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TW202247287A - 基板處理方法及基板處理裝置 - Google Patents

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TW202247287A
TW202247287A TW111111486A TW111111486A TW202247287A TW 202247287 A TW202247287 A TW 202247287A TW 111111486 A TW111111486 A TW 111111486A TW 111111486 A TW111111486 A TW 111111486A TW 202247287 A TW202247287 A TW 202247287A
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TW
Taiwan
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film
protective film
substrate
etched
mentioned
Prior art date
Application number
TW111111486A
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English (en)
Inventor
石川慎也
小野健太
本田昌伸
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
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.)
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Publication date
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Abstract

本發明提供一種對被蝕刻膜上所形成之開口之尺寸及/或形狀進行控制之技術。 本發明之基板處理方法包括：準備基板之步驟，該基板具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、及(c)於上述遮罩膜中之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜；及將上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩而對上述被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。

Description

基板處理方法及基板處理裝置
本發明之例示性實施方式係關於一種基板處理方法及基板處理裝置。
作為使處理對象上所形成之圖案之尺寸均勻化以改善LCDU(Local linewidth uniformity，局部線寬均勻性)之技術，存在專利文獻1中所記載之電漿處理方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2020-017709號公報
[發明所欲解決之問題]
本發明提供一種對被蝕刻膜上所形成之開口之尺寸及/或形狀進行控制之技術。 [解決問題之技術手段]
於本發明之一例示性實施方式中，提供一種基板處理方法，其包含：準備基板之步驟，該基板具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、及(c)於上述遮罩膜中之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜；及將上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩而對上述被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。
於本發明之一例示性實施方式中提供一種基板處理裝置，其具備電漿處理腔室、向上述電漿處理腔室供給處理氣體之氣體供給部、供給電力以使上述電漿處理腔室內生成電漿之電源、及、控制部，上述控制部實行如下控制：於電漿處理腔室內配置具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、及(c)於上述遮罩膜上之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜的基板，藉由上述氣體供給部向上述電漿處理腔室內供給處理氣體，藉由上述電源所供給之電力使上述電漿處理腔室內生成電漿，將上述保護膜或上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩，使用上述電漿，對上述被蝕刻膜進行蝕刻。
於本發明之一例示性實施方式中提供一種基板處理系統，其係具備具有第1腔室之第1基板處理裝置及具有第2腔室之第2基板處理裝置者，且上述第1基板處理裝置構成為將具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜的基板配置於上述第1腔室內，於上述第1腔室內，形成(c)於上述遮罩膜中之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜，上述第2基板處理裝置構成為將形成有上述保護膜之上述基板配置於上述第2腔室內，於上述第2腔室內，將上述保護膜或上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩，對上述被蝕刻膜進行蝕刻。 [發明之效果]
根據本發明之例示性實施方式，可提供一種對被蝕刻膜上所形成之開口之尺寸及/或形狀適當地進行控制之基板處理方法及基板處理裝置。
以下，對本發明之各實施方式進行說明。
