專利名稱：含碳薄膜的寬度減小方法及氧化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被形成于半導(dǎo)體晶圓等被處理體的被圖案化了的抗蝕劑膜等含碳薄膜的寬度減小(slimming)方法及氧化裝置。
背景技術(shù)：
通常，為了制造半導(dǎo)體集成電路而對(duì)由硅基板等構(gòu)成的半導(dǎo)體晶圓進(jìn)行成膜處理、蝕刻處理、氧化處理、擴(kuò)散處理、改性處理、自然氧化膜的除去處理等各種處理。利用專利文獻(xiàn)I等所公開(kāi)的立式的、所謂的批量式的熱處理裝置來(lái)進(jìn)行這些處理時(shí)，首先，將半導(dǎo)體晶圓從能夠收容多張、例如25張左右半導(dǎo)體晶圓的盒(cassette)向立式的晶圓舟皿移載，多層地支承在該晶圓舟皿中。該晶圓舟皿例如能夠載置30張 150張左右的晶圓，這也取決于晶圓尺寸。該晶圓舟皿從能夠進(jìn)行排氣的處理容器的下方輸入(加載)到該處理容器內(nèi)之后，處理容器內(nèi)被維持成氣密狀態(tài)。然后，一邊對(duì)處理氣體的流量、工藝壓力、工藝溫度等各種工藝條件進(jìn)行控制一邊實(shí)施規(guī)定的熱處理。在此，隨著半導(dǎo)體集成電路的高集成化，制造工藝所要求的布線寬度、分離寬度日益微細(xì)化。通常，用于形成上述半導(dǎo)體集成電路的微細(xì)圖案是應(yīng)用光刻技術(shù)來(lái)形成的。例如，使用光刻技術(shù)在半導(dǎo)體晶圓上形成抗蝕劑膜的圖案，以該抗蝕劑圖案為掩模對(duì)基底膜進(jìn)行蝕刻，由此，形成微細(xì)圖案。在上述光刻技術(shù)中，為了應(yīng)對(duì)微細(xì)化的需求，最近，采用了浸沒(méi)方法(日語(yǔ)液侵手法)，該浸沒(méi)方法使用波長(zhǎng)較短的ArF激光，為了提高曝光裝置的分辨率而使折射率比空氣的折射率大的水等液體介在于晶圓與曝光裝置之間，從而使有效曝光波長(zhǎng)較短。但是，近年來(lái)的微細(xì)化的需求要求比上述的光刻技術(shù)的分辨率極限更微細(xì)化的尺寸。因此，最近，應(yīng)對(duì)更微細(xì)化的需求，提出了一種微細(xì)圖案的形成方法，其由在圖案化了的抗蝕劑膜等含碳薄膜上形成娃氧化膜的成膜工藝和SWT(sidewall transfer process)法或LLE (光刻-光刻-蝕刻)法組合而成(例如，專利文獻(xiàn)2、3)。在上述SWT法中，對(duì)由例如抗蝕劑膜等形成的圖案的凸部的一部分的表面整體適度地進(jìn)行氧化而將其除去，通過(guò)進(jìn)行這樣的寬度減小處理來(lái)使凸部的尺寸寬度在實(shí)質(zhì)上減小。然后，在該抗蝕劑圖案上形成硅氧化膜，適度地回蝕該硅氧化膜而使被形成于上述凸部的側(cè)面的側(cè)壁(sidewall)殘留，將露出的抗蝕劑圖案除去而將殘留的側(cè)壁作為掩模對(duì)作為蝕刻對(duì)象層的基底層進(jìn)行蝕刻，由此，得到光刻技術(shù)的分辨率極限以下的微細(xì)圖案。專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2010-161162號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2004-080033號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2010-103497號(hào)公報(bào)但是，如上所述，對(duì)被圖案化了的抗蝕劑膜等含碳薄膜的凸部的表面進(jìn)行氧化而將其除去的寬度減小處理通常如下述這樣進(jìn)行在批量式的縱長(zhǎng)的處理容器內(nèi)收容多張被處理體，例如使氧氣流入該處理容器內(nèi)來(lái)作為氧化氣體并且在該氧氣氛中生成等離子體， 利用氧活性種來(lái)適當(dāng)氧化、削減含碳薄膜的表面。
但是，該寬度減小方法存在這樣的問(wèn)題寬度減小量(削減量)取決于一次收容到處理容器內(nèi)的晶圓的張數(shù)，或者每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)出現(xiàn)偏差，再現(xiàn)性不充分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明著眼于以上那樣的問(wèn)題點(diǎn)，是為了有效地解決該問(wèn)題而做成的發(fā)明。本發(fā)明是能夠抑制抗蝕劑等含碳薄膜的圖案的凸部的寬度減小處理時(shí)的寬度減小量(削減量) 的偏差、提高每次寬度減小處理的再現(xiàn)性的含碳薄膜的寬度減小方法及氧化裝置。本發(fā)明人對(duì)寬度減小處理進(jìn)行了專心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，抗蝕劑膜等含碳薄膜的寬度減小處理時(shí)的寬度減小量的偏差的原因取決于晶圓中所含有的水分、作為在寬度減小處理時(shí)產(chǎn)生的反應(yīng)副生成物的水分，得到了這樣的見(jiàn)解為了抑制該水分的影響，通過(guò)特意供給遠(yuǎn)大于上述水分量的量的水分，能夠抑制寬度減小量的偏差，由此達(dá)成了本發(fā)明。技術(shù)方案I的發(fā)明是一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；寬度減小工序，其用于一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此， 使上述圖案的凸部的寬度減小。這樣，一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使上述圖案的凸部的寬度減小，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。技術(shù)方案2的發(fā)明是一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；水分供給工序，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；寬度減小工序，其用于利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使上述圖案的凸部的寬度減小。這樣，在將要進(jìn)行寬度減小處理之前向處理容器內(nèi)供給水分，能夠使寬度減小量 (削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。技術(shù)方案3的發(fā)明是一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；水分供給工序，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；寬度減小工序，其用于一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此使上述圖案的凸部的寬度減小。這樣，在將要進(jìn)行寬度減小處理之前向處理容器內(nèi)供給水分，并且，一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使上述圖案的凸部的寬度減小，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量) 的偏差，使再現(xiàn)性提高。
