基板处理方法、部件处理方法以及基板处理装置与流程

1.本公开的例示性的实施方式涉及一种基板处理方法、部件处理方法以及基板处理装置。


背景技术：

2.专利文献1公开了一种使用含有氟的剥离液来去除附着于半导体基板上的蚀刻残渣物的方法。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2003-188139号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.本公开提供一种能够去除存在于基板或部件的表面的物质的基板处理方法、部件处理方法以及基板处理装置。
8.用于解决问题的方案
9.在一个例示性的实施方式中，提供一种用于对配置在基板处理装置的腔室内的基板支承部上的基板进行处理的方法。该方法包括以下工序：工序(a)，向所述腔室内供给包含氟化氢气体的处理气体；工序(b)，将所述基板支承部的温度控制为第一温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第一压力；以及工序(c)，将所述基板支承部的温度控制为第二温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第二压力。在横轴为温度且纵轴为压力的曲线图中，所述第一温度和所述第一压力位于比氟化氢的吸附平衡压曲线靠上的第一区域，所述第二温度和所述第二压力位于比所述吸附平衡压曲线靠下的第二区域。
10.发明的效果
11.根据一个例示性的实施方式，提供一种能够去除存在于基板或部件的表面的物质的基板处理方法、部件处理方法以及基板处理装置。
附图说明
12.图1是概要性地表示一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的图。
13.图2是概要性地表示一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的图。
14.图3是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的局部放大图。
15.图4是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的流程图。
16.图5是能够被应用一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的一例的基板的局部放大截面图。
17.图6是表示氟化氢的吸附平衡压曲线和饱和蒸气压曲线的一例的曲线图。
18.图7是在基板的表面吸附氟化氢的情况下的一例的基板的局部放大截面图。
19.图8是所吸附的氟化氢脱离的情况下的一例的基板的局部放大截面图。
20.图9是具有附着了从基板处理装置生成的物质的表面的一例的基板的俯视图。
21.图10是一个例示性的实施方式所涉及的部件处理方法的流程图。
22.图11是能够被应用一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的一例的基板的局部放大截面图。
23.图12是在基板的表面吸附氟化氢的情况下的一例的基板的局部放大截面图。
24.图13是所吸附的氟化氢脱离的情况下的一例的基板的局部放大截面图。
25.图14的(a)和(b)是一例的基板的表面的局部放大俯视图。
26.图15是表示氟化氢气体的压力与蚀刻量之间的关系的例子的曲线图。
27.图16是表示基板支承部的温度与蚀刻量之间的关系的例子的曲线图。
28.图17是表示吸附时间与掩模的厚度或掩模的开口尺寸之间的关系的例子的曲线图。
29.图18是表示温度与掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度之间的关系的例子的曲线图。
30.图19是表示压力与掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度之间的关系的例子的曲线图。
31.图20是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的流程图。
32.图21是概要性地表示一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的图。
33.图22是表示凹部的深度与凹部的尺寸之间的关系的例子的曲线图。
34.图23是表示掩模的开口的位置的例子的曲线图。
35.图24是一例的基板的局部放大截面图。
具体实施方式
36.下面，说明各种例示性的实施方式。
37.在一个例示性的实施方式中，提供一种对配置在基板处理装置的腔室内的基板支承部上的基板进行处理的方法。该方法包括以下工序：工序(a)，向所述腔室内供给包含氟化氢气体的处理气体；工序(b)，将所述基板支承部的温度控制为第一温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第一压力；以及工序(c)，将所述基板支承部的温度控制为第二温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第二压力。在横轴为温度且纵轴为压力的曲线图中，所述第一温度和所述第一压力位于比氟化氢的吸附平衡压曲线靠上的第一区域，所述第二温度和所述第二压力位于比所述吸附平衡压曲线靠下的第二区域。
38.根据上述实施方式的方法，例如在基板的表面存在蚀刻残渣或微粒等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。
