JP4890025B2 - エッチング方法及び記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は，エッチング方法及び記録媒体に関する。

例えば半導体デバイスの製造プロセスにおいて，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という。）の表面に存在するシリコン酸化膜を，プラズマを用いずにドライエッチングする方法が知られている（特許文献１，２，３参照。）。かかるドライエッチング方法は，ウェハが収納されたチャンバー内を真空状態に近い低圧状態とし，ウェハを所定温度に温調しながら，チャンバー内にフッ化水素ガス（ＨＦ）とアンモニアガス（ＮＨ_３）とを含む混合ガスを供給して，シリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成する変質工程と，該反応生成物を加熱して気化（昇華）させる加熱工程からなり，シリコン酸化膜の表面を反応生成物に変質させてから加熱により除去することで，シリコン酸化膜をエッチングするものである。

ところで，シリコン酸化膜には，発生原因，成膜法等が異なる様々な種類のものがあり，例えば，ウェハを大気中に放置することでシリコン上に自然発生する自然酸化膜，薬液処理によって生じたケミカル酸化膜，ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置によってＣＶＤ反応により成膜されたＣＶＤ系酸化膜（熱酸化膜，ＢＰＳＧ等）等がある。これらのシリコン酸化膜のうち，上記エッチング方法の変質工程において，混合ガスの反応が選択的に活発に行われるのは，自然酸化膜やケミカル酸化膜等であり，同じシリコン酸化膜であっても，ＣＶＤ系酸化膜などに対しては活発に行われない。即ち，上記ドライエッチング方法では，自然酸化膜やケミカル酸化膜に対するエッチング選択比が高く，他の構造がエッチングされることを抑制しながら，自然酸化膜やケミカル酸化膜のみを効率よく除去することができる。そのため，このドライエッチング方法は，例えばウェハに成膜処理を行う前の前処理として，ウェハに付着した自然酸化膜やケミカル酸化膜を除去する工程に適している。

一方，ＣＶＤ系酸化膜をエッチングする方法としては，薬液を用いるウエットエッチング，反応性ガスプラズマを利用したプラズマエッチング等が行われている。

米国特許出願公開第２００４／０１８２４１７号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１８４７９２号明細書 特開２００５−３９１８５号公報

しかしながら，ＣＶＤ系酸化膜のウエットエッチングにおいては，ウェハ上に形成された他の膜に，薬液による悪影響が生じやすい問題があった。また，プラズマエッチングでは，プラズマに起因する電気的ダメージ（チャージアップダメージ）がウェハに生じる問題があった。そのため，ＣＶＤ系酸化膜のエッチングとして，新たな方法の開発が望まれており，例えば，上記の変質工程と加熱工程からなるプラズマレスのドライエッチング方法の適用が考えられる。しかしながら，上記ドライエッチング方法では，変質工程におけるＣＶＤ系酸化膜に対する反応速度が遅いので，変質工程に長時間を要し，効率が悪い問題があった。さらに，酸化膜の変質（反応生成物の生成）は，酸化膜の表面からある程度の深さまで進行すると，飽和状態（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）になり，それ以上の深さには進まなくなるという性質がある。即ち，一回の変質工程及び加熱工程によってエッチングできるエッチング量には限界がある。そのため，ＣＶＤ系酸化膜に要求される程度のエッチング量を得るためには，変質工程と加熱工程を複数回繰り返し行う必要があり，非常に効率が悪かった。

本発明は，上記の点に鑑みてなされたものであり，様々な種類のシリコン酸化膜を効率よくドライエッチングできるエッチング方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため，本発明によれば，ＢＰＳＧ膜からなるシリコン酸化膜をエッチングする方法であって，前記シリコン酸化膜の表面に，フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し，前記シリコン酸化膜と前記混合ガスとを化学反応させ，前記シリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と，前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し，前記変質工程において，前記混合ガス中の前記フッ化水素ガスの分圧を１５ｍＴｏｒｒ以上にし，且つ前記シリコン酸化膜の温度範囲を３５℃以上１００℃以下とすることを特徴とする，エッチング方法が提供される。
また，本発明によれば，ＢＰＳＧ膜とバイアス高密度プラズマＣＶＤ法を用いて形成されるＣＶＤ系のシリコン酸化膜が形成されたウェハ表面のＢＰＳＧ膜をエッチングする方法であって，前記ウェハ表面に，フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し，前記ＢＰＳＧ膜と前記混合ガスとを化学反応させ，前記ＢＰＳＧ膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と，前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し，前記変質工程において，前記混合ガス中の前記アンモニアガスの分圧を前記フッ化水素ガスの分圧よりも小さくし，且つ前記ＢＰＳＧ膜の温度範囲を３５℃以上１００℃以下とすることを特徴とする，エッチング方法が提供される。

ここで，基板の表面に存在するシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）を変質させて反応生成物を生成する処理とは，例えばＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）処理（化学的酸化物除去処理）である。ＣＯＲ処理は，ハロゲン元素を含むガスと塩基性ガスを処理ガスとして基板に供給することで，基板上のシリコン酸化膜と処理ガスのガス分子とを化学反応させ，反応生成物を生成させるものである。ハロゲン元素を含むガスとは例えばフッ化水素ガス（ＨＦ）であり，塩基性ガスとは例えばアンモニアガス（ＮＨ_３）であり，この場合，主にフルオロケイ酸アンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＳｉＦ_６）や水分（Ｈ_２Ｏ）を含む反応生成物が生成される。また，反応生成物を加熱して除去する処理とは，例えばＰＨＴ（Ｐｏｓｔ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理である。ＰＨＴ処理は，ＣＯＲ処理が施された後のウェハを加熱して，フルオロケイ酸アンモニウム等の反応生成物を気化（昇華）させる処理である。

また，前記反応生成物のエッチング量が３０ナノメートル以上であっても良い。

さらに本発明によれば，処理システムの制御コンピュータによって実行することが可能なプログラムが記録された記録媒体であって，前記プログラムは，前記制御コンピュータによって実行されることにより，前記処理システムに，上記のいずれかのエッチング方法を行わせるものであることを特徴とする，記録媒体が提供される。

本発明によれば，シリコン酸化膜を効率よくドライエッチングすることができる。プラズマを用いないので，ウェハ等に対してプラズマに起因するチャージアップダメージを与える心配が無い。エッチングの対象物以外の他の部分に悪影響を及ぼす心配が無い。

