(57)【要約】【課題】マスクの肩部分の形状を改善する。【解決手段】エッチング方法は、処理対象膜と、処理対象膜上に形成された複数の凸部を有する層と、複数の凸部の間において露出する処理対象膜及び各凸部を覆う第１の膜とを有する被処理体に対して、第２の膜を成膜する成膜工程と、第２の膜を第１の膜のうち各凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で第２の膜をエッチングする第１のエッチング工程と、第２の膜を第１の膜のうち各凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で第１の膜をエッチングすることで、各凸部の頂部及び複数の凸部間の処理対象膜を露出させる第２のエッチング工程と、を含む。【選択図】図７
2020017569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象膜と、前記処理対象膜上に形成された複数の凸部を有する層と、前記複数の凸部の間において露出する前記処理対象膜及び各前記凸部を覆う第１の膜とを有する被処理体に対して、第２の膜を成膜する成膜工程と、
前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第２の膜をエッチングする第１のエッチング工程と、
前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第１の膜をエッチングすることで、各前記凸部の頂部及び前記複数の凸部間の前記処理対象膜を露出させる第２のエッチング工程と、
を含むことを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記第２のエッチング工程は、
前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分において残存する前記第２の膜の高さが各前記凸部の高さ以上となるように、前記第１の膜をエッチングすることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記第２の膜がエッチングされた後に前記第１の膜のうち各前記凸部の頂部を覆う部分の膜厚がＡ１であり、前記第２の膜がエッチングされた後に前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分において残存する前記第２の膜の、前記第１の膜の当該部分に沿う仮想面における膜厚がＢ１であるとすると、
前記第２のエッチング工程において、前記第２の膜に対する前記第１の膜の選択比は、Ａ１／Ｂ１以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記第１の膜がエッチングされた後に露出した各前記凸部、及び残存する前記第２の膜を選択的に除去する除去工程と、
残存する前記第１の膜をマスクとして前記処理対象膜をエッチングする第３のエッチング工程と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記第１の膜がエッチングされた後に露出した各前記凸部、並びに、残存する前記第１の膜及び前記第２の膜をマスクとして前記処理対象膜をエッチングする第４のエッチング工程をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のエッチング方法。
【請求項６】
処理対象膜と、前記処理対象膜上に形成された複数の凸部を有する層と、前記複数の凸部の間において露出する前記処理対象膜及び各前記凸部を覆う第１の膜とを有する被処理体が搬入されるチャンバと、
前記チャンバ内を減圧するための排気部と、
前記チャンバ内に処理ガスを供給するためのガス供給部と、
前記被処理体に対して、第２の膜を成膜する成膜工程と、前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第２の膜をエッチングする第１のエッチング工程と、前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第１の膜をエッチングすることで、各前記凸部の頂部及び前記複数の凸部間の前記処理対象膜を露出させる第２のエッチング工程と、を実行する制御部と、
を有することを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エッチング方法及びエッチング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エッチングによるパターニング技術として、自己整合型マルチパターニング（ＳＡＭＰ：Self-Aligned  Multi  Patterning）が知られている。ＳＡＭＰでは、例えば、処理対象膜と、処理対象膜の上に形成された複数の凸部からなるマンドレル層と、複数の凸部の間において露出する処理対象膜及び各凸部を覆うスペーサ膜とを有するウエハを用いる。ＳＡＭＰでは、まず、スペーサ膜にエッチングを施してマンドレル層の各凸部と複数の凸部の間の処理対象膜とを露出させる。続いて、ＳＡＭＰでは、露出したマンドレル層の各凸部を選択的に除去する。