(57)【要約】【課題】ダメージ回復処理単独でのプロセス確認を行うことができ、プロセス条件のずれを高感度で検出することができるダメージ回復処理の処理条件検査方法を提供すること。【解決手段】エッチングおよびアッシングによりダメージを受けたＬｏｗ−ｋ膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理の処理条件検査方法は、ＯＨ基含有フォトレジスト膜が形成されたウエハを準備する工程と、そのフォトレジスト膜の初期膜厚を測定する工程と、初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理としてのシリル化処理を施す工程と、シリル化処理後のフォトレジスト膜の膜厚を測定する工程と、シリル化処理前後のフォトレジスト膜の膜厚差を求める工程と、その膜厚差に基づいてシリル化処理の処理条件の適否を判断する工程とを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理の処理条件検査方法であって、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する工程と
を含むダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項２】
前記ダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜は、低誘電率層間絶縁膜であることを特徴とする請求項１に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項３】
前記ＯＨ基含有樹脂膜は、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項４】
前記ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜は、ＫｒＦレジスト膜であることを特徴とする請求項３に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項５】
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚は、前記処理ガスの反応により、初期膜厚よりも厚くなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項６】
前記ダメージ回復処理は、処理ガスとしてシリル化剤を用いたシリル化処理により行われることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項７】
前記ダメージを与える所定の処理は、エッチングおよび／またはアッシングであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件検査方法。
【請求項８】
所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理の処理条件最適化方法であって、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する工程と
を含むダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項９】
前記ダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜は、低誘電率層間絶縁膜であることを特徴とする請求項８に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１０】
前記ＯＨ基含有樹脂膜は、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１１】
前記ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜は、ＫｒＦレジスト膜であることを特徴とする請求項１０に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１２】
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚は、前記処理ガスの反応により、初期膜厚よりも厚くなることを特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１３】
前記ダメージ回復処理は、処理ガスとしてシリル化剤を用いたシリル化処理により行われることを特徴とする請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１４】
前記シリル化処理は、１２０〜３５０℃の範囲の温度で行われることを特徴とする請求項１３に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１５】
前記シリル化処理は、処理の際のガス圧力が１〜５０Ｔｏｒｒ（１３３〜６６６６Ｐａ）の範囲で行われることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１６】
前記ダメージを与える所定の処理は、エッチングおよび／またはアッシングであることを特徴とする請求項８から請求項１５のいずれか１項に記載のダメージ回復処理の処理条件最適化方法。
【請求項１７】
所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、
所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を前記膜厚測定装置に搬入させて前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理装置に初期膜厚測定後の基板のダメージ回復処理を行わせ、前記膜厚測定装置に前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求め、前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する制御手段と
を含むダメージ回復処理システム。
【請求項１８】
所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、