技術(shù)方案8的發(fā)明是一種氧化裝置，其特征在于，該氧化裝置包括處理容器，其能夠被抽真空；保持部件，其用于在處理容器內(nèi)對(duì)形成有被圖案化了的含碳薄膜的多張被處理體進(jìn)行保持；氧化氣體供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給氧化氣體；水分供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；活性化部件，其用于使上述氧化氣體活性化；裝置控制部，其用于控制裝置整體，使得技術(shù)方案I所述的含碳薄膜的寬度減小方法被執(zhí)行。技術(shù)方案9的發(fā)明是一種氧化裝置，其特征在于，該氧化裝置包括處理容器，其能夠被抽真空；保持部件，其用于在處理容器內(nèi)對(duì)形成有被圖案化了的含碳薄膜的多張被處理體進(jìn)行保持；氧化氣體供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給氧化氣體；水分供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；加熱部件，其用于加熱上述被處理體；裝置控制部，其用于控制裝置整體，使得技術(shù)方案I所述的含碳薄膜的寬度減小方法被執(zhí)行。將在下面的說(shuō)明中闡述本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)，其部分地從下面的說(shuō)明中顯現(xiàn)或者可以通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助于在下文中特別指示的手段和組合實(shí)現(xiàn)及獲得。


被并入本說(shuō)明書中并且構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分的附示出本發(fā)明的實(shí)施方式， 并且與上述概略說(shuō)明及下面給出的對(duì)實(shí)施方式的詳細(xì)說(shuō)明一起，用于解釋本發(fā)明的原理。圖I是表示本發(fā)明的氧化裝置的實(shí)施方式的縱剖結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示成膜裝置(省略加熱部件)的橫剖結(jié)構(gòu)圖。圖3A 圖3H是示意性地表示用于對(duì)包括本發(fā)明的寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法進(jìn)行說(shuō)明的半導(dǎo)體晶圓的截面的剖視圖。圖4是用于說(shuō)明包括寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法的流程圖。圖5是表示包括本發(fā)明方法的第I變形實(shí)施例的寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法的一部分的流程圖。圖6A及圖6B是用于說(shuō)明第I驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖。圖7A及圖7B是表示在寬度減小處理時(shí)產(chǎn)生的水分量與監(jiān)視晶圓的張數(shù)的相關(guān)性的圖表。圖8A及圖8B是用于說(shuō)明第2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖。圖9是表示在存在帶CVD-SiO2膜的模擬晶圓(水分多量)的條件下連續(xù)地進(jìn)行寬度減小處理時(shí)的削減量的變化的圖表。圖IOA及圖IOB是用于說(shuō)明本發(fā)明的寬度減小方法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將參照

基于上面給出的發(fā)現(xiàn)而實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的實(shí)施方式。在下面的說(shuō)明中，用相同的附圖標(biāo)記指示具有實(shí)質(zhì)相同的功能和結(jié)構(gòu)的構(gòu)成元件，并且僅在必需時(shí)才進(jìn)行重復(fù)說(shuō)明。以下，基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的含碳薄膜的寬度減小方法及氧化裝置的一實(shí)施方式。圖I是表示本發(fā)明的氧化裝置的實(shí)施方式的縱剖結(jié)構(gòu)圖，圖2是表示成膜裝置(省略加熱部件)的橫剖結(jié)構(gòu)圖。另外，在此，以將氧氣用作氧化氣體的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
如圖所示，能夠形成等離子體的本氧化裝置2具有下端被開(kāi)口的有頂部的圓筒體狀的處理容器4。該處理容器4的整體由例如石英形成，在該處理容器4內(nèi)的頂部設(shè)有石英制的頂部板6來(lái)進(jìn)行密封。另外，在該處理容器4的下端開(kāi)口部隔著O型密封圈等密封構(gòu)件10連結(jié)有歧管8，該歧管8利用例如不銹鋼成形為圓筒體狀。另外，也存在不設(shè)置不銹鋼制的歧管8、而整體由圓筒體狀的石英制的處理容器構(gòu)成的裝置。上述處理容器4的下端被上述歧管8支承，多層地載置有多張作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓w(以下，也表示為“晶圓W”)的作為保持部件的石英制的晶圓舟皿12能夠升降地從該歧管8的下方插退自如。在本實(shí)施方式的情況下，能夠以大致等間距將例如50張 150張左右的直徑為300_的晶圓W多層地支承于該晶圓舟皿12的支柱12A。該晶圓舟皿12隔著石英制的保溫筒14被載置在平臺(tái)16上，該平臺(tái)16被支承于旋轉(zhuǎn)軸20的上端，該旋轉(zhuǎn)軸20將用于打開(kāi)、關(guān)閉歧管8的下端開(kāi)口部的例如不銹鋼制的蓋部18貫穿。另外，在該旋轉(zhuǎn)軸20的貫穿部設(shè)有例如磁性流體密封件22，從而以能夠進(jìn)行氣密地密封并且旋轉(zhuǎn)軸20能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承該旋轉(zhuǎn)軸20。另外，在蓋部18的周邊部和歧管8的下端部設(shè)有由例如O型密封圈等構(gòu)成的密封構(gòu)件24，從而保持處理容器4內(nèi)的密封性。上述的旋轉(zhuǎn)軸20安裝在被例如舟皿升降機(jī)等升降機(jī)構(gòu)(未圖示)支承的臂26的頂端，能夠使晶圓舟皿12及蓋部18等一體地升降而相對(duì)于處理容器4內(nèi)插入、退出。另外， 也可以將上述平臺(tái)16固定地設(shè)于上述蓋部18側(cè)，以不使晶圓舟皿12旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行晶圓 W的處理。