特開 2025-27355 基板処理方法

(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】P2025027355

(43)【公開日】2025-02-27

(54)【発明の名称】基板処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20250219BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20250219BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20250219BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

H01L21/302 104H

H01L21/318 B

H01L21/30 570

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023132102

(22)【出願日】2023-08-14

(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】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 一希

(72)【発明者】

【氏名】藤田 成樹

(72)【発明者】

【氏名】山地 智仁

【テーマコード（参考）】

5F004

5F058

5F146

【Ｆターム（参考）】

5F004AA03

5F004AA04

5F004BA09

5F004BB26

5F004CA04

5F004DA01

5F004DA04

5F004DA23

5F004DA25

5F004DB23

5F004DB26

5F004EA03

5F004EA04

5F004EA07

5F004EA23

5F004EA28

5F004EB07

5F058BC10

5F058BD13

5F058BF01

5F058BF07

5F058BF37

5F058BJ05

5F146LA18

(57)【要約】

【課題】フォトレジスト膜の上に選択的に窒化膜を形成する基板処理方法を提供する。
【解決手段】下地膜を有する基板を準備する工程と、前記下地膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜に露光処理及び現像処理を施して、前記フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する工程と、第１の元素を含有する浸潤ガスにさらし、前記フォトレジスト膜の上部に前記第１の元素を浸潤させ変性層を形成する工程と、前記変性層の上に第２の元素を含有する窒化膜を選択的に形成する工程と、を有する、基板処理方法。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

下地膜を有する基板を準備する工程と、
前記下地膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜に露光処理及び現像処理を施して、前記フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する工程と、
第１の元素を含有する浸潤ガスにさらし、前記フォトレジスト膜の上部に前記第１の元素を浸潤させ変性層を形成する工程と、
前記変性層の上に第２の元素を含有する窒化膜を選択的に形成する工程と、を有する、
基板処理方法。

【請求項2】

前記第１の元素は、ボロン（Ｂ）またはチタン（Ｔｉ）である、
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項3】

前記浸潤ガスは、ジメチルエトキシボロン、トリイソペンチルボロン、トリメチルボロキシン、トリブチルボレートのいずれかである、
請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項4】

前記浸潤ガスは、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラクロロチタンのいずれかである、
請求項２に記載の基板処理方法。

【請求項5】

前記変性層を形成する工程において、
プロセス温度は、６０℃～２００℃の範囲内であり、
圧力範囲は、１０Ｐａ～１００，０００Ｐａの範囲内である、
請求項３または請求項４に記載の基板処理方法。

【請求項6】

前記変性層を形成する工程は、
前記浸潤ガスを供給する工程と、
パージガスを供給する工程と、を繰り返す、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項7】

前記第２の元素は、ボロン（Ｂ）またはチタン（Ｔｉ）である、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項8】

前記第１の元素及び前記第２の元素は、同じ元素である、
請求項７に記載の基板処理方法。

【請求項9】

前記窒化膜は、ＢＮまたはＴｉＮである、
請求項７に記載の基板処理方法。

【請求項10】

前記窒化膜を形成する工程は、
原料ガスを供給する工程と、
反応ガスを供給する工程と、を繰り返す、
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板処理方法。

【請求項11】

前記原料ガスは、
ジメチルエトキシボロン、トリイソペンチルボロン、トリメチルボロキシン、トリブチルボレート、トリクロロボラン、ジボラン、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリ(ジメチルアミノ)ボロン、トリ(ジエチルアミノ)ボロン、トリメチルボラジン、ボラジン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラクロロチタンのいずれかである、
請求項１０に記載の基板処理方法。

【請求項12】

前記反応ガスは、
ＮＨ_３である、
請求項１１に記載の基板処理方法。

【請求項13】

前記フォトレジスト膜は、化学増幅型レジスト膜である、
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項14】

前記下地膜は、
シリコン含有膜または炭素含有膜である、
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項15】

