(57)【要約】【課題】一酸化炭素ガスを貯蔵することなく、一酸化炭素ガスを供給することができる一酸化炭素ガス供給機構を提供すること。【解決手段】チャンバー内に配置されたウエハＷに所定の処理を行うためのＣＯガスを供給するＣＯガス供給機構３１は、蟻酸を供給する蟻酸供給部４３と、蟻酸供給部４３から供給された蟻酸を分解してＣＯガスを生成するＣＯガス生成部４４と、ＣＯガス生成部４４で生成したＣＯガスをチャンバー１内のウエハＷに供給するＣＯガス供給部としてのＣＯガス配管４５を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に配置された被処理体に所定の処理を行うための一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給機構であって、
蟻酸を供給する蟻酸供給部と、
前記蟻酸供給部から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する一酸化炭素ガス生成部と、
前記一酸化炭素ガス生成部で生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する一酸化炭素ガス供給部と
を具備することを特徴とする一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項２】
前記一酸化炭素ガス生成部は、蟻酸が供給された際に以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせて一酸化炭素ガスを生成させる触媒物質を含む反応部を有することを特徴とする請求項１に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【請求項３】
前記反応部は、粉状または粒状の触媒物質が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項４】
前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管の内壁に触媒物質がコーティングされていることを特徴とする請求項２に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項５】
前記触媒物質はＡｌ２Ｏ３であることを特徴とする請求項２に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項６】
前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管はアルミニウム製であり内面に陽極酸化処理が施されていることを特徴とする請求項５に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項７】
前記一酸化炭素ガス生成部は、前記反応部で生成した生成物から水を除去する水除去部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項８】
前記水除去部は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去することを特徴とする請求項７に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項９】
前記脱水剤としてシリカゲルを用いることを特徴とする請求項８に記載の一酸化炭素ガス供給機構。
【請求項１０】
処理容器内に配置された被処理体に所定の処理を行うための一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給方法であって、
蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する工程と、
生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する工程と
を有することを特徴とする一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１１】
前記一酸化炭素ガスを生成する工程は、蟻酸を触媒物質に接触させて以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせることを特徴とする請求項１０に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【請求項１２】
前記触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用いることを特徴とする請求項１１に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１３】
１８０〜３００℃の温度で蟻酸を触媒物質としてのＡｌ２Ｏ３に接触させることを特徴とする請求項１２に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１４】