以下，本発明の好適な実施形態を説明する。先ず，本実施の形態にかかるエッチング方法によって処理される基板であるウェハの構造について説明する。図１は，半導体デバイスとしてＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）が形成される途中のウェハＷの概略断面図であり，ウェハＷの表面（デバイス形成面）の一部分を示している。ウェハＷは，例えば略円盤形に形成された薄板状をなすシリコンウェハであり，Ｓｉ（シリコン）層の表面上には，絶縁膜であるＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ−Ｄｏｐｅｄ Ｐｈｏｓｐｈｏ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ)膜が形成されている。ＢＰＳＧは，ボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）が入れられたシリコン酸化膜（二酸化シリコン（ＳｉＯ_２））である。このＢＰＳＧ膜は，ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置等において熱ＣＶＤ法によりウェハＷの表面上に形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜である。

ＢＰＳＧ膜の上面には，ゲート電極を有するゲート部Ｇが，２つ並べて設けられている。各ゲート部Ｇは，ゲート電極，ハードマスク（ＨＭ）層及び側壁部（サイドウォール）を備えている。ゲート電極は，例えばＰｏｌｙ−Ｓｉ（多結晶シリコン）層であり，ＢＰＳＧ膜の上面に並べて形成されている。各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層の上面には，例えばＷＳｉ（タングステンシリサイド）層が形成されている。ＨＭ層は，例えばＳｉＮ（窒化シリコン）等の絶縁体からなり，各ＷＳｉ層の上面にそれぞれ形成されている。側壁部は，例えばＳｉＮ膜等の絶縁体であり，各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層，ＷＳｉ層及びＨＭ層の両側面をそれぞれ覆うように形成されている。このＳｉＮ膜の下端部は，ＢＰＳＧ膜の上面に接触する位置まで形成されている。

さらに，ＢＰＳＧ膜の上方には，ＢＰＳＧ膜及び２つのゲート部Ｇ全体を覆うようにして，例えばＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜（シリコン酸化膜）が形成されている。このＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜は，バイアス高密度プラズマＣＶＤ法（ＨＤＰ−ＣＶＤ法）を用いて形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜（プラズマＣＶＤ酸化膜）であり，層間絶縁膜として用いられる。なお，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜とＢＰＳＧ膜は，共にＣＶＤ系酸化膜であるが，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の方がＢＰＳＧ膜と比較して密度が高く，硬い材料である。ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の表面には未だ膜が形成されておらず，露出された状態になっている。

ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜において，２個のゲート部Ｇ同士の間（各ゲート部Ｇに形成されたＳｉＮ膜同士の間）には，コンタクトホールＨが形成されている。コンタクトホールＨは，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の表面からＢＰＳＧ膜の表面まで貫通するように形成されている。コンタクトホールＨの内部側方においては，各ゲート部ＧのＨＭ層の上面の一部，及び，互いに対向するように設けられたＳｉＮ膜がそれぞれ露出させられており，コンタクトホールＨの底部においては，ＢＰＳＧ膜の表面が露出させられている。また，コンタクトホールＨは，例えばプラズマエッチング等によって，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜をゲート部ＧのＳｉＮ膜及びＨＭ層に対して選択（異方性）エッチングすることにより形成されたものである。

次に，上記ウェハＷに対してコンタクトホールＨの底部に露出されたＢＰＳＧ膜のエッチング処理を行う処理システムについて説明する。図２に示す処理システム１は，ウェハＷを処理システム１に対して搬入出させる搬入出部２，搬入出部２に隣接させて設けられた２つのロードロック室３，各ロードロック室３にそれぞれ隣接させて設けられ，加熱工程としてのＰＨＴ（Ｐｏｓｔ Ｈｅａｔ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ）処理工程を行うＰＨＴ処理装置４，各ＰＨＴ処理装置４にそれぞれ隣接させて設けられ，変質工程としてのＣＯＲ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｒｅｍｏｖａｌ）処理工程を行うＣＯＲ処理装置５，処理システム１の各部に制御命令を与える制御コンピュータ８を有している。各ロードロック室３に対してそれぞれ連結されたＰＨＴ処理装置４，ＣＯＲ処理装置５は，ロードロック室３側からこの順に一直線上に並べて設けられている。

搬入出部２は，例えば略円盤形状をなすウェハＷを搬送する第一のウェハ搬送機構１１が内部に設けられた搬送室１２を有している。ウェハ搬送機構１１は，ウェハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム１１ａ，１１ｂを有している。搬送室１２の側方には，ウェハＷを複数枚並べて収容可能なキャリア１３ａを載置する載置台１３が，例えば３つ備えられている。また，ウェハＷを回転させて偏心量を光学的に求めて位置合わせを行うオリエンタ１４が設置されている。

かかる搬入出部２において，ウェハＷは，搬送アーム１１ａ，１１ｂによって保持され，ウェハ搬送装置１１の駆動により略水平面内で回転及び直進移動，また昇降させられることにより，所望の位置に搬送させられる。そして，載置台１０上のキャリア１３ａ，オリエンタ１４，ロードロック室３に対してそれぞれ搬送アーム１１ａ，１１ｂが進退させられることにより，搬入出させられるようになっている。

各ロードロック室３は，搬送室１２との間にそれぞれゲートバルブ１６が備えられた状態で，搬送室１２にそれぞれ連結されている。各ロードロック室３内には，ウェハＷを搬送する第二のウェハ搬送機構１７が設けられている。ウェハ搬送機構１７は，ウェハＷを略水平に保持する搬送アーム１７ａを有している。また，ロードロック室３は真空引き可能になっている。

かかるロードロック室３において，ウェハＷは，搬送アーム１７ａによって保持され，ウェハ搬送機構１７の駆動により略水平面内で回転及び直進移動，また昇降させられることにより搬送させられる。そして，各ロードロック室３に対して縦列に連結されたＰＨＴ処理装置４に対して搬送アーム１７ａが進退させられることにより，ＰＨＴ処理装置４に対してウェハＷが搬入出させられる。さらに，各ＰＨＴ処理装置４を介してＣＯＲ処理装置５に対して，搬送アーム１７ａが進退させられることにより，ＣＯＲ処理装置５に対してウェハＷが搬入出させられるようになっている。

ＰＨＴ処理装置４は，ウェハＷを収納する密閉構造の処理室（処理空間）２１を備えている。また，図示はしないが，ウェハＷを処理室２１内に搬入出させるための搬入出口が設けられており，この搬入出口を開閉するゲートバルブ２２が設けられている。処理室２１は，ロードロック室３との間にそれぞれゲートバルブ２２が備えられた状態で，ロードロック室３に連結されている。

