバーに配置する半導体素子などの被処理物の位置関係も、特に制限はない。
【００５１】
また、エッチング工程を行うチャンバーとしては、使用するフッ素系ガスに対する耐性があり、所定の圧力に減圧できるものであれば限定されるものではないが、通常、半導体のエッチング装置に備えられた一般的なチャンバーなどが適用される。また、七フッ化ヨウ素を所定の圧力に保ち供給する供給管やその他の配管などもフッ素系ガスに対する耐性にあるものであれば特に限定されるものではなく一般的なものを使用することができる。
【００５２】
［実施例１］
以下、実施例１によって本発明の主に第１の実施形態と第２の実施形態を詳細に説明するが、本発明は係る実施例１に限定されるものではない。
【００５３】
［反応性調査］
ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）の中で最も安定である、Ｉ２Ｏ５の反応性調査を実施した。
図２で示すような示差熱・熱重量測定装置内に、試験サンプル２２としてＩ２Ｏ５を、参照サンプル２３としてＡｌ２Ｏ３をそれぞれ秤量してサンプルステージに設置した。以下の条件でガスを流しながらステージ温度を上げ、ステージ温度に対するサンプル温度、重量変化量を測定した。図３〜図５に、Ｉ２Ｏ５の反応性調査での異なる反応性ガス流通下の重量変化の温度依存性を示し、それぞれの反応性ガス流通下の反応開始温度を表１に示す。
【００５４】
反応性ガス：ＣｌＦ３、２０％Ｆ２／Ｎ２、ＩＦ７、Ｏ２のいずれか
ガス流量：２０ｓｃｃｍ(standard cubic centimeter per minutes)
ステージ温度：室温→３００℃（昇温速度：３℃／ｍｉｎ．）
プロセス圧力：７６０ｔｏｒｒ（＝１０１ｋＰａ）
その結果、以下の表１のように、Ｉ２Ｏ５はＣｌＦ３との反応性が最も高く、Ｏ２とは３００℃でも反応しないことを確認した。
【００５５】
【表１】
2016066658.tif 000003
【００５６】
なお、図２で示す示差熱・熱重量測定装置２１は、試験サンプル２２と参照サンプル２３を、熱電対２４で温度を測定しながら天秤部２５で重量変化を測定できる。測定時にはガス導入口２６から導入ガスを導入し、排気口２７から排気しながら、ヒータ２８で試験サンプル２２と参照サンプル２３を加熱しながら、示差熱と熱重量を同時に測定できる。
【００５７】
［実施例１・比較例１］
付着物除去工程による効果を確認するため、付着物除去工程とエッチング工程を繰り返す実施例１と、付着物除去工程を行わずにエッチング工程を繰り返した比較例１を行った。図１は、実施例１に使用したエッチング装置１の概略図を示す。尚、実施例１と比較例１の違いは、エッチング工程に付着物除去工程を付加した制御プログラム（以後、第１制御プログラムと称する場合がある）を実行する装置コントローラ１７を有する点である。尚、この制御手段としての装置コントローラは、この第１制御プログラムを実行することにより、後述する図６に示すエッチング工程及び付着物除去工程を示すフローを実現する。
【００５８】
エッチング装置１はエッチング工程や付着物除去工程が行われるチャンバー２を有し、チャンバー２は、試料３を支持するためのステージ４を有する。試料３として、シリコン基板上にシリコン酸化膜（２０ｎｍ）が形成され、さらにその上にポリシリコン膜（３０μｍ）が形成されたもの使用した。ステージ４には、ステージの温度を調製可能なステージ温度調整器１６を有する。
【００５９】
チャンバー２には、エッチングガス供給系６とクリーニングガス供給系８と不活性ガス供給系１０が、それぞれバルブ７と９と１１を介して接続される。また、チャンバー２には、チャンバー内の気体を外部に排出するための排気配管１２を有しており、排気配管１２はバルブ１３を介して真空ポンプ１５が接続される。チャンバー２内部の圧力はバルブ１３を制御する圧力コントローラ１４により制御される。また、装置コントローラ１７は、エッチングガス供給系６、クリーニングガス供給系８、不活性ガス供給系１０、圧力コントローラ１４、温度調整器１６などと接続し、これらを制御可能である。
【００６０】
次に、図６を用いてエッチング工程及び付着物除去工程（クリーニング工程）について説明する。まず、エッチング工程におけるエッチング装置１の使用方法について説明する。まず、ステージ４上に試料３を設置した。チャンバー２内を１Ｐａ未満まで減圧した後、ステージ４の温度を５０℃にした。その後、バルブ７を開放し、エッチングガス供給系６よりチャンバー２内にエッチングガスとして七フッ化ヨウ素を１０１ｋＰａの圧力で供給した。このときのエッチングガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、プロセス圧力は２００ｔｏｒｒ（＝２６．７ｋＰａ）とした。エッチングガスを導入してから２分後、エッチングガスの導入を停止し、チャンバー２の内部を真空にし、不活性ガスで置換した後に試料３を取り出した。
【００６１】
また、付着物除去工程におけるエッチング装置１の使用方法について説明する。チャンバー２より試料３を取り出した後、チャンバー２内を１Ｐａ未満まで減圧した後、ステージ４及びチャンバー２の温度を５０℃にした。その後、バルブ９を開放し、クリーニングガス供給系８よりチャンバー内部、及び排気配管にクリーニングガスとしてＣｌＦ３を供給した。このときのクリーニングガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、プロセス圧力は３００ｔｏｒｒ（＝４０．０ｋＰａ）とした。クリーニングガスを導入してから２分後、クリーニングガスの導入を停止し、チャンバー２の内部を真空にし、不活性ガスで置換した。
【００６２】
実施例１においては、エッチング工程→付着物除去工程→エッチング工程の順で、エッチング工程を１００回行い、１００枚の試料３にエッチングを施した。また、比較例１においては、エッチング工程→エッチング工程の順で、エッチング工程を１００回行い、１００枚の試料３にエッチングを施した。
【００６３】
ポリシリコン膜付きシリコン基板（試料３）を用いて、エッチング前のポリシリコン膜の膜厚とエッチング後のポリシリコン膜の膜厚をそれぞれ複数個所測定し、各測定箇所におけるエッチング量（エッチング膜とエッチング後の膜厚差）を求めた。各測定箇所のエッチング量の平均とエッチング時間からＳｉエッチング速度を算出した。実施例１と比較例１の各回目でのＳｉエッチング速度を以下の表２にまとめ、図７にエッチング試験を繰り返した際のＳｉエッチング速度の推移を示した。
【００６４】
【表２】
2016066658.tif 000004
【００６５】
その結果、エッチング工程のみを繰り返した比較例１では、３０回目にＳｉエッチング速度が低下し、５０回目以降ではエッチングが進行しなくなった。一方で、エッチング工程後に付着物除去工程を行った実施例１では、１００回経過時にもＳｉエッチング速度の低下は確認されなかった。したがって、実施例１では、付着物除去工程を行うことで、チャンバーの解体洗浄をせずにエッチング速度を保ったままエッチング工程を繰り返し行うことができた。
【００６６】
上述のように、エッチング工程のみを繰り返すと、所定回数以降にＳｉエッチング速度が低下し、エッチング不良が起きてしまうという課題を解決するために、本発明者らは、Ｉ−Ｏ、Ｉ−Ｆの結合エネルギー（Ｉ−Ｏ：１７４ｋＪ／ｍｏｌ、Ｉ−Ｆ：２７７．５ｋＪ／ｍｏｌ）に着目した。チャンバー内部、及び排気配管の付着物のヨウ素酸化物に対して、フッ素含有ガスを作用させることにより、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物とフッ素含有ガスを反応させた。これにより、ＨＦ、Ｏ２、ＩＦ５等のガスが生成されるため、チャンバー内部、及び排気配管の付着物を効率的に除去することができる。このように、本実施の形態においては、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物を、チャンバーを解体洗浄することなく、クリーニングガスを導入することで除去することができ、七フッ化ヨウ素を用いたドライエッチング方法を効率よく実施することができる。