用于將例如氧氣作為氧化氣體供給到處理容器4內(nèi)的氧化氣體供給部件28、用于將水分供給到處理容器4內(nèi)的水分供給部件30、用于將非活性氣體、例如N2氣體作為吹掃氣體供給到處理容器4內(nèi)的吹掃氣體供給部件34被設(shè)于該歧管8。具體而言，上述氧化氣體供給部件28具有由石英管構(gòu)成的氣體噴嘴38，該氣體噴嘴38朝向內(nèi)側(cè)將上述歧管8的側(cè)壁貫穿，然后向上方向彎曲而延伸。在該氣體噴嘴38上沿著其長(zhǎng)度方向隔有規(guī)定的間隔地形成有多個(gè)(許多個(gè))氣體噴射孔38A，能夠從各氣體噴射孔38A朝向水平方向大致均勻地噴射氧氣(O2)。將這樣的類型的氣體噴嘴稱為分散形的氣體噴嘴。另外，同樣，上述水分供給部件30也具有由石英管構(gòu)成的氣體噴嘴40，該氣體噴嘴40朝向內(nèi)側(cè)將上述歧管8的側(cè)壁貫穿，然后向上方向彎曲而延伸。在該氣體噴嘴40上沿著其長(zhǎng)度方向隔有規(guī)定的間隔地形成有多個(gè)(許多個(gè))氣體噴射孔40A，能夠從各氣體噴射孔40A朝向水平方向大致均勻地噴射作為水分的水蒸汽。另外，該水分實(shí)際上與N2、02 等載氣一起作為水分含有氣體被供給。另外，同樣，吹掃氣體供給部件34也具有由石英管構(gòu)成的氣體噴嘴44，該氣體噴嘴44朝向內(nèi)側(cè)將上述歧管8的側(cè)壁貫穿，然后向上方向彎曲而延伸。在該氣體噴嘴44上， 與上述水分用的氣體噴嘴40同樣地沿著該氣體噴嘴44的長(zhǎng)度方向隔有規(guī)定的間隔地形成有多個(gè)(許多個(gè))氣體噴射孔44A(參照?qǐng)D2)，能夠從各氣體噴射孔44A朝向水平方向大致均勻地噴射N2氣體。上述各氣體噴嘴38、40、44與各自的氣體路徑48、50、54連接。并且，在各氣體路徑48、50、54上分別設(shè)有如質(zhì)量流量控制器那樣的流量控制器48A、50A、54A及開(kāi)閉閥48B、50B.54B,能夠分別對(duì)氧氣、水蒸汽及N2氣體一邊進(jìn)行流量控制一邊進(jìn)行供給。上述水分供給部件30的氣體路徑50的上游側(cè)與未圖示的蒸氣產(chǎn)生器連接。另外，在此，將水分供給部件30單獨(dú)設(shè)置，但是，也可以將該水分供給部件兼用作氧化氣體供給部件28、吹掃氣體供給部件34，從而使水分(水蒸汽)從氣體噴嘴38、或者氣體噴嘴44噴出。另一方面，在上述處理容器4的側(cè)壁的一部分沿著其高度方向形成有用于使等離子體產(chǎn)生而使氧氣活性化的活性化部件66，并且，為了對(duì)處理容器4的內(nèi)部氣氛進(jìn)行真空排氣而在與該活性化部件66相對(duì)的、處理容器4的相反一側(cè)設(shè)有細(xì)長(zhǎng)的排氣口 68，該細(xì)長(zhǎng)的排氣口 68是通過(guò)將處理容器4的側(cè)壁沿著例如上下方向切去而形成的。具體而言，上述活性化部件66是這樣形成的沿著上下方向以規(guī)定的寬度將上述處理容器4的側(cè)壁切去， 由此形成在上下方向上細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口 70，并且以從開(kāi)口 70的外側(cè)覆蓋該開(kāi)口 70的方式將截面為凹部狀的在上下方向上細(xì)長(zhǎng)的例如石英制的等離子體分隔壁72氣密地焊接接合于容器外壁。由此，通過(guò)使該處理容器4的側(cè)壁的一部分呈凹部狀凹向外側(cè)，形成一側(cè)向處理容器4內(nèi)開(kāi)口并與處理容器4內(nèi)連通的等離子體室73。即，等離子體分隔壁72的內(nèi)部空間呈與上述處理容器4內(nèi)一體地連通的狀態(tài)。上述開(kāi)口 70被形成得足夠長(zhǎng)，使得其能夠在高度方向上將被保持于晶圓舟皿12的所有晶圓W覆蓋。另外，有時(shí)也將具有多個(gè)狹縫的狹縫板設(shè)于該開(kāi)口 70。另外，在上述等離子體分隔壁72的兩側(cè)壁的外側(cè)面以沿著其長(zhǎng)度方向(上下方向)彼此相對(duì)的方式設(shè)有細(xì)長(zhǎng)的一對(duì)等尚子體電極74,并且該等尚子體電極74經(jīng)由供電線 78與等離子體產(chǎn)生用的高頻電源76連接，通過(guò)對(duì)上述等離子體電極74施加例如13. 56MHz 的高頻電壓，能夠產(chǎn)生等離子體。另外，該高頻電壓的頻率不被限定于13. 56MHz，也可以使用其他的頻率、例如400kHz等。另外，在上述處理容器4內(nèi)向上方向延伸的氧化氣體用的氣體噴嘴38被這樣設(shè)置在中途向處理容器4的徑向外側(cè)彎曲，位于上述等離子體室73內(nèi)的最深處(離處理容器4的中心最遠(yuǎn)的部分)，沿著該最深處的部分朝向上方豎起。因而，高頻電源76被接通時(shí)，從上述氣體噴嘴38的氣體噴射孔38A噴射的氧氣在等離子體室73內(nèi)被活性化并一邊朝向處理容器4的中心擴(kuò)散一邊流動(dòng)。另外，在上述等離子體分隔壁72的外側(cè)以覆蓋該分隔壁72的方式安裝有由例如石英構(gòu)成的絕緣保護(hù)罩80。另外，在該絕緣保護(hù)罩80的內(nèi)側(cè)部分設(shè)有未圖示的制冷劑路徑，通過(guò)使被冷卻的氮?dú)?、冷卻水流動(dòng)，能夠冷卻上述等離子體電極74。另外，在上述等離子體室73的開(kāi)口 70的外側(cè)附近、即開(kāi)口 70的外側(cè)(處理容器 4內(nèi))分別豎立地設(shè)置上述水分用的氣體噴嘴40和吹掃氣體用的氣體噴嘴44，能夠利用設(shè)于各氣體噴嘴40、44的各氣體噴射孔40A、44A來(lái)朝向處理容器4的中心方向分別噴射水蒸汽和作為吹掃氣體的N2氣體。另一方面，在與上述開(kāi)口 70相對(duì)設(shè)置的排氣口 68處利用焊接以覆蓋該排氣口 68 的方式安裝有由石英構(gòu)成的、被成形為截面-字狀的排氣口覆蓋構(gòu)件82。該排氣口覆蓋構(gòu)件82沿著上述處理容器4的側(cè)壁向上方延伸，與處理容器4的上方的氣體出口 84連通。另外，該氣體出口 84與排氣系統(tǒng)86連接。該排氣系統(tǒng)86具有與上述氣體出口 84連接的排氣路徑88，在該排氣路徑88上依次設(shè)有用于調(diào)整處理容器4內(nèi)的壓力的壓力調(diào)整閥90及真空泵92，能夠一邊將處理容器4內(nèi)維持成規(guī)定的壓力一邊進(jìn)行抽真空。另外，以包圍該處理容器4的外周的方式設(shè)有用于對(duì)該處理容器4及其內(nèi)部的晶圓W進(jìn)行加熱的筒體狀的加熱部件94。另外，有時(shí)也不設(shè)置該加熱部件94。另外，這樣構(gòu)成的氧化裝置2的整體的動(dòng)作、例如工藝壓力、工藝溫度、利用各開(kāi)閉閥的開(kāi)閉進(jìn)行的各氣體(包括水蒸汽)的供給、停止各氣體(包括水蒸汽)的供給、氣體流量的控制及高頻電的接通/斷開(kāi)控制等利用由例如計(jì)算機(jī)等構(gòu)成的裝置控制部96來(lái)進(jìn)行。另外，該裝置控制部96具有存儲(chǔ)有用于進(jìn)行上述控制的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)98。能夠?qū)⒗畿洷P、⑶(光盤Compact Disc)、⑶-ROM、硬盤、閃存或者DVD等用作該存儲(chǔ)介質(zhì)98。