前記窒化膜を選択的に形成する工程の後、前記フォトレジスト膜のパターンを前記下地膜に転写する工程をさらに有する、
請求項１に記載の基板処理方法。

【請求項16】

前記下地膜に転写する工程の後、前記窒化膜を除去する工程をさらに有する、
請求項１５に記載の基板処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基板処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、シリコン基板に実質的に垂直な側壁を有する溝を形成するための下記工程を含む半導体デバイスの製造方法であって、（イ）シリコン基板上に、第１のフォトレジスト層を、窒化シリコン層及び上記第１のフォトレジスト層より薄い高感度の第２のフォトレジスト層をこの順に設ける工程と、（ロ）所望のパターンを、上記第２のフォトレジスト層中に形成し、ＣＦ_４を用いた反応性イオンエッチングにより上記窒化シリコン層に転写し、低い圧力の酸素を用いた反応性イオンエッチングにより上記第１のフォトレジスト層に転写する工程と、（ハ）上記（イ）及び（ロ）の工程によって形成きれたマスクの開孔を経て、極めて低濃度の弗素を有するＣＦ_４プラズマ中で反応性イオンエッチングすることにより、上記シリコン基板中に溝を形成する工程を含む半導体デバイスの製造方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭５９－０１３３２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の一態様は、フォトレジスト膜の上に選択的に窒化膜を形成する基板処理方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、下地膜を有する基板を準備する工程と、前記下地膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜に露光処理及び現像処理を施して、前記フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する工程と、第１の元素を含有する浸潤ガスにさらし、前記フォトレジスト膜の上部に前記第１の元素を浸潤させ変性層を形成する工程と、前記変性層の上に第２の元素を含有する窒化膜を選択的に形成する工程と、を有する、基板処理方法が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一態様によれば、フォトレジスト膜の上に選択的に窒化膜を形成する基板処理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャート。

【図2】各工程における基板の断面模式図の一例。

【図3】ステップＳ１０４の現像処理後における基板の一例。

【図4】ステップＳ１０５で処理された基板における原子濃度の一例を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0009】

本実施形態に係る基板処理方法の一例について、図１から図２を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る基板処理方法の一例を示すフローチャートである。図２は、各工程における基板の断面模式図の一例である。

【0010】

ステップＳ１０１において、基板を準備する。ここで、準備される基板は、基部２００と、ハードマスク２１０と、を含む。基部２００は、例えば、Ｓｉ、ＴｉＮ、ＴｉＯ、ＳｉＮ等のいずれかである。ハードマスク２１０は、基部２００の上に形成される。ハードマスク２１０は、ＳＯＣ（Spin On Carbon）膜２１１と、ＳＯＧ（Spin On Glass）膜２１２と、を含む。ＳＯＣ膜２１１は、炭素含有膜である。ＳＯＧ膜２１２は、シリコン含有膜である。なお、ハードマスク２１０の構成は、これに限られるものではない。ハードマスク２１０は、ＳＯＣ膜２１１とＳＯＧ膜２１２のいずれか一方のみであってもよく、他の膜を有していてもよい。例えば、ハードマスク２１０は、反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflective Coating）等の膜を有していてもよい。なお、以下の説明において、フォトレジスト膜２２０の下に配置される膜を下地膜ともいう。図２に示す例において、ＳＯＧ膜２１２が下地膜となる。なお、下地膜は、ＳＯＧ膜２１２（シリコン含有膜）に限られるものではなく、ＳＯＣ膜２１１（炭素含有膜）であってもよく、反射防止膜（シリコン含有膜、図示せず）であってもよい。

【0011】

ステップＳ１０２において、基板にフォトレジスト膜２２０を形成する。ここでは、下地膜であるＳＯＧ膜２１２の上にフォトレジスト膜２２０を形成する。フォトレジスト膜２２０は、例えば化学増幅型レジスト（ＣＡＲ：Chemically Amplified Resist）膜である。化学増幅型レジストは、後述する浸潤ガスと結合する反応基（例えば、－ＣＯＯＲ、Ｒは炭化水素基）を有する。また、フォトレジスト膜２２０は、ネガ型のフォトレジスト膜であってもよく、ポジ型のフォトレジスト膜であってもよい。

【0012】

ステップＳ１０３において、基板に露光処理を施す。ここでは、窒素雰囲気下で、所定のパターンを有するフォトマスクを介して基板のフォトレジスト膜２２０にＥＵＶ（Extreme Ultraviolet：極端紫外線）を照射し、フォトレジスト膜２２０にＥＵＶが照射された露光部とＥＵＶが照射されていない未露光部を形成する。