於一例示性實施方式中，提供一種基板處理方法。基板處理方法包括：準備具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於被蝕刻膜上且具有於被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、(c)於遮罩膜中之至少側壁上包圍開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素(以下稱為「至少1種保護元素」或簡稱為「保護元素」)之保護膜的基板之步驟，及將保護膜及遮罩膜作為遮罩而對被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟包括形成保護膜之步驟、對由保護膜所包圍之開口之尺寸及形狀之一者或兩者進行測定之步驟、及基於尺寸及形狀之一者或二者而對形成於保護膜中之至少側壁上之部分的厚度進行修整之步驟，被蝕刻膜蝕刻步驟包括將遮罩膜及經修整之保護膜作為遮罩而對被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟進而包括對由經修整之保護膜所包圍之開口的尺寸及形狀之一者或兩者進行測定的步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟進而包括基於由經修整之保護膜所包圍之開口的尺寸及形狀之一者或兩者，進而進行保護膜形成步驟及修整步驟之一者之步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟包括保護膜形成步驟，保護膜形成步驟包括使用第1處理氣體於遮罩膜之至少側壁之上形成前驅物層之步驟、及使用第2處理氣體而由前驅物層形成保護膜之步驟，第1處理氣體或第2處理氣體包含至少1種保護元素。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟包括藉由CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沈積)法形成保護膜之步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟包括形成保護膜之步驟，及以保護膜之表面比其內部包含更多至少1種保護元素之方式，對保護膜進行改質之步驟。
於一例示性實施方式中，保護膜改質步驟包括使保護膜之表面與包含至少1種保護元素之處理氣體反應，使保護膜之至少表面變為包含至少1種保護元素之膜或包含至少1種保護元素之化合物之膜的步驟。
於一例示性實施方式中，基板準備步驟包括以經修整之保護膜之表面比其內部包含更多至少1種保護元素之方式，對保護膜進行改質之步驟。
於一例示性實施方式中，保護膜改質步驟包含使經修整之保護膜之表面與包含至少1種保護元素之處理氣體反應，使經修整之保護膜之至少表面變為包含至少1種保護元素之膜或包含至少1種保護元素的化合物之膜之步驟。
於一例示性實施方式中，保護膜形成步驟包括形成含碳膜或含矽膜作為保護膜之步驟，保護膜改質步驟包括使含碳膜或含矽膜之表面與包含至少1種保護元素之處理氣體反應，使其變為包含至少1種保護元素之膜或包含至少1種保護元素之化合物之膜的步驟。
於一例示性實施方式中，包含至少1種保護元素之化合物為氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼化矽或有機硼化合物。
於一例示性實施方式中，包含至少1種保護元素之化合物為磷酸、多磷酸、磷酸鹽、磷酸酯、磷氧化物、或磷氮化物。
於一例示性實施方式中，包含至少1種保護元素之化合物為錫之氧化物、錫之氮化物、錫之磷化物、錫之硫化物或錫之鹵化物。
於一例示性實施方式中，開口於基板之俯視下具有孔形狀或線形狀。
於一例示性實施方式中，提供一種基板處理裝置。基板處理裝置具備電漿處理腔室、向電漿處理腔室供給處理氣體之氣體供給部、供給電力以使電漿處理腔室內生成電漿之電源、及控制部，控制部實行如下控制：於電漿處理腔室內配置具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於被蝕刻膜上且具有於被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、(c)於遮罩膜上之至少側壁上包圍開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜的基板，藉由氣體供給部向電漿處理腔室內供給處理氣體，藉由電源所供給之電力使電漿處理腔室內生成電漿，將保護膜或保護膜及遮罩膜作為遮罩，使用電漿，對被蝕刻膜進行蝕刻。
於一例示性實施方式中，提供了一種基板處理系統。基板處理系統具備具有第1腔室之第1基板處理裝置及具有第2腔室之第2基板處理裝置，第1基板處理裝置構成為將具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於被蝕刻膜上且具有於被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜的基板配置於第1腔室內，於第1腔室內，形成(c)於遮罩膜中之至少側壁上包圍開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜，第2基板處理裝置構成為將形成有保護膜之基板配置於第2腔室內，於第2腔室內，將保護膜或保護膜及遮罩膜作為遮罩，對被蝕刻膜進行蝕刻。
以下，參照圖式，對本發明之各實施方式詳細地進行說明。再者，於各圖式中對同一或相同要素附加同一符號，省略重複之說明。只要無特別說明，基於如圖式所示之位置關係對上下左右等位置關係進行說明。圖式之尺寸比率並不表示實際比率，又，實際比率並不限定於圖示之比率。
圖1係表示一例示性實施方式之基板處理方法(以下亦稱為「本處理方法」)之流程圖。本處理方法包括：準備基板之步驟(步驟ST1)、對保護膜進行蝕刻之步驟(步驟ST2)、對被蝕刻膜進行蝕刻之步驟(步驟ST3)、以及將遮罩膜及保護膜去除之步驟(步驟ST4)。步驟ST1表示準備基板W之步驟。步驟ST1包括步驟ST11(形成被蝕刻膜之步驟)、步驟ST12(形成遮罩膜之步驟)及步驟ST13(形成保護膜之步驟)。
圖2係將基板W之剖面構造之一例按照本處理方法之流程表示的圖。圖2(a)表示於步驟ST11中、圖2(b)表示於步驟ST12中、圖2(c)表示於步驟ST13中、圖2(d)表示於步驟ST2中、圖2(e)表示於步驟ST3中、圖2(f)表示於步驟ST4中處理後之基板W之剖面構造。
圖3係概略性地表示一例示性實施方式之基板處理裝置之圖。於一實施方式中，本例示性方法亦可使用基板處理裝置來實行。
基板處理裝置1係電容耦合電漿處理裝置。基板處理裝置1包含電漿處理腔室10、氣體供給部20、電源30、排氣系統40及控制部50。又，基板處理裝置1包含基板支持部11及氣體導入部。氣體導入部構成為將至少1種處理氣體導入至電漿處理腔室10內。氣體導入部包含簇射頭13。基板支持部11配置於電漿處理腔室10內。簇射頭13配置於基板支持部11之上方。於一例示性實施方式中，簇射頭13構成電漿處理腔室10之頂部(ceiling)之至少一部分。電漿處理腔室10具有藉由簇射頭13、電漿處理腔室10之側壁10a及基板支持部11界定之電漿處理空間10s。電漿處理腔室10具有用以將至少1種處理氣體供給至電漿處理空間10s之至少1個氣體供給口、及用以從電漿處理空間排出氣體之至少1個氣體排出口。側壁10a接地。簇射頭13及基板支持部11與電漿處理腔室10殼體電性地絕緣。