所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を前記膜厚測定装置に搬入させて前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理装置に初期膜厚測定後の基板のダメージ回復処理を行わせ、前記膜厚測定装置に前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定させ、処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する制御手段と
を含むダメージ回復処理システム。
【請求項１９】
コンピュータ上で動作し、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置とを備えたダメージ回復処理システムを制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する工程とを含むダメージ回復処理の処理条件検査方法が行われるように前記ダメージ回復処理システムを制御させることを特徴とする記憶媒体。
【請求項２０】
コンピュータ上で動作し、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置とを備えたダメージ回復処理システムを制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する工程とを含むダメージ回復処理の処理条件最適化方法が行われるように前記ダメージ回復処理システム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、例えば、ダマシン法によって形成される半導体装置において層間絶縁膜として用いられる低誘電率膜のようなエッチングやアッシングのダメージにより表面にＯＨ基が存在するようになる膜に対するダメージ回復処理の処理条件検査方法および処理条件最適化方法、ダメージ回復処理システム、ならびに記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、配線溝または接続孔の形成にデュアルダマシン法が多用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
一方、半導体装置の微細化にともない、層間絶縁膜のもつ寄生容量は配線のパフォーマンスを向上させる上で重要な因子となってきており、層間絶縁膜として低誘電率材料で構成された低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が用いられつつある。Ｌｏｗ−ｋ膜を構成する材料としては、メチル基等のアルキル基を末端基として有するものが一般的に用いられている。
【０００４】
しかしながら、上記のような従来のダマシンプロセスにおいては、エッチングやレジスト膜除去（アッシング）の際に、Ｌｏｗ−ｋ膜がダメージを受ける。このようなダメージは、Ｌｏｗ−ｋ膜の誘電率の上昇をもたらし、層間絶縁膜としてＬｏｗ−ｋ膜を用いる効果が損なわれてしまう。
【０００５】
この種のダメージを回復させる技術として、特許文献２には、エッチングやレジスト膜除去後に、シリル化処理を行うことが提案されている。このシリル化処理は、ダメージを受けて末端基が−ＯＨ基となった部分の表面をシリル化剤で改質してメチル基等のアルキル基を末端基とするものである。
【０００６】
このようなダメージ回復処理を量産システムに導入する際には、シリル化処理装置のチャンバセットアップ時や、デイリーチェックで装置が正常かどうかのプロセス確認方法が求められる。現状では、Ｌｏｗ−ｋ膜ウエハにエッチング処理およびアッシング処理を施した後に、シリル化処理を施したサンプルを希フッ酸処理し、希フッ酸処理前後のＣＤや膜厚ｔを測定してΔＣＤやΔｔを把握することによってプロセス確認を行っている。
【０００７】
しかしながら、このような手法でプロセス確認を行う場合には、シリル化処理の前にエッチングおよびアッシングを行ってサンプルを作成する必要があり、サンプル作成に手間がかかるとともに、シリル化処理装置単独でのプロセス確認を行うことができない。つまり、ΔＣＤやΔｔに問題が出ても、シリル化処理の問題なのか、エッチングやアッシングの問題なのかを判断することができない。
【０００８】
また、ガス濃度等のシリル化条件が異なっても、希フッ酸処理によるΔＣＤやΔｔにほとんど差が出ず、希フッ酸処理で同等のΔＣＤやΔｔが得られてもその後の電気特性評価に差が出てしまう場合がある。このようにシリル化処理においては十分なプロセス確認ができていないのが現状である。
【特許文献１】特開２００２−０８３８６９号公報
【特許文献２】特開２００６−０４９７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、ダメージ回復処理単独でのプロセス確認を行うことができ、プロセス条件のずれを高感度で検出することができるダメージ回復処理の処理条件検査方法および処理条件最適化方法を提供することを目的とする。
また、これらの方法を実施可能なダメージ回復処理システム、ならびにそのような方法を実施す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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の観点では、  所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理の処理条件検査方法であって、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する工程と
を含むダメージ回復処理の処理条件検査方法を提供する。
【００１１】
本発明の第２の観点では、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理の処理条件最適化方法であって、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する工程と
を含むダメージ回復処理の処理条件最適化方法を提供する。
【００１２】