図３に示すように，ＰＨＴ処理装置４の処理室２１内には，ウェハＷを略水平にして載置させる載置台２３が設けられている。さらに，処理室２１に例えば窒素ガス（Ｎ_２）などの不活性ガスを加熱して供給する供給路２５を備えた供給機構２６，処理室２１を排気する排気路２７を備えた排気機構２８が備えられている。供給路２５は窒素ガスの供給源３０に接続されている。また，供給路２５には，供給路２５の開閉動作及び窒素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁３１が介設されている。排気路２７には，開閉弁３２，強制排気を行うための排気ポンプ３３が介設されている。

なお，ＰＨＴ処理装置４のゲートバルブ２２，流量調整弁３１，開閉弁３２，排気ポンプ３３等の各部の動作は，制御コンピュータ８の制御命令によってそれぞれ制御されるようになっている。即ち，供給機構２６による窒素ガスの供給，排気機構２８による排気などは，制御コンピュータ８によって制御される。

図４に示すように，ＣＯＲ処理装置５は，密閉構造のチャンバー４０を備えており，チャンバー４０の内部は，ウェハＷを収納する処理室（処理空間）４１になっている。チャンバー４０の内部には，ウェハＷを略水平にした状態で載置させる載置台４２が設けられている。また，ＣＯＲ処理装置５には，処理室４１にガスを供給する供給機構４３，処理室４１内を排気する排気機構４４が設けられている。

チャンバー４０の側壁部には，ウェハＷを処理室４１内に搬入出させるための搬入出口５３が設けられており，この搬入出口５３を開閉するゲートバルブ５４が設けられている。処理室４１は，ＰＨＴ処理装置４の処理室２１との間にゲートバルブ５４が備えられた状態で，処理室２１に連結されている。チャンバー４０の天井部には，処理ガスを吐出させる複数の吐出口を有するシャワーヘッド５２が備えられている。

載置台４２は，平面視において略円形をなしており，チャンバー４０の底部に固定されている。載置台４２の内部には，載置台４２の温度を調節する温度調節器５５が設けられている。温度調節器５５は，例えば温調用の液体（例えば水など）が循環させられる管路を備えており，かかる管路内を流れる液体と熱交換が行われることにより，載置台４２の上面の温度が調節され，さらに，載置台４２と載置台４２上のウェハＷとの間で熱交換が行われることにより，ウェハＷの温度が調節されるようになっている。なお，温度調節器５５はかかるものに限定されず，例えば抵抗熱を利用して載置台４２及びウェハＷを加熱する電気ヒータ等であっても良い。

供給機構４３は，前述したシャワーヘッド５２，処理室４１にフッ化水素ガス（ＨＦ）を供給するフッ化水素ガス供給路６１，処理室４１にアンモニアガス（ＮＨ_３）を供給するアンモニアガス供給路６２，処理室４１に不活性ガスとしてアルゴンガス（Ａｒ）を供給するアルゴンガス供給路６３，処理室４１に不活性ガスとして窒素ガス（Ｎ_２）を供給する窒素ガス供給路６４を備えている。フッ化水素ガス供給路６１，アンモニアガス供給路６２，アルゴンガス供給路６３，窒素ガス供給路６４は，シャワーヘッド５２に接続されており，処理室４１には，シャワーヘッド５２を介してフッ化水素ガス，アンモニアガス，アルゴンガス，窒素ガスが拡散されるように吐出されるようになっている。

フッ化水素ガス供給路６１は，フッ化水素ガスの供給源７１に接続されている。また，フッ化水素ガス供給路６１には，フッ化水素ガス供給路６１の開閉動作及びフッ化水素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７２が介設されている。アンモニアガス供給路６２はアンモニアガスの供給源７３に接続されている。また，アンモニアガス供給路６２には，アンモニアガス供給路６２の開閉動作及びアンモニアガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７４が介設されている。アルゴンガス供給路６３はアルゴンガスの供給源７５に接続されている。また，アルゴンガス供給路６３には，アルゴンガス供給路６３の開閉動作及びアルゴンガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７６が介設されている。窒素ガス供給路６４は窒素ガスの供給源７７に接続されている。また，窒素ガス供給路６４には，窒素ガス供給路６４の開閉動作及び窒素ガスの供給流量の調節が可能な流量調整弁７８が介設されている。

排気機構４４は，開閉弁８２，強制排気を行うための排気ポンプ８３が介設された排気路８５を備えている。排気路８５の端部開口は，チャンバー４０の底部に開口されている。

なお，ＣＯＲ処理装置５のゲートバルブ５４，温度調節器５５，流量調整弁７２，７４，７６，７８，開閉弁７２，排気ポンプ８３等の各部の動作は，制御コンピュータ８の制御命令によってそれぞれ制御されるようになっている。即ち，供給機構４３によるフッ化水素ガス，アンモニアガス，アルゴンガス，窒素ガスの供給，排気機構４４による排気，温度調節器５５による温度調節などは，制御コンピュータ８によって制御される。

処理システム１の各機能要素は，処理システム１全体の動作を自動制御する制御コンピュータ８に，信号ラインを介して接続されている。ここで，機能要素とは，例えば前述したウェハ搬送機構１１，ウェハ搬送機構１７，ＰＨＴ処理装置４のゲートバルブ２２，流量調整弁３１，排気ポンプ３３，ＣＯＲ処理装置５のゲートバルブ５４，温度調節器５５，流量調整弁７２，７４，７６，７８，開閉弁７２，排気ポンプ８３等の，所定のプロセス条件を実現するために動作する総ての要素を意味している。制御コンピュータ８は，典型的には，実行するソフトウェアに依存して任意の機能を実現することができる汎用コンピュータである。

図２に示すように，制御コンピュータ８は，ＣＰＵ（中央演算装置）を備えた演算部８ａと，演算部８ａに接続された入出力部８ｂと，入出力部８ｂに挿着され制御ソフトウェアを格納した記録媒体８ｃと，を有する。この記録媒体８ｃには，制御コンピュータ８によって実行されることにより処理システム１に後述する所定の基板処理方法を行わせる制御ソフトウェア（プログラム）が記録されている。制御コンピュータ８は，該制御ソフトウェアを実行することにより，処理システム１の各機能要素を，所定のプロセスレシピにより定義された様々なプロセス条件（例えば，処理室４１の圧力等）が実現されるように制御する。即ち，後に詳細に説明するように，ＣＯＲ処理装置５におけるＣＯＲ処理工程と，ＰＨＴ処理装置４におけるＰＨＴ処理工程とをこの順番に行うエッチング方法を実現する制御命令を与える。

