KR20230168588A - 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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KR20230168588A
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가즈마사 이가라시
야마토 도네가와
준 오가와
유키 다나카
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

대상막의 에칭양을 제어할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 방법은, 규소와 탄소와 질소를 포함하는 대상막을 표면에 갖는 기판을 준비하는 공정과, 상기 대상막에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하고, 상기 대상막의 표층을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정과, 상기 산화막을 에칭하는 공정을 갖는다.

Description

기판 처리 방법 및 기판 처리 장치{SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 개시는, 기판 처리 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
화학적 산화물 제거 처리에 의해 실리콘 질화막을 에칭하는 기술이 알려져 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).
일본 특허 공개 제2004-343094호 공보
본 개시는, 대상막의 에칭양을 제어할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 기판 처리 방법은, 규소와 탄소와 질소를 포함하는 대상막을 표면에 갖는 기판을 준비하는 공정과, 상기 대상막에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하고, 상기 대상막의 표층을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정과, 상기 산화막을 에칭하는 공정을 갖는다.
본 개시에 따르면, 대상막의 에칭양을 제어할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 타임 차트이다.
도 4는 실시 형태에 따른 기판 처리 장치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 에칭양을 평가한 결과를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서, 본 개시의 한정적이지 않은 예시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 첨부한 전체 도면 중, 동일하거나 또는 대응되는 부재 또는 부품에 대해서는, 동일하거나 또는 대응되는 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략한다.
〔기판 처리 방법〕
도 1 내지 도 3을 참조하여, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 대하여 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 실시 형태에 따른 기판 처리 방법은, 준비 공정 S10과, 산화 공정 S20과, 에칭 공정 S30을 갖는다.
준비 공정 S10에서는, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 대상막(102)을 표면에 갖는 기판(101)을 준비한다. 기판(101)은 예를 들어 실리콘 웨이퍼여도 된다. 대상막(102)은 예를 들어 규소(Si)와 탄소(C)와 질소(N)를 포함하는 막이어도 된다. 대상막(102)은 예를 들어 SiCN막이어도 된다. 대상막(102)은 예를 들어 규소, 탄소 및 질소와는 다른 원소를 더 포함해도 된다. 다른 원소는, 예를 들어 산소(O), 붕소(B) 또는 이들의 조합이어도 된다.
산화 공정 S20은, 준비 공정 S10 후에 행해진다. 산화 공정 S20에서는, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 대상막(102)의 표층을 산화시켜 산화막(103)을 형성한다. 산화 공정 S20은, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(101)의 온도를 제1 온도 T1로 유지한 상태에서, 대상막(102)에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하고, 대상막(102)의 표층을 산화시켜 산화막(103)을 형성하는 것을 포함한다. 제1 온도 T1은, 예를 들어 700℃ 이상 800℃ 이하여도 된다. 산화 공정 S20은, 수소 가스 및 산소 가스와 동시에 불활성 가스를 공급하는 것을 포함해도 된다.
에칭 공정 S30은, 산화 공정 S20 후에 행해진다. 에칭 공정 S30에서는, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 산화막(103)을 선택적으로 에칭한다. 에칭 공정 S30은, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 강온 공정 S31과, COR 공정 S32와, 승온 공정 S33과, PHT 공정 S34를 포함한다.
강온 공정 S31은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(101)의 온도를 제1 온도 T1로부터 제2 온도 T2로 저하시키는 것을 포함한다. 제2 온도 T2는, 예를 들어 제1 온도 T1보다도 낮은 온도여도 된다. 제2 온도 T2는, 예를 들어 50℃ 이상 100℃ 이하여도 된다.