上記第１、第２の観点において、前記ダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜としては、低誘電率層間絶縁膜を挙げることができる。また、前記ＯＨ基含有樹脂膜としては、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜を挙げることができる。この場合に、前記ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としては、ＫｒＦレジスト膜が好ましい。さらに、前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚は、前記処理ガスの反応により、初期膜厚よりも厚くなるものとすることができる。さらにまた、前記ダメージ回復処理は、処理ガスとしてシリル化剤を用いたシリル化処理により行うことができる。さらにまた、前記ダメージを与える所定の処理として、エッチングおよび／またはアッシングを挙げることができる。
【００１３】
上記第２の観点において、前記ダメージ回復処理を、処理ガスとしてシリル化剤を用いたシリル化処理により行う場合に、１２０〜３５０℃の範囲の温度で行うことが好ましい。また、処理の際のガス圧力が１〜５０Ｔｏｒｒ（１３３〜６６６６Ｐａ）の範囲で行われることが好ましい。
【００１４】
本発明の第３の観点では、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、
所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を前記膜厚測定装置に搬入させて前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理装置に初期膜厚測定後の基板のダメージ回復処理を行わせ、前記膜厚測定装置に前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求め、前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する制御手段と
を含むダメージ回復処理システムを提供する。
【００１５】
本発明の第４の観点では、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、
所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置と、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を前記膜厚測定装置に搬入させて前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定させ、前記ダメージ回復処理装置に初期膜厚測定後の基板のダメージ回復処理を行わせ、前記膜厚測定装置に前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定させ、処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する制御手段と
を含むダメージ回復処理システムを提供する。
【００１６】
本発明の第５の観点では、コンピュータ上で動作し、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置とを備えたダメージ回復処理システムを制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
前記膜厚差に基づいて前記ダメージ回復処理の処理条件の適否を判断する工程とを含むダメージ回復処理の処理条件検査方法が行われるように前記ダメージ回復処理システムを制御させることを特徴とする記憶媒体を提供する。
【００１７】
本発明の第６の観点では、コンピュータ上で動作し、所定の処理によりダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜に対して処理ガスによりＯＨ基部分を改質するダメージ回復処理装置と、所定の膜の膜厚を測定する膜厚測定装置とを備えたダメージ回復処理システムを制御するためのプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記プログラムは、実行時に、
ＯＨ基含有樹脂膜が形成された基板を準備する工程と、
前記ＯＨ基含有樹脂膜の初期膜厚を測定する工程と、
初期膜厚測定後の基板にダメージ回復処理を施す工程と、
前記ダメージ回復処理後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚を測定する工程と、
前記ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求める工程と、
処理条件と前記膜厚差との関係を予め求めておき、前記求められた膜厚差に基づいて、ダメージ回復処理の前後の前記ＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差が最適な処理条件に対応する値となるように、処理条件を調整する工程とを含むダメージ回復処理の処理条件最適化方法が行われるように前記ダメージ回復処理システム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】
【００１８】
本発明者らは、「Ｌｏｗ−ｋ膜がエッチングやアッシングの際に受けるダメージはＯＨ基が形成されることに起因し、シリル化処理に代表されるダメージ回復処理はこのＯＨ基部分を改質するものである」という点に着目して検討を重ねた結果、実基板のダメージ回復処理に先立って、ＯＨ基含有樹脂膜を形成した基板に対してダメージ回復処理を行い、その処理の際の前後のＯＨ基含有樹脂膜の膜厚差を求めることにより、処理条件の確認を簡単にかつ精度良く行えることを見出した。
すなわち、このようにＯＨ基含有樹脂膜を形成した基板に対してダメージ回復処理を行うことにより、ダメージ回復処理の前にエッチングやアッシング等のダメージ顕在化処理を行う必要がないため、サンプル作成が簡単であり、かつダメージ処理単独でのプロセス確認を行うことができる。また、ＯＨ基含有樹脂膜は処理条件の変化によって感度良く膜厚差が変化する。したがって、処理条件の確認を簡易にかつ精度良く行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の方法を実施可能なシリル化処理システムを示すブロック図である。
【００２０】
