JP2024083014A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去して、所望のエッチング形状を形成する技術を提供する。【解決手段】ゲルマニウム含有シリコン膜とシリコン膜とが形成された基板に対し、ゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスを供給して、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングし、次いで、フッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスを前記基板に供給して、前記基板から前記エッチングガスをパージすると共に、前記ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去する。【選択図】図５

Description

本開示は、基板処理方法及び基板処理装置に関する。

半導体装置を製造するにあたり、基板である半導体ウエハ（以下、ウエハと記載する）の表面に形成されたゲルマニウム含有シリコン（ＳｉＧｅ）膜及びシリコン（Ｓｉ）膜のうちの一方を選択的にエッチングする場合が有る。例えば特許文献１にはフッ素含有ガスを用いてＳｉＧｅを選択的にエッチングするにあたり、副生ガスの濃度を低下させて、Ｓｉのダメージを抑制する技術が記載されている。

特許第７１１３７１１号公報

本開示は、ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去して、所望のエッチング形状を形成する技術を提供する。

本開示は、ゲルマニウム含有シリコン膜とシリコン膜とが形成された基板に対し、ゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスを供給して、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングする工程と、
次いで、フッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスを前記基板に供給して、前記基板から前記エッチングガスをパージすると共に、前記ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去する工程と、を含む基板処理方法である。

本開示によれば、ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去して、所望のエッチング形状を形成することができる。

本開示の基板処理方法が適用される構造体の例を示す縦断側面図である。 前記構造体の第１の拡大縦断面図である。 前記構造体の第２の拡大縦断面図である。 前記構造体の第３の拡大縦断面図である。 前記基板処理方法の処理の流れの例を示す説明図である。 エッチング残部を除去する際の処理条件のチューニングの概念の説明図である。 前記基板処理方法を実施するための基板処理システムの例を示す平面図である。 前記基板処理システムに設けられる処理モジュールの一例を示す縦断側面図である。 実施例及び比較例に係る実験結果を示す拡大写真である。

＜本開示の基板処理により形成する構造体の例＞
初めに、本開示の基板処理方法によってウエハＷに形成する構造体７１の例について、図１を参照しながら説明する。図１は当該構造体７１の縦断側面図である。ウエハＷ上には、ＳｉＧｅ膜７５とＳｉ膜７４とを交互に、複数層、積層した多層膜が形成されている。この多層膜において、各ＳｉＧｅ膜７５は、上面側及び下面側から挟まれるようにＳｉ膜７４が配置された構造となっている。

この多層膜に対しては、縦方向（複数のＳｉＧｅ膜７５、及びＳｉ膜７４と交差する方向）へ向けて開口部７２が形成されている。図２の拡大縦断面図に示すように、多層膜は、当該が開口部７２へ向けて、ＳｉＧｅ膜７５及びＳｉ膜７４の側端面を露出させている。この開口部を介してＳｉＧｅをエッチングするためのエッチングガスを供給すると、ＳｉＧｅ膜７５の側端面からエッチング除去が進行し、ウエハＷの板面に沿って横穴が形成される（図３）。

こうして、開口部７２に向けて側端面を露出させている複数のＳｉＧｅ膜７５の一部領域が各々、エッチング除去されていく。この結果、図１に示すように、開口部７２に向けて開口する共に、縦方向の異なる高さ位置に配置された、複数の凹部７３を形成することができる。

図３の拡大縦断面図に示すように、凹部７３の開口部から見て、エッチング処理が進行する凹部７３の長さ方向に沿った側壁（横穴の場合、上面側及び下面側の壁部）はＳｉ膜７４によって形成されている。また、エッチング処理が停止した位置に相当する凹部７３の奥壁は、ＳｉＧｅ膜７５により構成されている。

ここで、図１に示す構造体７１においては、ウエハＷに対して後から実施される処理の要請などから、各凹部７３の先端部の形状が矩形であることが好ましい。一方で、上述の手法により形成した凹部７３は、その先端部が丸みを帯びた形状となってしまう場合があることが分かった（図３）。