COR 공정 S32는, 강온 공정 S31에 있어서 기판(101)의 온도가 제2 온도 T2로 안정된 후에 행해진다. COR 공정 S32는, 플라스마를 생성하지 않고, 화학적으로 에칭을 행하는 화학적 산화물 제거 처리(COR: chemical oxide removal)에 의해, 대상막(102)의 표층을 포함하는 적어도 일부를 반응 생성물로 변질시키는 것을 포함한다. COR 공정 S32는, 예를 들어 기판(101)의 온도를 제2 온도 T2로 유지하는 것을 포함해도 된다. COR 공정 S32는, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 대상막(102)에 불소 함유 가스 및 염기성 가스를 공급하고, 불소 함유 가스 및 염기성 가스를 산화막(103)과 반응시켜 규불화 암모늄[(NH4)2SiF6]을 생성시키는 것을 포함한다. 불소 함유 가스는, 예를 들어 불화 수소(HF) 가스여도 된다. 염기성 가스는, 예를 들어 암모니아(NH3) 가스여도 된다. COR 공정 S32는, 불소 함유 가스 및 염기성 가스와 동시에, 불활성 가스를 공급하는 것을 포함해도 된다.
승온 공정 S33은, COR 공정 S32 후에 행해진다. 승온 공정 S33은, 기판(101)의 온도를 제2 온도 T2로부터 제3 온도 T3으로 상승시키는 것을 포함한다. 제3 온도 T3은, 예를 들어 제1 온도 T1보다도 낮고, 또한 제2 온도 T2보다도 높은 온도여도 된다. 제3 온도 T3은, 제1 온도 T1보다도 높은 온도여도 된다. 제3 온도 T3은, 예를 들어 300℃ 이상이어도 된다.
PHT 공정 S34는, 승온 공정 S33 후에 행해진다. PHT 공정 S34는, 예를 들어 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(101)의 온도를 제3 온도 T3로 유지한 상태에서 가열을 행하는 PHT(post heat treatment)에 의해, 반응 생성물, 예를 들어 규불화 암모늄을 승화시키는 것을 포함한다.
에칭 공정 S30이 COR 공정 S32와 PHT 공정 S34를 포함하는 경우, 대상막(102)을 잔존시켜, 산화막(103)을 선택적으로 에칭하여 제거할 수 있다. 이 때문에, 산화 공정 S20에 있어서 대상막(102)의 표층에 형성하는 산화막(103)의 두께를 조정함으로써 대상막(102)의 에칭양을 제어할 수 있다. 산화막(103)의 두께는, 예를 들어 산화 공정 S20에 있어서 대상막(102)에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하는 시간을 제어함으로써 조정할 수 있다. 산화막(103)의 두께는, 예를 들어 산화 공정 S20에 있어서 제1 온도 T1을 제어함으로써 조정할 수 있다.
에칭 공정 S30은, 예를 들어 산화 공정 S20과 동일한 처리 용기 내에서 행해져도 된다. 이 경우, 1개의 처리 용기 내에서 대상막을 에칭할 수 있다. 에칭 공정 S30은, 예를 들어 산화 공정 S20과 다른 처리 용기 내에서 행해져도 된다. 이 경우, 강온 공정 S31 및 승온 공정 S33을 생략할 수 있다.
에칭 공정 S30은, 예를 들어 기판(101)을 선반상으로 복수 수용하는 처리 용기 내에서 행해져도 된다. 이 경우, 복수의 기판(101)에 대하여 한 번에 대상막(102)의 에칭을 행할 수 있다. 이 때문에, 생산성이 향상된다.
〔기판 처리 장치〕
도 4를 참조하여, 실시 형태에 따른 기판 처리 장치(1)에 대하여 설명한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 처리 장치(1)는 복수의 기판(W)에 대하여 한 번에 처리를 행하는 배치식의 장치이다.
기판 처리 장치(1)는 처리 용기(10)와, 가스 공급부(30)와, 배기부(40)와, 가열부(50)와, 제어부(80)를 구비한다.
처리 용기(10)는 내부를 감압 가능하고, 기판(W)을 수용한다. 처리 용기(10)는 하단이 개방된 천장이 있는 원통 형상의 내부관(11)과, 하단이 개방되고 내부관(11)의 외측을 덮는 천장이 있는 원통 형상의 외부관(12)을 갖는다. 내부관(11) 및 외부관(12)은 석영 등의 내열 재료에 의해 형성된다. 내부관(11) 및 외부관(12)은 동축상으로 배치된 이중관 구조를 갖는다.