【００６７】
本実施の形態によれば、従来、チャンバー内部、及び排気配管の壁面にヨウ素酸化物が付着した状態でＳｉウエハ等の基板をチャンバー内に導入すると、チャンバー内を真空にし、不活性ガスで置換した際に揮発したヨウ素酸化物がＳｉウエハ等の基板に付着する。その状態で七フッ化ヨウ素を用いてエッチングすると、エッチング速度の低下やエッチングが進行しないなどの不具合が生じるという問題点があったが、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスによる付着物除去工程（クリーニング工程）を実施することにより、エッチング時の不具合が見事に解消された。したがって、本実施形態によれば、従来技術で発生するエッチングの不具合を生じさせることなく生産することが可能となり、生産性の向上が期待できる。
【００６８】
第１の実施形態及び第２の実施形態において、少なくとも（ａ）〜（ｈ）のうち一つ以上の効果を奏する。
【００６９】
（ａ）本実施の形態においては、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物を、チャンバーを解体洗浄することなく、クリーニングガスを導入することで除去することができ、七フッ化ヨウ素を用いたドライエッチング方法を効率よく実施することができる。
【００７０】
（ｂ）本実施の形態においては、クリーニングガスを２０〜３００℃の温度領域かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域でヨウ素酸化物と接触させることが好ましい。このようなクリーニング条件において、チャンバー内部、及び排気配管の付着物のヨウ素酸化物に対して、フッ素含有ガスを作用させることで、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物とフッ素含有ガスが反応し、チャンバー内部、及び排気配管の付着物を効率的に除去することができる。
【００７１】
（ｃ）本実施の形態においては、フッ素含有ガスがＣｌＦ３である場合、温度領域が２５〜２００℃であることが好ましく、フッ素含有ガスがＦ２である場合、温度領域が１２０〜２００℃であることが好ましく、フッ素含有ガスがＩＦ７である場合、温度領域が２３０〜３００℃であることが好ましい。このようなクリーニング条件において、チャンバー内部、及び排気配管の付着物のＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）で表されるヨウ素酸化物に対して、それぞれのフッ素含有ガスを作用させることで、チャンバー内部、及び排気配管のヨウ素酸化物と含フッ素ガスが反応し、チャンバー内部、及び排気配管の付着物を効率的に除去することができる。
【００７２】
（ｄ）本実施の形態においては、チャンバー内部、及び排気配管に付着する付着物のＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）で表されるヨウ素酸化物のうち、最も安定的なＩ２Ｏ５とフッ素含有ガスを反応するクリーニング条件であるため、チャンバー内部、及び排気配管の付着物を効率的に除去することができる。
【００７３】
（ｅ）エッチング工程の後に付着物除去工程を毎回行わなければならないわけではなく、複数回のエッチング工程を行った後に付着物除去工程を行ってもよい。このように、付着物除去工程の回数を減らせば装置の利用効率を向上させることができる。
【００７４】
（ｆ）特に、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）をエッチングガスとして使用した場合、ＩＦ７は結合エネルギーが高く化合物として安定的なため、ＣｌＦ３やＸｅＦ２と比較してマスク材料との反応性が低いためマスク材料に対しての反応性が低い。これにより、シリコン膜以外の膜との選択性が優れており、シリコン以外の膜を含む半導体素子などの構造体に適用できる。
【００７５】
（ｇ）特に、クリーニングガスがＣｌＦ３を含み、前記クリーニングガスを温度領域が２５〜２００℃かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域でヨウ素酸化物と接触させることにより、チャンバー内部、及び排気配管の付着物を効率的に除去することができる。これにより、エッチング効率を維持したまま、エッチング工程を繰り返すことができる。
【００７６】
（ｈ）特に、クリーニングガス中にＣｌＦ３を含む場合は、低温でもヨウ素酸化物を除去できるため、七フッ化ヨウ素でのエッチングと、ＣｌＦ３での付着物除去を、同程度の温度で行うことができ、エッチング装置への負担が少ない点で好ましい。
【００７７】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態は、ヨウ素含有ガスによりシリコンを除去するエッチング処理とエッチング処理で生じるヨウ素化合物を除去する後処理と、を含むドライエッチング技術である。
【００７８】
以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の第３の実施形態は、基板上の膜をヨウ素含有ガスにより除去するエッチング工程と、前記エッチング工程で生成されるヨウ素化合物を除去する後処理工程を有し、後処理工程では、基板の表面にヨウ素（Ｉ）を含まないフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを接触させて、前記基板の表面に堆積したヨウ素化合物を除去するドライエッチング方法である。特に、ヨウ素含有ガスとして、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）が好ましく、また、フッ素含有ガスとして、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、フッ素（Ｆ２）が好ましい。更に、後処理工程において、エッチング工程時よりも基板温度を上昇させるのが好ましい。これは、副生成物として基板上に堆積した五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）等のヨウ素化合物を効率よく除去できるためである。
【００７９】
また、第３の実施形態における基板処理の概要を説明する。
第３の実施形態にかかる基板処理工程は、基板を処理室内に搬入する工程と、処理室内の圧力を所定の圧力に調整する工程と、ヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、基板上のシリコン膜を除去するエッチング工程と、前記ヨウ素を含まないフッ素含有ガスを供給して、前記基板の表面に付着したヨウ素化合物を除去する後処理工程と、基板を処理室内から搬出する工程と、を有する。また、後処理工程の後に、基板の温度をヨウ素化合物の昇華温度以上に加熱することにより、前記ヨウ素化合物をより効果的に除去する加熱工程を行うことができる。
【００８０】
また、本発明の第３の実施形態において、基板上の薄膜をエッチング反応は、次式で表される。
Ｓｉ＋２ＩＦ７→ＳｉＦ４＋２ＩＦ５
エッチング工程後、ヨウ素含有ガスを含むエッチングガス（ここでは、ＩＦ７）の供給が、停止される。この際、基板の表面には、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）等のヨウ素化合物が堆積される。従い、本実施形態においては、後処理工程を実施し、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）等のフッ素含有ガスを供給することでヨウ素化合物を効率よく除去している。