39.也可以是，在所述曲线图中，所述第一区域位于比氟化氢的饱和蒸气压曲线靠下的位置。也可以是，所述第一温度和所述第二温度处于-140℃以上且0℃以下的范围内，所述第一压力和所述第二压力处于1pa以上且1
×
105pa以下的范围内。
40.也可以是，所述基板具备含硅膜。在该情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将从含硅
膜生成的物质去除。
41.也可以是，所述基板具备含金属膜。在该情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将从含金属膜生成的物质去除。
42.也可以是，在所述工序(b)中，在所述基板的表面上附着有从所述基板处理装置生成的物质。在该情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将从基板处理装置生成的物质去除。
43.也可以是，所述处理气体包含非活性气体。在该情况下，能够通过调整非活性气体的流量比，来调整被去除的物质的量。
44.在一个例示性的实施方式中，提供一种对配置在基板处理装置的腔室内的部件进行处理的方法。该方法包括以下工序：工序(a)，向所述腔室内供给包含氟化氢气体的处理气体；工序(b)，将所述部件的温度调整为第一温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第一压力；以及工序(c)，将所述部件的温度控制为第二温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第二压力。在横轴为温度且纵轴为压力的曲线图中，所述第一温度和所述第一压力位于比氟化氢的吸附平衡压曲线靠上的第一区域，所述第二温度和所述第二压力位于比所述吸附平衡压曲线靠下的第二区域。
45.根据上述实施方式的方法，例如在部件的表面存在蚀刻残渣或微粒等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。
46.在一个例示性的实施方式中，提供一种基板处理装置。该基板处理装置具备：腔室；基板支承部，其用于在所述腔室内支承基板；气体供给部，其构成为向所述腔室内供给包含氟化氢气体的处理气体；以及控制部，其中，所述控制部构成为：将所述基板支承部的温度控制为第一温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第一压力，将所述基板支承部的温度控制为第二温度，并将所述腔室内的所述氟化氢气体的压力控制为第二压力。在横轴为温度且纵轴为压力的曲线图中，所述第一温度和所述第一压力位于比氟化氢的吸附平衡压曲线靠上的第一区域，所述第二温度和所述第二压力位于比所述吸附平衡压曲线靠下的第二区域。
47.根据上述实施方式的基板处理装置，例如在基板的表面存在蚀刻残渣或微粒等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。
48.在一个例示性的实施方式中，提供一种对基板进行处理的方法。该方法包括以下工序：工序(a)，提供具备基底膜和掩模的所述基板，所述掩模设置在所述基底膜上且具有开口；工序(b)，使用等离子体来蚀刻所述基底膜；以及工序(c)，向所述掩模供给氟化氢，以去除由于所述工序(b)而附着于所述掩模的所述开口的沉积物。
49.根据上述实施方式的方法，在工序(c)中能够通过氟化氢来去除沉积物。
50.也可以是，在所述工序(c)中，不生成等离子体地供给氟化氢气体。在该情况下，能够抑制掩模被等离子体蚀刻。
51.也可以是，在所述工序(c)中，供给氢氟酸。在该情况下，能够通过氢氟酸来去除沉积物。
52.也可以是，上述方法还包括工序(d)，所述工序(d)在所述工序(c)之后，使用等离子体来蚀刻所述基底膜。在该情况下，在(c)中去除沉积物。因此，能够通过之后的蚀刻来在基底膜形成具有期望的形状的凹部。
53.也可以是，上述方法还包括工序(e)，所述工序(e)在所述工序(d)之后，向所述掩
plasma)等。另外，可以使用包括ac(alternating current：交流)等离子体生成部和dc(direct current：直流)等离子体生成部在内的各种类型的等离子体生成部。在一个实施方式中，在ac等离子体生成部中使用的ac信号(ac电力)具有100khz～10ghz的范围内的频率。因而，ac信号包括rf(radio frequency：射频)信号和微波信号。在一个实施方式中，rf信号具有200khz～150mhz的范围内的频率。
64.控制部2对用于使等离子体处理装置1执行在本公开中叙述的各种工序的计算机可执行的命令进行处理。控制部2能够构成为控制等离子体处理装置1的各要素，以执行在此叙述的各种工序。在一个实施方式中，控制部2的一部分或全部可以包括于等离子体处理装置1。控制部2例如可以包括计算机2a。计算机2a例如可以包括处理部(cpu：central processing unit：中央处理单元)2a1、存储部2a2以及通信接口2a3。处理部2a1能够构成为基于保存于存储部2a2的程序进行各种控制动作。存储部2a2可以包括ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、hdd(hard disk drive：硬盘驱动器)、ssd(solid state drive：固态驱动器)、或者它们的组合。通信接口2a3经由lan(local area network：局域网)等通信线路来与等离子体处理装置1之间进行通信。
65.下面，说明等离子体处理系统的结构例。
