TW202401543A - 基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式 - Google Patents

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Abstract

本發明之課題在於提供可控制性佳地進行穩定蝕刻的技術。 本發明之解決手段係具有將包含下述步驟之周期進行既定次數的步驟：(a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之步驟；與(b)藉由對上述基板供給蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟；於(b)中，係在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。

Description

基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式
本發明係關於基板處理方法、半導體裝置之製造方法、基板處理裝置及程式。
作為半導體裝置之製造步驟的一步驟，有進行將基板表面所露出之膜藉由蝕刻予以去除之處理的情形(例如參照專利文獻1、2)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2021-082774號公報 [專利文獻2]日本專利特開2022-018973號公報
(發明所欲解決之問題)
然而，視蝕刻時所使用之蝕刻劑與蝕刻對象膜的組合，有無法控制性佳地進行穩定蝕刻的情形。
本發明係提供一種可控制性佳地進行穩定蝕刻的技術。 (解決問題之技術手段)
根據本發明之一態樣，提供一種技術，係具有將包含下述步驟之周期進行既定次數的步驟： (a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之步驟；與 (b)藉由對上述基板供給蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟； 於(b)中，係在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。 (對照先前技術之功效)
根據本發明，可控制性佳地進行穩定蝕刻。
＜本發明之一態樣＞ 以下主要參照圖1~圖3、圖4(a)~圖4(e)說明本發明一態樣。又，以下說明中所使用之圖式均為概略圖，圖式中之各要件的尺寸關係、各要件之比率等並不一定與實際者一致。又，複數圖式彼此間的各要件的尺寸關係、各要件之比率等並不一定一致。
(1)基板處理裝置之構成 如圖1所示，處理爐202係具有作為溫度調整器(加熱部)之加熱器207。加熱器207為圓筒形狀，由保持板所支撐而垂直豎立。加熱器207亦具有作為藉由熱使氣體活性化(激發)之活性化機構(激發部)的機能。
於加熱器207內側，與加熱器207呈同心圓狀地配設反應管203。反應管203由例如石英(SiO 2)或碳化矽(SiC)等耐熱性材料所構成，形成為上端閉塞、下端開口的圓筒形狀。於反應管203之下方，與反應管203呈同心圓狀地配設岐管209。岐管209由例如不鏽鋼(SUS)等金屬材料所構成，形成為上端及下端開口的圓筒形狀。於岐管209之上端部，卡合於反應管203之下端部，構成為支撐反應管203。於岐管209與反應管203之間，設有作為密封構件的O型環220a。反應管203係與加熱器207同樣地垂直豎立。主要由反應管203與岐管209構成處理容器(反應容器)。於處理容器之筒中空部形成處理室201。處理室201構成為可收容作為基板之晶圓200。於此處理室201內對晶圓200進行處理。
於處理室201內，作為第1~第3供給部之噴嘴249a~249c係分別設置成貫通岐管209之側壁。將噴嘴249a~249c分別亦稱為第1~第3噴嘴。噴嘴249a~249c分別由石英或SiC等耐熱性材料所構成。於噴嘴249a~249c分別連接氣體供給管232a~232c。噴嘴249a~249c係分別不同之噴嘴，且噴嘴249a、249c分別與噴嘴249b鄰接設置。
於氣體供給管232a~232c，係由氣流之上游側起依序分別設置屬於流量控制器(流量控制部)之質量流量控制器(MFC)241a~241c及屬於開關閥之閥243a~243c。在氣體供給管232a之較閥243a更下游側，分別連接氣體供給管232d、232f。在氣體供給管232b之較閥243b更下游側，分別連接氣體供給管232e、232g。在氣體供給管232c之較閥243c更下游側，連接氣體供給管232h。在氣體供給管232d~232h，由氣流之上游側起依序分別設置MFC241d~241h及閥243d~243h。氣體供給管232a~232h係由例如SUS等金屬材料所構成。
如圖2所示般，噴嘴249a~249c係在反應管203之內壁與晶圓200之間於俯視時呈圓環狀之空間中，分別設置成由反應管203之內壁下部起沿著上部、朝晶圓200之配列方向上方立起。亦即，噴嘴249a~249c係在晶圓200所配列之晶圓配列區域之側方中、水平包圍晶圓配列區域之區域，沿著晶圓配列區域而分別設置。於俯視下，噴嘴249b係配置成與後述排氣口231a之間中夾著搬入至處理室201內之晶圓200之中心而於一直線上相對向。噴嘴249a、249c係配置成沿著反應管203內壁(晶圓200之外周部)、由兩側挾持著通過噴嘴249b與排氣口231a之中心的直線L。直線L亦為通過249b與晶圓200中心的直線。亦即，噴嘴249c亦可挾持著直線L而設於噴嘴249a之相反側。噴嘴249a、249c係以直線L作為對稱軸而配置成線對稱。於噴嘴249a~249c之側面，分別設置供給氣體的氣體供給孔250a~250c。氣體供給孔250a~250c分別於俯視下與排氣口231a呈相對向(相對面)而開口，可朝晶圓200供給氣體。氣體供給孔250a~250c係由反應管203之下部起涵括至上部而複數設置。
由氣體供給管232a，改質劑係經由MFC241a、閥243a、噴嘴249a供給至處理室201內。
由氣體供給管232b，原料係經由MFC241b、閥243b、噴嘴249b供給至處理室201內。
由氣體供給管232c，反應體係經由MFC241c、閥243c、噴嘴249c供給至處理室201內。反應體係使用作為處理劑之一。作為反應體，可使用含氫(H)及氧(O)的反應體。
由氣體供給管232d，觸媒係經由MFC241d、閥243d、氣體供給管232a、噴嘴249a供給至處理室201內。觸媒係使用作為處理劑之一。
由氣體供給管232e，蝕刻劑係經由MFC241e、閥243e、氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內。
由氣體供給管232f~232h，惰性氣體係分別經由MFC241f~241h、閥243f~243h、氣體供給管232a~232c、噴嘴249a~249c供給至處理室201內。惰性氣體作用為沖洗氣體、載體氣體、稀釋氣體等。
主要由氣體供給管232a、MFC241a、閥243a構成改質劑供給系統。主要由氣體供給管232b、MFC241b、閥243b構成原料供給系統。主要由氣體供給管232c、MFC241c、閥243c構成反應體供給系統。主要由氣體供給管232d、MFC241d、閥243d構成觸媒供給系統。主要由氣體供給管232e、MFC241e、閥243e構成蝕刻劑供給系統。主要由氣體供給管232f~232h、MFC241f~241h、閥243f~243h構成惰性氣體供給系統。原料供給系統、反應體供給系統、觸媒供給系統之各者或全部亦稱為處理劑供給系統。
上述各種供給系統中，任一者或所有之供給系統亦可構成為使閥243a~243h或MFC241a~241h等集積而成的集積型供給系統248。集積型供給系統248係對氣體供給管232a~232h分別連接，對氣體供給管232a~232h內之各種氣體的供給動作、亦即閥243a~243h之開關動作或MFC241a~241h進行之流量調整動作等，係構成為由後述控制器121所控制。集積型供給系統248係構成為一體型、或分割型之集積單元，可對氣體供給管232a~232h等依集積單元單位進行裝卸，構成為可依集積單元單位進行集積型供給系統248之維修、交換、增設等。
於反應管203之側壁下方，設有對處理室201內之環境進行排氣的排氣口231a。如圖2所示，排氣口231a係於俯視下設置於挾持著晶圓200而與噴嘴249a~249c(氣體供給孔250a~250c)相對向(相對面)的位置。排氣口231a係由反應管203之側壁下部起沿著上部、亦即可沿著晶圓配列區域設置。於排氣口231a連接著排氣管231。於排氣管231係經由檢測處理室201內壓力之作為壓力檢測器(壓力檢測部)的壓力感應器245及作為壓力調整器(壓力調整部)之APC(Auto Pressure Controller，自動壓力控制器)閥244，連接作為真空排氣裝置的真空泵246。APC閥244係構成為藉由依使真空泵246作動之狀態開關閥，而可進行處理室201內之真空排氣及真空排氣停止，進而依使真空泵246作動之狀態，根據藉由壓力感應器245所檢測出之壓力資訊進行閥開度調節，而可調整處理室201內之壓力。主要由排氣管231、APC閥244、壓力感應器245構成排氣系統。真空泵246亦可涵括於排氣系統中。
於岐管209下方，設有可將岐管209下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的密封蓋219。密封蓋219由例如SUS等金屬材料所構成，並形成為圓盤狀。於密封蓋219上面，設有與岐管209下端抵接之作為密封構件的O型環220b。於密封蓋219下方，設置使後述晶舟217旋轉的旋轉機構267。旋轉機構267之旋轉軸255係貫通密封蓋219而連接至晶舟217。旋轉機構267係構成為藉由使晶舟217旋轉而使晶圓200旋轉。密封蓋219係構成為藉由設置於反應管203外部之作為升降機構的晶舟升降器115而於垂直方向升降。晶舟升降器115係構成為藉由使密封蓋219升降，而將晶圓200於處理室201內外進行搬入及搬出(搬送)的搬送裝置(搬送機構)。