另外，該裝置控制部96也與未圖示的用戶界面連接，能夠進(jìn)行包括制程程序在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)發(fā)送。接著，參照?qǐng)D3A 3H及圖4對(duì)使用如上述那樣構(gòu)成的氧化裝置2進(jìn)行的本發(fā)明的寬度減小方法進(jìn)行說(shuō)明。圖3A 3H是示意性地表示用于對(duì)包括本發(fā)明的寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法進(jìn)行說(shuō)明的半導(dǎo)體晶圓的截面的剖視圖，圖4是對(duì)包括寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。首先，對(duì)用于進(jìn)行本發(fā)明的寬度減小方法的上述氧化裝置2的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。首先，使載置有常溫的多張、例如50張 150張300mm尺寸的晶圓W的狀態(tài)的晶圓舟皿12從處理容器4的下方上升而加載、輸入到被預(yù)先設(shè)為規(guī)定的溫度的該處理容器4 內(nèi)，通過(guò)利用蓋部18關(guān)閉歧管8的下端開(kāi)口部而將處理容器4內(nèi)密閉。如下所述，在上述晶圓W的表面，作為含碳薄膜的抗蝕劑膜被圖案化而呈凹凸?fàn)?。然后，?duì)處理容器4內(nèi)進(jìn)行抽真空而維持成規(guī)定的工藝壓力，并且使向加熱部件 94供給的供給電力增大，由此，使晶圓溫度上升而維持工藝溫度。另外，在利用等離子體進(jìn)行的氧的活性化充分時(shí)，也可以不使上述加熱部件94動(dòng)作。例如，在使用了等離子體的情況下，利用加熱部件94使水分及晶圓活性化時(shí)，也根據(jù)所使用的材料、例如為熱CVD碳膜時(shí)，最大升溫到850°C左右。因而，具有加熱部件94的氧化裝置的加熱溫度為作為室溫的 25°C 850°C。另外，從氧化氣體供給部件28將氧氣向處理容器4內(nèi)供給，從水分供給部件 30將作為水分的水蒸汽向處理容器4內(nèi)供給。具體而言，被進(jìn)行了流量控制的氧氣從氧化氣體用的氣體噴嘴38的各氣體噴射孔38A朝向水平方向噴射，經(jīng)由等離子體室73被供給到處理容器4內(nèi)。另外，被進(jìn)行了流量控制的水蒸汽從水分用的氣體噴嘴40的各氣體噴射孔40A朝向水平方向噴射，被供給到處理容器4內(nèi)。在進(jìn)行上述氣體的供給的同時(shí)，上述活性化部件66的一對(duì)等離子體電極74被高頻電源76施加高頻電壓，由此，在上述等離子體室73內(nèi)生成等離子體而被供給到該等離子體室73內(nèi)的上述氧氣被等離子體活性化。利用該氧氣的活性種對(duì)被形成在上述晶圓W 的表面的作為含碳薄膜的例如抗蝕劑膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該抗蝕劑膜的表面，由此，如下所述，進(jìn)行使上述抗蝕劑膜的圖案的凸部的寬度減小的寬度減小處理。此時(shí)，該晶圓W自身所含有的水分被帶入到處理容器4內(nèi)，或者由氧化反應(yīng)產(chǎn)生作為反應(yīng)副生成物的水分，因此，因這些水分的不良影響而有可能發(fā)生寬度減小量出現(xiàn)偏差的情況。但是，在本發(fā)明方法中，如上所述，在進(jìn)行該氧化處理的同時(shí)，將比上述水分量多的水分以水蒸汽的方式進(jìn)行供給，因此，如下所述，由晶圓W帶入到處理容器4內(nèi)的水分量、作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生的水分量被供給量大于它們的上述水分量稀釋化，其不良影響被降低到能夠忽略，結(jié)果，能夠抑制每次處理(每次寬度減小處理)的寬度減小量產(chǎn)生偏差。另外，如上述那樣開(kāi)始氧化處理時(shí)，驅(qū)動(dòng)排氣系統(tǒng)86，真空泵92被驅(qū)動(dòng)而連續(xù)地旋轉(zhuǎn)，對(duì)處理容器4內(nèi)進(jìn)行抽真空，因此，在處理容器4內(nèi)因氧化反應(yīng)而產(chǎn)生的各種氣體作為排氣氣體從排氣口 68被排出，經(jīng)由氣體出口 84在排氣路徑88內(nèi)向下流去。接著，參照?qǐng)D3A 圖3H及圖4對(duì)包括以上那樣的含碳薄膜的寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖3A所示，在作為被處理體的半導(dǎo)體晶圓W的上表面從下層開(kāi)始依次形成有最終將被圖案蝕刻的被蝕刻對(duì)象膜100及反射防止膜102。上述反射防止膜102作為在進(jìn)行對(duì)被形成在該反射防止膜102上的抗蝕劑膜進(jìn)行的光刻時(shí)的反射防止膜(BARC)而起作用，并且也作為在對(duì)基底的被蝕刻對(duì)象膜100進(jìn)行蝕刻時(shí)的掩模而起作用。上述晶圓W由例如硅基板構(gòu)成，根據(jù)需要，在其上表面上形成有各種半導(dǎo)體元件、 電路圖案。上述被蝕刻對(duì)象膜100不被特別限定，能夠使用含有例如氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、非晶硅或者多晶硅的膜。另外，該被蝕刻對(duì)象膜100的厚度為例如20nm 200nm左右。另外，反射防止膜102不被特別限定，能夠使用無(wú)定形碳、多元酚、光致抗蝕劑等有機(jī)系的材料，用于調(diào)整利用光刻技術(shù)進(jìn)行的曝光時(shí)的激光的折射率。然后，如圖3B所示，在如上述那樣形成的半導(dǎo)體晶圓W的表面、即反射防止膜102 上形成含碳薄膜104 (SI)。該含碳薄膜104的厚度在例如50nm 200nm左右的范圍內(nèi)。作為該含碳薄膜104，能夠使用抗蝕劑膜等含有碳和氫的有機(jī)材料，具有利用例如ArF激光進(jìn)行感光的特性。如果這樣的含碳薄膜104為例如抗蝕劑膜，則能夠使用旋轉(zhuǎn)涂敷裝置來(lái)形成該抗蝕劑膜。接著，使用未圖示的掩模和例如浸沒(méi)法，利用光刻的例如ArF激光對(duì)該含碳薄膜 104進(jìn)行曝光、顯影，如圖3C所示，進(jìn)行圖案化(S2)。通過(guò)進(jìn)行該圖案化在含碳薄膜104上呈凹凸?fàn)顖D案形成到達(dá)基底的凹部104A及凸部104B。此時(shí)的凹部104A的寬度Dl為例如 40nm左右，凸部104B的寬度(厚度)LI為例如40nm左右。在此，基底的反射防止膜102暴露于凹部104A的底面。這樣，在含碳薄膜104被圖案化后，進(jìn)行將該晶圓向以上參照?qǐng)DI及圖2說(shuō)明的氧化裝置2的處理容器4內(nèi)輸入的輸入工序(S3)。在此情況下，如以上說(shuō)明的那樣，以多張晶圓W被多層地支承于晶圓舟皿12的狀態(tài)向處理容器4內(nèi)收容。然后，在該氧化裝置2中， 如上所述，作為氧化氣體向處理容器4內(nèi)流入例如氧氣并且利用由高頻電力產(chǎn)生的等離子體使該氧氣活性化。與此同時(shí)，還向處理容器4內(nèi)多量供給水蒸汽，如圖3D所示，對(duì)上述圖案化了的含碳薄膜104的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜104的表面，使凸部104B的寬度減小(S4)。將該處理稱為寬度減小處理。能夠?qū)⒃撗趸瘯r(shí)的反應(yīng)式表示如下。CxHy+02 (等離子體)—xC02+l/2 yH20在此，CxHy表示抗蝕劑膜(有機(jī)材料)，x、y分別是任意的正整數(shù)。此時(shí)的利用水分供給部件30供給的水分的量也取決于要處理的晶圓W的張數(shù)，例如，收容100張直徑300mm 的晶圓W時(shí),為5sccm 50sccm左右。換言之，I張晶圓平均的供給水分量為0. 05sccm
