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(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】P2024151479
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】基板処理方法及び基板処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/316 20060101AFI20241018BHJP
C23C 16/455 20060101ALI20241018BHJP
C23C 16/40 20060101ALI20241018BHJP
【ＦＩ】
H01L21/316 X
C23C16/455
C23C16/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023064847
(22)【出願日】2023-04-12
(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】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100122507
【弁理士】
【氏名又は名称】柏岡 潤二
(74)【代理人】
【識別番号】100140453
【弁理士】
【氏名又は名称】戸津 洋介
(72)【発明者】
【氏名】後平 拓
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 聖唯
【テーマコード（参考）】
4K030
5F058
【Ｆターム（参考）】
4K030AA03
4K030AA04
4K030AA14
4K030BA09
4K030BA12
4K030BA13
4K030BA17
4K030BA18
4K030BA20
4K030BA42
4K030CA04
4K030CA12
4K030EA04
4K030FA02
4K030FA03
4K030FA04
4K030GA02
4K030HA01
4K030KA17
4K030KA18
4K030KA41
4K030LA15
5F058BC03
5F058BF24
5F058BF29
5F058BJ06
(57)【要約】
【課題】Ｈ２Ｏ含有層を形成できる基板上に金属酸化物含有層を形成できる基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理方法は、（ａ）基板を提供する工程と、（ｂ）基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層と反応させることにより、基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、を含む。
【選択図】図３
【解決手段】基板処理方法は、（ａ）基板を提供する工程と、（ｂ）基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層と反応させることにより、基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、を含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）基板を提供する工程と、
（ｂ）前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
（ｂ）前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項2】
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、請求項１に記載の基板処理方法。
【請求項3】
（ａ）基板を提供する工程であり、前記基板は、第１領域と、第２領域と、を含み、前記第１領域は、第１材料を含み、前記第２領域は、前記第１材料とは異なる第２材料を含む、工程と、
（ｂ）前記第２領域上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記第２領域上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
（ｂ）前記第２領域上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記第２領域上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【請求項4】
前記第１材料は、窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含むと共に酸素を含まない、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項5】
前記第２材料は、酸素を含み、
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏを含まない水素含有ガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、請求項３に記載の基板処理方法。
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏを含まない水素含有ガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、請求項３に記載の基板処理方法。
【請求項6】
前記（ｂ）では、前記水素含有ガスからプラズマが生成される、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項7】
前記第２材料は、シリコンを更に含み、
前記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含む、請求項５に記載の基板処理方法。
前記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含む、請求項５に記載の基板処理方法。
【請求項8】
前記金属含有ガスは、モリブデン、タングステン、チタン、ニオブ、レニウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ゲルマニウム、又はタンタルのうち少なくとも一つを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項9】
前記金属含有ガスは、ハロゲン化金属ガスを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項10】
前記ハロゲン化金属ガスは、ＷＦ６ガス、ＭｏＦ６ガス、ＷＣｌ６ガス、ＴｉＣｌ４ガス、ＮｂＦ５ガス、ＲｅＦ６ガス、ＲｅＦ７ガス、ＯｓＦ６ガス、ＲｕＦ５、ＲｕＦ６、ＰｔＦ６ガス、ＧｅＦ４、及びＴａＦ５ガスからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項９に記載の基板処理方法。
【請求項11】
前記基板は、凹部を備える、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項12】
前記（ｂ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項13】
前記（ｃ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、前記金属含有ガスの飽和蒸気圧以下である、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項14】
前記（ｂ）における前記基板を支持する基板支持部の温度は、前記（ｃ）における前記基板支持部の温度と同じであるか又は異なる、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項15】
前記（ｂ）と前記（ｃ）とは、同時に行われる、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項16】
前記（ｃ）は、前記（ｂ）の後に行われる、請求項１～７のいずれか一項に記載の基板処理方法。
【請求項17】
（ｄ）前記（ｃ）の後、前記（ｂ）及び前記（ｃ）を繰り返す工程を更に含む、請求項１６に記載の基板処理方法。
【請求項18】
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
金属含有ガスを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成し、
前記処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成するように、前記ガス供給部を制御するように構成される、基板処理装置。
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
金属含有ガスを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成し、
前記処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成するように、前記ガス供給部を制御するように構成される、基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の例示的実施形態は、基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、チャンバ内に収容された基板上に金属酸化物層を形成する方法を開示する。この方法では、チャンバに金属錯体を含む前駆体ガスを供給することで、基板上に前駆体層が形成される。次に、酸化ガスによって前駆体層を酸化させることで、基板上に金属酸化物層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１６７７８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、Ｈ２Ｏ含有層を形成できる基板上に金属酸化物含有層を形成できる基板処理方法及び基板処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
一つの例示的実施形態において、基板処理方法は、（ａ）基板を提供する工程と、（ｂ）前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、を含む。
【発明の効果】
【0006】
一つの例示的実施形態によれば、Ｈ２Ｏ含有層を形成できる基板上に金属酸化物含有層を形成できる基板処理方法及び基板処理装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【0009】
