特開 2024-129590 エッチング方法及びエッチング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024129590

(43)【公開日】2024-09-27

(54)【発明の名称】エッチング方法及びエッチング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/302 20060101AFI20240919BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 201A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023038904

(22)【出願日】2023-03-13

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002756

【氏名又は名称】弁理士法人弥生特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】浅田 泰生

(72)【発明者】

【氏名】鄭 雄鉉

(72)【発明者】

【氏名】リ ジョンチャ

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004AA09

5F004BA19

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004CA04

5F004CA08

5F004DA00

5F004DA18

5F004DA20

5F004DA25

5F004DA29

5F004DB03

5F004EA28

(57)【要約】

【課題】基板の表面におけるエッチング分布を制御すること。
【解決手段】本開示のエッチング方法は、第１ガス供給源から第１エッチングガスを第１ガス供給路に供給し、第１ガス供給路に設けられる第１貯留部に貯留して、当該第１貯留部の内部を昇圧させる第１貯留工程と、第２ガス供給源から第２エッチングガスを第２ガス供給路に供給し、第２ガス供給路に設けられる第２貯留部に貯留して、当該第２貯留部の内部を昇圧させる第２貯留工程と、第１貯留部から処理容器内に、第１期間において第１エッチングガスを供給する第１供給工程と、当該第１エッチングガス及び当該第２エッチングガスのうちの一方のみが処理容器内に供給される期間が形成されるように、第１期間とは始点及び終点のうちの少なくとも一方が異なる第２期間において第２貯留部から処理容器内に第２エッチングガスを供給する第２供給工程と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１エッチングガス、第２エッチングガスの両方が供給されることで反応が生じて表面のエッチングがなされる基板を処理容器内に格納する工程と、
第１ガス供給源から前記第１エッチングガスを第１ガス供給路に供給し、前記第１ガス供給路に設けられる第１貯留部に貯留して、当該第１貯留部の内部を昇圧させる第１貯留工程と、
第２ガス供給源から前記第２エッチングガスを第２ガス供給路に供給し、前記第２ガス供給路に設けられる第２貯留部に貯留して、当該第２貯留部の内部を昇圧させる第２貯留工程と、
前記第１貯留部から前記処理容器内に、第１期間において前記第１エッチングガスを供給する第１供給工程と、
当該第１エッチングガス及び当該第２エッチングガスのうちの一方のみが前記処理容器内に供給される期間が形成されるように、前記第１期間とは始点及び終点のうちの少なくとも一方が異なる第２期間において前記第２貯留部から前記処理容器内に前記第２エッチングガスを供給する第２供給工程と、
を備えるエッチング方法。

【請求項2】

前記第１期間及び前記第２期間は１秒以下である請求項１記載のエッチング方法。

【請求項3】

前記第１期間と前記第２期間とが重なる重複期間が形成される請求項２記載のエッチング方法。

【請求項4】

前記第１期間及び前記第２期間のうちの一方の始点は他方の始点よりも早く、
且つ、前記第１期間及び前記第２期間のうちの一方の終了時点は他方の終点よりも早い請求項３記載のエッチング方法。

【請求項5】

前記第１期間の長さと前記第２期間の長さとが同じである請求項４記載のエッチング方法。

【請求項6】

前記基板の表面を繰り返しエッチングするために、前記第１供給工程及び前記第２供給工程が繰り返し行われ、
前記第１供給工程及び前記第２供給工程が行われた後、次に前記第１供給工程及び前記第２供給工程が行われるまでに前記処理容器内を排気する工程を含む請求項１記載のエッチング方法。

【請求項7】

前記第１エッチングガスはハロゲン含有ガスであり、前記第２エッチングガスは塩基性ガスであり、エッチングされる前記基板の表面はシリコン含有膜により構成される請求項１記載のエッチング方法。

【請求項8】

前記シリコン含有膜は、酸化シリコンである請求項７記載のエッチング方法。

【請求項9】

第１エッチングガス、第２エッチングガスの両方が供給されることで反応が生じて表面のエッチングがなされる基板を格納するための処理容器と、
第１ガス供給源から前記第１エッチングガスが供給される第１ガス供給路と、
前記第１ガス供給路に設けられ、前記第１エッチングガスを貯留して内部が昇圧する第１貯留部と、
第２ガス供給源から前記第２エッチングガスが供給される第２ガス供給路と、
前記第２ガス供給路に設けられ、前記第２エッチングガスを貯留して内部が昇圧する第２貯留部と、
前記第１ガス供給路の前記第１貯留部の下流側に設けられ、前記第１貯留部から前記処理容器内に、第１期間において前記第１エッチングガスが供給されるように開く第１バルブと、
前記第２ガス供給路の前記第２貯留部の下流側に設けられ前記第２貯留部から当該処理容器内に、前記第１エッチングガス及び前記第２エッチングガスのうちの一方のみが前記処理容器内に供給される期間が形成され、前記第１期間とは始点及び終点のうちの少なくとも一方が異なる第２期間において前記第２エッチングガスが供給されるように開く第２バルブと、
を備えるエッチング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エッチング方法及びエッチング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）などの基板を処理に対して、タンクに一旦貯留したガスを処理容器内に放出して処理を行う場合が有る。特許文献１では、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）製造用の基板に対して、そのようにタンクに貯留されたＨｅ、ＨＣｌ、ＳＦ_６の各ガスを放出してエッチング処理を行うことが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５２３５２９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基板の表面におけるエッチング分布を制御することができる技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示のエッチング方法は、第１エッチングガス、第２エッチングガスの両方が供給されることで反応が生じて表面のエッチングがなされる基板を処理容器内に格納する工程と、
第１ガス供給源から前記第１エッチングガスを第１ガス供給路に供給し、前記第１ガス供給路に設けられる第１貯留部に貯留して、当該第１貯留部の内部を昇圧させる第１貯留工程と、
第２ガス供給源から前記第２エッチングガスを第２ガス供給路に供給し、前記第２ガス供給路に設けられる第２貯留部に貯留して、当該第２貯留部の内部を昇圧させる第２貯留工程と、
前記第１貯留部から前記処理容器内に、第１期間において前記第１エッチングガスを供給する第１供給工程と、
当該第１エッチングガス及び当該第２エッチングガスのうちの一方のみが前記処理容器内に供給される期間が形成されるように、前記第１期間とは始点及び終点のうちの少なくとも一方が異なる第２期間において前記第２貯留部から前記処理容器内に前記第２エッチングガスを供給する第２供給工程と、
を備える。

【発明の効果】

【0006】

本開示は、基板の表面におけるエッチング分布を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の一実施形態であるエッチング装置の縦断側面図である。