내부관(11)의 천장은, 예를 들어 평탄해도 된다. 내부관(11)의 일측에는, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 가스 노즐을 수용하는 수용부(13)가 형성된다. 예를 들어 내부관(11)의 측벽의 일부를 외측을 향하게 하여 돌출시켜 볼록부(14)를 형성하고, 볼록부(14) 내를 수용부(13)로서 형성하고 있다.
수용부(13)에 대향시켜 내부관(11)의 반대측의 측벽에는, 그 길이 방향(상하 방향)을 따라 직사각 형상의 개구(15)가 형성된다.
개구(15)는 내부관(11) 내의 가스를 배기할 수 있도록 형성된 가스 배기구이다. 개구(15)의 길이는, 보트(16)의 길이와 동일하거나, 또는 보트(16)의 길이보다도 길게 상하 방향으로 각각 연장되도록 하여 형성된다.
처리 용기(10)의 하단은, 원통 형상의 매니폴드(17)에 의해 지지된다. 매니폴드(17)는 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성된다. 매니폴드(17)의 상단에는, 플랜지(18)가 형성된다. 플랜지(18)는 외부관(12)의 하단을 지지한다. 플랜지(18)와 외부관(12)의 하단 사이에는, O링 등의 시일 부재(19)가 마련된다. 이에 의해, 외부관(12) 내가 기밀하게 유지된다.
매니폴드(17)의 상부의 내벽에는, 원환상의 지지부(20)가 마련된다. 지지부(20)는 내부관(11)의 하단을 지지한다. 매니폴드(17)의 하단의 개구에는, 덮개(21)가 O링 등의 시일 부재(22)를 개재하여 기밀하게 설치된다. 이에 의해, 처리 용기(10)의 하단의 개구, 즉, 매니폴드(17)의 개구가 기밀하게 폐색된다. 덮개(21)는 예를 들어 스테인리스강에 의해 형성된다.
덮개(21)의 중앙부에는, 자성 유체 시일(23)을 개재하여 회전축(24)을 관통시켜 마련된다. 회전축(24)의 하부는, 보트 엘리베이터로 이루어지는 승강 기구(25)의 암(25A)에 회전 가능하게 지지된다.
회전축(24)의 상단에는, 회전 플레이트(26)가 마련된다. 회전 플레이트(26) 상에는, 석영제의 보온대(27)를 개재하여 기판(W)을 보유 지지하는 보트(16)가 적재된다. 보트(16)는 회전축(24)을 회전시킴으로써 회전한다. 보트(16)는 승강 기구(25)를 승강시킴으로써 덮개(21)와 일체로서 상하 이동한다. 이에 의해, 보트(16)는 처리 용기(10) 내에 대하여 삽입 분리된다. 보트(16)는 처리 용기(10) 내에 수용 가능하다. 보트(16)는 복수(예를 들어 50 내지 150매)의 기판(W)을 상하 방향으로 간격을 두고 대략 수평하게 보유 지지한다.
가스 공급부(30)는 전술한 기판 처리 방법에서 사용되는 각종 처리 가스를 내부관(11) 내에 도입 가능하게 구성된다. 가스 공급부(30)는 수소 공급부(31)와, 산소 공급부(32)와, 불화 수소 공급부(33)와, 암모니아 공급부(34)를 포함한다.
수소 공급부(31)는 처리 용기(10) 내에 수소 공급관(31a)을 구비함과 함께, 처리 용기(10)의 외부에 수소 공급 경로(31b)를 구비한다. 수소 공급 경로(31b)에는, 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 차례로, 수소원(31c), 매스 플로 컨트롤러(31d), 밸브(31e)가 마련된다. 이에 의해, 수소원(31c)의 수소 가스는, 밸브(31e)에 의해 공급 타이밍이 제어됨과 함께, 매스 플로 컨트롤러(31d)에 의해 소정의 유량으로 조정된다. 수소 가스는, 수소 공급 경로(31b)로부터 수소 공급관(31a)으로 유입되고, 수소 공급관(31a)으로부터 처리 용기(10) 내로 토출된다.