図１は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置１は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
【0010】
プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：Ｈｅｌｉｃｏｎ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。
【0011】
一実施形態においては、プラズマ処理装置１は、プラズマ生成部１２に代えて、リモートプラズマ源を含んでもよい。この場合、上記リモートプラズマ源は、基板支持部１１が配置された上記プラズマ処理空間とは異なる別のプラズマ生成空間においてプラズマを生成し、当該プラズマを上記プラズマ処理空間に供給してもよい。上記リモートプラズマ源は、上記別のプラズマ生成空間においてプラズマを生成し、当該プラズマ中の活性種（例えばラジカル又はイオン）を上記プラズマ処理空間に供給してもよい。
【0012】
制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、処理部２ａ１、記憶部２ａ２及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。
【0013】
以下に、プラズマ処理装置１の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図２は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
【0014】
容量結合型のプラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０の筐体とは電気的に絶縁される。
【0015】
基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。
【0016】
一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材は下部電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ電源３１及び／又はＤＣ電源３２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号及び／又はＤＣ信号が少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極に供給される場合、ＲＦ／ＤＣ電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂが下部電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つの下部電極を含む。
【0017】
リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。
【0018】
また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。
【0019】
シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、少なくとも１つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。
【0020】
ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも１つの流量変調デバイスを含んでもよい。
【0021】
電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ生成部１２の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を少なくとも１つの下部電極に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。
【0022】
一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に供給される。
【0023】
第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つの下部電極に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。バイアスＲＦ信号の周波数は、ソースＲＦ信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又ｓは複数のバイアスＲＦ信号は、少なくとも１つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。
【0024】
また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、少なくとも１つの下部電極に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のＤＣ信号は、少なくとも１つの下部電極に印加される。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、少なくとも１つの上部電極に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、少なくとも１つの上部電極に印加される。
【0025】
種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号がパルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つの下部電極及び／又は少なくとも１つの上部電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部が第１のＤＣ生成部３２ａと少なくとも１つの下部電極との間に接続される。従って、第１のＤＣ生成部３２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第２のＤＣ生成部３２ｂ及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも１つの上部電極に接続される。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
【0026】
排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
【0027】
図３は、一つの例示的実施に係る基板処理方法のフローチャートである。図３に示される基板処理方法ＭＴ１（以下、「方法ＭＴ１」という）は、上記実施形態のプラズマ処理装置１により実行され得る。方法ＭＴ１は、図４の基板Ｗ１に適用され得る。
【0028】
図４は、図３の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。基板Ｗ１は、酸素を含む材料を含んでもよい。当該材料は、シリコンを更に含んでもよい。当該材料は、シリコン酸化物を含んでもよい。基板Ｗ１は、シリコン酸化膜を含んでもよい。基板Ｗ１は、熱酸化膜を含んでもよい。基板Ｗ１は、シリコン酸窒化膜を含んでもよい。あるいは、基板Ｗ１は、酸素を含まない材料を含んでもよい。当該材料は、窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含んでもよい。当該材料は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン炭化物、シリコン炭化窒化物、又はアモルファスカーボンを含んでもよい。基板Ｗ１は、窒素含有膜、シリコン含有膜、又は炭素含有膜を含んでもよい。基板Ｗ１は、窒化膜、シリコン膜、シリコン窒化膜、シリコン炭化膜、シリコン炭化窒化膜、炭化膜、又はアモルファスカーボン膜を含んでもよい。シリコン窒化膜は、ＰＥ－ＣＶＤにより成膜されていてもよい。基板Ｗ１が上述した膜を含む場合、基板Ｗ１は当該膜の下の下地領域を含んでもよい。基板Ｗ１は、凹部を備えてもよい。
【0029】
以下、方法ＭＴ１について、方法ＭＴ１が上記実施形態のプラズマ処理装置１を用いて基板Ｗ１に適用される場合を例にとって、図５～図７を参照しながら、説明する。図５、図６、及び図７は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。プラズマ処理装置１が用いられる場合には、制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御により、プラズマ処理装置１において方法ＭＴ１が実行され得る。方法ＭＴ１では、図２に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０内に配置された基板支持部１１上の基板Ｗに代えて基板Ｗ１を処理する。
【0030】
図３に示されるように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ１～工程ＳＴ６を含み得る。工程ＳＴ１～工程ＳＴ６は、順に実行され得る。工程ＳＴ４は、工程ＳＴ２の後に実施されてもよいし、工程ＳＴ２と同時に実施されてもよい。方法ＭＴ１は、工程ＳＴ３、工程ＳＴ５、及び工程ＳＴ６の少なくとも一つを含まなくてもよい。
【0031】
（工程ＳＴ１）
工程ＳＴ１では、図４に示される基板Ｗ１を提供する。基板Ｗ１は、プラズマ処理チャンバ１０内に提供され得る。基板Ｗ１は、プラズマ処理チャンバ１０内において基板支持部１１により支持され得る。
工程ＳＴ１では、図４に示される基板Ｗ１を提供する。基板Ｗ１は、プラズマ処理チャンバ１０内に提供され得る。基板Ｗ１は、プラズマ処理チャンバ１０内において基板支持部１１により支持され得る。
【0032】
（工程ＳＴ２）
工程ＳＴ２では、図５に示されるように、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する。工程ＳＴ２では、Ｈ２Ｏガスを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成してもよい。この場合、基板Ｗ１は、酸素を含む材料を含んでもよく、酸素を含まない材料を含んでもよい。すなわち、Ｈ２Ｏガスを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合には、基板Ｗ１に含まれる材料が酸素を含むか否かは問われない。工程ＳＴ２の終了時に、Ｈ２Ｏガスの供給は停止され得る。
工程ＳＴ２では、図５に示されるように、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する。工程ＳＴ２では、Ｈ２Ｏガスを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成してもよい。この場合、基板Ｗ１は、酸素を含む材料を含んでもよく、酸素を含まない材料を含んでもよい。すなわち、Ｈ２Ｏガスを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合には、基板Ｗ１に含まれる材料が酸素を含むか否かは問われない。工程ＳＴ２の終了時に、Ｈ２Ｏガスの供給は停止され得る。
