特開 2024-39841 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および半導体装置の製造方法

(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】P2024039841

(43)【公開日】2024-03-25

(54)【発明の名称】プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および半導体装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240315BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 104H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022144506

(22)【出願日】2022-09-12

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中村 一彦

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004BB13

5F004BB14

5F004BB24

5F004BB26

5F004BD01

5F004CA04

5F004CA08

5F004DA00

5F004DA05

5F004DA17

5F004DA22

5F004DA23

5F004DA24

5F004DA25

5F004DA26

5F004DB26

(57)【要約】

【課題】半導体装置の加工不良を抑制すること。
【解決手段】実施形態のプラズマ処理装置は、基板を処理可能な処理チャンバと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージと、前記処理チャンバの上部に設けられ、前記処理チャンバにプラズマを供給するプラズマ発生器と、前記処理チャンバの上部側に、前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有して設けられ、前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽する第１の遮蔽板と、前記基板または前記第１の遮蔽板の少なくともいずれかを回転させて、前記基板の周方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動することが可能な調整機構を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を処理可能な処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージと、
前記処理チャンバの上部に設けられ、前記処理チャンバにプラズマを供給するプラズマ発生器と、
前記処理チャンバの上面より支持され、前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有して設けられ、前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽する第１の遮蔽板と、
前記基板または前記第１の遮蔽板の少なくともいずれかを回転させて、前記基板の周方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動することが可能な調整機構を備える、
プラズマ処理装置。

【請求項2】

前記第１の遮蔽板は、
前記開口部に設けられ、前記基板の径方向に駆動して前記開口部の開口面積を調整する第２の遮蔽板を備える、
請求項１に記載のプラズマ処理装置。

【請求項3】

外周部に所定膜を有する基板を処理可能な処理チャンバと、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージと、
前記処理チャンバの上部に設けられ、前記処理チャンバにプラズマを供給するプラズマ発生器と、
前記処理チャンバの上面より支持され、前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有して設けられ、前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽する第１の遮蔽板と、
前記所定膜の膜厚を測定する膜厚モニタから測定結果を取得し、前記測定結果に基づいて、前記ステージ上に載置された前記基板の径方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動することが可能な調整機構を制御する制御部と、
を備える、
プラズマ処理装置。

【請求項4】

基板を処理可能な処理チャンバに前記基板を搬入し、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージに前記基板を載置し、
前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有する第１の遮蔽板を前記処理チャンバの上面より支持し、前記処理チャンバの上部に設けられるプラズマ発生器から前記処理チャンバにプラズマを供給し、
前記第１の遮蔽板によって前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽しつつ、前記基板または前記第１の遮蔽板の少なくともいずれかを回転させて、前記基板の周方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動させながら、前記開口部と上下方向に重なる前記基板の前記外周部をプラズマにより処理する、
プラズマ処理方法。

【請求項5】

基板を処理可能な処理チャンバに所定膜を有する前記基板を搬入し、
前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージに前記基板を載置し、
前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有する第１の遮蔽板を前記処理チャンバの上面より支持し、前記処理チャンバの上部に設けられるプラズマ発生器から前記処理チャンバにプラズマを供給し、
前記第１の遮蔽板によって前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽しつつ、前記基板または前記第１の遮蔽板の少なくともいずれかを回転させて、前記基板の周方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動させながら、前記開口部と上下方向に重なる前記基板の前記外周部をプラズマにより処理する、
半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および半導体装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体装置の製造工程において、基板に形成された下層膜等をプラズマ処理する際に、下層膜の一部を所定膜で覆うことがある。このとき、所定膜には、基板の端部側に凸部が形成される場合がある。このような場合、凸部の膜残りにより、半導体装置に加工不良を生じさせることがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－２５１５４４号公報

【特許文献2】特開２００４－８７６７６号公報

【特許文献3】特開２０１３－２１１２７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

１つの実施形態は、半導体装置の加工不良を抑制することができるプラズマ処理装置、プラズマ処理方法、および半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のプラズマ処理装置は、基板を処理可能な処理チャンバと、前記処理チャンバ内に設けられ、前記基板を載置することが可能なステージと、前記処理チャンバの上部に設けられ、前記処理チャンバにプラズマを供給するプラズマ発生器と、前記処理チャンバの上面より支持され、前記ステージに載置された前記基板に対向し、上下方向に前記基板の外周部に重なる位置の少なくとも一部に開口部を有して設けられ、前記処理チャンバ上部のプラズマから前記基板を遮蔽する第１の遮蔽板と、前記基板または前記第１の遮蔽板の少なくともいずれかを回転させて、前記基板の周方向に対する前記第１の遮蔽板の前記開口部の位置を相対的に移動することが可能な調整機構を備える。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態にかかるプラズマ処理装置の全体構成の一例を模式的に示す透視上面図。

【図2】実施形態にかかるプラズマ処理装置が備える処理チャンバの詳細の構成を示す図。

【図3】実施形態にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図。

【図4】実施形態にかかるプラズマ処理方法の手順の一部を例示する図。

【図5】実施形態にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図。

【図6】比較例にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図。

【図7】実施形態の変形例１にかかるプラズマ処理装置が備える遮蔽板の一例を示す図。

【図8】実施形態の変形例２にかかるプラズマ処理装置が備える遮蔽板の一例を示す図。

【図9】実施形態の変形例３にかかるプラズマ処理装置が備える処理チャンバの一例を示す図。

【図10】実施形態の変形例４にかかるプラズマ処理装置が備える処理チャンバの一例を示す図。

【図11】実施形態の変形例５にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図。

【図12】実施形態の変形例６にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下に、実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により、本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0008】

（プラズマ処理装置の構成例）
図１は、実施形態にかかるプラズマ処理装置１の全体構成の一例を模式的に示す透視上面図である。

【0009】

図１に示すように、プラズマ処理装置１は、処理チャンバ１１ａ、搬送チャンバ２１、ロードロック３１、３２、及び制御部５０を備える。

【0010】

実施形態のプラズマ処理装置１の処理対象となる基板としての基板Ｗは、少なくとも外周部にレジスト膜等の所定膜を有している。プラズマ処理装置１は、プラズマを用いて基板Ｗの所定膜をアッシング処理するアッシング装置として構成されている。

【0011】

処理チャンバ１１ａは、ステージ１７ａに載置された基板Ｗに対してプラズマ処理を行うための容器であり、気密に封止された状態で搬送チャンバ２１に接続されている。

【0012】

ロードロック３１は、処理対象の基板Ｗを格納するための容器であり、気密に封止された状態で搬送チャンバ２１に接続されている。ロードロック３１は、複数の基板Ｗであって、例えば１ロット分の基板Ｗを収容可能に構成される。