このシリル化処理システム１００は、被処理基板である半導体ウエハ（以下単にウエハという）に層間絶縁膜として形成されたＬｏｗ−ｋ膜にダメージ回復処理としてのシリル化処理を施すものであり、シリル化処理を行うシリル化処理装置１と、本実施形態の処理条件検査の際に用いる検査用ウエハに形成されたフォトレジスト膜厚を測定する膜厚測定装置２と、ウエハＷを複数収納するキャリアを載置するローダ３と、ウエハＷを搬送するための搬送装置４と、これら各構成部を制御する制御部５とを有している。
【００２１】
制御部５は、シリル化処理装置１、膜厚測定装置２、ローダ３、搬送装置４の各制御対象に接続されてそれらを制御するための、マイクロプロセッサ（コンピュータ）を有するコントローラ６を有している。コントローラ６には、オペレータがシリル化処理システム１００を管理するためにコマンド等の入力操作を行うキーボードや、シリル化処理システム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７が接続されている。また、コントローラ６には、シリル化処理システム１００の各構成部の制御対象を制御するための制御プログラムや、シリル化処理システム１００に所定の処理を行わせるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部８が接続されている。レシピは記憶部８の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクのような固定的な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。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース７からの指示等にて任意のレシピを記憶部８から呼び出してコントローラ６に実行させることで、コントローラ６の制御下で、所定の処理が行われる。
【００２２】
上記ダメージ回復処理装置であるシリル化処理装置１としては、図２の概略断面図で示した構造のものを用いることができる。このシリル化処理装置１は、ウエハＷを収容するチャンバ２１を備えており、チャンバ２１の下部にはウエハ載置台２２が設けられている。ウエハ載置台２２には、ヒータ２３が埋設されており、その上に載置されたウエハＷを所望の温度に加熱可能となっている。ウエハ載置台２２には、ウエハリフトピン２４が突没可能に設けられており、ウエハＷの搬入出の際等にウエハＷをウエハ載置台２２から上方へ離隔した所定位置に位置させることが可能となっている。
【００２３】
チャンバ２１内には、ウエハＷを含む狭い処理空間Ｓを区画するように内部容器２５が設けられており、この処理空間Ｓにシリル化剤（シリル化ガス）が供給されるようになっている。この内部容器２５の中央には鉛直に延びるガス導入路２６が形成されている。
【００２４】
このガス導入路２６の上部にはガス供給配管２７が接続されており、このガス供給配管２７には、ＴＭＳＤＭＡ（N-Trimethylsilyldimethylamine）、ＤＭＳＤＭＡ（Dimethylsilyldimethylamine）、ＴＭＤＳ（1,1,3,3-Tetramethyldisilazane）、ＴＭＳＰｙｒｏｌｅ（1-Trimethylsilylpyrole）、ＢＳＴＦＡ（N,O-Bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide）、ＢＤＭＡＤＭＳ（Bis(dimethylamino)dimethylsilane）等のシリル化剤を供給するシリル化剤供給源２８から延びる配管２９と、ＡｒやＮ２ガス等からなるキャリアガスを供給するキャリアガス供給源３０から延びる配管３１が接続されている。配管２９には、シリル化剤供給源２８側から順に、シリル化剤を気化させる気化器３２、マスフローコントローラ３３および開閉バルブ３４が設けられている。一方、配管３１にはマスフローコントローラ３５および開閉バルブ３６がキャリアガス供給源３０側から順に設けられている。そして、気化器３２により気化されたシリル化剤がキャリアガスにキャリアされてガス供給配管２７およびガス導入路２６を通って、内部容器２５に囲繞された処理空間Ｓ内に導入される。処理の際にはヒータ２３により、ウエハＷが所定温度に加熱される。この場合に、ウエハ温度は、例えば室温〜３００℃まで制御可能となっている。
【００２５】
チャンバ２１外の大気雰囲気からチャンバ２１内の内部容器２５内に延びるように大気導入配管３７が設けられている。この大気導入配管３７にはバルブ３８が設けられており、バルブ３８を開くことにより大気がチャンバ２１内の内部容器２５に囲繞された処理空間Ｓに導入され、これにより水分を供給してシリル化反応を促進することができるようになっている。
【００２６】
チャンバ２１の側壁には、ゲートバルブＧが設けられており、このゲートバルブＧを開にすることによりウエハＷの搬入出がなされる。そして、ゲートバルブＧを挟んでロードロック室（図示せず）が設けられており、大気中の搬送装置４により大気雰囲気に保持されたロードロック室にウエハを搬送し、ロードロック室を真空排気した後にロードロック室に設けられた搬送装置（図示せず）によりウエハＷをチャンバ２１内に搬入するようになっている。ウエハＷを搬出するときには、この逆の操作を行う。
【００２７】
チャンバ２１の底部の周縁部には、排気管４０が設けられており、図示しない真空ポンプにより排気管４０を介してチャンバ２１内を排気して、所定の圧力に制御することが可能となっている。排気管４０には、コールドトラップ４１が設けられている。また、ウエハ載置台２２の上部のチャンバ壁との間の部分にはバッフルプレート４２が設けられている。
【００２８】
膜厚測定装置２は、通常この分野で用いられる膜厚測定装置であればよく、例えば、筐体内に市販の反射分光膜厚計を設けたものを好適に用いることができる。
【００２９】
実ウエハのシリル化処理は、層間絶縁膜としてＬｏｗ−ｋ膜が形成されたウエハにエッチングおよびアッシングを施した際にＬｏｗ−ｋ膜に生じたダメージを、シリル化剤（シリル化ガス）によるシリル化反応により回復させるものであり、具体的には、ダメージによりＬｏｗ−ｋ膜に生じたＯＨ基をトリメチルシリル基等のシリル基に置換して改質し、電気特性等を回復させるものである。
【００３０】
本実施形態は、このような実ウエハの処理に先立って、シリル化処理装置の処理条件の確認を行うものであり、以下詳細に説明する。