【００８１】
このように、エッチング工程後、後処理工程を施すことにより、少なくとも基板の表面に付着したヨウ素化合物を除去することができる。
【００８２】
更に、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様に、基板をチャンバーから取り出した後、付着物除去工程を行ってもよい。この際、付着物除去工程は、第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の方法を用いることができるので詳細な説明は省略する。なお、付着物除去工程において、チャンバー内部、及び排気配管に付着した五フッ化ヨウ素などのヨウ素化合物を含む付着物も除去される。
【００８３】
尚、第３の実施形態にかかるドライエッチング方法は、図９及び図１０に示されるような半導体製造工程に使用される一般的なエッチング装置に適用することができ、特に使用されるエッチング装置の構成が限定されるものではない。
【００８４】
［実施例２］
図９及び図１０を用いて、第３の実施形態において使用されるエッチング装置１００の概略について説明する。
【００８５】
（１）基板処理装置の構成
図９は、半導体装置の製造方法を実施するための枚葉式基板処理装置（以下単に、基板処理装置という）における基板処理容器の概略縦断面図であり、基板処理時の状態を示す。図１０は、同じく基板処理容器の概略縦断面図であり、基板搬送時の状態を示す。図１０では、サセプタが、下降して搬送工程を行うことが可能な搬送位置にある。
【００８６】
図９及び図１０に示すように、エッチング装置１００としての基板処理装置は、シリコンウエハ等の円形の基板１０１を処理する処理容器（チャンバー）１３０と、処理容器１３０と隣接してこれとの間で基板１０１が搬送される基板搬送容器１３９とを有する。処理容器１３０は、上部が開口した容器本体１３１と、容器本体１３１の上部開口を塞ぐ蓋体１３２とから構成されて、内部に密閉構造の処理室５０を形成している。なお、処理室５０を、蓋体１３２とサセプタ１０２とで囲まれた空間（処理空間）で形成するようにしても良い。本実施形態の例では、容器本体１３１、蓋体１３２、処理室５０は、いずれも、上面視（上方から見た形）が略円形である。
【００８７】
（ガス供給部）
蓋体１３２には、シャワーヘッド１０５と、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂと、不活性ガス供給ライン１１２とが設けられる。シャワーヘッド１０５は、処理室５０内の基板１０１と対向して設けられ、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂからの処理ガスを、処理室５０内に供給する。このシャワーヘッド１０５は、蓋体１３２の内面上部に設けられ、多数のガス孔を有してガスをシャワー状に分散させるガス分散板（図示省略）と、複数のガスを混合する混合室（図示省略）とを含むように構成される。例えば、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから処理ガスを供給する場合は、上記混合室にて不活性ガス等の希釈ガスが混合される。
【００８８】
処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂは、シャワーヘッド１０５に接続される。具体的には、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂを構成する処理ガス供給管１１５ａ、１１５ｂは、シャワーヘッド１０５の上部で、上記混合室に開口する。
【００８９】
また、不活性ガス供給ライン１１２は、シャワーヘッド１０５を貫通して設けられる。例えば、不活性ガス供給ライン１１２を構成する不活性ガス供給管１２０は、基板１０１の中心部と対向するシャワーヘッド１０５の中心部を貫通して、処理室５０に開口する。
【００９０】
このように、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂは、シャワーヘッド１０５に接続され、シャワーヘッド１０５を介して、基板処理室５０内へ、処理ガスを供給するように構成されている。また、不活性ガス供給ライン１１２は、シャワーヘッド１０５を貫通して設けられ、シャワーヘッド１０５を介することなく、基板処理室５０内へ、不活性ガスを供給するように構成されている。
【００９１】
処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂは、具体的には、それぞれ、シャワーヘッド１０５に接続されて上記混合室と連通する処理ガス供給管１１５ａ、１１５ｂと、処理ガス供給管１１５ａ、１１５ｂに設けられたガス流量制御器（マスフロコントローラ：ＭＦＣ）１１６ａ、１１６ｂとを備えて、基板処理室５０内に所望のガス種を所望のガス流量、所望のガス流量比率で供給することが可能となるように構成されている。この処理ガスは、本実施の形態では、ヨウ素含有ガスであり、例えばＩＦ７ガスである。なお、処理ガスとして、例えばヨウ素含有ガスを不活性ガス（例えばＮ２ガス）で希釈したガスを用いてもよい。特に、ヨウ素含有ガスの一種であるＩＦ７ガスは、シリコンを主成分とするシリコン膜を選択的に除去させることができる。ここで、「選択的」とは、例えば、シリコン膜のエッチングレートを他の膜（例えば金属膜、酸化膜、窒化膜、酸窒化膜等）のエッチングレートよりも高くすることを言う。ここで、シリコンを主成分とするシリコン膜とは、シリコン成分が少なくとも５０質量％以上のシリコン膜を言う。
【００９２】
なお、基板処理の内容に応じて、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから、互いに異なる処理ガスを供給するよう構成することも可能である。また、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂのいずれか一方から、キャリアガスや希釈ガスとしての不活性ガスを供給するよう構成することも可能である。
【００９３】
不活性ガス供給ライン１１２は、不活性ガス供給管１２０と、ＭＦＣ１２１とを備えており、処理室５０内に供給する不活性ガスの流量を所望のガス流量で供給することが可能となるように構成されている。不活性ガス供給ライン１１２は、さらに、加熱部１２３を備えており、処理室５０内に供給する不活性ガスの温度を加熱する。加熱部１２３は、後述のコントローラ５００に接続され、コントローラ５００からの制御を受けて、不活性ガスの温度を所望の温度とすることが可能である。本実施の形態では、不活性ガス供給ライン１１２から供給される不活性ガスは、Ｎ２（窒素）ガスである。
【００９４】
処理ガス供給管１１５ａ、１１５ｂと、ＭＦＣ１１６ａ、１１６ｂと、シャワーヘッド１０５とを含むように、処理ガス供給部が構成される。なお、処理ガス供給源１１７ａ、１１７ｂを処理ガス供給部（処理ガス供給ライン）に含む構成としても良い。また、不活性ガス供給管１２０と、ＭＦＣ１２１とを含むように、不活性ガス供給部が構成される。なお、不活性ガス供給源１２２を不活性ガス供給部（不活性ガス供給ライン）に含む構成としても良い。そして、処理ガス供給部と不活性ガス供給部とからガス供給部が構成される。
【００９５】
なお、変性層（自然酸化膜）を除去可能なフッ化水素ガスなどの除去剤を基板１０１に供給する除去剤供給ラインや、クリーニング用ガス（例えば、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）ガス等）を供給するクリーニングガス供給ライン、後述する後処理用ガスを供給する後処理用ガス供給ライン等を、その必要に応じて蓋体１３２に設け、ガス供給部の一部とすることも可能である。
【００９６】