66.等离子体处理系统包括电容耦合等离子体处理装置1和控制部2。电容耦合等离子体处理装置1包括等离子体处理腔室10、气体供给部20、电源30以及排气系统40。另外，等离子体处理装置1包括基板支承部11和气体导入部。气体导入部构成为向等离子体处理腔室10内导入至少一种处理气体。气体导入部包括喷淋头13。基板支承部11配置在等离子体处理腔室10内。喷淋头13配置于基板支承部11的上方。在一个实施方式中，喷淋头13构成等离子体处理腔室10的顶部(ceiling)的至少一部分。等离子体处理腔室10具有由喷淋头13、等离子体处理腔室10的侧壁10a以及基板支承部11规定出的等离子体处理空间10s。等离子体处理腔室10具有用于向等离子体处理空间10s供给至少一种处理气体的至少一个气体供给口、以及用于从等离子体处理空间排出气体的至少一个气体排出口。侧壁10a接地。喷淋头13及基板支承部11与等离子体处理腔室10的壳体电绝缘。
67.基板支承部11包括主体部111和环组件112。主体部111具有用于支承基板(晶圆)w的中央区域(基板支承面)111a和用于支承环组件112的环状区域(环支承面)111b。在俯视观察时，主体部111的环状区域111b包围主体部111的中央区域111a。基板w配置在主体部111的中央区域111a上，环组件112以包围主体部111的中央区域111a上的基板w的方式配置在主体部111的环状区域111b上。在一个实施方式中，主体部111包括基台和静电吸盘。基台包括导电性构件。基台的导电性构件作为下部电极发挥功能。静电吸盘配置在基台上。静电吸盘的上表面具有基板支承面111a。环组件112包括一个或多个环状构件。一个或多个环状构件中的至少一个为边缘环。另外，基板支承部11也可以包括构成为将静电吸盘、环组件112以及基板中的至少一方调节为目标温度的调温模块，但省略了图示。调温模块可以包括加热器、传热介质、流路、或者它们的组合。在流路流通如盐水、气体这样的传热流体。另外，基板支承部11还可以包括构成为向基板w的背面与基板支承面111a之间供给传热气体的传热气体供给部。
68.喷淋头13构成为向等离子体处理空间10s内导入来自气体供给部20的至少一种处理气体。喷淋头13具有至少一个气体供给口13a、至少一个气体扩散室13b以及多个气体导
入口13c。被供给至气体供给口13a的处理气体通过气体扩散室13b后从多个气体导入口13c被导入等离子体处理空间10s内。另外，喷淋头13包括导电性构件。喷淋头13的导电性构件作为上部电极发挥功能。此外，气体导入部除了包括喷淋头13以外，也可以还包括一个或多个边侧气体注入部(sgi：side gas injector)，该一个或多个边侧气体注入部安装于在侧壁10a形成的一个或多个开口部。
69.气体供给部20可以包括至少一个气体源21和至少一个流量控制器22。在一个实施方式中，气体供给部20构成为将至少一种处理气体从各自对应的气体源21经由各自对应的流量控制器22供给至喷淋头13。各流量控制器22例如可以包括质量流量控制器或压力控制式的流量控制器。并且，气体供给部20也可以包括对至少一种处理气体的流量进行调制或脉冲化的一个或一个以上的流量调制设备。
70.电源30包括经由至少一个阻抗匹配电路来与等离子体处理腔室10耦合的rf电源31。rf电源31构成为向基板支承部11的导电性构件和/或喷淋头13的导电性构件供给如电源rf信号和偏置rf信号这样的至少一方的rf信号(rf电力)。由此，从被供给至等离子体处理空间10s的至少一种处理气体形成等离子体。因而，rf电源31能够作为等离子体生成部的至少一部分发挥功能，该等离子体生成部构成为在等离子体处理腔室10中从一种或一种以上的处理气体生成等离子体。另外，通过向基板支承部11的导电性构件供给偏置rf信号，在基板w产生偏置电位，从而能够将所形成的等离子体中的离子成分吸引至基板w。
71.在一个实施方式中，rf电源31包括第一rf生成部31a和第二rf生成部31b。第一rf生成部31a构成为经由至少一个阻抗匹配电路来与基板支承部11的导电性构件和/或喷淋头13的导电性构件耦合，生成等离子体生成用的电源rf信号(电源rf电力)。在一个实施方式中，电源rf信号具有13mhz～150mhz的范围内的频率。在一个实施方式中，第一rf生成部31a也可以构成为生成具有不同的频率的多个电源rf信号。所生成的一个或多个电源rf信号被供给至基板支承部11的导电性构件和/或喷淋头13的导电性构件。第二rf生成部31b构成为经由至少一个阻抗匹配电路来与基板支承部11的导电性构件耦合，生成偏置rf信号(偏置rf电力)。在一个实施方式中，偏置rf信号具有比电源rf信号低的频率。在一个实施方式中，偏置rf信号具有400khz～13.56mhz的范围内的频率。在一个实施方式中，第二rf生成部31b也可以构成为生成具有不同的频率的多个偏置rf信号。将所生成的一个或多个偏置rf信号供给至基板支承部11的导电性构件。另外，在各种实施方式中，也可以将电源rf信号和偏置rf信号中的至少一方脉冲化。
72.另外，电源30也可以包括与等离子体处理腔室10耦合的dc电源32。dc电源32包括第一dc生成部32a和第二dc生成部32b。在一个实施方式中，第一dc生成部32a构成为与基板支承部11的导电性构件连接，第一dc生成部32a生成第一dc信号。所生成的第一偏置dc信号被施加于基板支承部11的导电性构件。在一个实施方式中，也可以对如静电吸盘中的电极这样的其它电极施加第一dc信号。在一个实施方式中，第二dc生成部32b构成为与喷淋头13的导电性构件连接，第二dc生成部32b生成第二dc信号。所生成的第二dc信号被施加于喷淋头13的导电性构件。在各种实施方式中，也可以将第一dc信号和第二dc信号中的至少一方脉冲化。此外，可以除设置rf电源31以外还设置第一生成部32a和第二dc生成部32b，也可以设置第一dc生成部32a来代替第二rf生成部31b。
