KR20200001962A - 에칭 처리 방법 및 에칭 처리 장치 - Google Patents

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유타카 고우즈마
마사루 이자와
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Abstract

본 발명은 산화막의 등방성 드라이 에칭에 있어서, 이물 오염의 발생과 에칭량의 고정밀도의 제어를 양립시키는 것을 과제로 한다.
이러한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 처리실에 불화수소를 포함하는 가스를 도입하여 산화막의 표면에 불화수소를 공급하는 제1 스텝과, 처리실 내부를 진공 배기하여 상기 불화수소를 제거하는 제2 스텝과, 상기 처리실 내에 질화수소를 포함하는 가스를 도입하여 산화막의 표면에 질화수소를 공급해서 당해 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 제3 스텝을 포함하는 복수의 스텝을 스텝 세트로서 복수회 반복하는 상기 처리 대상인 표면 개질 공정과, 상기 처리 대상인 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하는 막 제거의 공정에 의해 산화막을 에칭한다. 불화수소 가스와 질화수소 가스의 혼합을 방지함으로써 이물 오염의 발생을 억제함과 함께, 불화수소 가스, 질화수소 가스의 조사의 반복 횟수에 따라 에칭량을 제어할 수 있다.

Description

에칭 처리 방법 및 에칭 처리 장치{ETCHING PROCESSING METHOD AND ETCHING PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 에칭 처리 방법 및 에칭 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 분야에서는, 저소비 전력화나 기억 용량 증대에 대한 요구 때문에, 추가적인 미세화(微細化), 및 디바이스 구조의 3차원화가 진행되고 있다. 3차원 구조의 디바이스의 제조에서는, 3차원 구조의 디바이스에 비해 구조가 입체적이고 복잡하기 때문에, 종래의 웨이퍼면에 대하여 수직 방향으로 에칭을 행하는 「수직성(이방성) 에칭」에 더하여, 횡방향으로도 에칭이 가능한 「등방성 에칭」이 다용되고 있다.
종래, 등방성 에칭은 약액을 이용한 웨트 처리에 의해 행하고 있었지만, 미세화의 진전에 따라, 약액의 표면 장력에 의한 패턴 붕괴나 미세한 극간(隙間)의 에칭 남김 문제가 현재화(顯在化)되고 있다. 그 때문에, 등방성 에칭에서는, 종래의 약액을 이용한 웨트 처리로부터, 약액을 이용하지 않는 드라이 처리로 치환하는 경향이 강해지고 있다.
특허문헌 1은, 드라이 에칭의 일례로서, 산화막 제거 처리가 실시된 웨이퍼(Ｗ)의 홈의 모서리부에 잔존하는 모서리부 SiO2층에 HF 가스의 분자를 흡착시키고, 잉여의 HF 가스를 배출하고, HF 가스의 분자가 흡착된 모서리부 SiO2층을 향하여 NH3 가스를 공급하고, 모서리부 SiO2층, HF 가스 및 NH3 가스를 반응시켜 AFS를 생성하고, AFS를 승화시켜 제거하는 기판 처리 방법을 개시하고 있다.
일본국 특개2017-92144호 공보
그런데, 향후, 예를 들면 차세대 3D-NAND 플래시 메모리의 적층막 가공이나 Fin형 FET의 게이트 둘레의 가공에 있어서는, 산화막을 다결정 실리콘막이나 실리콘 질화막에 대하여 고선택이며 또한 등방적으로, 원자층 레벨의 제어성으로 에칭하는 기술이 요구되는 것이 예상되지만, 특허문헌 1의 기술에서는 대응할 수 없을 우려가 있다. 또한, 특허문헌 1의 기술에 의하면, 처리 중에 웨이퍼의 이물 오염의 우려도 있다.
본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 이물 오염의 억제와, 에칭량의 고정밀도의 제어를 양립할 수 있는 에칭 처리 방법 및 에칭 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 대표적인 본 발명의 에칭 처리 방법 중 하나는,
진공 용기 내부의 처리실 내에 배치되고, 실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상인 막층을 에칭 처리하는 방법으로서,
상기 처리실 내에 적어도 불화수소를 포함하는 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하는 제1 스텝과,
상기 처리실 내부를 배기하여 상기 불화수소를 포함하는 가스를 제거하는 제2 스텝과,
상기 처리 대상인 막층의 표면에 질화수소 분자를 공급해서 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 제3 스텝을 1조의 스텝 세트로 하여, 상기 스텝 세트를 복수회 반복하는 막 형성의 공정과,
상기 막 형성의 공정 후에, 상기 처리 대상인 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하는 막 제거의 공정을 구비함으로써 달성된다.
대표적인 본 발명의 에칭 처리 장치 중 하나는,
실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상을 내부에 재치(載置)한 진공 용기와,
상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 가스원과,
상기 진공 용기 내에 질화수소 가스를 공급하는 제2 가스원과,
상기 진공 용기 내의 배기를 행하는 배기 장치와,
상기 처리 대상을 가열하는 가열 장치와,
제어부를 가지는 에칭 처리 장치로서,
상기 제어부는,
상기 제1 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하고, 상기 배기 장치에 의해, 상기 진공 용기 내부를 배기하여 상기 불화수소 가스를 제거하고, 상기 제2 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 질화수소 가스를 도입하여 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 스텝 세트를 복수회 반복하고,
또한 상기 가열 장치에 의해 상기 처리 대상을 가열하여, 상기 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하도록, 제어를 행함으로써 달성된다.