【0013】

ロードロック３２は、処理済みの基板Ｗを回収するための容器であり、気密に封止された状態で搬送チャンバ２１に接続されている。ロードロック３２は、複数の基板Ｗであって、例えば１ロット分の基板Ｗを収容可能に構成される。

【0014】

搬送チャンバ２１は、基板Ｗを減圧下で搬送するための容器であり、気密に封止可能に構成されている。搬送チャンバ２１は、基板Ｗの位置調整を行うアライメント部２３ａ、及び基板Ｗを搬送する搬送アーム２４を備える。

【0015】

アライメント部２３ａは、基板Ｗの中心位置のずれを補正する。アライメント部２３ａは、例えば基板Ｗのエッジ付近の上下方向に配置された図示せぬ発光部及び受光部を備える。基板Ｗのエッジが発光部及び受光部間の光を遮ることで、受光部における検出光の光量が変化して基板Ｗのエッジが検出される。アライメント部２３ａは、エッジの検出結果に基づいて基板Ｗの中心位置のずれを補正した状態で、基板Ｗを搬送アーム２４に受け渡す。

【0016】

アライメント部２３ａには、膜厚モニタ２３１が設けられている。膜厚モニタ２３１は、例えばエリプソメータ等である。膜厚モニタ２３１は、アライメント部２３ａにより基板Ｗが位置調整された後、基板Ｗ上に形成されたアッシング対象の所定膜の膜厚を測定し、測定結果を制御部５０へ送信する。

【0017】

搬送アーム２４は、プラズマ処理装置１の各部へ基板Ｗを搬送する。搬送アーム２４は、ロードロック３１から搬送チャンバ２１へ、また搬送チャンバ２１からアライメント部２３ａへ、そしてアライメント部２３ａから処理チャンバ１１ａへと未処理の基板Ｗを搬送する。また、搬送アーム２４は、処理チャンバ１１ａから搬送チャンバ２１へ、そして搬送チャンバ２１からロードロック３２へと処理済の基板Ｗを搬送する。

【0018】

制御部５０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部５０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備えるコンピュータとして構成され、プラズマ処理装置１の全体を制御する。

【0019】

次に、図２を用いて、プラズマ処理装置１が備える処理チャンバ１１ａの詳細の構成例について説明する。

【0020】

図２は、実施形態にかかるプラズマ処理装置１が備える処理チャンバ１１ａの詳細の構成を示す図である。図２（ａ）は、処理チャンバ１１ａの断面図であり、図２（ｂ）～（ｄ）のそれぞれは、処理チャンバ１１ａに備わる遮蔽板１５ａの透視上面図である。

【0021】

本明細書では、処理チャンバ１１ａ内に搬入された基板Ｗの面に沿う所定方向をＸ方向とする。Ｘ方向は、処理チャンバ１１ａ内に設けられた遮蔽板１５ａの中心と後述する開口部１５１ａとを結ぶ線に沿う方向でもある。このとき、遮蔽板１５ａの中心から開口部１５１ａへと向かう方向をＸの正方向とし、反対の方向をＸの負方向とする。

【0022】

また、本明細書では、処理チャンバ１１ａの上下方向をＺ方向とする。このとき、上方向をＺの正方向とし、下方向をＺの負方向とする。Ｘ方向とＺ方向とは互いに直交する。

【0023】

また、本明細書では、処理チャンバ１１ａ内に搬入された基板Ｗの面に沿う方向であって、Ｘ方向と直交する方向をＹ方向と定義する。Ｙ方向はＺ方向とも直交する。このとき、Ｚの正方向側から見て、つまり、処理チャンバ１１ａを下方に見て、Ｘの正方向、Ｙの正方向、Ｘの負方向、Ｙの負方向が反時計回りに並ぶよう、Ｙの正方向と、Ｙの負方向とを定義する。

【0024】

図２（ａ）に示すように、処理チャンバ１１ａは、遮蔽板１５ａ、ステージ１７ａ、及びプラズマ発生器１４を備える。処理チャンバ１１ａの側面１１１には、図示せぬ搬入出口が設けられている。基板Ｗは、搬入出口から処理チャンバ１１ａに対し搬入出される。

【0025】

また、処理チャンバ１１ａは、上部に供給口１３ａを有する。供給口１３ａには、供給管１３が接続されている。供給管１３には、プラズマ発生器１４が接続されている。

【0026】

プラズマ発生器１４は、図示せぬＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）またはマイクロ波等の電力を供給する電源、そして図示せぬ電極を備える。プラズマ発生器１４は、図示せぬガス導入管より導入された酸素ガス等の処理ガスにマイクロ波等を印加し、処理ガスをプラズマ化する。このようにして生成されたプラズマは、供給管１３を介して供給口１３ａから処理チャンバ１１ａへ供給される。

【0027】

処理ガスとしては、例えば上述の酸素ガスの他、水蒸気（Ｈ_２Ｏガス）、窒素ガス、水素ガス、四塩化炭素ガス、三フッ化窒素ガス等の反応ガスが挙げられる。また、これらのガスに希釈ガスとしてアルゴンガス、ヘリウムガス等の不活性ガスを混合してもよい。処理ガスとして、例えば酸素ガス等の反応ガスの混合比率を高くして、アルゴンガス等の希釈ガスの混合比率を低くするとアッシングレートは向上し、反応ガスの混合比率を低くして、希釈ガスの混合比率を高くするとアッシングレートは低下する。

【0028】

処理チャンバ１１ａの下部には図示せぬガス排気口が設けられており、ガス排気口には、処理チャンバ１１ａ内の雰囲気を排気する図示せぬ真空ポンプが接続されている。

【0029】

第１の遮蔽板としての遮蔽板１５ａは、例えばセラミック、または石英等のプラズマ耐性を有する材料から構成される、円形の板状部材である。遮蔽板１５ａが、例えばアルミニウムの母材に酸化アルミニウム膜を形成した部材であってもよい。遮蔽板１５ａは、処理チャンバ１１ａの上面から突出する支持部１５２ａによって例えば中心位置を支持され、ステージ１７ａに対向するように配置されている。遮蔽板１５ａは、ステージ１７ａに載置される基板Ｗを、供給管１３から導入されるプラズマから遮蔽する。

【0030】

遮蔽板１５ａの径は、基板Ｗの径よりも大きく、さらに好ましくはステージ１７ａの径よりも大きい。ステージ１７ａに載置される基板Ｗの全面をプラズマから効果的に遮蔽するためである。