容器本体１３１の上側部には、排気口１０７が設けられる。排気口１０７は、容器本体１３１の上部内周に形成された環状路１１４と連通し、環状路１１４を介して基板処理室５０内を排気するように構成されている。環状路１１４は、上面視が環状である。排気口１０７には、排気配管１４２が接続され、排気配管１４２にはＡＰＣバルブＶ（自動圧力調整弁）と真空ポンプＰが設けられる。ＡＰＣバルブＶと上記ガス供給部のＭＦＣとによってガス供給量と排気量を調整することにより、処理室５０の圧力が所望の値に制御される。なお、排気口１０７と環状路１１４は、蓋体１３２の下側部に設けてもよい。
【００９７】
また、容器本体１３１の排気口１０７よりも下方の一側部には、搬送口１０８が設けられる。搬送口１０８は、搬送容器１３９内に形成される基板搬送室１４０から、処理容器１３０内の基板処理室５０に、搬送口１０８を介して処理前の基板１０１を搬入し、または基板処理室５０から基板搬送室１４０に処理後の基板１０１を搬出するように構成されている。なお、容器本体１３１の搬送口１０８には、基板搬送室１４０と基板処理室５０との雰囲気隔離を行う開閉弁１０９が、開閉自在に設けられている。
【００９８】
また、処理容器１３０内に、ヒータユニットＨ（図示省略）を内蔵したサセプタ（基板載置台）１０２が設けられる。サセプタ１０２は、処理容器１３０の基板処理室５０内に、昇降自在に設けられ、サセプタ１０２の表面に基板１０１が保持される。基板１０１は、ヒータユニットＨによって加熱されるようになっている。
【００９９】
基板支持ピン上下機構１１１に複数の支持ピン１０４が立設される。これらの支持ピン１０４は、ヒータユニットＨ及びサセプタ１０２を貫通可能になっており、サセプタ１０２及び基板支持ピン上下機構１１１の昇降に応じて、サセプタ１０２の表面から出没自在になるように構成されている。
【０１００】
基板処理装置は、サセプタ１０２が下降して搬送工程を行うことが可能な位置にあるとき（図１０に示す位置。以下、この位置を搬送位置Ａという）、複数の支持ピン１０４がサセプタ１０２から突出して、複数の支持ピン１０４上に基板１０１を支持可能にし、基板処理室５０と基板搬送室１４０との間で搬送口１０８を介して、基板１０１の搬送と搬出が行えるように構成されている。また、基板処理装置は、サセプタ１０２が上昇して、搬送位置Ａより上方の中間位置を経て処理工程を行うことが可能な位置にあるとき（図９に示す位置。以下、この位置を基板処理位置Ｂという）、支持ピン１０４は基板１０１の支持に関与せず、サセプタ１０２上に基板１０１が載置されるように構成されている。
【０１０１】
サセプタ１０２は、その支持軸１２４が昇降機構ＵＤ（図示省略）に連結されて基板処理室５０内を昇降するように設けられている。支持軸１２４の外周には、上下運動する支持軸１２４をシールするためのベローズ（図示省略）が設けられる。昇降機構ＵＤは、基板搬入工程、基板処理工程、基板搬出工程などの各工程で、基板処理室５０内のサセプタ１０２の上下方向の位置（搬送位置Ａ、基板処理位置Ｂ等）を多段階に調整できるよう構成されている。
【０１０２】
また、サセプタ１０２は水平方向に回転可能になっている。すなわち、前述した筒状の支持軸１２４を回転機構Ｒ（図示省略）により回転自在とし、支持軸１２４を回転軸としてサセプタ１０２を回転自在に設け、基板１０１を保持した状態でサセプタ１０２を任意の速度で回転できるように構成されている。一方、サセプタ１０２内に設けた抵抗加熱のヒータユニットＨは固定とし、筒状の支持軸１２４内に挿通した固定部（図示省略）によって支持している。このようにサセプタ１０２を回転自在とし、抵抗加熱ヒータＨを固定とすることによって、抵抗加熱ヒータＨに対してサセプタ１０２を相対回転させるようになっている。
【０１０３】
なお、昇降機構ＵＤ、回転機構Ｒ、抵抗加熱ヒータＨ、ＭＦＣ１２１、１１６（１１６ａ、１１６ｂ）等の各部を制御する制御手段としてのコントローラ５００の構成例は後述する図１１に示す。
【０１０４】
上述したような基板処理装置において基板上の薄膜を除去するには、搬送工程で基板１０１を処理室５０内に搬入し、処理工程で処理室５０内に搬入された基板１０１にシャワーヘッド１０５を介して処理ガス（エッチングガス）を供給して基板１０１を処理し、搬出工程で処理された基板１０１を処理室５０内から搬出する。
【０１０５】
搬入工程において、サセプタ１０２は搬送位置Ａにあって、基板１０１を支持ピン１０４が受け取り可能な状態にあり、処理容器１３０の開閉弁１０９は開いている。少なくともシリコンを含む膜が形成された基板１０１は、搬送機構Ｔ（図示省略）により、基板搬送室１４０から基板処理室５０に、搬送口１０８を介して搬入され、複数の支持ピン１０４に支持される（図１０）。開閉弁１０９は基板搬入後に閉じられる。真空ポンプＰによって、排気口１０７から環状路１１４を介して基板処理室５０内が排気される。
【０１０６】
処理工程において、まず昇降機構ＵＤにより、サセプタ１０２は搬送位置Ａ（図１０）から基板処理位置Ｂ（図９）まで上昇するが、基板処理位置Ｂに到達する前に基板１０１が支持ピン１０４からサセプタ１０２に移載され、ヒータユニットＨによりサセプタ１０２を介して基板１０１は加熱されるようになる。基板処理位置Ｂでサセプタ１０２上に移載された基板１０１は、シャワーヘッド１０５に対面する（図９）。この状態で、必要に応じてサセプタ１０２を回転機構Ｒにより回転させて基板１０１を回転させる。
【０１０７】
そして、処理室５０内の、回転する基板１０１の表面にシャワーヘッド１０５を介して処理ガス供給ライン１０６（１０６ａ、１０６ｂ）から、図９の矢印に示すように処理ガスを供給しつつ排気口１０７から排気する。この過程で、基板１０１上に形成されていたシリコン膜が除去される。シリコン膜除去後、エッチングガスとしての処理ガスと同様に、本実施の形態において、反応副生成物を除去するための処理ガス(以後、後処理用ガスと呼ぶ)が、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから図９の矢印に示すよう供給される。ここで、処理ガスは、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから、シャワーヘッド１０５内に導入される。また、不活性ガスは、基板１０１の中心部に対向するシャワーヘッド１０５の中心部に接続された不活性ガス供給ライン１１２から処理室５０内に供給される。
【０１０８】
このとき、シャワーヘッド１０５内に導入された処理ガスは、シャワーヘッド１０５から処理室５０内に導入された不活性ガスによって、その流れが制御されるように構成してもよい。例えば、不活性ガス供給ライン１１２に設けたＭＦＣ１２１によって、不具合が生じやすい基板１０１の中心部における膜厚もしくは膜質の調整が最適となるように、不活性ガス供給管１２０を通る不活性ガスの流量が調整される。
【０１０９】
基板処理後、搬出工程において、サセプタ１０２は搬送位置Ａまで降下する（図１０）。降下の際、支持ピン１０４は再び基板１０１を突き上げ、サセプタ１０２と基板１０１との間に搬送のための隙間を作る。処理終了後の基板１０１は、搬送口１０８から搬送機構Ｔにより基板搬送室１４０へ運び出される。
【０１１０】
（２）コントローラ構成の説明
コントローラ５００は、上述の搬入工程、処理工程、搬出工程を行うように、上述の各部を制御する。
図１１に示すように、制御部（制御手段）であるコントローラ５００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５００ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ５００ｂ、記憶装置５００ｃ、Ｉ／Ｏポート５００ｄは、内部バス５００ｅを介して、ＣＰＵ５００ａ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５００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５０１が接続されている。