【0033】
あるいは、基板Ｗ１が酸素を含む材料を含んでいる場合、工程ＳＴ２では、水素含有ガスを含む処理ガスを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成してもよい。この場合、上記水素含有ガスからプラズマを生成してもよいし、上記水素含有ガスからプラズマが生成されなくてもよい。上記処理ガスは、水素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを更に含んでもよい。この場合、上記水素含有ガス（例えばＨ２ガス）及び上記酸素含有ガス（例えばＯ２ガス）を含む処理ガスから生成されるプラズマを用いて、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成してもよい。上記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含んでもよい。上記水素含有ガスがフッ化水素ガスを含む場合、工程ＳＴ２では、プラズマ処理チャンバ１０内にフッ化水素ガスを直接供給してもよい。あるいは、プラズマ処理チャンバ１０内に、フッ化水素ガスとは別のガスを供給し、当該別のガスを反応させることにより、フッ化水素ガスを生成してもよい。別のガスを反応させることによりフッ化水素ガスを生成する場合、当該別のガスは、Ｈ２ＯガスとＣｌＦ３ガスとを含んでもよい。工程ＳＴ２では、Ｈ２ＯガスとＣｌＦ３ガスとを反応させることにより、フッ化水素ガスを生成してもよい。工程ＳＴ２の終了時に、上記処理ガスの供給は停止され得る。
【0034】
Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１は、上記水素含有ガスと基板Ｗ１との反応により形成されてもよい。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１は、フッ化水素ガスとシリコン酸化物との反応により形成されてもよい。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１は、ＨＦを含んでもよいし、Ｈ２ＳｉＦ６を含んでもよい。
【0035】
工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上であってもよい。すなわち、工程ＳＴ２では、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、Ｈ２Ｏが気化しない圧力であってもよい。これにより、工程ＳＴ２において形成されるＨ２Ｏ含有層ＨＬ１は、凝縮された状態又は固化した状態で、基板Ｗ１上に形成され得る。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１は、液体のＨ２Ｏを含んでもよいし、固体のＨ２Ｏを含んでもよい。
【0036】
工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１０００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。１ｍＴｏｒｒは、０．１３３３２２Ｐａに対応する。
【0037】
工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、１００℃以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、５０℃以下であってもよく、１０℃以下であってもよく、０℃以下であってもよい。工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、－８０℃以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ２では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、－７０℃以上であってもよい。
【0038】
（工程ＳＴ３）
工程ＳＴ３では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０の内部空間である、プラズマ処理空間１０ｓをパージする。工程ＳＴ３では、プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすること、又はプラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することのうち少なくとも一つを行うことによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージしてもよい。プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすることによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、その処理時間は、１０秒以下であってもよい。プラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、当該パージガスは、窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガスを含んでいてもよい。工程ＳＴ３において、真空引き及び不活性ガスの供給の双方を行う場合、真空引きと不活性ガスの供給とを同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
工程ＳＴ３では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０の内部空間である、プラズマ処理空間１０ｓをパージする。工程ＳＴ３では、プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすること、又はプラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することのうち少なくとも一つを行うことによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージしてもよい。プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすることによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、その処理時間は、１０秒以下であってもよい。プラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、当該パージガスは、窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガスを含んでいてもよい。工程ＳＴ３において、真空引き及び不活性ガスの供給の双方を行う場合、真空引きと不活性ガスの供給とを同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
【0039】
（工程ＳＴ４）
工程ＳＴ４では、図６に示されるように、金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層ＨＬ１と反応させることにより、基板Ｗ１上に金属酸化物含有層ＭＬ１を形成する。工程ＳＴ４の終了時に、上述した金属含有ガスを含む処理ガスの供給は停止され得る。
工程ＳＴ４では、図６に示されるように、金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層ＨＬ１と反応させることにより、基板Ｗ１上に金属酸化物含有層ＭＬ１を形成する。工程ＳＴ４の終了時に、上述した金属含有ガスを含む処理ガスの供給は停止され得る。
【0040】
金属含有ガスは、モリブデン、タングステン、チタン、ニオブ、レニウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ゲルマニウム、又はタンタルのうち少なくとも一つを含んでもよい。金属含有ガスは、ハロゲン化金属ガスを含んでもよい。金属含有ガスに含まれるハロゲン化金属ガスは、ＷＦ６ガス、ＭｏＦ６ガス、ＷＣｌ６ガス、ＴｉＣｌ４ガス、ＮｂＦ５ガス、ＲｅＦ６ガス、ＲｅＦ７ガス、ＯｓＦ６ガス、ＲｕＦ５、ＲｕＦ６、ＰｔＦ６ガス、ＧｅＦ４、及びＴａＦ５からなる群から選択される少なくとも１種を含んでもよい。
【0041】
上記処理ガスは、上述した金属含有ガスに加えて、水素含有ガス又は貴ガスの少なくとも一つを含んでもよい。上記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含んでもよい。貴ガスの例は、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス及びクリプトンガスを含む。
【0042】
金属酸化物含有層ＭＬ１は、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化ニオブ、酸化レニウム、酸化オスミウム、酸化ルテニウム、酸化白金、酸化ゲルマニウム、又は酸化タンタルのうち少なくとも一つを含んでもよい。金属酸化物含有層ＭＬ１は、酸化モリブデン含有層であってもよく、酸化タングステン含有層であってもよく、酸化チタン含有層であってもよく、酸化ニオブ含有層であってもよい。また、金属酸化物含有層ＭＬ１は、酸化レニウム含有層であってもよく、酸化オスミウム含有層であってもよく、酸化ルテニウム含有層であってもよく、酸化白金含有層であってもよい。あるいは、金属酸化物含有層ＭＬ１は、酸化ゲルマニウム層であってもよく、酸化タンタル層であってもよい。
【0043】
工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度における、上記金属含有ガスの飽和蒸気圧以下であってもよい。すなわち、工程ＳＴ４では、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、上記金属含有ガスが液化しない圧力であってもよい。
【0044】
工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１０００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。
【0045】
工程ＳＴ２と工程ＳＴ４とでは、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、工程ＳＴ２におけるプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、工程ＳＴ４におけるプラズマ処理チャンバ１０内の圧力と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0046】