前記脱水反応によって生成した生成物から水を除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項１１に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１５】
前記水を除去する工程は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去することを特徴とする請求項１４に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１６】
前記脱水剤としてシリカゲルを用いることを特徴とする請求項１５に記載の一酸化炭素ガス供給方法。
【請求項１７】
内部に被処理体が配置される処理容器と、
前記処理容器内に一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給機構と
を具備し、
前記処理容器に被処理体を配置した状態で少なくとも一酸化炭素ガスを供給して被処理体に所定の処理を施すガス処理装置であって、
前記一酸化炭素ガス供給機構は、
蟻酸を供給する蟻酸供給部と、
前記蟻酸供給部から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する一酸化炭素ガス生成部と、
前記一酸化炭素ガス生成部で生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する一酸化炭素ガス供給部と
を有することを特徴とするガス処理装置。
【請求項１８】
前記一酸化炭素ガス生成部は、蟻酸が供給された際に以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせて一酸化炭素ガスを生成させる触媒物質を含む反応部を有することを特徴とする請求項１７に記載のガス処理装置。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【請求項１９】
前記反応部は、粉状または粒状の触媒物質が充填されていることを特徴とする請求項１８に記載のガス処理装置。
【請求項２０】
前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管の内壁に触媒物質がコーティングされていることを特徴とする請求項１８に記載のガス処理装置。
【請求項２１】
前記触媒物質はＡｌ２Ｏ３であることを特徴とする請求項１８に記載のガス処理装置。
【請求項２２】
前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管はアルミニウム製であり蟻酸接触する内面に陽極酸化処理が施されていることを特徴とする請求項２１に記載のガス処理装置。
【請求項２３】
前記反応部は、前記処理容器内に設けられていることを特徴とする請求項２１に記載のガス処理装置。
【請求項２４】
前記反応部は前記処理容器の壁部に設けられ、前記壁部の前記反応部に対応する部分はアルミニウム製であり蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施されていることを特徴とする請求項２３に記載のガス処理装置。
【請求項２５】
前記処理容器はその中にガスを導入するためのシャワーヘッドを有し、前記反応部は、前記シャワーヘッド内に設けられ、前記シャワーヘッドの前記反応部に対応する部分はアルミニウム製であり蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施されていることを特徴とする請求項２３に記載のガス処理装置。
【請求項２６】
前記一酸化炭素ガス生成部は、前記反応部で生成した生成物から水を除去する水除去部をさらに有することを特徴とする請求項１８に記載のガス処理装置。
【請求項２７】
前記水除去部は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去することを特徴とする請求項２６に記載のガス処理装置。
【請求項２８】
前記脱水剤としてシリカゲルを用いることを特徴とする請求項２７に記載のガス処理装置。
【請求項２９】
処理容器内に被処理体を配置する工程と、
被処理体に所定の処理が施されるように前記処理容器内に一酸化炭素ガスを供給する工程と
を含むガス処理方法であって、
前記一酸化炭素ガスを供給する工程は、
蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する工程と、
生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する工程と
を有することを特徴とするガス処理方法。
【請求項３０】
前記一酸化炭素ガスを生成する工程は、蟻酸を触媒物質に接触させて以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせることを特徴とする請求項２９に記載のガス処理方法。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【請求項３１】
前記触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用いることを特徴とする請求項３０に記載のガス処理方法。
【請求項３２】