於歧管209下方，設置在使密封蓋219下降並將晶舟217由處理室201內搬出的狀態下，可將歧管209之下端開口氣密地閉塞之作為爐口蓋體的擋門219s。擋門219s由例如SUS等金屬材料所構成，並形成為圓盤狀。於擋門219s上面，設有與岐管209下端抵接之作為密封構件的O型環220c。擋門219s之開關動作(升降動作或旋動動作等)係由擋門開關機構115s所控制。
作為基板支撐具之晶舟217係構成為使複數片、例如25~200片晶圓200以水平姿勢、且以彼此的中心對齊之狀態，於垂直方向上整齊排列而多段地支撐，亦即，隔著間隔而配列。晶舟217係由例如石英或SiC等耐熱性材料所構成。於晶舟217之下部係使例如以石英或SiC等耐熱性材料所構成之隔熱板218多段地支撐著。
於反應管203內，設置有作為溫度檢測器之溫度感應器263。根據藉由溫度感應器263檢測出之溫度資訊而調整對加熱器207之通電狀況，使處理室201內之溫度成為所需之溫度分布。溫度感應器263係沿著反應管203的內壁設置。
如圖3所示般，屬於控制部(控制手段)之控制器121係構成為具備CPU(Central Processing Unit)121a、RAM(Random Access Memory)121b、記憶裝置121c、I/O埠121d的電腦。RAM 121b、記憶裝置121c、I/O埠121d係構成為經由內部匯流排121e而可與CPU 121a進行資料交換。控制器121係連接有例如構成為觸控面板等之輸入輸出裝置122。又，控制器121係可與外部記憶裝置123連接。
記憶裝置121c係由例如快閃記憶體、HDD(Hard Disk Drive)、SDD(Solid State Drive)等所構成。於記憶裝置121c內可讀取地儲存有控制基板處理裝置之動作的控制程式，或記載有後述基板處理之程序或條件等的製程配方(recipe)等。製程配方係以將後述基板處理中各程序藉控制器121使基板處理裝置執行，而可獲得既定之結果之方式組合者，作為程式而執行。以下，作為製程配方或控制程式等的總稱，亦簡稱為程式。又，有時亦將製程配方簡稱為配方。本說明書中於使用程式一詞的情況，係指僅含配方單體的情況、僅含控制程式單體的情況、或含有此二者之情況。RAM 121b係構成為使藉由CPU121a讀出之程式或數據等暫時地保存之記憶區域(工作區域)。
I/O埠121d係連接於上述MFC 241a~241h、閥243a~243h、壓力感測器245、APC閥244、真空泵246、溫度感應器263、加熱器207、旋轉機構267、晶舟升降器115、擋門開關機構115s等。
CPU121a係構成為自記憶裝置121c讀取控制程式並執行，且配合自輸入輸出裝置122之操作指令之輸入等由記憶裝置121c讀取配方。CPU121a係構成為依照讀取之配方的內容，控制利用MFC 241a~241h之各種物質(各種氣體)之流量調整動作、閥243a~243h的開關動作、APC閥244之開關動作及基於壓力感測器245而利用APC閥244進行之壓力調整動作、真空泵246的啟動及停止、基於溫度感應器263之加熱器207的溫度調整動作、由旋轉機構267進行之晶舟217旋轉及旋轉速度調節動作、利用晶舟升降機115之晶舟217的升降動作、利用擋門開關機構115s之擋門219s的開關動作等。
控制器121係可藉由將由外部記憶裝置123所記錄、儲存之上述程式安裝到電腦中而構成。外部記憶裝置123係包含例如HDD等磁碟、CD等光碟、MO等磁光碟、USB記憶體、SSD等半導體記憶體等。記憶裝置121c或外部記憶裝置123係構成為可被電腦讀取之記錄媒體。以下，作為此等之總稱，簡稱為記錄媒體。本說明書中於使用記錄媒體一詞的情況，係指僅含記憶裝置121c單體的情況、僅含外部記憶裝置123單體的情況、或含有此二者之情況。尚且，對電腦之程式提供，亦可不使用外部記憶裝置123，而使用網路或專用線路等通訊手段進行。
(2) 基板處理步驟 作為使用上述基板處理裝置、半導體裝置的製造步驟(製造方法)之一步驟，針對用於對基板進行處理之方法、亦即用於對作為晶圓200之表面的第1膜進行蝕刻的時序例，主要使用圖4(a)~圖4(e)進行說明。以下的說明中，構成基板處理裝置之各部的動作係藉由控制器121所控制。
本態樣之處理時序係將包含下述步驟之周期進行既定次數(n次、n為1以上之整數)： (a)藉由對於表面具有第1膜之晶圓200供給處理劑，於第1膜之表面上形成第1層之步驟A；與 (b)藉由對晶圓200供給蝕刻劑，對第1層、與第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟B； 於步驟B中，係在對第1層進行蝕刻時，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X(以下亦簡稱為物質X)產生，使用物質X與蝕刻劑之混合物，對第1層、與第1膜之至少一部分進行蝕刻。
以下之例中，針對於步驟A中，對晶圓200供給原料、與含H及O之反應體作為處理劑的情況進行說明。具體而言，以下之例中，係針對於步驟A中，交替進行對晶圓200供給原料之步驟A1、與對晶圓200供給含H及O之反應體之步驟A2，且於步驟A1及步驟A2中至少任一者中，對晶圓200進一步供給觸媒的情況進行說明。
亦即，以下說明之處理時序，係例示 將包含下述步驟之周期進行既定次數(n次、n為1以上之整數)： (a)將包含下述步驟之周期進行既定次數(m次、m為1以上之整數)：對於表面具有第1膜之晶圓200供給原料之步驟A1；與對晶圓200供給含H及O之反應體之步驟A2；且於步驟A1及步驟A2中至少任一者中，對晶圓200進一步供給觸媒的步驟A；與 (b)藉由對晶圓200供給蝕刻劑，對第1層、與第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟B； 於步驟B中，係在對第1層進行蝕刻時，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用物質X與蝕刻劑之混合物，對第1層、與第1膜之至少一部分進行蝕刻。又，步驟A中，視處理條件亦可省略觸媒供給。
尚且，以下之例中，如上述般，針對於步驟A供給至晶圓200之處理劑包含原料、含H及O之反應體、及觸媒的情況進行說明。原料、含H及O之反應體、及觸媒係分子構造分別相異。
本說明書中，為了方便，有時將上述處理時序表示如以下。又，以下變形例等說明中有時亦使用與此等相同的表記。 [(原料+觸媒→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n [(原料+觸媒→反應體) m→蝕刻劑] n [(原料→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n
本說明書中於使用「晶圓」一詞的情況，係有意指晶圓本身的情況、或意指晶圓與其表面上所形成之既定之層或膜等之積層體的情況。本說明書中於使用「晶圓表面」一詞的情況，係有意指晶圓本身之表面的情況、或指晶圓上所形成之既定之層等之表面的情況。本說明書中於記載了「於晶圓上形成既定之層」的情況，係有意指於晶圓本身之表面上直接形成既定之層的情況、或代表對晶圓上所形成之層等之上形成既定之層的情況。本說明書中使用「基板」等語詞的情況，亦與使用「晶圓」一詞的情況具有相同意義。
本說明書中所使用之「劑」的用語，係包含氣體狀物質及液體狀物質中之至少任一種。液體狀物質包含霧狀物質。亦即，處理劑(原料、反應體、觸媒)、蝕刻劑、氧化劑、改質劑、及洗淨劑之各者可包含氣體狀物質，亦可包含霧狀物質等液體狀物質，亦可包含此等雙方。
本說明書中所使用之「層」的用語，係包含連續層及不連續層中之至少任一種。例如，第1層若可產生蝕刻促進作用，則可包含連續層，亦可包含不連續層，亦可包含此等雙方。又，例如，第2層之抑制劑層若可產生反應阻礙作用，則可包含連續層，亦可包含不連續層，亦可包含此等雙方。
(晶圓充填及晶舟裝載) 將複數片之晶圓200裝填(晶圓充填)於晶舟217時，藉由擋門開關機構115s移動擋門219s，使岐管209之下端開口開放(擋門開)。其後，如圖1所示般，支持著複數片之晶圓200的晶舟217，係藉由晶舟升降機115被上舉並搬入至處理室201內(晶舟裝載)。於此狀態下，密封蓋219係經由O型環220b使岐管209之下端成為密封之狀態。如此，晶圓200準備於處理室201內。
又，充填至晶舟217之晶圓200係如圖4(a)所示般，於表面具有屬於蝕刻對象膜(被蝕刻膜)之第1膜。屬於蝕刻對象膜之第1膜係包含與蝕刻劑之反應性低、僅藉由蝕刻劑無法直接進行蝕刻的膜，或僅藉由蝕刻劑難以直接進行蝕刻的膜。作為第1膜，例如可使用氧化矽膜(SiO膜)等含氧(O)膜。又，亦可使用氮化矽膜(SiN膜)等不含氧(O)膜。又，作為第1膜，可使用例如藉由熱氧化法或熱氮化法或化學氣相成長法(CVD法)等所形成的膜(熱氧化膜、熱氮化膜、CVD氧化膜、CVD氮化膜等)。作為形成第1膜時之處理溫度，可例示350~1200℃、較佳為120~1100℃。
(壓力調整及溫度調整) 晶舟裝載結束後，以使處理室201內、亦即晶圓200存在之空間成為所需壓力(真空度)之方式，藉由真空泵246進行真空排氣(減壓排氣)。此時，處理室201內之壓力係藉由壓力感應器245所測定，根據所測定之壓力資訊回饋控制APC閥244。又，以使處理室201內之晶圓200成為所需溫度之方式，藉由加熱器207加熱。此時，依處理室201內成為所需溫度分佈之方式，根據溫度感應器263所檢測出之溫度資訊，回饋控制對加熱器207的通電程度。又，藉由旋轉機構267開始晶圓200之旋轉。處理室201內之排氣、晶圓200之加熱及旋轉之任一者，係至少在對晶圓200之處理結束前之期間持續進行。
