JP7236315B2 - 処理方法およびプラズマ処理装置 - Google Patents

処理方法およびプラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
JP7236315B2
JP7236315B2 JP2019076364A JP2019076364A JP7236315B2 JP 7236315 B2 JP7236315 B2 JP 7236315B2 JP 2019076364 A JP2019076364 A JP 2019076364A JP 2019076364 A JP2019076364 A JP 2019076364A JP 7236315 B2 JP7236315 B2 JP 7236315B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
processed
processing
plasma
precursor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019076364A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019216235A (ja
JP2019216235A5 (ja
Inventor
雅弘 田端
亨 久松
幕樹 戸村
翔 熊倉
大成 笹川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to KR1020190064276A priority Critical patent/KR20190139136A/ko
Priority to TW108119108A priority patent/TWI825103B/zh
Priority to CN201910475932.4A priority patent/CN110581050B/zh
Publication of JP2019216235A publication Critical patent/JP2019216235A/ja
Publication of JP2019216235A5 publication Critical patent/JP2019216235A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7236315B2 publication Critical patent/JP7236315B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/02274—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67069—Apparatus for fluid treatment for etching for drying etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
    • C23C16/0227—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching
    • C23C16/0245—Pretreatment of the material to be coated by cleaning or etching by etching with a plasma
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40—Oxides
    • C23C16/401—Oxides containing silicon
    • C23C16/402—Silicon dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4404—Coatings or surface treatment on the inside of the reaction chamber or on parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45527—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the ALD cycle, e.g. different flows or temperatures during half-reactions, unusual pulsing sequence, use of precursor mixtures or auxiliary reactants or activations
    • C23C16/45536—Use of plasma, radiation or electromagnetic fields
    • C23C16/45542—Plasma being used non-continuously during the ALD reactions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523—Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525—Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544—Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/48—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation
    • C23C16/482—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating by irradiation, e.g. photolysis, radiolysis, particle radiation using incoherent light, UV to IR, e.g. lamps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/56—After-treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02205—Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates the layer being characterised by the precursor material for deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/0226—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process
    • H01L21/02263—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase
    • H01L21/02271—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
    • H01L21/0228—Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a deposition process deposition from the gas or vapour phase deposition by decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition deposition by cyclic CVD, e.g. ALD, ALE, pulsed CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67098—Apparatus for thermal treatment
    • H01L21/67109—Apparatus for thermal treatment mainly by convection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67248—Temperature monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Description

本開示の実施形態は、処理方法およびプラズマ処理装置に関する。
デバイスサイズの縮小により、原子層堆積（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）等の原子スケール処理に対する要求が高まっている。特許文献１は、プラズマによる改質と原子層堆積を用いてパターンの底部に選択的に膜を形成する技術を開示している。
米国特許出願公開第２０１７／０１４０９８３号明細書
本開示は、選択的な処理の制御性を向上させる技術を提供する。
一つの例示的実施形態において、被処理体の処理方法が提供される。この処理方法は、処理容器内に配置された被処理体の表面にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、第１膜が存在しない領域に原子層堆積により第２膜を形成する第２工程と、を有する。
一つの例示的実施形態において、被処理体の処理方法が提供される。この処理方法は、処理容器内に被処理体を提供する工程と、被処理体の表面にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、第１膜が存在しない被処理体の表面に原子層堆積により第２膜を形成する第２工程と、を有する。第２工程は、処理容器内に前駆体ガスを供給し被処理体の第１膜が存在しない領域に前駆体層を形成し、処理容器内をパージし、処理容器内において改質プラズマを前駆体に晒すことにより前駆体層を第２膜に変換し、改質プラズマは、第１膜の膜厚を減少させる。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。このプラズマ処理装置は、被処理体を収容する処理容器と、処理容器内において被処理体に対する処理を制御する制御部とを備え、制御部は、処理容器内に配置された被処理体の表面にプラズマ化学気相成長を用いて第１膜を選択的に形成する第１処理と、表面のうち第１膜が存在しない領域に第２膜を原子層堆積により形成する第２処理と、を含むシーケンスを繰り返し実行するシーケンス実行部を備える。
以上説明したように、選択的な処理の制御性を向上できる。