シリル化処理装置の処理条件の確認は、実際にシリル化処理を行って把握する必要があるが、上述したように、ダメージ回復処理としてのシリル化処理は、エッチングおよびアッシングのダメージによりＯＨ基が生じた際に、そのＯＨ基をシリル基に置換するものであり、Ｌｏｗ−ｋ膜は初期状態ではＯＨ基を有しておらずシリル化反応が生じないため、従来は、Ｌｏｗ−ｋ膜を形成したウエハにエッチングおよびアッシング処理を施してＯＨ基を生成させたサンプルにシリル化処理を施した後、希フッ酸処理してＬｏｗ−ｋ膜のＣＤ変化や膜厚変化を検出することにより処理条件の確認を行っていた。
しかし、このようにして処理条件の確認を行う場合には、サンプルメーキングが煩雑であるとともに、シリル化処理での処理条件を単独で確認することができず、また、感度も十分なものでなかった。
これに対して、本実施形態では、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜を形成したウエハにシリル化処理を施し、その膜の膜厚差を求めることにより、簡易にかつ精度良く処理条件の確認を行う。
【００３１】
図３は、上記シリル化処理システムを用いて本実施形態のシリル化処理装置の処理条件検査方法を示すフローチャートである。
まず、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜を形成した検査用のウエハをキャリアに収納した状態でローダ３に準備する（ステップ１）。ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としては、例えばｇ−ｌｉｎｅレジスト膜やＫｒＦレジスト膜を挙げることができる。
【００３２】
次に、ローダ３上のキャリアから搬送装置４により検査用のウエハを取り出し、膜厚測定装置２に搬送し、そこでＯＨ基を含有するフォトレジスト膜の膜厚を測定する（ステップ２）。
【００３３】
次に、その検査用のウエハを搬送装置４によりシリル化処理装置１に搬送し、検査用ウエハにダメージ回復処理であるシリル化処理を施す（ステップ３）。シリル化処理装置１への検査用ウエハの搬入は、まずロードロック室（図示せず）へ搬送し、そこで圧力調整を行った後、ロードロック室内の搬送装置（図示せず）によりチャンバ２１内に搬入することにより行われる。
この際にシリル化処理の条件、例えば、処理時間、圧力、シリル化ガスの濃度、温度等は、実ウエハ処理の所定のレシピに基づいて設定されている。この際のフォトレジスト膜とシリル化剤との反応は、フォトレジスト膜としてｇ−ｌｉｎｅレジスト膜を用い、シリル化剤（シリル化ガス）としてＴＭＳＤＭＡを用いた場合を例にとれば、以下に示す式のようにシリル化反応が生じ、フォトレジスト膜の膜厚が増加する。
【化１】
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【００３４】
シリル化処理の後、検査用のウエハをチャンバ１からロードロック室に戻し、大気開放した後、搬送装置４により膜厚測定装置２に搬送し、シリル化処理後のＯＨ基を含有するフォトレジスト膜の膜厚を測定する（ステップ４）。
【００３５】
次に、コントローラ６の演算部で、ステップ２で求めたフォトレジスト膜の初期膜厚とステップ４で求めたシリル化処理後のフォトレジスト膜の膜厚との膜厚差（シリル化処理後の膜厚増加量）Δｔを求める（ステップ５）。
【００３６】
そして、この膜厚差Δｔが許容範囲に入っているかどうかを判断する（ステップ６）。これにより、シリル化処理装置１での処理条件が適切か否かを確認することができる。
【００３７】
その結果、膜厚差Δｔが許容範囲であれば実ウエハのシリル化処理を開始し（ステップ７）、Δｔが許容範囲を外れた場合には条件を調整し（ステップ８）、その後シリル化処理を開始する。
【００３８】
以上の検査処理は、制御部５にて、概略以下のように制御することができる。ステップ１において検査用のウエハをキャリアに収納した状態でローダ３に準備した後、搬送装置４を制御して検査用のウエハを膜厚測定装置２に搬送させ、ステップ２において測定されたフォトレジスト膜の膜厚をコントローラ６に送信する。またシリル化処理後、搬送装置４を制御して検査用ウエハを膜厚測定装置２に搬送させ、ステップ４において測定されたシリル化処理後のフォトレジスト膜の膜厚をコントローラ６に送信する。コントローラ６の演算部ではこれらのデータに基づいてステップ５の膜厚差Δｔの算出を行い、このΔｔの値と予め設定されている正常なシリル化処理条件に対応する膜厚差とを比較することにより、ステップ６のΔｔが許容範囲か否かの判断を行い、その結果を例えばユーザーインターフェース７のディスプレイに表示する。また、Δｔが許容範囲外の場合には、異常を知らせるアラームが作動するようにすることもできる。また、異常であると判断した際の処理条件の調整もコントローラ６からの指令で行うことができる。
【００３９】
ｇ−ｌｉｎｅレジスト膜やＫｒＦレジスト膜のようなＯＨ基を含むフォトレジスト膜は、上述したように、そのＯＨ基とシリル化剤（シリル化ガス）との間でシリル化反応が生じ、ＯＨ基がシリル基に置換されることによりその膜厚が増加する。Ｌｏｗ−ｋ膜ではシリル化反応が生じた際に膜厚の増加量が極めて小さいのに対し、上記のようなＯＨ基を含むフォトレジスト膜は膜厚変化が大きく、しかもシリル化処理条件の違いによって高精度でかつ再現性よく膜厚差が現れるので、この膜厚差Δｔを求めることによりシリル化処理条件が適切かどうかを判断することができる。すなわち、シリル化処理の条件によってシリル化反応の進行程度が変化し、それがフォトレジスト膜のシリル化処理前後の膜厚差Δｔとして高精度でかつ再現性よく反映され、膜厚差Δｔが適切な範囲内であればシリル化処理条件が正常であり、その範囲を外れるとシリル化処理条件が異常であると判断することができる。
【００４０】
次に、このようなＯＨ基を含むフォトレジスト膜をシリル化処理した際の膜厚変化を実際に確認した結果について説明する。
【００４１】