基板支持部11包含本體部111及環組件112。本體部111具有用以支持基板(晶圓)W之中央區域(基板支持面)111a、及用以支持環組件112之環狀區域(環狀支持面)111b。本體部111之環狀區域111b於俯視下包圍本體部111之中央區域111a。基板W配置於本體部111之中央區域111a上，環組件112以包圍本體部111之中央區域111a上之基板W之方式配置於本體部111之環狀區域111b上。於一例示性實施方式中，本體部111包含基台及靜電吸盤。基台包含導電性構件。基台之導電性構件作為下部電極發揮功能。靜電吸盤配置於基台之上。靜電吸盤之上表面具有基板支持面111a。環組件112包含1個或複數個環狀構件。1個或複數個環狀構件中之至少1個為邊緣環。又，圖示雖省略，但基板支持部11亦可包含構成為將靜電吸盤、環組件112及基板中之至少1個調節至目標溫度之調溫模組。調溫模組亦可包含加熱器、傳熱介質、流路、或該等之組合。於流路中，流動著如鹽水或氣體般之傳熱流體。又，基板支持部11亦可包含構成為於基板W之背面與基板支持面111a之間供給傳熱氣體之傳熱氣體供給部。
簇射頭13構成為將來自氣體供給部20之至少1種處理氣體導入至電漿處理空間10s內。簇射頭13具有至少1個氣體供給口13a、至少1個氣體擴散室13b、及複數個氣體導入口13c。供給至氣體供給口13a之處理氣體通過氣體擴散室13b後從複數個氣體導入口13c導入至電漿處理空間10s內。又，簇射頭13包含導電性構件。簇射頭13之導電性構件係作為上部電極而發揮功能。再者，氣體導入部除簇射頭13以外，亦可包含安裝在形成於側壁10a之1個或複數個開口部之1個或複數個側注氣部(SGI：Side Gas Injector)。
氣體供給部20亦可包含至少1個氣體源21及至少1個流量控制器22。於一例示性實施方式中，氣體供給部20構成為將至少1種處理氣體從各自對應之氣體源21經由各自對應之流量控制器22供給至簇射頭13中。各流量控制器22例如亦可包含質量流量控制器或壓力控制式流量控制器。進而，氣體供給部20亦可包含使至少1種處理氣體之流量調變或脈衝化之1個或其以上之流量調變裝置。
電源30包含經由至少1個阻抗匹配電路而與電漿處理腔室10結合之RF電源31。RF電源31構成為將如信源RF信號及偏置RF信號般之至少1個RF信號(RF電力)供給至基板支持部11之導電性構件及/或簇射頭13之導電性構件。藉此，由供給至電漿處理空間10s之至少1種處理氣體形成電漿。因此，RF電源31可作為構成為使電漿處理腔室10中由1種或其以上之處理氣體生成電漿之電漿生成部之至少一部分而發揮功能。又，藉由將偏置RF信號供給至基板支持部11之導電性構件，可使基板W產生偏置電位，將所形成之電漿中之離子成分饋入基板W中。
於一例示性實施方式中，RF電源31包含第1RF生成部31a及第2RF生成部31b。第1RF生成部31a構成為經由至少1個阻抗匹配電路而與基板支持部11之導電性構件及/或簇射頭13之導電性構件結合，生成電漿生成用之信源RF信號(信源RF電力)。於一例示性實施方式中，信源RF信號具有13 MHz～150 MHz之範圍內之頻率。於一例示性實施方式中，第1RF生成部31a可構成為生成具有不同頻率之複數個信源RF信號。所生成之1個或複數個信源RF信號被供給至基板支持部11之導電性構件及/或簇射頭13之導電性構件。第2RF生成部31b構成為經由至少1個阻抗匹配電路而與基板支持部11之導電性構件結合，生成偏置RF信號(偏置RF電力)。於一例示性實施方式中，偏置RF信號具有低於信源RF信號之頻率。於一例示性實施方式中，偏置RF信號具有400 kHz～60 MHz之範圍內之頻率。於一例示性實施方式中，第2RF生成部31b可構成為生成具有不同頻率之複數個偏置RF信號。所生成之1個或複數個偏置RF信號被供給至基板支持部11之導電性構件。又，於各種實施方式中，可使信源RF信號及偏置RF信號中之至少1個脈衝化。
又，電源30可包含與電漿處理腔室10結合之DC電源32。DC電源32包含第1DC生成部32a及第2DC生成部32b。於一例示性實施方式中，第1DC生成部32a構成為與基板支持部11之導電性構件連接，生成第1DC信號。所生成之第1偏置DC信號被施加至基板支持部11之導電性構件。於一例示性實施方式中，第1DC信號可被施加至如靜電吸盤內之電極般之其他電極。於一例示性實施方式中，第2DC生成部32b構成為與簇射頭13之導電性構件連接，生成第2DC信號。所生成之第2DC信號被施加至簇射頭13之導電性構件。於各種實施方式中，可使第1及第2DC信號中之至少1個脈衝化。再者，除RF電源31以外可設置第1及第2DC生成部32a、32b，第1DC生成部32a亦可代替第2RF生成部31b而設置。
排氣系統40例如可與設置於電漿處理腔室10底部之氣體排出口10e連接。排氣系統40亦可包含壓力調整閥及真空泵。藉由壓力調整閥，可調整電漿處理空間10s內之壓力。真空泵亦可包含渦輪分子泵、乾式真空泵或該等之組合。
控制部50對使基板處理裝置1中實行本發明中所述之各種步驟之電腦可執行之命令進行處理。控制部50可構成為對基板處理裝置1之各要素進行控制以實行此處所述之各種步驟。於一例示性實施方式中，控制部50之一部分或全部可作為基板處理裝置1之外部裝置之構成之一部分而設置。控制部50例如可包含電腦50a。電腦50a例如可包含處理部(CPU：Central Processing Unit)50a1、記憶部50a2、及通訊介面50a3。處理部50a1可構成為基於記憶部50a2中所儲存之程式進行各種控制動作。記憶部50a2可包含RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、HDD(Hard Disk Drive，硬盤驅動器)、SSD(Solid State Drive，固態驅動器)、或該等之組合。通訊介面50a3可經由LAN(Local Area Network，區域網路)等通訊線路而與基板處理裝置1之其他構成之間進行通訊。
圖4係表示一例示性實施方式之基板處理系統之圖。於一實施方式中，本例示的方法亦可使用基板處理系統而實行。
基板處理系統PS具有基板處理模組PM1～PM6(以下亦總稱為「基板處理模組PM」)、搬送模組TM、負載鎖定模組LLM1及LLM2(以下亦總稱為「負載鎖定模組LLM」)、加載器模組LM、及負載埠LP1至LP3(以下亦總稱為「負載埠LP」)。控制部50係對基板處理系統PS之各構成進行控制而對基板W實行特定處理。
基板處理模組PM1～PM6係於其內部對基板W實行蝕刻處理、修整處理、成膜處理、退火處理、摻雜處理、微影處理、清潔處理、及灰化處理等處理。基板處理模組PM之一部分可為測定模組，亦可測定基板W上所形成之膜之膜厚或基板W上所形成之圖案的尺寸等。如圖3所示之基板處理裝置1係基板處理模組PM之一例。
搬送模組TM具有搬送基板W之搬送裝置，於基板處理模組PM間或基板處理模組PM與負載鎖定模組LLM之間搬送基板W。基板處理模組PM及負載鎖定模組LLM與搬送模組TM相鄰地配置。搬送模組TM與基板處理模組PM及負載鎖定模組LLM係藉由可開啟及關閉之閘閥而於空間上隔離或連接。