図１は、一実施形態に係る処理方法を示す流れ図である。 図２は、図１の流れ図に示す方法が実行されるプラズマ処理装置の構成の一例を示す図である。 図３の（ａ）は、図１に示すシーケンスの実行前の被処理体の状態を示す図であり、図３の（ｂ）は、図１に示すシーケンスの実行中の被処理体の状態を示す図であり、図３の（ｃ）は、図１に示すシーケンスの実行後の被処理体の状態を示す図である。 図４の（ａ）は、図１に示すシーケンスの実行前の膜の状態を示す図であり、図４の（ｂ）は、図１に示すシーケンスの実行中の膜の状態を示す図であり、図４の（ｃ）は、図１に示すシーケンスの実行後の膜の状態を示す図である。 図５は、図１の流れ図に示す方法による第２膜の膜厚の変化を示す。 図６は、図１の流れ図に示す方法による第２膜の膜厚の変化の他の様子を示す。 図７の（ａ）は、等方性のプラズマによって成膜された第１膜の状態の一例を示す図であり、図７の（ｂ）は、異方性プラズマによって成膜された第１膜の状態の一例を示す図である。 図８は、第１膜が異方性プラズマによって成膜された場合における膜の形成および除去の態様を説明する図である。 図９は、第１膜が異方性プラズマによって成膜された場合における膜の形成および除去の態様を説明する図である。 図１０は、第１膜が異方性プラズマによって成膜された場合における膜の形成および除去の態様を説明する図である。 図１１は、第１膜が異方性プラズマによって成膜された場合における膜の形成および除去の態様を説明する図である。 図１２は、図１に示す処理方法において、第２膜の形成が不飽和原子堆積によって行われる場合の第１膜および第２膜の態様の一例を示す。 図１３は、図１に示す処理方法において、第２膜の形成が不飽和原子堆積によって行われる場合の第１膜および第２膜の態様の他の一例を示す。 図１４は、第２膜の形成後に第２領域をエッチングする場合の処理方法の一例を示すフローチャートである。 図１５は、図１４に示す処理方法の一例を説明するための図である。 図１６は、図１４に示す処理方法の一例を説明するための図である。 図１７の（ａ）は、被処理体の温度と成膜量との関係について説明するための図であり、図１７の（ｂ）は、被処理体が複数のゾーンに分割されている状態を示す図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図１は、一実施形態に係る被処理体（以下、ウエハＷということがある）を処理する方法を示す流れ図である。方法ＭＴは、処理方法の一実施形態である。方法ＭＴは、プラズマ処理装置によって実行される。
図２は、方法ＭＴに用いられる一実施形態に係るプラズマ処理装置の一例を示す。図２は、方法ＭＴの種々の実施形態で利用できるプラズマ処理装置１０の断面構造を概略的に示す。プラズマ処理装置１０は、平行平板型の電極を備える処理容器１２を備えている。処理容器１２は、ウエハＷを収容する。処理容器１２は、略円筒形状を有しており、処理空間Ｓｐを画定する。処理容器１２は、例えば、アルミニウムから構成されており、その内壁面には陽極酸化処理が施されている。処理容器１２は保安接地されている。
処理容器１２の底部上には、略円筒状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部１４は、処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。また、支持部１４によって支持される載置台ＰＤが設けられている。
載置台ＰＤは、その上面においてウエハＷを保持する。載置台ＰＤは、下部電極ＬＥおよび静電チャックＥＳＣを有している。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、アルミニウム等の金属から構成されており、略円盤形状である。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが設けられている。静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を、一対の絶縁層の間または一対の絶縁シートの間に配置した構造を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じるクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。
第２プレート１８ｂの周縁部上には、ウエハＷのエッジおよび静電チャックＥＳＣを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象膜の材料に応じて選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。
第２プレート１８ｂの内部には、冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４は、温調機構の一部である。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニット（図示略）から配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給された冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように冷媒流路２４には、冷媒が循環するよう、供給される。この冷媒の温度を制御することによって、ウエハＷの温度が制御される。
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
また、プラズマ処理装置１０には、ヒータ等の温度調節部ＨＴが設けられている。温度調節部ＨＴは、第２プレート１８ｂ内に埋め込まれている。温度調節部ＨＴには、ヒータ電源ＨＰが接続されている。ヒータ電源ＨＰから温度調節部ＨＴに電力が供給されることにより、静電チャックＥＳＣの温度が調整されウエハＷの温度が調整される。なお、温度調節部ＨＴは静電チャックＥＳＣに内蔵されていてもよい。
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、載置台ＰＤの上方において、載置台ＰＤと対向配置されている。下部電極ＬＥと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。上部電極３０と下部電極ＬＥとの間には、ウエハＷをプラズマ処理するための処理空間Ｓｐが提供されている。
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、電極板３４および電極支持体３６を含み得る。電極板３４は処理空間Ｓｐに面しており、複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。電極板３４は、一実施形態では、シリコンを含有する。
電極支持体３６は、電極板３４を着脱自在に支持する。電極支持体３６は、例えばアルミニウムといった導電性材料から構成される。電極支持体３６は、冷却構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが処理空間Ｓｐに延びている。また、電極支持体３６にはガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２および第２の高周波電源６４を備える。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波電力を発生する電源であり、２７［ＭＨｚ］～１００［ＭＨｚ］の周波数、一例においては６０［ＭＨｚ］の高周波電力を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されていてもよい。
第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための第２の高周波電力を発生する電源であり、４００［ｋＨｚ］～４０．６８［ＭＨｚ］の範囲内の周波数、一例においては１３．５６［ＭＨｚ］の周波数の高周波バイアス電力を発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路である。
また、プラズマ処理装置１０は、電源７０を更に備えてもよい。電源７０は、上部電極３０に接続されている。電源７０は、処理空間Ｓｐ内に存在する正イオンを電極板３４に引き込むための電圧を、上部電極３０に印加する。一例においては、電源７０は、負の直流電圧を発生する。このような電圧が電源７０から上部電極３０に印加されると、処理空間Ｓｐに存在する正イオンが、電極板３４に引き込まれる。引き込まれたイオンが電極板３４に衝突することにより、電極板３４から二次電子および／またはシリコンが放出される。
支持部１４と処理容器１２の側壁との間には排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。排気プレート４８の下方には排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続され、処理空間Ｓｐを減圧する。処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉される。
ガスソース群４０は、複数のガスソースを有している。バルブ群４２は複数のバルブを含んでいる。流量制御器群４５はマスフローコントローラといった複数の流量制御器を含んでいる。
プラズマ処理装置１０は、アミノシラン系ガスのように反応性の高いガスを供給する配管と、他のガスを供給する配管とを独立して処理空間Ｓｐに供給し、処理空間Ｓｐで混合するポストミックス構造を備えてよい。このポストミックス構造は、ガス供給管３８、ガス供給管８２を備える。ガス供給管３８とガス供給管８２とには、何れも、バルブ群４２および流量制御器群４５を介して、ガスソース群４０が接続されている。プラズマ処理装置１０のポストミックス構造によって、ガスソース群４０からバルブ群４２に至る間において、ガス供給管３８に繋がるガスラインと、ガス供給管８２に繋がるガスラインとは互いに独立している。この場合、ガス供給管３８を流れるガスと、ガス供給管８２を流れるガスとは、それぞれのガスが処理容器１２内に供給されるまで混合されない。
電極支持体３６には、ガス導入口３６ｃが設けられている。ガス導入口３６ｃは、載置台ＰＤの上方に設けられる。ガス導入口３６ｃは、ガス供給管３８の第一端に接続されている。ガス供給管３８の第２端は、バルブ群４２に接続されている。ガス導入口３６ｃを介して、電極支持体３６中に形成されたガス拡散室３６ａに、ガスを導入する。
処理容器１２の側壁には、ガス導入口５２ａが設けられている。ガス導入口５２ａは、ガス供給管８２の第１端に接続されている。ガス供給管８２の第２端は、バルブ群４２に接続されている。
プラズマ処理装置１０には、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２に堆積物が付着することを抑制する。アルミニウムにＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成される。
また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを備え得る。制御部Ｃｎｔは、処理容器１２内においてウエハＷに対する処理を制御する。制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。制御部Ｃｎｔは、バルブ群４２、流量制御器群４５、排気装置５０、第１の高周波電源６２、整合器６６、第２の高周波電源６４、整合器６８、電源７０、およびヒータ電源ＨＰ等に接続されている。制御部Ｃｎｔは、更に、チラーユニットからの冷媒流量および冷媒温度等に接続されてもよい。