【0031】

図２（ａ）、（ｂ）に示すように、遮蔽板１５ａは、板厚方向に遮蔽板１５ａを貫通する開口部１５１ａを有する。開口部１５１ａは、処理チャンバ１１ａの上方から見て、支持部１５２ａから遮蔽板１５ａの径方向に距離Ｌ１離れた位置に形成され、遮蔽板１５ａの径方向に幅Ｗ１を有する矩形の孔である。供給管１３から処理チャンバ１１ａへ導入されたプラズマは、遮蔽板１５ａの開口部１５１ａを通って開口部１５１ａと上下方向に重なる基板Ｗの領域Ａ１に供給される。これによって領域Ａ１がプラズマ処理される。なお、開口部１５１ａの形状は矩形に限定されず、遮蔽板１５ａの径方向に幅Ｗ１を有する任意の形状であってもよい。

【0032】

ステージ１７ａは、上面に基板Ｗを載置可能な円形の板状部材である。ステージ１７ａは、処理チャンバ１１ａの底面から突出する支持部１７２によって支持され、遮蔽板１５ａに対向するように配置されている。

【0033】

ステージ１７ａは、第１駆動部１６０を備え、支持部１７２に支持された状態で、周方向に回転可能に構成されている。また、ステージ１７ａは、支持部１７２に支持された状態で、処理チャンバ１１ａ内をＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動可能に構成されている。

【0034】

調整機構としての第１駆動部１６０は、図示せぬモータ等を備えるアクチュエータである。第１駆動部１６０は、制御部５０からの指示にしたがって、上記のようなステージ１７ａの周方向の回転動作を制御する。また、第１駆動部１６０は、制御部５０からの指示にしたがって、ステージ１７ａの周方向の回転動作に加え、上記のようなＸ、Ｙ、及びＺ方向の移動を制御する。

【0035】

このように、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動可能なステージ１７ａが初期位置にあるとき、ステージ１７ａに載置された基板Ｗと、遮蔽板１５ａを支持する支持部１５２ａとは上下方向に重なる位置にある。図中の点Ｃは、支持部１５２ａと上下方向に重なる基板Ｗ上の点である。

【0036】

初期位置にあるステージ１７ａが、基板Ｗを載置した状態で周方向に回転することにより、遮蔽板１５ａの開口部１５１ａは、支持部１５２ａと上下方向に重なる基板Ｗの中心点と一致する点Ｃを軸として基板Ｗの周方向に相対的に移動する。すると、供給管１３から導入されたプラズマは、基板Ｗの中心点と一致する点Ｃを軸として、領域Ａ１を含み、半径を距離Ｌ１とした円環状の円周領域Ａ１１に供給される。これにより、基板Ｗの円周領域Ａ１１がプラズマ処理される。

【0037】

一方、図２（ａ）、（ｃ）に示すように、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａをＸの負方向にΔＬ移動させたものとする。これにより、基板Ｗの領域Ａ１からＸの正方向にΔＬ離れた場所に位置する領域Ａ２と開口部１５１ａとが上下方向に重なることとなる。この状態で、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａを周方向に回転させる。すると、プラズマは、基板Ｗの中心点からＸの正方向に外れた点Ｃを軸として、領域Ａ２を含み、半径を距離Ｌ１とした円環状の円周領域Ａ１２に供給される。これにより、基板Ｗの円周領域Ａ１２がプラズマ処理される。

【0038】

また例えば、図２（ａ）、（ｄ）に示すように、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａをＹの負方向にΔＬ移動させたものとする。これにより、基板Ｗの領域Ａ１からＹの正方向にΔＬ離れた場所に位置する領域Ａ３と開口部１５１ａとが上下方向に重なることとなる。この状態で、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａを周方向に回転させる。すると、プラズマは、基板Ｗの中心点からＹの正方向に外れた点Ｃを軸として、領域Ａ３を含み、半径を距離Ｌ１とした円環状の円周領域Ａ１３に供給される。これにより、基板Ｗの円周領域Ａ１３がプラズマ処理される。

【0039】

以上のように、基板Ｗを載置したステージ１７ａが処理チャンバ１１ａ内をＸ、及びＹ方向に移動することによって、遮蔽板１５ａの開口部１５１ａは、基板Ｗに対し、Ｘ、及びＹ方向に相対的に移動する。これにより、基板Ｗの中心点から等距離にある円周領域Ａ１１、基板Ｗの中心点から偏心した円周領域Ａ１２、Ａ１３等の、基板Ｗの所望の領域を円環状に処理することができる。

【0040】

また図示はしないが、例えば、円周領域Ａ１１より径方向に狭い幅の領域をアッシング処理対象とする場合、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａをＺの正方向に移動させ、開口部１５１ａと、基板Ｗとを近づける。これにより、プラズマは、開口部１５１ａを通り、開口部１５１ａと上下方向に重なる領域であって、より狭い領域に集中して供給される。結果として、より幅の狭い領域をプラズマ処理することができる。

【0041】

一方で例えば、円周領域Ａ１１より径方向に広い幅の領域を処理対象とする場合、第１駆動部１６０により、ステージ１７ａをＺの負方向に移動させ、開口部１５１ａと、基板Ｗとを遠ざける。これにより、プラズマは、開口部１５１ａを通り、開口部１５１ａと上下方向に重なる領域であって、より広い領域に拡散されて供給される。結果として、より幅の広い領域をプラズマ処理することができる。

【0042】

ステージ１７ａには、温度制御部１８が設けられている。温度制御部１８は、ステージ１７ａの基板Ｗの載置面の温度を制御し、基板Ｗを所望の温度に加熱または冷却する。例えば、レジスト膜等の所定膜をアッシング処理対象とする場合、基板Ｗを加熱すると、所定膜のアッシングレートは向上し、基板Ｗを冷却すると所定膜のアッシングレートは低下する。なお、載置面の温度は例えば１００℃以下が好ましく、－１０℃以上１００℃以下であればなお好ましい。

【0043】

制御部５０は、膜厚モニタ２３１から測定結果を取得し、アッシング処理対象の領域、及び目標とするアッシング量を解析する。制御部５０は、第１駆動部１６０等を制御して遮蔽板１５ａの開口部１５１ａと上下に重なる位置にアッシング処理対象の領域を移動させ、また、所望のアッシング量が得られる処理条件および処理時間でアッシング処理対象の領域のプラズマ処理を実行させる。制御部５０は、所望のアッシング量を得るための処理条件として、プラズマ発生器１４を制御してプラズマ供給量を調整する。また、制御部５０は、処理ガスの種類、及び処理ガスの混合比を調整する。また、制御部５０は、温度制御部１８を制御して、基板Ｗの温度を調整する。