１８０〜３００℃の温度で蟻酸を触媒物質としてのＡｌ２Ｏ３に接触させることを特徴とする請求項３１に記載のガス処理方法。
【請求項３３】
前記脱水反応によって生成した生成物から水を除去する工程をさらに有することを特徴とする請求項３０に記載のガス処理方法。
【請求項３４】
前記水を除去する工程は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去することを特徴とする請求項３３に記載のガス処理方法。
【請求項３５】
前記脱水剤としてシリカゲルを用いることを特徴とする請求項３４に記載のガス処理方法。
【請求項３６】
コンピュータ上で動作し、ガス処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、請求項２９から請求項３５のいずれかのガス処理方法が行われるように、コンピュータに前記ガス処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理容器内に配置された半導体基板等の被処理体にエッチング処理等の所定のガス処理を施すために一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給機構および一酸化炭素ガス供給方法、ならびにこのような一酸化炭素ガス供給機構および一酸化炭素ガス供給方法を含むガス処理装置およびガス処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては一般的に、半導体ウエハを収容するチャンバー内に処理ガスを供給して、半導体ウエハに対してエッチング処理や成膜処理等の種々のガス処理を施すといったことが行われており、このようなガス処理には処理ガスとして一酸化炭素ガスが用いられている（例えば特許文献１参照）。一酸化炭素ガスは通常、特許文献２に開示されている方法等により大量に生産され、これをガスボンベ等の容器に充填した状態で需要家に供給される。したがって、半導体デバイスの製造プロセスに一酸化炭素ガスを適用する場合には、このようなガスボンベ等に充填した状態で大量に貯蔵しておき、このガスボンベ等を一酸化炭素ガス供給ラインに接続してチャンバー内に一酸化炭素ガスを供給するようにしている。
【０００３】
ところで、一酸化炭素ガスは強い毒性を有しているため、少量でも人体に取り込まれると死に至らせる危険性があり、一方で、一酸化炭素ガスは無味・無臭・無色の気体で肌への刺激性も少ないため、その存在を検知しにくい。したがって、前述のように一酸化炭素ガスをガスボンベ等の容器に充填した状態で大量に貯蔵すると、ガスボンベからの漏洩等によって事故につながるおそれがあるため、ＣＯガスの貯蔵量を極力少なく抑えることが望ましい。
【特許文献１】特開平１１−３３００５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１７６１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、一酸化炭素ガスを貯蔵することなく、一酸化炭素ガスを供給することができる一酸化炭素ガス供給機構および一酸化炭素ガス供給方法を提供することを目的とする。また、このような一酸化炭素ガス供給機構を備えたガス処理装置、このような一酸化炭素ガス供給方法を含むガス処理方法、ならびにこのようなガス処理方法を実行させるためのプログラムを記憶した記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、処理容器内に配置された被処理体に所定の処理を行うための一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給機構であって、蟻酸を供給する蟻酸供給部と、前記蟻酸供給部から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する一酸化炭素ガス生成部と、前記一酸化炭素ガス生成部で生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する一酸化炭素ガス供給部とを具備することを特徴とする一酸化炭素ガス供給機構を提供する。
【０００６】
本発明の第２の観点では、処理容器内に配置された被処理体に所定の処理を行うための一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給方法であって、蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する工程と、生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する工程とを有することを特徴とする一酸化炭素ガス供給方法を提供する。
【０００７】
本発明の第３の観点では、内部に被処理体が配置される処理容器と、前記処理容器内に一酸化炭素ガスを供給する一酸化炭素ガス供給機構とを具備し、前記処理容器に被処理体を配置した状態で少なくとも一酸化炭素ガスを供給して被処理体に所定の処理を施すガス処理装置であって、前記一酸化炭素ガス供給機構は、  蟻酸を供給する蟻酸供給部と、前記蟻酸供給部から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する一酸化炭素ガス生成部と、前記一酸化炭素ガス生成部で生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する一酸化炭素ガス供給部とを有することを特徴とするガス処理装置を提供する。