図４は、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としてＧ−ｌｉｎｅレジスト膜およびＫｒＦレジスト膜を形成したウエハについてシリル化処理を行った際の膜厚増加量（膜厚差）Δｔを求めた結果を示す図である。ここでは、チャンバ内圧力：５０Ｔｏｒｒ（６６６６Ｐａ）、シリル化剤：ＴＭＳＤＭＡ、流量：５００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）、ステージ温度：１８０℃、処理時間：１５０ｓｅｃの条件でシリル化処理を行った。また、膜厚測定装置としては、光干渉式膜厚測定器（商品名：Ｎａｎｏ  Ｓｐｅｃ  ８３００）を用いた（以下も同様）。図４に示すように、Ｇ−ｌｉｎｅレジスト膜では膜厚増加量Δｔの平均値が４３７ｎｍ、ＫｒＦレジスト膜では膜厚増加量Δｔの平均値が１９２ｎｍであり、いずれも膜厚増加が見られていることが確認された。また、異なるロットのウエハで同じシリル化処理を行ったが、いずれも同等の結果となり、再現性があることが確認された。ばらつきは両者とも±５％以内であったが、ＫｒＦレジスト膜のほうがばらつきが小さいことが確認された。その点を考慮するとＫｒＦレジスト膜のほうが有利であると判断することができる。なお、Δｔを求めるに当たっては、シリル化処理の際にレジスト膜が加熱され、それによりレジスト膜が収縮（シュリンク）するため、この収縮も加味してΔｔを求めた。すなわち、シリル化後の膜厚から初期膜厚を引いた値に、加熱により収縮した値を加えたものをΔｔとした。以下も同様である。
【００４２】
次に、シリル化剤の濃度が変化した場合に、それを検出することができるか否かを把握した。その結果を図５に示す。図５はＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としてＫｒＦレジスト膜を形成したウエハについてシリル化剤の濃度を変化させてシリル化処理を行った際の膜厚増加量（膜厚差）Δｔを求めた結果を示す図である。ここでは、チャンバ内圧力：５０Ｔｏｒｒ（６６６６Ｐａ）、ステージ温度：１８０℃、処理時間：１５０ｓｅｃを共通条件とし、シリル化剤としてＴＭＳＤＭＡ単独で５００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）の流量で供給したもの（ＴＭＳＤＭＡ１００％）と、ＴＭＳＤＭＡおよびＮ２ガスをそれぞれ４０ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）および４０００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）の流量で流して希釈して供給したもの（ＴＭＳＤＭＡ１％）とでシリル化処理を行った。図５に示すように、ＴＭＳＤＭＡ１００％のときのΔｔの平均値は２４８ｎｍであったのに対し、ＴＭＳＤＭＡ１％のときのΔｔの平均値は１２２ｎｍであり、ＴＭＳＤＭＡの希釈度により膜厚増加量（膜厚差）Δｔに差があることが確認された。このことから、シリル化処理装置のガス供給系に不具合がる場合に、この膜厚増加量（膜厚差）Δｔの差からそのことを検知可能であることが確認された。
【００４３】
次に、シリル化条件としてシリル化剤の希釈率を変化させて、ＫｒＦレジスト膜の膜厚増加量（膜厚差）Δｔの変化と、実際にＬｏｗ−ｋ膜をシリル化処理した際のその電気容量回復量の変化とを把握した。その結果を図６に示す。図６は、横軸にＴＭＳＤＭＡの濃度（希釈率）をとり、縦軸にＫｒＦレジスト膜の膜厚増加量（膜厚差）ΔｔおよびＬｏｗ−ｋ膜の容量回復量をとって、これらの関係を示す図である。ここでは、チャンバ内圧力：２０Ｔｏｒｒ（２６６６Ｐａ）、ステージ温度：１８０℃、処理時間：３０ｓｅｃを共通条件とし、シリル化剤としてＴＭＳＤＭＡを用い、ＴＭＳＤＭＡ／Ｎ２流量を、８０／４０００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）、４０／４０００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）、２０／４０００ｓｃｃｍ（ｍＬ／ｍｉｎ）（ＴＭＳＤＭＡ濃度は、それぞれ０．２％、０．４％、０．８％）の流量で供給してシリル化処理を行った。この図６に示すように、ＫｒＦレジスト膜の膜厚増加量（膜厚差）Δｔの傾向と、容量回復量の傾向とが一致しており、本実施形態によって求めた膜厚増加量（膜厚差）Δｔから、その条件でのシリル化処理による容量回復効果（ダメージ回復効果）を確認可能なことが把握された。すなわち、Δｔの値が増加するほど、シリル化処理によるダメージ回復効果も増加することが把握された。
【００４４】
次に、種々のシリル化処理条件を変化させた場合のＫｒＦレジスト膜の膜厚増加量（膜厚差）Δｔの変化を把握した。その結果を図７に示す。図７は（ａ）にシリル化処理時間とΔｔとの関係を示し、（ｂ）にチャンバ内圧力とΔｔとの関係を示し、（ｃ）にシリル化剤（ＴＭＳＤＭＡ）の濃度（希釈率）とΔｔとの関係を示し、（ｄ）に温度とΔｔとの関係を示す。これらのうち、（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示すように、時間、シリル化剤濃度、温度に関しては、これらが増加することによりΔｔが増加しており、シリル化処理の際の時間、シリル化剤濃度、温度の増加によりダメージ回復効果が増加することが確認された。なお、ＴＭＳＤＭＡの濃度については、１０％で希釈なし（ＴＭＳＤＭＡ１００％）と同等のΔｔの値を示していることから、１０％までの希釈であればダメージ回復効果は希釈なしの場合と変わらないことがわかる。すなわち、ＴＭＳＤＭＡが１０％以上になっても効果が飽和するのであるから、コスト面を考慮すると、ＴＭＳＤＭＡを１０％まで希釈して用いることが好ましい。
【００４５】
（ｂ）に示すように、チャンバ内圧力に関しては、増加してもΔｔの値は変化していないことがわかる。ただし、ここではＴＭＳＤＭＡの流量を一定にしてＮ２ガスにより圧力調整しており、ＴＭＳＤＭＡの分子量は各圧力で同じになっており、このことからすると、圧力上昇にともなってシリル化剤の分子量も上昇するようにすればΔｔが増加するものと予想される。
【００４６】
以上の結果から、ＯＨ基を含むフォトレジスト膜をシリル化処理した際の膜厚増加（膜厚差）Δｔがシリル化処理条件の変化を反映しており、Δｔを測定することによりシリル化処理条件の適否を把握することができることが確認された。また、シリル化処理条件の変化にともなうΔｔの変化の傾向は、Ｌｏｗ−ｋ膜の容量回復量の変化の傾向と一致することから、ＯＨ基を含むフォトレジスト膜をシリル化処理した際の膜厚増加（膜厚差）Δｔを求める手法を用いて、ダメージ回復処理であるシリル化処理の処理条件の最適化を図ることも可能である。
【００４７】
このような処理条件の最適化は、予め制御部５の記憶部８に各処理条件とΔｔとの関係を記憶させておき、検査用のウエハに初期条件でシリル化処理を行ってΔｔを求め、そのΔｔに基づいて膜厚差が最適なシリル化条件に対応する値となるように、シリル化処理条件を調整することにより行うことができる。