대표적인 본 발명의 에칭 처리 장치 중 하나는,
실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상을 내부에 재치한 진공 용기와,
상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 가스원과,
상기 진공 용기 내에 N2 가스와 H2 가스를 공급하는 제2 가스원과,
상기 진공 용기 내에 플라스마를 발생시키는 플라스마 장치와,
상기 진공 용기 내의 배기를 행하는 배기 장치와,
상기 처리 대상을 가열하는 가열 장치와,
제어부를 갖는 에칭 처리 장치로서,
상기 제어부는,
상기 제1 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하고, 상기 배기 장치에 의해, 상기 진공 용기 내부를 배기하여 상기 불화수소 가스를 제거하고, 상기 제2 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 N2 가스와 H2 가스를 도입하고, 상기 플라스마 장치에 의해, 상기 진공 용기 내에 플라스마를 발생시켜 NH3 분자를 생성하여, 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 스텝 세트를 복수회 반복하고,
또한 상기 가열 장치에 의해 상기 처리 대상을 가열하여, 상기 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하도록 제어를 행함으로써 달성된다.
본 발명에 따르면, 산화막의 등방성 드라이 에칭에 있어서, 이물 발생의 억제와 에칭량의 고정밀도의 제어를 양립시키는 것이 가능해진다.
상기한 것 이외의 과제, 구성 및 효과는, 이하의 실시형태의 설명에 의해 분명해진다.
도 1은 참고예의, 불화수소와 질화수소를 동시에 공급함으로써 산화막을 에칭하는 공정의 개략도.
도 2는 도 1에 나타낸 에칭 처리 방법에 있어서, 에칭량의 가스 조사 시간 의존성을 나타낸 도면이며, 종축에 에칭량, 횡축에 가스 조사 시간을 취해 나타내고 있는 도면.
도 3은 참고예의, 불화수소와 질화수소를 개별적으로 공급함으로써 산화막을 에칭하는 공정의 개요도.
도 4는 도 3에 나타낸 에칭 처리 방법에 있어서, 에칭량의 가스 조사 시간 의존성을 나타낸 도면이며, 종축에 에칭량, 횡축에 가스 조사 시간을 취해 나타내고 있는 도면.
도 5는 본 발명의 제1, 2 실시형태에 따른 에칭 처리 방법의 처리 절차의 일례를 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 에칭 방법을 이용했을 경우의, 에칭량과 가스 조사의 반복 횟수의 관계의 실험 결과를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 에칭 처리 장치의 개략을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 에칭 처리 방법의 타임 시퀀스를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 에칭 처리 장치의 개략을 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시형태의 변형예에 따른 에칭 처리 방법의 타임 시퀀스를 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시형태를 설명한다. 여기에서, 본 명세서 중, 「가스를 제거한다」라고 할 때에는, 투입한 가스의 70％ 이상을 제거하는 것이며, 바람직하게는 90％ 이상을 제거하는 것이며, 보다 바람직하게는 99％ 이상을 제거하는 것이다.
우선, 참고예로서 나타내는 산화막의 등방성 드라이 에칭 방법을, 도 1을 이용하여 설명한다. 일례로서, 산화막(1)이 결정성(結晶性) 실리콘 기판(웨이퍼) 위에 성막된 막 구조를 상정하고 있다.
본 방법에서는, 우선 진공 용기 내 등의 진공 환경 하에 있어서, 불화수소와 질화수소의 혼합 가스를 산화막(1)의 표면에 조사하고, 흡착된 불화수소 분자와 질화수소 분자가 산화막(1)의 표면과 반응하여, 규불화암모늄(NH4)2SiF6으로 이루어지는 표면 개질층(2)을 형성한다. 다음으로 실리콘 기판에 열에너지를 부여하고, 기판을 약 120℃ 이상으로 가열함으로써, 개질층(2)을 열분해 반응에 의해 휘발성이 높은 분자로 바꾼다. 이에 따라 개질층을 탈리시킴으로써 산화막(1)을 에칭할 수 있다.
산화막(1)의 에칭량은, 표면에 형성되는 개질층(2)의 막두께로서 제어하게 되지만, 일반적으로 개질층(2)의 막두께는, 불화수소와 질화수소의 혼합 가스의 조사 시간의 1／2제곱에 비례하는 것이 알려져 있다(도 2). 그러므로 산화막(1)의 제거량을 증가시키기 위해서는, 불화수소와 질화수소의 조사 시간을 길게 할 필요가 있다.
그러나, 도 1에 나타내는 방법에서는 기상(氣相) 중에 불화수소와 질화수소가 혼재하기 때문에, 기상 중 또는 진공 장치의 내벽의 표면에 있어서, HF+NH3→NH4F의 반응이 진행되고, 불화암모늄(NH4F)이 생성되어, 이물 오염의 문제가 생긴다. 이 문제는, 에칭량을 증가시키기 때문에, 혼합 가스의 조사 시간을 연장했을 경우에 특히 현저해진다.
이상의 불화암모늄에 의한 이물 오염을 해결하는 예로서, 도 3에 나타내는 바와 같이 불화수소 가스와 질화수소 가스를 개별적으로 산화막(1)에 조사하는 방법이 있다. 본 방법에서는 우선, 진공 장치 내에 불화수소 가스를 도입하고, 그 분자를 산화막(1) 표면에 흡착시킨다. 다음으로 기상 중의 불화수소 가스를 진공 배기한 후에, 질화수소 가스를 도입한다. 이에 따라, 먼저 흡착된 불화수소 분자와, 나중에 흡착된 질화수소 분자가 산화막(1) 표면과 반응하여, 규불화암모늄으로 이루어지는 표면 개질층(2)이 형성된다.
다음으로, 실리콘 기판에 열에너지를 부여하여, 기판을 약 120℃ 이상으로 가열함으로써, 개질층(2)을 열분해 반응에 의해 휘발성이 높은 분자로 바꾼다. 이에 따라 개질층을 탈리시킴으로써, 산화막(1)을 에칭할 수 있다. 이 경우, 불화수소 가스의 조사 후에 진공 배기를 행하여, 불화수소 가스와 질화수소 가스의 혼합을 방지함으로써, 상술한 불화암모늄(NH4F)의 발생에 의한 이물 오염을 방지할 수 있다.