制御部Ｃｎｔは、シーケンス実行部ＣＳを備える。シーケンス実行部ＣＳは、入力されたレシピに基づくプログラムによって動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔからの制御信号によりガスソース群４０から供給されるガスの選択およびガスの流量、排気装置５０の排気、第１の高周波電源６２および第２の高周波電源６４からの電力供給、電源７０からの電圧印加を制御することができる。制御部Ｃｎｔは、更にヒータ電源ＨＰの電力供給、チラーユニットからの冷媒流量および冷媒温度等を制御することが可能である。なお、本明細書において開示されるウエハＷを処理する方法の各工程は、制御部Ｃｎｔのシーケンス実行部ＣＳによる制御によってプラズマ処理装置１０の各部を動作させることにより、実行され得る。シーケンス実行部ＣＳは、図１の方法ＭＴに示す処理を、プラズマ処理装置１０の各部を動作させることによって、実行する。
図１を参照し、方法ＭＴについて説明する。以下では、方法ＭＴの実施にプラズマ処理装置１０が用いられる例について説明する。以下の説明においては、図４、図５、図６を参照する。図４は方法ＭＴの各工程の実行後の被処理体の状態を示す図である。方法ＭＴは工程ＳＴ１（第１工程、第１処理）と工程ＳＴ５（第２工程、第２処理）および工程ＳＴ４とを含む。図４および図５は、工程ＳＴ１において工程ＳＴ１ａ（クリーニング処理）が実行されない場合に対応し、図６は、工程ＳＴ１において工程ＳＴ１ａが実行される場合に対応する。
図５、図６のそれぞれに示す横軸は方法ＭＴ開始からの時間を表す。図５、図６のそれぞれに示す縦軸は、第１膜Ｍ１の膜厚および第２膜Ｍ２の膜厚を表す。図５、図６のそれぞれに示す線ＬＰ１（実線）は、表面ＳＦ２上に形成される第２膜Ｍ２の膜厚の変化を表している。図５、図６のそれぞれに示す線ＬＰ２（破線）は、表面ＳＦ２上に形成される第１膜Ｍ１の膜厚の変化を表している。表面ＳＦ２上に形成される第１膜Ｍ１は、第１回目（最初）の工程ＳＴ１の実行によって表面ＳＦ２上に形成される第１膜Ｍ１と、第２回目以降の各工程ＳＴ１の実行によって表面ＳＦ２上の第２膜Ｍ２の表面上に形成される第１膜Ｍ１とを含む。
図５、図６のそれぞれに示す線ＬＰ３（破線）は、表面ＳＦ１の上に形成される第１膜Ｍ１の膜厚の変化を表している。
図４、図５、および図６のそれぞれに示す厚みＴＨ１ａは、第１回目の工程ＳＴ１の実行によって表面ＳＦ１上に形成される第１膜Ｍ１の厚みの最大値である。図４、図５、および図６のそれぞれに示す厚みＴＨ１ｂは、第１回目の工程ＳＴ１の実行によって表面ＳＦ２上に形成される第１膜Ｍ１の厚みの最大値である。
図４、図５、および図６のそれぞれに示す厚みＴＨ２は、線ＬＰ１が上昇を開始するタイミング（図４および図５の場合にはタイミングＴＭｂ、図６の場合にはタイミングＴＭａ２）における表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の厚みである。図４、図５、および図６のそれぞれに示す厚みＴＨ３は、工程ＳＴ５が終了するタイミング（工程ＳＴ１が再び開始されるタイミング）における表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の厚みである。
まず、表面ＳＦを有するウエハＷが準備される。ウエハＷはプラズマ処理装置１０の処理容器１２内の載置台ＰＤ上に載置される。
ウエハＷは、表面ＳＦを有する。表面ＳＦは、図４の（ａ）～図４の（ｃ）に示すように、第１領域（領域Ｒ１）の表面ＳＦ１と第２領域（領域Ｒ２）の表面ＳＦ２とを含む。領域Ｒ１はウエハＷのうち領域Ｒ２を除いた領域に含まれる。領域Ｒ１と領域Ｒ２とは、同一の材料で形成されていてもよい。一例として、領域Ｒ１と領域Ｒ２とはともにシリコンを含む同一材料で形成されていてもよい。
他の例においては、領域Ｒ１と領域Ｒ２とがそれぞれ異なる材料で形成されていてもよい。この場合、領域Ｒ１がホトレジスト、金属含有マスク、またはハードマスク等であってよい。これらの領域Ｒ１はシリコン、有機物、金属の何れかで構成されてよい。領域Ｒ１の材料の具体例は、Ｓｉ、ＳｉＣ、有機膜、金属（Ｗ、Ｔｉ、ＷＣ等）、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣの何れかでよい。
一方、領域Ｒ２はパターニングされた領域Ｒ１を介してエッチングされる被エッチング膜であってもよい。領域Ｒ２の具体例は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮの何れかでよい。
方法ＭＴでは、まず工程ＳＴ１が行われる。図４、図５、および図６に示すタイミングＴＭａ１は、方法ＭＴの開始時には工程ＳＴ１が開始されるタイミングを表しており、方法ＭＴの実行中においては工程ＳＴ５が終了するタイミング（工程ＳＴ１が再び開始されるタイミング）を表している。
工程ＳＴ１は、処理容器１２内にウエハＷを提供する工程を実行した後に、処理容器１２内に配置されたウエハＷの表面ＳＦに第１膜Ｍ１をプラズマ化学気相成長（プラズマＣＶＤ）により選択的に形成する。具体的には、処理容器１２内に成膜ガスおよび不活性ガスが供給され、高周波電力が供給されることにより供給されたガスからプラズマが生成される。生成されたプラズマによりウエハＷに領域Ｒ１の表面ＳＦ１上に第１膜Ｍ１が形成される。また、ウエハＷの領域Ｒ２の表面ＳＦ２上に第１膜Ｍ１が形成される（図４の（ａ））。領域Ｒ１に形成される第１膜Ｍ１は、領域Ｒ２に形成される第１膜Ｍ１よりも厚い。
工程ＳＴ１にはカーボンを含むガスが用いられてよい。例えばフルオロカーボンガスが用いられると、第１膜Ｍ１としてフルオロカーボン膜が形成される。また、例えばフルオロハイドロカーボンガスが用いられると、第１膜Ｍ１としてフルオロハイドロカーボン膜が形成される。また、例えばハイドロカーボンガスが用いられると、第１膜Ｍ１としてハイドロカーボンガスが形成される。第１膜Ｍ１は疎水性である。そのため、第１膜Ｍ１上には前駆体層が形成されず、後続の工程ＳＴ５において第２膜Ｍ２は形成されない。
工程ＳＴ１は、表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１を除去するクリーニング処理（工程ＳＴ１ａ）を含んでよい（図６）。このように、工程ＳＴ１は、ウエハＷの表面に第１膜Ｍ１を形成した後に、ウエハＷの表面上の第１膜Ｍ１を除去し得る。工程ＳＴ１ａでは酸素含有ガス、例えばＣＯ２ガスのプラズマを用いてよい。
次いで、工程ＳＴ５が行われる。図４、図５、および図６に示すタイミングＴＭａ２は、工程ＳＴ１後であって、工程ＳＴ５が開始されるタイミング（工程ＳＴ１が終了するタイミング）を表している。
工程ＳＴ５は、シーケンスＳＱ１および工程ＳＴ３を備える。工程ＳＴ５は、ウエハＷの表面ＳＦのうち第１膜Ｍ１が存在しない領域に原子層堆積により第２膜Ｍ２を形成する。より具体的に、工程ＳＴ５は原子層堆積によりウエハＷの表面ＳＦのうち露出した表面ＳＦに第２膜Ｍ２を形成する。第１膜Ｍ１が存在しない領域は、ウエハＷの表面ＳＦのうち工程ＳＴ５において第１膜Ｍ１が形成されない領域である。第１膜Ｍ１が存在しない領域は、ウエハＷの表面ＳＦのうち工程ＳＴ１において形成された第１膜が工程ＳＴ５前のプラズマ処理、または工程ＳＴ５において除去された領域をさらに含み得る。シーケンスＳＱ１は、工程ＳＴ２ａ（第３工程）、工程ＳＴ２ｂ（第４工程）、工程ＳＴ２ｃ（第５工程）、および工程ＳＴ２ｄ（第６工程）を含む。シーケンスＳＱ１を繰り返すことによりウエハＷの表面ＳＦに第２膜Ｍ２を形成する。工程ＳＴ１および工程ＳＴ５は、シーケンスＳＱ２を構成する。
シーケンスＳＱ１は、原子層堆積の１サイクルを示す。図３は一般的な原子層堆積の一連の工程を示す。原子層堆積は、第２のガスＧ１（前駆体ガス）のプラズマＰ１を用いてウエハＷの表面に前駆体層（図３の（ｂ）に示す層Ｌｙ１）を形成する。次に処理空間Ｓｐをパージして吸着していない第２のガスＧ１を除去する。次いで、改質プラズマを用いて、前駆体層を変換し原子層堆積層（図３の（ｃ）に示す層Ｌｙ２）を形成する。次いで選択的に処理空間Ｓｐをパージする。
シーケンスＳＱ１において、工程ＳＴ２ａは、第２のガスＧ１を処理容器１２内に供給し、ウエハＷの第１膜Ｍ１が存在しない領域（例えば、表面ＳＦ２）に前駆体層を形成する。この第２のガスＧ１がウエハＷの表面に化学吸着（chemisorption）し前駆体層が形成される。第２のガスＧ１は、アミノシラン系ガス、シリコンを含有するガス、チタンを含有するガス、ハフニウムを含有するガス、タンタルを含有するガス、ジルコニウムを含有するガス、有機物を含有するガス、の何れかが用いられ得る。工程ＳＴ２ａでは、第２のガスＧ１のプラズマを生成してもよいし、生成しなくてもよい。
工程ＳＴ２ｂは処理空間Ｓｐをパージする。パージにより気相状態の第２のガスＧ１が除去される。例えば、工程ＳＴ２ｂは、アルゴンや窒素ガス等の不活性ガスを処理容器内に供給しパージする。この工程では、開口ＯＰの内側の表面ＯＰａに過剰に付着したガス分子も除去され、前駆体層は単分子層となる。
工程ＳＴ２ｃは、処理容器１２内において改質プラズマを前駆体に晒すことにより前駆体層を原子層（第２膜Ｍ２の一部）に変換（改質）する。この工程においては前駆体層を薄膜に変換する第３のガスが用いられる。第３のガスは、酸素を含むガス、窒素を含むガス、または水素を含むガスの何れかであってよい。第３のガスは、例えば、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＳＯ２ガス、Ｎ２ガス、Ｈ２ガス、またはＮＨ３ガスの何れかを含んでよい。工程ＳＴ２ｃは、第３のガスを処理空間Ｓｐ内に供給する。そして、第１の高周波電源６２、および／または第２の高周波電源６４から高周波電力を供給して、第３のガスのプラズマ（改質プラズマ）を生成する。生成された改質プラズマが前駆体層を改質する。また、この改質プラズマにより第１膜Ｍ１の一部が除去され第１膜Ｍ１の膜厚が減少する。よって、工程ＳＴ１により表面ＳＦ２上に第１膜Ｍ１が形成されても、ＳＱ１を１回以上行うことによって第１膜Ｍ１は表面ＳＦ２上から除去される。このとき、表面ＳＦ１上に形成された第１膜Ｍ１の薄膜の膜厚も同時に減少する。
次いで、工程ＳＴ２ｄは、処理空間Ｓｐをパージする。具体的には、工程ＳＴ２ｃにおいて供給された第３のガスが排気される。例えば、工程ＳＴ２ｄでは、アルゴンや窒素ガス等の不活性ガスを処理空間Ｓｐに供給して排気してもよい。なお、ＳＱ１は工程ＳＴ２ｄを含まなくてもよい。
以上説明したように、シーケンスＳＱ１を１サイクル行うことによって、第２膜Ｍ２を構成する層を一層分だけ表面ＳＦ２上に形成することができる。シーケンスＳＱ１を繰り返すことにより第１膜Ｍ１が除去され露出した表面ＳＦ２に第２膜Ｍ２が形成される。