凹部７３の先端部が丸みを帯びてしまう理由については、以下のメカニズムが考えられる。図１の構造体７１が形成される多層膜においては、複数のＳｉ膜７４とＳｉＧｅ膜７５とを交互に積層した後、ウエハＷを加熱するアニール処理が行われる場合がある。アニール処理が行われた多層膜においては、Ｓｉ膜７４からＳｉＧｅ膜７５へ向けてＳｉ原子が拡散し、ＳｉＧｅ膜７５側のＳｉ膜７４との界面近傍に、Ｓｉ原子の濃度が高い混合層７５１が形成していると考えられる（図２）。なお、混合層７５１はウエハＷのアニール処理により形成されたものである場合に限定されず、Ｓｉ原子の自然拡散により形成されたものであってもよい。

例えば、本例のＳｉＧｅ膜７５は、Ｇｅ原子の濃度が１０～３０ａｔｍ％の範囲の例えば２５ａｔｍ％（この場合Ｓｉ原子の濃度は約７５ａｔｍ％）となるように成膜される。一方、混合層７５１においては、Ｇｅ原子の濃度は５～１０ａｔｍ％程度まで低下する。即ち、混合層７５１においては、Ｓｉ原子の濃度が９０～９５ａｔｍ％程度まで高くなった領域となっている。

ここで、凹部７３を形成するエッチング処理において、ＳｉＧｅ膜７５をエッチングするためのエッチングガスは、上述の成分比（Ｓｉ：Ｇｅ＝７５：２５）のＳｉＧｅ膜７５のエッチング除去に適したものが選択される。しかしながら、ＳｉＧｅ膜７５のエッチング除去を目的として選択されたエッチングガスは、Ｓｉ原子の濃度が高い混合層７５１においては、エッチング速度が遅くなってしまう場合がある。

この場合には、ＳｉＧｅ膜７５の膜厚方向に沿って比較したとき、Ｓｉ原子の濃度が低い中央側の領域では、エッチング速度が大きくなる一方、Ｓｉ原子の濃度が高い混合層７５１ではエッチング速度が小さくなってしまう。こうしてＳｉＧｅ膜７５の膜内の位置に応じてエッチングの速度差が生じる結果、図３に示すように、エッチング処理により形成された凹部７３の先端部が丸みを帯びてしまう現象が発生するものと考えられる。エッチング速度が相対的に小さいことに起因して、凹部７３の側壁と奥壁との境界部に残存するＳｉＧｅ（図３中に破線で囲んで示してある）は、本開示のエッチング残部７５２に相当する。

Ｓｉ原子の濃度が高いことに起因してエッチング残部７５２が形成されてしまうのであれば、混合層７５１の組成に適したエッチングガスを用いて、別途、エッチング残部７５２をエッチング除去する処理を実施すればよいようにも思われる。しかしながら、図３に示すように構造体７１の全体と比較して、エッチング残部７５２は極めて小さな領域に残存している。このような微小なエッチング残部７５２の除去のために、凹部７３を形成するためのエッチング装置を設けたり、当該エッチング装置へ向けてウエハＷを搬送、エッチング処理を実施する時間を確保したりすることは現実的ではない。また、Ｓｉ原子の濃度が９０～９５ａｔｍ％程度のエッチング残部７５２をエッチングすることが可能なエッチングガスは、処理の条件によっては、凹部７３の側壁を構成するＳｉ膜７４までも損傷してしまうおそれもある。

そこで本開示の基板処理方法においては、ＳｉＧｅ膜７５のエッチング処理を行って凹部７３を形成した後、エッチングガスをパージするタイミングを利用してエッチング残部７５２の除去を行う。以下、図５、図６も参照しながら、先端部の形状が矩形に近い凹部７３を形成することが可能な本開示の基板処理方法の詳細について説明する。