불화수소 가스 또는 질화수소 가스의 조사 시간과 산화막(1)의 에칭량(개질층(2)의 막두께)의 관계를 도 4에 나타낸다. 불화수소 가스와 질화수소 가스를 동시에 조사했을 경우(도 2)와 달리, 가스 조사 시간의 증가에 대하여, 소정 시간 경과 후에 에칭량의 증가가 포화된다. 그러므로 원하는 에칭량을 얻기 위해서는, 불화수소 가스의 조사와 조사 후의 진공 배기, 질화수소 가스의 조사, 추가로 기판에의 열에너지의 부여에 의한 탈리까지를 1세트로 한 공정을, 복수회 반복할 필요가 있다.
흡착시의 웨이퍼 온도는 70℃ 이하인 것에 반하여, 탈리시의 웨이퍼 온도는 120℃ 이상이기 때문에, 웨이퍼를 가열한 후에는, 다음 가스 조사까지 웨이퍼를 흡착시의 온도까지 냉각할 필요가 있다. 그러므로 본 방법에서는, 웨이퍼의 가열과 냉각이 복수회 반복되어지기 때문에, 웨이퍼의 열팽창과 수축에 의해 웨이퍼의 이면과 웨이퍼를 설치하는 웨이퍼 스테이지 사이에 마찰이 생겨, 상술한 바와는 다른 이물 오염이 발생해 버릴 우려가 있다.
이상에서 기술한 바와 같이 산화막의 종래의 등방성 드라이 에칭 방법(도 1, 3)에 있어서는, (1) 이물 오염의 억제와, (2) 에칭량의 고정밀도한 제어의 두 점을 양립시킬 수 없다는 과제가 있다. 이에 반하여, 본 발명의 실시형태에 따르면, 이러한 과제를 해소할 수 있다.
본 발명에 따른 실시형태로서의 에칭 방법에 있어서의 처리 절차의 개요를 도 5에 나타낸다. 우선 제1 스텝으로서, 처리 대상인 산화막(1)의 표면에 불화수소 가스를 공급하고, 흡착시킨다. 다음으로 제2 스텝으로서 기상 중에 잔류한 불화수소 가스를 진공 배기한다. 다음으로 제3 스텝으로서 산화막(1)의 표면에 질화수소 가스를 공급하고, 흡착시킨다. 표면에 흡착된 불화수소 분자와 질화수소 분자는 산화막(1)의 표면과 반응하여, 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 개질층(2)을 형성한다.
계속해서 상기 제1 내지 상기 제3 스텝(스텝 세트라고도 함)을 N회 반복함으로써 개질층(2)을 원하는 막두께까지 성장시킨다. 다음으로 열에너지를 웨이퍼에 부여함으로써 개질층(2)을 휘발성의 분자로 열분해시켜, 탈리시킴으로써 산화막(1)을 에칭한다. 에칭량은 상기 제1 내지 상기 제3 스텝을 반복하는 횟수(N)로 제어할 수 있다. 스텝 세트는, 상기 제1 내지 상기 제3 스텝과 서로 다른 스텝을 가져도 된다.
실제로 산화막(1)의 에칭량의 상기 제1 내지 상기 제3 스텝을 반복하는 횟수에의 의존성을 검토한 결과를 도 6에 나타낸다. 에칭량이 반복 횟수에 대하여 단조롭게 증가하고 있으므로, 에칭량을 제1 내지 제3 스텝의 반복 횟수에 의해 제어할 수 있음이 분명하다. 또한 상기 제1 스텝의 개시 전 혹은 상기 제3 스텝의 종료 후에 처리실 내부를 진공 배기하여 질화수소 가스를 제거함으로써, 질화수소 가스와 불화수소 가스의 혼합을 방지할 수 있다.
[실시형태 1]
우선, 도 7을 이용하여 본 발명의 실시형태 1에 따른 에칭 처리 장치의 전체 구성을 포함하여, 개략을 설명한다. 진공 용기인 처리실(3)은 베이스 챔버(11)에 의해 구성되고, 그 안에는 웨이퍼(4)를 재치하기 위한 웨이퍼 스테이지(5)가 설치되어 있다. 처리실 상측의 중심부에는 샤워 플레이트(23)가 설치되어 있고, 처리 가스는 상기 샤워 플레이트(23)를 통해 상기 처리실(3)에 공급된다.
처리 가스는, 가스종마다 설치된 매스플로우 컨트롤러(제1 가스원, 제2 가스원)(50)에 의해 공급 유량이 조정된다. 또한, 매스플로우 컨트롤러(50)의 하류측에는 가스 분배기(51)가 설치되어 있고, 상기 처리실(3)의 중심 부근에 공급하는 가스와, 외주(外周) 부근에 공급하는 가스의 유량이나 조성을 각각 독립적으로 제어하여 공급할 수 있도록 하고, 처리 가스의 분압의 공간 분포를 상세하게 제어할 수 있도록 하고 있다.
또한, 도 7에서는 Ar, N2, CHF3, CF4, SF6, HF, H2O, NF3, O2, NH3, H2, CH2F2, CH3F, CH3OH를 처리 가스로서 도면에 기재하고 있지만, 다른 가스를 이용해도 된다.
상기 처리실(3)의 하부에는 처리실을 감압하기 위해, 진공 배기 배관(16)을 통해, 배기 수단(15)이 접속되어 있다. 배기 수단에는 예를 들면, 터보 분자 펌프나 메카니컬 부스터 펌프나 드라이 펌프로 구성되는 것으로 하지만, 그것에 한정되지 않는다. 또한, 상기 처리실(3)의 압력을 조정하기 위해, 조압 수단(14)이 배기 수단(15)으로 연결되는 진공 배기 배관(16)에 설치되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(5)의 상부에는, 상기 웨이퍼(4)를 가열하기 위한 IR 램프 유닛(가열 장치)이 설치되어 있다. IR 램프 유닛은, 주로 IR 램프(60), IR광을 반사하는 반사판(61), IR광 투과창(72)으로 이루어진다. 상기 IR 램프(60)에는 서클형(원 형상)의 램프부(60-1, 60-2, 60-3)를 이용한다.