산소 공급부(32)는 처리 용기(10) 내에 산소 공급관(32a)을 구비함과 함께, 처리 용기(10)의 외부에 산소 공급 경로(32b)를 구비한다. 산소 공급 경로(32b)에는, 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 차례로, 산소원(32c), 매스 플로 컨트롤러(32d), 밸브(32e)가 마련된다. 이에 의해, 산소원(32c)의 산소 가스는, 밸브(32e)에 의해 공급 타이밍이 제어됨과 함께, 매스 플로 컨트롤러(32d)에 의해 소정의 유량으로 조정된다. 산소 가스는, 산소 공급 경로(32b)로부터 산소 공급관(32a)으로 유입되고, 산소 공급관(32a)으로부터 처리 용기(10) 내로 토출된다.
불화 수소 공급부(33)는, 처리 용기(10) 내에 불화 수소 공급관(33a)을 구비함과 함께, 처리 용기(10)의 외부에 불화 수소 공급 경로(33b)를 구비한다. 불화 수소 공급 경로(33b)에는, 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 차례로, 불화 수소원(33c), 매스 플로 컨트롤러(33d), 밸브(33e)가 마련된다. 이에 의해, 불화 수소원(33c)의 불화 수소 가스는, 밸브(33e)에 의해 공급 타이밍이 제어됨과 함께, 매스 플로 컨트롤러(33d)에 의해 소정의 유량으로 조정된다. 불화 수소 가스는, 불화 수소 공급 경로(33b)로부터 불화 수소 공급관(33a)으로 유입되고, 불화 수소 공급관(33a)으로부터 처리 용기(10) 내로 토출된다. 불화 수소 가스는, 불소 함유 가스의 일례이다.
암모니아 공급부(34)는 처리 용기(10) 내에 암모니아 공급관(34a)을 구비함과 함께, 처리 용기(10)의 외부에 암모니아 공급 경로(34b)를 구비한다. 암모니아 공급 경로(34b)에는, 가스의 유통 방향의 상류측으로부터 하류측을 향하여 차례로, 암모니아원(34c), 매스 플로 컨트롤러(34d), 밸브(34e)가 마련된다. 이에 의해, 암모니아원(34c)의 암모니아 가스는, 밸브(34e)에 의해 공급 타이밍이 제어됨과 함께, 매스 플로 컨트롤러(34d)에 의해 소정의 유량으로 조정된다. 암모니아 가스는, 암모니아 공급 경로(34b)로부터 암모니아 공급관(34a)으로 유입되고, 암모니아 공급관(34a)으로부터 처리 용기(10) 내로 토출된다. 암모니아 가스는, 염기성 가스의 일례이다.
각 가스 공급관(수소 공급관(31a), 산소 공급관(32a), 불화 수소 공급관(33a), 암모니아 공급관(34a))은 매니폴드(17)에 고정된다. 각 가스 공급관은, 예를 들어 석영에 의해 형성된다. 각 가스 공급관은, 내부관(11)의 근방 위치를 연직 방향을 따라서 직선상으로 연장함과 함께, 매니폴드(17) 내에 있어서 L자상으로 굴곡되어 수평 방향으로 연장됨으로써 매니폴드(17)를 관통한다. 각 가스 공급관끼리는, 내부관(11)의 둘레 방향을 따라 나란히 마련되고, 서로 동일한 높이로 형성된다.
수소 공급관(31a)에 있어서 내부관(11) 내에 위치하는 부위에는, 복수의 수소 토출구(31f)가 마련된다. 산소 공급관(32a)에 있어서 내부관(11) 내에 위치하는 부위에는, 복수의 산소 토출구(32f)가 마련된다. 불화 수소 공급관(33a)에 있어서 내부관(11) 내에 위치하는 부위에는, 복수의 불화 수소 토출구(33f)가 마련된다. 암모니아 공급관(34a)에 있어서 내부관(11) 내에 위치하는 부위에는, 복수의 암모니아 토출구(34f)가 마련된다.
각 토출구(수소 토출구(31f), 산소 토출구(32f), 불화 수소 토출구(33f), 암모니아 토출구(34f))는 각각의 가스 공급관의 연장 방향을 따라서 소정의 간격마다 형성된다. 각 토출구는, 수평 방향을 향하여 가스를 방출한다. 각 토출구끼리의 간격은, 예를 들어 보트(16)에 보유 지지되는 기판(W)의 간격과 동일하게 설정된다. 각 토출구의 높이 방향의 위치는, 상하 방향으로 인접하는 기판(W)간의 중간 위치로 설정되어 있다. 이에 의해, 각 토출구는 인접하는 기판(W)간의 대향면으로 가스를 효율적으로 공급할 수 있다.