(步驟A) 其後，藉由對晶圓200供給處理劑，於第1膜之表面上形成第1層。具體而言，係依序執行下述步驟A1、步驟A2。又，以下之例中，於步驟A1及步驟A2之兩個步驟中供給觸媒。又，以下之例中，將形成第1層時之處理溫度設為較形成第1膜時之處理溫度低。具體而言，於步驟A1、步驟A2中調整加熱器207之輸出，將處理溫度維持為較形成第1膜時之處理溫度低的狀態。
[步驟A1] 步驟A1係對晶圓200、亦即於表面具有第1膜之晶圓200供給原料(原料氣體)及觸媒(觸媒氣體)作為處理劑。
具體而言，打開閥243b、243d，使原料、觸媒分別流通於氣體供給管232b、232d內。原料、觸媒係分別藉由MFC241b、241d進行流量調整，經由噴嘴249b、249a供給至處理室201內，於處理室201內混合，並由排氣口231a排氣。此時，由晶圓200之側方對晶圓200供給原料及觸媒(原料+觸媒供給)。此時，亦可打開閥243f~243h，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
藉由於後述處理條件下對晶圓200供給原料與觸媒，可使構成原料之分子之分子構造的至少一部分化學吸附於第1膜之表面上。藉此，於第1膜之表面上形成第1前驅層。第1前驅層含有屬於原料殘基之構成原料之分子之分子構造之至少一部分。亦即，第1前驅層含有構成原料之原子之至少一部分。本步驟中，藉由將觸媒與原料一起供給，可於如後述般之較低溫度條件下進行第1前驅層之形成。藉由於後述般之較低溫度條件下進行第1前驅層之形成，可於處理室201內使原料不致熱分解(氣相分解)、亦即不自我分解。藉此，可抑制構成原料之分子之分子構造的至少一部分多重堆積於第1膜之表面上，可使構成原料之分子之分子構造的至少一部分吸附。
作為於步驟A1中供給原料及觸媒時的處理條件，可例示： 處理溫度：室溫(25℃)~200℃、較佳室溫~150℃ 處理壓力：133~1333Pa 原料供給流量：0.001~2slm 觸媒供給流量：0.001~2slm 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~20slm 各物質供給時間：1~120秒、較佳為1~60秒。
尚且，本說明書中如「25~200℃」般之數值範圍的表記，意指其範圍包含下限值及上限值。因此，例如「25~200℃」意指「25℃以上且200℃以下」。有關其他數值範圍亦相同。又，本說明書中之處理溫度意指晶圓200之溫度或處理室201內之溫度，處理壓力意指處理室201內之壓力。又，處理時間意指持續該處理之時間。又，供給流量包含0slm時，0slm意指不供給該物質(氣體)的情況。此等係於以下說明中亦相同。
藉由於晶圓200之第1膜之表面上形成第1前驅層後，關閉閥243b、243d，分別停止對處理室201內的原料供給、觸媒供給。然後，對處理室201內進行真空排氣，將殘留於處理室201內之氣體狀物質等由處理室201內排除。此時，亦可打開閥243f~243h，經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。由噴嘴249a~249c所供給之惰性氣體係作用為沖洗氣體，藉此，沖洗處理室201內(沖洗)。
作為於步驟A1中進行沖洗時的處理條件，可例示： 處理壓力：1~30Pa 處理時間：1~120秒、較佳為1~60秒 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0.5~20slm。 又，於本步驟進行沖洗時之處理溫度較佳係設為與供給原料及觸媒時之處理溫度相同的溫度。
作為原料，可使用例如含有矽(Si)及鹵素之氣體(含Si及鹵素物質)。鹵素包括氯(Cl)、氟(F)、溴(Br)、碘(I)等。含Si及鹵素之氣體較佳係依Si與鹵素之化學鍵結的形式含有鹵素。作為含Si及鹵素之氣體，例如可使用具有Si-Cl鍵結之矽烷系氣體、亦即氯矽烷系氣體。含Si及鹵素之氣體亦可進一步含有C，此時，較佳係依Si-C鍵結之形式含有C。作為含Si及鹵素之氣體，可使用例如含有Si、Cl及伸烷基且具有Si-C鍵結的矽烷系氣體，亦即伸烷基氯矽烷系氣體。伸烷基包括亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基等。又，作為含Si及鹵素之氣體可使用例如含有Si、Cl及烷基且具有Si-C鍵結的矽烷系氣體，亦即烷基氯矽烷系氣體。烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基等。含Si及鹵素之氣體亦可進一步含有O，此時，較佳係依Si-O鍵結之形式含有O，例如依矽氧烷鍵結(Si-O-Si鍵結)之形式含有O。作為含Si及鹵素之氣體，可使用例如含有Si、Cl及矽氧烷鍵結之矽烷系氣體，亦即氯矽烷系氣體。此等氣體均較佳為依Si-Cl鍵結之形式含有Cl。作為原料，除了此等之外，亦可使用胺基矽烷系氣體等之含有Si及胺基之氣體(含Si及胺基物質)。
作為原料，可使用例如雙(三氯矽基)甲烷((SiCl 3) 2CH 2，簡稱：BTCSM)、1,2-雙(三氯矽基)乙烷((SiCl 3) 2C 2H 4，簡稱：BTCSE)、1,1,2,2-四氯-1,2-二甲基二矽烷((CH 3) 2Si 2Cl 4，簡稱：TCDMDS)、1,2-二氯-1,1,2,2-四甲基二矽烷((CH 3) 4Si 2Cl 2，簡稱：DCTMDS)、1,1,3,3-四氯-1,3-二矽環丁烷(C 2H 4Cl 4Si 2，簡稱：TCDSCB)等。又，作為原料，可使用例如四氯矽烷(SiCl 4，簡稱：4CS)、六氯二矽烷(Si 2Cl 6，簡稱：HCDS)、八氯三矽烷(Si 3Cl 8，簡稱：OCTS)等。又，作為原料，可使用例如六氯二矽氧烷(Cl 3Si-O-SiCl 3，簡稱：HCDSO)、八氯三矽氧烷(Cl 3Si-O-SiCl 2-O-SiCl 3，簡稱：OCTSO)等。作為原料，可使用此等中1種以上。
又，作為原料，亦可使用例如肆(二甲基胺基)矽烷(Si[N(CH 3) 2] 4，簡稱：4DMAS)、參(二甲基胺基)矽烷(Si[N(CH 3) 2] 3H，簡稱：3DMAS)、雙(二乙基胺基)矽烷(Si[N(C 2H 5) 2] 2H 2，簡稱：BDEAS)、雙(第三丁基胺基)矽烷(SiH 2[NH(C 4H 9)] 2，簡稱：BTBAS)、(二異丙基胺基)矽烷(SiH 3[N(C 3H 7) 2]，簡稱：DIPAS)等。作為原料，可使用此等中1種以上。
作為觸媒，可使用例如含有碳(C)、氮(N)及氫(H)之胺系氣體(胺系物質)。作為胺系氣體，可使用環狀胺系氣體(環狀胺系物質)或鏈狀胺系氣體(鏈狀胺系氣體(鏈狀胺系物質)。作為觸媒，可使用例如吡啶(C 5H 5N)、胺基吡啶(C 5H 6N 2)、甲吡啶(C 6H 7N)、二甲吡啶(C 7H 9N)、嘧啶(C 4H 4N 2)、喹啉(C 9H 7N)、哌𠯤(C 4H 10N 2)、哌啶(C 5H 11N)、苯胺(C 6H 7N)等之環狀胺。又，作為觸媒，可使用例如三乙基胺((C 2H 5) 3N)、二乙基胺((C 2H 5) 2NH)、單乙基胺((C 2H 5)NH 2)、三甲基胺((CH 3) 3N)、二甲基胺((CH 3) 2NH)、單甲基胺((CH 3)NH 2)等鏈狀胺。作為觸媒，可使用此等中之1種以上。此點於後述步驟A2中亦相同。
作為惰性氣體，可使用例如氮(N 2)氣，或氬(Ar)氣、氦(He)氣、氖(Ne)氣、氙(Xe)氣等稀有氣體。作為惰性氣體，可使用此等中之1種以上。此點於後述各步驟中亦相同。
[步驟A2] 步驟A1結束後，對晶圓200、亦即於第1膜之表面上經形成第1前驅層後之晶圓200，供給含H及O之反應體(反應氣體)及觸媒(觸媒氣體)作為處理劑。以下，亦將含H及O之反應體簡稱為反應體。
具體而言，係打開閥243c、243d，使反應體、觸媒分別流通於氣體供給管232c、232d內。反應體、觸媒係分別藉由MFC241c、241d進行流量調整，經由噴嘴249c、249a供給至處理室201內，於處理室201內混合，並由排氣口231a排氣。此時，由晶圓200之側方對晶圓200供給反應體及觸媒(反應體+觸媒供給)。此時，亦可打開閥243f~243h，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
藉由於後述處理條件下對晶圓200供給反應體與觸媒，可使步驟A1中於晶圓200之第1膜之表面上所形成之第1前驅層之至少一部分氧化。藉此，於第1膜之表面上，形成使第1前驅層氧化而成的第2前驅層。本步驟中，藉由將觸媒與反應體一起供給，可於如後述般之較低溫度條件下進行上述氧化反應。
作為於步驟A2中供給反應體及觸媒時的處理條件，可例示： 處理溫度：室溫(25℃)~200℃、較佳為室溫~150℃ 處理壓力：133~1333Pa 反應體供給流量：0.001~2slm 觸媒供給流量：0.001~2slm 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~20slm 各物質供給時間：1~120秒、較佳為1~60秒。
使形成於第1膜之表面上之第1前驅層氧化而變化(轉換)為第2前驅層後，關閉閥243c、243d，停止反應體、觸媒對處理室201內的供給。然後，藉由與步驟A1中之沖洗相同的處理程序、處理條件，將殘留於處理室201內之氣體狀物質等由處理室201內排除(沖洗)。又，於本步驟進行沖洗時之處理溫度較佳係設為與供給反應體及觸媒時之處理溫度相同的溫度。
作為含H及O之反應體，可使用例如屬於氧化劑、亦即氧化氣體之含H及O之氣體(含H及O物質)。作為含H及O之氣體，可使用例如水蒸氣(H 2O氣體)、過氧化氫(H 2O 2)氣體、氫(H 2)氣+氧(O 2)氣、H 2氣+臭氧(O 3)氣體等。亦即，作為含H及O之氣體，亦可使用含H氣體+含O氣體(還原氣體+氧化氣體)。此時，作為含H氣體、亦即還原氣體，亦可取代H 2氣體而使用氘(D 2)氣。作為含H及O之反應體，可使用此等中之1種以上。
尚且，本說明書中「H 2氣體+O 2氣體」般之2 種氣體的合併記載，意指H 2氣體與O 2氣體的混合氣體。於供給混合氣體的情況，可將2種氣體於供給管內混合(預混合)後，再供給至處理室201內；亦可將2種氣體由不同之供給管分別供給至處理室201內，再於處理室201內混合(後混合)。