【図2】ウエハの平面図である。

【図3】ウエハの平面図である

【図4】ガスの供給タイミングを示すチャートである。

【図5】ウエハの縦断側面図である。

【図6】ウエハの縦断側面図である。

【図7】評価試験の結果を示す説明図である。

【図8】評価試験の結果を示す説明図である。

【図9】評価試験の結果を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本開示のエッチング装置の一実施形態であると共に、本開示に係るエッチング方法を実施するエッチング装置１について、図１の縦断側面図を参照して説明する。エッチング装置１では、円形の基板であるウエハＷを処理容器１１内に格納し、処理容器１１内を真空雰囲気である所望の圧力とし、第１エッチングガスであるハロゲン含有ガス及び第２エッチングガスである塩基性ガスを供給することで、エッチングを行う。具体的には本例ではハロゲン含有ガスとしてＨＦ（フッ化水素）ガス、塩基性ガスとしてＮＨ_３（アンモニア）ガス及びアミンガスの混合ガスを用いて、ウエハＷの表面におけるＳｉＯｘ（酸化シリコン）膜９１のエッチングを行う。アミンガスとしては、例えばトリメチルアミン（Tri Methyl Amine:ＴＭＡ）ガスを用いる。

【0009】

従って、ＳｉＯｘに対してＨＦとＮＨ_３とが作用することによる反応生成物であるケイフッ化アンモニウム［（ＮＨ_４）ＳｉＦ_６：ＡＦＳ］や、ＳｉＯｘに対してＨＦとＴＭＡとが作用することによる反応生成物がウエハＷ表面で生じ、それらの反応生成物が昇華することでエッチングがなされる。なお、このエッチングを行うにあたり、ウエハＷの周囲にプラズマは形成されない。

【0010】

上記のＨＦガス及び塩基性ガスはタンク８１、８２に貯留され、当該タンク８１、８２内が加圧された状態で、タンク８１、８２の下流側のバルブＶ１、Ｖ２を開くことで処理容器１１内に供給される。後に詳しく説明するがエッチング量を所望の量とするために、ＨＦガス及び塩基性ガスの供給が繰り返されるように、ガスの供給サイクルが設定される。その１サイクルの中で、ＨＦガスを処理容器１１内に供給する期間と、塩基性ガスを処理容器１１内に供給する期間と、は互いにずれるように設定される。

【0011】

以下、具体的に装置の構成について説明する。処理容器１１内には左右に並んでウエハＷが格納される。この計２枚のウエハＷに対して、一括してエッチングがなされる。このウエハＷの処理は、互いに区画された処理空間２１でなされる。処理容器１１内には、当該処理空間２１を形成するための処理空間形成部材２２が設けられている。処理空間形成部材２２は左右に横長のブロックにおいて、鉛直方向に穿孔される貫通孔２３が、左右に間隔を空けて設けられるように構成されている。貫通孔の２３をなす周面の下縁は、内方に突出する突縁部２４をなす。

【0012】

処理空間形成部材２２の左右の中央下部は、処理容器１１の底壁を貫通する支柱２５を介して、処理容器１１の外部に設けられる昇降機構２６に接続されており、処理容器１１内を上方位置、下方位置との間で昇降自在である。なお、処理容器１１の外部には支柱２５を囲むベローズ（不図示）が設けられ、支柱２５を昇降可能とすることによって当該支柱２５と処理容器１１の底壁との間に形成される隙間はシールされる。

【0013】

処理容器１１内の天井には平面視で円形の２つのシャワープレート３が設けられている。シャワープレート３は、処理空間形成部材２２の各貫通孔２３の上方に位置している。２つのシャワープレート３について、一方を３Ａ、他方を３Ｂとして互いに区別して記載する場合が有る。後述する各配管によりシャワープレート３の中心部に供給されたガスは、シャワープレート３の流路を介して、シャワープレート３の下面に多数、分散して形成された吐出口３１から下方へ吐出される。

【0014】

処理容器１１の底壁の左右には起立した筒体３２が各々設けられている。処理空間形成部材２２が上方位置に位置する際には、貫通孔２３の孔縁に設けられるＯリング２３Ａがシャワープレート３の下面の周縁部と密着し、且つ突縁部２４上に設けられるＯリング２４Ａが、筒体３２の上縁部に形成されるフランジと密着する。それによって、上記した処理空間２１が形成される。なお、処理空間２１は、このように処理空間形成部材２２とシャワープレート３とに囲まれる空間のうち、後述するステージ４１の上方における領域である。

【0015】

筒体３２の側壁には貫通孔３４が形成されている。そして、処理容器１１の底壁における左右の中央部には、支柱２５に対して後方に離れた位置に、排気口３５が開口している。底壁の外部において、排気口３５に上流端が開口するように排気管３６が接続されている。排気管３６の下流端は、バルブ３７を介して真空ポンプなどにより構成される排気機構３８に接続されている。バルブ３７の開度が調整されることにより、処理空間２１の圧力が調整される。

【0016】

なお、処理空間形成部材２２が下方位置に位置する際には、処理容器１１の前方に設けられる搬送口（不図示）は、処理空間形成部材２２の上方に位置する。この搬送口を介して、処理容器１１の外部に設けられるウエハＷの搬送機構が、貫通孔２３の上方に位置し、後述するステージ４１に対して、後述のピン５２を介してウエハＷの受け渡しを行うことができる。

【0017】

各貫通孔２３にはステージ４１が設けられている。ステージ４１の上面は水平面をなし、シャワープレート３の下面に対向する。平面視でシャワープレート３の中心部は、ステージ４１の上面に載置されるウエハＷの中心部に揃う。ステージ４１には温度調整された流体が供給される流体の流路４２が形成されており、ステージ４１上のウエハＷの温度が、所望の温度とされる。ステージ４１の下面に接続されるように縦断面視で凹状の区画部材４３が設けられ、当該ステージ４１の下方に区画された空間を形成している。

【0018】

区画部材４３は、処理容器１１の底壁を貫通して下方へ伸びる支柱４４を介して、処理容器１１の外部に設けられる昇降機構４５に接続されており、ステージ４１の高さを変更することができる。従って、ウエハＷを処理する際におけるステージ４１とシャワープレート３との間の高さＨを変更することで、処理空間２１の容積を変更自在である。処理空間２１全体におけるガスの拡散、排気を速やかに行う目的から、当該高さＨは比較的小さく、例えば４０ｍｍ以下として処理を行うことが好ましい。