73.排气系统40能够与例如设置于等离子体处理腔室10的底部的气体排出口10e连
接。排气系统40可以包括压力调整阀和真空泵。由压力调整阀来调整等离子体处理空间10s内的压力。真空泵可以包括涡轮分子泵、干泵或者它们的组合。
74.图3是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的局部放大图。如图3所示，基板支承部11可以包括构成为将主体部111、环组件112以及基板w中的至少一方调节为目标温度的调温模块113。调温模块113可以包括加热器、传热介质、流路、或者它们的组合。在流路中流通如盐水、气体这样的传热流体。在一个实施方式中，调温模块113具备形成于主体部111的内部的制冷剂流路113a。从冷却装置输出来的例如冷却水和盐水等冷却介质流过制冷剂入口配管113b、制冷剂流路113a、制冷剂出口配管113c，返回冷却装置，并在被控制为规定的温度后在上述的路径中循环。由此，主体部111被排热，从而被冷却。
75.图4是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的流程图。图4所示的基板处理方法(下面称为“方法mt1”)能够由上述实施方式的基板处理装置来执行。方法mt1被应用于基板w。方法mt1包括工序st1、工序st2以及工序st3。依次执行工序st1、工序st2以及工序st3。工序st2也可以与工序st1同时执行。
76.下面，以使用上述实施方式的基板处理装置对基板w应用方法mt1的情况为例来说明方法mt1。在使用等离子体处理装置1的情况下，能够通过由控制部2对等离子体处理装置1的各部的控制，来在等离子体处理装置1中执行方法mt1。
77.在方法mt1中，如对图2所示那样配置在等离子体处理腔室10内的基板支承部11上的基板w进行处理。通过方法mt1，基板w能够被清洁(或者蚀刻)。
78.图5是能够被应用一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的一例的基板的局部放大截面图。如图5所示，在一个实施方式中，基板w具备基底区域ur、含金属膜mf以及含硅膜sf。含硅膜sf和含金属膜mf设置于基底区域ur上，位于基板w的表面wa。
79.含硅膜sf可以含有氧和氮中的至少一方。含硅膜sf可以为单层膜，也可以为多层膜。含硅膜sf可以为硅膜，也可以为氧化硅膜，还可以为氮化硅膜。
80.含硅膜sf可以具有一个以上的凹部rs。凹部rs可以为开口。凹部rs例如为孔或沟槽。凹部rs能够通过使用等离子体处理装置1的蚀刻来形成。在凹部rs的底部，含金属膜mf能够露出。含金属膜mf未配置于含硅膜sf中的相邻的凹部rs之间的部分的下方。
81.在含硅膜sf上，可以形成有用于通过蚀刻形成凹部rs的掩模。掩模例如包含碳。在基板w的表面wa，有时例如附着有在通过蚀刻形成凹部rs时生成的蚀刻残渣rd1或rd2。蚀刻残渣rd1为从含硅膜sf生成的残渣(反应副产物)。蚀刻残渣rd2为从含金属膜mf生成的残渣(反应副产物)。
82.在工序st1中，向等离子体处理腔室10内供给包含氟化氢气体的处理气体。处理气体可以实质上仅由氟化氢气体构成，也可以包含除氟化氢气体以外的气体。在一个实施方式中，处理气体包含氟化氢气体和非活性气体。非活性气体例如包括氩气等稀有气体。
83.在工序st2中，将基板支承部11的温度t控制为第一温度t1，并将等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p控制为第一压力p1。控制部2构成为进行这样的控制。
84.图6是表示氟化氢的吸附平衡压曲线和饱和蒸气压曲线的一例的曲线图。横轴为温度(℃)。纵轴为压力(mtorr)。在图6的曲线图的吸附平衡压曲线c1上的温度和压力下，氟化氢的吸附和脱离处于平衡。可以通过基于bet的吸附理论来使用测定数据近似得到的指数函数来描述吸附平衡压曲线c1。
85.第一温度t1和第一压力p1位于比氟化氢的吸附平衡压曲线c1靠上的第一区域r1。由此，在工序st2中，在基板w的表面wa吸附氟化氢。第一区域r1也可以位于比氟化氢的饱和蒸气压曲线c2靠下的位置。在该情况下，氟化氢气相吸附于基板w的表面wa。在第一温度t1和第一压力p1位于比饱和蒸气压曲线c2靠上的位置的情况下，氟化氢液相吸附于基板w的表面wa。第一温度t1可以处于-140℃以上且0℃以下的范围内，也可以处于-70℃以上且-30℃以下的范围内。第一压力p1可以处于1pa以上且1
×
105pa以下的范围内，也可以处于30pa以上且100pa以下的范围内。关于工序st2的时间，只要在通过氟化氢吸附生成反应生成物的范围内即可，没有时间上的限制，根据工序st2的时间决定清洁量。基板支承部11的温度t能够使用调温模块113来调整。基板w的温度可以与基板支承部11的温度t相同。等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p能够通过利用流量控制器22控制氟化氢气体的流量来调整。在处理气体包含除氟化氢气体以外的气体的情况下，等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p为氟化氢气体的分压。在工序st2中不生成等离子体。
86.图7是在基板的表面吸附氟化氢的情况下的一例的基板的局部放大截面图。如图7所示，在基板w的表面wa吸附氟化氢。氟化氢气体中的氟化氢分子hf1能够吸附于基板w的表面wa。由此，能够在基板w的表面wa上形成包含氟化氢的层hf2。层hf2例如为氟化氢分子层。层hf2形成为覆盖蚀刻残渣rd1或rd2。层hf2中的氟化氢可以与蚀刻残渣rd1或rd2发生反应，而成为例如氟化硅等反应生成物hf3(参照图8)。