가스 공급부(30)는 복수 종류의 가스를 혼합하여 1개의 공급관으로부터 혼합된 가스를 토출해도 된다. 각 가스 공급관(수소 공급관(31a), 산소 공급관(32a), 불화 수소 공급관(33a), 암모니아 공급관(34a))은 서로 다른 형상이나 배치여도 된다. 또한, 기판 처리 장치(1)는 수소 가스, 산소 가스, 불화 수소, 암모니아 가스의 이외에, 다른 가스를 공급하는 공급관을 더 구비해도 된다.
배기부(40)는 내부관(11) 내로부터 개구(15)를 통하여 배출되고, 내부관(11)과 외부관(12) 사이의 공간 P1을 통하여 가스 출구(41)로부터 배출되는 가스를 배기한다. 가스 출구(41)는 매니폴드(17)의 상부 측벽이며, 지지부(20)의 상방에 형성된다. 가스 출구(41)에는, 배기 통로(42)가 접속된다. 배기 통로(42)에는, 압력 조정 밸브(43) 및 진공 펌프(44)가 순차 개재 설치되어 처리 용기(10) 내를 배기할 수 있도록 되어 있다.
가열부(50)는 외부관(12)의 주위에 마련되어 있다. 가열부(50)는 예를 들어 베이스 플레이트(28) 상에 마련되어 있다. 가열부(50)는 외부관(12)을 덮도록 원통 형상을 갖는다. 가열부(50)는 예를 들어 발열체를 포함하고, 처리 용기(10) 내의 기판(W)을 가열한다.
제어부(80)는 기판 처리 장치(1)의 각 부의 동작을 제어한다. 제어부(80)는 예를 들어 컴퓨터여도 된다. 기판 처리 장치(1)의 각 부의 동작을 행하는 컴퓨터의 프로그램은, 기억 매체(90)에 기억되어 있다. 기억 매체(90)는 예를 들어 플렉시블 디스크, 콤팩트 디스크, 하드 디스크, 플래시 메모리, DVD 등이어도 된다.
〔기판 처리 장치의 동작〕
기판 처리 장치(1)에 있어서 실시 형태에 따른 기판 처리 방법을 실시하는 경우의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 제어부(80)는 승강 기구(25)를 제어하여, 복수매의 기판(W)을 보유 지지한 보트(16)를 처리 용기(10) 내에 반입하고, 덮개(21)에 의해 처리 용기(10)의 하단의 개구를 기밀하게 막아 밀폐한다. 각 기판(W)은, 표면에 대상막(102)을 갖는 기판(101)이다.
계속해서, 제어부(80)는 산화 공정 S20을 실행하도록, 가스 공급부(30), 배기부(40) 및 가열부(50)를 제어한다. 구체적으로는, 먼저, 제어부(80)는 배기부(40)를 제어하여 처리 용기(10) 내를 소정의 압력으로 감압하고, 가열부(50)를 제어하여 기판(W)의 온도를 제1 온도 T1로 조정하여 유지한다. 이어서, 제어부(80)는 가스 공급부(30)를 제어하여 처리 용기(10) 내에 수소 가스 및 산소 가스를 공급한다. 이에 의해, 대상막(102)의 표층이 산화되어 산화막(103)이 형성된다.