工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、１００℃以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ４では、基板支持部１１の温度は、５０℃であってもよく、１０℃以下であってもよく、０℃以下であってもよい。工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、－８０℃以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ４では、基板Ｗ１を支持する基板支持部１１の温度は、－７０℃以上であってもよい。
【0047】
工程ＳＴ２と工程ＳＴ４とでは、基板支持部１１の温度は、同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、工程ＳＴ２における基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ４における基板支持部１１の温度と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0048】
（工程ＳＴ５）
工程ＳＴ５では、工程ＳＴ２～工程ＳＴ４を繰り返す。工程ＳＴ３が行われない場合、工程ＳＴ５では、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ４を繰り返す。
工程ＳＴ５では、工程ＳＴ２～工程ＳＴ４を繰り返す。工程ＳＴ３が行われない場合、工程ＳＴ５では、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ４を繰り返す。
【0049】
（工程ＳＴ６）
工程Ｓ６では、図７に示されるように、還元ガスを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成する。還元ガスは、水素含有ガスを含んでもよい。水素含有ガスは、Ｈ２ガスを含んでもよい。還元ガスは、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）を含んでもよい。
工程Ｓ６では、図７に示されるように、還元ガスを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成する。還元ガスは、水素含有ガスを含んでもよい。水素含有ガスは、Ｈ２ガスを含んでもよい。還元ガスは、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）を含んでもよい。
【0050】
工程ＳＴ６では、上記還元ガスから生成されるプラズマを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成してもよい。工程ＳＴ６では、Ｈ２ガスから生成されるプラズマを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成してもよい。Ｈ２ガスからプラズマを生成する場合、当該プラズマは、プラズマ生成部１２において生成されてもよく、リモートプラズマ源において生成されてもよい。リモートプラズマ源において、Ｈ２ガスからプラズマが生成される場合、リモートプラズマ源は、当該プラズマ中の水素原子活性種（例えば水素原子ラジカル又は水素原子イオン）をプラズマ処理チャンバ１０内に供給してもよい。すなわち、工程ＳＴ６では、リモートプラズマ源においてＨ２ガスから生成されたプラズマ中の水素原子活性種を用いて、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を生成してもよい。
【0051】
工程ＳＴ６では、上記還元ガスからプラズマを生成せずに、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成してもよい。工程ＳＴ６では、Ｈ２ガスからプラズマを生成せずに、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元することにより、基板Ｗ１上に金属含有層ＭＬ２を形成してもよい。この場合、基板支持部１１の温度を高温（例えば２００℃以上）に設定した状態で、プラズマ処理チャンバ１０内にＨ２ガスを供給することにより、金属酸化物含有層ＭＬ１を還元してもよい。
【0052】
金属含有層ＭＬ２は、モリブデン、タングステン、チタン、ニオブ、レニウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ゲルマニウム、又はタンタルのうち少なくとも一つを含んでもよい。金属含有層ＭＬ２は、モリブデン含有層であってもよく、タングステン含有層であってもよく、チタン含有層であってもよく、ニオブ含有層であってもよい。また、金属含有層ＭＬ２は、レニウム含有層であってもよく、オスミウム含有層であってもよく、ルテニウム含有層であってもよく、白金含有層であってもよい。あるいは、金属含有層ＭＬ２は、ゲルマニウム含有層であってもよく、タンタル含有層であってもよい。
【0053】
上記方法ＭＴ１によれば、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成できる基板Ｗ１上に金属酸化物含有層ＭＬ１又は金属含有層ＭＬ２を形成することができる。メカニズムは、以下のように推測されるが、これに限定されない。
【0054】
まず、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成されるメカニズムについて、説明する。以下では、基板Ｗ１が材料として酸素を含まない、かつ、Ｈ２Ｏガスを用いてＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合と、基板Ｗ１が材料として酸素を含み、かつ、ＨＦガスを用いてＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合と、を例にとって当該メカニズムを説明する。しかしながら、当該メカニズムは、上述した例に限定されない。
【0055】
基板Ｗ１が材料として酸素を含まない、かつ、Ｈ２Ｏガスを用いてＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合、供給されたＨ２Ｏガスに含まれるＨ２Ｏがそのまま基板Ｗ１上に付着する。これにより、当該Ｈ２Ｏが、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１として、基板Ｗ１上に形成されると推測される。
【0056】
基板Ｗ１が材料として酸素を含み、かつ、ＨＦガスを用いてＨ２Ｏ含有層ＨＬ１を形成する場合、基板Ｗ１には、ＨＦが供給される。この場合、基板Ｗ１では、以下の式（１）及び（２）に示される反応が進む。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ … （１）
ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ … （２）
ＳｉＦ４は、揮発しやすい。これにより、基板Ｗ１上には、Ｈ２ＳｉＦ６を含むＨ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成されると推測される。
ＳｉＯ２＋４ＨＦ→ＳｉＦ４＋２Ｈ２Ｏ … （１）
ＳｉＯ２＋６ＨＦ→Ｈ２ＳｉＦ６＋２Ｈ２Ｏ … （２）
ＳｉＦ４は、揮発しやすい。これにより、基板Ｗ１上には、Ｈ２ＳｉＦ６を含むＨ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成されると推測される。
【0057】
続いて、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成された基板Ｗ１上に金属酸化物含有層ＭＬ１が形成されるメカニズムについて、説明する。以下では、ＷＦ６ガスを用いて金属酸化物含有層ＭＬ１を形成する場合を例にとって当該メカニズムを説明する。しかしながら、当該メカニズムは、上述した例に限定されない。
【0058】
Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成された基板Ｗ１上に、ＷＦ６ガスを供給した場合、以下の式（３）に示されるように、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１とＷＦ６ガスとは反応する。
３Ｈ２Ｏ＋ＷＦ６→ＷＯ３＋６ＨＦ … （３）
上記式（３）に示される反応の結果、ＷＯ３が金属酸化物として残存し、ＨＦは揮発する。これにより、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成できる基板Ｗ１上に金属酸化物としてＷＯ３を含む金属酸化物含有層ＭＬ１が形成されると推測される。
３Ｈ２Ｏ＋ＷＦ６→ＷＯ３＋６ＨＦ … （３）
上記式（３）に示される反応の結果、ＷＯ３が金属酸化物として残存し、ＨＦは揮発する。これにより、Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成できる基板Ｗ１上に金属酸化物としてＷＯ３を含む金属酸化物含有層ＭＬ１が形成されると推測される。
【0059】
図８は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法のフローチャートである。図８に示される基板処理方法ＭＴ２（以下、「方法ＭＴ２」という）は、上記実施形態のプラズマ処理装置１により実行され得る。方法ＭＴ２は、図９の基板Ｗ２に適用され得る。
【0060】
図９は、図８の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。図９に示されるように、基板Ｗ２は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を含んでもよい。基板Ｗ２は、自然酸化膜Ｆ１を更に含んでもよい。自然酸化膜Ｆ１は、第１領域Ｒ１の表面上に形成されていてもよい。自然酸化膜Ｆ１は、第１領域Ｒ１の表面が大気雰囲気中に晒されることによって、形成され得る。自然酸化膜Ｆ１は、シリコン酸化膜であってもよい。第１領域Ｒ１は、マスクとして機能してもよい。第１領域Ｒ１は、少なくとも一つの開口ＯＰを有していてもよい。少なく一つの開口ＯＰは、ホールであってもよいし、スリットであってもよい。第１領域Ｒ１は、複数の開口ＯＰを有していてもよい。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１の下にあってもよい。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１の開口に連通する凹部を有していてもよい。すなわち、基板Ｗ２は、凹部を備えていてもよい。