【０００８】
本発明の第４の観点では、処理容器内に被処理体を配置する工程と、被処理体に所定の処理が施されるように前記処理容器内に一酸化炭素ガスを供給する工程とを含むガス処理方法であって、前記一酸化炭素ガスを供給する工程は、蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する工程と、生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給する工程とを有することを特徴とするガス処理方法を提供する。
【０００９】
上記第１、３の観点において、前記一酸化炭素ガス生成部は、蟻酸が供給された際に以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせて一酸化炭素ガスを生成させる触媒物質を含む反応部を有するものとすることができる。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【００１０】
上記第１、３の観点において、前記反応部は、粉状または粒状の触媒物質が充填されたものとすることができる。また、前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管の内壁に触媒物質がコーティングされている構成とすることができる。前記触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用いることができ、この場合には、前記反応部は、蟻酸を通流させる配管を有し、前記配管はアルミニウム製であり内面に陽極酸化処理が施されている構成をとることもできる。
【００１１】
上記第１、３の観点において、前記一酸化炭素ガス生成部は、前記反応部で生成した生成物から水を除去する水除去部をさらに有する構成とすることができ、この場合に、前記水除去部は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去するものとすることができる。前記脱水剤としてはシリカゲルを用いることができる。
【００１２】
上記第２、４の観点において、前記一酸化炭素ガスを生成する工程は、蟻酸を触媒物質に接触させて以下の（１）式に示す脱水反応を生じさせるものとすることができる。
ＨＣＯＯＨ→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ    ……（１）
【００１３】
上記第２、４の観点において、前記触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用いることができ、この場合には、１８０〜３００℃の温度で蟻酸を触媒物質としてのＡｌ２Ｏ３に接触させることが好ましい。
【００１４】
上記第２、４の観点において、前記脱水反応によって生成した生成物から水を除去する工程をさらに有することができ、前記水を除去する工程は、前記生成物を脱水剤に接触させて前記生成物から水を除去するようにすることができる。  前記脱水剤としてシリカゲルを用いることができる。
【００１５】
前記反応部は、前記処理容器内に設けることができる。前記反応部が前記処理容器の壁部に設けられ、前記壁部の前記反応部に対応する部分はアルミニウム製であり蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施されているように構成することができる。また、前記処理容器はその中にガスを導入するためのシャワーヘッドを有し、前記反応部は、前記シャワーヘッド内に設けられ、前記シャワーヘッドの前記反応部に対応する部分はアルミニウム製であり蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施されているように構成することができる。
【００１６】
本発明の第５の観点では、コンピュータ上で動作し、ガス処理装置を制御するプログラムが記憶された記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、請求項２６から請求項３２のいずれかのガス処理方法が行われるように、コンピュータに前記ガス処理装置を制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、前記蟻酸供給部から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素ガスを生成する一酸化炭素ガス生成部し、生成した一酸化炭素ガスを前記処理容器内の被処理体に供給するので、一酸化炭素ガスをボンベ等に貯留しておく必要がなく、したがって、一酸化炭素ガスが漏洩する危険性を極力少なくして、安全性を十分に確保することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。