【0013】

ステップＳ１０４において、基板に現像処理を施す。ここでは、現像処理により、フォトレジスト膜２２０の露光部または未露光部のいずれか一方を選択的に除去する。また、現像処理は、ウェットプロセス、ドライプロセスのうち少なくともいずれか１つを用いることができる。なお、ネガ型のフォトレジスト膜では、現像処理により未露光部を選択的に除去し露光部を残すことで、フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する。また、ポジ型のフォトレジスト膜では、現像処理により露光部を選択的に除去し未露光部を残すことで、フォトレジスト膜に開口のパターンを形成する。図２（ａ）は、現像処理後における基板の断面模式図の一例である。図２（ａ）に示すように、フォトレジスト膜２２０には、開口のパターン２２５が形成される。

【0014】

ここで、ステップＳ１０４の現像処理によって開口のパターン２２５が形成されたフォトレジスト膜２２０の一例について、図３を用いて説明する。図３は、ステップＳ１０４の現像処理後における基板の一例である。図３（ａ）は、基板を上方から見た図である。図３（ｂ）は、一の断面方向（Ｂ－Ｂ断面）から見た基板の断面模式図の一例である。図３（ｃ）は、他の断面方向（Ｃ－Ｃ断面）から見た基板の断面模式図の一例である。なお、図３において、基板の面方向をＸ方向及びＹ方向とし、基板の厚さ方向をＺ方向とする。

【0015】

フォトレジスト膜２２０の形成処理（Ｓ１０２）、露光処理（Ｓ１０３）、現像処理（Ｓ１０４）によって、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２２０に開口のパターン２２５が形成される。ここでは、フォトレジスト膜２２０に直線状のパターン（ラインアンドスペース）が形成されている。

【0016】

ここで、図３（ｃ）に示すように、現像処理の過程でフォトレジスト膜２２０に膜厚が減少した減膜部２２９が発生するおそれがある。ＳＯＧ膜２１２にパターンを転写（後述するＳ１０７参照）する際、減膜部２２９を有するフォトレジスト膜２２０では、好適にパターンを転写することができなくなるおそれがある。例えば、パターンの構造がラインアンドスペースである場合においては、ピンチングが発生するおそれがある。また、パターンの構造がホールである場合には、マージングが発生するおそれがある。

【0017】

図１に戻り、ステップＳ１０５において、パターン２２５が形成されたフォトレジスト膜２２０の上部に変性層２２１を形成する。ここでは、基板を収容した処理容器に第１の元素を含有する浸潤ガスを供給し、基板を浸潤ガスにさらす。これにより、フォトレジスト膜２２０の上部に浸潤ガスの第１の元素を浸潤させ、フォトレジスト膜２２０の上部に変性層２２１を形成する。

【0018】

ここで、浸潤ガスが含有する第１の元素は、ボロン（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）のいずれかである。

【0019】

ボロン（Ｂ）を含有する浸潤ガスは、例えば、ジメチルエトキシボロン、トリイソペンチルボロン、トリメチルボロキシン、トリブチルボレート、ボラジンのいずれかである。

【0020】

チタン（Ｔｉ）を含有する浸潤ガスは、例えば、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラクロロチタンのいずれかである。

【0021】

また、変性層２２１を形成する工程（Ｓ１０５）において、プロセス温度は、浸潤ガスがＣＶＤ（chemical vapor deposition）反応によって成膜する温度条件よりも低い温度範囲が用いられる。これにより、開口底部のＳＯＧ膜２１２の表面等に第１の元素を含む膜が形成されることを抑制する。

【0022】

変性層２２１を形成する工程における処理条件の一例を示す。
プロセス温度：５０℃～２００℃の範囲内、好ましくは１００℃前後（８０℃～１２０℃の範囲内）
圧力範囲：１０Ｐａ～１００，０００Ｐａの範囲内

【0023】

図２（ｂ）は、変性層２２１の形成処理後における基板の断面模式図の一例である。ここで、フォトレジスト膜２２０は、浸潤ガスと結合する反応基（例えば、－ＣＯＯＲ、Ｒは炭化水素基）を有する。浸潤ガスがフォトレジスト膜２２０の上部と反応することにより、第１の元素がフォトレジスト膜２２０の上部に浸潤して変性層２２１を形成する。また、フォトレジスト膜２２０は、樹脂で構成されており、浸潤ガスがフォトレジスト膜２２０の表層に拡散する。一方、ＳＯＧ膜２１２は、浸潤ガスと結合する反応基が十分に少なくなっている。また、ＳＯＧ膜２１２は、アニール処理が施されガラス状に構成されており、浸潤ガスが拡散し難くなっている。このため、浸潤ガスは、選択的にフォトレジスト膜２２０の上部と反応し、フォトレジスト膜２２０の上部に変性層２２１を形成する。