作為觸媒，可使用例如與上述步驟A1中所例示之各種觸媒相同的觸媒。
[實施既定次數] 藉由將使上述步驟A1與步驟A2非同時、亦即未同期而交替進行的周期進行既定次數(m次，m為1以上之整數)，如圖4(b)所示般，可於晶圓200之第1膜之表面上形成(成長)所需厚度之第1層。上述周期較佳係重複複數次。亦即，較佳係使每1周期所形成之第2前驅層之厚度較所需厚度薄，重複上述周期複數次，直到藉由積層第2前驅層所形成之第1層的厚度成為所需厚度為止。
藉由進行上述周期既定次數而形成之第1層，係於後述步驟B中被蝕刻時，可產生與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X。步驟B中，係使用由第1層所產生之物質X與蝕刻劑的混合物，對第1層與第1膜之至少一部分進行蝕刻。藉此，第1層可視為對第1膜之蝕刻促進層，或可視為對第1膜具有蝕刻促進作用。
例如，於使用上述原料、反應體、觸媒的情況，藉由進行上述周期既定次數，可於第1膜之表面上形成含H及O之第1層。第1層中之H及O較佳係作為含H及O之化合物而含於第1層中。亦即，第1層較佳係含有含H及O之化合物。含H及O之第1層較佳係含有例如H 2O作為含H及O之化合物。亦即，第1層可含有H及O，較佳為可含有含H及O之化合物，更佳可含有H 2O。藉由第1層含有H及O、較佳為含有H 2O，則於後述步驟B對第1層進行蝕刻時，可有效率地使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生。
如上述般第1層含有H 2O作為含H及O之化合物時，可認為第1層所含之H 2O分子係例如藉由與第1層中其他成分(分子)進行氫鍵結，而保持於第1層中。因此，若對於第1層中保持著H 2O分子之狀態的第1層進行蝕刻，則上述氫鍵被切斷，H 2O分子成為氣體由第1層脫離並釋出。如此，第1層所含H 2O係在後述步驟B對第1層進行蝕刻時，物質X係由第1層產生作為。亦即，在對含H 2O之第1層進行蝕刻時，係產生H 2O作為物質X。又，亦有第1層中之H 2O分子在對第1層進行蝕刻時或在其他時刻成為液體而滲出於第1層表面的情形。
又，在第1層含有H 2O時，較佳係使第1層所含H 2O量較第1膜所含H 2O量多。藉此，可使超過後述步驟B中對第1膜進行蝕刻時所產生之物質X(於此為H 2O)之量的物質X(於此為H 2O)，在對第1膜進行蝕刻時、更正確而言為在第1膜之蝕刻開始時產生。藉此，可更加促進第1膜之蝕刻。又，此情況亦包括第1膜所含H 2O量為零的情況、亦即第1膜不含H 2O的情況。此時，藉由使第1層中些微含有H 2O，即可使第1層所含H 2O量較第1膜所含H 2O量多。
又，例如於使用上述原料、反應體、觸媒的情況，藉由進行上述周期既定次數，可於第1膜之表面上，形成屬於氧化層之氧化矽層(SiO層)或氧碳化矽(SiOC層)作為第1層。在第1層為氧化層時，於後述步驟B對第1層進行蝕刻時，可藉由蝕刻劑與第1層進行化學反應而生成物質X。此時，氧化層可含有H 2O作為含H及O之化合物。亦即，此時，亦可於第1膜之表面上形成含H 2O之氧化層作為第1層。在第1層為含H 2O之氧化層時，對第1層進行蝕刻時，使物質X(於此為H 2O)由第1層脫離、釋出，不僅可有效率地產生物質X，亦可藉由蝕刻時之第1層與蝕刻劑的化學反應而生成物質X(於此為H 2O)。
如上述，在形成含有H 2O之氧化層作為第1層時，對第1層進行蝕刻時，產生由第1層脫離之物質X、以及藉由第1層與蝕刻劑之化學反應所生成的物質X。此時，相較於形成未藉由與蝕刻劑之化學反應而生成物質X的第1層的情況，可使第1層蝕刻時所產生之物質X之量增多。藉此，對第1膜進行蝕刻時、更正確而言於第1膜之蝕刻開始時，由於物質X存在較多，故可更加促進第1膜之蝕刻。
本步驟中，藉由調整形成第1層時之處理時間、亦即上述周期之實施次數，可得到所需厚度之第1層。而且，藉由本步驟所形成之第1層厚度，可控制後述步驟B中第1膜之蝕刻量。此係由於可藉由第1層厚度改變對第1層進行蝕刻時由第1層產生之物質X之量所致。例如，若為相同組成之第1層，第1層厚度越厚則由第1層產生之物質X之量越多；第1層厚度越薄則由第1層產生之物質X之量越少。藉由增厚第1層厚度，使由第1層產生之物質X之量增多，則可更加促進第1膜之蝕刻。又，藉由改變第1層厚度，可調整由第1層生成之物質X之量，亦可控制第1膜之蝕刻量。結果，可更加提高第1膜之蝕刻量的控制性或均勻性。
尚且，本步驟之處理溫度、亦即形成第1層時之處理溫度較佳係設為較形成第1膜時之處理溫度低。藉由如此設定，例如可容易如上述般使第1層所含H 2O量較第1膜所含H 2O量多。此係由於處理溫度越低，則H 2O越容易攝入至層或膜中；處理溫度越高，則H 2O越難攝入至層或膜中所致。如此，藉由使形成第1層時之處理溫度較形成第1膜時之處理溫度低，可使第1層所含H 2O量、亦即物質X量較第1膜多。藉此，對第1膜進行蝕刻時、更正確而言於第1膜之蝕刻開始時，可生成超過對第1膜進行蝕刻時所生成之物質X之量的物質X，可更加促進第1膜之蝕刻。
尚且，在使形成第1層時之處理溫度較形成第1膜時之處理溫度低時，有第1層含有H及O的情況，亦有含H 2O的情況，亦有屬於氧化層的情況，亦有屬於含H 2O之氧化層的情況。又，上述第1膜亦有含有含O膜的情況，亦有含有不含O膜的情況。例如本步驟中，可使形成屬於含H 2O之氧化層的第1層時的處理溫度，較形成屬於含O層之第1膜時的處理溫度低。
(步驟B) 步驟B係於進行步驟A後，對晶圓200供給蝕刻劑，藉此對第1層、與第1膜之至少一部分進行蝕刻。本步驟中，在對第1層進行蝕刻時，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用物質X與蝕刻劑之混合物，對第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。
具體而言，打開閥243e，使蝕刻劑流通於氣體供給管232e內。蝕刻劑係藉由MFC241e進行流量調整，經由氣體供給管232b、噴嘴249b供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，由晶圓200側方對晶圓200供給蝕刻劑(供給蝕刻劑)。此時，亦可打開閥243f~243h，分別經由噴嘴249a~249c對處理室201內供給惰性氣體。
於後述處理條件下，如圖4(c)所示般，對晶圓200供給蝕刻劑，則形成於第1膜之表面上之第1層的蝕刻開始。第1層之蝕刻開始時，如圖4(d)所示，由第1層依氣體釋出物質X，所釋出之物質X與對晶圓200供給之蝕刻劑混合。於如此所得之物質X與蝕刻劑的混合物中，物質X與蝕刻劑進行反應，生成經活性化的蝕刻劑，藉此依序對第1層、接著第1膜進行蝕刻。藉由以物質X與蝕刻劑之混合物所進行之蝕刻持續，則如圖4(e)所示般，第1層與第1膜之一部分被蝕刻。
如此，物質X雖然於單獨時無助於蝕刻，但藉由與蝕刻劑進行反應而成為可促進蝕刻的物質。亦即，物質X可視為藉由與蝕刻劑進行反應而促進蝕刻的物質，亦可視為使蝕刻劑活性化的物質。又，物質X係除了為由第1層釋出之氣體的情況之外，亦有包含液體的情況。例如，在對第1層進行蝕刻時，在物質X依液體滲出至第1層表面的情況下，藉由使用此液體之物質X與對晶圓200供給之蝕刻劑的混合物，可進行第1層與第1膜之至少一部分的蝕刻。
又，在第1層之蝕刻時，係由第1層持續產生物質X。藉此，即使在第1層經蝕刻而消失後才開始第1膜蝕刻時，由第1層所產生之物質X仍殘存著，藉由此物質X，可使對晶圓200所供給之蝕刻劑活性化。藉此， 混合物中之物質X之比例成為零為止，可進行第1膜之蝕刻。亦即，本步驟係藉由對第1層進行蝕刻時所產生之物質X，使對晶圓200供給之蝕刻劑活性化，而除了可對第1層進行蝕刻之外，對第1膜之至少一部分亦可進行蝕刻。尚且，即使第1膜為僅藉由蝕刻劑無法直接進行蝕刻之膜、或僅藉由蝕刻劑難以直接進行蝕刻之膜，仍可對其至少一部分進行蝕刻。
本步驟中，對第1層進行蝕刻時產生之物質X可含有H及O，較佳為可含有H 2O。藉由物質X含有H及O、較佳為含有H 2O，可有效率地使蝕刻劑活性化，可更加促進第1膜之蝕刻。結果可更穩定地進行第1膜蝕刻。
作為於步驟B中供給蝕刻劑時的處理條件，可例示： 處理溫度：室溫(25℃)~300℃、較佳為室溫~200℃ 處理壓力：1~1333Pa 蝕刻劑供給流量：0.001~2slm 蝕刻劑供給時間：1秒~100分鐘、較佳為1分鐘~60分鐘 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~20slm。
第1層與第1膜之至少一部分的蝕刻結束後，關閉閥243e，停止蝕刻劑對處理室201內的供給。然後，藉由與步驟A1中之沖洗相同的處理程序、處理條件，將殘留於處理室201內之氣體狀物質等由處理室201內排除(沖洗)。又，於本步驟進行沖洗時之處理溫度較佳係設為與供給蝕刻劑時之處理溫度相同的溫度。
尚且，步驟B之處理溫度亦可設為與步驟A之處理溫度相同。此時，可削減變更處理溫度所需時間，可提升基板處理之產率。
作為蝕刻劑，可使用例如含氟(F)氣體。作為含F氣體，可使用例如三氟化氯(ClF 3)氣體、氟化氯(ClF)氣體、氟化氮(NF 3)氣體、氟化氫(HF)氣體、氟(F 2)氣等。又，作為蝕刻劑可使用例如含H及F之氣體。作為含H及F之氣體，可使用例如HF氣體。HF氣體有如含F氣體，亦可為含H及F氣體。作為蝕刻劑，可使用此等中之一種以上。
在蝕刻劑為含F氣體時，於對第1層進行蝕刻時，可有效率地產生物質X。又，在蝕刻劑為含H及F之氣體時，於對第1層進行蝕刻時，不僅可有效率地產生物質X，亦可藉由蝕刻時之蝕刻劑與第1層之化學反應而生成物質X。又，上述第1層有為含H及O的情況，亦有含H 2O的情況，亦有為氧化層的情況，亦有為含H 2O之氧化層的情況。例如在蝕刻劑為含H及F之氣體的情況，對屬於含H 2O之氧化層的第1層進行蝕刻時，不僅可使作為物質X之H 2O由第1層脫離而有效率地產生，亦可藉由蝕刻時之蝕刻劑與第1層之化學反應生成作為物質X的H 2O。
