WO2025150417A1 - 基板処理方法 - Google Patents

基板処理方法

Info

Publication number
WO2025150417A1
WO2025150417A1 PCT/JP2024/045677 JP2024045677W WO2025150417A1 WO 2025150417 A1 WO2025150417 A1 WO 2025150417A1 JP 2024045677 W JP2024045677 W JP 2024045677W WO 2025150417 A1 WO2025150417 A1 WO 2025150417A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
metal element
metal
film
metal oxide
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.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/045677
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一希 山田
隆宏 米澤
健次 大内
勝利 石井
誠 村松
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 CN202480083409.6A priority Critical patent/CN122497919A/zh
Publication of WO2025150417A1 publication Critical patent/WO2025150417A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • This disclosure relates to a substrate processing method.
  • Patent Document 1 discloses a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises the steps of depositing an organic insulating film on a semiconductor substrate, selectively forming a silylated layer on the organic insulating film, and etching the organic insulating film using the silylated layer as a mask to form recesses in the organic insulating film that will become connection holes or wiring grooves.
  • the present disclosure provides a substrate processing method for forming a positive pattern mask.
  • a substrate processing method which includes the steps of preparing a substrate having a photoresist film containing a metal oxide containing a first metal element, performing an exposure process on the substrate to form an exposed portion and an unexposed portion in the photoresist film, supplying a metal-containing gas containing a second metal element different from the first metal element to the substrate to form a metal oxide film containing the second metal element on the exposed surface of the unexposed portion, and removing the exposed portion of the photoresist film using the metal oxide film as a mask.
  • FIG. 1 is a flow chart showing an example of a substrate processing method according to the first embodiment.
  • FIGS. 2 to 6B are examples of schematic diagrams of a substrate in each process.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a substrate.
  • FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the substrate viewed from above.
  • FIG. 3A is a schematic cross-sectional view cut along A-A in FIG. 3B.
  • FIG. 4B is a schematic cross-sectional view of the substrate viewed from above.
  • FIG. 4A and 4B is a schematic cross-sectional view of the substrate viewed from above.
  • FIG. 4A is a schematic cross-sectional view cut along A-A in FIG. 4B.
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view of the substrate viewed from above.
  • FIG. 5A is a schematic cross-sectional view cut along A-A in FIG. 5B.
  • FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of the substrate viewed from above.
  • FIG. 6A is a schematic cross-sectional view cut along A-A in FIG. 6B.
  • FIGS. 3B, 4B, 5B, and 6B are views seen from above, each configuration is illustrated with hatching similar to that of the cross sections of FIGS. 3A, 4A, 5A, and 6A.
  • the undercoat film 310 may be a laminated film in which a plurality of films, such as a silicon-containing film and a carbon-containing film, are laminated.
  • the undercoat film 310 as a laminated film may have a film such as an anti-reflective film (BARC: Bottom Anti-Reflective Coating).
  • BARC Bottom Anti-Reflective Coating
  • the base film 310 may be, for example, a film used as a hard mask.
  • step S102 a process is performed to form a photoresist film 320 on the substrate.
  • FIG. 2 is an example of a schematic diagram of the substrate after the photoresist film 320 has been formed.
  • a photoresist film 320 is formed on the undercoat film 310.
  • the photoresist film 320 is a film containing a metal oxide containing a first metal element.
  • the photoresist film 320 may be a metal oxide resist containing the first metal element, or may be a resin resist (chemically amplified resist (CAR)) using a metal oxide containing the first metal element as a sensitizer, and is not limited thereto.
  • the first metal element includes one or more of Sn, W, Te, Zn, Zr, Sb, In, and the like.
  • the metal oxide may be, for example, any one of SnO x (x is any number), WO x (x is any number), TeO x (x is any number), ZnO x (x is any number), ZrO x (x is any number), SbO x (x is any number), InO x (x is any number), and the like.
  • the valence or oxidation number of the first metal element in the photoresist film 320 is changed by exposure to EUV (Extreme Ultraviolet) in an exposure process (see S103) described later.
  • the photoresist film 320 is a negative type photoresist film.
  • EUV is irradiated onto the photoresist film 320 of the substrate through a photomask (not shown) having a predetermined pattern.
  • a photomask not shown
  • an exposed portion 321 irradiated with EUV and an unexposed portion 322 not irradiated with EUV are formed in the photoresist film 320.
  • the photoresist film 320 may have a reaction layer 321a (fully exposed portion) at the center of the exposed portion 321 and an unreacted material-containing layer 321b (intermediately exposed portion) at the outer periphery of the exposed portion 321.
  • the reaction layer 321a is a region that is sufficiently exposed to EUV and has changed the valence or oxidation number of the first metal element by EUV.
  • the unreacted material-containing layer 321b is a region that is not exposed to EUV sufficiently and has some of the first metal element remaining without changing its valence or oxidation number. In the unexposed portion 322, the first metal element remains without having been exposed to EUV light and without having changed in valence or oxidation number.
  • step S104 a process is performed to selectively form a metal oxide film 330 on the upper surface (exposed surface) of the unexposed portion 322 of the photoresist film 320.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams of an example of a substrate after the selective formation process of the metal oxide film 330. The selective formation process of the metal oxide film 330 will be described later with reference to FIGS. 7 and 8. As a result, the metal oxide film 330 is formed on the upper surface of the unexposed portion 322.
  • the metal oxide film 330 is formed on the upper surfaces of the unexposed portion 322 and the unreacted substance-containing layer 321b (intermediately exposed portion).
  • step S105 a resist etching process is performed.
  • Figures 5A and 5B are schematic diagrams of an example of the substrate after the resist etching process.
  • step S106 a metal oxide film etching process is performed.
  • Figures 6A and 6B are schematic diagrams of an example of a substrate after the metal oxide film etching process.
  • the metal oxide film 330 is removed by the etching process. Note that if the metal oxide film 330 does not affect other processes, the process of step S106 may be omitted.
  • a mask 320A can be formed on the substrate, with the portion exposed in the exposure process (S103) being the opening 325.
  • a positive pattern mask 320A can be formed on the substrate.
  • step S104 the process shown in step S104 will be explained using Figures 7 and 8.
  • the processing vessel 1 is made of a metal such as aluminum and has a generally cylindrical shape.
  • the processing vessel 1 accommodates a substrate W.
  • a loading/unloading port 11 is formed in the side wall of the processing vessel 1 for loading and unloading the substrate W.
  • the loading/unloading port 11 is opened and closed by a gate valve 12.
  • An annular exhaust duct 13 having a rectangular cross section is provided on the main body of the processing vessel 1.