【0019】

上記の区画部材４３とステージ４１の下面とがなす空間に設けられる各支持板５１に支持されて、鉛直上方に伸びる３本のピン５２（図では２本のみ表示）が設けられる。支持板５１は、区画部材４３及び処理容器１１の底壁を貫通して下方へ伸びる支柱５３を介して、処理容器１１の外部に設けられる昇降機構５４に接続され、ピン５２についてはステージ４１の上面にて突没することができ、既述したように搬送機構とステージ４１との間でウエハＷの受け渡しが行われる。図中５５は、支柱４４、５３を囲むと共に、区画部材４３と処理容器１１の底壁とを接続するベローズであり、支柱４４、５３と底壁との隙間によって、処理容器１１内の気密性が破られることを防止する。

【0020】

エッチング装置１は、配管６１、６２、６３、６４を備えている。配管６１、６２は、夫々シャワープレート３Ａ、３Ｂの中心部に上方からガスを供給するように、処理容器１１の天井に接続されている。そして配管６１、６２の上流側は、流量調整機構６０を介してＮ_２ガス供給源７１Ａ、７１Ｂに夫々接続されている。流量調整機構６０は、バルブ及びマスフローコントローラにより構成され、流路の下流側へのガスの給断の切替え、及びガスの流量の調整を行う。なお後述する配管６１、６２以外の配管に設けられる流量調整機構６０についても、配管６１、６２に介設される流量調整機構６０と同様の構成である。Ｎ_２ガス供給源７１から供給されるＮ_２（窒素）ガスは、エッチングガスのキャリアガス且つ処理容器１１内をパージするパージガスの役割を果たす。ウエハＷの処理中、ガス供給源７１Ａ、７１ＢからのＮ_２ガスの供給は常時行われる。

【0021】

配管６３、６４は貯留部が介設されるガス流路として構成されており、配管６３は第１ガス供給路を形成し、配管６４は第２ガス供給路を形成する。配管６３、６４の下流端は、シャワープレート３Ａ、３Ｂの中心部に上方からガスを供給するように、処理容器１１の天井に接続されている。配管６３については上流側に向けて、バルブＶ１、タンク８１、バルブＶ３がこの順に介設されている。そして、バルブＶ３の上流側で当該配管６３は２つに分岐し、分岐した一方は流量調整機構６０を介して第１ガス供給源であるＨＦガス供給源７２に接続され、分岐した他方は、流量調整機構６０を介してＮ_２ガス供給源７３に接続されている。Ｎ_２ガス供給源７３から供給されるＮ_２ガスは、ＨＦガスに対する希釈ガスである。バルブＶ３については、第１貯留部であるタンク８１に各ガスを供給して貯留する期間中は開かれ、第１バルブであるバルブＶ１の開放中はタンク８１に貯留されたガスが配管６３を逆流することを防止するために閉鎖される。

【0022】

配管６４については上流側に向けて、バルブＶ２、タンク８２、バルブＶ４がこの順に介設されている。そしてバルブＶ４の上流側で当該配管６４は３つに分岐し、分岐した各々の上流端は、流量調整機構６０を介して、ＴＭＡガス供給源７４、ＮＨ_３ガス供給源７５、Ｎ_２ガス供給源７６に接続されている。ＴＭＡガス供給源７４及びＮＨ_３ガス供給源７５は第２ガス供給源である。Ｎ_２ガス供給源７６から供給されるＮ_２ガスは、ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガスに対する希釈ガスである。バルブＶ４については、第２貯留部であるタンク８２に各ガスを供給して貯留する期間中は開かれ、第２バルブであるバルブＶ２の開放中はタンク８２に貯留されたガスが配管６４を逆流することを防止するために閉鎖される。

【0023】

エッチング装置１はコンピュータである制御部８０を備えており、この制御部８０は、ソフトウエア、メモリ、ＣＰＵを備えている。プログラムには、後述するウエハＷの処理が行われるように命令（各ステップ）が組み込まれており、このプログラムは、記憶媒体、例えばコンパクトディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ等に格納され、制御部８０にインストールされる。制御部８０は、当該プログラムによりエッチング装置１の各部に制御信号を出力し、各部の動作を制御する。具体的には、バルブＶ１～Ｖ４の開閉によるタンク８１、８２からのガスの放出、タンク８１、８２へのガスの供給、流量調整機構６０による下流側へ供給するガスの流量調整、昇降機構２６、４５、５４による処理空間形成部材２２、ステージ４１、ピン５２の昇降、バルブ３７の開度調整などの各動作が、制御信号により制御される。

【0024】

上記したようにエッチング装置１では、ＨＦガスを処理容器１１に供給する期間と、ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガスを処理容器１１に供給する期間と、がずれる（供給開始時点及び供給終了時点のうちの少なくとも一方がずれる）ようにエッチングが行われる。なお、既述したようにエッチング装置１が構成されるため、ＨＦガスを処理容器１１に供給する期間、ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガスを処理容器１１に供給する期間は、夫々バルブＶ１、Ｖ２が開かれる期間である。従って、同じサイクル内（ＨＦガス、塩基性ガスが１回ずつ供給される期間内）で、バルブＶ１、Ｖ２が開かれるタイミング、バルブＶ１、Ｖ２が閉じられるタイミングのうちの少なくとも一方がずれるように、当該バルブＶ１、Ｖ２の開閉が制御される。

【0025】

このようにガスの供給期間がずらされる理由を説明する。エッチング装置１では、タンク８１、８２内に各エッチングガス（ＨＦガス、ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）を貯留し、タンク８１、８２内が加圧された状態でバルブＶ１、Ｖ２を開き、当該各ガスを処理容器１１に供給することで、処理空間２１全体に速やかにガスを拡散させて、スループットの向上を図ることができる。また、このようにスループットの向上を図るために、バルブＶ１、Ｖ２については開放された後、速やかに閉鎖され、処理空間２１への各エッチングガスの供給は停止し、これらのガスが排気される。１サイクル中で、バルブＶ１、Ｖ２が開かれる期間は、例えば１秒以下である。

【0026】

後述する評価試験で示すように、同じサイクル内でバルブＶ１、Ｖ２が開かれるタイミングを揃え、且つバルブＶ１、Ｖ２が閉じられるタイミングを揃えてガスを供給すると、ウエハＷの中心部側のエッチング量が、周縁部側のエッチング量に比べて大きくなる。このようなエッチング分布になった機序に関する推定について、ウエハＷの平面図である図２を参照して説明する。