その後、ＳＡＭＰでは、残存するスペーサ膜をマスクとして処理対象膜をエッチングする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０９９９３８号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７８３７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、マスクの肩部分の形状を改善することができる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によるエッチング方法は、処理対象膜と、前記処理対象膜上に形成された複数の凸部を有する層と、前記複数の凸部の間において露出する前記処理対象膜及び各前記凸部を覆う第１の膜とを有する被処理体に対して、第２の膜を成膜する成膜工程と、前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第２の膜をエッチングする第１のエッチング工程と、前記第２の膜を前記第１の膜のうち各前記凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で前記第１の膜をエッチングすることで、各前記凸部の頂部及び前記複数の凸部間の前記処理対象膜を露出させる第２のエッチング工程と、を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、マスクの肩部分の形状を改善することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、一実施形態に係るエッチング装置の概略の一例を示す断面図である。
【図２】図２は、スロット板の一例を示す平面図である。
【図３】図３は、誘電体窓の一例を示す平面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、図３に示した誘電体窓上に図２に示したスロット板が設けられた状態を示す平面図である。
【図６】図６は、一実施形態におけるウエハの構造の一例を示す断面図である。
【図７】図７は、一実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、一実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、一実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。
【図９】図９は、一実施形態における第２のエッチング工程について更に説明するための図である。
【図１０】図１０は、他の実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、他の実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、他の実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【０００９】
従来、エッチングによるパターニング技術として、自己整合型マルチパターニング（ＳＡＭＰ：Self-Aligned  Multi  Patterning）が知られている。ＳＡＭＰでは、例えば、処理対象膜と、処理対象膜の上に形成された複数の凸部からなるマンドレル層と、複数の凸部の間において露出する処理対象膜及び各凸部を覆うスペーサ膜とを有するウエハを用いる。ＳＡＭＰでは、まず、スペーサ膜にエッチングを施してマンドレル層の各凸部と複数の凸部の間の処理対象膜とを露出させる。続いて、ＳＡＭＰでは、露出したマンドレル層の各凸部を選択的に除去する。その後、ＳＡＭＰでは、残存するスペーサ膜をマスクとして処理対象膜をエッチングする。
【００１０】
しかしながら、上述の技術では、スペーサ膜にエッチングを施してマンドレル層の各凸部と処理対象膜とを露出させた際に、残存するスペーサ膜の肩部分がエッチングされて丸くなるという問題がある。
【００１１】
すなわち、スペーサ膜にエッチングを施してマンドレル層の各凸部と処理対象膜とを露出させた段階において、処理対象膜の上には、頂部が露出したマンドレル層の各凸部が残存し、マンドレル層の各凸部の両側にスペーサ膜が残存する。ここで、スペーサ膜の上面のうち、マンドレル層の各凸部を挟んだ両側部分の肩部分が丸くなることがある。この結果、例えば、スペーサ膜の肩部分において処理対象膜に対して垂直方向のマスク厚さが薄くなり、その後のエッチングにおけるマスクとしての選択性などの機能が損なわれる虞がある。また、ＳＡＭＰでは、露出したマンドレル層の各凸部を選択的に除去した後の残存するスペーサ膜は左右対称ではなく、垂直な矩形形状となっていないため、その後のエッチングにおいて均一なエッチング形状が得られない虞がある。
【００１２】
［エッチング装置１０の構成］
図１は、一実施形態に係るエッチング装置１０の概略の一例を示す断面図である。エッチング装置１０は、例えば図１に示すように、チャンバ１２を備える。チャンバ１２は、被処理体の一例であるウエハＷを収容するための処理空間Ｓを提供する。チャンバ１２は、側壁１２ａ、底部１２ｂ、および天部１２ｃを有する。側壁１２ａは、Ｚ軸を軸線とする略円筒形状を有する。Ｚ軸は、例えば、後述する載置台の中心を鉛直方向に通る。
【００１３】