図４、図５に示す場合、タイミングＴＭｂは、工程ＳＴ５（シーケンスＳＱ１）を行うことにより、表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１が完全に除去され表面ＳＦ２が露出するタイミングを示す。図６に示す場合、タイミングＴＭａ２は、工程ＳＴ１において工程ＳＴ１ａを行うことにより工程ＳＴ５の実行前に表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１が完全に除去され表面ＳＦ２が露出するタイミングを示す。
表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１も工程ＳＴ５の実行中に除去されていく。従って、図５、図６に示すように、工程ＳＴ５の実行終了時における第１膜Ｍ１の厚みＴＨ３の値は、工程ＳＴ５の実行開始時における第１膜Ｍ１の厚み（図５の場合には厚みＴＨ１ａ、図６の場合には厚みＴＨ２）の値よりも小さい。また、図５の場合には、タイミングＴＭｂにおける表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の厚みＴＨ２の値は、工程ＳＴ５が開始されるタイミングＴＭａ２における表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の厚みＴＨ１ａの値よりも小さい。
図５、図６に示すタイミングＴＭｃは、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１が除去されて表面ＳＦ１が露出し、表面ＳＦ１上に第２膜Ｍ２の形成が開始されるタイミングを表している。図５、図６のそれぞれに示す線ＬＰ４（一点破線）は、タイミングＴＭｃ後に表面ＳＦ１上に第２膜Ｍ２の形成が開始される場合において、表面ＳＦ１上における第２膜Ｍ２の膜厚の変化を表している。
図５を参照してシーケンスＳＱ１における第１膜Ｍ１および第２膜Ｍ２の膜厚の変化を説明する。工程ＳＴ１により第１膜Ｍ１が表面ＳＦ１および表面ＳＦ２のそれぞれの上に形成される。図５の場合にはタイミングＴＭａ２において、図６の場合にはタイミングＴＭａ３において、表面ＳＦ１上には厚みＴＨ１ａの第１膜Ｍ１が形成され（線ＬＰ３）、表面ＳＦ２上には厚みＴＨ１ｂの第１膜Ｍ１が形成される（線ＬＰ２）。
表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の成膜の速さ（工程ＳＴ１における線ＬＰ３の傾き）は、表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１および第２膜Ｍ２のそれぞれの成膜の速さ（工程ＳＴ１における線ＬＰ２の傾き、工程ＳＴ５における線ＬＰ１の傾き）よりも速い（傾きが大きい）。
図５の場合には、続く工程ＳＴ５により表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は除去され膜厚が減少していく。図６の場合には、工程ＳＴ１の実行中のタイミングＴＭａ３において開始される工程ＳＴ１ａ（クリーニング）と工程ＳＴ１に続く工程ＳＴ５とにより表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は除去され膜厚が減少していく。一方、シーケンスＳＱ１の繰り返しにより、表面ＳＦ２上から第１膜Ｍ１が除去され、その後、表面ＳＦ２上に第２膜Ｍ２が形成される。
シーケンスＳＱ１の繰り返しによって、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は除去され、工程ＳＴ５の終了時において、表面ＳＦ１上に第１膜Ｍ１が残存するか、または表面ＳＦ１が露出する。表面ＳＦ２上には第２膜Ｍ２が形成される。従って、図４に示すように、工程ＳＴ５が終了するタイミングＴＭａ１において、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１の厚みＴＨ３は厚みＴＨ２の値よりも小さいか、またはゼロである。
次いで、方法ＭＴでは、工程ＳＴ３はシーケンスＳＱ１を終了するか否かを判定する。具体的には、工程ＳＴ３では、シーケンスＳＱ１の繰り返しの回数が予め設定された回数に達したか否かを判定する。
工程ＳＴ３においてシーケンスＳＱ１の繰り返しの回数が予め設定された回数に達していないと判定される場合には（工程ＳＴ３：ＮＯ）、シーケンスＳＱ１が繰り返される。一方、シーケンスＳＱ１の繰り返しの回数が、予め設定された回数に達していると判定される場合には（工程ＳＴ３：ＹＥＳ）、シーケンスＳＱ１が終了される。このように、方法ＭＴは、工程ＳＴ５（シーケンスＳＱ１）を複数回繰り返す。
シーケンスＳＱ１の繰り返しの回数は、第１膜Ｍ１の膜厚により決定されてよい。一実施形態では、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１が一部残存するタイミングに基づき決定されてもよい。別の実施形態では、シーケンスＳＱ１の繰り返しの回数は、表面ＳＦ１から第１膜Ｍ１が除去されるタイミングＴＭｃに基づいて設定されてもよい。
方法ＭＴでは、シーケンスＳＱ２を１回以上実行する。シーケンスＳＱ２が繰り返されることによって、図５の線ＬＰ３に記載のように第１膜Ｍ１がＳＦ１上の第１膜Ｍ１上に形成される。図５の線ＬＰ１に示すように、第２膜Ｍ２が表面ＳＦ２上に継続して形成される。シーケンスＳＱ２は、第２膜Ｍ２がターゲット厚さになるまで繰り返される。シーケンスＳＱ２において、工程ＳＴ１により第１膜Ｍ１が再び形成され、工程ＳＴ５により第２膜Ｍ２がさらに形成される。工程ＳＴ１と工程ＳＴ５とは同一の処理容器（処理容器１２）内で真空を保ったまま連続して行われ得る。
次いで、方法ＭＴでは、工程ＳＴ４はシーケンスＳＱ２を終了するか否かを判定する。より具体的に、工程ＳＴ４は、シーケンスＳＱ２の繰り返しの回数が予め設定された回数に達したか否かを判定する。
工程ＳＴ４においてシーケンスＳＱ２の繰り返しの回数が予め設定された回数に達していないと判定される場合には（工程ＳＴ４：ＮＯ）、シーケンスＳＱ２が繰り返される。一方、工程ＳＴ４においてシーケンスＳＱ２の繰り返しの回数が予め設定された回数に達していると判定される場合には（工程ＳＴ４：ＹＥＳ）、シーケンスＳＱ２が終了される。
ここで、シーケンスＳＱ２の繰り返し回数は、表面ＳＦ２上の第２膜Ｍ２のターゲット膜厚に基づき決定される。すなわち、シーケンスＳＱ２の繰り返し回数を設定することにより第２膜Ｍ２の膜厚を調節できる。
他の実施形態では、工程ＳＴ５が２回目のタイミングＴＭａ１を経過して継続してもよい。この場合、工程ＳＴ５により表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１が除去され、露出した後も工程ＳＴ５が繰り返される。その結果、表面ＳＦ１にも第２膜Ｍ２が形成される。一方、表面ＳＦ２上には第２膜Ｍ２が形成されより厚い第２膜Ｍ２となる。
別の実施形態では、工程ＳＴ１では第１膜Ｍ１を形成した後にウエハＷをクリーニングする工程ＳＴ１ａが行われてよい。工程ＳＴ１ａが行われると、ウエハＷの表面ＳＦ上に形成された第１膜Ｍ１の一部が除去され、表面ＳＦ２が露出する。これにより、工程ＳＴ５の開始直後から表面ＳＦ２上に第２膜Ｍ２が形成され始める（図６は領域Ｒ１の表面ＳＦ２上に形成される第２膜Ｍ２の膜厚の変化を表している）。この場合、ＴＭａとＴＭｂが同タイミングになる。
また、別の例では、工程ＳＴ１において、プラズマＣＶＤの条件を変更することにより表面ＳＦ１と表面ＳＦ２とで膜厚の異なる第１膜Ｍ１を形成することができる。
例えば、図７（ａ）ではパターンの上部には第１膜Ｍ１が厚く形成され、当該パターンの底部に向かうにつれ第１膜Ｍ１は薄くなる。図７の（ｂ）ではパターンの上部と底部に第１膜Ｍ１が形成される。上部に形成される第１膜Ｍ１が底部に形成される第１膜よりも厚くてもよい。パターンの側壁（Ｓｉｄｅｗａｌｌ）部にはほとんど形成されない。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すパターンは、方法ＭＴを実施する前に行われるエッチングにより形成されもよい。
図８を参照し、工程ＳＴ１において異方性プラズマ条件を用いた態様を説明する。ウエハＷの表面ＳＦにはパターンが設けられている。このパターンは、方法ＭＴを実施する前にエッチングにより形成される。ここで、領域Ｒ１は、上部領域（低アスペクト領域）である。領域Ｒ２は、底部領域（高アスペクト領域）である。この例では、領域Ｒ１の表面を表面ＳＦ１といい、領域Ｒ２の表面を表面ＳＦ２という。状態ＣＤ１に示すように、表面ＳＦ１に第１膜Ｍ１が厚く形成され、表面ＳＦ２には第１膜Ｍ１が薄く形成されるか、または形成されない。状態ＣＤ１は、表面ＳＦ２には第１膜が形成されない例が示されている。
状態ＣＤ１は、工程ＳＴ１を行うことによって第１膜Ｍ１が表面ＳＦ１に形成される様子を示す。第１膜Ｍ１は表面ＳＦ１のみに設けられる。工程ＳＴ１によって第１膜Ｍ１が表面ＳＦ１以外の表面（例えば表面ＳＦ２等）に形成される場合には、酸素含有プラズマ等を用いて表面ＳＦ１以外に形成された第１膜Ｍ１を除去することにより状態ＣＤ１となる（工程ＳＴ１ａ）。
状態ＣＤ２は、１回目の工程ＳＴ５が終了するタイミングＴＭａであって２回目の工程ＳＴ１前におけるウエハＷの状態を示す。工程ＳＴ５により、第１膜Ｍ１は一部除去されて薄くなっている。工程ＳＴ５における原子層堆積により、側壁および底部に第２膜Ｍ２が形成されている。
次に図９を参照する。状態ＣＤ３は、状態ＣＤ２後の２回目の工程ＳＴ１後であってＳＴ５の２回目が開始されるタイミングＴＭａにおけるウエハＷの状態を示す。状態ＣＤ３において、２回目の工程ＳＴ１により第１膜Ｍ１が再度形成される。
状態ＣＤ４は、状態ＣＤ３の後であって２回目の工程ＳＴ５の後のタイミングＴＭａ（３回目の工程ＳＴ１の実行前）におけるウエハＷを示す。第１膜Ｍ１は、工程ＳＴ５によって除去されて薄くなっている。パターンの底部（領域Ｒ２）には、工程ＳＴ５によって第２膜Ｍ２がより厚く形成される。シーケンスＳＱ２は、第２膜Ｍ２が所望の厚さになるように複数回行われてよい。第１膜Ｍ１を一度に厚く形成する場合に比べ、開口（領域Ｒ１）を閉塞することないので、後の工程ＳＴ５（原子層堆積）を制御性良く行える。
図１０はさらに別の実施形態を示す。この実施形態に用いられるパターンは方法ＭＴより前に行われるエッチングにより形成される。このエッチングと方法ＭＴは同じ処理容器内で連続して行われてもよい。状態ＣＤ５は１回目の工程ＳＴ１によって、第１膜Ｍ１が構造（ｆｅａｔｕｒｅ）の上部側の領域Ｒ１と構造の底部の領域Ｒ２とに設けられる場合のウエハＷの状態を示す。第１膜Ｍ１は表面ＳＦ１と表面ＳＦ２とに形成されている。
状態ＣＤ６は、状態ＣＤ５に対して１回目の工程ＳＴ５行われた後（タイミングＴＭａ）であって２回目の工程ＳＴ１前におけるウエハＷを示す。状態ＣＤ６において、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は工程ＳＴ５によって除去されて薄くなる。一方、表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１は除去され表面ＳＦ２が露出している。一方、構造の側壁（表面ＳＦ３）には、第２膜Ｍ２が形成されている。