  • a slit 13a is formed along the inner peripheral surface of the exhaust duct 13.
  • An exhaust port 13b is formed in the outer wall of the exhaust duct 13.
  • a ceiling wall 14 is provided on the upper surface of the exhaust duct 13 to close the upper opening of the processing vessel 1.
  • the space between the exhaust duct 13 and the ceiling wall 14 is airtightly sealed by a seal ring 15.
  • the mounting table 2 supports the substrate W horizontally within the processing vessel 1.
  • the mounting table 2 has a disk shape larger than the substrate W and is made of a ceramic material such as aluminum nitride (AlN) or a metal material such as an aluminum or nickel alloy.
  • a heater 21 for heating the substrate W is embedded inside the mounting table 2.
  • the heater 21 generates heat when powered by a heater power supply (not shown).
  • the substrate W is controlled to a predetermined temperature by controlling the output of the heater 21 using a temperature signal from a thermocouple (not shown) provided near the upper surface of the mounting table 2.
  • the mounting table 2 is provided with a cover member 22 made of ceramics such as alumina to cover the outer periphery of the upper surface and the side surfaces.
  • the mounting table 2 is supported by a support member 23.
  • the support member 23 extends from the center of the bottom surface of the mounting table 2 to below the processing vessel 1 through a hole formed in the bottom wall of the processing vessel 1, and its lower end is connected to a lifting mechanism 24.
  • the mounting table 2 is raised and lowered by the lifting mechanism 24 between a processing position shown by a solid line in FIG. 7 and a transport position shown by a two-dot chain line below that where the substrate W can be transported.
  • a flange 25 is attached to the support member 23 below the processing vessel 1.
  • a bellows 26 is provided between the bottom surface of the processing vessel 1 and the flange 25. The bellows 26 separates the atmosphere inside the processing vessel 1 from the outside air, and expands and contracts as the mounting table 2 is raised and lowered.
  • a processing space 38 is formed between the mounting table 2 and the shower plate 32, and the upper surface of the cover member 22 and the annular protrusion 34 are in close proximity to each other to form an annular gap 39.
  • the exhaust section 4 exhausts the inside of the processing vessel 1.
  • the exhaust section 4 includes an exhaust pipe 41 and an exhaust mechanism 42.
  • the exhaust pipe 41 is connected to the exhaust port 13b.
  • the exhaust mechanism 42 is connected to the exhaust pipe 41 and includes a vacuum pump, a pressure control valve, etc.
  • the exhaust mechanism 42 exhausts gas from inside the processing vessel 1 via the exhaust duct 13 and the exhaust pipe 41.
  • the gas supply unit 5 supplies various gases to the shower head 3.
  • the gas supply unit 5 has a gas supply source 51.
  • the gas supply source 51 supplies various process gases from the gas discharge hole 35 through the gas introduction hole 36 and the gas diffusion space 33 to the process space 38.
  • the control unit 6 is, for example, a computer, and includes a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), an auxiliary storage device, etc.
  • the CPU operates based on a program stored in the ROM or the auxiliary storage device, and controls the operation of the substrate processing apparatus.
  • the control unit 6 may be provided inside the substrate processing apparatus, or may be provided externally. When the control unit 6 is provided externally to the substrate processing apparatus, the control unit 6 can control the substrate processing apparatus via a communication network, such as a wired or wireless network.
  • FIG. 8 is a flow chart showing an example of a film formation process in a substrate processing apparatus.
  • a metal-containing gas containing a second metal element different from the first metal element is supplied to the substrate as a precursor gas (film forming gas).
  • the control unit 6 controls the gas supply unit 5 to supply a metal-containing gas containing the second metal element into the processing vessel 1.
  • the second metal element includes one or more of Al, Ti, Ga, Ru, Hf, and Sn, W, Te, Zn, Zr, Sb, In, etc., only if they are not used as the first metal element.
  • the second metal element may be selected from “Al, Ti, Ga, Ru, Hf” and "Sn, W, Te, Zn, Zr, Sb, In” excluding the element selected as the first metal element.
  • the metal-containing gas containing the second metal element includes, for example, one or more of TMA (trimethylaluminum), TDMAT (tetrakis(dimethylamino)titanium), TEGa (triethylgallium), Ru3CO12 , etc. Furthermore, by setting the temperature lower than the temperature at which the metal-containing gas forms a film by thermal decomposition, formation of the metal oxide film 330 on the upper surface of the exposed portion 321 is suppressed.
  • an inert gas is supplied to the substrate.
  • the control unit 6 controls the gas supply unit 5 to supply the inert gas into the processing chamber 1.
  • the inert gas is a gas that is inert to the photoresist film 320 and the metal-containing gas.
  • the inert gas includes one or more of nitrogen (N 2 ) gas, Ar gas, He gas, etc.
  • N 2 nitrogen
  • Ar gas Ar gas
  • He gas He gas
  • step S204 the control unit 6 determines whether the processes of steps S202 and S203 have been repeated a predetermined number of times. If they have not been repeated the predetermined number of times (S204: NO), the control unit 6 returns to step S202 and repeats the process. When the thickness of the metal oxide film 330 reaches a predetermined thickness (for example, about 1 nm), the catalytic effect of the unexposed portion 322 disappears, and the growth of the metal oxide film 330 stops. This allows the thickness of the metal oxide film 330 to be appropriately controlled. If the processes have been repeated the predetermined number of times (S204: YES), the control unit 6 ends the process.
  • a predetermined thickness for example, about 1 nm
  • a metal-containing gas containing a second metal element is supplied as a precursor gas (film-forming gas) to form a metal oxide film 330 containing a second metal element on the upper surface of the unexposed portion 322 and the unreacted material-containing layer 321b, but this is not limited to the above.
  • a metal-containing gas a semiconductor gas containing one or more semiconductor raw materials (semiconductor elements) of Si, B, Ge, Se, etc.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of the substrate processing method according to the second embodiment.
  • FIGS. 10A to 14B are examples of schematic diagrams of the substrate in each process.
  • FIGS. 10A and 10B FIG. 10B is a schematic diagram of the substrate viewed from above.
  • FIG. 10A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 10B.
  • FIGS. 11A and 11B FIG. 11B is a schematic diagram of the substrate viewed from above.
  • FIG. 11A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 11B.
  • FIGS. 10A to 14B are examples of schematic diagrams of the substrate in each process.
  • FIGS. 10A and 10B FIG. 10B is a schematic diagram of the substrate viewed from above.
  • FIG. 10A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 11B.
  • FIGS. 10A to 14B are examples of schematic diagrams of the substrate in each process.