記録媒体８ｃは，制御コンピュータ８に固定的に設けられるもの，あるいは，制御コンピュータ８に設けられた図示しない読み取り装置に着脱自在に装着されて該読み取り装置により読み取り可能なものであっても良い。最も典型的な実施形態においては，記録媒体８ｃは，処理システム１のメーカーのサービスマンによって制御ソフトウェアがインストールされたハードディスクドライブである。他の実施形態においては，記録媒体８ｃは，制御ソフトウェアが書き込まれたＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ−ＲＯＭのような，リムーバブルディスクである。このようなリムーバブルディスクは，制御コンピュータ８に設けられた図示しない光学的読取装置により読み取られる。また，記録媒体８ｃは，ＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）又はＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）のいずれの形式のものであっても良い。さらに，記録媒体８ｃは，カセット式のＲＯＭのようなものであっても良い。要するに，コンピュータの技術分野において知られている任意のものを記録媒体８ｃとして用いることが可能である。なお，複数の処理システム１が配置される工場においては，各処理システム１の制御コンピュータ８を統括的に制御する管理コンピュータに，制御ソフトウェアが格納されていても良い。この場合，各処理システム１は，通信回線を介して管理コンピュータにより操作され，所定のプロセスを実行する。

次に，以上のように構成された処理システム１におけるウェハＷの処理方法について説明する。先ず，図１に示したようにＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜にコンタクトホールＨが形成されたウェハＷが，キャリア１３ａ内に収納され，処理システム１に搬送される。

処理システム１においては，図２に示すように，複数枚のウェハＷが収納されたキャリア１３ａが載置台１３上に載置され，ウェハ搬送機構１１によってキャリア１３ａから一枚のウェハＷが取り出され，ロードロック室３に搬入される。ロードロック室３にウェハＷが搬入されると，ロードロック室３が密閉され，減圧される。その後，ゲートバルブ２２，５４が開かれ，ロードロック室３と，大気圧に対してそれぞれ減圧されたＰＨＴ処理装置４の処理室２１，ＣＯＲ処理装置５の処理室４１が，互いに連通させられる。ウェハＷは，ウェハ搬送機構１７によってロードロック室３から搬出され，処理室２１の搬入出口（図示せず），処理室２１，搬入出口５３内をこの順に通過するように直進移動させられ，処理室４１に搬入される。

処理室４１において，ウェハＷは，デバイス形成面を上面とした状態で，ウェハ搬送機構１７の搬送アーム１７ａから載置台４２に受け渡される。ウェハＷが搬入されると搬送アーム１７ａが処理室４１から退出させられ，搬入出口５３が閉じられ，処理室４１が密閉される。そして，ＣＯＲ処理工程が開始される。

処理室４１が密閉された後，処理室４１には，アンモニアガス供給路６２，アルゴンガス供給路６３，窒素ガス供給路６４からそれぞれアンモニアガス，アルゴンガス，窒素ガスが供給される。また，処理室４１内の圧力は，大気圧よりも低圧状態にされる。さらに，載置台４２上のウェハＷの温度は，温度調節器５５によって所定の目標値（例えば約３５℃程度）に調節される。

その後，フッ化水素ガス供給路６１から処理室４１にフッ化水素ガスが供給される。ここで処理室４１には，予めアンモニアガスが供給されているので，フッ化水素ガスを供給することにより，処理室４１の雰囲気はフッ化水素ガスとアンモニアガスとを含む混合ガスからなる処理雰囲気にされる。こうして処理室４１内のウェハＷの表面に混合ガスが供給されることで，ウェハＷに対してＣＯＲ処理が行われる。

処理室４１内の低圧状態の処理雰囲気によって，ウェハＷ表面のコンタクトホールＨの底部に存在するＢＰＳＧ膜は，混合ガス中のフッ化水素ガスの分子及びアンモニアガスの分子と化学反応して，反応生成物に変質させられる（図５参照）。反応生成物としては，フルオロケイ酸アンモニウムや水分等が生成される。なお，この化学反応は等方的に進行するので，コンタクトホールＨの底部からＳｉ層の上面まで進行するとともに，Ｓｉ層の上方において，コンタクトホールＨの真下から横方向にも進行する。

ＣＯＲ処理中は，各処理ガスの供給流量，不活性ガスの供給流量，排気流量等を調節することにより，混合ガス（処理雰囲気）が大気圧より減圧された一定の圧力（例えば約８０ｍＴｏｒｒ（約１０．７Ｐａ）程度）に維持されるように調節する。また，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧は，約１５ｍＴｏｒｒ（約２．００Ｐａ）以上になるように調節しても良い。また，前述のように，ウェハＷの温度，即ち，ＢＰＳＧ膜において化学反応が行われる部分の温度（ＢＰＳＧ膜と混合ガスとが接触する部分の温度）は，例えば約３５℃以上の一定の温度に維持しても良い。これにより，化学反応を促進させ，反応生成物の生成速度を高め，反応生成物の層を迅速に形成することができる。また，化学反応が飽和状態になる深さ（ＢＰＳＧ膜の表面から化学反応が止まる位置までの間の距離）を十分に深くすることができる。即ち，反応生成物の層がＳｉ層の上面に到達するまで，化学反応が途中で止まることなく十分に行われる。なお，反応生成物中のフルオロケイ酸アンモニウムの昇華点は約１００℃であり，ウェハＷの温度を１００℃以上にすると，反応生成物の生成が良好に行われなくなるおそれがある。そのため，ウェハＷの温度は約１００℃以下にすることが好ましい。

上記の化学反応が飽和状態になる深さは，変質させる対象物であるシリコン酸化膜の種類（本実施形態においてはＢＰＳＧ膜），シリコン酸化膜の温度（又はシリコン酸化膜に接触する混合ガスの温度），混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧等に依存する。即ち，シリコン酸化膜の種類に応じて，シリコン酸化膜の温度，及び，フッ化水素ガスの分圧をそれぞれ調節することで，化学反応が飽和状態になる深さ，反応生成物の生成量等を制御することができ，ひいては，後に詳細に説明するＰＨＴ処理後のエッチング量を制御することができる。化学反応が飽和状態になる深さ，即ちエッチング量は，ＢＰＳＧ膜の場合，約３０ｎｍ（ナノメートル）以上にすることが可能である。