底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。また、側壁１２ａの上端部は開口している。側壁１２ａの上端部の開口は、誘電体窓１８によって閉じられている。誘電体窓１８は、側壁１２ａの上端部と天部１２ｃとの間に挟持されている。誘電体窓１８と側壁１２ａの上端部との間には封止部材ＳＬが介在していてもよい。封止部材ＳＬは、例えばＯリングであり、チャンバ１２の密閉に寄与する。
【００１４】
チャンバ１２内において、誘電体窓１８の下方には、載置台２０が設けられている。載置台２０は、下部電極ＬＥおよび静電チャックＥＳＣを含む。下部電極ＬＥは、例えばアルミニウム等により形成された略円板状の第１プレート２２ａおよび第２プレート２２ｂを含む。第２プレート２２ｂは、筒状の支持部ＳＰによって支持されている。支持部ＳＰは、底部１２ｂから垂直上方に延びている。第１プレート２２ａは、第２プレート２２ｂ上に設けられており、第２プレート２２ｂと電気的に導通している。
【００１５】
下部電極ＬＥは、給電棒ＰＦＲおよびマッチングユニットＭＵを介して、高周波電源ＲＦＧに電気的に接続されている。高周波電源ＲＦＧは、高周波バイアスを下部電極ＬＥに供給する。高周波電源ＲＦＧによって発生される高周波バイアスの周波数は、ウエハＷに引き込まれるイオンのエネルギーを制御するのに適した所定周波数、例えば、１３．５６ＭＨｚである。マッチングユニットＭＵは、高周波電源ＲＦＧ側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、チャンバ１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中には、例えば、自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサ等が含まれる。
【００１６】
静電チャックＥＳＣは、第１プレート２２ａ上に設けられている。静電チャックＥＳＣは、処理空間Ｓ側にウエハＷを載置するための載置領域ＭＲを有する。載置領域ＭＲは、Ｚ軸に略直交する略円形の領域であり、ウエハＷの直径と略同一の直径またはウエハＷの直径よりも若干小さい直径を有する。また、載置領域ＭＲは、載置台２０の上面を構成しており、当該載置領域ＭＲの中心、即ち、載置台２０の中心は、Ｚ軸上に位置している。
【００１７】
静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを静電吸着力により保持する。静電チャックＥＳＣは、誘電体内に設けられた吸着用電極を含む。静電チャックＥＳＣの吸着用電極には、直流電源ＤＣＳがスイッチＳＷおよび被覆線ＣＬを介して接続されている。静電チャックＥＳＣは、直流電源ＤＣＳから印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、静電チャックＥＳＣの上面にウエハＷを吸着保持する。静電チャックＥＳＣの径方向外側には、ウエハＷの周囲を環状に囲むフォーカスリングＦＲが設けられている。
【００１８】
第１プレート２２ａの内部には、環状の流路２４が形成されている。流路２４には、チラーユニットから配管ＰＰ１を介して冷媒が供給される。流路２４に供給された冷媒は、配管ＰＰ３を介してチラーユニットに回収される。さらに、エッチング装置１０では、伝熱ガス供給部からの伝熱ガス、例えばＨｅガス等が供給管ＰＰ２を介して静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００１９】
載置台２０の外周の外側、即ち、載置台２０と側壁１２ａとの間には、空間が形成されており、この空間は、平面視においては環形状を有する排気路ＶＬとなっている。排気路ＶＬと処理空間Ｓとの間には、複数の貫通孔が形成された環状のバッフル板２６が設けられている。排気路ＶＬは、排気口２８ｈを介して排気管２８に接続されている。排気管２８は、チャンバ１２の底部１２ｂに取り付けられている。排気管２８には、排気装置３０が接続されている。排気装置３０は、圧力調整器およびターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有する。排気装置３０により、チャンバ１２内の処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。また、ウエハＷに対して供給されたガスは、排気装置３０により、ウエハＷの表面に沿って当該ウエハＷのエッジの外側に向けて流れ、載置台２０の外周から排気路ＶＬを介して排気される。
【００２０】
また、本実施形態におけるエッチング装置１０は、温度制御機構として、ヒータＨＴ、ＨＳ、ＨＣ、およびＨＥを有する。ヒータＨＴは、天部１２ｃ内に設けられており、アンテナ１４を囲むように、環状に延在している。ヒータＨＳは、側壁１２ａ内に設けられており、環状に延在している。ヒータＨＣは、第１プレート２２ａ内または静電チャックＥＳＣ内に設けられている。ヒータＨＣは、上述した載置領域ＭＲの中央部分の下方、即ちＺ軸に交差する領域に設けられている。ヒータＨＥは、ヒータＨＣを囲むように環状に延在している。ヒータＨＥは、上述した載置領域ＭＲの外縁部分の下方に設けられている。
【００２１】