於此，以物質X為H 2O、蝕刻劑為HF、第1膜為SiO膜之情況下的蝕刻為一例進行說明。於此例的情況，屬於物質X之H 2O與屬於蝕刻劑之HF之間，係發生以下所示化學反應，分別進行離子化，生成經活性化之蝕刻劑(HF 2 -)。然後，屬於第1膜之SiO膜、與經活性化之蝕刻劑(HF 2 -)及H 3O +之間，發生以下所示化學反應，而進行蝕刻。
[化1]
如上述般，若使用物質X與蝕刻劑的混合物，物質X與蝕刻劑進行反應，生成經活性化之蝕刻劑，藉此可對第1膜進行蝕刻。如此，對第1膜進行蝕刻時，必須與蝕刻劑一起使用物質X。因此，對第1膜進行蝕刻時，若混合物中之物質X之比例成為零、亦即對晶圓200僅供給蝕刻劑，則第1膜之蝕刻停止。亦即，第1膜之蝕刻可視為在混合物中之物質X之比例成為零為止前均進行。因此，步驟A中，藉由形成含H 2O之氧化層作為第1層，由第1層產生更多之物質X，則可更加促進第1膜之蝕刻。
尚且，本步驟中，在對第1膜之至少一部分進行蝕刻時亦可產生物質X。例如，在第1膜含有SiO膜等之含O膜的情況，與第1層同樣地，在對第1膜進行蝕刻時可產生物質X(例如H 2O)。亦即，在使用物質X與蝕刻劑之混合物對屬於含O膜之第1膜進行蝕刻時，屬於含O膜之第1膜在被蝕刻的同時，可藉由與蝕刻劑進行化學反應而生成物質X。因此，在第1膜含有含O膜的情況，在對此第1膜進行蝕刻時持續生成物質X，混合物中之物質X之比例不致成為零，蝕刻反應成為不飽和，可更加促進第1膜之蝕刻。又，此情況下，亦可對第1膜之全部進行蝕刻。
又，本步驟中，在對第1膜之至少一部分進行蝕刻時亦可不使物質X產生。例如，在第1膜含有SiN膜等不含O膜的情況，對第1膜進行蝕刻時，可使物質X(例如H 2O)不產生。亦即，在使用物質X與蝕刻劑之混合物對屬於不含O膜之第1膜進行蝕刻時，混合物中之物質X之比例逐漸減少。然後，在混合物中之物質X之比例不成為零之前提下蝕刻持續進行，當混合物中之物質X之比例成為零則蝕刻停止。藉此，在第1膜含有不含O膜的情況，本步驟中，可使蝕刻反應達到飽和，可更加提高蝕刻量之控制性或均勻性。
尚且，本步驟中，即使在由第1膜產生物質X的情況下，藉由控制物質X由第1膜之生成速度、由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度間的平衡，則可控制第1膜之蝕刻反應之飽和特性(飽和、不飽和)。於此，所謂由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度，係指由第1膜生成之物質X未與蝕刻劑進行反應，並由其反應系統脫離的速度。
例如在設為物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度小的處理條件(例如第1處理溫度)，使物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度小的情況，可使第1膜之蝕刻反應達到飽和。此時，在使用物質X與蝕刻劑之混合物對第1膜進行蝕刻時，雖然由第1膜生成物質X，但此物質X之大部分未參與與蝕刻劑的反應而由反應系統脫離。其結果，隨著蝕刻進行，混合物中之物質X之比例逐漸減少。然後，在混合物中之物質X之比例不成為零之前提下蝕刻持續進行，當混合物中之物質X之比例成為零則蝕刻停止。亦即，發生與第1膜含有不含O膜之情況相同的蝕刻反應。如此，藉由使物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度小，可使蝕刻反應達到飽和，可更加提高蝕刻量之控制性或均勻性。
又，例如在設為物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度大的處理條件(例如較上述第1處理溫度低之第2處理溫度)，使物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度大的情況，可使第1膜之蝕刻反應成為不飽和。此時，由第1膜生成之物質X中，與蝕刻劑進行反應之物質X的比例大於未與蝕刻劑進行反應而由反應系統脫離之物質X的比例。其結果，對第1膜進行蝕刻時物質X持續生成，混合物中之物質X之比例不成為零，故蝕刻反應呈不飽和，蝕刻持續地進行。如此，藉由使物質X由第1膜之生成速度較由第1膜生成之物質X從反應系統的脫離速度大，使蝕刻劑與物質X之反應持續發生，則可使蝕刻反應呈不飽和，可更加促進第1膜之蝕刻。
(實施既定次數) 藉由將使上述步驟A與步驟B非同時、亦即未同期而交替進行的周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)，使屬於蝕刻對象膜之第1膜之一部分被蝕刻。上述周期較佳係重複複數次。亦即，較佳係使每1周期被蝕刻之第1膜之厚度較第1膜之所需蝕刻厚度薄，重複上述周期複數次，直到第1膜之蝕刻厚度成為所需厚度(深度)為止。藉由重複上述周期複數次，亦可對第1膜之全部進行蝕刻。
(後沖洗及大氣壓恢復) 蝕刻完成後，由噴嘴249a~249c之各者將作為沖洗氣體之惰性氣體供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。藉此，沖洗處理室201內，將殘留於處理室201內之氣體或反應副產物等由處理室201內去除(後沖洗)。其後，將處理室201內之環境置換為惰性氣體(惰性氣體置換)，使處理室201內之壓力恢復為常壓(大氣壓恢復)。
(晶舟卸載及晶圓卸除) 其後，藉由晶舟升降機115使密封蓋219下降，使岐管209之下端開口。然後，將處理完畢之晶圓200依被晶舟217支持之狀態從岐管209之下端搬出至反應管203的外部(晶舟卸載)。晶舟卸載後，使擋門219s移動，將岐管209之下端開口經由O型環220c藉由擋門219s密封(擋門關閉)。處理完畢之晶圓200被搬出至反應管203之外部後，由晶舟217取出(晶圓卸除)。
步驟A、步驟B較佳係於同一處理室內(in-situ)進行。藉此，藉由步驟A於晶圓200之第1膜之表面上形成第1層後，可使晶圓200不致暴露於大氣、亦即保持晶圓200表面之清潔狀態而進行步驟B，可適當地進行屬於蝕刻對象膜之第1膜的蝕刻。
(3)本態樣之效果 根據本態樣，可獲得以下所示之一種或複數種效果。
於步驟B，係對在屬於蝕刻對象膜(被蝕刻膜)之第1膜的表面上經形成第1層(蝕刻促進層)後的晶圓200，供給蝕刻劑，而對第1層與第1膜之至少一部分進行蝕刻。於此步驟中，對第1層進行蝕刻時，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，藉由使用此物質X與蝕刻劑的混合物，對第1層與第1膜之至少一部分進行蝕刻。如此，即使在第1膜為與蝕刻劑間之反應性低、僅藉由蝕刻劑無法直接進行蝕刻的膜，或僅藉由蝕刻劑難以直接進行蝕刻的膜的情況，仍可對第1膜進行充分蝕刻。亦即，可促進屬於蝕刻對象膜之第1膜的蝕刻。又，對屬於蝕刻對象膜之第1膜亦可控制性佳地進行穩定蝕刻，亦可提高第1膜之蝕刻量的控制性或均勻性。
步驟A係對晶圓200供給原料、含H及O之反應體作為處理劑。具體而言，步驟A係將交替進行對晶圓200供給原料之步驟A1、與對晶圓200供給含H及O之反應體之步驟A2的周期進行既定次數，於步驟A1及步驟A2中之至少任一者中，對晶圓200進一步供給觸媒。如此，可使第1層中有效地含有H及O、較佳為H 2O。亦即，藉由步驟A，可形成含有H及O、較佳為H 2O的第1層。藉此，對第1層進行蝕刻時，可使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X有效率地產生，可促進第1膜之蝕刻。又，步驟A中，亦可視處理條件而省略觸媒供給。
又，藉由步驟A，亦可形成屬於含H 2O之氧化層的第1層。藉此，對第1層進行蝕刻時，不僅可使物質X由第1層脫離而有效率地產生，亦可藉由蝕刻時第1層與蝕刻劑之化學反應而生成物質X。結果，可於對第1膜進行蝕刻時、更正確而言為於開始第1膜之蝕刻時，使超過對第1膜進行蝕刻時所產生成之物質X之量的物質X產生，可更加促進第1膜之蝕刻。
由於物質X為與蝕刻劑進行反應而促進蝕刻的物質，故即使是僅藉由蝕刻劑無法直接蝕刻的膜、或僅藉由蝕刻劑難以直接蝕刻的膜的情況，仍可對第1膜進行蝕刻。亦即，可促進屬於蝕刻對象膜之第1膜的蝕刻。又，亦可對屬於蝕刻對象膜之第1膜控制性佳地進行穩定蝕刻，亦可提高第1膜之蝕刻量之控制性或均勻性。尤其在藉由與蝕刻劑進行反應而促進蝕刻的物質X含有H及O、較佳為H 2O的情況，可更加提高此等效果。
(4)變形例 本態樣之晶圓200之表面或處理時序可如以下所示變形例進行變更。此等變形例可任意組合。在未特別說明之前提下，各變形例之各步驟中之處理程序、處理條件可設為與上述基板處理時序之各步驟中之處理程序、處理條件相同。
(變形例1) 如圖5(a)所示，晶圓200之表面亦可具有第1膜、第2膜。亦即，於晶圓200之表面係除了第1膜之外，亦可具有第2膜。此情況下，如以下所示處理時序般，亦可進一步進行：在進行步驟A前，藉由對晶圓200供給改質劑，於第2膜之表面形成抑制劑層作為第2層的步驟C。以下所示處理時序係例示了在將包含步驟A與步驟B之周期進行既定次數前，進行1次步驟C的例子。本變形例中，可於晶圓200表面之屬於蝕刻對象膜之第1膜、與屬於非蝕刻對象膜之第2膜中，選擇性地對第1膜進行蝕刻。
改質劑→[(原料+觸媒→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n 改質劑→[(原料+觸媒→反應體) m→蝕刻劑] n 改質劑→[(原料→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n
針對本變形例中處理時序之例子，主要使用圖5(a)~圖5(f)進行說明。以下，為了方便，針對代表性例子之第1膜(蝕刻對象膜)為不含O膜的SiN膜、第2膜(非蝕刻對象膜)為含O膜之SiO膜的情況進行說明。