【0024】

また、ステップＳ１０５において、浸潤ガスを供給する工程と、パージガス（例えばＮ_２ガス）を供給する工程と、を１サイクルとして、このサイクルを繰り返してもよい。これにより、サイクル数を重ねることで第１の元素の浸潤量を増やすことができる。また、ＳＯＧ膜２１２の表面等に物理吸着した浸潤ガスをパージガスで除去することができる。また、フォトレジスト膜２２０の上部と開口内の側壁とにおいて、浸潤ガスの接触頻度は、フォトレジスト膜２２０の上部の方が開口内の側壁と比較して高くなる。このため、フォトレジスト膜２２０の上部に選択的に変性層２２１が形成される。

【0025】

図２（ｂ）は、変性層２２１の形成処理後における基板の断面模式図の一例である。図２（ｂ）に示すように、フォトレジスト膜２２０の上部に選択的に変性層２２１が形成される。また、フォトレジスト膜２２０の開口内の側壁に変性層２２１が形成されることを抑制する。また、開口底部のＳＯＧ膜２１２に浸潤ガスが吸着することを抑制する。

【0026】

ここで、ステップＳ１０５の処理によって浸潤ガスの第１の元素がフォトレジスト膜２２０に浸潤する一例について、図４を用いて説明する。図４は、ステップＳ１０５で処理された基板における原子濃度の一例を示すグラフである。ここでは、浸潤ガスとしてテトラキス（ジメチルアミノ）チタンを用いてステップＳ１０５で処理された基板に対し、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により原子濃度を基板の深さ方向に分析した。横軸は、エッチング時間（Etch time）を示し、基板の深さ方向に対応する。縦軸は、原子濃度（Atomic concentration）を示す。

【0027】

図４に示すように、基板の表層付近（エッチング時間が０付近）において、Ｔｉの原子濃度が高くなっている。即ち、フォトレジスト膜２２０の表層に第１の元素であるチタン（Ｔｉ）が浸潤し、変性層２２１が形成されていることを示す。

【0028】

図１に戻り、ステップＳ１０６において、パターン２２５が形成されたフォトレジスト膜２２０の上部に窒化膜２３０を形成する。窒化膜２３０は、第２の元素及び窒素（Ｎ）を含む窒化膜である。第２の元素は、ボロン（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）のいずれかである。また、第１の元素と第２の元素は、同じ元素であることが好ましい。即ち、第１の元素がボロン（Ｂ）である場合、第２の元素もボロン（Ｂ）である。また、第１の元素がチタン（Ｔｉ）である場合、第２の元素もチタン（Ｔｉ）である。また、第１の元素と第２の元素は、異なる元素（例えば、一方がボロンで他方がチタン）であってもよい。窒化膜２３０は、ＢＮ、ＴｉＮ等のいずれかである。

【0029】

窒化膜２３０は、原料ガスと反応ガスを用いて窒化膜２３０を形成する。窒化膜２３０の形成は、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法、プラズマＣＶＤ（Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition）、プラズマＡＬＤ（Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition）等のいずれかを用いることができる。

【0030】

例えば、プラズマＡＬＤにより、窒化膜２３０を形成する場合、処理容器内に原料ガスを供給して基板を原料ガスにさらす工程と、パージガスを供給して処理容器内の原料ガス等をパージする工程と、処理容器内に反応ガスを供給し反応ガスのプラズマを生成して、基板を反応ガスのプラズマにさらす工程と、パージガスを供給して処理容器内の反応ガス等をパージする工程と、を１サイクルとして、所定サイクル繰り返す。

【0031】

原料ガスを供給して基板を原料ガスにさらす工程において、原料ガスが変性層２２１の第１の元素と選択的に吸着する。また、反応ガスを供給し基板を反応ガスのプラズマにさらす工程において、変性層２２１に吸着した原料ガスを窒化させ窒化膜を形成する。次のサイクルにおいて、原料ガスが窒化膜と選択的に吸着する。これにより、サイクルを繰り返すことで変性層２２１の上に窒化膜２３０が選択的に形成される。