【0027】

各エッチングガスは、各配管からシャワープレート３の中心部、即ちウエハＷの中心部の上方位置に導入される。シャワープレート３内でエッチングガスは分散されるが、タンク８１、８２内で加圧されていることから、シャワープレート３へ導入される際の勢いで比較的多くの量のエッチングガスが、ウエハＷの中心部に供給される。そして、処理空間２１が排気されていることで、そのようにウエハＷの中心部に供給されたエッチングガスは、ウエハＷの外方へと向けて流れるが、バルブＶ１、Ｖ２が解放後に速やかに閉じられることによって、ウエハＷ上への各エッチングガスの供給は瞬間的なものとなる。そのため平面視でのエッチングガス濃度が比較的高い領域をＲとすると、この領域ＲはウエハＷの中心部上で円形をなす状態からリング状に速やかに変化し、このリングは径が拡大されつつウエハＷの外方へ向けて速やかに広がる。

【0028】

ＨＦガスと、塩基性ガス（ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）とでウエハＷに供給される期間が重なって一致する場合には、これらのエッチングガスは、ウエハＷ上を同様に流れる。即ち、図２で説明した領域Ｒが、ＨＦガス及び塩基性ガスの両方により形成される。そのためＨＦガス及び塩基性ガスのうちの一方のエッチングガスから見れば、ウエハＷの中心部に供給された際に十分な濃度の他方のガスが周囲に存在することになるので、これらのガスとウエハＷの表面のＳｉＯｘ膜９１との間で既述した反応生成物が生成する。つまり、各エッチングガスの多くがウエハＷの周縁部に広がるまでに、他方のガス及びＳｉＯｘ膜９１と反応することになるため、既述したようにウエハＷの周縁部よりも中心部のエッチング量が大きくなる。

【0029】

エッチング装置１では、ウエハＷの周縁部と中心部との間でのエッチング量の差を抑えて、ウエハＷの面内のエッチング量の均一性を高くする目的で、ＨＦガスと塩基性ガスとで処理容器１１内に供給される期間をずらして処理を行う。このように期間をずらすことで、ウエハＷの中心部に供給された一方のエッチングガスから見た際に、他方のエッチングガスの当該中心部における濃度が比較的低い状態を形成し、ウエハＷの中心部で過度な反応が起きることを抑制する。

【0030】

さらに、そのようにＨＦガスと塩基性ガスとでウエハＷに供給される期間をずらすことで、ウエハＷの中心部から外れた位置でのエッチングを促進させることができる。このエッチングの促進の機序については、以下のように推定される。ＨＦガスと塩基性ガス（ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）とでウエハＷに供給される期間をずらすことで、ＨＦガスについての濃度が高い領域Ｒ（便宜上、領域Ｒ１とする）、塩基性ガスについての濃度が高い領域Ｒ（便宜上、領域Ｒ２とする）の夫々について、図３に示すように、ウエハＷ上を広がるタイミングが異なるようにすることができる。

【0031】

そして、このＨＦガスと塩基性ガスとの間での供給期間のずれが僅かである場合には、領域Ｒ１、領域Ｒ２はウエハＷを広がるにあたり、当該ウエハＷの中心部からずれた位置で接近し、領域Ｒ１を形成するＨＦガス、領域Ｒ２を形成する塩基性ガスが互いに混ざる。そのためウエハＷの径方向において当該中心部からずれた周縁部側に、ＨＦガスの濃度、塩基性ガスの濃度が共に高くなる領域が形成され、当該領域でのエッチングが促進される。以上のことから、ガスの供給期間をずらす場合は、図２に示すようにガスの供給期間を一致させる場合に対して、ウエハＷの中心部と周縁部との間でエッチング量を揃えることが可能である。

【0032】

なお、仮にタンク８１、８２への各ガスの貯留を行わずに、各エッチングガスをガス供給源から処理容器１１内に比較的長時間供給する場合は、シャワープレート３内を比較的均一性高く拡散したエッチングガスが処理空間２１に供給され、また、処理空間２１においても比較的均一性高くガスが拡散される。そのため、ウエハＷの面内でのエッチング分布の均一性は比較的高くなると考えられる。従って、本技術はタンク（貯留部）にエッチングガスを貯留し、タンクの下流側のバルブを解放後、速やかに閉鎖して既述したような短い期間、エッチングガスを供給するにあたり、特に有効な技術である。

【0033】

続いて、エッチング装置１におけるウエハＷの処理手順について、図４のタイミングチャートを参照して説明する。このタイミングチャートは、バルブＶ１、Ｖ２の開閉のタイミングを示している。従って、ＨＦガス、ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガスが処理容器１１内のウエハＷへ供給されるタイミングを示している。また、図５、図６はウエハＷの縦断側面図であり、夫々エッチング前の状態、エッチング終了後の状態を示す。ウエハＷには下層膜９０上にＳｉ膜９２が形成されており、Ｓｉ膜９２には溝９３が形成されている。エッチング前のＳｉＯｘ膜９１はＳｉ膜９２を被覆すると共に、溝９３に進入するように設けられている。

【0034】

本例でのエッチングはＳｉ膜９２上のＳｉＯｘ膜９１を除去し、さらに溝９３内のＳｉＯｘ膜９１の一部を除去するように行う。即ち、本例での処理には、側壁がＳｉ膜９２によって形成される凹部内のＳｉＯｘ膜９３に対するエッチングが含まれる。そして、そのエッチング中にはＳｉＯｘ膜９１及びＳｉ膜９２の両方がウエハＷの表面に露出するが、上記したエッチングガスを用いることにより、ＳｉＯｘ膜９１及びＳｉ膜９２のうち、ＳｉＯｘ膜９１が選択的にエッチングされる。なお、図６に示すように、溝９３内に一部のＳｉＯｘ膜９１が残留した状態でエッチングは終了する。

【0035】

処理空間形成部材２２が下方位置に位置した状態で、図示しない搬送機構によって処理容器１１の外部から、図５に示した状態の２つのウエハＷが、各ステージ４１の上方に搬送される。そして各ウエハＷは、ピン５２を介してステージ４１に載置され、所定の温度例えば－２０℃～１５０℃になるように温度調整される。そして、処理空間形成部材２２が上方位置に位置し、処理容器１１内に処理空間２１が形成される。また、ステージ４１が所定の高さに位置し、ステージ４１とシャワープレートの下面との高さＨが既述した大きさとなる。ガス供給源７１Ａ、７１Ｂから処理容器１１内にＮ_２ガスが供給された状態で、排気機構３８による排気により、処理空間２１の圧力が０．１３３Ｐａ～６６６Ｐａとなる。