ここでは、一酸化炭素供給機構をガス処理装置としてのプラズマエッチング装置に適用した場合を例にとって説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る一酸化炭素（ＣＯ）ガス供給機構を備えたプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
【００１９】
このエッチング装置１００は、被処理体である半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷと記す）を収容する処理容器としてのチャンバー１と、ウエハＷの表面に形成されたＳｉＯ２膜やＳｉＣＯ系材料からなる低誘電率層間絶縁膜（ｌｏｗ−ｋ膜）などをエッチングするための処理ガスをチャンバー１内に供給する処理ガス供給機構３０とを有している。
【００２０】
チャンバー１は、例えばアルミニウム製で気密に構成され、小径の上部１ａと大径の下部１ｂとを有する段つき円筒状をなしており、このチャンバー１内には、ウエハＷを水平に支持する支持テーブル２が設けられている。支持テーブル２は、例えばアルミニウムで構成されており、セラミックス製の絶縁板３を介して導体の支持台４に支持されている。支持テーブル２内には、冷却媒体流路（図示せず）が設けられ、この冷却媒体流路に適宜の冷却媒体を流すことによってウエハＷを所定の温度に冷却可能となっている。支持テーブル２および支持台４は、ボールねじ７を含むボールねじ機構により昇降可能となっており、支持テーブル２の下方の駆動部分は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われている。ベローズ８の外側にはベローズカバー９が設けられている。
【００２１】
チャンバー１は接地されており、支持テーブル２には、マッチングボックス１１を介してＲＦ電源１０が接続されている。ＲＦ電源１０からは例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力が支持テーブル２に供給されるようになっている。
【００２２】
支持テーブル２の表面上には、ウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は、絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在されて構成されており、電極６ａには直流電源１２が接続されている。そして、電極６ａに電源１２から電圧が印加されることにより、クーロン力によってウエハＷが吸着される。
【００２３】
支持テーブル２の上方の外周には、セラミックス製のフォーカスリング５が設けられ、フォーカスリング５の外側にはバッフル板１３が設けられている。バッフル板１３は、支持台４、ベローズ８を通してチャンバー１と導通している。
【００２４】
チャンバー１の下部１ｂの側壁には、排気ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設けられた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。
【００２５】
チャンバー１の上部１ａの周囲には、同心状に、ダイポールリングマグネット２１が配置されており、支持テーブル２とシャワーヘッド１６との間の空間にウエハＷと水平に磁界を及ぼすようになっている。
【００２６】
チャンバー１の天壁部分には、支持テーブル２に対向するようにシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６は、後述する処理ガス供給機構３０からの処理ガスを導入するためのガス導入部１６ａを上部に有し、導入した処理ガスを拡散させるための空間１７を内部に有し、拡散した処理ガスをチャンバー１内に吐出するための多数のガス吐出孔１８ａを備えたシャワープレート１８を下部に有している。
【００２７】
処理ガス供給機構３０は、反応ガスとしての一酸化炭素（ＣＯ）ガスを供給するＣＯガス供給機構３１と、反応ガスとしてのＣxＦyガス、例えばＣ4Ｆ8ガスを供給するＣ4Ｆ8ガス供給機構３２と、希釈ガスとしてのアルゴン（Ａｒ）ガスを供給するＡｒガス供給機構３３と、ＣＯガス供給機構３１からのＣＯガス、Ｃ4Ｆ8ガス供給機構３２からのＣ4Ｆ8ガスおよびＡｒガス供給機構３３からのＡｒガスを合流させてシャワーヘッド１６のガス導入部１６ａに導く、配管等の処理ガス供給ライン３４とを備えている。
【００２８】
Ｃ4Ｆ8ガス供給機構３２は、Ｃ4Ｆ8ガスの供給元であるＣ4Ｆ8ガス供給源３５と、Ｃ4Ｆ8ガス供給源３５からのＣ4Ｆ8ガスを処理ガス供給ライン３４に導くＣ4Ｆ8ガス供給ライン３６とを有し、Ｃ4Ｆ8ガス供給ライン３６には、Ｃ4Ｆ8ガスの流量を調整するマスフローコントローラ３７およびバルブ３８が設けられている。Ａｒガス供給機構３３は、Ａｒガスの供給元であるＡｒガス供給源３９と、Ａｒガス供給源３９からのＡｒガスを処理ガス供給ライン３４に導くＡｒガス供給ライン４０とを有し、Ａｒガス供給ライン４０には、Ａｒガスの流量を調整するマスフローコントロー４１およびバルブ４２が設けられている。
【００２９】