なお，従来行われていたＣＯＲ処理では，ウェハＷの温度は約３０℃以下程度にされていた。また，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を高くしても，ある程度の深さまでしか化学反応が進行しなかったので，エッチング量には限界があると考えられており，一度のＣＯＲ処理で確実にエッチングできるエッチング量は，例えばＢＰＳＧ膜では約３０ｎｍ以下程度とされていた。これに対し，本実施形態では，ウェハＷの温度を従来の温度より高い３５℃以上にし，かつ，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を従来よりも高く，約１５ｍＴｏｒｒ以上に上昇させることで，化学反応が飽和状態になる深さを高めることができ，一度のＣＯＲ処理でも十分なエッチング量を施すことが可能である。

ところで，ＣＯＲ処理では，ＢＰＳＧ膜の上方に形成されたＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜においても，混合ガスとの化学反応が可能であるため，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜が変質させられてしまうおそれがある。このＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の変質を抑制するためには，混合ガス中のアンモニアガスの分圧を，フッ化水素ガスの分圧よりも小さくすると良い。即ち，アンモニアガスの供給流量を，フッ化水素ガスの供給流量よりも小さくすると良い。そうすれば，化学反応がＢＰＳＧ膜において活発に進行している間に，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜では，化学反応が進行することを防止できる。即ち，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜等の変質を抑制しながら，ＢＰＳＧ膜のみを選択的に効率よく変質させることができる。従って，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜のダメージを防止できる。このように，混合ガス中のアンモニアガスの分圧を調節することで，ＢＰＳＧ膜とＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜，即ち同じシリコン酸化膜であるが密度，組成，成膜方法等が互いに異なるもの同士の間で，化学反応の反応速度，反応生成物の生成量等を互いに異なる値にすることができ，ひいては，後に詳細に説明するＰＨＴ処理後のエッチング量を互いに異なるものにすることができる。なお，アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧よりも小さくしたときの化学反応は，ＢＰＳＧ膜と混合ガスとの化学反応によって反応生成物の生成速度が決まる反応律速ではなく，フッ化水素ガスの供給流量によって反応生成物の生成速度が決まる供給律速反応になると考えられる。

反応生成物の層が十分に形成され，ＣＯＲ処理が終了すると，処理室４１が強制排気されて減圧される。これにより，フッ化水素ガスやアンモニアガスが処理室４１から強制的に排出される。処理室４１の強制排気が終了すると，搬入出口５３が開口させられ，ウェハＷはウェハ搬送機構１７によって処理室４１から搬出され，ＰＨＴ処理装置４の処理室２１に搬入される。以上のようにして，ＣＯＲ処理工程が終了する。

ＰＨＴ処理装置４において，ウェハＷは表面を上面とした状態で処理室２１内に載置される。ウェハＷが搬入されると搬送アーム１７ａが処理室２１から退出させられ，処理室２１が密閉され，ＰＨＴ処理工程が開始される。ＰＨＴ処理では，処理室２１内が排気されながら，高温の加熱ガスが処理室２１内に供給され，処理室２１内が昇温される。これにより，上記ＣＯＲ処理によって生じた反応生成物が加熱されて気化し，コンタクトホールＨの下方からコンタクトホールＨ内を通って，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の外側（ウェハＷの外部）に排出される。即ち，図６に示すように，ＢＰＳＧ膜内から反応生成物が除去されることにより，Ｓｉ層の上方に，コンタクトホールＨの底部と連通する空間Ｈ’が形成され，ＢＰＳＧ膜の新たな表面が露出させられる。このように，ＣＯＲ処理の後，ＰＨＴ処理を行うことにより，反応生成物が除去され，ＢＰＳＧ膜を等方的にドライエッチングすることができる。

こうして，ＣＯＲ処理の後にＰＨＴ処理を実施することで，ＢＰＳＧ膜を所定の深さまでエッチングすることができる。なお，前述したＣＯＲ処理においては，シリコン酸化膜であるＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜に対しても，混合ガスとの化学反応が若干生じるため，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜の表面が変質させられて少量の反応生成物が生じているが，前述したように，ＢＰＳＧ膜とＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜とは，反応生成物の生成量が互いに異なっており，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜において反応生成物が生成された深さは，ＢＰＳＧ膜において反応生成物が生成された深さと比較して非常に少ない。そのため，ＰＨＴ処理によってＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜から反応生成物が除去される深さ，即ちエッチング量は，ＢＰＳＧ膜のエッチング量と比較して非常に少ない量に抑えられる。このように，ＣＯＲ処理において混合ガス中のアンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧よりも小さく調節することで，各シリコン酸化膜のＰＨＴ処理後のエッチング量をそれぞれ調節することができる。即ち，エッチング選択比を調節することができる。本実施形態においては，ＢＰＳＧ膜のエッチング選択比を，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜等の他の構造に対して高くすることができる。

ＰＨＴ処理が終了すると，加熱ガスの供給が停止され，ＰＨＴ処理装置４の搬入出口が開かれる。その後，ウェハＷはウェハ搬送機構１７によって処理室２１から搬出され，ロードロック室３に戻される。こうして，ＰＨＴ処理装置４におけるＰＨＴ処理工程が終了する。

ウェハＷがロードロック室３に戻され，ロードロック室３が密閉された後，ロードロック室３と搬送室１２とが連通させられる。そして，ウェハ搬送機構１１によって，ウェハＷがロードロック室３から搬出され，載置台１３上のキャリア１３ａに戻される。以上のようにして，処理システム１における一連のエッチング工程が終了する。

なお，処理システム１においてエッチング処理が終了した後のウェハＷは，他の処理システムにおいて，例えばＣＶＤ装置等の成膜装置に搬入され，ウェハＷに対して例えばＣＶＤ法等による成膜処理が行われる。かかる成膜処理においては，図７に示すように，コンタクトホールＨ及び空間Ｈ’を埋めるように成膜が行われる。これにより，コンタクトホールＨ及び空間Ｈ’内にキャパシタＣが形成される。キャパシタＣは，ゲート部Ｇの間において，ＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜及びＢＰＳＧ膜を貫通するように形成され，キャパシタＣの下端部は空間Ｈ’内においてＳｉ層の上面に接続される。