【0036】

バルブＶ１、Ｖ２が閉じられた状態でバルブＶ３、Ｖ４が開かれる。そして、タンク８１にガス供給源７２、７３からＨＦガス及びＮ_２ガスが供給される一方で、ガス供給源７４～７６からタンク８２に塩基性ガス（ＮＨ_３ガス＋ＴＭＡガス）及びＮ_２ガスが供給され、タンク８１、８２内が昇圧する。つまり、第１貯留工程及び第２貯留工程が行われる。そして、バルブＶ２が開かれ（チャート中、時刻ｔ１）、タンク８２内のガス（塩基性ガス＋Ｎ_２ガス）が各処理空間２１に供給される。上記したように、タンク８２内で加圧されていることから、ウエハＷの面内のうちの中心部に比較的多くの塩基性ガス（ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）が供給される。そして、その塩基性ガスは当該ウエハＷの外方へ向けて流れ、ウエハＷの面内各部にＮＨ_３及びＴＭＡが吸着する。

【0037】

そして時刻ｔ１から例えば０．３秒経過後の時刻ｔ２においてバルブＶ１が開かれ、タンク８１内のガス（ＨＦガス＋Ｎ_２ガス）が各処理空間２１に供給される。このＨＦガスについても、タンク８２内で加圧されて処理空間２１に供給されるので、ウエハＷの中心部に比較的多くのＨＦガスが供給される。ウエハＷの中心部上で、このように塩基性ガス及びＨＦガスが供給されたことにより、当該中心部におけるＳｉＯｘ膜９１がこれらのガスと反応して、既述した反応生成物が生じる。

【0038】

しかし塩基性ガスは、このＨＦガスよりも先に供給されたことで、ウエハＷの外方へ向けて流れ始めているので、ウエハＷの中心部上で塩基性ガスとＨＦガスとが共に高濃度になることが防がれるため、当該中心部のＳｉＯｘ膜９１の過度の変質（反応生成物の生成）が防止される。そして、ウエハＷの中心部に供給されたＨＦガスは当該ウエハＷの外方へ向けて流れ、ウエハＷの面内各部にＨＦが吸着され、先に吸着されたＮＨ_３及びＴＭＡと共にＳｉＯｘ膜９１と反応し、反応生成物が生じる。

【0039】

そして時刻ｔ２から例えば０．２秒経過した時刻ｔ３でバルブＶ２が閉じられ、タンク８２から各処理空間２１へのガスの供給が停止し、続いて時刻ｔ３から例えば０．３秒経過した時刻ｔ４でバルブＶ１が閉じられ、タンク８１から各処理空間２１へのガスの供給が停止する。この時刻ｔ３～ｔ４の間も、塩基性ガス及びＨＦガスのうち一方のみがウエハＷの中心部に供給され、これらのガスが共に高濃度になることが防止されているため、ウエハＷの中心部でのＳｉＯｘ膜９１の過度の変質が防止される。そして時刻ｔ１～ｔ４の間において、図３で説明したように塩基性ガスについて比較的濃度が高い領域Ｒ１、ＨＦガスについての比較的濃度が高い領域Ｒ２がウエハＷの外方へ向けて広がり、ウエハＷの周縁部上でこれらの領域を形成するガス同士が混合され、その混合された箇所で比較的大きく反応が進行する。

【0040】

時刻ｔ４以降、処理空間２１への塩基性ガス及びＨＦガスの供給が停止している間に、反応生成物の昇華が進行して、ＳｉＯｘ膜９１がエッチングされる。その一方でバルブＶ３、Ｖ４が開かれ、タンク８１には時刻ｔ１～ｔ３間で放出された分のＨＦガス及びＮ_２ガスが充填され、タンク８２には時刻ｔ２～ｔ４間で放出された分の塩基性ガス及びＮ_２ガスが充填される。従って、第１貯留工程及び第２貯留工程が再度行われる。そして、バルブＶ３、Ｖ４が閉じられ、時刻ｔ４から所定の時間が経過した時刻ｔ５で時刻ｔ１と同様にバルブＶ２が開かれ、タンク８２のガスが処理空間２１に供給される。

【0041】

続いて、時刻ｔ５から０．３秒経過後の時刻ｔ６において時刻ｔ２と同様にバルブＶ１が開かれ、タンク８１のガスが各処理空間２１に供給される。そして、時刻ｔ６から０．２秒経過した時刻ｔ７でバルブＶ２が閉じられ、タンク８２から各処理空間２１へのガスの供給が停止し、続いて時刻ｔ７から例えば０．３秒経過した時刻ｔ８でバルブＶ１が閉じられ、タンク８２から各処理空間２１へのガスの供給が停止する。このように各ガスが供給されて反応生成物の昇華が進行することで、ＳｉＯｘ膜９１がさらにエッチングされる。その一方でタンク８１、８２内への放出された分のガスの充填が再度行われる。その後、時刻ｔ９で再度バルブＶ２が開かれる。従って、時刻ｔ１～時刻ｔ５の直前における装置の処理動作を１回目のサイクルとすると、時刻ｔ５～時刻ｔ９の直前では１回目のサイクルと同様の２回目のサイクルが実施されて、ＳｉＯｘ膜９１がエッチングされる。時刻ｔ９以降も、同様のサイクルが繰り返し行われ、サイクルが実施される度にエッチングが進行する。

【0042】

サイクルが所定の回数繰り返されて、所定の量のＳｉＯｘ膜９１がエッチングされてウエハＷが図６に示す状態となると、エッチング装置１への搬入時とは逆の動作でウエハＷがエッチング装置１から搬出される。図４で説明した、ＨＦガス及び塩基性ガスの供給期間が揃うように処理を行う場合に比べて、各サイクルにおいて既述したようにウエハＷの中心部での反応が抑えられ、ウエハＷの周縁部での反応が促進される。その結果として、後述の評価試験でも示すように、ウエハＷの中心部と周縁部との間でのエッチング量の差が抑えられ、ウエハＷの面内で均一性高くＳｉＯｘ膜９１がエッチングされた状態となる。

【0043】

塩基性ガスの処理容器１１への供給が行われる時刻ｔ１～時刻ｔ３及び時刻ｔ５～ｔ７は第１期間であり、時刻ｔ１、ｔ５が第１期間の始点、時刻ｔ３、ｔ７が第１期間の終点である。この第１期間における処理容器１１への塩基性ガスの供給が、第１供給工程である。そして、ハロゲン含有ガスの処理容器１１への供給が行われる時刻ｔ２～時刻ｔ４及び時刻ｔ６～ｔ８は第２期間であり、時刻ｔ２、ｔ６が第２期間の始点、時刻ｔ４、ｔ８が第２期間の終点である。この第２期間における処理容器１１への塩基性ガスの供給が、第２供給工程である。従って上記した処理では、第１期間及び第２期間のうちの一方の始点が第１期間及び第２期間のうちの他方の始点よりも早く、且つ第１期間及び第２期間のうちの他方の終点が第１期間及び第２期間のうちの他方の終点よりも早くなるようにエッチングが行われている。また、時刻ｔ２～ｔ３、時刻ｔ６～ｔ７は第１期間及び第２期間が重なる重複期間である。