【０１１１】
記憶装置５００ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）等の記憶媒体で構成されている。記憶装置５００ｃ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。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程（エッチング処理工程）における各手順をコントローラ５００に実行させ、所定の結果を得ることが出来るよう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。また、ＲＡＭ５００ｂは、ＣＰＵ５００ａ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メモリ領域（ワークエリア）として構成されている。尚、第１の実施形態及び第２の実施形態で使用された第１制御プログラムに対して、本実施の形態における制御プログラムを第２制御プログラムと呼ぶ場合がある。
【０１１２】
Ｉ／Ｏポート５００ｄは、上述のヒータユニットＨ、基板支持ピン上下機構１１１、加熱部１２３、搬送機構Ｔ、ＡＰＣバルブＶ、排気ポンプ（真空ポンプ）Ｐ、開閉弁１０９、ＭＦＣ１２１、１１６ａ、１１６ｂ、回転機構Ｒ、昇降機構ＵＤ等に接続されている。
【０１１３】
ＣＰＵ５００ａは、記憶装置５００ｃ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５００ｃからプロセスレシピを読み出し実行するように構成されている。そして、ＣＰＵ５００ａは、読み出したプロセスレシピの内容に沿うように、基板支持ピン上下機構１１１による支持ピン１０４の上下動作、ヒータユニットＨによる基板１０１の加熱・冷却動作、ＭＦＣ１２１、１１６ａ、１１６ｂ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。
【０１１４】
なお、コントローラ５００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（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）５０２を用意し、係る外部記憶装置５０２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５００を構成することができる。
【０１１５】
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５０２を介して供給する場合に限らない。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５０２を介さずにプログラムを供給するようにしてもよい。なお、記憶装置５００ｃや外部記憶装置５０２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５００ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置５０２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
【０１１６】
（３）エッチング処理工程（ドライエッチング工程）
続いて、図８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（エッチング処理工程）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５００により制御される。
【０１１７】
（基板の搬入工程Ｓ１０）
まず、シリコンを主成分とする膜を少なくとも有する基板１０１が、基板搬送室１４０から搬送機構Ｔによって、搬送口１０８を介して、処理室５０内に搬送された後、支持ピン１０４上に支持される。
【０１１８】
（シリコン膜除去工程Ｓ２０）
次に、サセプタ１０２或いはサセプタ１０２及び基板支持ピン上下機構１１１を上昇させ、基板処理位置Ｂへ移動させ、サセプタ１０２上に基板１０１が載置されるようにする。サセプタ１０２に具備されたヒータＨは、予め所定の温度に加熱されており、基板１０１を所定の基板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を併用するのが好ましい。
【０１１９】
基板１０１が所定温度に達した後、所定時間、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから所定のエッチングガスを、シャワーヘッド１０５を介して基板１０１に供給し、例えば、基板温度５０℃以下で、基板１０１上のシリコン膜のエッチング処理を行う。エッチングガスの温度は、例えば、室温である。このとき、不活性ガス供給管１２０から、不活性ガスを基板１０１に供給するようにしてもよい。エッチング処理に用いられたエッチングガスは、処理室５０の側面に設けられた、環状路１１４と連通する排気口１０７より排出される。
【０１２０】
エッチングガスの供給と同時に、ＡＰＣバルブＶによって排気量を調整することにより、処理室５０内の圧力を所定の圧力に維持する。また、エッチングガスが供給され次第、シリコン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。
【０１２１】
エッチングガスは、ヨウ素(Ｉ)含有ガスが用いられる。例えば、ヨウ素（Ｉ）のハロゲン元素を含むガスである。好ましくは、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）ガスが選択される。また、ＩＦ７ガスは、室温において、シリコン酸化膜、アモルファスカーボン膜、シリコン窒化膜に対するエッチングレートがほぼゼロであるのに対し、シリコン膜に対しては、1分間あたり、1μｍ以上の極めて大きいエッチングレートを有する。
【０１２２】
尚、本実施の形態において、シリコン膜除去工程Ｓ２０は、ヨウ素含有ガス(エッチングガス)によるシリコン膜を除去した後、エッチングガスとシリコン膜との反応で生成される反応副生成物を除去する後処理工程を含む。具体的には、後処理工程では、エッチングガスと同様に、ＡＰＣバルブＶによって排気量を調整することにより、処理室５０内の圧力を所定の圧力に維持しつつ、処理ガス供給ライン１０６ａ、１０６ｂから所定の後処理用ガスが、シャワーヘッド１０５を介して基板１０１に供給される。
【０１２３】
なお、シリコン膜上に、数原子程度の変性層が形成されている場合、処理ガス（エッチングガス）を供給する前に、変性層を除去するための変性層除去ガス（例えばフッ化水素ガス）を基板に供給することが好ましい。ここで、変性層とは、シリコン膜上に形成された自然酸化膜である。この自然酸化膜は、数原子層の厚さであっても、上述の処理ガスで除去することができず、シリコン膜の除去を阻害する。変性層除去ガスを供給することで、他の膜構成を維持したままシリコン膜上の変性層を除去することができ、処理ガスによるシリコン膜の微細な除去を可能にする。
【０１２４】
所定時間、除去工程Ｓ２０を行った後、処理ガスの供給を停止し、処理容器１３０内の雰囲気（ガス）を、排気口１０７から排出する。
【０１２５】
（パージ工程Ｓ３０）
除去工程（エッチング工程）Ｓ２０の終了後、不活性ガス供給管１２０から、シャワーヘッド１０５を介して、基板１０１上に不活性ガスである例えば窒素ガスが供給される。このとき、供給される窒素ガスは、加熱部１２３により加熱された状態、例えば９０℃以上に加熱されて供給されるのが好ましい。不活性ガスをエッチング工程で発生した副生成物の昇華温度よりも高い温度に加熱することができれば、エッチングの際に発生する副生成物の除去効率を向上させることが可能となる。
【０１２６】