【0061】
あるいは、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１の上にあってもよい。この場合、第２領域Ｒ２は、マスクとして機能してもよい。第２領域Ｒ２は、少なくとも一つの開口を有していてもよい。上記少なくとも一つの開口は、開口ＯＰと同様に、ホールであってもよいし、スリットであってもよい。第２領域Ｒ２は、複数の上記開口を有していてもよい。第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２の上記開口に連通する凹部を有していてもよい。
【0062】
第１領域Ｒ１は、第１材料を含む。第１材料は、窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含んでもよい。第１材料は、酸素を含まなくてもよい。第１材料は、シリコン、シリコン窒化物、シリコン炭化物、シリコン炭化窒化物、又はアモルファスカーボンを含んでもよい。第１領域Ｒ１は、窒素含有膜、シリコン含有膜、又は炭素含有膜であってもよい。第１領域Ｒ１は、窒化膜、シリコン膜、シリコン窒化膜、シリコン炭化膜、シリコン炭化窒化膜、炭化膜、又はアモルファスカーボン膜であってもよい。
【0063】
第２領域Ｒ２は、第１材料とは異なる第２材料を含む。第２材料は、酸素を含んでもよい。第２材料は、酸素に加えて、シリコンを更に含んでもよい。第２材料は、シリコン酸化物を含んでもよい。第２領域Ｒ２は、シリコン酸化膜であってもよい。第２領域Ｒ２は、熱酸化膜であってもよい。第２領域Ｒ２は、シリコン酸窒化膜であってもよい。
【0064】
以下、方法ＭＴ２について、方法ＭＴ２が上記実施形態のプラズマ処理装置１を用いて基板Ｗ２に適用される場合を例にとって、図１０～図１３を参照しながら、説明する。図１０～図１３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。プラズマ処理装置１が用いられる場合には、制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御により、プラズマ処理装置１において方法ＭＴ２が実行され得る。方法ＭＴ２では、図２に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０内に配置された基板支持部１１上の基板Ｗに代えて基板Ｗ２を処理する。
【0065】
図８に示されるように、方法ＭＴ２は、工程ＳＴ１１～工程ＳＴ１７を含み得る。工程ＳＴ１１～工程ＳＴ１７は順に実行され得る。工程ＳＴ１５は、工程ＳＴ１３の後に実施されてもよいし、工程ＳＴ１３と同時に実施されてもよい。方法ＭＴ２は、工程ＳＴ１２、工程ＳＴ１４、工程ＳＴ１６、及び工程ＳＴ１７の少なくとも一つを含まなくてもよい。
【0066】
（工程ＳＴ１１）
工程ＳＴ１１では、図９に示される基板Ｗ２を提供する。基板Ｗ２は、プラズマ処理チャンバ１０内に提供され得る。基板Ｗ２は、プラズマ処理チャンバ１０内において基板支持部１１により支持され得る。
工程ＳＴ１１では、図９に示される基板Ｗ２を提供する。基板Ｗ２は、プラズマ処理チャンバ１０内に提供され得る。基板Ｗ２は、プラズマ処理チャンバ１０内において基板支持部１１により支持され得る。
【0067】
（工程ＳＴ１２）
工程ＳＴ１２では、図１０に示されるように、第１領域Ｒ１の表面上に形成された自然酸化膜Ｆ１を除去する。工程ＳＴ１２では、フッ化水素ガスを用いて、自然酸化膜Ｆ１を除去してもよい。工程ＳＴ１２において、フッ化水素ガスを用いて自然酸化膜Ｆ１を除去する場合、当該処理の際に反応生成物として生じるＨ２Ｏを除去する処理を更に実施してもよい。反応生成物として生じるＨ２Ｏを除去する際には、不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うことで、当該Ｈ２Ｏを除去してもよい。
工程ＳＴ１２では、図１０に示されるように、第１領域Ｒ１の表面上に形成された自然酸化膜Ｆ１を除去する。工程ＳＴ１２では、フッ化水素ガスを用いて、自然酸化膜Ｆ１を除去してもよい。工程ＳＴ１２において、フッ化水素ガスを用いて自然酸化膜Ｆ１を除去する場合、当該処理の際に反応生成物として生じるＨ２Ｏを除去する処理を更に実施してもよい。反応生成物として生じるＨ２Ｏを除去する際には、不活性ガス雰囲気下で加熱処理を行うことで、当該Ｈ２Ｏを除去してもよい。
【0068】
（工程ＳＴ１３）
工程ＳＴ１３では、図１１に示されるように、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成する。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、第２領域Ｒ２上に優先的に形成され得る。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、第１領域Ｒ１上に形成されてもよいし、第１領域Ｒ１上に形成されなくてもよい。第１領域Ｒ１上に形成され得るＨ２Ｏ含有層ＨＬ２の厚さは、第２領域Ｒ２上に形成されるＨ２Ｏ含有層ＨＬ２の厚さより小さくてもよい。工程ＳＴ１３では、Ｈ２Ｏガスを含まない水素含有ガスを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。工程ＳＴ１３では、上記水素含有ガスからプラズマが生成されてもよいし、上記水素含有ガスからプラズマが生成されなくてもよい。工程ＳＴ１３では、上記水素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。この場合、上記水素含有ガス及び上記酸素含有ガスから生成されるプラズマを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。
工程ＳＴ１３では、図１１に示されるように、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成する。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、第２領域Ｒ２上に優先的に形成され得る。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、第１領域Ｒ１上に形成されてもよいし、第１領域Ｒ１上に形成されなくてもよい。第１領域Ｒ１上に形成され得るＨ２Ｏ含有層ＨＬ２の厚さは、第２領域Ｒ２上に形成されるＨ２Ｏ含有層ＨＬ２の厚さより小さくてもよい。工程ＳＴ１３では、Ｈ２Ｏガスを含まない水素含有ガスを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。工程ＳＴ１３では、上記水素含有ガスからプラズマが生成されてもよいし、上記水素含有ガスからプラズマが生成されなくてもよい。工程ＳＴ１３では、上記水素含有ガスに加えて、酸素含有ガスを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。この場合、上記水素含有ガス及び上記酸素含有ガスから生成されるプラズマを用いて、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２を形成してもよい。
【0069】
上記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含んでもよい。上記水素含有ガスがフッ化水素ガスを含む場合、工程ＳＴ１３では、プラズマ処理チャンバ１０内にフッ化水素ガスを直接供給してもよい。あるいは、プラズマ処理チャンバ１０内に、フッ化水素ガスとは別のガスを供給し、当該別のガスを反応させることにより、フッ化水素ガスを生成してもよい。別のガスを反応させることによりフッ化水素ガスを生成する場合、当該別のガスは、Ｈ２ＯガスとＣｌＦ３ガスを含んでもよい。工程ＳＴ１３では、Ｈ２ＯガスとＣｌＦ３ガスとを反応させることにより、フッ化水素ガスを生成してもよい。あるいは、工程ＳＴ１３では、Ｈ２ガス、ＣＨ４ガス、又はＮＨ３ガスのうち少なくとも一つとＣｌＦ３ガスとを反応させることにより、フッ化水素ガスを生成してもよい。
【0070】
Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、上記水素含有ガスと第２領域Ｒ２との反応により形成されてもよい。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、フッ化水素ガスとシリコン酸化物との反応により形成されてもよい。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、ＨＦを含んでもよいし、Ｈ２ＳｉＦ６を含んでもよい。
【0071】
工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上であってもよい。すなわち、工程ＳＴ１３では、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、Ｈ２Ｏが気化しない圧力であってもよい。これにより、工程ＳＴ１３において形成されるＨ２Ｏ含有層ＨＬ２は、凝縮された状態で、基板Ｗ２上に形成され得る。Ｈ２Ｏ含有層ＨＬ２は、液体のＨ２Ｏを含んでもよいし、固体のＨ２Ｏを含んでもよい。
【0072】
工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１０００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。１ｍＴｏｒｒは、０．１３３３２２Ｐａに対応する。
【0073】
工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、１００℃以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、５０℃であってもよく、１０℃以下であってもよく、０℃以下であってもよい。工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、－８０℃以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１３では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、－７０℃以上であってもよい。
【0074】
（工程ＳＴ１４）