  • FIG. 12B is a schematic diagram of the substrate viewed from above.
  • FIG. 12A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 12B.
  • FIG. 13B is a schematic diagram of the substrate viewed from above.
  • Fig. 13A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 13B.
  • Fig. 14B is a schematic view of the substrate as viewed from above.
  • Fig. 14A is a schematic cross-sectional view taken along line A-A in Fig. 14B.
  • Figs. 10B, 11B, 12B, 13B, and 14B are views as viewed from above, each configuration is illustrated with hatching similar to that of the cross sections in Figs. 10A, 11A, 12A, 13A, and 14A.
  • a substrate is prepared.
  • the substrate prepared includes an undercoat film 310 (see FIG. 2).
  • the undercoat film 310 is a film disposed under a photoresist film 320 (see FIG. 2) described later.
  • the undercoat film 310 is a film onto which an opening pattern of a mask is transferred by etching using a metal oxide film 330 (see FIG. 14A and FIG. 14B) on which a pattern of an opening 335 described later is formed as a mask.
  • the undercoat film 310 may be, for example, a silicon-containing film (e.g., a spin on glass (SOG) film, etc.), a carbon-containing film (e.g., a spin on carbon (SOC) film, etc.), etc.
  • step S302 a process is performed to form a photoresist film 320 on the substrate.
  • Figure 2 is an example of a schematic diagram of the substrate after the photoresist film 320 has been formed.
  • the metal oxide may be, for example, any one of SnO x (x is any number), WO x (x is any number), TeO x (x is any number), ZnO x (x is any number), ZrO x (x is any number), SbO x (x is any number), InO x (x is any number), and the like.
  • the valence or oxidation number of the first metal element in the photoresist film 320 is changed by exposure to EUV (Extreme Ultraviolet) in an exposure process (see S103) described later.
  • the photoresist film 320 is a negative type photoresist film.
  • step S303 the substrate is subjected to an exposure process.
  • Figures 10A and 10B are schematic diagrams of an example of the substrate after the exposure process.
  • EUV is irradiated onto the photoresist film 320 of the substrate through a photomask (not shown) having a predetermined pattern.
  • a photomask not shown
  • an exposed portion 321 irradiated with EUV and an unexposed portion 322 not irradiated with EUV are formed in the photoresist film 320.
  • the photoresist film 320 has a reaction layer 321a (fully exposed portion) at the center of the exposed portion 321 and an unreacted material-containing layer 321b (intermediately exposed portion) at the outer periphery of the exposed portion 321.
  • the reaction layer 321a is a region that is sufficiently exposed to EUV and has changed the valence or oxidation number of the first metal element by EUV.
  • the unreacted material-containing layer 321b is a region that is not exposed to EUV sufficiently and has some of the first metal element remaining without changing its valence or oxidation number. In the unexposed portion 322, the first metal element remains without having been exposed to EUV light and without having changed in valence or oxidation number.
  • step S304 the substrate is subjected to a development process.
  • Figures 11A and 11B are schematic diagrams of an example of the substrate after the development process.
  • the unexposed portion 322 of the photoresist film 320 and a part of the unreacted material-containing layer 322b are selectively removed by a development process. At least one of a wet process and a dry process can be used for the development process.
  • the photoresist film 320 (see Figure 2) becomes a photoresist film 320B having a pattern of openings 325. The sidewalls of the openings 325 in the photoresist film 320B are formed by the remaining parts of the unreacted material-containing layer 322b.
  • step S305 a process is performed to selectively form a metal oxide film 330 on the sidewall of the opening 325 in the photoresist film 320B.
  • FIGS. 12A and 12B are schematic diagrams of an example of the substrate after selective formation of the metal oxide film 330.
  • the metal oxide film 330 can be selectively formed on the exposed surface (sidewall of the opening 325) of the unreacted material-containing layer 321b (intermediately exposed portion) relative to the exposed surface (upper surface) of the reaction layer 321a (fully exposed portion).
  • FIGS 13A and 13B are schematic diagrams of a substrate after the metal oxide film 330 has been grown.
  • a metal-containing gas and a reactive gas (oxidizing gas) are alternately supplied to the substrate to grow the metal oxide film 330 by ALD (Atomic Layer Deposition) method, and the metal oxide film 330 is embedded in the opening 325 of the photoresist film 320B.
  • the metal oxide film 330 may be selectively grown in the lateral direction starting from the metal oxide film 330 formed on the sidewall of the opening 325 in step S305.
  • the method of embedding the metal oxide film 330 in the opening 325 of the photoresist film 320B is not limited to this, and may be configured to embed the film from the bottom of the opening 325 using a fluid film, for example.
  • the metal-containing gas may be the same gas as the gas supplied in step S202.
  • the metal contained in the metal-containing gas may be any of B, Al, Si, Ti, V, Mn, Fe, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Pd, In, Sb, Te, Hf, Ta, W, Pt, and Bi.
  • the oxidizing gas may be water vapor, oxygen, or ozone.
  • FIGS. 14A and 14B are schematic diagrams of an example of the substrate after the resist etching process.
  • a metal oxide film 330 can be formed on the substrate as a mask, with the exposed portion being an opening 335 in the exposure process (S303).
  • a positive pattern mask metal oxide film 330 having openings 335) can be formed on the substrate.
  • the substrate processing apparatus shown in FIG. 7 has been described as an apparatus that performs selective film formation processing (S104, S305), the present invention is not limited to this.
  • the substrate processing apparatus shown in FIG. 7 may be configured to perform one or more of the development processing (S304) and the etching processing (S105, S106, S306).