＜基板処理方法＞
図５に示すように、多層膜が形成されたウエハＷに対しては、初めにＳｉＧｅ用のエッチングガスを供給する。この結果、図２に示す多層膜の開口部７２にエッチングガスが進入し、当該開口部７２に向けて露出している端部側からＳｉＧｅ膜７５のエッチング処理が進行する（処理Ｐ１：ＳｉＧｅ膜７５をエッチングする工程）。ＳｉＧｅ用のエッチングガスは、Ｆ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＳＦ_６ガス、ＩＦ_７ガスからなる群から少なくとも１つ選択されたものを挙げることができる。以下の例では、ＳｉＧｅ用のエッチングガスとして、Ｆ_２ガスとＣｌＦ_３ガスとを用い、キャリアガスとして、例えばＡｒ（アルゴン）ガス及びＮ_２（窒素）ガスを用いる場合について説明する。

各ガスの供給流量は、Ｆ_２ガスが１～１００ｓｃｃｍの範囲内、ＣｌＦ_３ガスが０．１～２．０ｓｃｃｍの範囲内、Ｎ_２ガスが５０～２００ｓｃｃｍの範囲内、Ａｒガスが１０～１００ｓｃｃｍの範囲内の流量に各々設定する場合を例示できる。また例えば、エッチング処理時の圧力は、１．３～４０Ｐａ（１０～３００ｍＴｏｒｒ）の範囲内、ウエハＷの温度は－５０～１５０℃の範囲内の値に各々設定される。さらにエッチング処理の時間は、奥行きが数ｎｍ程度の凹部７３を形成する場合には５～１２０秒の範囲内の５０秒を例示できる。エッチングガスは、プラズマ化などの活性化をしなくてもＳｉＧｅ膜７５をエッチング除去することができる。

上述のエッチング処理により、図３に示す凹部７３が形成される一方で、凹部７３の先端部は丸みを帯びた形状となる。そこで、本開示においてはＳｉＧｅ膜７５のエッチング終了後、エッチングガスをパージする際に、エッチング残部７５２をエッチング除去するための処理ガスを含むパージガスの供給を行う（図５の処理Ｐ２：エッチングガスをパージすると共に、エッチング残部７５２を除去する工程）。なお参考として、エッチング残部７５２のエッチング除去を行わない場合には、パージガスとして、Ｎ_２ガスとＡｒガスとを各々１００ｓｃｃｍずつ供給する場合を例示できる。

パージガスに含まれる処理ガスとしては、フッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを用いる。フッ素を含有する第１の処理ガスとしては、Ｆ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＳＦ_６ガス、ＩＦ_７ガスからなる群から少なくとも１つ選択されたものを挙げることができる。

また、第２の処理ガスは、ＮＨ_３ガスを用いてもよいし、アミンガスを用いてもよく、これらの混合ガスを用いてもよい。第２の処理ガスが、アミンガスを含有する場合には、アミンとしてアミンはトリメチルアミン、ブチルアミンからなる群から選択されたものを挙げることができる。
以下の例では、第１の処理ガスとしてＦ_２ガスを用い、第２の処理ガスとしてＮＨ_３ガスを用いる場合について説明する。

ここでＦ_２ガスとＮＨ_３ガスとの混合ガスは、Ｓｉのエッチングガスとしても利用することができる（図６の一点鎖線）。そこで、当該ガスがＧｅ原子を５～１０ａｔｍ％の濃度で含むＳｉＧｅであるエッチング残部７５２をエッチング除去しつつ、ＳｉＧｅ膜７５のエッチング処理に用いたエッチングガスをパージできるように、処理条件のチューニングを行う（図６の実線）。

第１のチューニングとして、図５の処理Ｐ２の期間中は、処理Ｐ１の期間中よりも低圧の条件下で処理を行う。この圧力調整により、処理Ｐ１の際に供給されたエッチングガスをウエハＷから排出すると共に、高濃度の処理ガスの供給を避けＳｉ膜７４の損傷を抑制することができる。後述する処理モジュール４にて、処理容器４１内でウエハＷのエッチング処理を行った後、パージを行う場合には、処理容器４１の圧力変更機構の設定値はより低い圧力に設定される。但し、上述のように処理容器４１には既述のＦ_２ガスとＮＨ_３ガスとの混合ガスが供給されるので、処理容器４１内の実際の圧力は０．００１３～６６．６Ｐａ（０．１～５００ｍＴｏｒｒ）の範囲内の値となる。