工程ＳＴ１４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０の内部空間である、プラズマ処理空間１０ｓをパージする。工程ＳＴ１４では、プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすること、又はプラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することのうち少なくとも一つを行うことによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージしてもよい。プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすることによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、その処理時間は、１０秒以下であってもよい。プラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、当該パージガスは、窒素又はアルゴン等の不活性ガスを含んでいてもよい。工程ＳＴ１４において、真空引き及び不活性ガスの供給の双方を行う場合、真空引きと不活性ガスの供給とを同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
工程ＳＴ１４では、基板Ｗ１を収容するプラズマ処理チャンバ１０の内部空間である、プラズマ処理空間１０ｓをパージする。工程ＳＴ１４では、プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすること、又はプラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することのうち少なくとも一つを行うことによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージしてもよい。プラズマ処理空間１０ｓを真空引きすることによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、その処理時間は、１０秒以下であってもよい。プラズマ処理空間１０ｓにパージガスを供給することによって、プラズマ処理空間１０ｓをパージする場合、当該パージガスは、窒素又はアルゴン等の不活性ガスを含んでいてもよい。工程ＳＴ１４において、真空引き及び不活性ガスの供給の双方を行う場合、真空引きと不活性ガスの供給とを同時に行ってもよく、別々に行ってもよい。
【0075】
（工程ＳＴ１５）
工程ＳＴ１５では、図１２に示されるように、金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層ＨＬ２と反応させることにより、第２領域Ｒ２上に金属酸化物含有層ＭＬ３を形成する。工程ＳＴ１５において用いられる金属含有ガスの例は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ４において用いられる金属含有ガスの例と同じでもよい。
工程ＳＴ１５では、図１２に示されるように、金属含有ガスを含む処理ガスをＨ２Ｏ含有層ＨＬ２と反応させることにより、第２領域Ｒ２上に金属酸化物含有層ＭＬ３を形成する。工程ＳＴ１５において用いられる金属含有ガスの例は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ４において用いられる金属含有ガスの例と同じでもよい。
【0076】
上記処理ガスは、上述した金属含有ガスに加えて、水素含有ガス又は貴ガスの少なくとも一つを含んでもよい。上記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含んでもよい。貴ガスの例は、ヘリウムガス、アルゴンガス、ネオンガス、キセノンガス及びクリプトンガスを含む。
【0077】
工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度における、上記金属含有ガスの飽和蒸気圧以下であってもよい。すなわち、工程ＳＴ１５では、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、上記金属含有ガスが気化しない圧力であってもよい。
【0078】
工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００００ｍＴｏｒｒ以下であってもよい。工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を収容するプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、１０００ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。
【0079】
工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１５とでは、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、工程ＳＴ１３におけるプラズマ処理チャンバ１０内の圧力は、工程ＳＴ１５におけるプラズマ処理チャンバ１０内の圧力と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0080】
工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、１００℃以下であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、５０℃であってもよく、１０℃以下であってもよく、０℃以下であってもよい。工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、－８０℃以上であってもよい。あるいは、工程ＳＴ１５では、基板Ｗ２を支持する基板支持部１１の温度は、－７０℃以上であってもよい。
【0081】
工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１５とでは、基板支持部１１の温度は、同じであってもよく、異なっていてもよい。すなわち、工程ＳＴ１３における基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ１５における基板支持部１１の温度と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【0082】
（工程ＳＴ１６）
工程ＳＴ１６では、工程ＳＴ１３～工程ＳＴ１５を繰り返す。工程ＳＴ１４が行われない場合、工程ＳＴ１６では、工程ＳＴ１３及び工程ＳＴ１５を繰り返す。
工程ＳＴ１６では、工程ＳＴ１３～工程ＳＴ１５を繰り返す。工程ＳＴ１４が行われない場合、工程ＳＴ１６では、工程ＳＴ１３及び工程ＳＴ１５を繰り返す。
【0083】
（工程ＳＴ１７）
工程ＳＴ１７では、図１３に示されるように、還元ガスを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、基板Ｗ２上に金属含有層ＭＬ４を形成する。工程ＳＴ１７において用いられる還元ガスの例は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６において用いられる還元ガスの例と同じでもよい。
工程ＳＴ１７では、図１３に示されるように、還元ガスを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、基板Ｗ２上に金属含有層ＭＬ４を形成する。工程ＳＴ１７において用いられる還元ガスの例は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６において用いられる還元ガスの例と同じでもよい。
【0084】
あるいは、工程ＳＴ１７では、上記還元ガスから生成されるプラズマを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、基板Ｗ２上に金属含有層ＭＬ４を形成してもよい。上記還元ガスからプラズマを生成する処理は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６と同様に行われてもよい。リモートプラズマ源において上記プラズマを生成した場合における金属含有層ＭＬ４の形成は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６と同様に行われてもよい。すなわち、工程ＳＴ１７では、リモートプラズマ源において上記還元ガスから生成されたプラズマ中のラジカルを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、基板Ｗ２上に金属含有層ＭＬ４を生成してもよい。
【0085】
工程ＳＴ１７では、Ｈ２ガスから生成されるプラズマを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、金属含有層ＭＬ４を形成してもよい。Ｈ２ガスからプラズマを生成する処理は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６と同様に行われてもよい。すなわち、工程ＳＴ１７では、リモートプラズマ源においてＨ２ガスから生成さえたプラズマ中の水素ラジカルを用いて、金属酸化物含有層ＭＬ３を還元することにより、基板Ｗ２上に金属含有層ＭＬ４を生成してもよい。
【0086】
上記還元ガスからプラズマを生成しない場合における金属含有層ＭＬ４の形成は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６と同様に行われてもよい。Ｈ２ガスからプラズマを生成しない場合における金属含有層ＭＬ４の形成は、方法ＭＴ１の工程ＳＴ６と同様に行われてもよい。
【0087】
上記方法ＭＴ２によれば、第２領域Ｒ２上に金属酸化物含有層ＭＬ３又は金属含有層ＭＬ４を優先的に形成することができる。第２領域Ｒ２上に形成される金属酸化物含有層ＭＬ３又は金属含有層ＭＬ４の厚さは、第１領域Ｒ１上に形成され得る金属酸化物含有層ＭＬ３又は金属含有層ＭＬ４の厚さよりも大きい。
【0088】
また、第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１の上に位置する場合、上記方法ＭＴ２によれば、金属含有層ＭＬ２により、マスクとして機能し得る第２領域Ｒ２を保護することができる。すなわち、上記方法ＭＴ２によれば、マスクとして機能し得る第２領域Ｒ２上に、保護膜として金属含有層ＭＬ２を形成することができる。方法ＭＴ２が工程ＳＴ６を含まない場合、金属酸化物含有層ＭＬ１により、マスクとして機能し得る第２領域Ｒ２を保護することができる。すなわち、方法ＭＴ２が工程ＳＴ６を含まない場合、マスクとして機能し得る第２領域Ｒ２上に、保護膜として金属酸化物含有層ＭＬ１を形成することができる。さらに、第２領域Ｒ２上に、保護膜として金属酸化物含有層ＭＬ１を形成する場合には、当該保護膜として金属含有層ＭＬ２を形成する場合と比較して、保護膜としての保護効果を高めることができる。
【0089】