【0044】

（半導体装置の製造方法）
次に、図３～図５を用いて、実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。

【0045】

なお、図３～図５に示すＳｉ基板２００は、上述のプラズマ処理装置１の処理対象となる基板Ｗに相当する。また、図３～図５の例では、半導体装置の製造方法の一工程として、例えばＳｉ基板２００を加工対象としてエッチング加工する例について説明する。なお、加工対象はＳｉ基板２００に限定されず、半導体装置の製造方法には、Ｓｉ基板２００に任意の膜を形成し、この膜を加工対象とする工程が含まれていてもよい。

【0046】

図３は、実施形態にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図である。図３（ａ）～（ｂ）のそれぞれは、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。図３において、Ｓｉ基板２００のベベルを除く外縁部をＳｉ基板２００のエッジ２０１と呼ぶ。Ｘ方向に沿うエッジ２０１の側をＳｉ基板２００の外側、反対の側をＳｉ基板２００の内側とする。

【0047】

図３（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２００のエッジ２０１から幅Ｗ４を有する領域Ａ４を隔てた内側にＳＯＣ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｃａｒｂｏｎ）膜２３０を形成する。ＳＯＣ膜２３０は、スピン塗布方式により形成される、炭素を多く含んだ有機系膜であり、例えば酸素プラズマ等を用いたアッシング処理が可能である。

【0048】

次に、Ｓｉ基板２００の内側領域及び領域Ａ４に、ＳＯＣ膜２３０を覆うＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）膜２５０を形成する。ＳＯＧ膜２５０は、スピン塗布方式により形成されるシリコン酸化膜である。

【0049】

次に、レジスト膜を形成し、露光・現像処理を施すことによってレジストパターン２７０ｐを形成する。このとき、レジストパターン２７０ｐは、エッジ２０１から幅Ｗ４を有する領域Ａ４を隔てた内側に形成される。即ち、レジストパターン２７０ｐは、ＳＯＣ膜２３０と上下に重なる位置に形成される。そのため、ＳＯＧ膜２５０は、領域Ａ４において露出している。

【0050】

図３（ｂ）に示すように、エッジ２０１から幅Ｗ５を有する領域Ａ５に、膜厚Ｔｂの所定膜としてのマスク膜１２０を形成する。マスク膜１２０は、スピン塗布方式によりＳｉ基板２００の外周部に薬液を塗布して形成される、レジスト膜、またはＳＯＣ膜等のアッシング除去が可能な有機膜等である。これにより、領域Ａ４が、Ｓｉ基板２００のエッチング加工の過程でエッチングプラズマに曝露されることを抑制できる。

【0051】

このようにして、Ｓｉ基板２００のプラズマによる加工処理の際にマスクとなる３層レジスト構造が形成される。

【0052】

ここで、マスク膜１２０が形成された領域Ａ５の内側の領域Ａ６には、膜厚ＴｂよりΔｔ厚い幅Ｗ６を有する凸部１２１ａが形成されることがある。Δｔは、膜厚Ｔｂと同程度の厚さに達することもある。

【0053】

そこで次に、このような凸部１２１ａを、上述のプラズマ処理装置１におけるアッシング処理により除去する工程について、図４を用いて説明する。プラズマ処理装置１における凸部１２１ａのアッシング処理は、半導体装置の製造方法の一環として行われる。

【0054】

図４は、実施形態にかかるプラズマ処理方法の手順の一部を例示する図である。図４（ａ）は、図３（ｂ）の処理において形成されたマスク膜１２０の膜厚測定の結果の一例を模式的に示す図である。図４（ｂ）は、マスク膜１２０の凸部１２１ａをアッシング処理により除去する工程を例示する図であって、図３（ｂ）の処理に続く工程を示す図である。図４（ｂ）は、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。

【0055】

プラズマ処理装置１の搬送アーム２４は、図３（ｂ）の処理がなされたＳｉ基板２００を、ロードロック３１からアライメント部２３ａに搬入する。

【0056】

アライメント部２３ａは、Ｓｉ基板２００の中心位置の位置ずれを補正する。

【0057】

アライメント部２３ａの膜厚モニタ２３１は、マスク膜１２０の膜厚を計測し、測定結果としての膜厚データを制御部５０へ送信する。膜厚モニタ２３１から送信される膜厚データには、Ｓｉ基板２００上のマスク膜１２０の形成位置、形成幅、及び膜厚等のデータが含まれる。

【0058】

ここで図４（ａ－１）は、マスク膜１２０が形成されたＳｉ基板２００の上面図である。図４（ａ－２）は、Ｓｉ基板２００の中心点Ｏを通りＸの正負方向に延びる図４（ａ－１）のＡ－Ａ’線上におけるマスク膜１２０の膜厚データを示している。また図４（ａ－３）は、Ｓｉ基板２００の中心点Ｏを通りＹの正負方向に延びる図４（ａ－１）のＢ－Ｂ’線上におけるマスク膜１２０の膜厚データを示している。

【0059】

なお図４（ａ－１）においては、説明の便宜上、上面から視認可能な３層レジスト構造のうち、マスク膜１２０のみを図示することとする。

【0060】

図４（ａ－２）及び図４（ａ－３）の膜厚データによれば、マスク膜１２０が、Ｘ方向およびＹ方向の両方向において、エッジ２０１から幅Ｗ５を有する領域に膜厚Ｔｂで形成されており、また、内側には膜厚ＴｂよりΔｔ厚い幅Ｗ６を有する凸部１２１ａが形成されていることを示している。つまり、図４（ａ－２）及び図４（ａ－３）の膜厚データからは、円環状を有するマスク膜１２０、及び円環状を有する凸部１２１ａが、Ｓｉ基板２００の中心に対して殆ど偏心することなく、Ｓｉ基板２００に対して略同心円状に形成されていると言える。

【0061】

搬送アーム２４は、Ｓｉ基板２００を膜厚モニタ２３１から搬出し、処理チャンバ１１ａにＳｉ基板２００を搬入する。そして、搬送アーム２４は、ステージ１７ａにＳｉ基板２００を載置する。なお、予め図示せぬ真空ポンプが稼働されて処理チャンバ１１ａ内の雰囲気が排気されていることにより、この時点で、処理チャンバ１１ａ内が既に減圧されていてよい。