【0044】

ＨＦガスの供給期間と塩基性ガスの供給期間との関係を適宜調整することで、図３で説明した、ウエハＷの径方向におけるＨＦガス、塩基性ガスが比較的大きく混合される位置を調整することができる。即ち、ウエハＷの径方向において比較的エッチングが大きく進行する位置を制御することができる。それを利用することで、ウエハＷの中心部と周縁部との間でのエッチング量を揃えることに限られず、ウエハＷの中心部よりも周縁部のエッチング量を大きくすることもできる。また、評価試験で示すように、ＨＦガスの供給期間と塩基性ガスの供給期間とを一致させる場合よりも一致しないようにすることで、ウエハＷの中心部のエッチング量をさらに大きくすることも可能である。従って、本技術はウエハＷの面内におけるエッチング分布を制御することができる。

【0045】

上記の処理例では同じサイクルにおいてＨＦガス及び塩基性ガスのうち、塩基性ガスを先に供給しているが、塩基性ガスを先に供給してもよい。ただし、後述の評価試験の結果を考慮すると、塩基性ガスを先に供給することが好ましい。

【0046】

なお、上記の処理において、アミンガスとしてＴＭＡガスを用いているが、ＴＭＡガス以外のアミンガスを用いてもよい。具体的には、ジメチルアミン、ジメチルエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノターシャリーブチルアミン、ピロリジン、ピリジンなどの各種のアミン化合物のガスを用いることができる。従って、１級、２級、３級のうちいずれのアミンをエッチングガスとして用いてもよい。

【0047】

また、塩基性ガスとしてＮＨ_３ガス及びアミンガスの混合ガスの混合ガスを用いるのは、溝９３内におけるＳｉＯｘ膜９１をエッチングするにあたり、溝９３内でのエッチングの均一性を高くするためである。詳しく述べると、ＮＨ_３ガス及びアミンガスのうち、ＮＨ_３ガスのみを用いると溝９３内のＳｉＯｘ膜９１をエッチングするにあたり、Ｓｉ膜９２との界面付近でのエッチング量が比較的大きくなる傾向が有る。これはＳｉＯｘ、ＮＨ_３及びＨＦより生成するＡＦＳがＳｉに対して吸着し難いため、ＳｉＯｘ膜９２上に形成されるＡＦＳの層の厚さが界面付近では比較的薄く、界面付近では比較的厚くなるので、界面付近の方ではエッチングガスがＳｉＯｘ膜９１に接触しやすく、エッチングが進行しやすいことによるものと考えられる。

【0048】

そしてＮＨ_３ガス及びアミンガスのうち、アミンガスのみを用いると溝９３内のＳｉＯｘ膜９１をエッチングするにあたり、Ｓｉ膜９２との界面付近から比較的離れた位置でのエッチング量が比較的大きくなる傾向が有る。これはＳｉＯｘ、アミン及びＨＦから生じる生成物については昇華する温度が比較的低いので、この生成物による溝９３内のＳｉＯｘ膜９１のエッチングガスの接触は妨げられ難い。そのため、ＳｉＯｘ膜９１に対するガスの衝突確率が、Ｓｉ膜９２から離れた位置の方が大きいので、Ｓｉ膜９２との界面付近から比較的離れた位置で、エッチングが進行しやすいことによるものと考えられる。

【0049】

以上のようにエッチング装置１では、ＮＨ_３ガス及びアミンガスから各々生じる反応生成物の昇華性の違いを利用して、上記の界面付近と界面から比較的離れた位置とでエッチング量のバランスが取られるようにしている。ただし、ＮＨ_３ガス及びアミンガスのうちの一方を用いてエッチングを行うようにしてもよい。また、上記の例では上方に向けて開口する凹部内のＳｉＯｘ膜９１をエッチングしているが、側方に向けて開口する凹部内のＳｉＯｘ膜９１をエッチングしてもよいし、凹部内のＳｉＯｘ膜９１をエッチングすることには限られず、例えば平坦面上に形成されたＳｉＯｘ膜９１を形成してもよい。

【0050】

ところで、エッチング対象としてはＳｉＯｘ膜であることに限られず、ＳｉＯｘ膜以外の酸素を含有するシリコン膜をエッチングしてもよい。具体的には例えば、ＳｉＯＣＮ膜やオルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl ortho silicate）などの膜をエッチングしてもよい。なお、本明細書で膜やガスが成分を含有するとは、不純物として当該成分を含有する意味では無く、主成分として含有する意味である。その他には、例えばＳｉ膜をエッチングするようにしてもよい。

【0051】

そしてエッチングガスについては、エッチング対象の膜の材料に応じて適宜選択すればよい。ＳｉＯｘ膜をエッチングする場合には、例えばハロゲン含有ガスとして、ＨＦ以外にはＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＳＦ_６などの各ガスを用いることができる。上記のＳｉ膜をエッチングする場合には例えば、タンク８１にはハロゲンガスであるＦ_２ガスを充填し、タンク８２には塩基性ガスであるＮＨ_３ガスを充填し、ＳｉＯｘ膜９１をエッチングする場合と同様に処理を行えばよい。Ｆ_２ガスに代えて、例えばＩＦ_７ガス、ＩＦ_５ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＳＦ_６ガスなどのハロゲン含有ガスを用いてもよい。

【0052】

そして、ウエハＷの処理温度についてはエッチング対象の膜及び使用するエッチングガスに応じて適宜設定すればよい。具体的には、当該膜及びエッチングガスから生成する生成物が昇華してエッチングがなされる温度に設定する。上記のようにＳｉ膜をＦ_２ガス及びＮＨ_３ガスを用いてエッチングする場合には、ウエハＷの処理温度としては例えば、－５０℃～１５０℃に設定すればよい。

【0053】

以上のように、エッチング対象の膜としては例えばＳｉＯｘ膜やＳｉ膜といったシリコンを含有する膜を選択することができる。なお、本技術は第１のエッチングガス、第２のエッチングガスの両方と、ウエハＷの表面の膜と、によって反応生成物を生成し、この反応生成物を気化（昇華を含む）させて除去してエッチングを行う処理であれば、適用することができ、本明細書の記載例に限定されるものではない。