方法ＭＴ２においても、第２領域Ｒ２上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ２が形成されるメカニズムは、方法ＭＴ１において説明した、基板Ｗ１上にＨ２Ｏ含有層ＨＬ１が形成されるメカニズムと同様であると推測されるが、これに限定されない。また、方法ＭＴ２においても、第２領域Ｒ２上に金属酸化物含有層ＭＬ３が形成されるメカニズムは、方法ＭＴ１において説明した、基板Ｗ１上に金属酸化物含有層ＭＬ１が形成されるメカニズムと同様であると推測されるが、これに限定されない。
【0090】
以下、方法ＭＴ１及び方法ＭＴ２の評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。
【0091】
（第１実験）
第１実験では、シリコン酸化膜が形成された基板をチャンバ内に提供した。すなわち、第１実験では、材料として酸素を含む基板をチャンバ内に提供した。当該基板は、チャンバ内において基板支持部により支持された。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスを基板に供給した。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスを基板に供給した。
第１実験では、シリコン酸化膜が形成された基板をチャンバ内に提供した。すなわち、第１実験では、材料として酸素を含む基板をチャンバ内に提供した。当該基板は、チャンバ内において基板支持部により支持された。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスを基板に供給した。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスを基板に供給した。
【0092】
ここで、図１４を参照して、ＨＦガスの供給時及び混合ガスの供給時における、チャンバ内の圧力及び基板支持部の温度について説明する。図１４は、ＨＦ、ＷＦ６、及びＨ２Ｏの飽和蒸気圧曲線の一例を示すグラフである。横軸は、温度（℃）である。縦軸は、圧力（ｍＴｏｒｒ）である。グラフ中、曲線Ｃ１はＨＦの飽和蒸気圧曲線を示し、曲線Ｃ２はＷＦ６の飽和蒸気圧曲線を示し、曲線Ｃ３はＨ２Ｏの飽和蒸気圧曲線を示す。
【0093】
ＨＦガスの供給時において、チャンバ内の圧力は８００ｍＴｏｒｒであり、基板支持部の温度は－７０℃であった。当該圧力及び当該温度は、曲線Ｃ３より上の領域に位置している。すなわち、ＨＦガスの供給時においては、チャンバ内の圧力は、基板支持部の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上であった。
【0094】
また、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスの供給時においては、同様に、チャンバ内の圧力は８００ｍＴｏｒｒであり、基板支持部の温度は－７０℃であった。当該圧力及び当該温度は、曲線Ｃ１及び曲線Ｃ２より下の領域に位置している。すなわち、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスの供給時においては、チャンバ内の圧力は、基板支持部における、ＨＦガスの飽和蒸気圧及びＷＦ６ガスの飽和蒸気圧以下であった。
【0095】
（第２実験）
第２実験では、シリコン酸化膜に代えてシリコン窒化膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第２実験を行った。すなわち、第２実験では、材料としてシリコン及び窒素を含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
第２実験では、シリコン酸化膜に代えてシリコン窒化膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第２実験を行った。すなわち、第２実験では、材料としてシリコン及び窒素を含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
【0096】
（第３実験）
第３実験では、シリコン酸化膜に代えてシリコン膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第３実験を行った。すなわち、第３実験では、材料としてシリコンを含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
第３実験では、シリコン酸化膜に代えてシリコン膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第３実験を行った。すなわち、第３実験では、材料としてシリコンを含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
【0097】
（第４実験）
第４実験では、シリコン酸化膜に代えてアモルファスカーボン膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第４実験を行った。すなわち、第４実験では、材料として炭素を含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
第４実験では、シリコン酸化膜に代えてアモルファスカーボン膜が形成された基板をチャンバ内に提供したこと以外は第１実験と同じようにして第４実験を行った。すなわち、第４実験では、材料として炭素を含むと共に酸素を含まない基板をチャンバ内に提供した。
【0098】
（第１実験結果）
第１実験～第４実験において得られた基板の断面を観察し、堆積膜が形成されていることを確認した。また、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）分析により、各堆積膜がタングステン及び酸素を含有することを確認した。したがって、第１実験～第４実験において、酸化タングステン含有膜が基板上に形成されたことが分かる。
第１実験～第４実験において得られた基板の断面を観察し、堆積膜が形成されていることを確認した。また、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）分析により、各堆積膜がタングステン及び酸素を含有することを確認した。したがって、第１実験～第４実験において、酸化タングステン含有膜が基板上に形成されたことが分かる。
【0099】
そこで、第１実験～第４実験において得られた基板の断面を更に観察し、各酸化タングステン含有膜の厚さを測定した。第１実験では、約５０ｎｍの厚さを有する酸化タングステン含有膜が形成されていることを確認した。第２実験～第４実験では、数ｎｍの厚さを有する酸化タングステン含有膜が形成されていることを確認した。したがって、第１実験における酸化タングステン含有膜は、第２実験～第４実験における酸化タングステン含有膜の厚さより、大きい厚さを有することが分かる。すなわち、基板が材料として酸素を含む場合に形成される酸化タングステン含有膜の厚さは、基板が材料として窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含むと共に酸素を含まない場合に形成される酸化タングステン含有膜の厚さより、大きいことが分かる。第２実験～第４実験では、大気雰囲気への暴露により基板の表面に混入した酸素又はチャンバの内壁に存在する酸素によって、酸化タングステン含有膜が形成されたと推測される。
【0100】
以上のことから、上述した第１実験～第４実験での処理を実施した場合、材料として酸素を含む領域に酸化タングステン含有膜が優先的に形成されることが推測される。
【0101】
（第５実験）
第５実験では、レジストマスクと、レジストマスクの下のシリコン酸化膜と、シリコン酸化膜の下のシリコン窒化膜と、を含む基板をチャンバ内に提供した。当該基板は、チャンバ内において基板支持部により支持された。レジストマスクは、酸素を含んでいないと共に開口を有している。シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜は、上記開口と連通する貫通孔を有している。すなわち、第５実験において提供される基板には、レジストマスクの開口と連通する凹部が形成されており、当該凹部はシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を貫通している。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスを基板に供給した。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスを基板に供給した。ＨＦガスの供給工程及びＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスの供給工程のいずれにおいても、チャンバ内の圧力は８００ｍＴｈｏｒｒであり、基板支持部の温度は－７０℃であった。
第５実験では、レジストマスクと、レジストマスクの下のシリコン酸化膜と、シリコン酸化膜の下のシリコン窒化膜と、を含む基板をチャンバ内に提供した。当該基板は、チャンバ内において基板支持部により支持された。レジストマスクは、酸素を含んでいないと共に開口を有している。シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜は、上記開口と連通する貫通孔を有している。すなわち、第５実験において提供される基板には、レジストマスクの開口と連通する凹部が形成されており、当該凹部はシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を貫通している。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスを基板に供給した。その後、プラズマを生成することなく、ＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスを基板に供給した。ＨＦガスの供給工程及びＨＦガスとＷＦ６ガスとの混合ガスの供給工程のいずれにおいても、チャンバ内の圧力は８００ｍＴｈｏｒｒであり、基板支持部の温度は－７０℃であった。
【0102】
（第２実験結果）
第５実験において得られた基板の断面を観察した。その結果、第５実験において、基板のうち、貫通孔を画成するシリコン酸化膜の表面上には酸化タングステン含有膜が優先的に形成されていたことを確認した。
第５実験において得られた基板の断面を観察した。その結果、第５実験において、基板のうち、貫通孔を画成するシリコン酸化膜の表面上には酸化タングステン含有膜が優先的に形成されていたことを確認した。
【0103】
以上のことから、第５実験での処理を実施した場合、凹部の側壁上に酸化タングステン含有膜が優先的に形成されることが推測される。