【0062】

制御部５０は、上記のような膜厚データを解析し、アッシング対象領域の位置、幅、及びアッシング量を決定する。例えば図４（ａ－１）～（ａ－３）の例では、制御部５０は、アッシング対象の位置を「エッジ２０１から幅Ｗ５の位置」、アッシング対象領域の幅を「幅Ｗ６」、そして目標とするアッシング量を「Δｔ」と決定する。

【0063】

なお、制御部５０による膜厚データ解析、及びアッシング対象領域についての上記決定等の処理は、膜厚モニタ２３１から膜厚データを取得した後、Ｓｉ基板２００のプラズマ処理を開始するまでの所定のタイミングで行われてよい。

【0064】

図４（ｂ）に示すように、制御部５０は、第１駆動部１６０を制御して、開口部１５１ａと、「エッジ２０１から幅Ｗ５の位置」とが上下方向に重なるようにステージ１７ａをＸ及びＹ方向に移動させ、「幅Ｗ６」の幅にプラズマＰが供給されるようにステージ１７ａをＺ方向に移動させる。またこの状態で、制御部５０は、第１駆動部１６０を制御して、ステージ１７ａを周方向に回転させる。

【0065】

なお、ステージ１７ａの載置面の温度、処理ガスの種類、混合比、プラズマ供給量、及び処理チャンバ１１ａ内の圧力等のその他の処理条件は、プラズマ処理装置１のユーザ等によって予め組まれたレシピをロードすることにより、所望の条件が選択されてよい。これらの処理条件もまた、マスク膜１２０の膜厚等、各種状態によって変わり得るが、Ｓｉ基板２００が有するマスク膜１２０の標準的な膜厚等に応じて予め適正な条件を決定することが可能である。

【0066】

ここで、例えばＳｉ基板２００の全面に形成されたレジスト膜等を除去する通常のアッシング処理では、大面積のレジスト膜等を効率的にアッシング除去するため、アッシングレートを極力高めることが望ましい。このため、通常のアッシング処理では、例えばステージ温度を２５０℃以上３００℃以下などの高い温度で処理が行われる。一方で、アッシング対象となるマスク膜１２０の凸部１２１ａは、上述のように、Ｓｉ基板２００の限られた領域に局所的に存在する。また、凸部１２１ａをアッシング除去する際には、マスク膜１２０の他の部分までもが除去されてしまわないよう、アッシング処理の制御を精密に行うことが好ましい。上述のように、例えば載置面の温度を１００℃以下、より好ましくは－１０℃以上１００℃以下に制御可能であることで、通常のアッシング処理とは反対に、アッシングレートを極力抑え、ある程度の時間をかけて処理することで、マスク膜１２０のアッシング量を精密に制御することが可能となる。

【0067】

アッシング対象領域の位置、幅、及び目標とするアッシング量等のマスク膜１２０の状態は、個々のＳｉ基板２００ごとに異なり得るが、これまでに経てきた工程が同じであれば、マスク膜１２０における状態の差異はそれほど大きなものとはならないと考えられる。したがって、アッシング対象領域の位置および幅は、ステージ１７ａをＸ、Ｙ、Ｚ方向に適宜駆動させることで微調整が可能である。また、目標とするアッシング量は、アッシング処理の時間を変えることで微調整が可能である。

【0068】

ただし、制御部５０が、膜厚モニタ２３１から送信される膜厚データに基づいて、個々のＳｉ基板２００ごとに、プラズマＰの処理ガスの種類、混合比、プラズマ供給量、処理チャンバ１１ａ内の圧力等を変更してもよい。

【0069】

処理チャンバ１１ａ内が所定の圧力及び温度に達すると、図示しないガス導入管から例えば酸素ガス等の処理ガスが導入され、プラズマ発生器１４により電力が印加され、マイクロ波等が発生する。マイクロ波等によって励起されたプラズマＰは、供給管１３を介して処理チャンバ１１ａに供給される。

【0070】

プラズマＰの一部は遮蔽板１５ａによって遮蔽され、開口部１５１ａを通って供給されたプラズマＰによって凸部１２１ａが局所的にアッシング除去される。

【0071】

搬送アーム２４は、処理チャンバ１１ａよりＳｉ基板２００を搬出し、ロードロック３２に搬入する。

【0072】

以上で、プラズマ処理装置１における凸部１２１ａのアッシング処理は終了する。

【0073】

図５は、実施形態にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図であって、図４（ｂ）の処理に続く工程を示す図である。図５（ｄ）～（ｇ）のそれぞれは、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。

【0074】

図５（ｄ）に示すように、レジストパターン２７０ｐをマスクにＳＯＧ膜２５０をエッチングして、ＳＯＧパターン２５０ｐを形成する。このとき、領域Ａ４に形成されているＳＯＧ膜２５０は、マスク膜１２０によって保護されている。

【0075】

図５（ｅ）に示すように、ＳＯＧパターン２５０ｐをマスクにＳＯＣ膜２３０をエッチングして、ＳＯＣパターン２３０ｐを形成する。このとき、レジストパターン２７０ｐ、及びマスク膜１２０は、同系材料であるＳＯＣ膜２３０と同様にエッチングされ、除去される。

【0076】

図５（ｆ）に示すように、ＳＯＣパターン２３０ｐをマスクにＳｉ基板２００をエッチングしてＳｉパターン２００ｐを形成する。このとき、ＳＯＧ膜２５０は、同系材料であるＳｉ基板２００と同様にエッチングされ、除去される。

【0077】

図５（ｇ）に示すように、Ｓｉ基板２００の全面をアッシング処理すること等によりＳＯＣ膜２３０を除去する。

【0078】

この後、各種の膜の形成、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いたこれらの膜の加工等を繰り返し、種々の構成を形成していく。

【0079】

以上のようにして、実施形態の半導体装置が製造される。

【0080】

（比較例）
次に、図６を用いて、比較例の半導体装置の製造方法について説明する。比較例においては、マスク膜１２０が有する凸部１２１ｘを除去することなく処理が進められる。

【0081】

図６は、比較例にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図である。図６（ａ）～（ｄ）は、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。図６において、Ｘ方向に沿うエッジ２０１の側をＳｉ基板２００の外側、反対の側をＳｉ基板２００の内側とする。

【0082】

図６（ａ）に示すように、比較例の半導体装置の製造工程においても、Ｓｉ基板２００ｘ上に、ＳＯＣ膜２３０、ＳＯＧ膜２５０、レジストパターン２７０ｐ、及びマスク膜１２０を形成する。マスク膜１２０の内側の領域Ａ６には、目標とする膜厚ＴｂよりもΔｔ厚い凸部１２１ｘが形成されている。また、レジストパターン２７０ｐをマスクにＳＯＧ膜２５０をエッチングして、ＳＯＧパターン２５０ｐを形成する。