負載鎖定模組LLM1及LLM2設置於搬送模組TM與加載器模組LM之間。負載鎖定模組LLM可將其內部之壓力切換為大氣壓或真空。負載鎖定模組LLM係將基板W從大氣壓之加載器模組LM搬送至真空之搬送模組TM，又，將其從真空之搬送模組TM搬送至大氣壓之加載器模組LM。
加載器模組LM具有搬送基板W之搬送裝置，於負載鎖定模組LLM與負載埠LP之間搬送基板W。於負載埠LP內之內部，例如可載置能夠收納25片基板W之FOUP(Front Opening Unified Pod，前開式單元匣)或空FOUP。加載器模組LM係從負載埠LP內之FOUP中取出基板W，並搬送至負載鎖定模組LLM。又，加載器模組LM係從負載鎖定模組LLM中取出基板W，並搬送至負載埠LP內之FOUP。
控制部50係對基板處理系統PS之各構成進行控制而對基板W實行特定處理。控制部50儲存了設定有製程之順序、製程之條件、及搬送條件等之製程配方，依據該製程配方，對基板處理系統PS之各構成進行控制，以對基板W實行特定之處理。
以下，參照圖2至圖4的同時，對如圖1所示之本處理方法之一例進行說明。各步驟中之處理可於基板處理系統PS之基板處理模組PM(圖4參照)中實行。各步驟中之蝕刻處理可於如圖3所示之基板處理裝置1中實行。本處理方法之1個步驟中之處理可於基板處理模組PM之1個模組中實行，本處理方法之其他步驟中之處理可於基板處理模組PM之其他模組中實行。本處理方法之複數個步驟中之處理可於基板處理模組PM之1個模組中連續實行。
於步驟ST11中，於基底膜UF上形成被蝕刻膜EF(參照圖2(a))。基底膜UF例如為矽晶圓上所形成之介電膜、金屬膜、及半導體膜等。被蝕刻膜EF例如為有機膜或介電膜。有機膜例如為旋塗式碳膜(SOC)、光阻膜、及非晶形碳。介電膜例如為矽氧化膜、矽氮化膜、SiARC、SiON。基底膜UF及/或被蝕刻膜EF可藉由CVD法、ALD(Atomic Layer Deposition，原子層沈積)法、及旋轉塗佈法等而形成。基底膜UF及/或被蝕刻膜EF可為平坦之膜，又，亦可為具有凹凸之膜。
於步驟ST12中，於被蝕刻膜EF上形成遮罩膜MK(參照圖2(b))。遮罩膜MK形成為具有於被蝕刻膜EF上界定至少1個開口OP之至少1個側壁SS。開口OP為被蝕刻膜EF上之空間，且被側壁SS包圍。即，於圖2(b)中，被蝕刻膜EF具有藉由遮罩膜MK而覆蓋之區域、與於開口OP之底部露出之區域。
開口OP於基板W之俯視(在從圖2之自上而下之方向上觀察基板W之情形)下具有任意之形狀。該形狀例如可為橢圓或矩形等孔形狀、線形狀、或孔形狀與線形狀之組合。遮罩膜MK具有複數個側壁SS，複數個側壁SS可界定複數個開口OP。複數個開口OP分別具有線形狀，可以固定之間隔排列而構成線與間隙圖案。又，複數個開口OP可分別具有孔形狀，構成陣列圖案。
遮罩膜MK例如為有機膜、介電膜或含金屬膜。有機膜例如為旋塗式碳膜(SOC)、光阻膜、及非晶形碳。介電膜例如為矽氧化膜、矽氮化膜、SiARC、及SiON。含金屬膜例如為包含Sn、Zr、Hf、Ta、Ti、Al、Y、La、W、Mo、Ni、Ru、In及Co或該等之氧化物、氮化物、矽酸鹽或氮氧化物之膜。遮罩膜MK可藉由CVD法、ALD法、旋轉塗佈法等而形成。開口OP可對遮罩膜MK進行蝕刻而形成，又，亦可藉由對遮罩膜MK實施光刻而形成。
於步驟ST13中，於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF上形成有保護膜PF(參照圖2(c))。保護膜PF係於遮罩膜MK之側壁SS上包圍開口OP而形成。藉此，開口OP之寬度方向(圖2中之左右方向)上之尺寸得到調整。又，保護膜PF於開口OP之底部以覆蓋露出之被蝕刻膜EF之方式形成。藉此，開口OP之深度方向(圖2中之上下方向)上之尺寸得到調整。再者，於其他例中，亦可調整使保護膜PF成膜之條件，使保護膜PF於遮罩膜MK上選擇性地形成。即，亦可以被蝕刻膜EF於開口OP之底部露出之方式使保護膜PF形成於遮罩膜MK上。
保護膜PF係含有選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種保護元素(將包含「至少1種保護元素」之化合物稱作「保護元素化合物」)之膜。保護膜PF亦可為包含保護元素或保護元素化合物之膜。保護膜PF可藉由ALD法或CVD法使保護元素或保護元素化合物生長而形成。
於藉由ALD法形成保護膜PF之情形時，保護膜PF係藉由如下步驟而形成。首先，將第1處理氣體導入至成膜裝置(進行成膜處理之基板處理裝置/模組)內，利用第1處理氣體中所包含之物質於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF之表面形成前驅物層。然後，將第2處理氣體導入至成膜裝置內，使第2處理氣體中所包含之物質與形成於遮罩膜MK及/或被蝕刻膜EF之表面上之前驅物層反應。第2處理氣體係與由第1處理氣體所形成之前驅物層反應而形成保護元素化合物之氣體。藉此，於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF之表面形成保護元素化合物之層。重複該等步驟，使保護元素化合物生長至所需之厚度，形成保護膜PF。再者，亦可於遮罩膜MK及/或被蝕刻膜EF之表面形成前驅物層後，將不需要之氣體清除後，將第2處理氣體導入至成膜裝置內。
於ALD法中，可於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF之表面上形成共形之保護膜PF。但，亦可如上所述地藉由調整使保護膜PF成膜之條件而使其於開口OP之底部形成。例如，藉由於滿足以下所示之(a)及(b)之至少一者之條件下形成保護膜PF，可以被蝕刻膜EF露出之方式，使保護膜PF形成於遮罩膜MK上。 (a)於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF之整個表面上形成前驅物層前，停止導入第1處理氣體。 (b)於第2處理氣體中所包含之物質與遮罩膜MK及/或被蝕刻膜EF之整個表面上所形成之前驅物層的反應結束前，停止導入第2氣體。
於藉由CVD法形成保護膜PF之情形時，保護膜PF係藉由如下步驟而形成。首先，將第1處理氣體與第2處理氣體導入至成膜裝置內。然後，對第1處理氣體與第2處理氣體施加能量(例如電漿能量或熱能量)，使第1處理氣體與第2處理氣體反應。藉此，於遮罩膜MK及被蝕刻膜EF之表面沈積保護元素或保護元素化合物。然後，使保護元素或保護元素化合物沈積至所需厚度，形成保護膜PF。再者，作為對第1處理氣體與第2處理氣體施加之能量，除熱能量或電漿能量以外，亦可使用電子束、UV(紫外線)、EUV(極紫外線)、Ar/KrF雷射、及UV等光能量。
再者，保護膜PF亦可於進行蝕刻處理之基板處理裝置/模組中藉由ALD法、亞共形ALD法或CVD法而形成。該基板處理裝置可為於步驟ST2中對保護膜進行蝕刻之基板處理裝置。