ＣＯガス供給機構３１は、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）を供給する蟻酸供給部４３と、蟻酸供給部４３から供給された蟻酸を分解して一酸化炭素（ＣＯ）ガスを生成するＣＯガス生成部４４と、ＣＯガス生成部４４で生成したＣＯガスをチャンバー１に導くＣＯガス供給部として機能するＣＯガス配管４５を有している。ＣＯガス配管４５にはバルブ４６が介装されている。
【００３０】
蟻酸供給部４３は、蟻酸（ＨＣＯＯＨ）４８を貯留する蟻酸貯留容器４７を有しており、この蟻酸貯留容器４７からは配管４９が延びている。配管４９には流量制御のためのマスフローコントローラ（ＭＦＣ）５０とバルブ５１が設けられている。蟻酸貯留容器４７内の蟻酸は、加熱、バブリング、または気化器等の適宜の手段によりガス状とされ、この蟻酸ガスが配管４９に導かれる。ＣＯガス生成部４４は、反応槽５２と、水除去槽５５とを有している。
【００３１】
蟻酸の分解反応としては、金属触媒や酸化物触媒の存在下で、以下の（１）式に示す脱水反応と（２）式に示す脱水素反応が生じ得ることが知られている（V. A. Komarov et al. , Russian Journal  of  Physical
Chemistry 36  (1962) p1045）。
ＨＣＯＯＨ  →  Ｈ２Ｏ  ＋  ＣＯ    ……（１）
ＨＣＯＯＨ  →  Ｈ２    ＋  ＣＯ２  ……（２）
ＣＯを生成させるには、上記（１）式の脱水反応が重要であるが、上記（１）式の脱水反応を進行させる触媒物質としてはＡｌ２Ｏ３を好適に用いることができる。上記文献によると、触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用いた場合には、大部分を上記（１）式の反応とすることができ、ＣＯの発生割合を高くすることができる。
【００３２】
このため、反応槽５２には上記（１）式の蟻酸の脱水反応を生じさせる触媒物質としてＡｌ２Ｏ３粒５３を貯留する。また、上記（１）式が生じた場合には、ＣＯの他に水（Ｈ２Ｏ）も発生するので、水除去槽５５を設けてその水を除去する。水除去槽５５は、蟻酸の脱水反応により生じた水を除去するための脱水剤５６として例えばシリカゲルが貯留されている。
【００３３】
上記蟻酸供給部４３の配管４９は、反応槽５２の下端部に接続されており、この配管４９から反応槽５２へガス状の蟻酸が供給される。また、反応槽５２の上端と水除去槽５５の下端部が配管５４により繋がれており、上記ＣＯガス配管４５は水除去槽５５の上端に接続されている。したがって、蟻酸ガスが反応槽５２内を上昇していく間にＣＯ生成反応が生じ、また、この際の生成物質であるＣＯとＨ２Ｏが水除去槽５５を上昇していく間に水が除去される。
【００３４】
エッチング装置１００はマイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ６０を有しており、エッチング装置１００の各構成部がこのプロセスコントローラ６０に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ６０には、オペレータがエッチング装置１００の各構成部を管理するためにコマンドの入力操作などを行うキーボードや、エッチング装置１００の各構成部の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース６１が接続されている。さらに、プロセスコントローラ６０には、エッチング装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ６０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてエッチング装置１００の各構成部に所定の処理を実行させるための制御プログラムすなわちレシピや、各種データベース等が格納された記憶部６２が接続されている。レシピは記憶部６２の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスク等の固定的に設けられているものであってもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。
【００３５】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース６１からの指示等にて任意のレシピを記憶部６２から呼び出してプロセスコントローラ６０に実行させることで、プロセスコントローラ６０の制御下で、エッチング装置１００での所望の処理が行われる。
【００３６】
このように構成されたエッチング装置１００においては、まず、エッチング対象膜であるＳｉＯ２膜またはＬｏｗ−ｋ膜が形成されたウエハＷがチャンバー１内に搬入され、支持テーブル２に載置される。そして、排気系２０により排気ポート１９を介してチャンバー１内を排気し、所定の真空度に保持する。
【００３７】