尚、本実施の形態においては、パージ工程Ｓ３０は、後処理用ガスによる副生成物を除去した後、更に、基板の温度を前述の所定の基板温度以上に加熱する加熱工程を含む。具体的には、シリコン膜除去工程で生成される副生成物(例えば、ＩＦ５)の昇華温度以上に加熱される。
【０１２７】
従来は、基板１０１上のシリコンのエッチング時において、シリコンとエッチングガスとの化合物である副生成物が発生することへの対策として、エッチング処理後に基板１０１をアニールチャンバに移動し、基板１０１上に副生成物が昇華する温度まで基板１０１を加熱していた。その結果、基板１０１をアニールチャンバでアニール処理するのに手間がかかり、生産性の向上に支障となっていた。しかし、本実施形態では、上記副生成物の問題を、不活性ガスを加熱部１２３により加熱された状態で供給することにより改善することができる。
【０１２８】
（基板搬出工程Ｓ４０）
パージ工程Ｓ３０の終了後、不活性ガスの供給を停止するとともに、処理容器１３０内の雰囲気を、排気口１０７から排出する。また、支持ピン１０４を上昇させ、基板１０１をサセプタ１０２から離して搬送可能な温度まで冷却する。
基板１０１が搬送可能な温度まで冷却され、処理室５０から搬出する準備が整った後、上述の基板搬入工程Ｓ１０の逆の手順で搬出する。
【０１２９】
図１２は、図８で示した基板処理工程のＳ２０及びＳ３０の詳細を示した図である。
【０１３０】
図１２に示す本実施の形態に係るエッチング処理工程は、前パージ工程（Ｓ１０１）、エッチング工程（Ｓ１０２）、真空パージ工程（Ｓ１０３）、トリートメント（後処理）工程（Ｓ１０４）、昇温パージ工程（Ｓ１０５）、加熱工程（Ｓ１０６）、降温パージ工程（Ｓ１０７）の７工程を含む。尚、エッチング工程(Ｓ２０)は、少なくともエッチング工程（Ｓ１０２）と、 トリートメント工程（Ｓ１０４）を含み、パージ工程(Ｓ３０)は、加熱工程(Ｓ１０６)を含む。このように、パージ工程(Ｓ３０)に加熱工程（Ｓ１０６）を加えると、ヨウ素化合物除去という観点では好ましい。但し、基板温度の変化が伴うので、スループットの観点では少し劣ってしまうため、適宜加熱工程の実施は選択されるように構成されている。また、図１２ではそれぞれの工程で同じ時間軸になっているが、実際の各工程時間が異なるのは言うまでもない。以下、各工程について説明する。また、図１２に示す各工程が制御プログラムを実行することによって行われるのは言うまでもない。
【０１３１】
前パージ工程（Ｓ１０１）では、次の工程であるエッチング処理のための準備が行われる工程であり、所定の基板温度、所定の圧力に維持される。本実施の形態では、温度３０℃、圧力５０Ｐａ、そして、不活性ガスの流量は１ＳＬＭである。所定の基板温度、所定の圧力に安定すると、次の工程（Ｓ１０２）へ移行する。ここで、所定の基板温度とは、処理ガス（エッチングガス）が十分に気化している温度帯であって、基板１０１に形成された膜特性が変質しない温度とする。例えば、２０℃〜９０℃、好ましくは、３０℃〜５０℃の温度に保持される。また、所定の圧力として、例えば、０．１〜２００Ｐａの圧力に維持される。
【０１３２】
エッチング工程（Ｓ１０２）では、処理室５０にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給し、基板１０１上のシリコン膜を除去する。特に、ヨウ素含有ガスとして、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）が好ましい。エッチングガス流量は、０．１〜１０ＳＬＭ（standard liter per minutes）程度の範囲の内、所定の流量に設定する。例えば、１ＳＬＭに設定する。また、必要に応じて、一旦、処理室５０の雰囲気を排気してからエッチングガスを供給しても良い。本実施の形態として、例えば、温度３０℃、圧力２００Ｐａ、そして、ＩＦ７ガスの流量及び不活性ガスの流量はそれぞれ１ＳＬＭである。尚、エッチングの時間は、エッチング対象のシリコンの膜厚により適宜決定される。予め設定された時間、ＩＦ７ガスが供給された後、次の工程（Ｓ１０３）に移行する。
【０１３３】
真空パージ工程（Ｓ１０３）では、エッチングガスの供給が停止される。また、不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）の供給が停止されて真空に排気する真空排気工程が行われる。次に、不活性ガス（例えば、０．５ＳＬＭ）を供給し、処理室５０内をパージする工程が行われると共に、温度及び圧力が所定時間安定したら、次の工程（Ｓ１０４）に移行する。尚、本実施の形態によれば、温度３０℃、圧力５０Ｐａに維持される。
【０１３４】
トリートメント（後処理）工程（Ｓ１０４）では、温度３０℃、圧力２００Ｐａ、そして、後処理用ガス（例えば、ＣｌＦ３ガス）の流量及び不活性ガスの流量はそれぞれ１ＳＬＭである。この後処理工程では、基板１０１又は処理室５０の内壁等に付着したヨウ素化合物を除去する工程である。このエッチング工程時の副生成物を除去する工程では、ヨウ素を含まないフッ素含有ガスを用いるのが好ましい。例えば、前記フッ素含有ガスが、フッ素（Ｆ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）等である。
【０１３５】
昇温パージ工程（Ｓ１０５）では、温度が目標温度まで昇温される。このとき、不活性ガスの流量は停止したまま、処理室５０内が真空引きされる工程(真空排気工程)と不活性ガスの流量を例えば、０．５ＳＬＭ供給しつつ、圧力５０Ｐａ一定に維持する工程(圧力維持工程)を経て、温度が（３０℃）から目標温度（２００℃）まで昇温される。この目標温度は、ヨウ素化合物の昇華温度以上に設定されるのが好ましい。また、例えば、ヨウ素化合物がＩＦ５であれば、昇華温度は９５℃程度であるので、１００℃以上が好ましい。但し、温度を高くすれば、昇温時間がかかってしまうため、目標温度が高すぎるのもスループットの観点で好ましくない。尚、本実施の形態における後処理で、例えば、ＣｌＦ３を用いた場合は、万が一、副生成物が発生しても付着しない温度（２００℃程度）以下にするのが好ましい。所定の目標温度に到達したら次の工程（Ｓ１０６）に移行する。
【０１３６】
加熱工程（Ｓ１０６）では、基板表面に堆積されたヨウ素化合物の昇華温度以上であるので、不活性ガス（例えば、１ＳＬＭ）が供給されることにより、昇華したヨウ素化合物が不活性ガスと共に排気されるので、副生成物であるヨウ素化合物が効率よく低減される。所定の時間経過後、次の工程（Ｓ１０７）に移行する。
【０１３７】
降温パージ工程（Ｓ１０７）では、目標温度（本実施の形態においては２００℃）から、昇温前の温度（本実施の形態では３０℃）に降温される。昇温前の温度に到達すると、本実施の形態におけるドライエッチング処理が終了する。
【０１３８】
図１３は、エッチング処理工程後の基板表面におけるヨウ素（Ｉ）強度の温度依存性を示す。縦軸が、ヨウ素（Ｉ）強度を示し、横軸に基板温度である。白丸で表されるデータは、図１２で示すシーケンスを実行した結果であり、黒丸で表されるデータは、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）による後処理を行わずに、アニール処理のみを実行した結果である。
【０１３９】
これにより、エッチング後の基板表面におけるヨウ素（Ｉ）強度が、アニール温度の上昇につれて低減されている様子がわかる。更に、アニール処理だけでなく、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）による後処理を組合せることにより、ヨウ素（Ｉ）強度が効率よく低減できることが分かる。
【０１４０】