図１１に示す状態ＣＤ７は、状態ＣＤ６の後も工程ＳＴ５が継続された場合におけるウエハＷを示す。工程ＳＴ５が行われると、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は除去されて露出する。表面ＳＦ２上には第２膜Ｍ２が形成される。表面ＳＦ３上の第２膜Ｍ２は表面ＳＦ２上の第２膜Ｍ２よりも厚い。
図１１に示す状態ＣＤ８は、状態ＣＤ７の後も工程ＳＴ５が継続された場合におけるウエハＷを示す。状態ＣＤ７では露出していた表面ＳＦ１には、工程ＳＴ５によって第２膜Ｍ２が形成される。表面ＳＦ３上の第２膜Ｍ２、表面ＳＦ２上の第２膜Ｍ２、表面ＳＦ１上の第２膜Ｍ２の順に薄くなる。このように、領域Ｒ１、領域Ｒ２、領域Ｒ３等の領域毎に厚みの異なる第２膜Ｍ２が形成される。ここでは、異方性プラズマによる例を示したが、等方性プラズマによって第１膜Ｍ１を形成する場合も工程ＳＴ５の繰り返しにより同様に領域によって膜厚の異なる第２膜を形成することができる。
上記では状態ＣＤ６の後さらに第１膜Ｍ１を形成し膜厚の異なる第２膜を形成する例を示したが、この例に限られず、状態ＣＤ６の後に領域Ｒ２をエッチングしてもよい。この構成によれば、構造の側壁（表面ＳＦ３）に第２膜Ｍ２が形成されているので、エッチングの際のボーイングを抑制することができる。方法ＭＴと後続のエッチングを同じ処理容器内で行ってもよい。これによりスループットを向上できる。
（変形例１：不飽和原子堆積）
工程ＳＴ５では、工程ＳＴ２ａにおいて、ウエハＷの表面における前駆体層の形成を飽和させないことにより、および／または、工程ＳＴ２ｃにおいて、前駆体層の第２膜Ｍ２への変換を飽和させないことにより、第２膜Ｍ２をサブコンフォーマルに形成し得る。すなわち、工程ＳＴ５における第２膜Ｍ２の形成は、不飽和原子堆積により行ってもよい。不飽和原子堆積は、下記（ａ）～（ｃ）の何れかを満たす。
（ａ）ウエハＷの第１膜Ｍ１が存在しない領域に前駆体層を形成するための第２のガスＧ１の吸着を飽和させない。
（ｂ）ウエハＷの第１膜Ｍ１が存在しない領域に吸着した第２のガスＧ１の改質を飽和させない。
（ｃ）第２のガスＧ１の吸着とウエハＷの第１膜Ｍ１が存在しない領域に吸着した第２のガスＧ１の改質を飽和させない。
不飽和原子堆積は、第２のガスＧ１を表面の全体に吸着させない場合の他、完全に改質させない場合もある。不飽和原子堆積によれば、第２膜をサブコンフォーマルに形成することができる。より具体的には、パターン上部では第２膜Ｍ２を厚く形成し、当該パターンの底部に向かうにつれて第２膜Ｍ２を薄く形成することができる。なお、上記の（ａ）～（ｃ）の事項を除いて、不飽和原子堆積の工程および条件等については、上述した通常の原子堆積の工程および条件等と同様とすることができる。このため、工程ＳＴ５において、通常の原子堆積に代えて不飽和原子堆積を実行した場合であっても、工程ＳＴ２ｃにおける第３のガスにより第１膜Ｍ１の一部が除去され、第１膜Ｍ１の膜厚が減少または消滅する。
図１２、図１３に、工程５における第２膜Ｍ２の形成を不飽和原子堆積により行う変形例１を示す。変形例１に用いられるパターンは方法ＭＴより前に行われるエッチングにより形成される。このエッチングと方法ＭＴは同じ処理容器（例えば処理容器１２）内で連続して行われてもよい。状態ＣＤ９は１回目の工程ＳＴ１によって、第１膜Ｍ１が構造（ｆｅａｔｕｒｅ）の上部側の領域Ｒ１と構造の底部の領域Ｒ２とに設けられる場合のウエハＷの状態を示す。第１膜Ｍ１は表面ＳＦ１と表面ＳＦ２とに形成されている。
状態ＣＤ１０は、状態ＣＤ９に対して１回目の工程ＳＴ５が行われた後（タイミングＴＭａ１）であって２回目の工程ＳＴ１前におけるウエハＷを示す。状態ＣＤ１０において、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は工程ＳＴ５によって除去されて薄くなる。一方、表面ＳＦ２上の第１膜Ｍ１は除去され表面ＳＦ２が露出している。また、構造の側壁（表面ＳＦ３）には、第２膜Ｍ２が形成されている。変形例１では、工程ＳＴ５における第２膜Ｍ２の形成を不飽和原子堆積により行っているため、パターン上部では第２膜Ｍ２を厚く形成し、当該パターンの底部に向かうにつれて第２膜Ｍ２は薄くなる。また、状態ＣＤ９において第１膜Ｍ１の有無に限らず、パターン底部に第２膜Ｍ２は形成されない。
図１３に示す状態Ｃ１１は、状態ＣＤ１０の後も工程ＳＴ５が継続された場合におけるウエハＷを示す。工程ＳＴ５が行われると、表面ＳＦ１上の第１膜Ｍ１は除去されて露出する。
図１３に示す状態ＣＤ１２は、状態ＣＤ１１の後も工程ＳＴ５が継続された場合におけるウエハＷを示す。状態Ｃ１２では、工程ＳＴ５によって露出していた表面ＳＦ１に第２膜Ｍ２が形成される。
このように、工程ＳＴ５における第２膜Ｍ２の形成を不飽和原子堆積により行うことにより、第２膜Ｍ２の形成位置や膜厚をさらに調整できる。
（変形例２：第１膜Ｍ１の厚さに応じた処理条件の変更）
工程ＳＴ５と工程ＳＴ５の後に処理容器１２内でウエハＷをエッチングする工程（後述する図１４に示す工程ＳＴ６）とを繰り返し実行する場合に、工程ＳＴ５のプロセス条件を変更することで、第２膜Ｍ２の位置及び厚みを変更し得る。すなわち、上記では状態ＣＤ１０の後さらに第１膜Ｍ１を形成し、第２膜Ｍ２を形成する例を示したが、この例に限られず、状態ＣＤ１０の後に領域Ｒ２をエッチングしてもよい。また、領域Ｒ２のエッチングと、シーケンスＳＱ１またはシーケンスＳＱ２を繰り返し実行してもよい。この構成によれば、構造の側壁（表面ＳＦ３）に第２膜Ｍ２が形成されているので、エッチングの際のボーイング等の形状異常を抑制することができる。
図１４は、第２膜Ｍ２の形成後に領域Ｒ２をエッチングする場合の処理方法の一例を示すフローチャートである。図１５、図１６は、図１４に示す処理方法の一例を説明するための図である。
図１５に示す状態ＣＤ１３は、図１２における状態ＣＤ１０に相当し、領域Ｒ２をエッチングする前のウエハＷの状態を示す。第１膜Ｍ１は表面ＳＦ１に形成されており、第２膜Ｍ２は側壁（表面ＳＦ３）にサブコンフォーマルに形成されている。第２膜Ｍ２は、エッチングにより形状異常が発生しやすい第１膜Ｍ１の直下を覆うように形成されている。
状態ＣＤ１４は、状態ＣＤ１３に対して１回目のエッチングＳＴ６が行われた後の状態を示す。第１膜Ｍ１は表面ＳＦ１に形成されており、第２膜Ｍ２は側壁（表面ＳＦ３）にサブコンフォーマルに形成されている。第２膜Ｍ２はエッチングにより内壁が削られている。状態ＣＤ１４からさらに工程ＳＴ５および工程ＳＴ６を繰り返し実行すると、徐々に第１膜Ｍ１の頂部が削られ、第１膜Ｍ１の頂部からエッチング対象である領域Ｒ２の表面ＳＦ２までの距離が変化する（状態ＣＤ１５）。この場合、工程ＳＴ２ａおよびＳＴ２ｃの処理条件を変えずに第２膜Ｍ２を形成すると、第２膜Ｍ２が形成される位置が、形状異常が発生する第１膜Ｍ１の直下よりも下方になってしまう。
そこで、変形例２は、エッチング（工程ＳＴ６）および工程ＳＴ７の後に、第１膜ＭＴ１の膜厚が所定値であるか否かを判定する（工程ＳＴ８）。第１膜Ｍ１の膜厚が所定値か否かの判定は、工程ＳＴ５の実行前の第１膜Ｍ１の膜厚と、工程ＳＴ５および工程ＳＴ６の実行回数と、に基づいて行ってもよい。そして、第１膜Ｍ１の膜厚が所定値であると判定した場合（工程ＳＴ８、ＹＥＳ）、工程ＳＴ２ａおよび工程ＳＴ２ｃの処理条件を再設定する（工程ＳＴ９）。例えば、工程ＳＴ２ａでの被覆率をパターンの深さ方向に沿って変化させるよう処理条件を設定している場合、よりパターンの上部にのみ第２のガスＧ１が吸着するように処理条件を変更する。例えば、直前の工程ＳＴ２ａ時の処理時間よりも次の工程２ａの処理時間を短くする。また例えば、工程ＳＴ２ｃでの被覆率をパターンの深さ方向に沿って変化させるよう処理条件を設定している場合、よりパターンの上部にのみで第３のガスが反応するように処理条件を変更する。例えば、処理チャンバの温度を低くする。他方、第１膜Ｍ１の膜厚が所定値ではないと判定した場合（工程ＳＴ８、ＮＯ）、処理条件を変更せずに工程ＳＴ５に戻る。
このように、第１膜Ｍ１の膜厚に応じて処理条件を調整することにより、形状異常が発生しやすい箇所に選択的に第２膜Ｍ２を形成できる。例えば、状態ＣＤ１５では、第１膜Ｍ１の膜厚が処理開始時の半分程度になり、頂部からエッチング対象の領域Ｒ１までの距離が短くなっている。この場合、処理条件を変更して第２膜Ｍ２が形成される深さ方向の距離を短くする。すると、状態ＣＤ１６のように、第１膜Ｍ１膜直下の形状異常が発生しやすい位置に継続的に第２膜Ｍ２を形成できる。
また、形状異常がエッチング対象の領域Ｒ１に発生した場合も、処理条件を更新して工程ＳＴ５を実行することで、パターン形状を補正できる。
さらに、エッチング（工程ＳＴ６）によりパターンのアスペクト比が増加した場合、アスペクト比の増加に応じて、工程ＳＴ２ａおよび工程ＳＴ２ｃの処理条件を変更してもよい。例えば、工程ＳＴ２ｃで生成するラジカルの輸送量を増加させてもよい。すなわち、エッチング（工程ＳＴ６）の回数が増えるにつれて、第２膜Ｍ２が形成される位置がエッチング対象の領域Ｒ１の上部になるよう処理条件を変更してもよい。なお、処理条件は工程ＳＴ２ａおよび工程ＳＴ２ｃを繰り返すときには、毎回異なる処理条件としてもよく、工程ＳＴ２ａおよび工程ＳＴ２ｃを数回繰り返した後に異なる処理条件としてもよい。また、第１膜Ｍ１以外の要因に応じて、処理条件を適宜変更してもよい。
（変形例３：ウエハ面内での膜厚調整）
変形例１および変形例２では、処理条件の調整により第２膜Ｍ２の被覆率と膜厚とを調整した。ところで、工程ＳＴ２aおよび工程ＳＴ２ｃにおける処理条件は以下の二つの観点で調整できる。
（１）ドーズ量を制御することでパターンの深さ方向における成膜位置を制御する。
（２）形成する第２膜Ｍ２の膜厚を制御する。
変形例１および変形例２では、主として上記（１）の観点で成膜位置を制御した。変形例３は、さらに、上記（２）の観点で処理条件を調整する。すなわち、工程ＳＴ５において、ウエハＷが載置される載置台ＰＤの温度を位置に応じて異なる温度に制御して、形成する第２膜Ｍ２の厚みを載置台ＰＤの温度に応じて変化させ得る。図１７は、被処理体（例えばウエハＷ）の温度と成膜量との関係について説明するための図である。図１７の横軸は、ウエハＷの温度［℃］を表し、図１７の縦軸は、成膜量［ｎｍ］を表す。基板処理装置（例えばプラズマ処理装置１０）において処理されるウエハＷは、例えば、直径約３００［ｍｍ］の円盤形状である。ウエハＷに対して成膜処理を実行するとき、ウエハＷの温度によって成膜量が変動することが知られている。図１７の（Ａ）は、ウエハＷの温度と成膜量との関係を示す。図１７の（Ａ）に示すように、ウエハＷの温度が高くなると成膜量は増加し、ウエハＷの温度が低くなると成膜量が減少する。
他方、エッチング等の処理時にはウエハＷの中心部ＣＰでは形状異常（例えばボーイング）が小さく、ウエハＷのエッジ部ＥＰで形状異常が大きくなる傾向があることが知られている（図１７の（Ｂ）を参照）。