87.也可以是，在工序st1之前向等离子体处理腔室10内供给不包含氟化氢气体且包含非活性气体的处理气体。可以是，在该情况下，将基板支承部11的温度t控制为第一温度t1，并将等离子体处理腔室10内的非活性气体的压力控制为第一压力p1。可以是，之后将包含非活性气体的处理气体置换为包含氟化氢气体的处理气体，由此同时开始进行工序st1和工序st2。
88.在工序st3中，将基板支承部11的温度t控制为第二温度t2，并将等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p控制为第二压力p2。控制部2构成为进行这样的控制。第二温度t2和第二压力p2位于图6的曲线图中的比吸附平衡压曲线c1靠下的第二区域r2。由此，在工序st3中，吸附于基板w的表面wa的氟化氢脱离。第二温度t2可以处于-140℃以上且0℃以下的范围内，也可以处于-70℃以上且-30℃以下的范围内。第二压力p2可以处于1pa以上且1
×
105pa以下的范围内，也可以处于30pa以上且100pa以下的范围内。关于工序st3的时间，只要在通过氟化氢吸附生成的反应生成物能够脱离的范围内即可，没有时间上的限制。第二温度t2可以比第一温度t1高。第二压力p2可以比第一压力p1低。能够在停止供给包含氟化氢气体的处理气体后进行工序st3，以促进氟化氢的脱离。在工序st3中不生成等离子体。
89.图8是所吸附的氟化氢脱离的情况下的一例的基板的局部放大截面图。在工序st3中，吸附于基板w的表面wa的氟化氢脱离。吸附于基板w的表面wa的氟化氢分子脱离而成为氟化氢气体。伴随氟化氢的脱离，蚀刻残渣rd1或rd2能够从基板w的表面wa离开。或者，如图8所示，在工序st2中生成的反应生成物hf3从基板w的表面wa脱离。像这样，在工序st3中，能够将蚀刻残渣rd1或rd2从基板w的表面wa去除。
90.根据上述方法mt1，例如在基板w的表面wa存在蚀刻残渣rd1、rd2等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。
91.在基板w具备含硅膜sf的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将从含硅膜sf生成的
物质去除。在基板w具备含金属膜mf的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将从含金属膜mf生成的物质去除。
92.在处理气体包含非活性气体的情况下，能够通过调整非活性气体的流量比，来调整被去除的物质的量。例如，当增大非活性气体的流量比时，氟化氢气体的流量比变小，因此被去除的物质的量变少。
93.也可以是，在工序st1之前，使用在等离子体处理腔室10内生成的等离子体来蚀刻基板w。例如，可以在通过蚀刻形成凹部rs之后进行工序st1、工序st2以及工序st3。由此，不用将基板w从等离子体处理腔室10取出至外部，能够在原位(in-situ)连续地进行蚀刻和清洁。
94.图9是具有附着了从基板处理装置生成的物质的表面的一例的基板的俯视图。在工序st2中，也可以是，如图9所示，在基板w的表面wa上附着有从上述实施方式的基板处理装置生成的物质。该物质可以是从等离子体处理装置1生成的含硅微粒pt1，也可以是从等离子体处理装置1生成的含金属微粒pt2。含硅微粒pt1例如含有硅氧化物。含金属微粒pt2例如含有钇或铝。含金属微粒pt2例如含有钇氧化物或铝氧化物。
95.当对图9的基板w应用方法mt1时，能够去除含硅微粒pt1或含金属微粒pt2等物质。
96.图10是一个例示性的实施方式所涉及的部件处理方法的流程图。图10所示的部件处理方法(下面称作“方法mt2”)能够由上述实施方式的基板处理装置来执行。方法mt2被应用于等离子体处理装置1。在执行方法mt2时，基板w可以不存在于等离子体处理腔室10内。方法mt2包括工序st11、工序st12以及工序st13。依次执行工序st11、工序st12以及工序st13。工序st12也可以与工序st11同时执行。
97.下面，以使用上述实施方式的基板处理装置对环组件112(参照图3)应用方法mt2的情况为例来说明方法mt2。在使用等离子体处理装置1的情况下，能够通过由控制部2对等离子体处理装置1的各部的控制，来在等离子体处理装置1中执行方法mt2。
98.在方法mt2中，对作为被配置于等离子体处理腔室10内的部件的环组件112进行处理。在环组件112的表面112a，有时例如附着有图9所示的含硅微粒pt1或含金属微粒pt2等物质。通过方法mt2，能够清洁(或蚀刻)环组件112。
99.在工序st11中，向等离子体处理腔室10内供给包含氟化氢气体的处理气体。除了在基板支承部11上未配置基板w以外，能够与工序st1同样地执行工序st11。
100.在工序st12中，将环组件112的温度tr控制为第一温度t1，并将等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p控制为第一压力p1。由此，在环组件112的表面112a吸附氟化氢。除了在基板支承部11上未配置基板w以外，能够与工序st2同样地执行工序st12。环组件112的温度tr可以与基板支承部11的温度t相同，能够使用调温模块113来调整环组件112的温度tr。也可以使用与调温模块113不同的调温模块来调整环组件112的温度tr。