従来、基板上の膜を七フッ化ヨウ素ガスによりエッチングする工程において、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）ガスの分解や、七フッ化ヨウ素とシリコンとの反応により五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）等の副生成物が生成され、基板を処理するチャンバー内部、及び排気配管に付着したり、基板表面に堆積したりする。これら副生成物は常温において揮発し難く安定しており、エッチング後の不活性ガスによるパージでは除去できず、基板表面にヨウ素汚染が残る。ここで、チャンバー内部、排気配管、或いは基板表面が大気に曝されると、ヨウ素化合物を含む副生成物が大気中の水分と反応し、ヨウ化水素（ＨＩ）、ヨウ素酸（ＨＩＯ３）等を発生し、基板表面やチャンバー内部、排気配管の金属部材の腐食を誘発するリスクが有るという問題があったが、本実施の形態によれば、エッチング工程で生成されるヨウ素化合物を含む副生成物を効率よく除去することができるので、このような問題を解決することができる。
【０１４１】
本実施の形態（第３の実施形態）において、第１の実施形態及び第２の実施形態における効果に加え、以下に記載の少なくとも（ａ）〜（ｃ）のうち一つ以上の効果を奏する。
【０１４２】
（ａ）本実施の形態において、エッチング工程後に後処理工程を設けることにより、少なくともチャンバー内に付着、または基板の表面に堆積したヨウ素化合物を除去することができ、同時にチャンバー内部、及び排気配管に付着したヨウ素酸化物も除去できるので、付着物除去工程の回数を減らせることができ、装置稼働率が向上する。
【０１４３】
（ｂ）本実施の形態において、また、エッチング工程後に後処理工程を設けることにより、基板表面のヨウ素化合物を除去することができるため、エッチングを連続して処理した場合に、エッチング不良を抑えることができる。
【０１４４】
（ｃ）本実施の形態において、また、エッチング工程後に後処理工程を設けることにより、チャンバー内の壁面及び基板の表面に堆積したヨウ素化合物を除去することができるので、メンテナンスの際に処理室を開放することがあっても、大気中との水分との反応によるヨウ化水素（ＨＩ）、ヨウ素酸（ＨＩＯ３）等の発生に伴うチャンバー内の金属腐食を抑制できる。
【０１４５】
＜本発明における効果＞
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）で置換し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。
【０１４６】
また、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。
【０１４７】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明したが、本発明は上述の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変更可能である。
【０１４８】
また、本発明は、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にも適用できる。例えば、ＬＣＤを駆動させるトランジスタや、太陽電池に用いられる単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンを加工する処理にも適用することができる。
【０１４９】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【０１５０】
＜付記１＞
本発明の一態様によれば、
チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素酸化物を含む付着物を、フッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法が提供される。
【０１５１】
＜付記２＞
付記１に記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスを、２０〜３００℃の温度領域かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域で前記付着物と接触させる付着物の除去方法が提供される。
【０１５２】
＜付記３＞
付記２に記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＣｌＦ３であり、前記温度領域が２５〜２００℃である付着物の除去方法が提供される。
【０１５３】
＜付記４＞
付記２に記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＦ２であり、前記温度領域が１２０〜２００℃である付着物の除去方法が提供される。
【０１５４】
＜付記５＞
付記２に記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスがＩＦ７であり、前記温度領域が２３０〜３００℃である付着物の除去方法が提供される。
【０１５５】
＜付記６＞
付記１乃至付記５のいずれか一つに記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスに含まれるフッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｆ２、ＸＦｎ（ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜７の整数を表す。）からなる群より選ばれる少なくとも一つのフッ素（Ｆ）を含むフッ素含有ガスである付着物の除去方法が提供される。
【０１５６】
＜付記７＞
付記１乃至付記６のいずれか一つに記載の付着物の除去方法であって、
前記付着物中に含まれる前記ヨウ素酸化物は、化学式：［ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）］で表されるヨウ素酸化物である付着物の除去方法が提供される。
【０１５７】
＜付記８＞
付記１または付記２または付記７に記載の付着物の除去方法であって、
前記ヨウ素酸化物が、Ｉ２Ｏ５である付着物の除去方法が提供される。
【０１５８】
＜付記９＞
本発明の別の態様によれば、
チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して基板表面をエッチングする工程と、
前記基板表面をエッチングした後、前記チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を、少なくともフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する工程と、を含むドライエッチング方法が提供される。
【０１５９】
＜付記１０＞
付記９に記載のドライエッチング方法であって、
前記クリーニングガスを、２０〜３００℃の温度領域かつ６６Ｐａ〜１０１ｋＰａの圧力領域で前記付着物と接触させるドライエッチング方法が提供される。
【０１６０】
＜付記１１＞
付記９または付記１０に記載のドライエッチング方法であって、
前記クリーニングガスに含まれる前記フッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｆ２、ＸＦｎ（ＸはＣｌ、Ｂｒ、Ｉのいずれかを表し、ｎは１〜７の整数を表す。）からなる群より選ばれる少なくとも一つのフッ素（Ｆ）を含むフッ素含有ガスであるドライエッチング方法が提供される。
【０１６１】
＜付記１２＞
付記１１に記載のドライエッチング方法であって、
前記クリーニングガスに含まれる前記フッ素含有ガスは、ＣｌＦ３であるドライエッチング方法が提供される。
【０１６２】
＜付記１３＞
付記９に記載のドライエッチング方法であって、
前記付着物中に含まれる前記ヨウ素酸化物は、化学式：［ＩｘＯｙＦｚ（ｘは１または２の整数を表し、ｙは１〜５の整数を表し、ｚは０または１の整数を表す。）］で表されるヨウ素酸化物であるドライエッチング方法が提供される。
【０１６３】
＜付記１４＞
付記９または付記１０に記載のドライエッチング方法であって、