そこで、変形例３では、図１７の（Ｂ）に示すように、ウエハＷの載置台（静電チャック）を同心円状の複数のゾーンＺＮに分割し、各々のゾーンＺＮの温度を独立して制御できるようにする。そして、形状異常が小さい傾向がある中心部ＣＰの温度を、形状異常が大きい傾向があるエッジ部ＥＰよりも低くなるよう制御する。このように制御すれば、形成される保護膜の膜厚をウエハＷの半径方向の位置に応じて調整することができ、形成される開口寸法の面内均一性を向上できる。
また、膜厚制御のために図１７の（Ｂ）に示すように径方向および周方向に分割された複数のゾーンＺＮを設けて、各々独立に温度制御できるようにすることで、面内均一性の向上以外にも、温度制御を利用できる。例えば、ウエハＷの位置ごとに形成する保護膜の厚みを変えて異なる形状の開口を形成する等の処理も実現できる。
以下、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２ａ、工程ＳＴ２ｃにおいて用いられ得る処理条件の複数の具体例を、実施例１および実施例２に示す。
（実施例１）工程ＳＴ１においてプラズマＣＶＤが行われる。ウエハＷの表面ＳＦは、ＳｉＯ２膜とその上に設けられたＳｉマスクを含む。
＜工程ＳＴ１＞
・処理空間Ｓｐ内の圧力：２０[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：３００[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：０[Ｗ]
・第１のガス流量：Ｃ４Ｆ６ガス（３０[ｓｃｃｍ]）／Ａｒガス（３００[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：４０[℃]
・実行時間：１５[秒]
＜工程ＳＴ２ａ＞
・処理空間Ｓｐの圧力：１００[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：０[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：０[Ｗ]
・第１のガス流量：アミノシラン系ガス（５０[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：１０[℃]
・実行時間：１５[秒]
＜工程ＳＴ２ｃ＞
・処理空間Ｓｐの圧力：２００[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：３００[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：０[Ｗ]
・第１のガス流量：ＣＯ２ガス（３００[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：１０[℃]
・実行時間：１０[秒]
（実施例２）実施例２では、工程ＳＴ１において異方性のプラズマＣＶＤが行われる。ウエハＷの表面ＳＦのＳｉＯ２膜上に設けられたＳｉマスクによって画成されている。
＜工程ＳＴ１＞
・処理空間Ｓｐの圧力：３０[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：０[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：２５[Ｗ]
・第１のガス流量：Ｃ４Ｆ６ガス（４０[ｓｃｃｍ]）／Ａｒガス（１０００[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：６０[℃]
・実行時間：１５[秒]
＜工程ＳＴ２ａ＞
・処理空間Ｓｐの圧力：２００[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：０[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：０[Ｗ]
・第１のガス流量：アミノシラン系ガス（１００[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：６０[℃]
・実行時間：１５[秒]
＜工程ＳＴ２ｃ＞
・処理空間Ｓｐの圧力：２００[ｍＴｏｒｒ]
・第１の高周波電源６２による電力：５００[Ｗ]
・第２の高周波電源６４による電力：０[Ｗ]
・第１のガス流量：ＣＯ２ガス（３００[ｓｃｃｍ]）
・ウエハＷの温度：６０[℃]
・実行時間：２[秒]
なお、上記した方法ＭＴにおいて、工程ＳＴ１で生成されるプラズマは異方性、等方性の何れでもよく、第２膜Ｍ２膜厚分布に応じて調整すればよい。他の形態ではシーケンスＳＱ２を繰り返す際に、異方性のプラズマＣＶＤを行う工程ＳＴ１と等方性のプラズマＣＶＤを行う工程ＳＴ１とを繰り返してもよい。別の形態では工程ＳＴ１の１回の実行中において、異方性のプラズマＣＶＤと等方性のプラズマＣＶＤとを順次行ってもよい。また、ｍ回目（ｍは正の整数）の工程ＳＴ１のＣＶＤ条件とｍ＋１回目の工程ＳＴ１のＣＶＤ条件を異ならせてもよい。これにより第１膜Ｍ１の形成される場所を変更でき、第１膜Ｍ１の膜厚分布を形成できる。
上記した方法ＭＴにおいて、工程ＳＴ１で実行されるプラズマＣＶＤの条件を様々に変更できる。ここではエッチングによりウエハＷの表面にパターンが設けられている場合を考える。パターンは、低アスペクト領域と高アスペクト領域を有する。一形態では、工程ＳＴ１で用いられる第１のガスのガス種を変更することが可能である。第１のガスとしては、例えばＣ４Ｆ６ガスまたはＣ４Ｆ８ガスを用いることができる。Ｃ４Ｆ６ガスの付着係数はＣ４Ｆ８ガスの付着係数よりも大きい。よって、Ｃ４Ｆ６を用いると第１膜Ｍ１はウエハＷの表面側（低アスペクト領域）により多く形成される。一方、Ｃ４Ｆ８を用いると第１膜Ｍ１は底部側（高アスペクト領域）により多く形成される。このようにガス種によって付着係数が異なるので、ガス種を変更することによって第１膜Ｍ１の形成される位置を制御することができる。
また、第２の高周波電源６４の電力を変更してもよい。一例では当該電力をオン・オフすることができる。別の例では、当該当該電力の値を高い値と低い値との間で変化させてもよい。当該電力の値を高くすると、図７（ｂ）のように第１膜Ｍ１は構造の水平面（上面と底部）に厚く形成される。一方、側壁に形成される第１膜Ｍ１は薄い。当該電力の値を小さくすると、第１膜Ｍ１は上部側により多く形成される。
また、別の形態では、工程ＳＴ１時のウエハ温度を変更することができる。工程ＳＴ１の実行時の温度が相対的に高くなると、第１膜Ｍ１は底部側（高アスペクト領域）により多く成膜される。工程ＳＴ１時の温度が相対的に低くなると、第１膜Ｍ１はウエハＷの表面側（低アスペクト領域）により多く形成される。
また、工程ＳＴ１時の圧力を変更することができる。圧力を相対的に高くすると生成されるプラズマは等方的となる。等方的なプラズマによりウエハＷの表面側（低アスペクト領域）により厚い第１膜Ｍ１が形成される。一方、圧力が相対的に低くなると生成されるプラズマは異方的となる。異方的なプラズマにより底部側（高アスペクト領域）により厚い第１膜Ｍ１が形成される。
また、工程ＳＴ１の実行時の第１の高周波電源６２の電力を変更することによって、プラズマの解離状態を変更することができる。従って、当該電力を変更することによって、生成されるラジカル種またはラジカル比率が変更され、第１膜Ｍ１が成膜される際の付着係数が変更される。
上記した方法ＭＴにおいて、工程５の条件は、様々に変更可能である。一例では、工程ＳＴ２ｃの実行時間（プラズマを生成している時間）を変更することができる。当該変更によって第１膜Ｍ１の除去量を調節することができる。
また、工程ＳＴ２ｃにおいて、第２の高周波電源６４の電力を変更することができる。第２の高周波電源６４の電力を相対的に大きくすると、構造（ｆｅａｔｕｒｅ）の水平部分（上面、底部）の第１膜Ｍ１がより多く除去される。第２の高周波電源６４の電力を相対的に小さくすると、第１膜Ｍ１のうち構造の側壁部分（ｓｉｄｅｗａｌｌ）の除去される量が増える。
また、工程ＳＴ２ｃにおいて、処理容器１２内の圧力を変更することができる。当該圧力を相対的に高くすると、プラズマ中のイオンエネルギーが小さくなり、等方的な反応が優位になり得る。当該圧力を相対的に低くすると、プラズマ中のイオンエネルギーが大きくなり、異方的な反応が優位になり得る。よって、圧力を変更することによって第１膜Ｍ１の除去される領域および領域毎の除去量を調節できる。
また、工程ＳＴ２ｃの実行時において、第１の高周波電源６２の電力を変更することができる。当該電力を相対的に大きくすると、プラズマ密度が大きくなり得る。
以上より、工程ＳＴ１と工程ＳＴ５とを繰り返し実行する場合に、工程ＳＴ１または工程ＳＴ５の上述の１以上の条件を第ｍ回目（ｍは正の整数）の実行時と第ｍ＋１回目の実行時とにおいて異ならせてよい。シーケンスＳＱ１を繰り返し実行して領域Ｒ２に第２膜Ｍ２を選択的に形成するとき、工程ＳＴ２ｃの上述の１以上の条件を、第ｎ回目（ｎは正の整数）の実行時と第ｎ＋１回目の実行時とにおいて異ならせてよい。これにより第１膜Ｍ１および／または第２膜Ｍ２の成膜の制御性が向上する。
工程ＳＴ２ａの実行時間を例えば２秒～１０秒の範囲で調節することによって、第１膜Ｍ１の除去量を制御できる。この場合、第１膜Ｍ１の除去量は、シーケンスＳＱ１の１サイクルあたり、１［ｎｍ］以下（例えば、０．１［ｎｍ］～０．５［ｎｍ］）であってよい。また、第２膜Ｍ２がＳｉＯ２を含む場合、第２膜Ｍ２の堆積量は、シーケンスＳＱ１の１サイクルあたり単原子層（すなわち、０．２ｎｍ程度）である。例えば、第１膜Ｍ１としてフルオロカーボンを１０［ｎｍ］程度設けた場合、シーケンスＳＱ１を１０～１００サイクルを実行して第１膜Ｍ１を除去し、第２膜Ｍ２を２～２０［ｎｍ］程度形成する。第１膜Ｍ１を形成する第１のガスは、用途に応じて選択され、ＣＦ系ガス、ＣＨＦ系ガス、ＣＯガス、ＣＨガス等を含んでよい。
方法ＭＴは、工程ＳＴ１と工程ＳＴ５とを別々のプラズマ処理装置の処理容器内で実行することもできる。工程ＳＴ１は、第１の処理容器内でウエハＷの領域Ｒ１に第１のガスのプラズマを用いて化学気相成長により第１膜Ｍ１を形成する。工程ＳＴ５は、第２の処理容器内でウエハＷの表面のうち第１膜Ｍ１が形成されない領域Ｒ２に原子層堆積により第２膜Ｍ２を形成する。方法ＭＴは、工程ＳＴ１および工程ＳＴ５を繰り返し実行する。
上記した実施形態に係る方法ＭＴは、誘導結合型（Inductively Coupled Plasma）型のプラズマ処理装置を用いて実行され得る。プラズマ処理装置１０と同様のガス供給システム（ガスソース群４０、バルブ群４２、流量制御器群４５、ガス供給管３８、ガス供給管８２等）を備える。
上記の方法ＭＴは単独で行われてもよいが、方法ＭＴが実行される前に処理容器１２内でウエハＷがエッチングされ、パターンが形成されてもよい。他の形態では、方法ＭＴを実行した後に処理容器１２内でウエハＷがエッチングされてもよい。方法ＭＴとエッチングとを同じ処理容器内で真空を破らずに連続して行ってもよい。さらに、他の態様では、同じ処理容器内で方法ＭＴとエッチングを繰り返し行ってもよい。同じ処理容器内で被処理体を搬送することなく処理できるので、スループットが向上する。一方、方法ＭＴとエッチングを別の処理容器を用いて行ってもよい。この場合、方法ＭＴのためのプラズマ励起方法と、エッチングのためのプラズマ励起方法は異なってもよい。