0.5sccm左右。另外,此時(shí)的氧氣的流量為例如IOOsccm lOOOOsccm,寬度減小時(shí)間取決于要削減的厚度，例如，為30分鐘左右。通過(guò)進(jìn)行上述寬度減小處理，上述含碳薄膜104的凸部104B的表面被氧化、削減， 因此，凸部104B自身變薄，其寬度(厚度)變?yōu)長(zhǎng)2(L2<L1)。具體而言，從上述寬度LI為例如40nm減小到寬度L2為例如IOnm左右。另外，凸部104B的高度也略微降低，在此未進(jìn)行特別記載。在此，如以上說(shuō)明的那樣，該晶圓W自身所含有的水分被帶入處理容器4內(nèi)，或者因氧化反應(yīng)而作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生水分，因此，由于這些水分的不良影響，有可能發(fā)生寬度減小量產(chǎn)生偏差的情況。但是，在本發(fā)明方法中，如上所述，在進(jìn)行該氧化處理的同時(shí)， 將比上述水分量多的水分以水蒸汽的方式供給，因此，如下所述，由晶圓W帶入到處理容器 4內(nèi)的水分量、作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生的水分量被供給量大于它們的上述水分量稀釋化，其不良影響被降低到能夠忽略，結(jié)果，能夠抑制每次處理(每次寬度減小處理)的寬度減小量產(chǎn)生偏差。S卩，被與晶圓W—起帶入的水分量、作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生的水分量遠(yuǎn)比在本發(fā)明方法中特意地供給的水分量少，因此，即使被帶入的水分量、作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生的水分量發(fā)生變動(dòng)，該變動(dòng)也會(huì)被抑制。結(jié)果，能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差而使凸部104B的寬度(厚度)恒定。在此情況下，作為上述相鄰的凸部104B 間的距離的凹部104A的寬度Dl與上述凸部104B的側(cè)面的削減量相對(duì)應(yīng)地變寬。這樣，將被進(jìn)行了寬度減小處理的晶圓W從處理容器4內(nèi)取出，向其他的成膜裝置輸送，在此，如圖3E所示，在被進(jìn)行了上述寬度減小處理的凹凸?fàn)畹暮急∧?04上及反射防止膜102上，作為薄膜形成例如硅氧化膜106 (S5)。該硅氧化膜106以規(guī)定的厚度堆積在上述含碳薄膜104的凸部104B的上表面及側(cè)面(凹部104A的側(cè)面)、凹部104A的底面的一面上。作為該薄膜，并不被限定于硅氧化膜106，能夠應(yīng)用例如SiON膜、SiN膜、非晶Si 膜、多晶Si膜等。另外，也能夠在進(jìn)行了上述寬度減小處理的處理容器4內(nèi)不取出晶圓W 地連續(xù)地形成上述薄膜的硅氧化膜106。接著，通過(guò)對(duì)形成有上述硅氧化膜106的晶圓W實(shí)施蝕刻處理(回蝕處理)，如圖 3F所示，將位于含碳薄膜104的圖案的凸部104B的上表面及凹部104A的底部的硅氧化膜 106除去，殘留被堆積在該圖案的凸部104B的側(cè)面的硅氧化膜、即側(cè)壁106A(S6)。接著，對(duì)表面因上述回蝕而露出的由抗蝕劑膜構(gòu)成的含碳薄膜104的凸部104B實(shí)施灰化處理而除去該凸部104B，使上述側(cè)壁106A殘留下來(lái)，通過(guò)將該殘留的側(cè)壁106A作為掩模實(shí)施蝕刻處理，如圖3G所示那樣對(duì)上述反射防止膜102進(jìn)行圖案化(S7)。接著，通過(guò)將由側(cè)壁106A和被圖案化了的反射防止膜102A構(gòu)成的圖案作為掩模實(shí)施蝕刻處理，如圖3H所示，對(duì)上述被蝕刻對(duì)象膜100進(jìn)行蝕刻而得到所希望的間距的圖案(S8)。能夠使被蝕刻對(duì)象膜100的這樣得到的圖3H所示的圖案的凹部及凸部的間距遠(yuǎn)比圖3C所示的含碳薄膜104的圖案的凹部104A及凸部104B的間距小。這樣，在本發(fā)明中，通過(guò)一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，使上述圖案的凸部的寬度減小，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。在上述實(shí)施例中，作為被進(jìn)行寬度減小處理的被蝕刻對(duì)象膜100、用作圖案材料的含碳薄膜104使用了由抗蝕劑膜構(gòu)成的有機(jī)材料，以這樣的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是不限定于此，也能夠使用作為反射防止膜(BARC)起作用的有機(jī)材料、碳膜等。在對(duì)該碳膜進(jìn)行成膜時(shí)，既可以利用涂敷裝置來(lái)涂覆、成膜，或者也可以利用等離子體CVD處理或者加熱 CVD處理來(lái)進(jìn)行成膜處理，并不限定成膜方法。另外，對(duì)于向碳膜進(jìn)行的圖案形成，不是利用光刻，而是利用將預(yù)先被形成在上部的圖案作為掩模的蝕刻來(lái)進(jìn)行的，因此，在碳膜下部未必一定要有反射防止膜。<第I變形實(shí)施例>接著，說(shuō)明本發(fā)明的第I變形實(shí)施例。在以上參照?qǐng)D4說(shuō)明的本發(fā)明方法的實(shí)施例中，在進(jìn)行寬度減小工序時(shí)向處理容器4內(nèi)供給水分，但不限定于此，例如，也可以在將要進(jìn)行寬度減小工序之前向處理容器4內(nèi)供給水分。圖5是表示包括這樣的本發(fā)明方法的第I變形實(shí)施例的寬度減小方法的微細(xì)圖案的形成方法的一部分的流程圖。圖5是將圖4 所示的流程圖的一部分變更了的圖，省略了主要部分以外的記載。在該第I變形實(shí)施例中，將形成有圖3C所示那樣的被圖案化了的含碳薄膜104的多張晶圓W載置于晶圓舟皿12,并向氧化裝置的處理容器4內(nèi)輸入(加載)，將處理容器4 內(nèi)密閉，在進(jìn)行了這樣的輸入工序(S3)之后，接著，進(jìn)行用于向處理容器4內(nèi)供給水分的水分供給工序(S3-1)。在該水分供給工序中，與以上說(shuō)明的步驟S4的寬度減小工序同樣將水分以水蒸汽的方式一邊進(jìn)行流量控制一邊向處理容器4內(nèi)供給，同時(shí)也進(jìn)行抽真空而進(jìn)行排氣。