101.在工序st13中，将环组件112的温度tr控制为第二温度t2，并将等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p控制为第二压力p2。由此，吸附于环组件112的表面112a的氟化氢脱离。除了在基板支承部11上未配置基板w以外，能够与工序st3同样地执行工序st13。
102.根据上述方法mt2，例如当在环组件112的表面112a存在含硅微粒pt1或含金属微粒pt2等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。
103.下面，以使用上述实施方式的基板处理装置对基板w1应用方法mt1的情况为例进
行说明。在该情况下，在执行方法mt1时，使用基板w1来代替上述的基板w。通过方法mt1，能够清洁(或蚀刻)基板w1。
104.图11是能够被应用一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的一例的基板的局部放大截面图。如图11所示，在一个实施方式中，基板w1具备含碳膜ac和设置于含碳膜ac上的掩模ms。含碳膜ac可以具有一个以上的凹部rs。含碳膜ac可以为非晶碳膜。掩模ms可以为用于通过蚀刻形成凹部rs的掩模。掩模ms可以具有位于凹部rs上的开口msa。掩模ms可以为含有硅、氧以及氮的膜。在掩模ms的开口msa，有时例如附着有在通过蚀刻形成凹部rs时生成的沉积物dp。沉积物dp可以含有硅和氧。由于沉积物dp，掩模ms的开口msa的尺寸cd可能减少。
105.图12是在基板的表面吸附氟化氢的情况下的一例的基板的局部放大截面图。在工序st2中，如图12所示，在基板w1的表面w1a吸附氟化氢。氟化氢气体中的氟化氢分子hf1能够吸附于掩模ms的开口msa。由此，能够在基板w1的表面w1a上形成包含氟化氢的吸附层。吸附层形成为覆盖沉积物dp。吸附层中的氟化氢可以与沉积物dp发生反应，来成为例如氟化硅等反应生成物hf3(参照图13)。
106.图13是所吸附的氟化氢脱离的情况下的一例的基板的局部放大截面图。在工序st3中，吸附于基板w1的表面w1a的氟化氢脱离。吸附于基板w1的表面w1a的氟化氢分子脱离而成为氟化氢气体。伴随氟化氢的脱离，沉积物dp能够从基板w的表面wa离开。或者，如图13所示，在工序st2中生成的反应生成物hf3从掩模ms的开口msa脱离。像这样，在工序st3中，沉积物dp能够从基板w1的表面w1a被去除。
107.根据上述方法mt1，例如在掩模ms的开口msa存在沉积物dp等物质的情况下，能够伴随氟化氢的脱离而将该物质去除。根据方法tm1，相比于通过等离子体蚀刻来去除物质的情况，能够抑制掩模ms的厚度th的减少地增大掩模ms的开口msa的尺寸cd。
108.下面，说明为了评价方法mt1而进行的各种实验。下面说明的实验并不用于限定本公开。
109.(第一实验)
110.在第一实验中，准备具备氧化硅膜和氧化硅膜上的掩模的基板w。使用掩模进行氧化硅膜的蚀刻形成了凹部rs。之后，使用上述等离子体处理系统对基板w执行了上述方法mt1。在工序st2中，第一温度t1为-70℃，第一压力p1为50pa。在工序st3中，第二温度t2为-70℃，第二压力p2为2pa。
111.图14的(a)和(b)为作为一例的基板的表面的局部放大俯视图。图14的(a)表示执行上述方法mt1之前的基板w的表面wa。图14的(b)表示执行上述方法mt1之后的基板w的表面wa。在图14的(a)中，在基板w的表面wa附着有蚀刻残渣rd1。另一方面，在图14的(b)中，从基板w的表面wa去除了蚀刻残渣rd1。像这样，能够得到与使用氟化氢溶液的情况同等的效果。
112.(第二实验)
113.在第二实验中，准备具备氧化硅膜的基板w。以将基板支承部11的温度t固定为-70℃、并使等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p变化的方式针对基板w执行了上述方法mt1。之后，测定了氧化硅膜的蚀刻量(膜厚减少量)。蚀刻量越大，清洁效果越高。在图15中示出结果。另外，以将等离子体处理腔室10内的氟化氢气体的压力p固定为350mtorr
(1mtorr＝0.133322pa)、并使基板支承部11的温度t变化的方式针对基板w执行了上述方法mt1。之后，测定了氧化硅膜的蚀刻量。在图16中示出结果。
114.图15是表示氟化氢气体的压力与蚀刻量之间的关系的例子的曲线图。纵轴表示蚀刻量(nm)。横轴表示氟化氢气体的压力p(mtorr)。针对各压力p进行了两次实验。e1、e2表示两次的实验结果。根据图15可知，随着压力p上升，蚀刻量增加。因而，能够通过调整压力p，来控制蚀刻量。并且还可知，在200mtorr以下的低压区域中，蚀刻量的控制性高。另外还可知，压力p的上升轮廓与朗缪尔吸附线近似。这表示由氟化氢气体分子的吸附和脱离主导的可能性。
115.图16是表示基板支承部的温度与蚀刻量之间的关系的例子的曲线图。纵轴表示蚀刻量(nm)。横轴表示基板支承部11的温度t(℃)。针对各温度t进行了两次实验。e3、e4表示两次的实验结果。根据图16可知，随着温度t上升，蚀刻量减少。相比于温度t为-70℃，在温度t为-35℃的情况下蚀刻量减少。
116.(第三实验)
117.在第三实验中，准备具备非晶碳膜和非晶碳膜上的掩模的基板w1(参照图11)。掩模为sion膜。使用掩模进行非晶碳膜的蚀刻来形成了凹部rs。之后，使用上述等离子体处理系统，来以使工序st2的时间(吸附时间)变化的方式针对基板w1执行了上述方法mt1。工序st2中的第一温度t1和第一压力p1位于比氟化氢的吸附平衡压曲线c1靠上的第一区域r1。之后，测定了掩模的厚度和掩模的开口尺寸。在图17中示出结果。