以上、種々の実施の形態を説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ｅ…排気口、１２ｇ…搬入出口、１４…支持部、１８ａ…第１プレート、１８ｂ…第２プレート、２２…直流電源、２３…スイッチ、２４…冷媒流路、２６ａ…配管、２６ｂ…配管、２８…ガス供給ライン、３０…上部電極、３２…絶縁性遮蔽部材、３４…電極板、３４ａ…ガス吐出孔、３６…電極支持体、３６ａ…ガス拡散室、３６ｂ…ガス通流孔、３６ｃ…ガス導入口、３８…ガス供給管、４０…ガスソース群、４２…バルブ群、４５…流量制御器群、４６…デポシールド、４８…排気プレート、５０…排気装置、５２…排気管、５２ａ…ガス導入口、５４…ゲートバルブ、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、６６…整合器、６８…整合器、７０…電源、８２…ガス供給管、ＣＰ…中心部、ＣＳ…シーケンス実行部、Ｃｎｔ…制御部、ＥＰ…エッジ部、ＥＳＣ…静電チャック、ＦＲ…フォーカスリング、Ｇ１…第２のガス、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＴ…温度調節部、Ｒ１…領域、Ｒ２…領域、Ｒ３…領域、ＬＥ…下部電極、Ｌｙ１…層、Ｌｙ２…層、Ｍ１…第１膜、Ｍ２…第２膜、ＭＴ…方法、Ｐ１…プラズマ、ＰＤ…載置台、ＳＦ…表面、ＳＦ１…表面、ＳＦ２…表面、ＳＦ３…表面、Ｓｐ…処理空間、Ｗ…ウエハ、ＺＮ…ゾーン。

Claims (24)

  1. 処理容器内にパターンが形成された被処理体を提供する工程と、
    前記パターンの上部及び底部にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２工程と、を有し、
    前記第２膜を形成する前記第２工程は、
    前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する工程と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する工程と、
    を含む、被処理体の処理方法。
  2. 前記第２工程の後に、前記被処理体をエッチングする工程をさらに含む請求項１に記載の処理方法。
  3. 前記第１工程は、前記第１膜を形成した後に、前記パターンの底部に形成された該第１膜を除去する、
    請求項１または２に記載の処理方法。
  4. 処理容器内にパターンが形成された被処理体を提供する工程と、
    前記パターンの上部にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記パターンの前記第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２工程と、
    前記パターンの底部をエッチングする工程と、を有し、
    前記第２膜を形成する前記第２工程は、
    前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する工程と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する工程と、
    を含む、被処理体の処理方法。
  5. 前記第２膜を形成する工程において、前記第２膜を形成する間、前記第１膜の膜厚は減少する、請求項１～４の何れか一項に記載の被処理体の処理方法。
  6. 前記第１工程と、前記第２工程とは繰り返される、請求項１～５の何れか一項に記載の処理方法。
  7. 前記第１膜が存在しない領域は、前記第１工程において前記第１膜が形成されない領域である、請求項１～６の何れか一項に記載の処理方法。
  8. 前記第１膜が存在しない領域は、前記第１工程において形成された前記第１膜が前記第２工程前のプラズマ処理、または前記第２工程において除去された領域をさらに含む、請求項７に記載の処理方法。
  9. 前記第２工程は、
    前記処理容器内に前駆体ガスを供給し前記被処理体の表面に前駆体層を形成する第３工程と、
    前記第３工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第４工程と、
    前記第４工程の後に前記処理容器内において改質プラズマを前記前駆体に晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する第５工程と、
    前記第５工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第６工程と、
    を含むシーケンスを繰り返し実行して前記第２膜を形成する、
    請求項１～８の何れか一項に記載の処理方法。
  10. 処理容器内に被処理体を提供する工程と、
    前記被処理体の表面にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２工程と、を有し、
    前記第２膜を形成する前記第２工程は、
    前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する工程と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する工程と、
    を含み、
    前記第２工程は、
    前記処理容器内に前駆体ガスを供給し前記被処理体の表面に前駆体層を形成する第３工程と、
    前記第３工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第４工程と、
    前記第４工程の後に前記処理容器内において改質プラズマを前記前駆体に晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する第５工程と、
    前記第５工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第６工程と、
    を含むシーケンスを繰り返し実行する工程であり、
    前記第３工程において、前記被処理体の表面における前記前駆体層の形成を飽和させないことにより、および／または、前記第５工程において、前記前駆体層の前記第２膜への変換を飽和させないことにより、前記第２膜をサブコンフォーマルに形成する、
    処理方法。
  11. 前記前駆体ガスは、アミノシラン系ガス、シリコンを含有するガス、チタンを含有するガス、ハフニウムを含有するガス、タンタルを含有するガス、ジルコニウムを含有するガス、または有機物を含有するガスの何れかであり、
    前記改質プラズマは、酸素を含むガス、窒素を含むガス、または水素を含むガスの何れかから生成される、
    請求項９または１０に記載の処理方法。
  12. 処理容器内に被処理体を提供する工程と、
    前記被処理体の表面にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２工程と、を有し、
    前記第２膜を形成する前記第２工程は、
    前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する工程と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する工程と、
    を含み、
    前記第２工程は、
    前記処理容器内に前駆体ガスを供給し前記被処理体の表面に前駆体層を形成する第３工程と、
    前記第３工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第４工程と、
    前記第４工程の後に前記処理容器内において改質プラズマを前記前駆体に晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する第５工程と、
    前記第５工程の後に前記処理容器内の空間をパージする第６工程と、
    を含むシーケンスを繰り返し実行して前記第２膜を形成し、
    前記シーケンスを繰り返し実行する場合に、前記第５工程の条件は第ｎ回目（ｎは正の整数）の実行時と第ｎ＋１回目の実行時とにおいて異なる、
    処理方法。
  13. 前記第１工程と前記第２工程とは同一の処理容器内で真空を保ったまま連続して行われる請求項１～１２の何れか一項に記載の処理方法。
  14. 前記第２工程において、前記被処理体が載置される載置台の温度を位置に応じて異なる温度に制御して、形成する前記第２膜の厚みを前記載置台の温度に応じて変化させる、請求項１～１３の何れか一項に記載の処理方法。
  15. 前記第１工程の前に、前記被処理体をエッチングする工程をさらに含む請求項１～１４の何れか一項に記載の処理方法。
  16. 前記第２工程と前記第２工程の後に前記処理容器内で前記被処理体をエッチングする工程とを繰り返し実行する場合に、前記第２工程の条件を変更することで、前記第２膜の位置および厚みを変更する、請求項１５に記載の処理方法。
  17. 前記第１工程と前記第２工程とを繰り返し実行する場合に、前記第１工程の条件は、第ｍ回目（ｍは正の整数）の実行時と第ｍ＋１回目の実行時とにおいて異なる、
    請求項９～１５の何れか一項に記載の処理方法。
  18. 被処理体を提供する工程と、
    前記被処理体の表面にプラズマ化学気相成長により選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記被処理体の前記第１膜が存在しない領域に第２膜をサブコンフォーマルに形成する第２工程と、
    を含む、被処理体の処理方法。
  19. 被処理体を収容する少なくとも１つの処理容器と、該少なくとも１つの処理容器内において前記被処理体に対する処理を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記少なくとも１つの処理容器内で、前記被処理体に形成されたパターンの上部及び底部にプラズマ化学気相成長を用いて第１膜を選択的に形成する第１処理と、該パターンの該第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２処理と、を含むシーケンスを繰り返し実行するシーケンス実行部を備え、
    前記第２処理は、前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する処理と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する処理と、
    を含む、
    プラズマ処理装置。
  20. 被処理体を収容する少なくとも１つの処理容器と、該少なくとも１つの処理容器内において前記被処理体に対する処理を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記少なくとも１つの処理容器内で、前記被処理体に形成されたパターンの表面にプラズマ化学気相成長を用いて第１膜を選択的に形成する第１処理と、該パターンの該第１膜が存在しない領域に第２膜を形成する第２処理と、前記パターンの底部をエッチングする工程と、を含むシーケンスを繰り返し実行するシーケンス実行部を備え、