또한, IR 램프로부터 방사(放射)되는 광은, 가시광으로부터 적외광 영역의 광을 주로 하는 광(여기에서는 IR광이라고 함)인 것으로 한다. 본 실시형태에서는 3서클의 램프부(60-1, 60-2, 60-3)가 동심원 형상으로 설치되어 있는 것으로 했지만, 2서클, 또는 4서클 이상으로 해도 된다. 상기 IR 램프(60)의 위쪽에는, IR광을 아래쪽(웨이퍼 설치 방향)을 향하여 반사하기 위한 상기 반사판(61)이 설치되어 있다.
상기 IR 램프(60)에는 IR 램프용 전원(73)이 접속되어 있고, 그 도중에는 고주파 전력의 노이즈가 IR 램프용 전원에 유입되지 않도록 하기 위한 고주파 컷 필터(74)가 설치되어 있다. 또한, 상기 IR 램프(60)에 공급하는 전력을 독립적으로 제어할 수 있는 기능이 상기 IR 램프용 전원(73)에는 마련되어 있고, 웨이퍼의 가열량의 직경 방향 분포를 조절할 수 있도록 되어 있다(배선은 일부 도시를 생략했음). IR 램프(60)의 중앙에는 처리 가스 도입용 샤워 플레이트를 설치하기 위한 공간이 형성되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(5)에는 스테이지를 냉각하기 위한 냉매의 유로(39)가 내부에 형성되어 있고, 칠러(38)에 의해 냉매가 유로(39)를 통해 순환 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 웨이퍼(4)를 정전 흡착에 의해 고정하기 위해, 판 형상의 전극판(30)이 스테이지에 매립되어 있고, 각각에 DC 전원(31)이 접속되어 있다.
또한, 상기 웨이퍼(4)를 효율적으로 냉각하기 위해, 상기 웨이퍼(4)의 이면과 상기 웨이퍼 스테이지(5) 사이에 He 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼(4)를 흡착한 채, 가열·냉각을 행해도, 웨이퍼의 이면에 흠집이 나지 않도록 하기 위해, 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 표면(웨이퍼 재치면)은 폴리이미드 등의 수지로 코팅되어 있는 것으로 한다. 또한 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 내부에는 스테이지의 온도를 측정하기 위한 열전대(70)가 설치되어 있고, 이 열전대(70)는 열전대 온도계(71)에 접속되어 있다. 또한, 이상의 각부는, 도시하지 않은 제어부(프로세서)에 케이블에 의해 접속되어, 동작 제어가 행해진다.
다음으로 본 실시형태에서 제안하는 에칭 프로세스에 대해서 도 8을 이용하여 설명한다. 도 8의 시퀀스는, 제어부에 의해 제어된다. 우선 상기 처리실(3)에 마련된 반송구(도시 생략)를 통해 상기 웨이퍼(4)를 상기 처리실(3)에 반송한 후에, 정전 흡착을 위한 상기 DC 전원(31)의 급전에 의해 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)에 고정함과 함께, 상기 웨이퍼(4)의 이면에 웨이퍼 냉각용 He 가스를 공급한다.
다음으로 HF 가스를 희석하기 위한 Ar 가스(52), 및 NH3 가스를 희석하기 위한 Ar 가스(53)를, 상기 매스플로우 컨트롤러(50), 상기 가스 분배기(51), 추가적으로는 상기 샤워 플레이트(23)를 통해 상기 처리실(3)에 공급한다. 이후, 에칭 처리가 종료될 때까지 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 계속해서 흘린다.
계속해서 제1 스텝으로서 HF 가스를 상기 처리실(3)에 공급하고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 HF 분자를 흡착시킨다. 계속해서 제2 스텝으로서, 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 흘린 상태에서 HF 가스의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 HF 가스를 배기한다(제거한다).
계속해서 제3 스텝으로서 NH3 가스를 상기 처리실(3)에 공급하고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 NH3 분자를 흡착시킨다. 이때, 상기 제1 스텝에서 흡착시킨 HF 분자와, 상기 제3 스텝에서 흡착시킨 NH3 분자가 막 표면과 반응하여, 당해 막 표면에 질소, 수소, 규소, 그리고 불소를 포함하는 화합물의 개질층(2)을 형성한다.
이상의 제1 내지 제3 스텝을 하나의 공정(스텝 세트라고도 함)으로서, 복수회 반복한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 스텝 세트를 반복함으로써 상기 개질층(2)의 막두께(에칭량)를 단계적으로 증가시킬 수 있다.
또한 제3 스텝(NH3 가스의 공급)과, 다음 스텝 세트의 제1 스텝(HF 가스의 공급) 사이에는, 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 흘린 상태에서 NH3 가스의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 NH3 가스를 배기하는 배기 스텝을 실시한다. 여기에서, 제2 스텝 또는 배기 스텝에 있어서 처리실(3)의 압력이 상기 제1 및 제3 스텝에 있어서의 처리실(3)의 압력보다 낮아지도록 하면 바람직하다.
상기 개질층(2)의 막두께를 원하는 값까지 증가시킨 후에, 웨이퍼 냉각용의 상기 He 가스의 공급을 정지한다. 다음으로 상기 IR 램프(60)에 의해 상기 웨이퍼(4)를 가열하여, 당해 막 표면에 형성된 상기 개질층(2)을 열분해, 탈리시켜, 당해 막을 에칭한다.
또한 본 실시형태에서는 웨이퍼의 가열에 상기 IR 램프(60)를 이용했지만, 가열 방법은 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 웨이퍼 스테이지를 가열하는 방법이나, 가열만을 행하는 장치에 웨이퍼를 별도 반송하여 가열 처리를 행하는 방법이어도 된다. 또한 본 실시형태에서는, 상기 제1 내지 상기 제3 스텝을 하나의 스텝 세트로서 복수회 반복한 후에, 웨이퍼를 가열함으로써 당해 대상막을 에칭하고 있지만, 복수회의 가스 조사와 웨이퍼 가열의 조합을 더 반복하여 원하는 에칭량을 얻는 방법을 이용해도 된다.