第２のチューニングとして、前記パージガスに含まれるＦ_２ガス（第１の処理ガス）とＮＨ_３ガス（第２の処理ガス）との比が１５：１～５：１の範囲内となるように、処理ガスの供給比を調整する。図６中に一点鎖線で示すＳｉのエッチングガスの場合には、Ｆ_２ガスとＮＨ_３ガスとの比が１００：１程度になるように供給比が調整される。そこで、Ｓｉのエッチングの影響が大きいＦ_２ガスの供給比を低減することにより、Ｓｉ膜７４の損傷を抑えている。

各ガスの供給流量は、Ｆ_２ガスが５０～１０００ｓｃｃｍの範囲内、ＮＨ_３ガスが１～１００ｓｃｃｍの範囲内の各流量とする場合を例示できる。なお、ウエハＷの温度は－５０～１５０℃の範囲内で変更なく、処理ガスのプラズマ化などの活性化も行わない。

第３のチューニングとして、図５の処理Ｐ２は、処理Ｐ１よりも短い時間で実施する。例えば既述のように、ＳｉＧｅ膜７５のエッチング処理は５～１２０秒の範囲内で実施される一方、Ｆ_２ガスとＮＨ_３ガスとの混合ガスを供給しながらのパージは、１～５０秒の範囲内の１０秒とする場合を例示できる。ＳｉＧｅ膜７５のエッチング処理よりも短い時間でＦ_２ガスとＮＨ_３ガスとの混合ガスを用いたパージを終えることにより、Ｓｉ膜７４の損傷を抑えつつ、微小なエッチング残部７５２の除去を行うことができる。

以上、パージガスとして第１の処理ガス（上述の例ではＦ_２ガス）と第２の処理ガス（同じくＮＨ_３ガス）を供給するにあたり、各種のチューニングを行う。この処理により、混合層７５１のエッチング残部７５２を除去し、凹部７３の先端部を矩形に近付ける所望のエッチング形状を形成することができる。ここで、「凹部７３の先端部を矩形に近付ける」とは、エッチング残部７５２を除去することにより、凹部７３の奥壁を、混合層７５１とその中央側の領域との間でより平坦にすることをいう。

なお、処理Ｐ２において、既述のチューニングの全てを実施することは必須の要件ではない。処理Ｐ１で供給されたエッチングガスのパージを実施しつつ、エッチング残部７５２を除去して凹部７３の先端部を矩形に近付けることができれば、一部のチューニングのみを実施してもよい。また、すべてのチューニングの例を外れた条件下で処理Ｐ２を行ってもよい。

＜基板処理システム＞
続いて、図１～図６を用いて説明した基板処理を実施する基板処理装置の一実施形態について、図７、図８を参照しながら説明する。基板処理システム２は、ウエハＷを搬入出するための搬入出部２１と、搬入出部２１に隣接して設けられた２つのロードロック室３１と、２つのロードロック室３１に各々隣接して設けられた２つの熱処理モジュール３０と、２つの熱処理モジュール３０に各々隣接して設けられた２つの処理モジュール４と、を備えている。処理モジュール４は、本開示の基板処理装置に相当する。

搬入出部２１は、第１の基板搬送機構２２が設けられると共に常圧雰囲気とされる常圧搬送室２３と、当該常圧搬送室２３の側部に設けられ、ウエハＷを収容するキャリア２４が載置されるキャリア用載置台２５と、を備えている。図７中符号２６は常圧搬送室２３に隣接するアライナ室を指している。アライナ室を２６では、ウエハＷを回転させて偏心量を光学的に求め、第１の基板搬送機構２２に対するウエハＷの位置合わせが行われる。第１の基板搬送機構２２は、キャリア用載置台２５上のキャリア２４とアライナ室２６とロードロック室３１との間でウエハＷを搬送する。