前記フッ素含有ガスが、フッ素（Ｆ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）から選択される一つであるドライエッチング方法が提供される。
【０１６４】
＜付記１５＞
本発明の更に別の態様によれば、
チャンバーを構成する部材または前記チャンバーに接続された配管の表面に付着している、ヨウ素化合物を含む付着物を、ヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを用いて除去する付着物の除去方法が提供される。
【０１６５】
＜付記１６＞
付記１５に記載の付着物の除去方法であって、
前記クリーニングガスに含まれる前記フッ素含有ガスが、フッ素（Ｆ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）である付着物の除去方法が提供される。
【０１６６】
＜付記１７＞
付記１５に記載の付着物の除去方法であって、
前記付着物に含まれるヨウ素化合物が五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）である付着物の除去方法が提供される。
【０１６７】
＜付記１８＞
本発明の更に別の態様によれば、
基板上の膜をヨウ素含有ガスを含むエッチングガスにより除去するエッチング工程と、前記エッチング工程で生成されるヨウ素化合物を除去する後処理工程と、を有し、前記後処理工程では、前記基板の表面にヨウ素を含まないフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給し、前記ヨウ素化合物を除去するドライエッチング方法が提供される。
【０１６８】
＜付記１９＞
付記１８に記載のドライエッチング方法であって、
前記後処理工程の後に、前記基板を加熱することにより、前記基板表面に堆積したヨウ素化合物を除去する加熱工程をさらに有することを特徴とするドライエッチング方法が提供される。
【０１６９】
＜付記２０＞
付記１８に記載のドライエッチング方法であって、
前記後処理用ガスに含まれる前記フッ素含有ガスが、フッ素（Ｆ２）、三フッ化塩素（ＣｌＦ３）、七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）であるドライエッチング方法が提供される。
【０１７０】
＜付記２１＞
本発明の更に別の態様によれば、少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
前記チャンバー内にフッ素含有ガスを含むクリーニングガスを供給するクリーニングガス供給部と、
少なくとも前記エッチングガス供給部と前記クリーニングガス供給部とを制御し、前記第１エッチングガスを供給し、前記基板をエッチングした後、前記チャンバーの内部に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を前記クリーニングガスを用いて除去する装置コントローラと、を有する基板処理装置が提供される。
【０１７１】
＜付記２２＞
本発明の更に別の態様によれば、少なくともシリコンを主成分とするシリコン含有膜が形成された基板を収容するチャンバーと、
前記基板にヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給するエッチングガス供給部と、
前記基板にフッ素含有ガスを含む後処理用ガスを供給する後処理用ガス供給部と、
少なくとも前記エッチングガス供給部と前記後処理用ガス供給部とを制御し、前記第１エッチングガスを前記チャンバー内へ供給し、前記基板を前記第１エッチングガスに晒して、前記シリコン含有膜を除去し、その後、前記後処理用ガスを前記チャンバー内供給し、前記基板に堆積したヨウ素化合物を除去するよう制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。
【０１７２】
＜付記２３＞
本発明の更に別の態様によれば、
基板をチャンバー内に搬入する工程と、
チャンバー内の圧力を所定の圧力に調整する工程と、
ヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、基板上のシリコン膜を除去するエッチング工程と、
前記エッチングガスとは異なるフッ素含有ガスを供給して、前記基板の表面に付着したヨウ素化合物を除去する後処理工程と、
基板をチャンバー内から搬出する工程と、を有する半導体装置の製造方法が提供される。
【０１７３】
＜付記２４＞
付記２３の半導体装置の製造方法において、
前記後処理工程では、基板の温度をヨウ素化合物の昇華温度以上にする半導体装置の製造方法が提供される。
【０１７４】
＜付記２５＞
本発明の更に別の態様によれば、
ヨウ素含有ガスを含む第１エッチングガス（エッチングガス）を供給し、基板をエッチングする手順と、
チャンバー内部、及び排気配管に付着したヨウ素酸化物を含む付着物を少なくともフッ素含有ガスを含む第２エッチングガス（クリーニングガス）を用いて除去する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム及びプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【０１７５】
＜付記２６＞
本発明の更に別の態様によれば、
ヨウ素含有ガスを含むエッチングガスを供給して、基板上のシリコン膜を除去する手順と、
前記エッチングガスとは異なるフッ素含有ガスを供給して、前記基板の表面に付着したヨウ素化合物を除去する手順と、をコンピュータに実行させるプログラム及びプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【０１７６】
＜付記２７＞
好ましくは、付記２６記載のプログラム及びプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体において、
前記基板の温度を上昇させて、前記ヨウ素化合物の昇華温度以上にする手順と、を有するプログラム及びプログラムがコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。
【符号の説明】
【０１７７】
１・・・エッチング装置
２・・・チャンバー
３・・・試料
４・・・ステージ
５・・・圧力計
６・・・エッチングガス供給系
７・・・バルブ
８・・・クリーニングガス供給系
９・・・バルブ
１０・・・不活性ガス供給系
１１・・・バルブ
１２・・・排気配管
１３・・・バルブ
１４・・・圧力コントローラ
１５・・・真空ポンプ
１６・・・温度コントローラ（温度調整器）
１７・・・装置コントローラ
２１・・・示差熱・熱重量測定装置
２２・・・試験サンプル
２３・・・参照サンプル
２４・・・熱電対
２５・・・天秤部
２６・・・ガス導入口
２７・・・排気口
２８・・・ヒータ
５０・・・処理室
１００・・・エッチング装置
１０１・・・基板
１０２・・・サセプタ
１３０・・・チャンバー（処理容器）
１４２・・・排気配管
５００・・・コントローラ
【図１】
2016066658.tif 000005
【図２】
2016066658.tif 000006
【図３】
2016066658.tif 000007
【図４】
2016066658.tif 000008
【図５】
2016066658.tif 000009
【図６】
2016066658.tif 000010
【図７】
2016066658.tif 000011
【図８】
2016066658.tif 000012
【図９】
2016066658.tif 000013
【図１０】
2016066658.tif 000014
【図１１】
2016066658.tif 000015
【図１２】
2016066658.tif 000016
【図１３】
2016066658.tif 000017