かかる処理システム１によれば，プラズマを用いずにＢＰＳＧ膜を効率よくドライエッチングすることができる。従って，プラズマに起因するチャージアップダメージ等，ウェハ上に形成されたＢＰＳＧ膜以外の他の構造（膜や層など）に悪影響を与える心配が無い。また，フッ化水素ガスの分圧及びＢＰＳＧ膜の温度をそれぞれ調節することで，ＣＯＲ処理工程におけるＢＰＳＧ膜に対する化学反応の速度を向上させることができ，また，ＣＯＲ処理工程において化学反応が飽和状態になる深さを十分に深くすることができる。従って，ＣＯＲ処理工程のスループットを向上させ，かつ，ＢＰＳＧ膜のエッチング量を向上させることができる。ＣＯＲ処理工程とＰＨＴ処理工程を複数回繰り返さなくても，一度で十分なエッチング量を得ることができる。

以上，本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

フッ化水素ガスやアンモニアガスの他に処理室４１に供給されるガスの種類は，以上の実施形態に示した組み合わせには限定されない。例えば，処理室４１に供給される不活性ガスはアルゴンガスのみであっても良い。また，かかる不活性ガスは，その他の不活性ガス，例えば，ヘリウムガス（Ｈｅ），キセノンガス（Ｘｅ）のいずれかであっても良く，または，アルゴンガス，窒素ガス，ヘリウムガス，キセノンガスのうち２種類以上のガスを混合したものであっても良い。

処理システム１の構造は，以上の実施形態に示したものには限定されない。例えば，ＣＯＲ処理装置，ＰＨＴ処理装置の他に，成膜装置を備えた処理システムであっても良い。例えば図８に示す処理システム９０のように，ウェハ搬送機構９１を備えた共通搬送室９２を，搬送室１２に対してロードロック室９３を介して連結させ，この共通搬送室９２の周囲に，ＣＯＲ処理装置９５，ＰＨＴ処理装置９６，例えばＣＶＤ装置等の成膜装置９７を配設した構成にしても良い。この処理システム９０においては，ウェハ搬送機構９１によって，ロードロック室９２，ＣＯＲ処理装置９５，ＰＨＴ処理装置９６，成膜装置９７に対してウェハＷをそれぞれ搬入出させるようになっている。共通搬送室９２内は真空引き可能になっている。即ち，共通搬送室９２内を真空状態にすることで，ＰＨＴ処理装置９６から搬出されたウェハＷを大気中の酸素に接触させずに，成膜装置９７に搬入できる。従って，ＰＨＴ処理後のウェハＷに自然酸化膜が付着することを防止でき，成膜（キャパシタＣの形成）を好適に行うことができる。

以上の実施形態では，シリコン酸化膜を有する基板として，半導体ウェハであるシリコンウェハＷを例示したが，基板はかかるものに限定されず，他の種類のもの，例えばＬＣＤ基板用ガラス，ＣＤ基板，プリント基板，セラミック基板などであっても良い。

また，処理システム１において処理される基板の構造は，以上の実施形態において説明したものには限定されない。さらに，処理システム１において実施されるエッチングは，実施の形態に示したような，キャパシタＣの形成前にコンタクトホールＨの底部に行うためのものには限定されず，本発明は，様々な部分のエッチング方法に適用できる。

処理システム１においてエッチングを施す対象物となるシリコン酸化膜も，ＢＰＳＧ膜には限定されず，例えばＨＤＰ−ＳｉＯ_２膜等，他の種類のシリコン酸化膜であっても良い。この場合も，シリコン酸化膜の種類に応じて，ＣＯＲ処理工程におけるシリコン酸化膜の温度，及び，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を調節することで，反応生成物が飽和状態になる深さ，エッチング量などを制御することができる。特に，従来の自然酸化膜やケミカル酸化膜において行われていたエッチング方法よりも，反応生成物が飽和状態になる深さを深くし，また，エッチング量を向上させることが可能である。

また，基板に形成されたＣＶＤ系酸化膜については，そのＣＶＤ系酸化膜の成膜に用いられたＣＶＤ法の種類は，特に限定されない。例えば熱ＣＶＤ法，常圧ＣＶＤ法，減圧ＣＶＤ法，プラズマＣＶＤ法等であっても良い。

さらに，本発明は，ＣＶＤ系酸化膜以外のシリコン酸化膜，例えば，自然酸化膜，レジスト除去工程等における薬液処理によって生じたケミカル酸化膜，熱酸化法により形成された熱酸化膜等のシリコン酸化膜のエッチングに適用することもできる。このようなＣＶＤ系酸化膜以外のシリコン酸化膜においても，ＣＯＲ処理におけるフッ化水素ガスの分圧とシリコン酸化膜の温度とを調節することで，エッチング量を増減させることができる。

例えば前の処理工程（レジスト除去工程等）で処理された後，次の処理工程（成膜工程）が行われるまでの間に，ウェハＷが長時間放置され，ウェハＷ上に自然酸化膜が厚く形成されてしまった場合でも，次の処理工程を行う直前に，本発明にかかるエッチング方法による自然酸化膜の除去工程を行うことにより，自然酸化膜を十分に除去することができる。従って，前の処理工程が終了した後，自然酸化膜の除去工程や次の処理工程を実施するまでの待ち時間を延長することが可能である。そのため，管理時間（Ｑ−ｔｉｍｅ）に自由度を持たせることができる。

なお，ウェハＷ上に自然酸化膜と層間絶縁膜等の他のシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）等が混在しており，自然酸化膜のみを除去したい場合は，ＣＯＲ処理において，ウェハＷの温度を低めにするか，あるいは，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を低めに調節すると良い。例えば，ウェハＷの温度を約３０℃以下，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を約１５ｍＴｏｒｒ以下にしても良い。これにより，層間絶縁膜等の他のシリコン酸化膜の変質を抑制しながら，自然酸化膜を効率よく変質させることができる。即ち，他の構造のダメージを抑制しながら，自然酸化膜を効率よく除去することができる。