チャンバー１内が所定の真空度に保持された時点で、ＣＯガス供給機構３１、Ｃ4Ｆ8ガス供給機構３２およびＡｒガス供給機構３３により、処理ガスであるＣＯガス、Ｃ4Ｆ8ガスおよびＡｒガスを処理ガス供給ライン３４およびシャワーヘッド１６を介してチャンバー１内に所定の流量で供給し、チャンバー１内を所定の圧力、例えば４．０〜８．０Ｐａ（３０〜６０ｍＴｏｒｒ）に保持する。この際のＣ4Ｆ8ガスの流量は例えば１〜４ｍＬ／ｍｉｎ（ｓｃｃｍ）に設定し、チャンバー１内のＣ4Ｆ8ガスの分圧は例えば０．０９３〜０．４６５Ｐａ（０．０７〜０．３５ｍＴｏｒｒ）に設定し、チャンバー１内に供給されるＣ4Ｆ8ガスに対するＣＯガスの比は例えば３５〜２００の範囲に設定する。
【００３８】
この状態で、ＲＦ電源１０から支持テーブル２に、周波数が例えば１３．５６ＭＨｚ、パワーが例えば５００〜２５００Ｗの高周波電力を供給するとともに、支持テーブル２の温度を０〜４０℃に保持する。なお、この際には、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧を印加し、ウエハＷはクーロン力によって吸着しておく。支持テーブル２に高周波電力を印加することにより、シャワーヘッド１６と支持テーブル２との間に高周波電界が形成される。一方、チャンバー１の上部１ａには、ダイポールマグネット２１により磁界が形成されているため、ウエハＷが存在するチャンバー１内にはマグネトロン放電が生じて処理ガスがプラズマ化し、この処理ガスのプラズマによりウエハＷ上に形成されたＳｉＯ２膜またはｌｏｗ−ｋ膜がプラズマエッチングされる。
【００３９】
本実施形態では、このようなプラズマエッチングの際、ＣＯガス供給機構３１において、蟻酸供給部４３の蟻酸貯留容器４７に貯留されている蟻酸を、加熱、バブリング、気化器等により蟻酸ガスにし、この蟻酸ガスを配管４９を通流させてＣＯガス生成部４４の反応槽５２に供給する。反応槽５２では上記（１）式の蟻酸の脱水反応を効率良く進行させるために触媒物質としてＡｌ２Ｏ３粒が充填されており、蟻酸ガスがこのＡｌ２Ｏ３粒に接触しながら下から上へ流れ、その間に大部分がＣＯとＨ２Ｏに分解する。この際の反応を効率良く進行させるためには、反応温度を１８０〜３００℃の範囲にすることが好ましい。温度が１８０℃未満であると上記（１）式の脱水素反応が生じ難く、３００℃を超えると上記（２）式の脱水素反応が起こりやすくなってＣＯガスの発生割合が低下する傾向となる。この反応に必要な温度を確保するために、反応槽５２にはヒーター（図示せず）が設けられている。
【００４０】
このようにして、蟻酸ガスを分解させた場合にはＣＯとともにＨ２Ｏも発生するため、Ｈ２Ｏを除去する目的で反応槽５２によって生成したガスを配管５４に通流させて水除去槽５５に供給する。水除去槽５５には脱水剤５６として例えばシリカゲルが充填されており、反応槽５２で生成した主にＣＯとＨ２Ｏからなる生成ガスが脱水剤５６に接触しながら下から上へ流れ、その間にＨ２Ｏがシリカゲルに吸着されて残存したＣＯガスをＣＯガス供給配管４５を通過させてチャンバー１内に供給する。Ｈ２Ｏをシリカゲルに効率良く吸着させるためには、ＣＯとＨ２Ｏからなる生成ガスの温度およびシリカゲルの温度を充分に低くすることが望ましい。そのため、配管５４および水除去槽５５を冷却水等の冷媒で冷却することが望ましい。
【００４１】
本実施形態では、このように、蟻酸の脱水反応を利用してＣＯガスを生成するので、ＣＯガスをチャンバー１内への供給に必要な量のみ生成することができ、従来のように大量のＣＯガスが貯蔵されたボンベ等のＣＯガス貯蔵部を用いる必要がない。このため、ＣＯガスが装置外に漏洩する危険性を極力少なくして、安全性を十分に確保することが可能となる。
【００４２】
次に、ＣＯガス供給機構の他の例について説明する。
図２は他の例に係るＣＯガス供給機構の一部を示す図である。ここでは、反応槽５２の代わりに配管７２の内壁にＡｌ２Ｏ３コーティング７３を施した反応部７１を用いた例を示す。蟻酸供給部４３から供給された蟻酸は、反応部７１を通過する間に、触媒物質であるＡｌ２Ｏ３コーティング７３に接触し、脱水反応が生じてＣＯとＨ２Ｏに分解する。このときの反応に必要な温度を確保するために、配管７２にはヒーター（図示せず）が設けられている。
【００４３】
次に、ＣＯガス供給機構のさらに他の例について説明する。
図３はさらに他の例に係るＣＯガス供給機構の一部を示す図である。ここでは、反応槽５２の代わりにＡｌ配管７５の内壁を陽極酸化処理してＡｌ２Ｏ３からなる陽極酸化被膜７６が形成された反応部７４を用いた例を示す。蟻酸供給部４３から供給された蟻酸は、反応部７４を通過する間に、触媒物質であるＡｌ２Ｏ３からなる陽極酸化被膜７６に接触し、脱水反応が生じてＣＯとＨ２Ｏに分解する。このときの反応に必要な温度を確保するために、Ａｌ配管７４にはヒーター（図示せず）が設けられている。
【００４４】
次に、ＣＯガス供給機構の別な例について説明する。
図４はＣＯガス供給機構の別な例を示す図である。ここでは、チャンバー１に組込んだＣＯガス生成部４４′を有するＣＯガス生供給機構３１′を示す。すなわち、ＣＯガス生成部４４′は、シャワーヘッド１６のシャワープレート１８の下に設けられたＡｌ２Ｏ３からなる板状の反応部８２と、さらにその下に設けられた粒状の脱水剤８５が充填された水除去部８４とを有している。反応部８２にはシャワープレート１８のガス吐出孔１８ａに連続するガス通過孔８３を有している。なお、シャワープレート１８にはヒーター８１が埋設されている。