  • the apparatus for performing the selective film formation process (S104, S305), the apparatus for performing the development process (S304), and the apparatus for performing the etching process (S105, S106, S306) may each be configured as separate apparatuses, and the substrate processing apparatus may be configured such that these apparatuses are connected by the same transport apparatus.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

ポジパターンのマスクを形成する基板処理方法を提供する。　第１金属元素を含む金属酸化物を含むフォトレジスト膜を有する基板を準備する工程と、前記基板に露光処理を施し、前記フォトレジスト膜に露光部と未露光部を形成する工程と、前記基板に前記第１金属元素とは異なる第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、前記未露光部の露出面に前記第２金属元素を含む金属酸化膜を形成する工程と、前記金属酸化膜をマスクとして、前記フォトレジスト膜の前記露光部を除去する工程と、を有する、基板処理方法。

Description

基板処理方法
　本開示は、基板処理方法に関する。
　特許文献１には、半導体基板上に有機絶縁膜を堆積する工程と、前記有機絶縁膜の上に選択的にシリル化層を形成する工程と、前記シリル化層をマスクとして前記有機絶縁膜に対してエッチングを行なって、前記有機絶縁膜に接続孔又は配線溝となる凹部を形成する工程とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法が開示されている。
特開２００１－１６８１９２号公報
　一の側面では、本開示は、ポジパターンのマスクを形成する基板処理方法を提供する。
　上記課題を解決するために、第１金属元素を含む金属酸化物を含むフォトレジスト膜を有する基板を準備する工程と、前記基板に露光処理を施し、前記フォトレジスト膜に露光部と未露光部を形成する工程と、前記基板に前記第１金属元素とは異なる第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、前記未露光部の露出面に前記第２金属元素を含む金属酸化膜を形成する工程と、前記金属酸化膜をマスクとして、前記フォトレジスト膜の前記露光部を除去する工程と、を有する、基板処理方法が提供される。
　一の側面によれば、ポジパターンのマスクを形成する基板処理方法を提供することができる。
第１実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャート。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 基板処理装置の一例を示す概略図。 基板処理装置の成膜処理の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャート。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。 各工程における基板の模式図の一例。
　以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜第１実施形態＞
　第１実施形態に係る基板処理方法の一例について、図１から図６Ｂを用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャートである。図２から図６Ｂは、各工程における基板の模式図の一例である。なお、図２は、基板の断面模式図である。また、図３Ａ、図３Ｂにおいて、図３Ｂは基板を上方から見た模式図である。図３Ａは、図３ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。同様に、図４Ａ、図４Ｂにおいて、図４Ｂは基板を上方から見た模式図である。図４Ａは、図４ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。図５Ａ、図５Ｂにおいて、図５Ｂは基板を上方から見た模式図である。図５Ａは、図５ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。図６Ａ、図６Ｂにおいて、図６Ｂは基板を上方から見た模式図である。図６Ａは、図６ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。なお、図３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂは上方から見た図ではあるが、各構成について図３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａの断面と同様のハッチングを付して図示している。
　ステップＳ１０１において、基板を準備する。ここで、準備される基板は、下地膜３１０（図２参照）を含む。下地膜３１０は、後述するフォトレジスト膜３２０（図２参照）の下に配置される膜である。また、下地膜３１０は、後述する開口３２５のパターンが形成されたマスク３２０Ａ（図６Ａ、図６Ｂ参照）をマスクとして、エッチング処理によってマスク３２０Ａの開口パターンが転写される膜である。下地膜３１０は、例えば、シリコン含有膜（例えばＳＯＧ（Spin On Glass）膜等）、炭素含有膜（例えばＳＯＣ（Spin On Carbon）膜等）等であってもよい。また、下地膜３１０は、シリコン含有膜、炭素含有膜等の複数の膜が積層された積層膜であってもよい。また、積層膜としての下地膜３１０は、反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflective Coating）等の膜を有していてもよい。下地膜３１０は、例えばハードマスクとして用いられる膜であってもよい。
　ステップＳ１０２において、基板にフォトレジスト膜３２０を形成する処理を施す。図２は、フォトレジスト膜３２０の形成後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、下地膜３１０の上にフォトレジスト膜３２０を形成する。フォトレジスト膜３２０は、第１金属元素を含む金属酸化物を含む膜である。また、フォトレジスト膜３２０は、第１金属元素を含む金属酸化物レジストであってもよく、第１金属元素を含む金属酸化物を増感剤とする樹脂レジスト（化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Chemically Amplified Resists））であってもよく、限定されるものではない。ここで、第１金属元素は、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎ等のうちいずれか１つ以上を含む。金属酸化物は、例えば、ＳｎＯｘ（ｘは任意の数）、ＷＯｘ（ｘは任意の数）、ＴｅＯｘ（ｘは任意の数）、ＺｎＯｘ（ｘは任意の数）、ＺｒＯｘ（ｘは任意の数）、ＳｂＯｘ（ｘは任意の数）、ＩｎＯｘ（ｘは任意の数）等のうちいずれかであってよい。また、フォトレジスト膜３２０は、後述する露光処理（Ｓ１０３参照）において、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet：極端紫外線）の露光により、第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化する。また、フォトレジスト膜３２０は、ネガ型のフォトレジスト膜である。
　ステップＳ１０３において、基板に露光処理を施す。図３Ａ、図３Ｂは、露光処理後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、窒素雰囲気下で、所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を介して基板のフォトレジスト膜３２０にＥＵＶを照射する。これにより、図３Ａ、図３Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０に、ＥＵＶが照射された露光部３２１と、ＥＵＶが照射されていない未露光部３２２と、を形成する。なお、後述する図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０は、露光部３２１の中央側に反応層３２１ａ（完全露光部）と、露光部３２１の外周側に未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）と、が形成されてもよい。反応層３２１ａは、ＥＵＶが充分に露光され、ＥＵＶによって第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化した領域である。未反応物含有層３２１ｂは、ＥＵＶの露光が不足し、一部に価数もしくは酸化数が変化しなかった第１金属元素が残存する領域である。なお、未露光部３２２においては、ＥＵＶの露光がされておらず、価数もしくは酸化数が変化しなかった第１金属元素が残存する。