ウェハ上に自然酸化膜と他の種類のシリコン酸化膜等が混在するものとしては，例えば図９に示すような構造がある。図９において，ウェハＷ’の表面にはＳｉ層が形成されており，その上面に，ゲート電極を有するゲート部Ｇ’が，２つ並べて設けられている。各ゲート部Ｇ’は，ゲート電極，ハードマスク（ＨＭ）層及び側壁部（サイドウォール）を備えている。即ち，Ｓｉ層の上面に，ゲート酸化膜である２つのＳｉＯ_２膜が形成され，各ＳｉＯ_２膜の上面にゲート電極としてのＰｏｌｙ−Ｓｉ層がそれぞれ形成され，各Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層の上面に，ＳｉＮ層がそれぞれ形成されている。そして，各ＳｉＯ_２膜，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ層，ＳｉＮ層の両側面に，絶縁体からなる側壁部がそれぞれ形成されている。さらに，これら２つのゲート部Ｇ’を覆うようにして，層間絶縁膜であるＢＰＳＧ膜が形成され，ＢＰＳＧ膜の上面に，ＰＥ−ＳｉＯ_２膜が形成されている。このＰＥ−ＳｉＯ_２膜は，プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ；Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法を用いて形成されたＣＶＤ系のシリコン酸化膜である。２つのゲート部Ｇ’の間（側壁部の間）には，ＰＥ−ＳｉＯ_２膜とＢＰＳＧ膜を貫通するように，コンタクトホールＨが形成されている。コンタクトホールＨの底部おいては，Ｓｉ層が露出させられており，このＳｉ層に，自然酸化膜が形成される。即ち，この構造においては，３種類のシリコン酸化膜，即ち自然酸化膜，ＢＰＳＧ膜及びＰＥ−ＳｉＯ_２膜が混在している。このようなウェハＷ’から自然酸化膜を除去する場合も，ウェハＷ’の温度と，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を適宜調節することで，ＢＰＳＧ膜及びＰＥ−ＳｉＯ_２膜のダメージ（ＣＤシフト）を抑制しながら，自然酸化膜を選択的に除去することができる。また，自然酸化膜の厚さに応じて，ウェハＷ’の温度と，混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧を調節すれば，長期間放置されて厚く形成された自然酸化膜でも，確実に除去することができる。なお，かかるウェハＷ’に対して自然酸化膜の除去後に行われるキャパシタの形成（成膜処理）においては，コンタクトホールＨの底部に露出されたＳｉ層から自然酸化膜が除去されていることにより，キャパシタの下端部をＳｉ層に確実に接続することができる。

（実験１）
本発明者らは，シリコン酸化膜に対するエッチングを行う場合の，ＣＯＲ処理工程における条件を検討する実験１を行った。エッチングを施す対象物は，熱酸化法により形成された熱酸化膜（ＳｉＯ_２）とした。そして，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃，３５℃，４０℃としたときの，フッ化水素ガスの分圧とエッチング量との関係をそれぞれ測定した。フッ化水素ガスの分圧は，５ｍＴｏｒｒ（約０．６７Ｐａ）〜３５ｍＴｏｒｒ（約４．６７Ｐａ）の間で変化させた。その結果を図９のグラフに示す。図１０に示すように，ウェハＷの温度を２５℃にした場合，エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約１０ｍＴｏｒｒ（約１．３３Ｐａ）にしたときであり，そのときのエッチング量は約３５ｎｍ程度であった。そして，フッ化水素ガスの分圧を約１０ｍＴｏｒｒより低くするほどエッチング量が減少し，また高くするほどエッチング量が減少する結果となった。ウェハＷの温度を３０℃にした場合は，エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３０ｍＴｏｒｒ（約４．００Ｐａ）にしたときであり，そのときのエッチング量は約４０ｎｍ程度であった。ウェハＷの温度を３５℃にした場合は，フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が２０ｍＴｏｒｒ（約２．６７Ｐａ）程度までは，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが，フッ化水素ガスの分圧が２５ｍＴｏｒｒ（約３．３３Ｐａ）程度以上になると，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３５ｍＴｏｒｒにしたときであり，そのときのエッチング量は約５０ｎｍ程度であった。ウェハＷの温度を４０℃にした場合も，３５℃にしたときと同様に，フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が３０ｍＴｏｒｒ程度までは，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが，フッ化水素ガスの分圧が３０ｍＴｏｒｒ程度以上になると，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３５ｍＴｏｒｒにしたときであり，そのときのエッチング量は約４０ｎｍ程度であった。以上の結果より，約３５ｎｍ程度以上のエッチング量が得られることが分かった。

（実験２）
本発明者らは，シリコン酸化膜に対するエッチングを行う場合の，ＣＯＲ処理工程における条件を検討する実験２を行った。エッチングを施す対象物は，プラズマＣＶＤ法により形成されたプラズマＣＶＤ酸化膜（ＳｉＯ_２）とした。そして，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃，３５℃，４０℃としたときの，フッ化水素ガスの分圧とエッチング量との関係をそれぞれ測定した。フッ化水素ガスの分圧は，５ｍＴｏｒｒ〜３５ｍＴｏｒｒの間で変化させた。その結果を図１１のグラフに示す。図１１に示すように，ウェハＷの温度を２５℃にした場合，エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約２０ｍＴｏｒｒにしたときであり，そのときのエッチング量は約３０ｎｍ程度であった。そして，フッ化水素ガスの分圧を約２０ｍＴｏｒｒより低くするほどエッチング量が減少し，また高くするほどエッチング量が減少する結果となった。ウェハＷの温度を３０℃にした場合は，エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３０ｍＴｏｒｒにしたときであり，そのときのエッチング量は約３５ｎｍ程度であった。ウェハＷの温度を３５℃にした場合は，フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。フッ化水素ガスの分圧が２５ｍＴｏｒｒ程度までは，ウェハＷの温度を２５℃又は３０℃にした場合と比較してエッチング量が少ないが，フッ化水素ガスの分圧が３０ｍＴｏｒｒ程度以上になると，ウェハＷの温度を２５℃，３０℃にした場合よりエッチング量が多くなった。エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３５ｍＴｏｒｒにしたときであり，そのときのエッチング量は約４０ｎｍ以上であった。ウェハＷの温度を４０℃にした場合も，３５℃にしたときと同様に，フッ化水素ガスの分圧を高くするほどエッチング量が増加した。エッチング量が最も多かったのは，フッ化水素ガスの分圧を約３５ｍＴｏｒｒにしたときであった。