【0104】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【0105】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１９］に記載する。
【0106】
［Ｅ１］
（ａ）基板を提供する工程と、
（ｂ）前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
（ａ）基板を提供する工程と、
（ｂ）前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【0107】
基板処理方法［Ｅ１］によれば、Ｈ２Ｏ含有層を形成できる基板上に金属酸化物含有層を形成することができる。
【0108】
［Ｅ２］
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、［Ｅ１］に記載の基板処理方法。
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、［Ｅ１］に記載の基板処理方法。
【0109】
［Ｅ３］
（ａ）基板を提供する工程であり、前記基板は、第１領域と、第２領域と、を含み、前記第１領域は、第１材料を含み、前記第２領域は、前記第１材料とは異なる第２材料を含む、工程と、
（ｂ）前記第２領域上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記第２領域上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
（ａ）基板を提供する工程であり、前記基板は、第１領域と、第２領域と、を含み、前記第１領域は、第１材料を含み、前記第２領域は、前記第１材料とは異なる第２材料を含む、工程と、
（ｂ）前記第２領域上にＨ２Ｏ含有層を形成する工程と、
（ｃ）金属含有ガスを含む処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記第２領域上に金属酸化物含有層を形成する工程と、
を含む、基板処理方法。
【0110】
基板処理方法［Ｅ３］によれば、第２領域上に金属酸化物含有層を優先的に形成することができる。
【0111】
［Ｅ４］
前記第１材料は、窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含むと共に酸素を含まない、［Ｅ３］に記載の基板処理方法。
前記第１材料は、窒素、シリコン、及び炭素のうち少なくとも一つを含むと共に酸素を含まない、［Ｅ３］に記載の基板処理方法。
【0112】
［Ｅ５］
前記第２材料は、酸素を含み、
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏを含まない水素含有ガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、［Ｅ３］に記載の基板処理方法。
前記第２材料は、酸素を含み、
前記（ｂ）では、Ｈ２Ｏを含まない水素含有ガスを用いて、前記Ｈ２Ｏ含有層を形成する、［Ｅ３］に記載の基板処理方法。
【0113】
［Ｅ６］
前記（ｂ）では、前記水素含有ガスからプラズマが生成される、［Ｅ５］に記載の基板処理方法。
前記（ｂ）では、前記水素含有ガスからプラズマが生成される、［Ｅ５］に記載の基板処理方法。
【0114】
［Ｅ７］
前記第２材料は、シリコンを更に含み、
前記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含む、［Ｅ５］に記載の基板処理方法。
前記第２材料は、シリコンを更に含み、
前記水素含有ガスは、フッ化水素ガスを含む、［Ｅ５］に記載の基板処理方法。
【0115】
［Ｅ８］
前記金属含有ガスは、モリブデン、タングステン、チタン、ニオブ、レニウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ゲルマニウム、又はタンタルのうち少なくとも一つを含む、［Ｅ１］～［Ｅ７］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記金属含有ガスは、モリブデン、タングステン、チタン、ニオブ、レニウム、オスミウム、ルテニウム、白金、ゲルマニウム、又はタンタルのうち少なくとも一つを含む、［Ｅ１］～［Ｅ７］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0116】
［Ｅ９］
前記金属含有ガスは、ハロゲン化金属ガスを含む、［Ｅ１］～［Ｅ８］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記金属含有ガスは、ハロゲン化金属ガスを含む、［Ｅ１］～［Ｅ８］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0117】
［Ｅ１０］
前記ハロゲン化金属ガスは、ＷＦ６ガス、ＭｏＦ６ガス、ＷＣｌ６ガス、ＴｉＣｌ４ガス、ＮｂＦ５ガス、ＲｅＦ６ガス、ＲｅＦ７ガス、ＯｓＦ６ガス、ＲｕＦ５、ＲｕＦ６、ＰｔＦ６ガス、ＧｅＦ４、及びＴａＦ５ガスからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［Ｅ９］に記載の基板処理方法。
前記ハロゲン化金属ガスは、ＷＦ６ガス、ＭｏＦ６ガス、ＷＣｌ６ガス、ＴｉＣｌ４ガス、ＮｂＦ５ガス、ＲｅＦ６ガス、ＲｅＦ７ガス、ＯｓＦ６ガス、ＲｕＦ５、ＲｕＦ６、ＰｔＦ６ガス、ＧｅＦ４、及びＴａＦ５ガスからなる群から選択される少なくとも１種を含む、［Ｅ９］に記載の基板処理方法。
【0118】
［Ｅ１１］
前記基板は、凹部を備える、［Ｅ１］～「Ｅ１０」のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記基板は、凹部を備える、［Ｅ１］～「Ｅ１０」のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0119】
［Ｅ１２］
前記（ｂ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上である、［Ｅ１］～［Ｅ１１］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記（ｂ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、Ｈ２Ｏの飽和蒸気圧以上である、［Ｅ１］～［Ｅ１１］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0120】
［Ｅ１３］
前記（ｃ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、前記金属含有ガスの飽和蒸気圧以下である、［Ｅ１］～［Ｅ１２］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記（ｃ）では、前記基板を収容するチャンバ内の圧力は、前記基板を支持する基板支持部の温度における、前記金属含有ガスの飽和蒸気圧以下である、［Ｅ１］～［Ｅ１２］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0121】
［Ｅ１４］
前記（ｂ）における前記基板支持部の温度は、前記（ｃ）における前記基板支持部の温度と同じであるか又は異なる、［Ｅ１］～［Ｅ１３］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記（ｂ）における前記基板支持部の温度は、前記（ｃ）における前記基板支持部の温度と同じであるか又は異なる、［Ｅ１］～［Ｅ１３］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0122】
［Ｅ１５］
前記（ｂ）と前記（ｃ）とは、同時に行われる、［Ｅ１］～［Ｅ１４］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記（ｂ）と前記（ｃ）とは、同時に行われる、［Ｅ１］～［Ｅ１４］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0123】
［Ｅ１６］
前記（ｃ）は、前記（ｂ）の後に行われる、［Ｅ１］～［Ｅ１４］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
前記（ｃ）は、前記（ｂ）の後に行われる、［Ｅ１］～［Ｅ１４］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【0124】
［Ｅ１７］
（ｄ）前記（ｃ）の後、前記（ｂ）及び前記（ｃ）を繰り返す工程を更に含む、［Ｅ１６］に記載の基板処理方法。
（ｄ）前記（ｃ）の後、前記（ｂ）及び前記（ｃ）を繰り返す工程を更に含む、［Ｅ１６］に記載の基板処理方法。
【0125】
［Ｅ１８］
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
金属含有ガスを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成し、
前記処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成するように、前記ガス供給部を制御するように構成される、基板処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部と、
金属含有ガスを含む処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部と、
制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記基板上にＨ２Ｏ含有層を形成し、
前記処理ガスを前記Ｈ２Ｏ含有層と反応させることにより、前記基板上に金属酸化物含有層を形成するように、前記ガス供給部を制御するように構成される、基板処理装置。
【0126】
［Ｅ１９］
（ｅ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間に、前記基板を収容するチャンバの内部空間をパージする工程を更に含む、［Ｅ１］～［Ｅ１７］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
（ｅ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間に、前記基板を収容するチャンバの内部空間をパージする工程を更に含む、［Ｅ１］～［Ｅ１７］のいずれか一つに記載の基板処理方法。
【符号の説明】
【0127】
１…プラズマ処理装置、２…制御部、１１…基板支持部、２０…ガス供給部、ＨＬ１，ＨＬ２…Ｈ２Ｏ含有層、ＭＬ１，ＭＬ３…金属酸化物含有層、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…基板。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】