於保護元素為硼之情形時，保護元素化合物例如為氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼化矽或有機硼化合物。又，於保護元素為硼之情形時，第1處理氣體可為包含含硼物質之氣體。又，第2處理氣體可為包含含氫物質(例如H 2、H 2O)、含氧物質(例如、O 2、O 3、CO、CO 2)、含氮物質(例如N 2、NO、NH 3及其他具有NH鍵之無機化合物)、含碳物質、含矽物質、含硼物質、及稀有氣體之氣體。第1處理氣體中所包含之含硼物質及第2處理氣體中所包含之含硼物質例如可為：硼烷化合物(例如硼烷、二硼烷、三甲基硼烷、三甲氧基硼烷、三苯基硼烷、三氟化硼(BF 3)、三氯化硼(BCl 3)、三溴化硼(BBr 3)、及三碘化硼(BI 3))、硼烷錯合物(例如氨硼烷、硼烷-四氫呋喃錯合物、硼烷-二甲胺錯合物、及硼烷-吡啶錯合物)、硼酸酯(例如硼酸、硼酸三丙酯、硼酸三甲酯、硼酸三苯酯、及硼酸三(六氟異丙酯))、硼氮炔化合物(例如硼氮炔、三氯硼氮炔、三乙基硼烷、及六甲基硼氮炔)、環硼氧烷化合物(例如環硼氧烷、三甲基環硼氧烷、及三甲氧基環硼氧烷)、硼酸(例如硼酸、甲基硼酸、苯基硼酸、環己基硼酸、對苯二硼酸、及四羥基二硼酸)、
Figure 111111486-A0304-1
酸(例如
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酸、二乙基
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酸、及二苯基
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酸、p,p'-二甲苯
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酸)、硼酸酯(例如乙烯基硼酸二丁酯、雙[(頻哪醇)硼基]甲烷、4-乙醯氧基苯硼酸頻哪醇酯)、及
Figure 111111486-A0304-1
酸酯(例如2-胺基乙基二苯基
Figure 111111486-A0304-1
酸酯)。於第1處理氣體包含含硼物質，第2處理氣體包含如烴或氟化碳之含碳物質之情形時，保護膜PF可由摻雜有硼之含碳材料形成。於第1處理氣體包含含硼物質，第2處理氣體包含含矽物質之情形時，保護膜PF亦可由摻雜有硼之含矽材料形成。
於保護元素為磷之情形時，保護元素化合物例如為磷酸、多磷酸、磷酸鹽、磷酸酯、磷氧化物、或磷氮化物。磷酸鹽例如為磷酸二氫鈣、或二磷酸錫。磷氧化物例如為十氧化四磷。又，於保護元素為磷之情形時，第1處理氣體亦可為包含含磷物質之氣體。又，第2處理氣體可為包含H 2O、具有NH鍵之無機化合物、含碳物質、含矽物質、或含磷物質之氣體。第1處理氣體中所包含之含磷物質及第2處理氣體中可包含之含磷物質可為磷醯化合物、膦系物質、磷烷化合物、磷烯化合物、磷炔化合物、或磷腈化合物。磷醯化合物例如為氯化磷醯、磷酸三甲酯((CH 3O) 3PO)、磷酸三乙酯((C 2H 5O) 3PO)、六甲基磷酸三胺((N(CH 3) 2) 3PO)、或二苯基磷醯氯。膦系物質例如為膦、三氟化磷、三氯化磷、或三溴化磷。膦系物質可為Px(CyHz)n。此處，x、y、z、及n各自為1以上之整數。Px(CyHz)n例如為三甲基膦。或者，膦系物質為三甲氧基膦(P(OCH 3) 3)、三(二甲胺基)膦(P(N(CH 3) 2) 3)、或三(三甲基矽烷基)膦(P(Si(CH 3) 3)。磷烷化合物例如為五氟化磷或五氯化磷。磷烯化合物例如為磷雜乙烯(phospho ethene)或磷雜苯。磷炔化合物例如為磷雜乙炔或金剛烷基磷雜乙炔。磷腈化合物例如為六氟環三磷腈或六苯氧基環三磷腈。具有NH鍵之無機化合物為氨(NH 3)、二亞胺(N 2H 2)、肼(N 2H 4)、或胺。胺例如為二甲胺或乙二胺。含碳物質為烴、氟化碳、具有羥基之有機化合物、羧酸、羧酸酐、或羧酸鹵化物。烴例如為甲烷或丙烯。氟化碳例如為CF 4或C 4F 6。具有羥基之有機化合物例如為甲醇、乙二醇等醇類或酚類。羧酸例如為乙酸或草酸。含矽物質例如為氯化矽或胺基矽烷。再者，第1處理氣體中所包含之含磷物質及第2處理氣體中可包含之含磷物質可相互相同，亦可不同。於第1處理氣體及第2處理氣體包含相同含磷物質之情形時，可使用由第1處理氣體與第2處理氣體中任一種所形成之電漿。
又，於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含H 2O之情形時，保護膜PF可由磷酸形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含具有羥基之有機化合物、羧酸、羧酸酐、或羧酸鹵化物之情形時，保護膜PF可由磷酸酯形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含具有NH鍵之無機化合物之情形時，保護膜PF可由氮化磷或磷酸三胺形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含含磷物質之情形時，保護膜PF可由磷酸、磷氧化物或氮化磷形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含如烴或氟化碳之含碳物質之情形時，保護膜PF可由摻雜有磷之含碳材料形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含含矽物質之情形時，保護膜PF可由摻雜有磷之含矽材料形成。
又，第1處理氣體可包含上述含碳物質或上述含矽物質，第2處理氣體可包含上述含磷物質。於第1處理氣體包含如烴或氟化碳之含碳物質，第2處理氣體包含含磷物質之情形時，保護膜PF可由摻雜有磷之含碳材料形成。於第1處理氣體包含含矽物質，第2處理氣體包含含磷物質之情形時，保護膜PF可由摻雜有磷之含矽材料形成。
又，第1處理氣體可包含上述含磷物質，第2處理氣體可包含H 2、O 2、或N 2之至少一種。於此情形時，保護膜PF可藉由將來自由第2處理氣體所生成之電漿之化學物種供給至前驅物層而形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含H 2及O 2之情形時，保護膜PF可由磷酸形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含N 2及H 2之情形時，保護膜PF可由氮化磷形成。於第1處理氣體包含含磷物質，第2處理氣體包含H 2之情形時，保護膜PF可由磷形成。