【0054】

そして、図４のタイムチャートで示した処理ではサイクルを複数回繰り返し行っているが、必要なエッチング量が微量である場合にはサイクルは繰り返さず、１回のみ行うようにしてもよい。また、そのタイムチャートで示した例では、ＨＦガスの供給期間と、塩基性ガスとの供給期間とが重なるように各ガスを供給しているが、これらの供給期間が重ならないようにしてもよい。つまり、ＨＦガス、塩基性ガスのうち一方のガスの供給が終了してから、他方のガスの供給を開始してもよいし、一方のガスの供給終了と共に他方のガスの供給を開始してもよい。ただし、上記したウエハＷの周縁部上での各ガスの混合が起こらず、周縁部におけるエッチング量が不十分になるおそれがあることから、これらのガスの供給期間は重なるようにすることが好ましい。

【0055】

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更、組み合わせがなされてもよい。

【0056】

［評価試験］
本技術に関連して行われた評価試験１～３について、以下に説明する。表面にＳｉＯｘ膜が形成されたウエハＷに対して、エッチング装置１を用いてエッチングを行った。そして、エッチング後のウエハＷについて、面内における互いに異なる多数の位置でのＳｉＯｘ膜のエッチング量を測定した。実施形態で説明した各ガスを供給するサイクルを所定の回数、実施することでこのエッチングを行ったが、同じサイクル中でのＨＦガスの供給期間と、塩基性ガス（ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）の供給期間との関係については、ウエハＷ毎に変更した。なお、この評価試験でのエッチング対象のＳｉＯｘ膜については、実施形態で示したものと異なり、表面が平坦なウエハＷ上に形成された平坦な膜である。

【0057】

評価試験１（１－１～１－５）では同じサイクルにおいて、塩基性ガス（ＮＨ_３ガス及びＴＭＡガス）の供給開始タイミングと、ＨＦガスの供給開始タイミングと、が一致するようにエッチングを行っている。評価試験２（２－１～２－５）では同じサイクルにおいて、塩基性ガスの供給終了タイミングと、ＨＦガスの供給終了タイミングとが一致するようにエッチングを行っている。評価試験３（３－１～３－３）では同じサイクルにおいて、塩基性ガスの供給開始タイミングと、ＨＦガスの供給開始タイミングとが一致せず、且つ塩基性ガスの供給終了タイミングと、ＨＦガスの供給終了タイミングとが一致しないようにエッチングを行っている。この評価試験３では同じサイクルにおけるＨＦガスの供給時間と、塩基性ガスの供給期間と、を同じ長さに設定している。なお、各評価試験では１つのサイクルにおいてＨＦガス及び塩基性ガスの両方のガスの処理容器１１内への供給が停止してから次のサイクルが開始するまで、所定の時間間隔を設けて生成物の昇華を行うようにした。つまり、図４で示したチャートのように各ガスを供給するとしたら、時刻ｔ４～時刻ｔ５について所定の時間に設定した。

【0058】

そしてこの評価試験１～３では、ウエハＷの面内における各箇所のエッチング量から、エッチングの面内均一性の指標値を取得している。この指標値は、取得されたエッチング量の３σを算出し、その算出値を各エッチング量の平均値で除し、１００を乗じた値（単位：％）であり、この指標値が低いほどウエハＷの面内におけるエッチング量の均一性が高い。また、ウエハＷの面内における各箇所のエッチング量から、当該面内におけるエッチング分布の画像を作成した。このエッチング分布の画像は、コンピュータグラフィクスによるカラーのグラデーションが付されたウエハＷの画像であり、ウエハＷの面内の任意の箇所のエッチング量を、そのエッチング量に応じたカラーによって示すものである。

【0059】

図７、図８、図９は、評価試験１、２、３の結果を夫々示しており、上記のエッチング分布の画像に対応するウエハＷの模式図を示している。この模式図では、ウエハＷに付された画像の色に従ってウエハＷの面内を等高線で分割し、分割された各領域に互いに異なる模様を付すことでエッチング分布を表している。つまり、所定のエッチング量の範囲毎に、異なる模様を付して示している。なお、この模様は評価試験１、２、３毎に個別に付しているため、評価試験１～３間で同じ模様であっても当該模様が表すエッチング量の範囲は、評価試験１～３間で異なっている。

【0060】

また、図７～図９において評価試験毎に示す２つのバーは、一つのサイクルにおけるＨＦガスの供給期間と、塩基性ガスとの供給期間と、を示しており、各バーの長さに相当する時間だけＨＦガス、塩基性ガスが各々処理容器１１に供給される。そして、各バーの左側に向うほど早いタイミングを示している。以上のことから、上下にバーが重なっている期間は、ＨＦガス、塩基性ガスの両方が処理容器１１内に供給されている期間であり、重なっていない期間は一方のガスのみが処理容器１１内に供給されている期間である。

【0061】

図７を参照して、評価試験１（１－１～１―５）について詳しく述べる。この評価試験１では、同じサイクルにおいて、ＨＦガスの供給開始時点と、塩基性ガスの供給開始時点とを揃えてエッチングを行っている。評価試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５では、塩基性ガスの供給時間については夫々０．３秒、０．３秒、０．３秒、０，４秒、０．５秒、ＨＦガスの供給時間については夫々０．５秒、０．４秒、０．３秒、０．３秒、０．３秒である。従って、ＨＦガスの供給時間に対して、評価試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５の順で塩基性ガスの供給時間が相対的に長く、そのように塩基性ガスの供給時間が相対的に長いほど、エッチングの面内均一性の指標値が大きい（即ち、面内均一性が低い）結果となった。具体的に、評価試験１－１、１－２、１－３、１－４、１－５で夫々エッチングの面内均一性の指標値は、１０．４％、１２．５％、１８．４％、２１．３％、２３．３％であった。

【0062】

評価試験１のエッチング分布としては、ウエハＷの径方向に沿ってエッチング量が変化しており、ウエハＷの中心部の方が周縁部に比べてエッチング量が大きいという結果となった。図７では評価試験１－１～１－５のエッチング分布のうち、代表して評価試験１－１、１－３、１－５のエッチング分布を示している。そして、塩基性ガスの供給時間に対するＨＦガスの供給時間が短いほど、ウエハＷの周縁部に対して中心部のエッチング量が大きいという結果になった。