118.图17是表示吸附时间与掩模的厚度或掩模的开口尺寸之间的关系的例子的曲线图。纵轴表示掩模的厚度或掩模的开口尺寸(nm)。横轴表示吸附时间(秒)。吸附时间为零的结果表示被执行方法mt1之前的基板w1的厚度或尺寸。根据图17可知，在吸附时间为60秒左右的情况下，能够抑制掩模的厚度减少地增大掩模的开口尺寸。
119.(第四实验)
120.在第四实验中，准备与第三实验相同的基板w1，并使用掩模进行非晶碳膜的蚀刻来形成了凹部rs。之后，使用上述等离子体处理系统，来以使工序st2中的第一温度t1变化的方式针对基板w1执行了上述方法mt1。工序st2中的第一温度t1和第一压力p1位于比氟化氢的吸附平衡压曲线c1靠上的第一区域r1。之后，测定了掩模的厚度和掩模的开口尺寸，并计算了掩模的厚度的减少速度和掩模的开口尺寸的增加速度。在图18中示出结果。
121.图18是表示温度与掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度之间的关系的例子的曲线图。纵轴表示掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度(nm/分钟)。横轴表示温度(℃)。根据图18可知，温度越低，越能够抑制掩模的厚度减少地增大掩模的开口尺寸。
122.(第五实验)
123.在第五实验中，准备与第三实验相同的基板w1，并使用掩模进行非晶碳膜的蚀刻来形成了凹部rs。之后，使用上述等离子体处理系统，来以使工序st2中的第一压力p1变化的方式针对基板w1执行了上述方法mt1。工序st2中的第一温度t1和第一压力p1位于比氟化氢的吸附平衡压曲线c1靠上的第一区域r1。之后，测定了掩模的厚度和掩模的开口尺寸，并计算了掩模的厚度的减少速度和掩模的开口尺寸的增加速度。在图19中示出结果。
124.图19是表示压力与掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度之间的
关系的例子的曲线图。纵轴表示掩模的厚度的减少速度或掩模的开口尺寸的增加速度(nm/分钟)。横轴表示压力(mtorr)。根据图19可知，压力越高，越能够抑制掩模的厚度的减少地增大掩模的开口尺寸。
125.图20是一个例示性的实施方式所涉及的基板处理方法的流程图。图20所示的基板处理方法(下面称作“方法mt3”)能够由上述实施方式的基板处理装置来执行。在使用等离子体处理装置1的情况下，能够通过由控制部2对等离子体处理装置1的各部的控制，来在等离子体处理装置1中执行方法mt3。方法mt3包括工序st21、工序st22、工序st23、工序st24以及工序st25。能够依次执行工序st21～工序st25。工序st21～工序st25可以在原位(in-situ)进行，也可以在不同的腔室内进行。例如，可以是，在等离子体处理腔室10内进行工序st21、工序st22以及工序st24，另一方面，在与等离子体处理腔室10不同的腔室内进行工序st23和工序st25。关于工序st23和工序st25，能够进行批量处理或单张处理。也可以省略工序st24和工序st25中的至少一方。
126.下面，参照图11～图13和图20来以使用上述实施方式的基板处理装置对基板w1应用方法mt3的情况为例进行说明。通过方法mt3，能够清洁(或蚀刻)基板w1。
127.在工序st21中，提供基板w1。基板w1具备作为基底膜的含碳膜ac和设置于含碳膜ac上且具有开口msa的掩模ms。基板w1能够如图2所示那样被载置于配置在等离子体处理腔室10内的基板支承部11上。
128.掩模ms能够含有硅。掩模ms可以为含硅膜。含硅膜可以包括硅膜、氮化硅膜、碳化硅膜以及氮氧化硅膜中的至少一方。含硅膜可以不包括氧化硅膜。
129.含碳膜ac为包含碳的膜即可，例如可以包括旋涂碳(spin on carbon：soc)膜、非晶碳膜以及抗蚀剂膜中的至少一方。抗蚀剂膜可以为arf抗蚀剂膜或krf抗蚀剂膜等。也可以使用与含碳膜ac不同的膜作为基底膜。作为与含碳膜ac不同的基底膜，例如可以使用多晶硅膜、非晶硅膜以及sige膜中的至少一方。
130.在工序st22中，如图11所示，使用等离子体来蚀刻含碳膜ac。等离子体能够从被供给至等离子体处理腔室10内的第一处理气体生成。通过蚀刻，在含碳膜ac形成凹部rs，并且在掩模ms的开口msa附着沉积物dp。
131.在工序st23中，如图12和图13所示，向掩模ms供给氟化氢，来去除沉积物dp。在一个例示性的实施方式中，向等离子体处理腔室10内供给包含氟化氢气体的第二处理气体。在工序st23中，能够执行上述的方法mt1的工序st1～工序st3。氟化氢气体中的氟化氢分子hf1与沉积物dp发生反应，由此能够生成氟化硅等反应生成物hf3。反应生成物hf3挥发，由此能够去除沉积物dp。在一个例示性的实施方式中，不生成等离子体地供给包含氟化氢气体的第二处理气体。在该情况下，能够抑制掩模ms被等离子体蚀刻。其结果，能够抑制掩模ms的变形。
132.在工序st24中，与工序st22同样地使用等离子体来蚀刻含碳膜ac。
133.在工序st25中，与工序st23同样地向掩模ms供给氟化氢，以去除由于工序st24形成的沉积物dp。
134.可以在工序st25之后进一步重复工序st22和工序st23。由此，能够增加凹部rs的深度。
135.根据上述方法mt3，在工序st23中能够抑制掩模ms的变形地通过氟化氢去除沉积
物dp。因此，在工序st24中，能够在含碳膜ac形成具有期望的形状的凹部rs。例如，相比于使用从不是氟化氢的含氟气体生成的等离子体来去除沉积物dp的情况，能够抑制凹部rs的形状不良(弧状弯曲：bowing)。认为这是因为能够在掩模ms的肩部的倾斜小的状态下执行工序st24。