於保護元素為硫之情形時，保護元素化合物例如為包含硫脲鍵之化合物、包含磺醯胺鍵之化合物、包含磺酸酯鍵之化合物、包含硫代胺甲酸乙酯鍵之化合物、包含硫鍵之化合物、硫鍵、及摻雜有硫之矽化合物。第1處理氣體可包含含硫物質，第2處理氣體可包含H 2O、具有NH鍵之無機化合物、含碳物質、含矽物質、或含硫物質。第1處理氣體中所包含之含硫物質及第2處理氣中可包含之含硫物質可為異硫氰酸酯化合物、磺醯基化合物、硫醇化合物、噻吩化合物、環硫化物化合物、二硫化物化合物、硫化物化合物、硫羰基化合物、或硫化物氣體。異硫氰酸酯化合物例如為異硫氰酸苯酯、三甲基矽烷異硫氰酸酯、甲苯二異氰酸酯、或1,4-丁烷二異硫氰酸酯。磺醯基化合物例如為苯磺醯基氯化物、雙-三氯甲基碸、或1,3-苯二磺醯氟。硫醇化合物例如為甲烷硫醇、烯丙基硫醇、1,2-乙二醇、或1,3-苯二硫醇。噻吩化合物例如為噻吩、2-噻吩羧酸、或3-苯基噻吩。環硫化物化合物例如為硫化乙烯或硫化丙烯。二硫化物化合物例如為二乙硫醚或二苯硫醚。硫化物化合物例如為甲硫醚或四氫噻吩。硫羰基化合物例如為二-第三丁基硫酮、硫代丙烯醛、或二硫代乙酸。硫化物氣體例如為二氧化硫、二硫化碳、羰基硫、或硫化氫。具有NH鍵之無機化合物例如為氨(NH 3)、二亞胺(N 2H 2)、肼(N 2H 4)、或胺。胺例如為二甲胺或乙二胺。含碳物質例如為烴、氟化碳、具有羥基之有機化合物、羧酸、羧酸酐、或羧酸鹵化物。烴例如為甲烷或丙烯等烯烴化合物。氟化碳例如為CF 4或C 4F 6。具有羥基之有機化合物例如為甲醇、乙二醇等醇類或酚類。羧酸例如為乙酸或草酸。含矽物質例如為氯化矽或胺基矽烷。再者，第1處理氣體中所包含之含硫物質及第2處理氣中可包含之含硫物質可相互相同，亦可不同。於第1處理氣體及第2處理氣體包含相同含硫物質之情形時，可使用由第1處理氣體與第2處理氣體中之任一者所形成之電漿。
又，第1處理氣體可包含上述含碳物質或上述含矽物質，第2處理氣體可包含上述含硫物質。又，第1處理氣體可包含上述含硫物質，第2處理氣體可包含H 2、O 2、或N 2之至少一種。於此情形時，保護膜PF可藉由將來自由第2處理氣體所生成之電漿之化學物種供給至前驅物層而形成。
於保護元素為錫之情形時，保護元素化合物例如為包含金屬錫作為主成分之膜、包含錫之氧化物(SnOx)作為主成分之膜、包含錫之氫化物(Sn(OH)x)作為成分之膜、包含錫之氮化物(SnxNy)作為主成分之膜、包含錫之磷化物(SnxPy)作為主成分之膜、包含錫之硫化物(SnSx)作為主成分之膜、或包含錫之鹵化物作為主成分之膜。此處，「x」及「y」各自為1以上之整數。錫之氧化物例如為SnO 2、SnO等。錫之氮化物例如為SnN、Sn 3N 4等。錫之磷化物例如為P 2Sn 3等。錫之硫化物例如為SnS、SnS 2等。錫之鹵化物例如為SnF 4、SnCl 2、SnBr 2、SnI 2等。又，於保護元素為錫之情形時，第1處理氣體及第2處理氣體中之一者包含含錫物質。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者可包含含有H 2O、H 2O 2、O 3、N 2O 4、氮氣之無機化合物、含有硫之無機化合物、鹵素化合物、含碳物質、含矽物質、或含錫物質。於此情形時，第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者可不生成其電漿而使用，或可由第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者生成電漿。或者，第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者可包含N 2及含氧物質中之至少一個。於此情形時，含有形成於基板W之表面上之錫原子之前驅物層上，供給有來自由第1處理氣體及第2處理氣體中之另一者生成之電漿之化學物種。再者，含氧物質可為O 2、NO、或CO 2。
含錫物質例如為錫烷化合物、含氧錫化合物、含氮錫化合物、含磷錫化合物或鹵化錫化合物。
錫烷化合物例如為錫烷、四甲基錫烷、三丁基錫烷、苯基三甲基錫烷、四乙烯基錫烷、二甲基二氯錫烷、丁基三氯錫烷、及三氯苯基錫烷等。
含氧錫化合物例如為三丁基甲醇錫、第三丁醇錫、二乙酸二丁基錫、乙酸三苯基錫、氧化三丁基錫、乙酸三苯基錫、羥化三苯基錫、二羥基丁基氯化錫、及乙醯丙酮錫等。
含氮錫化合物例如為二甲胺基三甲基錫、三(二甲胺基)第三丁基錫、疊氮基三甲基錫、四(二甲胺基)錫、及疊氮基三甲基錫等。
鹵化錫化合物例如為氯化錫、溴化錫、碘化錫、二氯化二甲基錫、三氯化丁基錫、及三氯化苯基錫等。再者，鹵化錫化合物可為4價之氯化錫、溴化錫、及碘化錫。由於4價之氯化錫、溴化錫、碘化錫具有較低熔點，因此可用於形成之後可形成為保護膜PF之前驅物層。另一方面，由於4價之氟化錫及2價之鹵化錫具有高熔點，因此可用作構成保護膜PF之材料。
第1處理氣體及第2處理氣體中之另一方中可包含之含有氮之無機化合物例如為NH 3、N 2O 4等。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一方中可包含之含有硫之無機化合物例如為H 2S、SO 2、COS、或CS 2。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一方中可包含之鹵素化合物例如為CF 4、F 2、或CCl 4等。第1處理氣體及第2處理氣體中之另一方中可包含之含碳物質例如為烴、氟化碳、具有羥基之有機化合物、羧酸、羧酸酐、或羧酸鹵化物。烴例如為甲烷或丙烯。氟化碳例如為CF 4或C 4F 6。具有羥基之有機化合物例如為甲醇、乙二醇等醇類或酚類。羧酸例如為乙酸或草酸。含矽物質例如為氯化矽或胺基矽烷。
於基板W之俯視下，保護膜PF之厚度可於基板W之中心部與周邊部不同地形成。保護膜PF例如可在基板W中之能量(例如溫度或電漿)於中心部與周邊部不同之狀態下形成。藉此，遮罩膜MK中之開口OP之尺寸即使於在基板W之中心部與周邊部不同之情形時，亦可適當地控制保護膜PF之厚度之分佈，修正該尺寸之差異。
於步驟ST2中，對保護膜PF進行蝕刻(參照圖2(d))。於本實施方式中，保護膜PF係於開口OP之深度方向(於圖2中自上而下之方向)上被各向異性蝕刻。又，保護膜PF係以被蝕刻膜EF於開口OP之底部露出之方式而蝕刻。保護膜PF可藉由相對於被蝕刻膜EF選擇性地對保護膜PF進行蝕刻之方法而蝕刻。又，基板W可於被蝕刻膜EF與遮罩膜MK之間具有擋止膜，保護膜PF可藉由相對於擋止膜選擇性地對保護膜PF進行蝕刻之方法而蝕刻。
保護膜PF可以遮罩膜MK之除側壁SS以外之部分露出之方式而蝕刻。即，保護膜PF可以於側壁SS上形成側壁之方式而蝕刻。又，保護膜PF可藉由相對於遮罩膜MK選擇性地對保護膜PF進行蝕刻之方法而蝕刻。再者，於步驟ST13中，已經以被蝕刻膜EF於開口OP之底部露出之方式使保護膜PF形成於遮罩膜MK上之情形時，可省略步驟ST2。