各ロードロック室３１内には、例えば多関節アーム構造を有する第２の基板搬送機構３２が設けられており、当該第２の基板搬送機構３２は、ウエハＷをロードロック室３１と熱処理モジュール３０と処理モジュール４との間で搬送する。処理モジュール４を構成する処理容器内は、真空雰囲気とされており、ロードロック室３１内は、これらの真空雰囲気の処理容器内と常圧搬送室２３との間でウエハＷの受け渡しを行えるように、常圧雰囲気と真空雰囲気とが切り替えられる。

図７中、符号３３は開閉自在なゲートバルブを指す。ゲートバルブ３３は、常圧搬送室２３とロードロック室３１との間、ロードロック室３１と熱処理モジュール３０との間、熱処理モジュール３０と処理モジュール４との間に各々設けられている。熱処理モジュール３０については、上記の処理容器、当該処理容器内を排気して真空雰囲気を形成するための排気機構及び処理容器内に設けられると共に載置されたウエハＷを加熱可能なステージなどを含み、ウエハＷを加熱して反応生成物を昇華させる処理を実行できるように構成されている。

本開示の基板処理装置である処理モジュール４について、図８の縦断側面図を参照して説明する。この処理モジュール４は、既述の処理Ｐ１、Ｐ２を実施する。図８中、符号４１は処理モジュール４を構成する処理容器を指している。また同図中の符号４２は、処理容器４１の側壁に開口するウエハＷの搬送口を指す。搬送口４４は、上記のゲートバルブ３３により開閉される。処理容器４１内にはウエハＷを載置するステージ５１が設けられており、当該ステージ５１には図示しない昇降ピンが設けられる。その昇降ピンを介して上記の第２の基板搬送機構３２とステージ５１とのウエハＷの受け渡しが行われる。

ステージ５１には温度調整部５２が埋設されており、ステージ５１に載置されたウエハＷが既述した温度に加熱される。この温度調整部５２は、例えば水などの温度調整用の流体が流通する循環路の一部をなす流路として構成されており、当該流体との熱交換によりウエハＷの温度が調整される。ただし温度調整部５２としては、そのような流体の流路であることに限られず、例えば抵抗加熱を行うためのヒーターにより構成されていてもよい。

また、処理容器４１内には排気管５３の一端が開口しており、当該排気管５３の他端は圧力変更機構であるバルブ５４を介して、例えば真空ポンプにより構成される排気機構５５に接続されている。バルブ５４の開度が調整されることによって処理容器４１内の圧力が既述した範囲の圧力とされて処理が行われる。

処理容器４１内の上部側には、ステージ５１に対向するように、処理ガス供給機構であるガスシャワーヘッド５６が設けられている。ガスシャワーヘッド５６には、ガス供給路６１１～６１５の下流側が接続されており、ガス供給路６１１～６１５の上流側は、各々、流量調整部６２をして、ガス供給源６３１～６３５に接続されている。各流量調整部６２は、バルブ及びマスフローコントローラを備えている。ガス供給源６３１～６３５から供給されるガスについては、当該流量調整部６２に含まれるバルブの開閉によって、下流側へ給断される。

ガス供給源６３１、６３２、６３３、６３４、６３５からは、Ｆ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＮＨ_３ガス、Ａｒガス、Ｎ_２ガスが夫々供給される。従ってガスシャワーヘッド５６からは、処理容器４１内に、これらのＦ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＮＨ_３ガス、Ａｒガス、Ｎ_２ガスを各々供給することができる。Ａｒガス及びＮ_２ガスはキャリアガスとして、エッチングガスであるＦ_２ガス、ＣｌＦ_３ガスと共に処理容器４１内に供給される。また、Ｆ_２ガス及びＮＨ_３ガスは、パージガスとして処理容器４１内に供給される。

また、図７に示すように基板処理システム２はコンピュータである制御部２０を備えており、この制御部２０は、プログラム、メモリ、ＣＰＵを備えている。プログラムには、既述したウエハＷの処理及びウエハＷの搬送が行われるように命令（各ステップ）が組み込まれている。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、不揮発メモリ等に格納され、制御部２０にインストールされる。制御部２０は当該プログラムにより基板処理システム２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、処理モジュール４の動作、熱処理モジュール３０の動作、第１の基板搬送機構２２、第２の基板搬送機構３２の動作、アライナ室２６の動作が制御信号により制御される。上記の処理モジュール４の動作としては、例えばステージ５１に供給される流体の温度、ガスシャワーヘッド５６からの各ガスの給断、バルブ５４による排気流量の調整などの各動作が含まれる。