(步驟C) 如同上述態樣之處理時序，進行晶圓充填、晶舟裝載、壓力調整及溫度調整後，進行步驟C。步驟C係如圖5(a)所示，藉由對表面具有第1膜與第2膜之晶圓200供給改質劑，於第2膜之表面形成作為第2層之抑制劑層。
具體而言，打開閥243a，於氣體供給管232a內流通改質劑。改質劑係藉由MFC241a進行流量調整，經由噴嘴249a供給至處理室201內，並由排氣口231a排氣。此時，由晶圓200側方對晶圓200供給改質劑(改質劑供給)。此時，亦可打開閥243f~243h，經由噴嘴249a~249c之各者對處理室201內供給惰性氣體。
藉由於後述處理條件下對晶圓200供給改質劑，使屬於構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分的抑制劑分子選擇性地化學吸附於晶圓200之第2膜之表面，如圖5(b)所示，可於第2膜之表面選擇性地形成第2層(抑制劑層)。抑制劑層由於可產生阻礙形成第1層之反應的作用，故亦稱為反應阻礙層(吸附阻礙層)。本步驟中所形成之抑制劑層含有屬於由改質劑衍生之殘基的構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分。抑制劑層係於步驟A中，防止原料(處理劑)對第2膜之表面的吸附，阻礙(抑制)於第2膜之表面上形成第1層的情形。又，抑制劑層為被覆第2膜之表面的層，於步驟B中，亦可阻礙(抑制)第2膜之蝕刻。如此，由於第2層可產生蝕刻阻礙作用，故亦可稱為蝕刻阻礙層。
作為構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分、亦即抑制劑分子，可例示例如三甲基矽基(-SiMe 3)或三乙基矽基(-SiEt 3)等三烷基矽基。三烷基矽基係包含屬於烴基之一種的烷基。在抑制劑分子含有此等的情況下，三甲基矽基或三乙基矽基之Si吸附於晶圓200之第2膜之表面上的吸附點。在第2膜為SiO膜時，第2膜之表面含有OH終端(OH基)作為吸附點，三甲基矽基或三乙基矽基之Si與第2膜之表面之OH終端(OH基)的O鍵結，第2膜之表面成為由甲基或乙基等烷基所終端。對第2膜之表面進行終端之以甲基(三甲基矽基)或乙基(三乙基矽基)等之烷基(烷基矽基)為代表的烴基，係構成抑制劑層，於步驟A中，阻礙(抑制)原料(處理劑)對第2膜之表面的吸附，可阻礙(抑制)於第2膜之表面上形成第1層之反應的進行。又，對第2膜之表面進行終端之烴基，係於步驟B中，亦可阻礙(抑制)第2膜之蝕刻。
尚且，在吸附於第2膜之表面上之吸附點的抑制劑分子為三甲基矽基(-SiMe 3)或三乙基矽基(-SiEt 3)等三烷基矽基時，抑制劑分子含有烷基(烷基矽基)，抑制劑層含有烷基(烷基矽基)終端。在抑制劑層含有烷基(烷基矽基)終端等烴基終端的情況，可得到高反應阻礙效果(吸附阻礙效果)。又，烷基(烷基矽基)終端、烴基終端亦分別稱為烷(烷基矽)終端、烴終端。
尚且，本步驟中，雖然亦有於晶圓200之第1膜之表面之一部分吸附構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分的情形，但其吸附量僅為些微，對晶圓200之第2膜之表面的吸附量則壓倒性地多。之所以可進行此種選擇性(優先性)吸附的理由在於，將本步驟之處理條件設為於處理室201內改質劑不氣相分解的條件所致。又，相對於屬於SiO膜之第2膜之表面的全區域經OH終端，屬於SiN膜之第1膜之表面之大部分區域未經OH終端所致。本步驟中，由於處理室201內改質劑不氣相分解，故於第1膜之表面及第2膜之表面，構成改質劑之分子之分子構造之至少一部分不致多重堆積，構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分係於第1膜之表面及第2膜之表面中，選擇性地吸附於第2膜之表面，藉此，第2膜之表面選擇性地由構成改質劑之分子之分子構造的至少一部分所終端。
作為步驟C中供給改質劑時之處理條件，可例示： 處理溫度：室溫(25℃)~500℃、較佳為室溫~250℃ 處理壓力：5~2000Pa、較佳為10~1000Pa 改質劑供給流量：0.001~3slm、較佳為0.001~0.5slm 改質劑供給時間：1秒~120分鐘、較佳為30秒~60分鐘 惰性氣體供給流量(每氣體供給管)：0~20slm。
尚且，亦可將步驟C之處理溫度設為與步驟A之處理溫度及步驟B之處理溫度相同。此時，可削減變更處理溫度所需時間，可提升基板處理之產率。
於晶圓200之第2膜之表面選擇性地形成抑制劑層後，關閉閥243a，停止改質劑對處理室201內的供給。然後，藉由與上述步驟A1中之沖洗相同的處理程序、處理條件，將處理室201內殘留之氣體狀物質等由處理室201內排除(沖洗)。又，本步驟中進行沖洗時之處理溫度，較佳為設為與供給改質劑時之處理溫度相同。
作為改質劑，可使用例如具有於Si直接鍵結了胺基之構造的化合物，或具有於Si直接鍵結了胺基與烷基之構造的化合物。作為此等化合物中之胺基，較佳係經甲基或乙基等烷基取代的取代胺基。
作為改質劑，可使用例如(二甲基胺基)三甲基矽烷((CH 3) 2NSi(CH 3) 3)、(二乙基胺基)三乙基矽烷((C 2H 5) 2NSi(C 2H 5) 3)、(二甲基胺基)三乙基矽烷((CH 3) 2NSi(C 2H 5) 3)、(二乙基胺基)三甲基矽烷((C 2H 5) 2NSi(CH 3) 3)、(二丙基胺基)三甲基矽烷((C 3H 7) 2NSi(CH 3) 3)、(二丁基胺基)三甲基矽烷((C 4H 9) 2NSi(CH 3) 3)、(三甲基矽基)胺((CH 3) 3SiNH 2)、(三乙基矽基)胺((C 2H 5) 3SiNH 2)、(二甲基胺基)矽烷((CH 3) 2NSiH 3)、(二乙基胺基)矽烷((C 2H 5) 2NSiH 3)、(二丙基胺基)矽烷((C 3H 7) 2NSiH 3)、(二丁基胺基)矽烷((C 4H 9) 2NSiH 3)等。作為改質劑，可使用此等中一種以上。
又，作為改質劑，可使用例如雙(二甲基胺基)二甲基矽烷([(CH 3) 2N] 2Si(CH 3) 2)、雙(二乙基胺基)二乙基矽烷([(C 2H 5) 2N] 2Si(C 2H 5) 2)、雙(二甲基胺基)二乙基矽烷([(CH 3) 2N] 2Si(C 2H 5) 2)、雙(二乙基胺基)二甲基矽烷([(C 2H 5) 2N] 2Si(CH 3) 2)、雙(二甲基胺基)矽烷([(CH 3) 2N] 2SiH 2)、雙(二乙基胺基)矽烷([(C 2H 5) 2N] 2SiH 2)、雙(二甲基胺基二甲基矽基)乙烷([(CH 3) 2N(CH 3) 2Si] 2C 2H 6)、雙(二丙基胺基)矽烷([(C 3H 7) 2N] 2SiH 2)、雙(二丁基胺基)矽烷([(C 4H 9) 2N] 2SiH 2)、雙(二丙基胺基)二甲基矽烷([(C 3H 7) 2N] 2Si(CH 3) 2)、雙(二丙基胺基)二乙基矽烷([(C 3H 7) 2N] 2Si(C 2H 5) 2)、(二甲基矽基)二胺((CH 3) 2Si(NH 2) 2)、(二乙基矽基)二胺((C 2H 5) 2Si(NH 2) 2)、(二丙基矽基)二胺((C 3H 7) 2Si(NH 2) 2)、雙(二甲基胺基二甲基矽基)甲烷([(CH 3) 2N(CH 3) 2Si] 2CH 2)、雙(二甲基胺基)四甲基二矽烷([(CH 3) 2N] 2(CH 3) 4Si 2)等。作為改質劑，可使用此等中之一種以上。
步驟C結束後，與上述態樣之處理時序同樣地，將包含步驟A與步驟B之周期實施既定次數(n次，n為1以上之整數)。又，步驟A中，如圖5(c)所示，對在第2膜之表面形成了第2層(抑制劑層)之晶圓200，供給處理劑，而於第1膜之表面上形成第1層。又，步驟B中，如圖5(d)所示，在對晶圓200供給蝕刻劑時，如圖5(e)所示般由第1層產生物質X，使用由第1層產生之物質X與對晶圓200供給之蝕刻劑的混合物，對第1層與第1膜之至少一部分進行蝕刻。藉由完成步驟B，如圖5(f)所示，使第2層之一部分、及第1層與第1膜之至少一部分被蝕刻。又，與上述態樣同樣地，上述周期較佳係重複複數次。又，與上述態樣同樣地，藉由將上述周期重複複數次，亦可對第1膜之全體進行蝕刻。
本變形例中之步驟A的處理程序、處理條件，可設為與上述態樣之處理時序中之步驟A的處理程序、處理條件相同。又，本變形例中之步驟B的處理程序、處理條件，可設為與上述態樣之處理時序中之步驟B的處理程序、處理條件相同。又，本變形例中，於進行步驟C前所進行的晶圓充填、晶舟裝載、壓力調整、溫度調整等，或進行步驟B後所進行之後沖洗、惰性氣體置換、大氣壓恢復、晶舟卸載、晶圓卸除等，可如同上述態樣之處理時序進行。
本變形例中，可得到與上述態樣相同的效果。又，根據本變形例，第1膜及第2膜中，可於第1膜之表面上選擇性地形成第1層；於第1膜及第2膜中，可選擇性地對第1膜進行蝕刻。
(變形例2) 亦可將變形例1中之步驟C，於包括步驟A與步驟B之周期內進行。亦即，包含步驟A與步驟B之周期亦可進一步包含步驟C。
例如，在將包含步驟A與步驟B之周期進行既定次數時，亦可於每周期中進行步驟C。此時，如以下所示之處理時序般，將包含步驟C、步驟A、步驟B之周期進行既定次數(n次，n為1以上之整數)。
[改質劑→(原料+觸媒→反應體+觸媒) ×m→蝕刻劑] ×n [改質劑→(原料+觸媒→反應體) ×m→蝕刻劑] ×n [改質劑→(原料→反應體+觸媒) ×m→蝕刻劑] ×n
又，例如如以下所示處理時序般，亦可於進行1次步驟C後，將進行包含步驟A與步驟B之周期既定次數(p次，p為2以上整數)之周期，進行既定次數(n次，n為1以上之整數)。此時，步驟C係在將包括步驟A與步驟B之周期進行既定次數(p次)時進行。 [改質劑→{(原料+觸媒→反應體+觸媒) ×m→蝕刻劑}×p] ×n [改質劑→{(原料+觸媒→反應體) ×m→蝕刻劑}×p] ×n [改質劑→{(原料→反應體+觸媒) ×m→蝕刻劑}×p] ×n