【0032】

また、プラズマを生成せずに窒化膜２３０を形成することが好ましい。これにより、開口底部のＳＯＧ膜２１２の上に窒化膜２３０が形成されることを抑制することができる。

【0033】

例えば、ＡＬＤにより窒化膜２３０を形成する場合、処理容器内に原料ガスを供給して基板を原料ガスにさらす工程と、パージガスを供給して処理容器内の原料ガス等をパージする工程と、パージガスを供給して処理容器内の反応ガス等をパージする工程と、を１サイクルとして、所定サイクル繰り返す。

【0034】

ボロン（Ｂ）を含む原料ガスとして、ジメチルエトキシボロン、トリイソペンチルボロン、トリメチルボロキシン、トリブチルボレート、トリクロロボラン、ジボラン、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリ(ジメチルアミノ)ボロン、トリ(ジエチルアミノ)ボロン、トリメチルボラジン、ボラジン等のいずれかを用いることができる。反応ガスとして、ＮＨ_３を用いることができる。また、反応ガスにＮ_２、Ｈ_２、Ａｒを追加してもよい。

【0035】

窒化膜２３０としてＢＮを形成する場合おける処理条件の一例を示す。
温度：６０℃～４００℃、好ましくは６０℃～１５０℃
圧力：１Ｔｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒ、好ましくは１Ｔｏｒｒ～１０Ｔｏｒｒ
希釈ＡｒまたはＮ_２：１００ｓｃｃｍ～１００，０００ｓｃｃｍ、好ましくは１００ｓｃｃｍ～２０，０００ｓｃｃｍ
ボロン（Ｂ）を含む原料ガス供給流量：１ｓｃｃｍ～５，０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ
反応ガス供給流量：１ｓｃｃｍ～５，０００ｓｃｃｍ好ましくは１００ｓｃｃｍ～１，０００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー（プラズマを生成する場合）：１０Ｗ～１，０００Ｗ、好ましくは１０Ｗ～１００Ｗ

【0036】

また、チタン（Ｔｉ）を含む原料ガスとして、テトラキス(ジメチルアミノ)チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラクロロチタン等のいずれかを用いることができる。反応ガスとして、ＮＨ_３を用いることができる。また、反応ガスにＮ_２、Ｈ_２、Ａｒを追加してもよい。

【0037】

窒化膜２３０としてＴｉＮを形成する場合おける処理条件の一例を示す。
温度：６０℃～４００℃、好ましくは６０℃～１５０℃
圧力：１Ｔｏｒｒ～１００Ｔｏｒｒ、好ましくは１Ｔｏｒｒ～１０Ｔｏｒｒ
希釈ＡｒまたはＮ_２：１００ｓｃｃｍ～１００，０００ｓｃｃｍ、好ましくは１００ｓｃｃｍ～２０，０００ｓｃｃｍ
ボロン（Ｂ）を含む原料ガス供給流量：１ｓｃｃｍ～５，０００ｓｃｃｍ、好ましくは１０ｓｃｃｍ～５００ｓｃｃｍ
反応ガス供給流量：１ｓｃｃｍ～５，０００ｓｃｃｍ好ましくは１００ｓｃｃｍ～１，０００ｓｃｃｍ
ＲＦパワー（プラズマを生成する場合）：１０Ｗ～１，０００Ｗ、好ましくは１０Ｗ～１００Ｗ

【0038】

図２（ｃ）は、窒化膜２３０の形成処理後における基板の断面模式図の一例である。ここで、窒化膜２３０は、フォトレジスト膜２２０の上部の変性層２２１を起点として成膜する。このため、図２（ｃ）に示すように、フォトレジスト膜２２０の上部に選択的に窒化膜２３０が形成される。なお、窒化膜２３０の膜厚は、ＳＯＧ膜２１２の厚みと、窒化膜２３０とＳＯＧ膜２１２とのエッチング選択比と、から決定され、例えば５ｎｍである。窒化膜２３０の膜厚を抑えることで、窒化膜２３０が開口側に左右にせり出してマッシュルーム状に成長することを抑制する。