於步驟ST3中，對被蝕刻膜EF進行蝕刻(參照圖2(e))。被蝕刻膜EF係將遮罩膜MK及形成於遮罩膜MK之側壁SS上之保護膜PF作為遮罩而各向異性蝕刻。即，被蝕刻膜EF係從於開口OP之底部(參照圖2(d))露出之部分沿開口OP之深度方向各向異性蝕刻。於被蝕刻膜EF之蝕刻中，可對遮罩膜MK之一部分進行蝕刻。又，於被蝕刻膜EF之蝕刻中，可對形成於遮罩膜MK之側壁SS上之保護膜PF於開口OP之寬度方向上進行修整。
被蝕刻膜EF可藉由相對於保護膜PF選擇性地對被蝕刻膜EF進行蝕刻之方法而蝕刻。於被蝕刻膜EF為矽氧化膜或矽氮化膜等含矽膜之情形時，被蝕刻膜EF之蝕刻中所使用之處理氣體可為氟碳氣體及/或氫氟碳氣體。氟碳氣體例如為CF 4、C 4F 6、及C 4F 8等。
於被蝕刻膜EF為旋塗式碳膜(SOC)或光阻膜等有機膜之情形時，被蝕刻膜EF之蝕刻中所使用之處理氣體可為含氧氣體。含氧氣體例如為O 2、CO、及CO 2等。
於步驟ST4中，將遮罩膜MK及保護膜PF去除(參照圖2(f))。遮罩膜MK及保護膜PF係相對於被蝕刻膜EF及基底膜UF而選擇性地去除。藉此，可獲得開口OP之尺寸得到適當控制之被蝕刻膜EF。
於本處理方法中，由於遮罩膜MK之側壁SS之至少一部分設置有保護膜PF，因此在對被蝕刻膜EF進行蝕刻之步驟中，遮罩膜MK之側壁SS由保護膜PF所保護。藉此，在對被蝕刻膜EF進行蝕刻之步驟中，由於可適當地保持開口OP之形狀及/或尺寸，因此可適當地對被蝕刻膜EF進行蝕刻。該形狀可為基板W之俯視下之開口OP之形狀及/或基板W的剖面中之開口OP之形狀。例如，於在基板W之俯視下，具有線形狀之複數個開口OP相鄰地形成之情形時，可對被蝕刻膜EF進行蝕刻，以使該複數個開口OP之間隔成為適當之間隔。
圖5係表示本處理方法之其他例之流程圖。以下，參照圖2至圖4的同時，按照如圖5所示之流程圖，對本處理方法之其他例進行說明。關於如圖5所示之例，除如圖1所示之例之外，準備基板W之步驟(步驟ST1)進而具有對開口OP之尺寸進行測定之步驟(步驟ST14)及對保護膜進行修整之步驟(步驟ST15)。
於本例中，於步驟ST13中已形成保護膜PF後，於步驟ST14中，對開口OP之尺寸進行測定。開口OP之尺寸可為保護膜PF所包圍之開口OP之尺寸。在開口OP於俯視下為線形狀之情形時，該尺寸可為該線形狀之寬度方向之尺寸。例如於在基板W之俯視下，形成重複出現具有同一尺寸之線形狀之開口OP之配線圖案的情形時，該尺寸可為與該配線圖案之配線寬度或配線間隔對應之尺寸。又，於步驟ST14中，亦可對開口OP之形狀進行測定。開口OP之形狀可基於所測定之開口OP之尺寸而測定。又，亦可對開口OP之尺寸及形狀之兩者進行測定。
在步驟ST14中開口OP之尺寸為特定之尺寸之情形或處於特定之尺寸範圍之情形時，於步驟ST2中對保護膜PF進行蝕刻。另一方面，在步驟ST14中開口OP之尺寸大於特定之尺寸或特定之尺寸範圍的情形時，返回步驟ST13，追加形成保護膜PF(即，使保護膜PF之厚度變厚)，使開口OP之尺寸變小。然後，於步驟ST14中，對開口OP之尺寸再次進行測定，在開口OP之尺寸為特定之尺寸之情形或處於特定的尺寸範圍之情形時，於步驟ST2中對保護膜PF進行蝕刻。再者，於已返回步驟ST13追加形成保護膜PF之情形時，可不於步驟ST14中對開口OP之尺寸再次進行測定，而是移至步驟ST2對保護膜PF進行蝕刻。
在步驟ST14中開口OP之尺寸小於特定之尺寸或特定之尺寸範圍的情形時，於步驟ST15中，對保護膜PF進行修整(即，使保護膜PF之厚度變薄)，而使開口OP之尺寸變大。保護膜PF例如對保護膜PF進行各向同性蝕刻而修整。然後，於步驟ST14中，對開口OP之尺寸再次進行測定，於開口OP之尺寸為特定之尺寸之情形或處於特定之尺寸範圍的情形時，於步驟ST2中對保護膜PF進行蝕刻。再者，於在步驟ST15中已對保護膜PF進行修整之情形時，可不於步驟ST14中對開口OP之尺寸再次進行測定，而是移至步驟ST2對保護膜PF進行蝕刻。再者，亦可於步驟ST14中，基於所測定之開口OP之尺寸及/或形狀，判斷是追加形成保護膜PF(步驟ST13)，還是對保護膜PF進行修整(步驟ST15)。
對保護膜PF進行修整之處理氣體於保護膜PF包含硼或磷之情形時，例如可為CF 4、NF 3、Cl 2、及Br 2等含鹵素氣體。又，於保護膜PF包含硫之情形時，處理氣體例如可為O 2、CO 2、NO等含氧氣體、CF 4、NF 3、Cl 2、Br 2等含鹵素氣體、或H 2、HBr等含氫氣體。又，於保護膜PF包含錫之情形時，處理氣體可為H 2、HBr、HCl、HI、CH 4、CO、CHF 3、Cl 2、Br 2等包含選自氫、鹵素及碳之群中之至少1種之氣體。再者，即使於保護膜PF包含硼、磷、硫、錫中任一種之情形時，處理氣體亦可包含Ar等稀有氣體或N 2等惰性氣體。
於本處理方法中，可控制保護膜PF之厚度而控制開口OP之尺寸及/或形狀。藉此，可適當地控制被蝕刻膜EF上所形成之開口OP之尺寸及/或形狀。再者，保護膜PF之修整量可在基板W之俯視下，於基板W之中心部與周邊部不同。保護膜PF例如可在基板W中之能量(例如溫度或電漿)於中心部與周邊部不同之狀態下進行修整。藉此，即使於遮罩膜MK之側壁SS所包圍之開口OP之尺寸及/或保護膜PF所包圍的開口OP之尺寸在基板W之中心部與周邊部不同之情形時，亦可適當地控制保護膜PF之修整量之分佈，修正該尺寸之差異。
圖6係表示本處理方法之其他例之流程圖。以下，參照圖2至圖4的同時，按照如圖6所示之流程圖，對本處理方法之其他例進行說明。關於如圖6所示之例，除如圖5所示之例之外，準備基板W之步驟(步驟ST1)進而具有對保護膜之表面進行改質之步驟(步驟ST16)。
於本例中，於步驟ST13中，形成含碳膜或含矽膜來作為保護膜PF。含碳膜例如為有機膜。又，含矽膜例如為矽氧化膜或矽氮化膜。
於步驟ST14中對開口OP之尺寸進行測定，視需要於步驟ST13及/或步驟ST15中對保護膜PF之厚度進行調整後，於步驟ST16中，以保護膜PF之表面比其內部包含更多保護元素之方式，對保護膜PF之至少表面進行改質。例如，於步驟ST16中，使保護膜PF之表面與包含保護元素之處理氣體反應，而使保護膜PF中摻有保護元素。藉此，於保護膜PF之至少表面上形成保護元素化合物。該表面改質可藉由對含有保護元素之處理氣體施加例如熱或電漿等能量而進行。又，該處理氣體可為包含含硼物質、含磷物質、含硫物質或含錫物質之第1處理氣體或第2處理氣體。又，亦可調整使保護膜PF與處理氣體反應之條件，對遮罩膜MK之側壁SS上之保護膜PF選擇性地進行改質。
於本處理方法中，由於在形成含碳膜或含矽膜來作為保護膜PF後，於保護膜PF之至少表面上形成保護元素化合物，因此可對保護膜PF之厚度進行控制。藉此，可適當地控制保護膜PF上所形成之開口之尺寸。
以上各實施方式係以說明為目的而進行說明，可在不脫離本發明之範圍及主旨的情況下進行各種變形。例如本處理方法除電容耦合型基板處理裝置1以外，亦可使用利用感應耦合型電漿或微波電漿等任意電漿源之基板處理裝置而實行。