本變形例中，可得到與上述態樣及上述變形例1相同的效果。又，根據本變形例，在每回將步驟A與步驟B進行既定次數時，可對形成於第2膜之表面上之第2層(抑制劑層)進行修復及/或補強。例如，即使在由於進行步驟A與步驟B，第2層受到損傷而其機能降低的情況，此時，可對第2層進行修復及/或補強。藉此，可更加提高由第2層造成之反應阻礙作用與蝕刻阻礙作用。結果，可提高對第1膜(蝕刻對象膜)進行蝕刻時之選擇性。
(變形例3) 如以下所示處理時序般，亦可於進行步驟A或步驟C前，進一步進行對晶圓200之表面藉由洗淨劑進行洗淨的步驟D。藉由進行步驟D，例如可將形成於處理前晶圓200之表面的自然氧化膜去除。
洗淨劑→[(原料+觸媒→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[(原料+觸媒→反應體) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[(原料→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[改質劑→(原料+觸媒→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[改質劑→(原料+觸媒→反應體) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[改質劑→(原料→反應體+觸媒) m→蝕刻劑] n 洗淨劑→[改質劑→{(原料+觸媒→反應體+觸媒) m→蝕刻劑} p] n 洗淨劑→[改質劑→{(原料+觸媒→反應體) m→蝕刻劑} p] n 洗淨劑→[改質劑→{(原料→反應體+觸媒) m→蝕刻劑} p] n
洗淨劑可為氣體狀物質，亦可為液體狀物質。又，洗淨劑亦可為霧狀物質等之液體狀物質。作為洗淨劑，可使用例如上述含F氣體、乙酸(CH 3COOH)氣體、甲酸(HCOOH)氣體、六氟乙醯丙酮(C 5H 2F 6O 2)氣體、氫(H 2)氣等。又，作為洗淨劑，亦可使用乙酸水溶液、甲酸水溶液、後述各種洗淨液等。作為洗淨劑，可使用此等中一種以上。
例如於步驟D中，亦可使用HF水溶液作為洗淨劑，對晶圓200進行DHF洗淨。又，例如於步驟D中，亦可使用含有氨水與過氧化氫水與純水之洗淨液作為洗淨劑，對晶圓200進行SC-1洗淨(APM洗淨)。又，例如於步驟D中，亦可使用含有鹽酸與過氧化氫水與純水之洗淨液作為洗淨劑，對晶圓200進行SC-2洗淨(HPM洗淨)。又，例如於步驟D，亦可使用含有硫酸與過氧化氫水之洗淨液作為洗淨劑，對晶圓200進行SPM洗淨。
本變形例中，可獲得與上述態樣相同的效果。又，根據本變形例，可更適當地進行第1層於第1膜之表面上的形成、第2層(抑制劑層)於第2膜之表面上的形成。
＜本發明之其他態樣＞ 以上具體說明了本發明態樣。然而，本發明並不限定於上述態樣，在不脫離其要旨之範圍內可進行各種變更。
例如，晶圓200如上述般亦可具有SiO膜等含O膜及SiN膜等不含O膜中至少任一者作為蝕刻對象膜之第1膜。第1膜可為例如至少含有Si、O及N中至少任一者的膜，例如除了上述SiO膜、SiN膜以外，亦可為氧碳氮化矽膜(SiOCN膜)、氧氮化矽膜(SiON膜)、氧碳化矽膜(SiOC膜)等。又，例如晶圓200之第1膜亦可具有不同材質的複數種類之區域。又，例如晶圓200亦可具有於其表面難以形成作為第2層之抑制劑層的膜作為第1膜。本態樣中，可得到與上述態樣相同的效果。
又，例如晶圓200亦可具有於其表面容易形成作為第2層之抑制劑層的膜作為非蝕刻對象膜之第2膜。第2膜較佳係較第1膜更容易於其表面形成作為第2層之抑制劑層的膜。第2膜係例如除了上述SiO膜以外，亦可為SiOCN膜、SiON膜、SiOC膜、碳氮化矽膜(SiCN膜)、碳化矽膜(SiC膜)、硼碳氮化矽膜(SiBCN膜)、硼氮化矽膜(SiBN膜)、硼碳化矽膜(SiBC膜)、矽膜(Si膜)、鍺膜(Ge膜)、矽鍺膜(SiGe膜)等之含半導體元素之膜，或氮化鈦膜(TiN膜)、鎢膜(W膜)、鉬膜(Mo膜)、釕膜(Ru膜)、鈷膜(Co膜)、鎳膜(Ni膜)、銅膜(Cu膜)等之含金屬元素的膜，或非晶碳膜(a-C膜)，亦可為單結晶Si(Si晶圓)等。又，例如晶圓200亦可具有材質不同之複數種區域作為第2膜。本態樣中亦可獲得與上述態樣相同的效果。
又，例如作為晶圓200所具有之第1膜(蝕刻對象膜)與第2膜(蝕刻對象膜)的組合，係除了變形例1所示之第1膜為SiN膜、第2膜為SiO膜的組合之外，亦可為第1膜為SiO膜、第2膜為Si膜的組合，或第1膜為SiN膜、第2膜為Si膜的組合等。又，作為第1膜與第2膜的組合，亦可為第1膜所例示之各種膜中之至少任一者、與第2膜所例示之各種膜中至少任一者的組合。此情況下，相較於第1膜，於第2膜之表面較容易形成第2層。本態樣中，可獲得與上述態樣相同的效果。
各處理所使用之配方，較佳係配合處理內容而個別準備，經由電信通路或外部記憶裝置123事先儲存於記憶裝置121c內。然後，較佳係於開始各處理時，CPU121a由儲存於記憶裝置121c內之複數配方中，配合處理內容適當選擇適合的配方。藉此，可藉由1台基板處理裝置而再現性佳地實現各種膜種、組成比、膜質、膜厚之膜。又，可減低操作員的負擔、避免操作錯誤，並可迅速地開始各處理。
上述配方並不限定於新作成的情況，例如亦可藉由將已安裝於基板處理裝置之既存配方變更而準備。於變更配方的情況，可將變更後之配方經由電信通路或記錄有該配方之記錄媒體，安裝至基板處理裝置。又，亦可操作既存基板處理裝置所具備之輸入輸出裝置122，對基板處理裝置中已安裝之既存配方進行直接變更。
上述態樣中，係針對使用一次處理複數片基板之批次式基板處理裝置進行蝕刻處理的例子進行了說明。本發明並不限定於上述態樣，例如亦可適合應用於使用一次處理1片或數片基板之單片式基板處理裝置進行蝕刻處理的情況。又，上述態樣中，針對使用具有熱壁型處理爐之基板處理裝置進行蝕刻處理的例子進行了說明。本發明並不限定於上述態樣，亦適合應用於使用具有冷壁型處理爐之基板處理裝置進行蝕刻處理的情況。
於使用此等基板處理裝置之情況，亦可依與上述態樣或變形例相同之處理程序、處理條件進行各處理，可獲得與上述態樣或變形例相同之效果。
上述態樣或變形例可適當組合使用。此時之處理程序、處理條件可設為例如與上述態樣或變形例之處理程序、處理條件相同。 [實施例]
＜實施例1~3＞ 對於表面具有藉由CVD法所形成之SiN膜作為第1膜的晶圓，進行與上述態樣之步驟A相同的處理，於第1膜之表面上，形成含H 2O之SiO層作為第1層，分別製作實施例1~3之評價樣本1~3。製造評價樣本1~3時之步驟A中的處理條件，係設為上述步驟A之處理條件之範圍內的既定條件。其中，藉由使製作評價樣本1~3時之步驟A之處理時間(周期數)分別相異，而使評價樣本1~3之第1層(含H 2O之SiO層)的厚度分別相異。具體而言，將製作評價樣本1~3時之步驟A之處理時間(周期數)，依評價樣本1、2、3之順序增長(增多)，而使評價樣本1、2、3之第1層之厚度分別成為1~3nm、4~6nm、8~10nm。又，於製作任一評價樣本時，均使形成第1層時之處理溫度較藉由CVD法形成SiN膜時之處理溫度低。又，製作任一評價樣本時，均使用上述態樣例示之氯矽烷系氣體作為原料，使用上述態樣例示之含H及O之氣體作為含H及O之反應體，並使用上述態樣所例示之環狀胺系氣體作為觸媒。
＜實施例4~6＞ 對於表面具有藉由熱氧化法所形成之SiO膜作為第1膜的晶圓，進行與上述態樣之步驟A相同的處理，於第1膜之表面上，形成含H 2O之SiO層作為第1層，分別製作實施例4~6之評價樣本4~6。製造評價樣本4~6時之步驟A中的處理條件，係設為上述步驟A之處理條件之範圍內的既定條件。其中，藉由使製作評價樣本4~6時之步驟A之處理時間(周期數)分別相異，而使評價樣本4~6之第1層(含H 2O之SiO層)的厚度分別相異。具體而言，將製作評價樣本4~6時之步驟A之處理時間(周期數)，依評價樣本4、5、6之順序增長(增多)，而使評價樣本4、5、6之第1層之厚度分別成為1~3nm、4~6nm、8~10nm。又，於製作任一評價樣本時，均使形成第1層時之處理溫度較藉由熱氧化法形成SiO膜時之處理溫度低。又，製作任一評價樣本時，原料、含H及O之反應體、及觸媒均設為與製作評價樣本1~3時之各者相同。
對所製作之各評價樣本，進行與上述態樣之步驟B相同的處理，對第1膜進行蝕刻，並求得第1膜(SiN膜或SiO膜)之蝕刻量。又，步驟B之處理條件係設為上述態樣之步驟B之處理條件的範圍內的既定條件。又，進行蝕刻時，係使用上述態樣例示之含H及F之氣體作為蝕刻劑。
於圖6表示評價樣本1~3之結果，於圖7表示評價樣本4~6之結果。圖6及圖7中，橫軸表示蝕刻劑之供給時間(min)，縱軸表示SiN膜或SiO膜之蝕刻量(Å)。
由圖6可得知，評價樣本1~3之蝕刻量係隨著蝕刻劑之供給時間變長而增加，但在60min之後則幾乎不再增加。又，對在SiN膜之表面上未形成第1層之比較用評價樣本，經進行與對上述各評價樣本所進行之處理相同的處理後，結果確認到SiN膜幾乎無法進行蝕刻。亦即，可確認到相較於此比較用評價樣本，評價樣本1~3中可促進第1膜之蝕刻。
由圖7可得知，評價樣本4~6之蝕刻量係隨著蝕刻劑之供給時間變長而增加。又，對在SiO膜之表面上未形成第1層之比較用評價樣本，經進行與對上述各評價樣本所進行之處理相同的處理後，結果確認到SiO膜幾乎無法進行蝕刻。亦即，可確認到相較於此比較用評價樣本，評價樣本4~6中可促進第1膜之蝕刻。
又，於評價樣本1~3之情況，可知即使蝕刻劑之供給時間增長，在一定蝕刻量以上時不再被蝕刻。藉此，確認到在第1膜含有SiN膜般之未含O膜時，可使蝕刻反應達飽和。另一方面，在評價樣本4~6之情況，可知不同於評價樣本1~3之情況，藉由將蝕刻劑之供給時間增長，可使蝕刻量增加。藉此，確認到在第1膜含有SiO膜般之含O膜時，可使蝕刻反應成為不飽和。
又，得知在評價樣本1~6之任一情況下，若將第1層之厚度設為1~3nm以上，可促進第1膜之蝕刻。又，可知在評價樣本1~6之任一情況下，第1層之厚度越厚，第1膜之蝕刻量越多。藉此，亦確認到藉由步驟A中所形成之第1層之厚度，可控制步驟B中第1膜之蝕刻量。