    前記第２処理は、前駆体ガスを前記被処理体に供給して前記被処理体の表面に前駆体層を形成する処理と、
    前記前駆体層の改質のために前記前駆体層をプラズマに晒すことにより前記前駆体層を前記第２膜に変換する処理と、
    を含む、
    プラズマ処理装置。
  21. 被処理体を収容する少なくとも１つの処理容器と、該少なくとも１つの処理容器内において前記被処理体に対する処理を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記被処理体に形成されたパターンの上部及び底部に選択的に第１膜を形成する第１工程と、
    前記第１膜が存在しない前記被処理体の表面に第２膜を形成する第２工程と、
    を有し、
    前記第２工程は、
    前記処理容器内に前駆体ガスを供給し前記被処理体の前記第１膜が存在しない領域に前駆体層を形成し、
    前記処理容器内において改質プラズマを前記前駆体に晒すことにより前記前駆体層を第２膜に変換し、
    前記改質プラズマは、前記第１膜の膜厚を減少させる、
    処理を実行するように構成される、
    プラズマ処理装置。
  22. 被処理体を収容する少なくとも１つの処理容器と、該少なくとも１つの処理容器内において前記被処理体に対する処理を制御する制御部とを備え、
    前記制御部は、
    前記被処理体に形成されたパターンの上部に第１膜を形成する第１工程と、
    前記第１膜が存在しない前記被処理体の表面に第２膜を形成する第２工程と、
    前記パターンの底部をエッチングする工程と、
    を有し、
    前記第２工程は、
    前記処理容器内に前駆体ガスを供給し前記被処理体の前記第１膜が存在しない領域に前駆体層を形成し、
    前記処理容器内において改質プラズマを前記前駆体に晒すことにより前記前駆体層を第２膜に変換し、
    前記改質プラズマは、前記第１膜の膜厚を減少させる、
    処理を実行するように構成される、
    プラズマ処理装置。
  23. 前記制御部は、前記第１工程と前記第２工程とを繰り返す処理を実行するように構成される、請求項２１又は２２に記載のプラズマ処理装置。
  24. 前記第２膜は前記表面の領域毎に異なる膜厚を有する、請求項２１又は２３に記載のプラズマ処理装置。
JP2019076364A 2018-06-07 2019-04-12 処理方法およびプラズマ処理装置 Active JP7236315B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190064276A KR20190139136A (ko) 2018-06-07 2019-05-31 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치
TW108119108A TWI825103B (zh) 2018-06-07 2019-06-03 被處理體之處理方法及電漿處理裝置
CN201910475932.4A CN110581050B (zh) 2018-06-07 2019-06-03 处理方法和等离子体处理装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018109678 2018-06-07
JP2018109678 2018-06-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2019216235A JP2019216235A (ja) 2019-12-19
JP2019216235A5 JP2019216235A5 (ja) 2022-02-07
JP7236315B2 true JP7236315B2 (ja) 2023-03-09

Family

ID=68764171

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019076364A Active JP7236315B2 (ja) 2018-06-07 2019-04-12 処理方法およびプラズマ処理装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10707100B2 (ja)
JP (1) JP7236315B2 (ja)
KR (1) KR20190139136A (ja)
TW (1) TWI825103B (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016131238A (ja) 2015-01-12 2016-07-21 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 原子スケールのａｌｄ（原子層堆積）プロセスとａｌｅ（原子層エッチング）プロセスとの統合
US20180061628A1 (en) 2016-08-31 2018-03-01 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
JP2018062703A (ja) 2016-10-14 2018-04-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3103227B2 (ja) * 1992-12-09 2000-10-30 株式会社日立製作所 半導体装置の製造方法
US9373500B2 (en) * 2014-02-21 2016-06-21 Lam Research Corporation Plasma assisted atomic layer deposition titanium oxide for conformal encapsulation and gapfill applications
US8865594B2 (en) * 2011-03-10 2014-10-21 Applied Materials, Inc. Formation of liner and barrier for tungsten as gate electrode and as contact plug to reduce resistance and enhance device performance
US9418889B2 (en) * 2014-06-30 2016-08-16 Lam Research Corporation Selective formation of dielectric barriers for metal interconnects in semiconductor devices
CN108352300B (zh) 2015-11-13 2022-03-29 应用材料股份有限公司 半导体装置处理方法、系统及设备
TWI805162B (zh) 2017-04-18 2023-06-11 日商東京威力科創股份有限公司 被處理體之處理裝置
US10854459B2 (en) 2017-09-28 2020-12-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Gate structure passivating species drive-in method and structure formed thereby

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016131238A (ja) 2015-01-12 2016-07-21 ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 原子スケールのａｌｄ（原子層堆積）プロセスとａｌｅ（原子層エッチング）プロセスとの統合
US20180061628A1 (en) 2016-08-31 2018-03-01 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
JP2018062703A (ja) 2016-10-14 2018-04-19 東京エレクトロン株式会社 成膜装置及び成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190378730A1 (en) 2019-12-12
JP2019216235A (ja) 2019-12-19
US10707100B2 (en) 2020-07-07
KR20190139136A (ko) 2019-12-17
TWI825103B (zh) 2023-12-11
TW202012689A (zh) 2020-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7320646B2 (ja) 被処理体を処理する方法
TWI779753B (zh) 電漿處理裝置及被處理體處理方法
JP6366454B2 (ja) 被処理体を処理する方法
JP6559430B2 (ja) 被処理体を処理する方法
US11462412B2 (en) Etching method
JP2018182310A (ja) 被処理体を処理する方法
US20210025060A1 (en) Apparatus for processing substrate
KR20180018416A (ko) 피처리체를 처리하는 방법
CN109417029B (zh) 对被处理体进行处理的方法
KR20230129345A (ko) 플라즈마 처리 장치 및 에칭 방법
US20210327719A1 (en) Method for processing workpiece
JP2018182104A (ja) 成膜方法
JP7236315B2 (ja) 処理方法およびプラズマ処理装置
US10916420B2 (en) Processing method and plasma processing apparatus
CN110581050B (zh) 处理方法和等离子体处理装置
KR20240095117A (ko) 피처리체를 처리하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211228

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211228

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221101

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221108

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230131

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7236315

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150