【0039】

ステップＳ１０７において、ＳＯＧ膜２１２にパターンを転写する。ここでは、パターン２２５が形成されたフォトレジスト膜２２０をマスクとして、ＣＦ系ガスを用いてＳＯＧ膜２１２にエッチング処理を施し、ＳＯＧ膜２１２に開口のパターン２１５を形成する。即ち、フォトレジスト膜２２０の開口のパターン２２５をＳＯＧ膜２１２に転写して、ＳＯＧ膜２１２に開口のパターン２１５を形成する。

【0040】

図２（ｄ）は、ＳＯＧ膜２１２にパターンを転写する処理後における基板の断面模式図の一例である。ここで、窒化膜２３０は、ＳＯＧ膜２１２をエッチングする際に用いられるＣＦ系ガスに対して、エッチング耐性を有している。このため、図２（ｄ）に示すように、ＳＯＧ膜２１２が選択的にエッチングされ、ＳＯＧ膜２１２に開口のパターン２１５が形成される。

【0041】

ステップＳ１０８において、窒化膜２３０を除去する。例えば、ＣＣＰ（Capacitively Coupled Plasma）型のプラズマエッチング装置において、塩素含有ガスを用いて窒化膜２３０を除去する場合おける処理条件の一例を示す。
使用ガス：ＣＦ_４、Ｃｌ_２、Ａｒ
圧力：０．０１Ｔｏｒｒ～１Ｔｏｒｒ
上部電極及び下部電極に印加する高周波電力：１００Ｗ～１，０００Ｗ（但し、上部電極に印加する高周波電力＞下部電極に印加する高周波電力）

【0042】

図２（ｅ）は、窒化膜２３０の除去処理後における基板の断面模式図の一例である。図２（ｅ）に示すように、フォトレジスト膜２２０の上部の窒化膜２３０が除去される。併せて、フォトレジスト膜２２０の上部の変性層２２１も除去される。

【0043】

ステップＳ１０９において、フォトレジスト膜２２０を除去する。

【0044】

ステップＳ１１０において、ＳＯＣ膜２１１にパターンを転写する。ここでは、パターン２１５が形成されたＳＯＧ膜２１２をマスクとして、ＳＯＣ膜２１１にエッチング処理を施し、ＳＯＣ膜２１１に開口のパターン２１６を形成する。即ち、ＳＯＧ膜２１２の開口のパターン２１５をＳＯＣ膜２１１に転写して、ＳＯＣ膜２１１に開口のパターン２１６を形成する。

【0045】

ステップＳ１１１において、ＳＯＧ膜２１２を除去する。

【0046】

図２（ｆ）は、ＳＯＧ膜２１２の除去処理後における基板の断面模式図の一例である。図２（ｆ）に示すように、基板は、基部２００の上に開口のパターン２１６が形成されたＳＯＣ膜２１１を有する。以降、開口のパターン２１６が形成されたＳＯＣ膜２１１をマスクとして、基部２００にエッチング処理を施し、基部２００に開口のパターンを形成してもよい。

【0047】

以上の様に、本実施形態に係る基板処理方法によれば、フォトレジスト膜２２０の上部に選択的に変性層２２１を形成する処理（ステップＳ１０５）及びフォトレジスト膜２２０の上部に選択的に窒化膜２３０を形成する処理（ステップＳ１０６）を含む。これにより、フォトレジスト膜２２０の上部を選択的に窒化膜２３０で補強する。

【0048】

また、ＳＯＧ膜２１２にパターンを転写する処理（ステップＳ１０７）において、フォトレジスト膜２２０のエッチング耐性を向上させることができる。よって、フォトレジスト膜２２０に減膜部２２９が発生した場合であっても、好適にパターンを転写することができる。

【0049】

また、フォトレジスト膜２２０を除去（ステップＳ１０９）する前に、フォトレジスト膜２２０の上部に形成された窒化膜２３０を好適に除去（ステップＳ１０８）することができる。

【0050】

以上、本実施形態に係る基板処理方法について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

【符号の説明】

【0051】

２００ 基部
２１０ ハードマスク
２１１ ＳＯＣ膜（炭素含有膜、下地膜）
２１２ ＳＯＧ膜（シリコン含有膜、下地膜）
２２０ フォトレジスト膜
２２１ 変性層
２３０ 窒化膜
２１５,２１６，２２５ パターン
２２９ 減膜部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】