＜基板処理システムの動作＞
基板処理システム２におけるウエハＷの処理動作を説明する。図１で説明したように多層膜や開口部７２が形成されたウエハＷを格納したキャリア２４がキャリア用載置台２５に載置される。そして、このウエハＷは、常圧搬送室２３→アライナ室２６→常圧搬送室２３→ロードロック室３１の順に搬送され、熱処理モジュール３０を介して処理モジュール４に搬送される。そして、図５の処理Ｐ１が実施され、ＳｉＧｅ膜７５の一部領域をエッチング除去して凹部７３を形成する。しかる後、図５の処理Ｐ２が実施され、ＳｉＧｅ用のエッチングガスがパージされると共に、パージガスであるＦ_２ガスとＮＨ_３ガスとの混合ガスにより、エッチング残部７５２が除去される。これらの処理により、凹部７３の先端部の形状を矩形に近付けることができる。
その後、ウエハＷは処理モジュール４から、熱処理モジュール３０→ロードロック室３１→常圧搬送室２３の順で搬送されて、キャリア２４に戻される。

＜バリエーション＞
ここで、本開示の基板処理方法を適用する対象は、図１に示す構造体７１が形成されたウエハＷに限定されない。例えば上面側から見て、ＳｉＧｅが形成された領域を挟んで、Ｓｉが形成された領域が配置されたウエハＷに対し、本開示の基板処理方法を適用してもよい。この場合には、ウエハＷの表面にＳｉＧｅ用のエッチングガスを供給してＳｉＧｅをエッチングすることにより、ウエハＷの下方側へ向けて伸びる凹部を形成することができる。しかる後、フッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスを用いてエッチング残部７５２を除去し、凹部の先端部を矩形に近付ける処理を行う点は、既述の実施形態と同様である。

この他、本開示の基板処理方法は、凹部の形成時に適用する場合に限られるものでもない。例えばＳｉ膜の上面に形成されたＳｉＧｅ膜をパターニングする際に本開示の技術を適用してもよい。この場合には、ＳｉＧｅ膜のさらに上面に、パターニングされたレジスト膜や犠牲膜が形成された後、ＳｉＧｅ用のエッチングガスを供給してＳｉＧｅをエッチングする。しかる後、パターニングされたＳｉＧｅ膜の底面に残存するエッチング残部の層を第１の処理ガスと第２の処理ガスとを含むパージガスを用いて除去してもよい。

また、フッ素を含有する第１の処理ガスとアンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスにて、パージを完了することは必須の要件ではない。上記のパージを実施した後、さらに別のガス（例えばＮ_２ガスやＡｒガスなどの不活性ガス）を供給してパージを継続してもよい。これと反対に、まず、不活性ガスによるパージを行った後、第１の処理ガスと第２の処理ガスとを含むパージガスを用いてエッチング残部７５２の除去を行ってもよい。

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、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

（実験）
ＳｉＧｅ膜７５とＳｉ膜７４との多層膜が形成されたウエハＷにＳｉＧｅ用のエッチングガスを供給して凹部７３を形成した後、ウエハＷに供するパージガスのガス種を変更して、凹部７３の先端部形状を確認した。
Ａ．実験条件
（実施例）前述の範囲で設定した範囲の条件にて、奥行きが４０ｎｍの凹部７３を形成した。しかる後、圧力の設定値を前述の第１のチューニングの圧力に変更し、Ｆ_２ガスを６００ｓｃｃｍ、ＮＨ_３ガスを４０ｓｃｃｍの各流量で１０秒間供給するパージを行った。これらの処理を行ったウエハＷの縦断面形状を電子顕微鏡にて観察した。
（比較例）Ｎ_２ガスが２００ｓｃｃｍ、Ａｒガスが２００ｓｃｃｍの各流量でパージガスの供給を行った点を除いて、（実施例）と同様の処理を行った。