136.具有期望的形状的凹部rs在一例中具有与含碳膜ac的厚度方向平行的侧壁。具有期望的形状的凹部rs在其它例中具有相对于含碳膜ac的厚度方向倾斜的侧壁。例如，凹部rs的侧壁具有锥形形状。
137.图21是概要性地表示一个例示性的实施方式所涉及的基板处理装置的图。可以使用图21所示的基板处理装置来对基板w1应用方法mt3。
138.图21的基板处理装置具备等离子体处理装置1、控制部2以及湿处理装置200。基板处理装置可以具备在等离子体处理装置1与湿处理装置200之间搬送基板w1的搬送机器人。控制部2构成为控制等离子体处理装置1和湿处理装置200的各部。通过控制部2的控制，能够在图21的基板处理装置中执行方法mt3。
139.湿处理装置200能够具备用于收容氢氟酸的容器210、用于收容冲洗液的容器212、以及用于收容纯水的容器214。湿处理装置200也可以具备用于使基板w1干燥的干燥机。
140.湿处理装置200能够具备用于接受从等离子体处理装置1搬出的基板w1的搬入口216、用于将基板w1搬出至等离子体处理装置1的搬出口218、以及用于搬送基板w1的搬送机器人220。搬送机器人220用于将基板w1从搬入口216搬送至容器210。搬送机械臂220用于将基板w1从容器210搬送至容器212。搬送机械臂220用于将基板w1从容器212搬送至容器214。搬送机械臂220用于将基板w1从容器214搬送至搬出口218。
141.在图21的基板处理装置中执行方法mt3的情况下，工序st21、工序st22以及工序st24能够在等离子体处理装置1中进行。工序st23和工序st25能够在湿处理装置200中进行。在工序st23和工序st25中，向基板w1供给氢氟酸。其结果，沉积物dp被氢氟酸去除。能够将基板w1浸渍于容器210中的氢氟酸中。之后，能够将基板w1浸渍于容器212中的冲洗液中。之后，能够将基板w1浸渍于容器214中的纯水中。之后，能够将基板w1在湿处理装置200的干燥机中进行干燥。或者，能够通过等离子体处理装置1的等离子体处理腔室10内的减压来将基板w1进行干燥。
142.下面，说明为了评价方法mt3而进行的各种实验。下面说明的实验并不用于限定本公开。
143.(第六实验)
144.在第六实验中，准备具备非晶碳膜和设置于非晶碳膜上的掩模的基板。掩模为氮氧化硅膜。之后，针对基板执行了上述方法mt3的工序st21～工序st23。在工序st22中，使用等离子体蚀刻了非晶碳膜。在工序st23中，将基板浸渍于了氢氟酸中。由此，去除了由于蚀刻而附着于掩模的开口的沉积物。
145.(第七实验)
146.在第七实验中，在工序st22之后不进行工序st23，而是使用从不是氟化氢的含氟气体生成的等离子体来去除了附着于掩模的开口的沉积物。
147.(结果)
148.基于在第六实验和第七实验中得到的基板的截面图像测定了形成于非晶碳膜的
凹部的深度和尺寸。在图22中示出结果。
149.图22是表示凹部的深度与凹部的尺寸之间的关系的例子的曲线图。纵轴表示形成于非晶碳膜的凹部的深度(μm)。纵轴的值为0μm的位置是非晶碳膜与掩模之间的边界位置。横轴表示形成于非晶碳膜的凹部的尺寸(nm)。在曲线图中，e6表示第六实验的结果，e7表示第七实验的结果。如图22所示，在-0.5～0μm的深度范围和-3～-1μm的深度范围内，第六实验中的凹部的尺寸比第七实验中的凹部的尺寸小。这表示：相比于第七实验，在第六实验中能够抑制凹部的形状不良(弧状弯曲)。
150.并且，基于在第六实验和第七实验中得到的基板的截面图像测定了掩模的开口的位置。在图23中示出结果。
151.图23是表示掩模的开口的位置的例子的曲线图。纵轴表示掩模的厚度方向的位置(μm)。纵轴的值为0μm的位置是非晶碳膜与掩模之间的边界位置。横轴表示基板的面方向(与掩模的厚度方向正交的方向)的位置(nm)。横轴的值为0μm的位置为掩模的开口的中心位置。在曲线图中，e8表示第六实验的结果，e9表示第七实验的结果。如图23所示，第六实验中的掩模的厚度比第七实验中的掩模的厚度大。这表示：相比于第七实验，在第六实验中，能够抑制掩模的蚀刻。另外，如图23所示，第六实验中的掩模的肩部相对于基板w1的面方向的倾斜e8a比第七实验中的掩模的肩部相对于基板w1的面方向的倾斜e9a小。这表示：相比于第七实验，在第六实验中，掩模的肩部不易变形。
152.图24是一例的基板的局部放大截面图。如图24所示，在基板w1的截面中，掩模ms的肩部相对于基板w1的面方向倾斜角度θ。当角度θ小时，等离子体中的离子i1碰撞至掩模的肩部而使掩模发生溅射。另一方面，当角度θ大时，等离子体中的离子i2能够被掩模的肩部反射到凹部rs内。其结果，凹部rs的侧壁被离子i2蚀刻，因此容易产生凹部的形状不良(弓形)。
153.以上，说明了各种例示性的实施方式，但不限定于上述例示性的实施方式，也可以进行各种追加、省略、置换以及变更。另外，能够将不同的实施方式中的要素进行组合来形成其它实施方式。
154.例如，基板处理装置也可以不具备等离子体生成部12。在该情况下，在基板处理装置的腔室内不进行等离子体处理。使用这样的基板处理装置也能够进行方法mt1、mt2。
155.根据以上的说明，应该理解的是，基于说明的目的而在本说明书中对本公开的各种实施方式进行了说明，能够不脱离本公开的范围和主旨地对本公开的各种实施方式进行各种变更。因而，本说明书中公开的各种实施方式意不在于进行限定，真正的范围和主旨通过所附的权利要求书来示出。
156.附图标记说明
157.2：控制部；10：等离子体处理腔室；11：基板支承部；20：气体供给部；12：环组件；112a：表面；c1：吸附平衡压曲线；r1：第一区域；r2：第二区域；w、w1：基板。