1:基板處理裝置 10:電漿處理腔室 10a:側壁 10s:電漿處理空間 10e:氣體排出口 11:基板支持部 13:簇射頭 13a:氣體供給口 13b:氣體擴散室 13c:氣體導入口 20:氣體供給部 21:氣體源 22:流量控制器 30:電源 31:RF電源 31a:第1RF生成部 31b:第2RF生成部 32:DC電源 32a:第1DC生成部32a 32b:第2DC生成部 40:排氣系統 50:控制部 50a:電腦 50a1:處理部 50a2:記憶部 50a3:通訊介面 111:本體部 111a:中央區域(基板支持面) 111b:環狀區域 112:環組件 EF:被蝕刻膜 LLM,LLM1,LLM2:負載鎖定模組 LM:加載器模組 LP,LP1,LP2,LP3:負載埠 MK:遮罩膜 OP:開口 PF:保護膜 PM,PM1,PM2,PM3,PM4,PM5,PM6:基板處理模組 PS:基板處理系統 SS:側壁 TM:搬送模組 UF:基底膜 W:基板
圖1係表示一例示性實施方式之基板處理方法之流程圖。 圖2(a)～(f)係將基板W之剖面構造之一例按照本處理方法之流程表示的圖。 圖3係概略性地表示一例示性實施方式之基板處理裝置之圖。 圖4係表示一例示性實施方式之基板處理系統之圖。 圖5係表示本處理方法之其他例之流程圖。 圖6係表示本處理方法之其他例之流程圖。

Claims (17)

  1. 一種基板處理方法，其包括： 準備基板之步驟，該基板具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、及(c)於上述遮罩膜中之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜；及 將上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩而對上述被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。
  2. 如請求項1之基板處理方法，其中上述基板準備步驟包括： 形成上述保護膜之步驟、 對由上述保護膜所包圍之上述開口之尺寸及形狀之一者或兩者進行測定之步驟、及 基於上述尺寸及上述形狀之一者或二者而對上述保護膜中之至少形成於上述側壁上之部分的厚度進行修整之步驟， 上述被蝕刻膜蝕刻步驟包括將上述遮罩膜及經修整之上述保護膜作為遮罩而對上述被蝕刻膜進行蝕刻之步驟。
  3. 如請求項2之基板處理方法，其中上述基板準備步驟進而包括對由經修整之上述保護膜所包圍之上述開口的尺寸及形狀之一者或兩者進行測定之步驟。
  4. 如請求項3之基板處理方法，其中上述基板準備步驟進而包含基於由經修整之上述保護膜所包圍之上述開口的上述尺寸及形狀之一者或兩者，進而進行上述保護膜形成步驟及上述修整步驟之一者的步驟。
  5. 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中 上述基板準備步驟包括上述保護膜形成步驟， 上述保護膜形成步驟包括： 使用第1處理氣體於上述遮罩膜之至少上述側壁之上形成前驅物層之步驟、及 使用第2處理氣體而由上述前驅物層形成上述保護膜之步驟， 上述第1處理氣體或上述第2處理氣體包含上述至少1種元素。
  6. 如請求項1至4中任一項之基板處理方法，其中上述基板準備步驟包括藉由CVD法形成上述保護膜之步驟。
  7. 如請求項1之基板處理方法，其中 上述基板準備步驟包括： 上述保護膜形成步驟；及 以上述保護膜之表面比該保護膜之內部包含更多上述至少1種元素之方式，對上述保護膜進行改質之步驟。
  8. 如請求項7之基板處理方法，其中上述改質保護膜步驟包括使上述保護膜之表面與包含上述至少1種元素之處理氣體反應，使上述保護膜之至少表面變為包含上述至少1種元素之膜或包含含有上述至少1種元素之化合物之膜的步驟。
  9. 如請求項2之基板處理方法，其中上述基板準備步驟包括以經修整之上述保護膜之表面比該保護膜之內部包含更多上述至少1種元素之方式，對上述保護膜進行改質之步驟。
  10. 如請求項9之基板處理方法，其中上述保護膜改質步驟包括使經修整之上述保護膜之表面與包含上述至少1種元素之處理氣體反應，使經修整之上述保護膜之至少表面變為包含上述至少1種元素之膜或包含含有上述至少1種元素之化合物之膜之步驟。
  11. 如請求項8或10之基板處理方法，其中上述保護膜形成步驟包括形成含碳膜或含矽膜作為上述保護膜之步驟， 上述保護膜改質步驟包括使上述含碳膜或上述含矽膜之表面與包含上述至少1種元素之處理氣體反應，使其變為包含上述至少1種元素之膜或包含上述至少1種元素之化合物之膜的步驟。
  12. 如請求項8、10及11中任一項之基板處理方法，其中上述包含至少1種元素之化合物為氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼化矽或有機硼化合物。
  13. 如請求項8、10及11中任一項之基板處理方法，其中上述包含至少1種元素之化合物為磷酸、多磷酸、磷酸鹽、磷酸酯、磷氧化物、或磷氮化物。
  14. 如請求項8、10及11中任一項之基板處理方法，其中上述包含至少1種元素之化合物為錫之氧化物、錫之氮化物、錫之磷化物、錫之硫化物或錫之鹵化物。
  15. 如請求項1至14中任一項之基板處理方法，其中上述開口於上述基板之俯視下具有孔形狀或線形狀。
  16. 一種基板處理裝置，其具備電漿處理腔室、向上述電漿處理腔室供給處理氣體之氣體供給部、供給電力以使上述電漿處理腔室內生成電漿之電源、及控制部， 上述控制部實行如下控制： 於電漿處理腔室內配置基板，該基板具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜、及(c)於上述遮罩膜上之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素之保護膜， 藉由上述氣體供給部向上述電漿處理腔室內供給處理氣體， 藉由上述電源所供給之電力使上述電漿處理腔室內生成電漿， 將上述保護膜或上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩，使用上述電漿，對上述被蝕刻膜進行蝕刻。
  17. 一種基板處理系統，其係具備具有第1腔室之第1基板處理裝置及具有第2腔室之第2基板處理裝置者，且 上述第1基板處理裝置構成為將具有(a)被蝕刻膜、(b)形成於上述被蝕刻膜上且具有於上述被蝕刻膜上界定至少1個開口之側壁之遮罩膜的基板配置於上述第1腔室內，於上述第1腔室內，形成(c)於上述遮罩膜中之至少上述側壁上包圍上述開口而形成且包含選自由硼、磷、硫及錫所組成之群中之至少1種元素的保護膜， 上述第2基板處理裝置構成為將形成有上述保護膜之上述基板配置於上述第2腔室內，於上述第2腔室內，將上述保護膜或上述保護膜及上述遮罩膜作為遮罩，對上述被蝕刻膜進行蝕刻。
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