　ステップＳ１０４において、フォトレジスト膜３２０の未露光部３２２の上面（露出面）に金属酸化膜３３０を選択成膜する処理を施す。図４Ａ、図４Ｂは、金属酸化膜３３０の選択成膜処理後における基板の模式図の一例である。なお、金属酸化膜３３０を選択成膜する処理については、図７から図８を用いて後述する。これにより、未露光部３２２の上面に金属酸化膜３３０が成膜される。なお、露光部３２１が反応層３２１ａ（完全露光部）及び未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）を有する場合には、未露光部３２２及び未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）の上面に金属酸化膜３３０が成膜される。
　ステップＳ１０５において、レジストエッチング処理を施す。図５Ａ、図５Ｂは、レジストエッチング処理後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、金属酸化膜３３０をマスクとしてフォトレジスト膜３２０にエッチング処理を施す。これにより、露光部３２１をエッチングして、開口３２５を有するマスク３２０Ａを形成する。なお、露光部３２１が反応層３２１ａ（完全露光部）及び未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）を有する場合には、反応層３２１ａ（完全露光部）をエッチングして、開口３２５を有するマスク３２０Ａを形成する。
　ステップＳ１０６において、金属酸化膜エッチング処理を施す。図６Ａ、図６Ｂは、金属酸化膜エッチング処理後における基板の模式図の一例である。ここでは、エッチング処理によって金属酸化膜３３０を除去する。なお、金属酸化膜３３０が他のプロセス等に影響を与えない場合には、ステップＳ１０６の処理を省略してもよい。
　以上の様に、図２に示す基板処理方法によれば、露光処理（Ｓ１０３）において露光された部分を開口３２５とするマスク３２０Ａを基板に形成することができる。即ち、ポジパターンのマスク３２０Ａを基板に形成することができる。
　次に、ステップＳ１０４に示す処理について、図７から図８を用いて説明する。
　まず、基板ＷにステップＳ１０４に示す処理を施す基板処理装置の一例について、図７を用いて説明する。図７は、基板処理装置の一例を示す概略図である。
　基板処理装置は、処理容器１、載置台２、シャワーヘッド３、排気部４、ガス供給部５及び制御部６を有する。
　処理容器１は、アルミニウム等の金属により構成され、略円筒状を有する。処理容器１は、基板Ｗを収容する。処理容器１の側壁には、基板Ｗを搬入又は搬出するための搬入出口１１が形成されている。搬入出口１１は、ゲートバルブ１２により開閉される。処理容器１の本体の上には、断面が矩形状をなす円環状の排気ダクト１３が設けられている。排気ダクト１３には、内周面に沿ってスリット１３ａが形成されている。排気ダクト１３の外壁には、排気口１３ｂが形成されている。排気ダクト１３の上面には、処理容器１の上部開口を塞ぐように天壁１４が設けられている。排気ダクト１３と天壁１４との間は、シールリング１５で気密に封止されている。
　載置台２は、処理容器１内で基板Ｗを水平に支持する。載置台２は、基板Ｗよりも大きい円板状を有し、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等のセラミックス材料や、アルミニウムやニッケル合金等の金属材料で構成されている。載置台２の内部には、基板Ｗを加熱するためのヒータ２１が埋め込まれている。ヒータ２１は、ヒータ電源（図示せず）から給電されて発熱する。そして、載置台２の上面の近傍に設けられた熱電対（図示せず）の温度信号によりヒータ２１の出力を制御することにより、基板Ｗが所定の温度に制御される。載置台２には、上面の外周領域及び側面を覆うようにアルミナ等のセラミックスにより形成されたカバー部材２２が設けられている。
　載置台２は、支持部材２３に支持されている。支持部材２３は、載置台２の底面中央から処理容器１の底壁に形成された孔部を貫通して処理容器１の下方に延び、その下端が昇降機構２４に接続されている。載置台２は、昇降機構２４により、図７において実線で示す処理位置と、その下方の二点鎖線で示す基板Ｗの搬送が可能な搬送位置との間で昇降する。支持部材２３の処理容器１の下方には、鍔部２５が取り付けられている。処理容器１の底面と鍔部２５との間には、ベローズ２６が設けられている。ベローズ２６は、処理容器１内の雰囲気を外気と区画し、載置台２の昇降動作にともなって伸縮する。
　処理容器１の底面近傍には、昇降板２７ａから上方に突出するように３本（２本のみ図示）のウエハ支持ピン２７が設けられている。ウエハ支持ピン２７は、処理容器１の下方に設けられた昇降機構２８により昇降板２７ａを介して昇降する。ウエハ支持ピン２７は、搬送位置にある載置台２に設けられた貫通孔２ａに挿通されて載置台２の上面に対して突没可能となっている。ウエハ支持ピン２７を昇降させることにより、搬送ロボット（図示せず）と載置台２との間で基板Ｗの受け渡しが行われる。
　シャワーヘッド３は、処理容器１内に処理ガスをシャワー状に供給する。シャワーヘッド３は、例えば金属材料により形成され、載置台２に対向して配置されている。シャワーヘッド３は、載置台２とほぼ同じ直径を有する。シャワーヘッド３は、本体部３１及びシャワープレート３２を含む。本体部３１は、天壁１４の下面に固定されている。シャワープレート３２は、本体部３１の下に接続されている。本体部３１とシャワープレート３２との間には、ガス拡散空間３３が形成されている。ガス拡散空間３３には、天壁１４及び本体部３１の中央を貫通するようにガス導入孔３６が設けられている。シャワープレート３２の周縁部には、下方に突出する環状突起部３４が形成されている。シャワープレート３２における環状突起部３４の内側の平坦面には、多数のガス吐出孔３５が形成されている。
　載置台２が処理位置に存在した状態では、載置台２とシャワープレート３２との間に処理空間３８が形成され、カバー部材２２の上面と環状突起部３４とが近接して環状隙間３９が形成される。
　排気部４は、処理容器１の内部を排気する。排気部４は、排気配管４１及び排気機構４２を含む。排気配管４１は、排気口１３ｂに接続されている。排気機構４２は、排気配管４１に接続されており、真空ポンプ、圧力制御バルブ等を含む。排気機構４２は、排気ダクト１３及び排気配管４１を介して、処理容器１内のガスを排気する。
　ガス供給部５は、シャワーヘッド３に各種のガスを供給する。ガス供給部５は、ガス供給源５１を有する。ガス供給源５１は、各種の処理ガスをガス導入孔３６、ガス拡散空間３３を介してガス吐出孔３５から処理空間３８に供給する。
　制御部６は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、補助記憶装置等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭ又は補助記憶装置に格納されたプログラムに基づいて動作し、基板処理装置の動作を制御する。制御部６は、基板処理装置の内部に設けられていてもよく、外部に設けられていてもよい。制御部６が基板処理装置の外部に設けられている場合、制御部６は、有線又は無線等の通信ネットワークによって、基板処理装置を制御できる。
　次に、基板処理装置の成膜処理の一例について、図８を用いて説明する。図８は、基板処理装置の成膜処理の一例を示すフローチャートである。
　ステップＳ２０１において、基板を準備する。ここで、準備される基板は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０に、露光部３２１と、未露光部３２２と、を有する。