【0063】

評価試験１－３では、ＨＦガスの供給期間と塩基性ガスの供給期間とが一致しており、図２で説明したようにガスが供給されている。そして、ＨＦガスの供給期間が塩基性ガスの供給期間よりも長く、塩基性ガスの供給停止後もＨＦガスの供給を続ける処理条件とした評価試験１－１、１－２では、この評価試験１－３に比べてエッチング面内均一性の指標値が小さく、ウエハＷの周縁部に対する中心部のエッチング量が抑えられていた。従って評価試験１からは、ウエハＷの面内で均一性高くエッチングを行うにあたっては、塩基性ガスの供給終了後もＨＦガスの供給を続けて行うことが好ましいことが示された。また、評価試験１－３～１－５の結果より、ウエハＷの中心部をより大きくエッチングするにあたっては、ＨＦガスの供給終了後も塩基性ガスの供給を続けて行うことが好ましいことが示された。

【0064】

続いて図８を参照して、評価試験２（２－１～２―５）について詳しく述べる。この評価試験２では、同じサイクルにおいて、ＨＦガスの供給終了時点と、塩基性ガスの供給終了時点とを揃えてエッチングを行っている。評価試験２－１、２－２、２－３、２－４、２－５では、塩基性ガスの供給時間については夫々０．３秒、０．３秒、０．３秒、０，４秒、０．５秒、ＨＦガスの供給時間については夫々０．５秒、０．４秒、０．３秒、０．３秒、０．３秒である。

【0065】

従って、ＨＦガスの供給時間に対して、評価試験２－１、２－２、２－３、２－４、２－５の順で塩基性ガスの供給時間が相対的に長く、そのように塩基性ガスの供給時間が相対的に長いほど、エッチングの面内均一性の指標値が小さい（即ち、面内均一性が高い）結果となった。具体的に、評価試験２－１、２－２、２－３、２－４、２－５で夫々エッチングの面内均一性の指標値は、２３．６％、２０．８％、１８．１％、１３．８％、１０．５％である。

【0066】

評価試験２のエッチング分布としては、ウエハＷの径方向に沿ってエッチング量が変化し、ウエハＷの中心部の方が周縁部に比べてエッチング量が大きい結果となった。図８では評価試験２－１～２－５のエッチング分布のうち、代表して評価試験２－１、２－３、２－５のエッチング分布を示している。そして、塩基性ガスの供給時間に対するＨＦガスの供給時間が長いほど、ウエハＷの周縁部に対して中心部のエッチング量が大きい。

【0067】

評価試験２－３では、ＨＦガスの供給期間と塩基性ガスの供給期間とが一致しており、図２で説明したようにガスが供給されている。そして、塩基性ガスの供給期間がＨＦガスの供給期間よりも長く、ＨＦガスの供給開始前から塩基性ガスの供給開始を行う評価試験２－４、２－５では、この評価試験２－３に比べてエッチング面内均一性の指標値が小さく、ウエハＷの周縁部に対する中心部のエッチング量が抑えられていた。従って、評価試験２からは、ウエハＷの面内で均一性高くエッチングを行うにあたっては、ＨＦガスの供給開始前から塩基性ガスの供給を開始することが好ましいことが示された。また、評価試験２－１～２－３の結果より、ウエハＷの中心部をより大きくエッチングするにあたっては、塩基性ガスの供給開始前からＨＦガスの供給を開始することが好ましいことが示された。

【0068】

次に図９を参照して、評価試験３（３－１～３－３）について説明する。この評価試験３では、評価試験１、２の結果を踏まえて、ウエハＷの面内でのエッチングの均一性をより高くすることを目的として、ＨＦガスの供給開始前から塩基性ガスの供給を行い、且つ塩基性ガスの供給終了後もＨＦガスの供給を続けている。上記したようにＨＦガスの供給時間、塩基性ガスの供給時間について長さは同じなので、評価試験３では供給時間がずれるように各ガスの供給を行っており、評価試験３－１～３－３間ではこのずれの時間が異なっている。

【0069】

評価試験３－１、３－２、３－３では、１サイクルにおけるＨＦガスの供給時間及び塩基性ガスの供給時間を０．５秒に設定した。そして、評価試験３－１、３－２、３－３で、塩基性ガスの供給開始時点に対してＨＦガスの供給開始時点が、夫々０．２秒、０．３秒、０．４秒遅れるように処理を行った。なお、評価試験３－２におけるＨＦガスの供給時間と塩基性ガスの供給時間との関係は、図４のタイムチャートで示した関係である。

【0070】

評価試験３でもエッチング分布は、ウエハＷの径方向に沿ってエッチング量が変化するものとなったが、評価試験３－１～３－３間で中心部と周縁部との大小関係が異なるものとなった。具体的に述べると、評価試験３－１では評価試験１、２の各結果と同じくウエハＷの中心部の方が周縁部よりもエッチング量が大きいが、評価試験３－２、３－３ではウエハＷの周縁部の方が中心部よりも大きい。そして評価試験３－１、３－２、３－３ではエッチングの面内均一性の指標値は夫々４．６％、２．２％、７．４％となっており、評価試験１、２よりも面内均一性が高かった。

【0071】

評価試験１～３の結果より、ＨＦガスの供給期間と塩基性ガスの供給期間とを一致させないようにすることで、一致させる場合に比べてウエハＷの中心部のエッチング量がより大きくなるようにしたり、中心部と周縁部と間でエッチング量の差を抑えて面内でのエッチングの均一性を高くしたりすることができることが示された。そして、ＨＦガスの供給期間と、塩基性ガスの供給期間との関係を調整することで、ウエハＷの面内において中心部と周縁部とのエッチング量の大小関係の切替えを行うことができることが示された。さらに、エッチングにおけるウエハＷの面内均一性を高くするにあたって、ＨＦガスの供給開始前から塩基性ガスの供給を行い、且つ塩基性ガスの供給終了後もＨＦガスの供給を行うことが好ましいことが確認された。つまり、第１期間及び第２期間のうちの一方の始点が、第１期間及び第２期間のうちの他方の始点よりも早く、且つ第１期間及び第２期間のうちの他方の終点が第１期間及び第２期間のうちの他方の終点よりも早くなるようにエッチングすることが好ましいことが確認された。

【0072】

なお評価試験１～３の各処理条件で、図５説明したようにＳｉ膜９２に形成された溝９３内のＳｉＯｘ膜９１についてもエッチングを行い、エッチング後の各膜の形状を確認している。その結果、図６に示したようにＳｉ膜９２に対して高い選択性をもってエッチングがなされていたことが確認された。従って、ＨＦガスと、塩基性ガスとで供給期間を一致しないようにしても、エッチング形状が所望のものから外れた形状となることが防止されることが確認されている。

【符号の説明】

【0073】

Ｗ ウエハ
１１ 処理容器
６３、６４ ガス供給管
７２ ＨＦガス供給源
７４ ＴＭＡガス供給源
７５ ＮＨ_３ガス供給源
８１、８２ タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】