【0083】

次に、図６（ｂ）に示すように、ＳＯＧパターン２５０ｐをマスクにＳＯＣ膜２３０をエッチングして、ＳＯＣパターン２３０ｐを形成する。このとき、領域Ａ６には、レジストパターン２７０ｐ、及び凸部１２１ｘの少なくとも一部が残っている場合がある。凸部１２１ｘの膜厚が目標とする膜厚Ｔｂより厚いため、ＳＯＣ膜２３０のエッチング時間では完全に除去されずに残り、さらには残った凸部１２１ｘによって直下のレジストパターン２７０ｐが覆われていたためである。

【0084】

図６（ｃ）に示すように、ＳＯＣパターン２３０ｐをマスクにＳｉ基板２００ｘをエッチングしてＳｉパターン２００ｐを形成する。このとき、領域Ａ６には、依然としてレジストパターン２７０ｐ、及び凸部１２１ｘの少なくとも一部が残るとともに、ＳＯＧ膜２５０の少なくとも一部が残る場合がある。凸部１２１ｘ及びレジストパターン２７０ｐの膜残りによって、直下のＳＯＧ膜２５０が覆われていたためである。

【0085】

図６（ｄ）に示すように、Ｓｉ基板２００ｘの全面をアッシング処理すること等によりＳＯＣ膜２３０を除去する。このとき、レジストパターン２７０ｐ及び凸部１２１ｘは、ＳＯＣ膜２３０のアッシングと同時に除去される。一方、アッシング処理により除去されることのないＳＯＧ膜２５０は、土台となっていたＳＯＣ膜２３０の消失により、パーティクルとなって飛散する場合がある。これにより、半導体装置に不良が生じてしまうことがある。

【0086】

一方で、図６（ｂ）において、レジストパターン２７０ｐ、及び凸部１２１ｘを完全に除去するため、ＳＯＣ膜２３０を過剰にエッチング処理すると、ＳＯＣ膜２３０が過度にエッチングされ、ＳＯＣパターン２３０ｐの寸法が変動することがある。これにより、比較例の半導体装置の性能の低下につながる場合がある。

【0087】

実施形態のプラズマ処理装置１によれば、第１駆動部１６０は、基板Ｗを載置したステージ１７ａの周方向の回転を制御し、処理チャンバ１１ａの上面より支持され、基板Ｗに対向して設けられた遮蔽板１５ａの開口部１５１ａに対する基板Ｗの周方向の位置を相対的に移動させる。

【0088】

これにより、開口部１５１ａを通ってプラズマが基板Ｗの周方向の領域に局所的に供給されるため、基板Ｗの周方向に形成された凸部１２１ａを選択的にアッシングすることができる。よって、ＳＯＣ膜２３０のエッチング処理を終えた時点で、マスク膜１２０を、膜残りなく除去することができ、凸部１２１ａ直下のＳＯＧ膜２５０の加工が阻害されないため、ＳＯＧ膜２５０の膜残りにより生ずるパーティクルの飛散を抑制できる。また、ＳＯＣ膜２３０を過剰にエッチング処理する必要が生じないため、ＳＯＣパターン２３０ｐの寸法変動等を抑制できる。このように、実施形態のプラズマ処理装置１によれば、半導体装置の加工不良の抑制が可能となる。

【0089】

実施形態のプラズマ処理装置１によれば、制御部５０は、基板Ｗに形成されたマスク膜１２０の膜厚を測定する膜厚モニタ２３１から膜厚データを取得し、膜厚データに基づいて第１駆動部１６０を制御してステージ１７ａのＸ、Ｙ、及びＺ方向の移動を制御し、遮蔽板１５ａの開口部１５１ａに対する基板Ｗの径方向及び高さ方向の位置を相対的に移動させる。

【0090】

これにより、制御部５０が膜厚データに基づいて算出した凸部１２１ａの位置、幅、及び膜厚に応じて開口部１５１ａの径方向、及び高さ方向の位置を調整することができる。よって、個々に異なり得るマスク膜１２０膜の状態に合わせて、凸部１２１ａを膜残りなくより確実に除去することができる。結果として、加工精度の高いプラズマ処理装置１を提供できる。

【0091】

なお、上述の実施形態では、開口部１５１ａは、遮蔽板１５ａを上から見た場合に、Ｘの正方向側に一つだけ設けられていたが、この例に限定されない。例えば、開口部１５１ａは、Ｘの正負の方向、及びＹの正負の方向等、遮蔽板１５ａの周方向に複数設けられていてもよい。

【0092】

（変形例１）
図７を用いて、実施形態の変形例１のプラズマ処理装置について説明する。変形例１のプラズマ処理装置においては、開口部１５１ａにシャッタ１６が設けられている点が、上述の実施形態とは異なる。

【0093】

図７は、実施形態の変形例１にかかるプラズマ処理装置が備える遮蔽板１５ｂの一例を示す図である。図７（ａ）は、遮蔽板１５ｂの上面図である。図７（ｂ）、（ｃ）は、遮蔽板１５ｂのＸＺ断面図である。

【0094】

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の遮蔽板としてのシャッタ１６は、遮蔽板１５ｂに備わる板状部材である。シャッタ１６は、遮蔽板１５ｂの上面と下面との間に、各々の面と平行に格納され、開口部１５１ａの側面から突出可能に構成されている。

【0095】

具体的には、シャッタ１６は、開口部１５１ａのＸ方向に向かい合う側面のうち、Ｘの正方向側を向く側面１５３ａからＸの正方向側に向かって突出可能なシャッタ１６ａと、Ｘの負方向側を向く側面１５３ｂからＸの負方向側に向かって突出可能なシャッタ１６ｂとから構成されている。また、遮蔽板１５ｂを支持する支持部１５２ｂの上部には、以下に述べる配管１５５に接続され、配管１５５を介してシャッタ１６ａ及び１６ｂを加圧する加圧部１５６が設けられている。加圧部１５６は、第２駆動部１７０ａにより制御される。

【0096】

シャッタ１６ａ及びシャッタ１６ｂは、配管１５５ａ及び配管１５５ｂとそれぞれ接続されている。配管１５５ａ及び配管１５５ｂは、加圧部１５６から支持部１５２ｂの内側を通る配管１５５から分岐して、遮蔽板１５ｂの平板状の本体部分に内蔵されている。遮蔽板１５ｂの本体内において、配管１５５ａは、支持部１５２ｂからＸの正方向に延びてシャッタ１６ａに接続される。配管１５５ｂは、支持部１５２ｂからＹの正負方向に分岐し、Ｘの正方向側の遮蔽板１５ｂの縁部に沿って開口部１５１ａのＸの正方向側に回り込んで、Ｘ方向にシャッタ１６ｂと並ぶ位置で再び合流し、Ｘの負方向に延びてシャッタ１６ｂに接続される。