이 경우, 상기 웨이퍼(4)를 가열한 후에, 웨이퍼 이면에 상기 He 가스를 공급함으로써, 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 온도(냉매 온도)까지 냉각하는 것에 의해서, 다음 HF 가스, NH3 가스의 반복 조사 공정에 대비한다. 에칭이 종료되면 정전 흡착을 중단하여 웨이퍼(4)를 취출한다. 웨이퍼 이면의 상기 He 가스의 배기는 밸브(54)를 통해, 상기 배기 수단(15)을 이용하여 행한다.
또한 본 실시형태에서 나타낸 에칭 처리에서는, HF 가스를 조사한 후에 NH3 가스를 조사하는 순서로 되어 있지만, 반대로 NH3 가스를 조사한 후에 HF 가스를 조사하는 순서로 해도 된다.
[실시형태 2]
다음으로, 도 9를 이용하여 본 발명의 실시형태 2에 따른 에칭 처리 장치의 전체 구성을 포함하여 개략을 설명한다. 처리실(3)은 베이스 챔버(11)에 의해 구성되고, 그 안에는 웨이퍼(4)를 재치하기 위한 웨이퍼 스테이지(5)가 설치되어 있다. 상기 처리실(3)의 위쪽에는, ICP 방전 방식을 이용한 플라스마원(ICP 플라스마원)이 설치되어 있다. ICP 플라스마원은 플라스마에 의한 챔버 내벽의 클리닝이나 플라스마에 의한 반응성 가스의 생성에 이용한다.
ICP 플라스마원을 구성하는 원통형의 석영 챔버(12)가, 상기 처리실(3)의 위쪽에 설치되어 있고, 석영 챔버(12)의 외측에는 ICP 코일(20)이 설치되어 있다. 상기 ICP 코일(20)에는 플라스마 생성을 위한 고주파 전원(21)이, 정합기(22)를 통해 접속되어 있다. 고주파 전원(21)의 고주파 전력의 주파수는 13.56㎒ 등, 수십 ㎒의 주파수대를 이용하는 것으로 한다. 상기 석영 챔버(12)의 상부에는 천판(25)이 설치되어 있다. 상기 천판(25)의 하부에는 가스 분산판(24)과 샤워 플레이트(23)가 설치되어 있고, 처리 가스는 상기 가스 분산판(24)과 상기 샤워 플레이트(23)를 통해 상기 석영 챔버(12) 내에 도입된다. 석영 챔버(12)와 고주파 전원(21)으로 플라스마 장치를 구성한다.
처리 가스는 가스종마다 설치된 매스플로우 컨트롤러(50)에 의해 공급 유량이 조정된다. 또한, 매스플로우 컨트롤러(50)의 하류측에는 가스 분배기(51)가 설치되어 있고, 상기 석영 챔버(12)의 중심 부근에 공급하는 가스와 외주 부근에 공급하는 가스의 유량이나 조성을 각각 독립적으로 제어하여 공급할 수 있도록 하고, 처리 가스의 분압의 공간 분포를 상세하게 제어할 수 있도록 하고 있다.
또한, 도 7에서는 Ar, N2, CHF3, CF4, SF6, HF, H2O, NF3, O2, NH3, H2, CH2F2, CH3F, CH3OH를 처리 가스로서 도면에 기재하고 있지만, 다른 가스를 이용해도 된다.
상기 처리실(3)의 하부에는 처리실을 감압하기 위해, 진공 배기 배관(16)을 통해, 배기 수단(15)이 접속되어 있다. 배기 수단에는 예를 들면, 터보 분자 펌프나 메카니컬 부스터 펌프나 드라이 펌프로 구성되는 것으로 하지만 그것에 한정되지 않는다. 또한, 상기 처리실(3)의 압력을 조정하기 위해, 조압 수단(14)이 상기 배기 수단(15)으로 연결되는 진공 배기 배관(16)에 설치되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(5)의 상부에는 상기 웨이퍼(4)를 가열하기 위한 IR 램프 유닛이 설치되어 있다. IR 램프 유닛은 주로 IR 램프(60), IR광을 반사하는 반사판(61), IR광 투과창(72)으로 이루어진다. 상기 IR 램프(60)에는 서클형(원 형상)의 램프부(60-1, 60-2, 60-3)를 이용한다.
또한, IR 램프(60)로부터 방사되는 광은 가시광으로부터 적외광 영역의 광을 주로 하는 광(여기에서는 IR광이라고 함)을 방출하는 것으로 한다. 본 실시형태에서는 3서클의 램프부(60-1, 60-2, 60-3)가 동심원 형상으로 설치되어 있는 것으로 했지만, 2서클, 4서클 이상으로 해도 된다. 상기 IR 램프(60)의 위쪽에는 IR광을 아래쪽(웨이퍼 설치 방향)을 향하여 반사하기 위한 상기 반사판(61)이 설치되어 있다.
상기 IR 램프(60)에는 IR 램프용 전원(73)이 접속되어 있고, 그 도중에는 고주파 전력의 노이즈가 IR 램프용 전원에 유입되지 않도록 하기 위한 고주파 컷 필터(74)가 설치되어 있다. 또한, 상기 IR 램프(60)에 공급하는 전력을 독립적으로 제어할 수 있는 기능이 상기 IR 램프용 전원(73)에 설치되어 있고, 웨이퍼의 가열량의 직경 방향 분포를 조절할 수 있도록 되어 있다(배선은 일부 도시를 생략함).