由此，使水分多量附著于處理容器4內(nèi)的壁面、晶圓舟皿12的表面等容器內(nèi)構(gòu)造物的表面及晶圓W的表面。在這樣的狀態(tài)下，接著，使氧化氣體流入處理容器4內(nèi)并且生成等離子體而進(jìn)行寬度減小工序(S4-1)。由此，通過(guò)對(duì)上述含碳薄膜104的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜104的表面，使圖案的凸部104B的寬度(厚度)減小。此時(shí)，之前在上述水分供給工序中向處理容器4內(nèi)供給了水分，因此，不需要再向處理容器4內(nèi)供給水分。這樣，在不供給水分的寬度減小工序S4-1結(jié)束之后，接著，如圖4所示，依次進(jìn)行步驟S5以后的各工序。在此情況下，也能夠發(fā)揮與前面的實(shí)施例同樣的作用效果。另外， 在該第I變形實(shí)施例中，也可以在寬度減小工序S4-1中也向處理容器4內(nèi)供給水分。在此情況下，為與圖4所示的寬度減小工序S4同樣的操作。〈對(duì)水分的影響進(jìn)行的驗(yàn)證〉在本發(fā)明中，以由例如抗蝕劑膜構(gòu)成的含碳薄膜的每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差的原因在于水分而采取了對(duì)策，在此，對(duì)于上述寬度減小量的偏差的原因?qū)嶋H上是否在于水分進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，因此，說(shuō)明該第I驗(yàn)證實(shí)驗(yàn) 第3驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。首先，說(shuō)明第I驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。圖6A及圖6B是用于說(shuō)明第I驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖，圖6A 表示將不同的張數(shù)的晶圓載置于晶圓舟皿的狀態(tài)，圖6B是表示對(duì)不同的張數(shù)的晶圓進(jìn)行的寬度減小處理時(shí)的削減量的變化的圖表。在該第I驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，以在晶圓舟皿的高度方向的中心部收容有I張由硅基板構(gòu)成的監(jiān)視晶圓W的情況和收容有7張的情況這兩個(gè)種類的方式進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在晶圓舟皿的空置區(qū)域的部分載置模擬晶圓而使各晶圓舟皿呈滿載狀態(tài)。在上述I張監(jiān)視晶圓及I張監(jiān)視晶圓的各監(jiān)視晶圓W的表面預(yù)先形成有如圖3C 所示那樣被以具有凹部104A及凸部104B的方式圖案化成凹凸?fàn)畹暮急∧?04。對(duì)于這樣的監(jiān)視晶圓，使用圖I及圖2所示那樣的氧化裝置在O2等離子體氣氛中(不供給水分) 實(shí)施了寬度減小處理。此時(shí)的含碳薄膜104的凸部104B的寬度的變化通過(guò)削減量“L1-L2” (參照?qǐng)D3C 及圖3D)求出。圖6B表示該結(jié)果。如圖6B所示，無(wú)論監(jiān)視晶圓為I張時(shí)還是為7張時(shí)，削減量都隨著寬度減小時(shí)間變長(zhǎng)而呈直線狀地增加，但是，與監(jiān)視晶圓為I張時(shí)相比，在監(jiān)視晶圓為7張時(shí)，削減量隨著寬度減小時(shí)間變長(zhǎng)而增加的傾向較大(直線的傾斜度較大)。這意味著削減量隨著要處理的晶圓張數(shù)而變動(dòng)，再現(xiàn)性低?？梢哉J(rèn)為其原因在于作為寬度減小處理時(shí)所產(chǎn)生的作為反應(yīng)副生成物的水分的影響及/或7張監(jiān)視晶圓帶入到處理容器內(nèi)的水分的影響。接著，對(duì)寬度減小處理時(shí)的處理容器4內(nèi)的水分量的變化進(jìn)行了實(shí)際調(diào)查，圖7A 及圖7B表示該結(jié)果。在此，在一晶圓舟皿中載置5張上述那樣的監(jiān)視晶圓，在另一晶圓舟皿中載置50張上述那樣的監(jiān)視晶圓，分別進(jìn)行了寬度減小處理。另外，在空置區(qū)域中載置模擬晶圓以成為滿載狀態(tài)。圖7A及圖7B是表示進(jìn)行寬度減小處理時(shí)所產(chǎn)生的水分量與監(jiān)視晶圓的張數(shù)的相關(guān)性的圖表。圖7A表示監(jiān)視晶圓為 5張時(shí)的水分量的變化，圖7B表示監(jiān)視晶圓為50張時(shí)的水分量的變化。在圖表中，縱軸表示“強(qiáng)度(intensity) ”(用于檢測(cè)器的強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)化)，水分量越多，數(shù)值越大。如圖所示， 相比5張監(jiān)視晶圓的情況，50張監(jiān)視晶圓產(chǎn)生了多量的水分。接著，說(shuō)明第2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。圖8A及圖8B是用于說(shuō)明第2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖，圖8A 表示將含有水分狀態(tài)不同的模擬晶圓載置于晶圓舟皿的狀態(tài)，圖8B是表示在存在含有水分狀態(tài)不同的模擬晶圓的條件下進(jìn)行寬度減小處理時(shí)的削減量的變化的圖表。在該第2驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，均在晶圓舟皿的高度方向的中心部收容I張由硅基板構(gòu)成的監(jiān)視晶圓W，在晶圓舟皿的空置區(qū)域的部分載置模擬晶圓，使各晶圓舟皿呈滿載狀態(tài)。 在此，預(yù)先利用熱氧化處理在一晶圓舟皿中的所有模擬晶圓的表面形成有厚度為
0.Ium的熱氧化膜(SiO2)。另外，預(yù)先利用CVD處理在另一晶圓舟皿中的所有模擬晶圓的表面形成有厚度為I U m的SiO2膜。在此情況下，由熱氧化膜構(gòu)成的SiO2膜吸水性少，因此水分較少，利用CVD形成的SiO2膜富有吸水性，因此含有多量的水分。預(yù)先在上述各監(jiān)視晶圓W的表面形成有如圖3C所示那樣以具有凹部104A及凸部 104B的方式圖案化成凹凸?fàn)畹暮急∧?04。對(duì)于這樣的監(jiān)視晶圓，使用圖I及圖2所示那樣的氧化裝置，在O2等離子體氣氛中(不供給水分)實(shí)施了寬度減小處理。此時(shí)的含碳薄膜104的凸部104B的寬度的變化通過(guò)削減量“L1-L2” (參照?qǐng)D3C 及圖3D)求出。圖SB表示該結(jié)果。如圖SB所示，無(wú)論是帶熱氧化膜的模擬晶圓時(shí)還是帶 CVD-SiO2膜的模擬晶圓時(shí)，削減量都隨著寬度減小時(shí)間變長(zhǎng)而呈直線狀地增加。另外，與模擬晶圓為帶熱氧化膜的模擬晶圓時(shí)相比，在模擬晶圓為帶CVD-SiO2膜的模擬晶圓時(shí)，削減量隨著寬度減小時(shí)間變長(zhǎng)而增加的傾向較大(直線的傾斜度較大)。