（実験３）
本発明者らは，ＣＯＲ処理における混合ガス中のフッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧とを変化させたときの，各種の材料に対するエッチング量を比較する実験３を行った。エッチングを行う対象物は，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮ，プラズマＣＶＤ酸化膜，熱酸化膜の４種類とした。混合ガスとしては，フッ化水素ガス，アンモニアガス，アルゴンガスの３種類を混合したガスを用いた。そして，各対象物に対し，以下の４つの条件Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ（図１２参照）において，それぞれＣＯＲ処理を行い，その後，ＰＨＴ処理を行った。そして，ＰＨＴ処理後の反応生成物の除去量，即ちエッチング量を測定した。さらに，エッチング量の平均値，標準偏差等を算出した。
（条件Ａ）
混合ガス全体の圧力（Ｐｒｅｓｓ）を４０ｍＴｏｒｒ（約５．３３Ｐａ）とし，フッ化水素ガスの分圧及びアンモニアガスの分圧をそれぞれ１８ｍＴｏｒｒ（約２．４０Ｐａ）とした。即ち，フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧を同じ値にした。
（条件Ｂ）
混合ガス全体の圧力を８０ｍＴｏｒｒ（約１０．７Ｐａ）とし，フッ化水素ガスの分圧は２６．７ｍＴｏｒｒ（約３．５６Ｐａ），アンモニアガスの分圧は１５．２ｍＴｏｒｒ（約２．０３Ｐａ）とした。即ち，アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧より低くした。
（条件Ｃ）
混合ガス全体の圧力を８０ｍＴｏｒｒとし，フッ化水素ガスの分圧及びアンモニアガスの分圧はそれぞれ２６．７ｍＴｏｒｒとした。即ち，混合ガス全体の圧力及びフッ化水素ガスの分圧を条件Ｂと同じにしながら，アルゴンガスの分圧を減少させ，アンモニアガスの分圧を上昇させることで，フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧を同じ値にした。
（条件Ｄ）
混合ガス全体の圧力を８０ｍＴｏｒｒとし，フッ化水素ガスの分圧は３２．９ｍＴｏｒｒ（約４．３９Ｐａ），アンモニアガスの分圧は１８．８ｍＴｏｒｒ（約２．５１Ｐａ）とした。即ち，アルゴンガスの分圧を条件Ｂより減少させ，フッ化水素ガスの分圧とアンモニアガスの分圧をそれぞれ条件Ｂより上昇させ，かつ，アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧より小さくした。

以上の実験３の条件を図１２の表に示し，実験３の結果を図１２の表及び図１３のグラフに示す。図１３に示されているように，いずれの条件Ａ〜Ｄにおいても，プラズマＣＶＤ酸化膜，熱酸化膜については，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮよりもエッチング量が多く得られ，プラズマＣＶＤ酸化膜，熱酸化膜に関して高いエッチング選択比が得られることが確かめられた。また，Ｐｏｌｙ−Ｓｉ，ＳｉＮのエッチング量は，いずれの条件Ａ〜Ｄにおいても殆ど変わらないが，プラズマＣＶＤ酸化膜，熱酸化膜のエッチング量は，条件Ａよりも条件Ｂ，Ｃ，Ｄの方が多かった。プラズマＣＶＤ酸化膜のエッチング量が比較的多かったのは条件Ｃ，Ｄであり，熱酸化膜のエッチング量が比較的多かったのは条件Ｂ，Ｄであった。また，熱酸化膜のエッチング量に対するプラズマＣＶＤ酸化膜のエッチング量の比率が最も少なかったのは条件Ｂであり，熱酸化膜のエッチング量に対するプラズマＣＶＤ酸化膜のエッチング量の比率が最も多かったのは条件Ｃであった。以上の結果より，プラズマＣＶＤ酸化膜と熱酸化膜が混在するウェハにおいて，プラズマＣＶＤ酸化膜のエッチングを防止しながら，熱酸化膜のみを選択的にエッチングしたい場合は，ＣＯＲ処理における混合ガスの状態を条件Ｂ，即ち，アンモニアガスの分圧をフッ化水素ガスの分圧より小さくした状態にすることが好ましいと考えられる。

本発明は，エッチング方法及び記録媒体に適用できる。

ＢＰＳＧ膜のエッチングを行う前のウェハの表面の構造を示した概略縦断面図である。 処理システムの概略平面図である。 ＰＨＴ処理装置の構成を示した説明図である。 ＣＯＲ処理装置の構成を示した説明図である。 ＣＯＲ処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。 ＰＨＴ処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。 成膜処理後のウェハの状態を示した概略縦断面図である。 別の実施形態にかかる処理システムの概略平面図である。 別の実施形態にかかるウェハの表面の構造を示した概略縦断面図である。 実験１の実験結果を示したグラフである。 実験２の実験結果を示したグラフである。 実験３の実験条件及び実験結果を示した表である。 実験３の実験結果を示したグラフである。

符号の説明

Ｗ ウェハ
１ 処理システム
４ ＰＨＴ処理装置
５ ＣＯＲ処理装置
８ 制御コンピュータ
４０ チャンバー
４１ 処理室
６１ フッ化水素ガス供給路
６２ アンモニアガス供給路
８５ 排気路

Claims (4)

1. ＢＰＳＧ膜からなるシリコン酸化膜をエッチングする方法であって，
   前記シリコン酸化膜の表面に，フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し，前記シリコン酸化膜と前記混合ガスとを化学反応させ，前記シリコン酸化膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と，
   前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し，
   前記変質工程において，前記混合ガス中の前記フッ化水素ガスの分圧を１５ｍＴｏｒｒ以上にし，且つ前記シリコン酸化膜の温度範囲を３５℃以上１００℃以下とすることを特徴とする，エッチング方法。
2. ＢＰＳＧ膜とバイアス高密度プラズマＣＶＤ法を用いて形成されるＣＶＤ系のシリコン酸化膜が形成されたウェハ表面のＢＰＳＧ膜をエッチングする方法であって，
   前記ウェハ表面に，フッ化水素ガス及びアンモニアガスを含む混合ガスを供給し，前記ＢＰＳＧ膜と前記混合ガスとを化学反応させ，前記ＢＰＳＧ膜を変質させて反応生成物を生成させる変質工程と，
   前記反応生成物を加熱して除去する加熱工程とを有し，
   前記変質工程において，前記混合ガス中の前記アンモニアガスの分圧を前記フッ化水素ガスの分圧よりも小さくし，且つ前記ＢＰＳＧ膜の温度範囲を３５℃以上１００℃以下とすることを特徴とする，エッチング方法。
3. 前記反応生成物のエッチング量が３０ナノメートル以上であることを特徴とする，請求項１又は２に記載のエッチング方法。
4. 処理システムの制御コンピュータによって実行することが可能なプログラムが記録された記録媒体であって，
   前記プログラムは，前記制御コンピュータによって実行されることにより，前記処理システムに，請求項１〜３のいずれかに記載のエッチング方法を行わせるものであることを特徴とする，記録媒体。
   

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