　ステップＳ２０２において、基板にプリカーサガス（成膜ガス）として第１金属元素とは異なる第２金属元素を含む金属含有ガスを供給する。ここでは、制御部６は、ガス供給部５を制御して、第２金属元素を含む金属含有ガスを処理容器１内に供給する。第２金属元素は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｈｆ、第１金属元素として用いられていない場合に限りＳｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎ等のうちいずれか１つ以上を含む。換言すれば、第１金属元素として「Ｓｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎ」の中からいずれかが選択された場合、第２金属元素は「Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｈｆ」及び「Ｓｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎ」のうち第１金属元素として選択された元素を除いたものの中からいずれかが選択されてもよい。第２金属元素を含む金属含有ガスとしては、例えば、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＤＭＡＴ（テトラキス（ジメチルアミノ）チタン）、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）、Ｒｕ３ＣＯ１２等のうちいずれか１つ以上を含む。また、金属含有ガスが熱分解により膜を形成する温度よりも低い温度とすることにより、露光部３２１の上面において金属酸化膜３３０の成膜が抑制される。
　一方、未露光部３２２の上面において、未露光部３２２中に残存する価数もしくは酸化数が変化しなかった第１金属元素を触媒として、第２金属元素を含む金属含有ガスと反応することで、金属含有ガスのプリカーサが分解され、未露光部３２２の上面に金属酸化膜（金属含有膜）３３０を選択成膜する。
　ステップＳ２０３において、基板に不活性ガスを供給する。制御部６は、ガス供給部５を制御して、不活性ガスを処理容器１内に供給する。不活性ガスは、フォトレジスト膜３２０や金属含有ガスに対して不活性なガスである。不活性ガスは、窒素（Ｎ２）ガス、Ａｒガス、Ｈｅガス等のうちいずれか１つ以上を含む。ここでは、露光部３２１の上面等に物理吸着した金属含有ガスを不活性ガスでパージする。
　ステップＳ２０４において、制御部６は、ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理を所定回数繰り返したか否かを判定する。所定回数繰り返していない場合（Ｓ２０４・ＮＯ）、制御部６の処理はステップＳ２０２に戻り繰り返す。ここで、金属酸化膜３３０の膜厚が所定の膜厚（例えば１ｎｍ程度）に達すると、未露光部３２２の触媒効果がなくなり、金属酸化膜３３０の成長が停止する。これにより、金属酸化膜３３０の膜厚を好適に制御することができる。そして、所定回数繰り返した場合（Ｓ２０４・ＹＥＳ）、制御部６の処理を終了する。
　以上の様に、図８に示す成膜処理方法によれば、露光部３２１の上面に対し、未露光部３２２の上面に選択的に金属酸化膜３３０を形成することができる。なお、露光部３２１が反応層３２１ａ（完全露光部）及び未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）を有する場合には、反応層３２１ａ（完全露光部）の上面に対し、未露光部３２２及び未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）の上面に選択的に金属酸化膜３３０を形成することができる。
　なお、ステップＳ２０２において、プリカーサガス（成膜ガス）として第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、未露光部３２２及び未反応物含有層３２１ｂの上面に第２金属元素を含む金属酸化膜３３０を形成するものとして説明したが、これに限られるものではない。プリカーサガス（成膜ガス）として、金属含有ガスに替え、Ｓｉ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｅ等のうちいずれか１つ以上の半導体原料（半導体元素）を含む半導体ガスを処理容器１内に供給して、未露光部３２２及び未反応物含有層３２１ｂの上面に第１金属元素とは異なる半導体原料（半導体元素）を含む半導体膜（図示せず）を形成する構成であってもよい。即ち、ステップＳ２０２において、第２金属元素を含む金属含有ガスと半導体原料を含む半導体ガスとは、どちらか一方を供給するものであってもよい。これにより、未露光部３２２及び未反応物含有層３２１ｂの上面に半導体原料（半導体元素）を含む半導体膜（図示せず）を選択成膜する構成であってもよい。また、これに限られるものではなく、ステップＳ２０２において、第２金属元素を含む金属含有ガスと半導体原料を含む半導体ガスとを、両方供給するものであってもよい。
＜第２実施形態＞
　第２実施形態に係る基板処理方法の一例について、図９から図１４Ｂを用いて説明する。図９は、第２実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャートである。図１０Ａ、から図１４Ｂは、各工程における基板の模式図の一例である。なお、図１０Ａ、図１０Ｂにおいて、図１０Ｂは基板を上方から見た模式図である。図１０Ａは、図１０ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。同様に、図１１Ａ、図１１Ｂにおいて、図１１Ｂは基板を上方から見た模式図である。図１１Ａは、図１１ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。図１２Ａ、図１２Ｂにおいて、図１２Ｂは基板を上方から見た模式図である。図１２Ａは、図１２ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。図１３Ａ、図１３Ｂにおいて、図１３Ｂは基板を上方から見た模式図である。図１３Ａは、図１３ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。図１４Ａ、図１４Ｂにおいて、図１４Ｂは基板を上方から見た模式図である。図１４Ａは、図１４ＢのＡ－Ａで切断した断面模式図である。なお、図１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ，１４Ｂは上方から見た図ではあるが、各構成について図１０Ａ，１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ，１４Ａの断面と同様のハッチングを付して図示している。
　ステップＳ３０１において、基板を準備する。ここで、準備される基板は、下地膜３１０（図２参照）を含む。下地膜３１０は、後述するフォトレジスト膜３２０（図２参照）の下に配置される膜である。また、下地膜３１０は、後述する開口３３５のパターンが形成された金属酸化膜３３０（図１４Ａ、図１４Ｂ参照）をマスクとして、エッチング処理によってマスクの開口パターンが転写される膜である。下地膜３１０は、例えば、シリコン含有膜（例えばＳＯＧ（Spin On Glass）膜等）、炭素含有膜（例えばＳＯＣ（Spin On Carbon）膜等）等であってもよい。また、下地膜３１０は、シリコン含有膜、炭素含有膜等の複数の膜が積層された積層膜であってもよい。また、積層膜としての下地膜３１０は、反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflective Coating）等の膜を有していてもよい。下地膜３１０は、例えばハードマスクとして用いられる膜であってもよい。
　ステップＳ３０２において、基板にフォトレジスト膜３２０を形成する処理を施す。図２は、フォトレジスト膜３２０の形成後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、下地膜３１０の上にフォトレジスト膜３２０を形成する。フォトレジスト膜３２０は、第１金属元素を含む金属酸化物を含む膜である。また、フォトレジスト膜３２０は、第１金属元素を含む金属酸化物レジストであってもよく、第１金属元素を含む金属酸化物を増感剤とする樹脂レジスト（化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Chemically Amplified Resists））であってもよく、限定されるものではない。ここで、第１金属元素は、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎ等のうちいずれか１つ以上を含む。金属酸化物は、例えば、ＳｎＯｘ（ｘは任意の数）、ＷＯｘ（ｘは任意の数）、ＴｅＯｘ（ｘは任意の数）、ＺｎＯｘ（ｘは任意の数）、ＺｒＯｘ（ｘは任意の数）、ＳｂＯｘ（ｘは任意の数）、ＩｎＯｘ（ｘは任意の数）等のうちいずれかであってよい。また、フォトレジスト膜３２０は、後述する露光処理（Ｓ１０３参照）において、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet：極端紫外線）の露光により、第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化する。また、フォトレジスト膜３２０は、ネガ型のフォトレジスト膜である。