【００４５】
このように構成されたＣＯガス生供給機構３１′においては、蟻酸供給部４３から供給された蟻酸ガスが配管４９を通って処理ガス供給ライン３４に至り、ガス導入部１６ａを介してシャワーヘッド１６に導かれる。そして、蟻酸ガスは、シャワープレート１８のガス吐出孔１８ａから吐出された後、ＣＯガス生成部４４′の反応部８２のガス通過孔８３を通過し、その間に脱水反応が生じてＣＯガスとＨ２Ｏに分解する。そして、このように分解したガスがＣＯガス生成部４４′の水除去部８５を通過して主にＣＯガスがチャンバー１内に供給される。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、触媒物質としてＡｌ２Ｏ３を用い蟻酸に脱水反応を生じさせてＣＯガスを生成したが、触媒物質としてはＦｅ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣｕＯ等の他の物質を用いることができる。また、ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＷＯ２、ＴｈＯ２、ＳｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＡｌＰＯ４もＣＯガスの生成量を多くできるため、これらの物質を用いてもよい。ただし、Ａｌ２Ｏ３がＣＯガスの生成量割合が最も多いため、より好ましい。また、触媒物質を用いずに温度を上昇させることにより蟻酸ガスからＣＯガスを生成することができるが、温度を上昇させると上記（２）式の脱水素反応も生じるようになり、ＣＯの生成量という点からは触媒物質を用いることが好ましい。
【００４７】
上記実施形態では、他の処理ガスと合流させてチャンバー内にＣＯガスを供給したが、ＣＯガスを他の処理ガスと別個にチャンバー内に供給してもよい。また、上記実施形態では、蟻酸に脱水反応を生じさせてＣＯとＨ２Ｏに分解させた後、水を除去する際に脱水剤としてシリカゲルを用いた例を示したが、これに限らずＰ２Ｏ５等の他の脱水剤を用いることができる。さらに、水が処理に悪影響を与えない、または処理に水が必要な場合には水を除去しなくてもよい。
【００４８】
このような場合には、チャンバー内に、ＣＯガス生成部の反応部を設けることができ、チャンバー内にＡｌ２Ｏ３等の触媒を設置してもよい。具体的には、チャンバーの壁部を反応部として用い、その壁部の反応部に対応する部分をアルミニウム製とし、蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施された構成とすることができる。また、チャンバー内のシャワーヘッドを反応部として用い、シャワーヘッドの反応部に対応する部分をアルミニウム製とし、蟻酸と接触する面に陽極酸化処理が施された構成としてもよい。また、このような陽極酸化処理を施したアルミニウムの部材をチャンバー内に配置してもよい。また、このような陽極酸化処理が施されたアルミニウムの代わりに、他の触媒として機能する材料、例えばＳｉＯ２製の部材を用いてもよい。
【００４９】
さらに、上記実施形態では、半導体ウエハに形成されたＳｉＯ２膜やｌｏｗ−ｋ膜のエッチング処理に本発明を適用した場合について示したが、これに限らず、他の材料からなる膜のエッチング処理にも適用可能なことはもちろんのこと、エッチング処理以外にも、基板に形成された金属膜の表面の酸化物の還元、ＣＶＤによる半導体ウエハへの金属膜の成膜、ＣＶＤによる半導体ウエハへの炭素を含む膜、例えば、ＷＮＣやＴａＣ等からなるバリアメタルカーバイド、ダイアモンドやカーボンナノチューブ、グラファイトナノファイバーからなるカーボン膜の成膜など、ＣＯガスの供給が必要な用途に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、処理容器内にＣＯガスを供給して被処理体に所定の処理を施すガス処理装置全般に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係る一酸化炭素（ＣＯ）ガス供給機構を備えたプラズマエッチング装置を示す概略断面図。
【図２】他の例に係るＣＯガス供給機構の一部を示す図。
【図３】さらに他の例に係るＣＯガス供給機構の一部を示す図。
【図４】ＣＯガス供給機構の別な例を示す図。
【符号の説明】
【００５２】
１；チャンバー（処理容器）
３１、３１′；一酸化炭素（ＣＯ）ガス供給機構
４３；蟻酸供給部
４４、４４′；ＣＯガス生成部
４５；ＣＯガス配管（ＣＯガス供給部）
４７；蟻酸貯留容器
４９；配管
５２；反応槽
５３；水除去槽
５６、８５；脱水剤
６０；プロセスコントローラ
６２；記憶部
７１、７４；反応部
７２；配管
７３；Ａｌ２Ｏ３コーティング
７５；Ａｌ配管
７６；陽極酸化被膜
８１；ヒーター
８２；反応部
８３；ガス通過孔
８４；水除去部
１００：エッチング装置（ガス処理装置）
Ｗ：ウエハ（被処理体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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