【００４８】
ところで、シリル化処理条件については、従来、温度や圧力等について反応性、スループット、デバイス特性など総合的に考慮した上での最適化はなされておらず、薬液量を過剰にしてシリル化処理を行っていたため、最小の薬液コストで最高の反応量を達成することは困難であった。
【００４９】
以下、このような観点に基づくシリル化処理の条件の最適化について説明する。
まず、シリル化処理温度については、１２０℃以上ではＯＨ基を含有するフォトレジスト膜の膜厚増加が発生することが判明した。一方、半導体素子の耐熱温度が３５０℃程度である。このため、シリル化処理温度は１２０〜３５０℃の範囲が好ましい。
【００５０】
次に、シリル化処理の際におけるチャンバ内圧力（ガス圧力）について説明する。ここでは、ＯＨ基を含有するフォトレジストとしてＫｒＦレジストを用い、シリル化剤（シリル化ガス）としてＴＭＳＤＭＡを用いて、ＴＭＳＤＭＡ分圧：０．７５Ｔｏｒｒ（１００Ｐａ）、シリル化処理温度：１８０℃、トータル処理時間：７０ｓｅｃの条件で、チャンバ内圧力（Ｎ２＋ＴＭＳＤＭＡ圧力）を１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）、５Ｔｏｒｒ（６６７Ｐａ）、１２．５Ｔｏｒｒ（１６６６Ｐａ）、５０Ｔｏｒｒ（６６６６Ｐａ）と変化させて、圧力とＫｒＦレジストの膜厚変化Δｔの関係、およびＴＭＳＤＭＡ分圧の経時変化を把握した。その結果を図８に示す。図８（ａ）はチャンバ内圧力とＫｒＦレジストの膜厚変化との関係を示す図であり、（ｂ）は各圧力におけるＴＭＳＤＭＡ分圧の経時変化を示す図である。これらの図に示すように、チャンバ内圧力が１．５〜１２．５Ｔ０ｒｒ（２００〜１６６６Ｐａ）ではΔｔが比較的高く比較的高い反応性が得られ、特に５Ｔｏｒｒ（６６７Ｐａ）のときにΔｔが最も大きく最も高い反応が得られることがわかる。一方、チャンバ内圧力が５０Ｔｏｒｒ（６６６６Ｐａ）では、圧力上昇＋真空引きのための所用時間が長くなるため、シリル化剤を所定の分圧に保持する時間が短くなり、反応量が低くなる傾向にあることが判明した。このことからチャンバ内圧力は５０Ｔｏｒｒ（６６６６Ｐａ）以下が好ましい。
【００５１】
一方、チャンバ内圧力を０．５Ｔｏｒｒ（６６．７Ｐａ）、１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）、３Ｔｏｒｒ（４００Ｐａ）、５Ｔｏｒｒ（６６７Ｐａ）、１２．５Ｔｏｒｒ（１６６６Ｐａ）と変化させてウエハを１８０℃まで昇温する際の時間を把握した。その結果を図９に示す。この図に示すように、０．５Ｔｏｒｒ（６６．７Ｐａ）では伝熱が遅いため、昇温に時間がかかる傾向がある。これに対して１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）以上であればそのような傾向は小さく、１．５Ｔｏｒｒ以下でも許容され得ると考えられる。これらの点を考慮すると、これらの中間の値である１Ｔｏｒｒ（１３３Ｐａ）以上が好ましいといえる。より好ましくは１．５Ｔｏｒｒ（２００Ｐａ）以上である。
【００５２】
次に、本発明を実施するためのシリル化処理システムを組み込み、かつエッチング、アッシングおよびシリル化処理を連続して行うことができる基板処理システムについて説明する。
ダメージ回復処理としてのシリル化処理は、エッチングおよびアッシングが行われた後に実施される処理であることから、エッチングおよびアッシングの後、真空を破らずに連続して処理を行うことが好ましく、ここではこの点を考慮して、エッチング、アッシングおよびシリル化処理を真空を破ることなく連続的に行うことができるマルチチャンバータイプの基板処理システムについて説明する。図１０は、そのような基板処理システムの概略構造を示す平面図である。この基板処理システム２００は、フォトリソグラフィー工程によりエッチング対象であるＬｏｗ−ｋ膜の上に所定の回路パターンを有するエッチングマスクとしてのフォトレジスト膜が形成された半導体ウエハＷ（基板）を処理するものであり、プラズマエッチングを行うためのエッチングユニット５１、５２と、アッシングを行うためのアッシングユニット５３と、シリル化処理ユニット５４とを備えており、これらの各ユニット５１〜５４は六角形をなすウエハ搬送室５５の４つの辺にそれぞれ対応して設けられている。また、ウエハ搬送室５５の他の２つの辺にはそれぞれロードロック室５６、５７が設けられている。これらロードロック室５６、５７のウエハ搬送室５５と反対側にはウエハ搬入出室５８が設けられており、ウエハ搬入出室５８のロードロック室５６、５７と反対側にはウエハＷを収容可能な３つのキャリアＣを取り付けるポート５９、６０、６１が設けられている。なお、シリル化処理ユニット５４は図２に示すシリル化処理装置１の主要部と同様の構成を有している。
【００５３】
エッチングユニット５１，５２、アッシングユニット５３、およびシリル化処理ユニット５４、ならびにロードロック室５６，５７は、同図に示すように、ウエハ搬送室５５の各辺にゲートバルブＧを介して接続され、これらは対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬送室５５と連通され、対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬送室５５から遮断される。また、ロードロック室５６，５７のウエハ搬入出室５８に接続される部分にもゲートバルブＧが設けられており、ロードロック室５６，５７は、対応するゲートバルブＧを開放することによりウエハ搬入出室５８に連通され、対応するゲートバルブＧを閉じることによりウエハ搬入出室５８から遮断される。
【００５４】
ウエハ搬送室５５内には、エッチングユニット５１，５２、アッシングユニット５３、シリル化処理ユニット５４、ロードロック室５６，５７に対して、ウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置６２が設けられている。このウエハ搬送装置６２は、ウエハ搬送室５５の略中央に配設されており、回転および伸縮可能な回転・伸縮部６３の先端にウエハＷを保持する２つのブレード６４ａ，６４ｂを有しており、これら２つのブレード６４ａ，６４ｂは互いに反対方向を向くように回転・伸縮部６３に取り付けられている。なお、このウエハ搬送室５５内は所定の真空度に保持されるようになっている。