　ステップＳ３０３において、基板に露光処理を施す。図１０Ａ、図１０Ｂは、露光処理後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、窒素雰囲気下で、所定のパターンを有するフォトマスク（図示せず）を介して基板のフォトレジスト膜３２０にＥＵＶを照射する。これにより、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０に、ＥＵＶが照射された露光部３２１と、ＥＵＶが照射されていない未露光部３２２と、を形成する。ここで、図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０は、露光部３２１の中央側に反応層３２１ａ（完全露光部）と、露光部３２１の外周側に未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）と、が形成される。反応層３２１ａは、ＥＵＶが充分に露光され、ＥＵＶによって第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化した領域である。未反応物含有層３２１ｂは、ＥＵＶの露光が不足し、一部に価数もしくは酸化数が変化しなかった第１金属元素が残存する領域である。なお、未露光部３２２においては、ＥＵＶの露光がされておらず、価数もしくは酸化数が変化しなかった第１金属元素が残存する。
　ステップＳ３０４において、基板に現像処理を施す。図１１Ａ、図１１Ｂは、現像処理後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、現像処理により、フォトレジスト膜３２０の未露光部３２２及び未反応物含有層３２２ｂの一部を選択的に除去する。現像処理は、ウェットプロセス、ドライプロセスのうち少なくともいずれか１つを用いることができる。これにより、図１１Ａ、図１１Ｂに示すように、フォトレジスト膜３２０（図２参照）は、開口３２５のパターンを有するフォトレジスト膜３２０Ｂとなる。なお、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５の側壁は、未反応物含有層３２２ｂの残部で形成される。
　ステップＳ３０５において、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５の側壁から金属酸化膜３３０を選択成膜する処理を施す。
　まず、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５の側壁に金属酸化膜３３０を選択成膜する処理を施す。図１２Ａ、図１２Ｂは、金属酸化膜３３０の選択成膜後における基板の模式図の一例である。ここでは、図８に示す処理によって、反応層３２１ａ（完全露光部）の露出面（上面）に対し、未反応物含有層３２１ｂ（中間露光部）の露出面（開口３２５の側壁）に選択的に金属酸化膜３３０を形成することができる。
　次に、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５の側壁に形成された金属酸化膜３３０を成長させる処理を施す。図１３Ａ、図１３Ｂは、金属酸化膜３３０の成長後における基板の模式図の一例である。ここでは、金属含有ガスと、反応ガス（酸化ガス）と、を交互に基板に供給することにより、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によって金属酸化膜３３０を成長させ、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５に金属酸化膜３３０を埋め込む。なお、ステップＳ３０５において開口３２５の側壁に形成された金属酸化膜３３０を起点として選択的に金属酸化膜３３０をラテラル方向に成長させてもよい。また、フォトレジスト膜３２０Ｂの開口３２５に金属酸化膜３３０を埋め込む成膜方法はこれに限られるものではなく、例えば流動性膜を用いて開口３２５の底部から膜を埋め込む構成であってもよい。
　なお、金属含有ガスは、ステップＳ２０２で供給されるガスと同じガスであってもよい。また、金属含有ガに含まれる金属は、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｂｉのいずれかであってよい。また、酸化ガスは、水蒸気、酸素、オゾンのいずれかであってよい。
　ステップＳ３０６において、レジストエッチング処理を施す。図１４Ａ、図１４Ｂは、レジストエッチング処理後における基板の模式図の一例である。
　ここでは、フォトレジスト膜３２０Ｂをエッチング処理によて除去する。これにより、開口３３５を有する金属酸化膜３３０を形成する。エッチングガスには、Ｈ２、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｆ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、Ｉ２、ＢＣｌ３、ＣＨ４、Ｃｘ－Ｈｙ、Ｃｘ－Ｃｌｙ、Ｃｘ－Ｂｒｙ、有機酸（カルボン酸ガス等）ハロシラン（Ｓｉ－Ｃｌｘ、Ｓｉ－Ｈｘ－Ｃｌｙ）のいずれかであってよい（但しｘ、ｙは任意の数）。
　以上の様に、図９に示す基板処理方法によれば、露光処理（Ｓ３０３）において露光された部分を開口３３５とする金属酸化膜３３０をマスクとして基板に形成することができる。即ち、ポジパターンのマスク（開口３３５を有する金属酸化膜３３０）を基板に形成することができる。
　なお、図７に示す基板処理装置は、選択成膜処理（Ｓ１０４，Ｓ３０５）を行う装置であるものとして説明したが、これに限られるものではない。選択成膜処理（Ｓ１０４，Ｓ３０５）に加え、現像処理（Ｓ３０４）、エッチング処理（Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ３０６）のいずれか１つ以上を図７に示す基板処理装置で行う構成であってもよい。
　また、選択成膜処理（Ｓ１０４，Ｓ３０５）を行う装置、現像処理（Ｓ３０４）を行う装置、エッチング処理（Ｓ１０５，Ｓ１０６，Ｓ３０６）を行う装置は、それぞれ別の装置で構成され、これらの装置を同一の搬送装置で接続する基板処理装置であってもよい。
　以上、本実施形態に係る基板処理方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
　尚、本願は、２０２４年１月１１日に出願した日本国特許出願２０２４－００２８４１号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
３１０　　　下地膜
３２０，３２０Ｂ　フォトレジスト膜
３２０Ａ　　マスク
３２１　　　露光部
３２１ａ　　反応層
３２１ｂ　　未反応物含有層
３２２　　　未露光部
３２５　　　開口
３３０　　　金属酸化膜
３３５　　　開口

Claims (13)

  1. 　第１金属元素を含む金属酸化物を含むフォトレジスト膜を有する基板を準備する工程と、
    　前記基板に露光処理を施し、前記フォトレジスト膜に露光部と未露光部を形成する工程と、
    　前記基板に前記第１金属元素とは異なる第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、前記未露光部の露出面に前記第２金属元素を含む金属酸化膜を形成する工程と、
    　前記金属酸化膜をマスクとして、前記フォトレジスト膜の前記露光部を除去する工程と、を有する、
    基板処理方法。
  2. 　前記露光処理は、
    　極端紫外線で露光し、前記フォトレジスト膜に前記露光部及び前記未露光部を形成し、
    　前記露光部は、
    　前記極端紫外線によって前記第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化した領域である反応層と、
    　価数もしくは酸化数が変化しなかった前記第１金属元素が残存する領域である未反応物含有層と、を有する、
    請求項１に記載の基板処理方法。
  3. 　前記金属酸化膜を形成する工程は、
    　前記未露光部及び前記未反応物含有層の価数もしくは酸化数が変化しなかった前記第１金属元素を触媒として、前記未露光部及び前記未反応物含有層の露出面に前記第２金属元素を含む前記金属酸化膜を形成する、
    請求項２に記載の基板処理方法。
  4. 　第１金属元素を含む金属酸化物を含むフォトレジスト膜を有する基板を準備する工程と、
    　前記基板に露光処理及び現像処理を施し、前記フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する工程と、
    　前記基板に前記第１金属元素とは異なる第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、前記フォトレジスト膜の前記開口の側壁から前記第２金属元素を含む金属酸化膜を形成する工程と、
    　前記フォトレジスト膜を除去する工程と、を有する、
    基板処理方法。
  5. 　前記露光処理は、
    　極端紫外線で露光し、前記フォトレジスト膜に露光部及び未露光部を形成し、
    　前記露光部は、
    　前記極端紫外線によって前記第１金属元素の価数もしくは酸化数が変化した領域である反応層と、