IR 램프 유닛의 중앙에는 유로(27)가 형성되어 있다. 이 유로(27)에는 플라스마 중에서 생성된 이온이나 전자를 차폐하고, 중성의 가스나 중성의 라디칼만을 투과시켜 웨이퍼에 조사하기 위한 복수의 구멍이 뚫린 슬릿판(26)이 설치되어 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(5)에는 스테이지를 냉각하기 위한 냉매의 유로(39)가 내부에 형성되어 있고, 칠러(38)에 의해 냉매가 유로(39)를 통해 순환 공급되도록 되어 있다. 또한, 상기 웨이퍼(4)를 정전 흡착에 의해 고정하기 위해, 판 형상의 전극판(30)이 스테이지에 매립되어 있고, 각각에 DC 전원(31)이 접속되어 있다.
또한, 상기 웨이퍼(4)를 효율적으로 냉각하기 위해, 상기 웨이퍼(4)의 이면과 상기 웨이퍼 스테이지(5) 사이에 He 가스를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼를 흡착한 채, 가열·냉각을 행해도, 웨이퍼의 이면에 흠집이 나지 않도록 하기 위해, 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 표면(웨이퍼 재치면)은 폴리이미드 등의 수지로 코팅되어 있는 것으로 한다. 또한 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 내부에는 스테이지의 온도를 측정하기 위한 열전대(70)가 설치되어 있고, 이 열전대는 열전대 온도계(71)에 접속되어 있다.
다음으로 본 실시형태에서 제안하는 에칭 프로세스에 대해서 도 9를 이용하여 설명한다. 본 실시형태의 시퀀스는, 도 8에 나타내는 것을 유용할 수 있고, 이러한 시퀀스도 도시하지 않은 제어부에 의해 제어된다. 우선 상기 처리실(3)에 마련된 반송구(도시 생략)를 통해 상기 웨이퍼(4)를 상기 처리실(3)에 반송한 후에, 정전 흡착을 위한 상기 DC 전원(31)의 급전에 의해 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)에 고정함과 함께, 상기 웨이퍼(4)의 이면에 웨이퍼 냉각용의 He 가스를 공급한다.
다음으로 HF 가스를 희석하기 위한 Ar 가스(52), 및 NH3 가스를 희석하기 위한 Ar 가스(53)를, 상기 매스플로우 컨트롤러(50), 상기 가스 분배기(51), 상기 가스 분산판(24) 추가적으로는 상기 샤워 플레이트(23)를 통해 상기 석영 챔버(12) 내부에 공급한다. 상기 석영 챔버(12)에 공급된 가스는, 추가로 상기 유로(27), 상기 슬릿판(26)을 통해 상기 처리실(3)에 공급된다. 이후, 에칭 처리가 종료될 때까지 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 계속해서 흘린다.
계속해서 제1 스텝으로서 HF 가스를 상기 처리실(3)에 공급하고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 HF 분자를 흡착시킨다. 계속해서 제2 스텝으로서, 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 흘린 상태에서 HF 가스의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 HF 가스를 배기한다(제거한다). 계속해서 제3 스텝으로서 NH3 가스를 상기 처리실(3)에 공급하고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 NH3 분자를 흡착시킨다. 이때, 상기 제1 스텝에서 흡착시킨 HF 분자와, 상기 제3 스텝에서 흡착시킨 NH3 분자가 막 표면과 반응하여, 당해 막 표면에 질소, 수소, 규소, 그리고 불소를 포함하는 화합물의 개질층(2)을 형성한다.
이상의 제1 내지 제3 스텝의 세트를 하나의 공정(스텝 세트라고도 함)으로서, 복수회 반복한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 스텝 세트를 반복함으로써 상기 개질층(2)의 막두께를 단계적으로 증가시킬 수 있다. 또한 제3 스텝(NH3의 공급)과, 다음 스텝 세트의 제1 스텝(HF의 공급) 사이에는, 희석용의 상기 Ar 가스(52, 53)를 흘린 상태에서 NH3 가스의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 NH3 가스를 배기하는 배기 스텝을 실시한다. 여기에서, 제2 스텝 또는 배기 스텝에 있어서 처리실(3)의 압력이 상기 제1 및 제3 스텝에 있어서의 처리실(3)의 압력보다 낮아지도록 하면 바람직하다.
상기 개질층(2)의 막두께를 원하는 값까지 증가시킨 후에, 웨이퍼 냉각용의 상기 He 가스의 공급을 정지한다. 다음으로 상기 IR 램프(60)에 의해 상기 웨이퍼(4)를 가열하여, 당해 막 표면에 형성된 상기 개질층(2)을 열분해, 탈리시켜, 당해 막을 에칭(막을 제거)한다.
또한 본 실시형태에서는 웨이퍼의 가열에 상기 IR 램프(60)를 이용했지만, 가열 방법은 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 웨이퍼 스테이지를 가열하는 방법이나, 가열만을 행하는 장치에 웨이퍼를 별도 반송하여 가열 처리를 행하는 방법이어도 된다. 또한 본 실시형태에서는, 상기 제1 내지 상기 제3 스텝을 하나의 스텝 세트로서 복수회 반복한 후에 웨이퍼를 가열함으로써 당해 대상막을 에칭하지만, 복수회의 가스 조사와 웨이퍼 가열의 조합을 더 반복하여 원하는 에칭량을 얻는 방법을 이용해도 된다.
이 경우, 상기 웨이퍼(4)를 가열한 후에, 웨이퍼 이면에 상기 He 가스를 공급함으로써, 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 온도(냉매 온도)까지 냉각함으로써, 다음 HF 가스, NH3 가스의 반복 조사 공정에 대비한다. 에칭이 종료되면 정전 흡착을 중단으로 하여 웨이퍼를 취출한다. 웨이퍼 이면의 상기 He 가스의 배기는 밸브(54)를 통해, 상기 배기 장치(55)를 이용하여 행한다.
또한 본 실시형태에서 나타낸 에칭 처리에서는 HF 가스를 조사한 후에 NH3 가스를 조사하는 순서로 되어 있지만, 반대로 NH3 가스를 조사한 후에 HF 가스를 조사하는 순서로 해도 된다.