【００５５】
ウエハ搬入出室５８のキャリアＣ取り付け用の３つのポート５９，６０，６１にはウエハＷを収容した、または空のキャリアＣが直接取り付けられるようになっており、取り付けられた際にシャッタ（図示せず）が外れて外気の侵入を防止しつつウエハ搬入出室５８と連通するようになっている。また、ウエハ搬入出室５８の側面にはアライメントチャンバ６５が設けられており、そこでウエハＷのアライメントが行われる。また、ウエハ搬入出室５８のアライメントチャンバ６５と反対側には膜厚測定装置６９が設けられている。この膜厚測定装置６９は図１の膜厚測定装置２と同様に構成されている。
【００５６】
ウエハ搬入出室５８内には、キャリアＣに対するウエハＷの搬入出およびロードロック室５６，５７に対するウエハＷの搬入出を行うウエハ搬送装置６６が設けられている。このウエハ搬送装置６６は、多関節アーム構造を有しており、キャリアＣの配列方向に沿ってレール６８上を走行可能となっており、その先端のハンド６７上にウエハＷを載せてその搬送を行う。
【００５７】
基板処理システム２００の以上の各構成部は、制御部７０により制御されるようになっている。この制御部７０は、図１の制御部５と同様に構成されている。
【００５８】
このような基板処理システムにおいては、実ウエハの処理の際に、キャリアＣから取り出したウエハＷをウエハ搬入出室５８およびロードロック室５６または５７を介して真空に保持されたウエハ搬送室５５に搬送し、真空を破ることなく、エッチングユニット５１または５２、アッシングユニット５３、およびシリル化処理ユニット５４において、順次エッチング処理、アッシング処理、ダメージ回復処理であるシリル化処理を施すが、このような実ウエハの処理に先立って、ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜を形成した検査用のウエハをキャリアＣに収納した状態でキャリアＣをポート５９，６０，６１の何れかに取り付け、この検査用のウエハを膜厚測定装置６９に搬送して膜厚を測定し、その後検査用のウエハをロードロック室５６または５７を経てウエハ搬送室５５のウエハ搬送装置６２によりシリル化処理ユニット５４に搬入し、シリル化処理を行う。その後、ウエハ搬送装置６２によりシリル化処理後の検査用のウエハをロードロック室５６または５７に搬送し、ウエハ搬送装置６６によりその検査用のウエハを取り出して再び膜厚測定装置６９に搬入し、シリル化処理後の膜厚を測定し、その後検査用のウエハをキャリアＣに戻す。この処理を１枚または複数枚の検査用のウエハに対して行い、シリル化処理による膜厚増加量（膜厚差）Δｔを求め、上記のようにしてシリル化処理ユニット５４の処理条件の確認を行う。
【００５９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、Ｌｏｗ−ｋ膜のダメージ回復処理に本発明を適用した場合について示したが、これに限らずダメージを受けてＯＨ基が存在するようになる膜であれば適用可能である。また、上記実施形態ではエッチングおよびアッシング後のダメージを回復する処理に本発明を適用した場合について示したが、これらが単独の場合でも適用可能であるし、ダメージにより回復対象膜にＯＨ基が存在するようになる処理であれば、これら処理に限らずウェット洗浄処理等の他の処理であってもよい。さらに、上記実施形態ではＯＨ基を含有するフォトレジスト膜として、Ｇ−ｌｉｎｅレジスト膜およびＫｒＦレジストを例にとって説明したが、これに限るものではなく、また、フォトレジスト膜に限らず、ＯＨ基を含有する樹脂膜であれば適用可能である。
【００６０】
さらにまた、上記実施形態では、ダメージ回復処理としてシリル化処理を例にとって説明したが、これに限らず、ＯＨ基がＣＨ３基等と置換できるような反応であればシリル化処理に限らず他の処理であってもよい。
【００６１】
さらに、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを用いた例を示したが、これに限るものではなく、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用基板等、他の基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の方法を実施可能なシリル化処理システムを示すブロック図。
【図２】図１のシリル化処理システムに含まれるシリル化処理装置を示す概略断面図。
【図３】図１のシリル化処理システムを用いて本実施形態のシリル化処理装    置の処理条件検査方法を示すフローチャート。
【図４】ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としてＧ−ｌｉｎｅレジスト膜およびＫｒＦレジスト膜を形成したウエハについてシリル化処理を行った際の膜厚増加量（膜厚差）Δｔを求めた結果を示す図。
【図５】ＯＨ基を含有するフォトレジスト膜としてＫｒＦレジスト膜を形成したウエハについてシリル化剤の濃度を変化させてシリル化処理を行った際の膜厚増加量（膜厚差）Δｔを求めた結果を示す図。
【図６】横軸にＴＭＳＤＭＡの濃度（希釈率）をとり、縦軸にＫｒＦレジスト膜の膜厚増加量（膜厚差）ΔｔおよびＬｏｗ−ｋ膜の容量回復量をとって、これらの関係を示す図。
【図７】シリル化処理時間とΔｔとの関係、チャンバ内圧力とΔｔとの関係、シリル化剤（ＴＭＳＤＭＡ）の濃度（希釈率）とΔｔとの関係、温度とΔｔとの関係を示す図。
【図８】チャンバ内圧力とＫｒＦレジストのΔｔとの関係、および各チャンバ内圧力における、処理時間とＴＭＳＤＭＡ分圧との関係を示す図。
【図９】各チャンバ内圧力における、ウエハの温度上昇カーブを示す図。
【図１０】本発明を実施するためのシリル化処理システムを組み込み、かつエッチング、アッシングおよびシリル化処理を連続して行うことができる基板処理システムの概略構成を示す平面図。
【符号の説明】
【００６３】
１；シリル化処理装置
２；膜厚測定装置
３；ローダ
４；搬送装置
５；制御部
６；コントローラ
７；ユーザーインターフェース
８；記憶部
Ｗ；ウエハ
【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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