    　価数もしくは酸化数が変化しなかった前記第１金属元素が残存する領域である未反応物含有層と、を有する、
    請求項４に記載の基板処理方法。
  6. 　前記現像処理は、
    　前記未露光部及び前記未反応物含有層の一部を除去する、
    請求項５に記載の基板処理方法。
  7. 　前記金属酸化膜を形成する工程は、
    　前記未反応物含有層の価数もしくは酸化数が変化しなかった前記第１金属元素を触媒として、前記未反応物含有層の露出面に前記第２金属元素を含む前記金属酸化膜を形成する、
    請求項６に記載の基板処理方法。
  8. 　前記金属酸化膜を形成する工程の後に、
    　前記基板に不活性ガスを供給する工程をさらに有する、
    請求項３または請求項７に記載の基板処理方法。
  9. 　前記金属酸化膜を形成する工程は、
    　前記第２金属元素を含む金属含有ガスを供給して、前記未反応物含有層の露出面に前記第２金属元素を含む前記金属酸化膜を形成する工程と、
    　前記第２金属元素を含む金属含有ガスと酸化ガスを交互に供給して、前記金属酸化膜を成長させる、
    請求項７に記載の基板処理方法。
  10. 　前記第１金属元素は、Ｓｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎのうちいずれか１つを含む、
    請求項１または請求項４に記載の基板処理方法。
  11. 　前記第２金属元素は、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｒｕ、Ｈｆ、前記第１金属元素として用いられていない場合に限りＳｎ、Ｗ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｂ、Ｉｎのうちいずれか１つを含む、
    請求項１または請求項４に記載の基板処理方法。
  12. 　前記第２金属元素を含む金属酸化膜を形成する工程に替え、
    　前記基板に半導体原料を含む半導体ガスを供給して、前記フォトレジスト膜の側壁に前記第１金属元素とは異なる前記半導体原料を含む半導体膜を形成する工程を有する、
    請求項１に記載の基板処理方法。
  13. 　前記半導体原料は、Ｓｉ、Ｂ、Ｇｅ、Ｓｅのうちいずれか１つを含む、
    請求項１２に記載の基板処理方法。
PCT/JP2024/045677 2024-01-11 2024-12-24 基板処理方法 Pending WO2025150417A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202480083409.6A CN122497919A (zh) 2024-01-11 2024-12-24 基片处理方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024-002841 2024-01-11
JP2024002841A JP2025109115A (ja) 2024-01-11 2024-01-11 基板処理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025150417A1 true WO2025150417A1 (ja) 2025-07-17

Family

ID=96386755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/045677 Pending WO2025150417A1 (ja) 2024-01-11 2024-12-24 基板処理方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2025109115A (ja)
CN (1) CN122497919A (ja)
TW (1) TW202534754A (ja)
WO (1) WO2025150417A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020050090A1 (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びエッチング装置
JP2021150404A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 キオクシア株式会社 パターン形成方法および半導体装置の製造方法
JP2022539721A (ja) * 2019-06-27 2022-09-13 ラム リサーチ コーポレーション フォトレジスト乾式蒸着のための装置
US20230055135A1 (en) * 2018-10-30 2023-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Extreme Ultraviolet Photolithography Method with Infiltration for Enhanced Sensitivity and Etch Resistance

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020050090A1 (ja) * 2018-09-05 2020-03-12 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びエッチング装置
US20230055135A1 (en) * 2018-10-30 2023-02-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Extreme Ultraviolet Photolithography Method with Infiltration for Enhanced Sensitivity and Etch Resistance
JP2022539721A (ja) * 2019-06-27 2022-09-13 ラム リサーチ コーポレーション フォトレジスト乾式蒸着のための装置
JP2021150404A (ja) * 2020-03-17 2021-09-27 キオクシア株式会社 パターン形成方法および半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN122497919A (zh) 2026-07-31
JP2025109115A (ja) 2025-07-24
TW202534754A (zh) 2025-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7336884B2 (ja) 表面処理方法及び処理システム
JP5329265B2 (ja) 半導体装置の製造方法および基板処理装置
JP6653722B2 (ja) 基板処理装置
JP2023507677A (ja) 照射フォトレジストパターニングのための統合乾式プロセス
WO2006057202A1 (ja) エッチング方法及びエッチング装置
JP2020002452A (ja) 選択的に膜を形成する方法およびシステム
KR102394115B1 (ko) RuSi막의 형성 방법 및 기판 처리 시스템
US20150380219A1 (en) Mounting Stage and Plasma Processing Apparatus
JP2025109115A (ja) 基板処理方法
WO2025047720A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
JP7262354B2 (ja) 成膜方法
WO2021100427A1 (ja) 成膜方法および成膜装置
WO2025009433A1 (ja) 基板処理方法
JP2025044774A (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
TWI797727B (zh) 基板處理裝置、半導體裝置之製造方法及程式
JP2021147692A (ja) 成膜方法及び半導体装置の製造方法
WO2024176935A1 (ja) 基板処理方法、基板処理システム及び保護膜
TW202514708A (zh) 基板處理方法、半導體器件的製造方法、基板處理裝置及程式
WO2025089154A1 (ja) 成膜方法及び成膜装置
TW202549002A (zh) 半導體處理腔室中的容積減少
JP2025093759A (ja) 基板処理方法、プラズマ処理装置
WO2025234182A1 (ja) 基板処理方法及び基板処理装置
WO2023204112A1 (ja) 成膜方法及び基板処理装置
JP2024065012A (ja) 成膜方法及び成膜装置
JP2024047875A (ja) 成膜方法及び成膜装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24916919

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1