結(jié)果，對(duì)應(yīng)于模擬晶圓的狀態(tài)、即與從外部被帶入的水分較少時(shí)(熱氧化膜的 SiO2)相比，在從外部被帶入的水分較多時(shí)(CVD-SiO2膜)，寬度減小處理時(shí)的削減量較大。在此，為了確切地認(rèn)識(shí)被帶入到處理容器內(nèi)的水分量的影響，在存在被形成有 CVD-SiO2膜的模擬晶圓的條件下連續(xù)地進(jìn)行寬度減小處理，對(duì)此時(shí)的削減量的變化進(jìn)行了調(diào)查。圖9表示此時(shí)的結(jié)果。圖9是表示在存在帶CVD-SiO2膜的模擬晶圓(水分多量)的條件下連續(xù)地進(jìn)行寬度減小處理時(shí)的削減量的變化的圖表。在此，如圖8A所示，將I張上述那樣的監(jiān)視晶圓載置在晶圓舟皿的中央部，以滿載狀態(tài)將附著有利用CVD處理形成的 SiO2膜的模擬晶圓載置在其他的空置區(qū)域中。該附著有CVD-SiO2膜的模擬晶圓在被移載到晶圓舟皿中之前被放置在大氣中兩天，使SiO2膜吸收有充分的量的水分。在將這樣的模擬晶圓載置于晶圓舟皿的狀態(tài)下，每進(jìn)行一次寬度減小處理就將位于中央的監(jiān)視晶圓更換而連續(xù)進(jìn)行了 10次寬度減小處理。圖 9表示每次的削減量。另外，在從第7次到第10次的寬度減小處理中，在將要進(jìn)行該寬度減小處理之前，進(jìn)行規(guī)定的時(shí)間的循環(huán)吹掃(cycle purge)，該循環(huán)吹掃為交替地反復(fù)進(jìn)行非活性氣體 (例如N2氣體)的供給和抽真空，以促進(jìn)處理容器內(nèi)的氣氛的排氣。該循環(huán)吹掃的時(shí)間如下，在將要進(jìn)行第7次寬度減小處理之前進(jìn)行2小時(shí)，在將要進(jìn)行第8次寬度減小處理之前進(jìn)行4小時(shí),在將要進(jìn)行第9次寬度減小處理之前進(jìn)行6小時(shí),在將要進(jìn)行第10次寬度減小處理之前進(jìn)行12小時(shí)。另外，I次寬度減小處理時(shí)間為15分間左右。另外，作為參考值，在圖9的右端表示在以滿載狀態(tài)將附著有由熱氧化膜構(gòu)成的 SiO2膜的模擬晶圓(水分少量)收容到晶圓舟皿的空置區(qū)域中時(shí)的削減量。如圖9所示， 在從第I次到第4次的寬度減小處理中，如朝向右下緩和地傾斜的箭頭110所示，削減量大約從12nm左右一點(diǎn)一點(diǎn)地降低到10. 5nm左右。可以認(rèn)為其理由在于，每進(jìn)行I次寬度減小處理，從模擬晶圓的表面的CVD-SiO2膜中排出的水分都變少。另外，在從第4次到第6次的寬度減小處理中，如朝向水平方向的箭頭112所示， 削減量大約恒定為10. 5nm左右?？梢哉J(rèn)為其原因在于，在寬度減小處理的處理過(guò)程中被吸收到模擬晶圓的表面的CVD-SiO2膜中的水分量與在寬度減小處理中被排出的水分量達(dá)到平衡狀態(tài)。但是，即使為這樣的狀態(tài)，如從第7次到第10次所示，如果分別在將要進(jìn)行寬度減小處理之前進(jìn)行循環(huán)吹掃，則如朝向右下緩和地傾斜的箭頭114所示，削減量也再次下降，從10. 5nm左右一點(diǎn)一點(diǎn)地下降到9nm左右?？梢哉J(rèn)為其理由在于，通過(guò)進(jìn)行循環(huán)吹掃，CVD-SiO2膜中所含有的水分被進(jìn)一步排出而變少，結(jié)果，在進(jìn)行寬度減小處理時(shí)，從該 CVD-SiO2膜排出的水分量依次進(jìn)一步變少。但是，即使這樣多次進(jìn)行循環(huán)吹掃，在CVD-SiO2膜中也含有一定程度的水分，此時(shí)的削減量的9nm也比圖表中的右端所示的使用了帶熱氧化膜(SiO2膜)的模擬晶圓時(shí)的削減量的8nm左右大。根據(jù)以上所述可知，削減量在每次寬度減小處理時(shí)都變動(dòng)、再現(xiàn)性低的理由在于，如以上所述那樣被帶入到處理容器4內(nèi)的水分、作為反應(yīng)副生成物產(chǎn)生的水分。<本發(fā)明方法的評(píng)價(jià)>接著，實(shí)際進(jìn)行本發(fā)明的寬度減小方法，說(shuō)明其評(píng)價(jià)結(jié)果。圖IOA及圖IOB是用于說(shuō)明本發(fā)明的寬度減小方法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的說(shuō)明圖，圖IOA表示將含有水分狀態(tài)不同的模擬晶圓載置于晶圓舟皿的狀態(tài)，圖IOB是表在存在含有水分狀態(tài)不同的|旲擬晶圓的條件下且供給水分時(shí)和不供給水分時(shí)的寬度減小處理時(shí)的削減量的變化的圖表。不供給水分時(shí)與以往的寬度減小方法相對(duì)應(yīng)，供給水分時(shí)與本發(fā)明的寬度減小方法相對(duì)應(yīng)。在本發(fā)明方法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，分別在晶圓舟皿的高度方向的頂部(TOP)、中央(CTR)、底部(BTM)收容有由硅基板構(gòu)成的監(jiān)視晶圓W，在晶圓舟皿的空置區(qū)域的部分載置模擬晶圓，使各晶圓舟皿為滿載狀態(tài)。在此，預(yù)先利用熱氧化處理在一晶圓舟皿的所有模擬晶圓的表面形成有厚度為
0.Ium的熱氧化膜(SiO2)。另外，預(yù)先利用CVD處理在另一晶圓舟皿的所有模擬晶圓的表面形成有厚度為2 y m的SiO2膜。在此情況下，由熱氧化膜構(gòu)成的SiO2膜的吸水性少，因此，水分較少，利用CVD形成的SiO2膜富有吸水性，因此，含有多量的水分。預(yù)先在上述各監(jiān)視晶圓W的表面形成有如圖3C所示那樣以具有凹部104A及凸部 104B的方式圖案化成凹凸?fàn)畹暮急∧?04。對(duì)于這樣的監(jiān)視晶圓，使用圖I及圖2所示那樣的氧化裝置在O2等離子體氣氛中分別在不供給水的情況下和供給水分的情況下實(shí)施了寬度減小處理。該供給水分的情況的水分供給量為50SCCH1。此時(shí)的含碳薄膜104的凸部104B的寬度的變化通過(guò)削減量“L1-L2” (參照?qǐng)D3C 及圖3D)求出。圖IOB表示該結(jié)果。圖IOB的左側(cè)的縱軸表示削減量，右側(cè)的縱軸表示CVD 膜模擬晶圓和熱氧化膜模擬晶圓的削減量比(CVD膜模擬晶圓/熱氧化膜模擬晶圓)。如圖IOB中的左側(cè)一半所示，在不供給水分的以往的寬度減小方法的情況下，熱氧化膜模擬晶圓和CVD膜模擬晶圓之間的差與TOP、CTR及BTM無(wú)關(guān)，都較大，例如，削減量比達(dá)到I. 27 I. 30左右，削減量的變動(dòng)量過(guò)大。而如圖IOB中的右側(cè)一半所示，能夠確認(rèn)在供給水分的本發(fā)明的情況下，熱氧化膜模擬晶圓與CVD膜模擬晶圓之間的差非常小， 例如，削減量比為I. 03 I. 09左右，能夠大幅抑制削減量的變動(dòng)量。另外，在以上的實(shí)施例中，以在進(jìn)行寬度減小處理時(shí)將氧氣用作氧化氣體并利用等離子體使氧氣活性化的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，不限定于此，也可以將氧氣用作氧化氣體而不使用等離子體。