이상에 나타낸 HF 가스와 NH3 가스를 이용하는 방법에 더하여, 도 9에 나타낸 본 실시형태에 이용하는 처리 장치에서는, 플라스마 생성에 의해 NH3를 생성하고, 이것을 적용함으로써 NH3 가스로 대체시킬 수 있다. 이하의 변형예에서는, 플라스마 생성에 의한 NH3 가스의 대체 방법에 관해서 도 10을 이용하여 설명한다.
[변형예]
우선 상기 처리실(3)에 마련된 반송구(도시 생략)를 통해, 상기 웨이퍼(4)를 상기 처리실(3)에 반송한 후에, 정전 흡착을 위한 상기 DC 전원(31)의 급전에 의해 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)에 고정함과 함께, 상기 웨이퍼(4)의 이면에 웨이퍼 냉각용의 He 가스를 공급한다.
다음으로 N2 가스와 H2 가스를, 상기 매스플로우 컨트롤러(50), 상기 가스 분배기(51), 상기 가스 분산판(24) 추가적으로는 상기 샤워 플레이트(23)를 통해 상기 석영 챔버(12) 내부에 공급한다. 상기 석영 챔버(12)에 공급된 N2 가스와 H2 가스는, 추가로 상기 유로(27), 상기 슬릿판(26)을 통해 상기 처리실(3)에 공급된다. 이후, 에칭 처리가 종료될 때까지 N2 가스, H2 가스를 계속해서 흘린다.
이후, 에칭에 이용하는 가스는 모두 상기 매스플로우 컨트롤러(50), 상기 가스 분배기(51), 상기 가스 분산판(24), 상기 샤워 플레이트(23), 상기 유로(27), 추가적으로는 상기 슬릿판(26)을 통해 상기 처리실(3)에 공급된다.
우선 제1 스텝으로서, HF 가스를 상기 처리실(3)에 공급하고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 HF 분자를 흡착시킨다. 계속해서 제2 스텝으로서, N2 가스와 H2 가스를 흘린 상태에서 HF 가스의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 HF 가스를 배기한다. 계속해서 제3 스텝으로서 상기 고주파 전원(21)을 ON으로 해서 방전 영역(13) 내에서 플라스마를 생성하고, 상기 석영 챔버(12) 내의 N2 가스, H2 가스에 적용한다. 이에 따라 N2 분자와 H2 분자가 반응하여, NH3 분자가 생성된다.
플라스마 중에서 생성된 NH3 분자는 상기 유로(27), 추가적으로는 상기 슬릿판(26)을 통해 상기 처리실(3)에 공급되고, 상기 웨이퍼(4)의 표면에 흡착된다. 이때, 상기 제1 스텝에서 흡착시킨 HF 분자와, 상기 제3 스텝에서 흡착시킨 NH3 분자가 막 표면과 반응하여, 당해 막 표면에 질소, 수소, 규소, 그리고 불소를 포함하는 화합물의 개질층(2)을 형성한다.
계속해서 N2 가스와 H2 가스를 흘린 상태에서 상기 고주파 전원(21)을 OFF로 해서, 플라스마 생성을 정지한다. 이상의 제1 내지 제3 스텝의 세트를 하나의 공정(스텝 세트라고도 함)으로서, 복수회 반복한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 본 스텝 세트를 반복함으로써 상기 개질층(2)의 막두께를 단계적으로 증가시킨다. 또한 제3 스텝(NH3 분자의 흡착)과, 다음 스텝 세트의 제1 스텝(HF 가스의 공급) 사이에는, N2 가스와 H2 가스를 흘린 상태에서 RF 전력의 공급을 정지하고, 기상 중에 잔류한 NH3 가스를 배기하는 스텝을 실시한다.
상기 개질층(2)의 막두께를 원하는 값까지 증가시킨 후에, 웨이퍼 냉각용의 상기 He 가스의 공급을 정지한다. 다음으로 상기 IR 램프(60)에 의해 상기 웨이퍼(4)를 가열하여, 당해 막 표면에 형성된 상기 개질층(2)을 열분해, 탈리시켜, 당해 막을 에칭(막을 제거)한다. 또한 본 실시형태에서는 웨이퍼의 가열에 상기 IR 램프(60)를 이용했지만, 가열 방법은 이에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면 웨이퍼 스테이지를 가열하는 방법이나, 가열만을 행하는 장치에 웨이퍼를 별도 반송하여 가열 처리를 행하는 방법이어도 된다.
또한 본 실시형태에서는, 상기 제1 내지 상기 제3 스텝을 하나의 스텝 세트로서 복수회 반복한 후에 웨이퍼를 가열함으로써 당해 대상막을 에칭하고 있지만, 복수회의 가스 조사와 웨이퍼 가열의 조합을 더 반복하여 원하는 에칭량을 얻는 방법을 이용해도 된다. 이 경우, 상기 웨이퍼(4)를 가열한 후에, 웨이퍼 이면에 상기 He 가스를 공급함으로써, 상기 웨이퍼(4)를 상기 웨이퍼 스테이지(5)의 온도(냉매 온도)까지 냉각하는 것에 의해서, 다음 HF, NH3 가스의 반복 조사 공정에 대비한다. 에칭이 종료되면 정전 흡착을 오프로 하여 웨이퍼를 취출한다. 웨이퍼 이면의 상기 He 가스의 배기는 밸브(54)를 통해, 상기 배기 장치(55)를 이용하여 행한다.
또한 본 실시형태에서 나타낸 에칭 처리에서는 HF 가스를 조사한 후에 N2 가스와 H2 가스를 조사하는 순서로 되어 있지만, 반대로 N2 가스와 H2 가스를 조사한 후에 HF 가스를 조사하는 순서로 해도 된다.
또한, 본 발명은 상기한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 다양한 변형예가 포함된다. 예를 들면, 상기한 실시형태는 본 발명을 이해하기 쉽게 설명하기 위해 상세하게 설명한 것이며, 반드시 설명한 모든 구성을 구비하는 것에 한정되는 것이 아니다. 또한, 어떤 실시형태에 있어서의 구성의 일부를 다른 실시형태의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한, 어떤 실시형태의 구성에 다른 실시형태의 구성을 더하는 것도 가능하다. 또한, 각 실시형태에 있어서의 구성의 일부에 대해서, 다른 구성의 추가·삭제·치환을 하는 것도 가능하다.