115:晶舟升降器 115s:擋門開關機構 121:控制器 121a:CPU 121b:RAM 121c:記憶裝置 121d:I/O埠 121e:內部匯流排 122:輸入輸出裝置 123:外部記憶裝置 200:晶圓(基板) 201:處理室 202:處理爐 203:反應管 207:加熱器 209:岐管 217:晶舟 218:隔熱板 219:密封蓋 219s:擋門 220a,220b,220c:O型環 231:排氣管 231a:排氣口 232a,232b,232c,232d,232e,232f,232g,232h:氣體供給管 241a,241b,241c,241d,241e,241f,241g,241h:質量流量控制器(MFC) 243a,243b,243c,243d,243e,243f,243g,241h:閥 244:APC閥 245:壓力感應器 246:真空泵 248:積集型供給系統 249a,249b,249c:噴嘴 250a,250b,250c:氣體供給孔 255:旋轉軸 263:溫度感應器 267:旋轉機構 L:直線
圖1係本發明一態樣中適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以縱剖面圖顯示處理爐202部分的圖。 圖2係本發明一態樣中適合使用之基板處理裝置之縱型處理爐的概略構成圖，以圖1之A-A線剖面圖顯示處理爐202部分的圖。 圖3係本發明一態樣中適合使用之基板處理裝置之控制器121的概略構成圖，以方塊圖顯示控制器121之控制系統的圖。 圖4(a)為表示於表面具有第1膜之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖4(b)為表示由圖4(a)之狀態進行步驟A，於第1膜之表面上經形成第1層後之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖4(c)為表示由圖4(b)之狀態開始步驟B，對於第1膜之表面上經形成第1層之晶圓供給蝕刻劑時之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖4(d)為表示由圖4(c)之狀態繼續步驟B，對第1層進行蝕刻，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生時之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖4(e)為由圖4(d)之狀態進一步繼續步驟B，使用物質X與蝕刻劑之混合物，對第1層與第1膜之一部分進行蝕刻後之晶圓之表面部分的剖面概略圖。 圖5(a)為表示於表面具有第1膜與第2膜之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖5(b)為表示由圖5(a)之狀態進行步驟C，於第1膜及第2膜中，選擇性地於第2膜之表面經形成作為第2層之抑制劑層後之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖5(c)為表示由圖5(b)之狀態進行步驟A，選擇性地於第1膜之表面上經形成第1層後之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖5(d)為表示由圖5(c)之狀態開始步驟B，對於第2膜之表面上經形成第2層、且於第1膜之表面上經形成第1層之晶圓供給蝕刻劑時之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖5(e)為表示由圖5(d)之狀態繼續步驟B，對第1層進行蝕刻，使會與蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生時之晶圓之表面部分的剖面概略圖；圖5(f)為由圖5(e)之狀態進一步繼續步驟B，使用物質X與蝕刻劑之混合物，對第1層與第1膜之一部分進行蝕刻後之晶圓之表面部分的剖面概略圖。 圖6為表示實施例1~實施例3中之蝕刻量的圖表。 圖7為表示實施例4~實施例6中之蝕刻量的圖表。

Claims (24)

  1. 一種基板處理方法，係具有將包含下述步驟之周期進行既定次數的步驟： (a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之步驟；與 (b)藉由對上述基板供給蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟； 於(b)中，係在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1層含有氫及氧。
  3. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1層含有H 2O。
  4. 如請求項3之基板處理方法，其中，上述第1層所含H 2O之量係較上述第1膜所含H 2O之量多。
  5. 如請求項1之基板處理方法，其中，形成上述第1層時之處理溫度係較形成上述第1膜時之處理溫度低。
  6. 如請求項1之基板處理方法，其中，上述第1層為氧化層。
  7. 如請求項3之基板處理方法，其中，上述第1層為氧化層。
  8. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述蝕刻劑為含氟氣體。
  9. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述蝕刻劑為含氫及氟之氣體。
  10. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述物質X係藉由與上述蝕刻劑進行反應而促進蝕刻的物質。
  11. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述物質X包含氫及氧。
  12. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述物質X包含H 2O。
  13. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，於(a)中，係對上述基板供給原料、與含氫及氧之反應體，作為上述處理劑。
  14. 如請求項13之基板處理方法，其中，於(a)中，係交替進行(a1)對上述基板供給上述原料之步驟、與(a2)對上述基板供給上述反應體之步驟；且於(a1)及(a2)中至少任一步驟中，對上述基板進一步供給觸媒。
  15. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，藉由(a)中所形成之上述第1層之厚度，控制(b)中上述第1膜之蝕刻量。
  16. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述第1膜包含含氧膜。
  17. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，於(b)中，係在對上述第1膜之至少一部分進行蝕刻時亦產生上述物質X。
  18. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述第1膜包含未含氧膜。
  19. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，於(b)中，係在對上述第1膜之至少一部分進行蝕刻時，不產生上述物質X。
  20. 如請求項1至7中任一項之基板處理方法，其中，上述基板係於表面具有上述第1膜與第2膜； 該基板處理方法進一步具有：(c)於進行(a)前，藉由對上述基板供給改質劑，於上述第2膜之表面形成抑制劑層作為第2層的步驟。
  21. 如請求項20之基板處理方法，其中，上述周期係進一步含有(c)。
  22. 一種半導體裝置之製造方法，係具有將包含下述步驟之周期進行既定次數的步驟： (a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之步驟；與 (b)藉由對上述基板供給蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之步驟； 於(b)中，係在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。
  23. 一種基板處理裝置，係具有： 對基板進行處理之處理室； 對上述處理室內之基板供給處理劑的處理劑供給系統； 對上述處理室內之基板供給蝕刻劑的蝕刻劑供給系統；與 控制部，係構成為可控制上述處理劑供給系統及上述蝕刻劑供給系統，俾於上述處理室內，將包含下述處理之周期進行既定次數：(a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給上述處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之處理；與(b)藉由對上述基板供給上述蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之處理；於(b)中，係在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻。
  24. 一種藉由電腦使基板處理裝置執行下述程序的程式： 將包含下述程序之周期進行既定次數的程序； (a)藉由對於表面具有第1膜之基板供給處理劑，於上述第1膜之表面上形成第1層之程序，與 (b)藉由對上述基板供給蝕刻劑，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之程序；以及， 於(b)中，在對上述第1層進行蝕刻時，使會與上述蝕刻劑進行反應、但單獨時無助於蝕刻之物質X產生，使用該物質X與上述蝕刻劑之混合物，對上述第1層、與上述第1膜之至少一部分進行蝕刻之程序。
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