계속해서, 제어부(80)는 에칭 공정 S30을 실행하도록, 가스 공급부(30), 배기부(40) 및 가열부(50)를 제어한다. 구체적으로는, 먼저, 제어부(80)는 배기부(40)를 제어하여 처리 용기(10) 내를 소정의 압력으로 감압하고, 가열부(50)를 제어하여 기판(W)의 온도를 제2 온도 T2로 조정하여 유지한다. 이어서, 제어부(80)는 가스 공급부(30)를 제어하여 처리 용기(10) 내에 불화 수소 가스 및 암모니아 가스를 공급한다. 이에 의해, 불화 수소 가스 및 암모니아 가스가 산화막(103)과 반응하여 규불화 암모늄[(NH4)2SiF6]이 생성된다. 이어서, 제어부(80)는 가열부(50)를 제어하여 기판(W)의 온도를 제3 온도 T3으로 가열하여 규불화 암모늄을 승화시킨다. 이에 의해, 대상막(102)을 잔존시켜, 산화막(103)을 선택적으로 에칭하여 제거할 수 있다. 이 때문에, 산화 공정 S20에 있어서 대상막(102)의 표층에 형성하는 산화막(103)의 두께를 조정함으로써 대상막(102)의 에칭양을 제어할 수 있다.
계속해서, 제어부(80)는 처리 용기(10) 내를 대기압으로 승압함과 함께, 처리 용기(10) 내를 반출 온도로 강온시킨 후, 승강 기구(25)를 제어하여 보트(16)를 처리 용기(10) 내로부터 반출한다.
〔실시예〕
실시 형태에 따른 기판 처리 방법에 의해 대상막(102)의 에칭양을 제어할 수 있는 것을 확인한 실시예에 대하여 설명한다.
실시예에서는, SiCN막을 표면에 갖는 기판을 준비하고, 준비한 기판을 전술한 기판 처리 장치(1)의 처리 용기(10) 내에 수용하고, 이하에 나타내는 조건 1 내지 6에 의해 SiCN막을 에칭하였다. 해당 SiCN막을 에칭하기 전후의 막 두께를 분광 엘립소미터로 측정하고, 양자의 차분을 구함으로써, 해당 SiCN막의 에칭양을 산출하였다. SiCN막은, 대상막(102)의 일례이다.
(조건 1)
조건 1에서는, 준비한 기판에 대하여 산화 공정 S20을 실시하지 않고, 에칭 공정 S30을 실시하였다. 에칭 공정 S30에서는, 강온 공정 S31, COR 공정 S32, 승온 공정 S33 및 PHT 공정 S34를 이 순번으로 실시하였다. COR 공정 S32에서는, 기판의 온도를 75℃로 유지한 상태에서 5분간 가열하였다.
(조건 2)
조건 2에서는, 조건 1에 대하여 COR 공정 S32의 시간을 10분으로 변경하였다. 그 밖의 조건은, 조건 1과 동일하다.
(조건 3)
조건 3에서는, 준비한 기판에 대하여 산화 공정 S20 및 에칭 공정 S30을 이 순번으로 실시하였다. 산화 공정 S20에서는, 처리 용기(10) 내에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하는 시간을 10분으로 설정하였다. 에칭 공정 S30의 조건은, 조건 1의 에칭 공정 S30의 조건과 동일하다.
(조건 4)
조건 4에서는, 조건 3에 대하여 COR 공정 S32의 시간을 10분으로 변경하였다. 그 밖의 조건은, 조건 3과 동일하다.
(조건 5)
조건 5에서는, 조건 3에 대하여 산화 공정 S20의 시간을 30분으로 변경하였다. 그 밖의 조건은, 조건 3과 동일하다.
(조건 6)
조건 6에서는, 조건 5에 대하여 COR 공정 S32의 시간을 10분으로 변경하였다. 그 밖의 조건은, 조건 5와 동일하다.
비교를 위해서, SiN막을 표면에 갖는 기판을 준비하고, 준비한 기판을 전술한 기판 처리 장치(1)의 처리 용기(10) 내에 수용하고, 이하에 나타내는 조건 7, 8에 의해 SiN막을 에칭하였다. 해당 SiN막을 에칭하기 전후의 막 두께를 분광 엘립소미터로 측정하고, 양자의 차분을 구함으로써, 해당 SiN막의 에칭양을 산출하였다.
(조건 7)
조건 7은 조건 1과 동일한 조건이다.
(조건 8)
조건 8은 조건 2와 동일한 조건이다.