【0097】

上記構成により、配管１５５ａ及び配管１５５ｂは、加圧部１５６から供給される操作エアをそれぞれシャッタ１６ａ及びシャッタ１６ｂに送り、開口部１５１ａへと突出させる。シャッタ１６ａ及びシャッタ１６ｂの突出量は、加圧部１５６から供給される操作エアの圧力により制御される。

【0098】

例えば、図７（ｂ）に示すように、第２駆動部１７０ａは、制御部５０からの指示にしたがって、加圧部１５６から供給される操作エアの圧力を制御して配管１５５ａ、及び配管１５５ｂのそれぞれに所定の操作エアを供給し、シャッタ１６ａ及びシャッタ１６ｂをそれぞれ「ｄ」だけ突出させることができる。これにより、開口部１５１ａのＸ方向の幅Ｗ１より狭い開口部１５１ｂが形成される。

【0099】

また例えば、図７（ｃ）に示すように、配管１５５ａ及び配管１５５ｂを、支持部１５２ｂ上端部の加圧部１５６の根元部分から分けておくことで、シャッタ１６ａ及びシャッタ１６ｂを独立して動作させることも可能である。この場合、第２駆動部１７０ａは、制御部５０からの指示にしたがって、配管１５５ｂのみに所定圧力の操作エアを供給させ、シャッタ１６ｂを「２ｄ」だけ突出させて開口部１５１ｂを形成することができる。このようにして、開口部１５１ｂの位置を径方向に移動させることができる。

【0100】

変形例１のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0101】

（変形例２）
図８を用いて、実施形態の変形例２のプラズマ処理装置について説明する。変形例２のプラズマ処理装置は、遮蔽板１５ｃに設けられる開口部１５１ｃが周方向に延びて円環状に形成されている点が、上述の実施形態とは異なる。

【0102】

図８は、実施形態の変形例２にかかるプラズマ処理装置が備える遮蔽板１５ｃの一例を示す図である。

【0103】

図８に示すように、遮蔽板１５ｃに設けられる開口部１５１ｃは、遮蔽板１５ｃの支持部１５２ａから遮蔽板１５ｃの径方向に距離Ｌ１離れた位置に形成され、遮蔽板１５ｃの径方向に幅Ｗ１を有する円環状の孔である。基板Ｗを載置したステージ１７ａを周方向に回転させることによって、基板Ｗの円周領域にプラズマを供給する上述の実施形態の開口部１５１ａとは異なり、開口部１５１ｃを円環状に形成し、開口させることで、ステージ１７ａを回転させなくとも基板Ｗの円周領域にプラズマを供給することができる。

【0104】

変形例２のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0105】

（変形例３）
図９を用いて、実施形態の変形例３のプラズマ処理装置について説明する。変形例３のプラズマ処理装置は、ステージ１７ａに替えて、遮蔽板１５ｄが回転方向、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動可能である点が、上述の実施形態とは異なる。

【0106】

図９は、実施形態の変形例３にかかるプラズマ処理装置が備える処理チャンバ１１ｂの一例を示す図である。

【0107】

処理チャンバ１１ｂにおいて、遮蔽板１５ｄは、第２駆動部１７０ｂを備え、支持部１５２ｃに支持された状態で、周方向に回転し、また、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に移動可能に構成されている。

【0108】

調整機構としての第２駆動部１７０ｂは、制御部５０からの指示にしたがって、このような遮蔽板１５ｄの周方向の回転方向の動作に加え、上記のようなＸ、Ｙ、及びＺ方向の移動を制御する。

【0109】

ステージ１７ａが周方向に回転する実施形態とは異なり、遮蔽板１５ｄが周方向に回転することによって遮蔽板１５ｄの開口部１５１ａは、ステージ１７ｂに載置された基板Ｗの周方向に相対的に移動する。供給管１３から導入されたプラズマは、開口部１５１ａを通って、基板Ｗの円周領域に供給される。

【0110】

さらにまた、遮蔽板１５ｄが処理チャンバ１１ｂ内をＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動することにより、遮蔽板１５ｄの開口部１５１ａは、基板Ｗに対し、Ｘ、Ｙ、及びＺ方向に相対的に移動する。これにより、基板Ｗの所望の領域を円環状に処理することができる。

【0111】

変形例３のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0112】

（変形例４）
図１０を用いて、実施形態の変形例４のプラズマ処理装置について説明する。変形例４のプラズマ処理装置においては、処理チャンバ１１ｃがエッジ検出部２３ｂを備える点が、上述の実施形態とは異なる。

【0113】

図１０は、実施形態の変形例４にかかるプラズマ処理装置が備える処理チャンバ１１ｃの一例を示す図である。

【0114】

変形例４の処理チャンバ１１ｃは、エッジ検出部２３ｂと、石英窓２３２とを備える。

【0115】

石英窓２３２は、処理チャンバ１１ｃの上面に配置されている。

【0116】

エッジ検出部２３ｂは、図示せぬ発光部と受光部とを備える。発光部と受光部は、処理チャンバ１１ｃの外側から石英窓２３２を挟んで内側に向かい、ステージ１７ａに載置された基板Ｗの外縁部と上下方向に重なる位置に配置されている。発光部及び受光部が石英窓２３２を挟んで処理チャンバ１１ｃの外側に配置されることにより、発光部及び受光部がプラズマに曝露されることを抑制できる。

【0117】

処理チャンバ１１ａに搬入される前に、アライメント部２３ａにより基板Ｗの中心位置の位置ずれが補正された場合であっても、搬送アーム２４によって基板Ｗが処理チャンバ１１ｃに搬入され、ステージ１７ａに載置される際に、基板Ｗの滑り等による位置ずれが生じる場合がある。

【0118】

エッジ検出部２３ｂは、例えば遮蔽板１５ａの開口部１５１ａを介して発光部から照射された光が基板Ｗの表面で反射され、それを受光部により受光することで、基板Ｗのエッジを検出することができる。エッジ検出部２３ｂの検出結果に基づき、基板Ｗと遮蔽板１５ａの開口部１５１ａとの相対位置を補正することで、アッシング処理の位置精度を高めることができる。