1: 산화막(SiO2) 2: 개질층
3: 처리실 4: 웨이퍼
5: 웨이퍼 스테이지 11: 베이스 챔버
12: 석영 챔버 13: 방전 영역
14: 조압 수단 15: 배기 수단
16: 진공 배기 배관 20: ICP 코일
21: 고주파 전원 22: 정합기
23: 샤워 플레이트 24: 가스 분산판
25: 천판 26: 슬릿판
27: 유로 30: 전극판
31: DC 전원 38: 칠러
39: 냉매의 유로 50: 매스플로우 컨트롤러
51: 가스 분배기 52: Ar 가스
53: Ar 가스 54: 밸브
55: 배기 장치 60: IR 램프
61: 반사판 70: 열전대
71: 열전대 온도계 72: IR광 투과창
73: IR 램프용 전원 74: 고주파 컷 필터

Claims (13)

  1. 진공 용기 내부의 처리실 내에 배치되고, 실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상의 막층을 에칭 처리하는 방법으로서,
    상기 처리실 내에 적어도 불화수소를 포함하는 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하는 제1 스텝과,
    상기 처리실 내부를 배기하여 상기 불화수소를 포함하는 가스를 제거하는 제2 스텝과,
    상기 처리 대상인 막층의 표면에 질화수소 분자를 공급하여 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 제3 스텝을 1조(組)의 스텝 세트로 하여, 상기 스텝 세트를 복수회 반복하는 막 형성의 공정과,
    상기 막 형성의 공정 후에, 상기 처리 대상인 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하는 막 제거의 공정을 구비한 에칭 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 스텝은, 상기 처리실 내에 질화수소를 포함하는 가스를 도입하는 스텝을 포함하는 에칭 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스텝 세트가, 상기 제1 스텝의 개시 전 혹은 상기 제3 스텝의 종료 후에 상기 처리실 내부를 배기하여 질화수소를 포함하는 가스를 제거하는 배기 스텝을 구비한 에칭 처리 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 스텝 또는 상기 배기 스텝에 있어서의 상기 처리실의 압력을, 상기 제1 스텝 및 상기 제3 스텝에 있어서의 상기 처리실의 압력보다 낮게 하는 에칭 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 불화수소를 포함하는 가스의 상기 처리실 내에의 도입이 정지된 후이며 또한 상기 질화수소를 포함하는 가스의 도입이 개시되기 전에, 상기 제2 스텝이 실시되는 에칭 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3 스텝은, 상기 처리실 내에 N2 가스와 H2 가스를 도입하고, 플라스마를 생성하여 NH3 분자를 생성하는 스텝을 포함하는 에칭 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스텝 세트가, 상기 제1 스텝의 개시 전 혹은 상기 제3 스텝의 종료 후에 상기 처리실 내부를 배기하여 질화수소 가스를 제거하는 배기 스텝을 구비한 에칭 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 스텝 또는 상기 배기 스텝에 있어서의 상기 처리실의 압력을, 상기 제1 스텝 및 상기 제3 스텝에 있어서의 상기 처리실의 압력보다 낮게 하는 에칭 처리 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 불화수소를 포함하는 가스의 상기 처리실 내에의 도입이 정지된 후이며 또한 상기 플라스마가 생성되기 전에, 상기 제2 스텝이 실시되는 에칭 처리 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막 제거의 공정에 있어서, 상기 처리 대상을 가열하여 상기 화합물의 층을 제거하는 에칭 처리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 막 제거의 공정 후에 상기 처리 대상을 냉각하는 스텝을 구비한 에칭 처리 방법.
  12. 실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상을 내부에 재치(載置)한 진공 용기와,
    상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 가스원과,
    상기 진공 용기 내에 질화수소 가스를 공급하는 제2 가스원과,
    상기 진공 용기 내의 배기를 행하는 배기 장치와,
    상기 처리 대상을 가열하는 가열 장치와,
    제어부를 갖는 에칭 처리 장치로서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하고, 상기 배기 장치에 의해, 상기 진공 용기 내부를 배기하여 상기 불화수소 가스를 제거하고, 상기 제2 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 질화수소 가스를 도입하여 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 스텝 세트를 복수회 반복하고,
    또한 상기 가열 장치에 의해 상기 처리 대상을 가열하여, 상기 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하도록, 제어를 행하는 에칭 처리 장치.
  13. 실리콘을 포함하는 부재로 구성된 처리 대상을 내부에 재치한 진공 용기와,
    상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 공급하는 제1 가스원과,
    상기 진공 용기 내에 N2 가스와 H2 가스를 공급하는 제2 가스원과,
    상기 진공 용기 내에 플라스마를 발생시키는 플라스마 장치와,
    상기 진공 용기 내의 배기를 행하는 배기 장치와,
    상기 처리 대상을 가열하는 가열 장치와,
    제어부를 갖는 에칭 처리 장치로서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 불화수소 가스를 도입하여 상기 처리 대상인 막층의 표면에 불화수소 분자를 공급하고, 상기 배기 장치에 의해, 상기 진공 용기 내부를 배기하여 상기 불화수소 가스를 제거하고, 상기 제2 가스원으로부터, 상기 진공 용기 내에 N2 가스와 H2 가스를 도입하고, 상기 플라스마 장치에 의해, 상기 진공 용기 내에 플라스마를 발생시켜 NH3 분자를 생성하여, 상기 막층의 표면에 질소 및 수소 그리고 불소를 포함하는 화합물의 층을 형성하는 스텝 세트를 복수회 반복하고,
    또한 상기 가열 장치에 의해 상기 처리 대상을 가열하여, 상기 막층의 표면에 형성된 상기 화합물의 층을 제거하도록, 제어를 행하는 에칭 처리 장치.
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