비교를 위해서, SiO2막을 표면에 갖는 기판을 준비하고, 준비한 기판을 전술한 기판 처리 장치(1)의 처리 용기(10) 내에 수용하고, 이하에 나타내는 조건 9, 10에 의해 SiO2막을 에칭하였다. 해당 SiO2막을 에칭하기 전후의 막 두께를 분광 엘립소미터로 측정하고, 양자의 차분을 구함으로써, 해당 SiO2막의 에칭양을 산출하였다.
(조건 9)
조건 9는 조건 1과 동일한 조건이다.
(조건 10)
조건 10은 조건 2와 동일한 조건이다.
도 5는, 에칭양을 평가한 결과를 나타내는 도면이다. 도 5는, 조건 1 내지 6에 의해 에칭된 SiCN막의 에칭양[nm]과, 조건 7, 8에 의해 에칭된 SiN막의 에칭양[nm]과, 조건 9, 10에 의해 에칭된 SiO2막의 에칭양[nm]을 나타낸다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 조건 1, 2에서는 에칭양이 대략 0nm인 것에 반해, 조건 3 내지 6에서는 에칭양이 20nm 내지 60nm의 범위인 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, SiCN막은, 산화 공정 S20을 실시하지 않는 경우에는 거의 에칭되지 않지만, 산화 공정 S20을 실시함으로써 에칭 가능해지는 것이 나타났다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 조건 3, 4에서는 모두 에칭양이 20nm 내지 30nm의 범위이며, 조건 5, 6에서는 모두 에칭양이 50nm 내지 60nm의 범위인 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, SiCN막의 에칭양은 산화 공정 S20의 시간에 의존하고, COR 공정 S32의 시간에 의존하지 않는 것이 나타났다. 즉, 산화 공정 S20의 시간을 변경함으로써 SiCN막의 에칭양을 제어할 수 있는 것이 나타났다. 구체적으로는, 산화 공정 S20의 시간을 길게 함으로써, SiCN막의 에칭양을 증가시킬 수 있다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 조건 7 내지 10에서는 에칭양이 15nm 내지 30nm의 범위인 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, SiN막 및 SiO2막은 SiCN막과 달리, 산화 공정 S20을 실시하지 않아도, 에칭 공정 S30을 실시함으로써 에칭 가능한 것이 나타났다.
금회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기의 실시 형태는, 첨부한 청구범위 및 그 취지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
상기의 실시 형태에서는, 기판 처리 장치가 복수의 기판에 대하여 한 번에 처리를 행하는 배치식의 장치인 경우를 설명했지만, 본 개시는 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어 기판 처리 장치는 기판을 1매씩 처리하는 매엽식의 장치여도 된다.

Claims (9)

  1. 규소와 탄소와 질소를 포함하는 대상막을 표면에 갖는 기판을 준비하는 공정과,
    상기 대상막에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하고, 상기 대상막의 표층을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막을 에칭하는 공정
    을 갖는, 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에칭하는 공정은,
    상기 대상막에 불소 함유 가스 및 염기성 가스를 포함하는 가스를 공급하고, 상기 대상막의 적어도 일부를 반응 생성물로 변질시키는 공정과,
    상기 기판을 가열하여 상기 반응 생성물을 승화시키는 공정
    을 포함하는, 기판 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 불소 함유 가스는, 불화 수소 가스이고,
    상기 염기성 가스는, 암모니아 가스인,
    기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 에칭하는 공정은, 상기 산화막을 형성하는 공정과 동일한 처리 용기 내에서 행해지는,
    기판 처리 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 처리 용기는, 상기 기판을 선반상으로 복수 수용하는,
    기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 대상막은, 규소, 탄소 및 질소와는 다른 원소를 더 포함하는,
    기판 처리 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 원소는, 산소, 붕소 또는 이들의 조합인,
    기판 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 대상막은, SiCN막인,
    기판 처리 방법.
  9. 처리 용기와,
    상기 처리 용기에 가스를 공급하는 가스 공급부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    규소와 탄소와 질소를 포함하는 대상막을 표면에 갖는 기판을 준비하는 공정과,
    상기 대상막에 수소 가스 및 산소 가스를 공급하고, 상기 대상막의 표층을 산화시켜 산화막을 형성하는 공정과,
    상기 산화막을 에칭하는 공정
    을 실행하도록 구성되는,
    기판 처리 장치.
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