Ｂ．実験結果
（実施例）の拡大写真を図９（ａ）に示し、（比較例）の拡大写真を図９（ｂ）に示す。これらの写真によれば、（実施例）においては、エッチング残部７５２の残存の影響は見られず、先端部が矩形状の凹部７３が得られている。一方で、（比較例）においては、凹部７３の先端部の形状が丸みを帯びている。これは図３を用いて説明した混合層７５１にエッチング残部７５２が形成されている影響と考えられる。

以上の実験結果から、ＳｉＧｅ膜７５をエッチングして凹部７３を形成した後、Ｆ_２ガス（第１の処理ガス）とＮＨ_３ガス（第２の処理ガス）とを含むパージガスを供給することにより、凹部７３の先端部を矩形に近付けることが可能であることを確認できた。

Ｗ ウエハ
７１ 構造体
７３ 凹部
７４ Ｓｉ膜
７５ ＳｉＧｅ膜
７５２ エッチング残部

Claims (10)

1. ゲルマニウム含有シリコン膜とシリコン膜とが形成された基板に対し、ゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスを供給して、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングする工程と、
   次いで、フッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスを前記基板に供給して、前記基板から前記エッチングガスをパージすると共に、前記ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去する工程と、を含む基板処理方法。
2. 前記エッチング残部は、シリコン膜側から前記ゲルマニウム含有シリコン膜側へのシリコンの拡散に伴い、シリコン濃度が高くなって前記ゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスによるエッチング速度が低下した領域に形成されたものである、請求項１に記載の基板処理方法。
3. 前記基板には、前記ゲルマニウム含有シリコン膜を挟んで前記シリコン膜が積層された多層膜が形成され、
   前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングする工程では、前記多層膜の端部側から前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングして、前記シリコン膜の側壁と、前記ゲルマニウム含有シリコン膜の奥壁を有する凹部を形成し、
   前記エッチング残部を除去する工程では、前記凹部の前記側壁と前記奥壁との境界部に残存する前記エッチング残部を除去することにより、前記凹部の断面形状を矩形に近づける、請求項１に記載の基板処理方法。
4. 前記エッチング残部を除去する工程は、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングする工程よりも低圧の条件下で実施する、請求項１に記載の基板処理方法。
5. 前記パージガスに含まれる前記第１の処理ガスと前記第２の処理ガスとの比が１５：１～５：１の範囲内である、請求項１に記載の基板処理方法。
6. 前記エッチング残部を除去する工程は、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングする工程よりも短い時間で実施する、請求項１に記載の基板処理方法。
7. 前記ゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスは、Ｆ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＳＦ_６ガス、ＩＦ_７ガスからなる群から少なくとも１つ選択されたものである、請求項１に記載の基板処理方法。
8. 前記第１の処理ガスは、Ｆ_２ガス、ＣｌＦ_３ガス、ＳＦ_６ガス、ＩＦ_７ガスからなる群から少なくとも１つ選択されたものである、請求項１に記載の基板処理方法。
9. 前記第２の処理ガスがアミンのガスを含有する場合、前記アミンはトリメチルアミン、ブチルアミンからなる群から選択されたものである、請求項１に記載の基板処理方法。
10. ゲルマニウム含有シリコン膜とシリコン膜とが形成された基板を格納する処理容器と、
    前記処理容器内にゲルマニウム含有シリコン用のエッチングガスを供給するエッチングガス供給機構と、
    前記処理容器内にフッ素を含有する第１の処理ガスと、アンモニアまたはアミンの少なくとも一方を含有する第２の処理ガスとを含むパージガスを供給するパージガス供給機構と、
    前記処理容器内に前記エッチングガスを供給して、前記ゲルマニウム含有シリコン膜をエッチングするステップと、次いで、前記パージガスを供給して、前記処理容器から前記エッチングガスをパージすると共に、前記ゲルマニウム含有シリコン膜のエッチング残部を除去するステップと、を実施するための制御信号を出力する制御部と、を備える基板処理装置。

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