【0119】

変形例４のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0120】

（変形例５）
図１１を用いて、実施形態の変形例５の半導体装置の製造方法について説明する。変形例５の半導体装置の製造方法においては、凸部１２１ｂのアッシングをＳＯＣパターン２３０ｐの形成後に行う点が、上述の実施形態とは異なる。

【0121】

図１１は、実施形態の変形例５にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図である。図１１（ａ）～（ｅ）のそれぞれは、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。図１１において、Ｘ方向に沿うエッジ２０１の側をＳｉ基板２００の外側、反対の側を基板Ｗの内側とする。

【0122】

図１１の処理に先立って、変形例５においても、上述の実施形態の図３（ａ）～（ｂ）までの処理を行う。この時点で、領域Ａ５に形成されたマスク膜１２０の内側の領域Ａ６には、凸部１２１ｂが形成されているものとする。

【0123】

図１１（ａ）に示すように、変形例５の半導体装置の製造工程においては、マスク膜１２０の凸部１２１ｂを残したまま、レジストパターン２７０ｐをマスクにＳＯＧ膜２５０をエッチングして、ＳＯＧパターン２５０ｐを形成する。

【0124】

図１１（ｂ）に示すように、領域Ａ６にレジストパターン２７０ｐ、及び凸部１２１ｂの少なくとも一部が残っている状態で、ＳＯＧパターン２５０ｐをマスクにＳＯＣ膜２３０をエッチングして、ＳＯＣパターン２３０ｐを形成する。

【0125】

図１１（ｃ）に示すように、レジストパターン２７０ｐ、及び凸部１２１ｂの少なくとも一部が残るＳｉ基板２００を、例えば上述の実施形態及び変形例１～４のいずれかのプラズマ処理装置でプラズマ処理して、凸部１２１ａ、及びレジストパターン２７０ｐをアッシング除去する。

【0126】

この後、上述の実施形態の図５（ｆ）の処理を行う。

【0127】

変形例５のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0128】

（変形例６）
図１２を用いて、実施形態の変形例６の半導体装置の製造方法について説明する。変形例６の半導体装置の製造方法においては、レジストパターン２７０ｐが有する凸部１２１ｃがアッシング対象膜である点が、上述の実施形態とは異なる。

【0129】

図１２は、実施形態の変形例６にかかる半導体装置の製造方法の手順の一部を順に例示する図である。図１２（ａ）～（ｃ）のそれぞれは、Ｓｉ基板２００のＸＺ方向に沿う片側断面図である。図１２において、Ｘ方向に沿うエッジ２０１の側をＳｉ基板２００の外側、反対の側をＳｉ基板２００の内側とする。

【0130】

図１２（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２００のエッジ２０１から幅Ｗ７を有する領域Ａ７を隔てた内側に下層膜２９０を形成する。

【0131】

次に、下層膜２９０と上下方向に重なる位置に、レジストパターン２７０ｐを形成する。レジストパターン２７０ｐは、下層膜２９０をエッチング加工するためのマスクとして形成されている。

【0132】

このようなレジストパターン２７０ｐの外側の領域Ａ８には、幅Ｗ８の凸部１２１ｃが形成されることがある。

【0133】

図１２（ｂ）に示すように、このような凸部１２１ｃを有するＳｉ基板２００を、例えば上述の実施形態及び変形例１～４のいずれかのプラズマ処理装置でプラズマ処理して、凸部１２１ｃをアッシング除去する。

【0134】

図１２（ｃ）に示すように、凸部１２１ｃが除去されたレジストパターン２７０ｐをマスクに、下層膜２９０をエッチングし、その後、Ｓｉ基板２００の全面をプラズマ処理して、レジストパターン２７０ｐをアッシング等により除去すると、所望の加工がなされた下層膜パターン２９０ｐが形成される。

【0135】

このように、実施形態の変形例６にかかる半導体装置の製造方法においては、レジストパターン２７０ｐの凸部１２１ｃを予め除去しておくことで、下層膜２９０のエッチング加工が終了した後、レジストパターン２７０ｐを除去する際に、過剰なアッシング処理を行わなくとも、膜残りなくレジストパターン２７０ｐを除去することができる。そのため例えば、下層膜パターン２９０ｐが過剰に酸素プラズマに曝露されて酸化してしまうことが抑制され、半導体装置の特性の悪化を抑制することができる。

【0136】

変形例６のプラズマ処理装置、及び半導体装置の製造方法によれば、その他、上述の実施形態のプラズマ処理装置１と同様の効果を奏する。

【0137】

なお上述の実施形態及び変形例１～６では、膜厚モニタ２３１は、プラズマ処理装置１に設けられていたが、この例に限定されない。膜厚モニタ２３１は、プラズマ処理装置１の構成から独立して設けられていてもよい。この場合、制御部５０が、膜厚モニタ２３１と各種情報の授受が可能に接続されることで、膜厚モニタ２３１から膜厚データを取得することができる。

【0138】

また、上述の実施形態及び変形例１～６では、ステージ１７ａ並びに遮蔽板１５ａ、１５ｂ、及び１５ｄのいずれかが周方向に回転し、そしてＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動する構成を備えていたが、この例に限定されない。ステージ１７ａと、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、及び１５ｄとがともに周方向に回転し、そしてＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動する構成を備えていてもよい。また例えば、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、及び１５ｄが周方向に回転し、一方でステージ１７ａがＸ、Ｙ、及びＺ方向に移動する等、遮蔽板１５ａ、１５ｂ、及び１５ｄとステージ１７ａとがそれぞれ異なる動作をしてもよい。

【0139】

また、上述の実施形態及び変形例１～６では、遮蔽板１５ａ～１５ｄは、処理チャンバ１１ａ～１１ｃのそれぞれの上面から突出する支持部１５２ａ～１５２ｃのそれぞれによって支持される構成を有していたが、この例に限定されない。遮蔽板１５ａ～１５ｄは、処理チャンバ１１ａ～１１ｃの側面から延びる支持部によって支持されていてもよい。

【0140】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0141】

１…プラズマ処理装置、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…処理チャンバ、１３…供給管、１３ａ…供給口、１４…プラズマ発生器、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ…遮蔽板、１６、１６ａ、１６ｂ…シャッタ、１７ａ、１７ｂ…ステージ、１８…温度制御部、２１…搬送チャンバ、２３ａ…アライメント部、２３ｂ…エッジ検出部、５０…制御部、１２０…マスク膜、１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ…凸部、１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃ…開口部、１５２ａ、１５２ｂ、１５２ｃ、１７２…支持部、１６０…第１駆動部、１７０ａ、１７０ｂ…第２駆動部、２００…Ｓｉ基板、２３１…膜厚モニタ、Ｗ…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】