另外，在上述實(shí)施例中，作為氧化氣體，主要是以使用氧氣的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，不限定于此，也能夠使用h2o、no、n2o、o3等。另外，在此情況下，可以使用等離子體，或者也可以不使用等離子體。在不使用等離子體的情況下，在圖I及圖2所示的氧化裝置中，不需要設(shè)置用于產(chǎn)生等離子體的活性化部件66及附屬于該活性化部件66的構(gòu)件，但是為了提高氧化力，優(yōu)選提高晶圓W的溫度。因而，在此情況下，被設(shè)在處理容器4的外周側(cè)的加熱部件94是必須設(shè)置的。在此情況下，在氧化氣體為氧氣時(shí)，寬度減小處理時(shí)的晶圓溫度設(shè)定為例如200°C 以上，氧化氣體為臭氧且不使用等離子體時(shí)，寬度減小處理時(shí)的晶圓溫度設(shè)定為例如100°C 以上。另外，上限溫度、例如熱CVD碳膜時(shí)，為850°C左右。另外，在此，作為被處理體，以半導(dǎo)體晶圓為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，該半導(dǎo)體晶圓也包括硅基板、GaAs, SiC, GaN等化合物半導(dǎo)體基板，并且，不被限定于這些基板，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于液晶顯示裝置所使用的玻璃基板、陶瓷基板等。采用本發(fā)明的含碳薄膜的寬度減小方法及氧化裝置，能夠如下述那樣發(fā)揮優(yōu)異的作用效果。采用技術(shù)方案I及引用該技術(shù)方案I的技術(shù)方案的發(fā)明，一邊向處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此， 使圖案的凸部的寬度減小，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。 采用技術(shù)方案2及引用該技術(shù)方案2的技術(shù)方案的發(fā)明，在將要進(jìn)行寬度減小處理之前向處理容器內(nèi)供給水分，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。采用技術(shù)方案3及引用該技術(shù)方案3的技術(shù)方案的發(fā)明，在將要進(jìn)行寬度減小處理之前向處理容器內(nèi)供給水分，并且，一邊向處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使圖案的凸部的寬度減小，因此，能夠使寬度減小量(削減量)不取決于一次處理的被處理體的張數(shù)，且能夠抑制每次寬度減小處理的寬度減小量(削減量)的偏差，使再現(xiàn)性提高。本申請(qǐng)基于在2010年12月20日向日本專利廳提出的日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)? 第 2010-282675號(hào))要求優(yōu)先權(quán)，本說(shuō)明書含有其全部公開(kāi)內(nèi)容作為參照。
權(quán)利要求
1.一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；寬度減小工序，其用于一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使上述圖案的凸部的寬度減小。
2.一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；水分供給工序，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；寬度減小工序，其用于利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使上述圖案的凸部的寬度減小。
3.一種含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；水分供給工序，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；寬度減小工序，其用于一邊向上述處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)上述含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此使上述圖案的凸部的寬度減小。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，上述含碳薄膜由從組中選擇的I種膜構(gòu)成，該組包括抗蝕劑膜、碳膜及反射防止膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，上述氧化氣體由含氧氣體構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，上述氧化處理是氧氣氛中的等離子體氧化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的含碳薄膜的寬度減小方法，其特征在于，上述氧化處理是氧氣氛中的熱氧化處理或者臭氧氣氛中的熱氧化處理。
8.一種氧化裝置，其特征在于，該氧化裝置包括處理容器，其能夠被抽真空；保持部件，其用于在處理容器內(nèi)對(duì)形成有被圖案化了的含碳薄膜的多張被處理體進(jìn)行保持;氧化氣體供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給氧化氣體；水分供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；活性化部件，其用于使上述氧化氣體活性化；裝置控制部，其用于控制裝置整體，使得權(quán)利要求I所述的含碳薄膜的寬度減小方法被執(zhí)行。
9.一種氧化裝置，其特征在于，該氧化裝置包括處理容器，其能夠被抽真空；保持部件，其用于在處理容器內(nèi)對(duì)形成有被圖案化了的含碳薄膜的多張被處理體進(jìn)行保持;氧化氣體供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給氧化氣體；水分供給部件，其用于向上述處理容器內(nèi)供給水分；加熱部件，其用于加熱上述被處理體；裝置控制部，其用于控制裝置整體，使得權(quán)利要求I所述的含碳薄膜的寬度減小方法被執(zhí)行。
全文摘要
本發(fā)明提供含碳薄膜的寬度減小方法及氧化裝置。該含碳薄膜的寬度減小方法包括以下工序輸入工序，其用于將形成有被圖案化了的含碳薄膜的被處理體向氧化裝置的處理容器內(nèi)輸入；寬度減小工序，其用于一邊向處理容器內(nèi)供給水分一邊利用氧化氣體對(duì)含碳薄膜的表面進(jìn)行氧化處理而除去該含碳薄膜的表面，由此，使圖案的凸部的寬度減小。
文檔編號(hào)H01L21/3213GK102610518SQ20111043082
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者佐藤潤(rùn), 長(zhǎng)谷川雅之 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社