また、エッチング装置１０は、アンテナ１４、同軸導波管１６、マイクロ波発生器３２、チューナ３４、導波管３６、およびモード変換器３８を有する。アンテナ１４、同軸導波管１６、マイクロ波発生器３２、チューナ３４、導波管３６、およびモード変換器３８は、チャンバ１２内に供給されるガスを励起させるためのプラズマ生成部を構成している。
【００２２】
マイクロ波発生器３２は、例えば２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器３２は、チューナ３４、導波管３６、およびモード変換器３８を介して、同軸導波管１６の上部に接続されている。同軸導波管１６は、その中心軸線であるＺ軸に沿って延在している。
【００２３】
同軸導波管１６は、外側導体１６ａおよび内側導体１６ｂを含む。外側導体１６ａは、Ｚ軸を中心に延在する円筒形状を有する。外側導体１６ａの下端は、導電性の表面を有する冷却ジャケット４０の上部に電気的に接続されている。内側導体１６ｂは、Ｚ軸を中心に延在する円筒形状を有しており、外側導体１６ａの内側において、当該外側導体１６ａと同軸に設けられている。内側導体１６ｂの下端は、アンテナ１４のスロット板４４に接続されている。
【００２４】
本実施形態において、アンテナ１４は、ＲＬＳＡ（Radial  Line  Slot  Antenna）である。アンテナ１４は、載置台２０と対面するように天部１２ｃに形成された開口内に配置されている。アンテナ１４は、冷却ジャケット４０、誘電体板４２、スロット板４４、および誘電体窓１８を含む。誘電体窓１８は、上部天板の一例である。誘電体板４２は、略円盤形状を有しており、マイクロ波の波長を短縮させる。誘電体板４２は、例えば石英またはアルミナ等で構成され、スロット板４４と冷却ジャケット４０の下面との間に挟持されている。
【００２５】
図２は、スロット板４４の一例を示す平面図である。スロット板４４は、薄板状であって、円板状である。スロット板４４の板厚方向の両面は、それぞれ平らである。スロット板４４の中心ＣＳは、Ｚ軸上に位置している。スロット板４４には、複数のスロット対４４ｐが設けられている。複数のスロット対４４ｐの各々は、板厚方向に貫通する二つのスロット孔４４ａおよび４４ｂを含む。スロット孔４４ａおよび４４ｂのそれぞれの平面形状は、例えば長丸形状である。各スロット対４４ｐにおいて、スロット孔４４ａの長軸の延伸方向と、スロット孔４４ｂの長軸の延伸方向とは、互いに交差または直交している。複数のスロット対４４ｐは、スロット板４４の中心ＣＳを囲むように、中心ＣＳの周囲に配列されている。図２に示す例では、二つの同心円に沿って、複数のスロット対４４ｐが配列されている。各同心円上において、スロット対４４ｐは略等間隔で配列されている。スロット板４４は、誘電体窓１８上の上面１８ｕ（図４参照）に設けられている。
【００２６】
図３は、誘電体窓１８の一例を示す平面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。例えば図３および図４に示すように、誘電体窓１８は、石英等の誘電体によって略円盤状に形成されている。誘電体窓１８の中央には、貫通孔１８ｈが形成されている。貫通孔１８ｈの上側部分は、後述する中央導入部５０のインジェクタ５０ｂが収容される空間１８ｓであり、下側部分は、後述する中央導入部５０のガス吐出口１８ｉである。なお、本実施形態において、誘電体窓１８の中心軸線は、Ｚ軸と一致している。
【００２７】
誘電体窓１８の上面１８ｕと反対側の面、即ち下面１８ｂは、処理空間Ｓに面している。下面１８ｂは、種々の形状を画成している。具体的には、下面１８ｂは、ガス吐出口１８ｉを囲む中央領域において、平坦面１８０を有している。平坦面１８０は、Ｚ軸に直交する平坦な面である。下面１８ｂは、環状の第１凹部１８１を画成している。第１凹部１８１は、平坦面１８０の径方向における外側領域において環状に連なり、下方から上方に向かってテーパ状に窪んでいる。
【００２８】
また、下面１８ｂは、複数の第２凹部１８２を画成している。複数の第２凹部１８２は、下方から上方に向かって窪んでいる。複数の第２凹部１８２の個数は、図３および図４に示す例では７個であるが、６個以下であってもよく、８個以上であってもよい。複数の第２凹部１８２は、周方向に沿って等間隔に配置されている。また、複数の第２凹部１８２は、Ｚ軸に直交する面において円形の平面形状を有している。
【００２９】
図５は、図３に示した誘電体窓１８上に図２に示したスロット板４４が設けられた状態を示す平面図である。図５は、誘電体窓１８を下側から見た状態を示している。例えば図５に示すように、平面視において、即ち、Ｚ軸方向から見ると、径方向外側の同心円に沿ってスロット板４４に設けられたスロット対４４ｐは、誘電体窓１８の第１凹部１８１に重なる。また、径方向内側の同心円に沿ってスロット板４４に設けられたスロット対４４ｐのスロット孔４４ｂは、誘電体窓１８の第１凹部１８１に重なっている。さらに、径方向内側の同心円に沿って設けられたスロット対４４ｐのスロット孔４４ａは、複数の第２凹部１８２に重なる。
【００３０】
図１を再び参照する。マイクロ波発生器３２により発生されたマイクロ波は、同軸導波管１６を通って、誘電体板４２に伝播され、スロット板４４のスロット孔４４ａおよび４４ｂから誘電体窓１８に伝搬する。誘電体窓１８に伝搬したマイクロ波のエネルギーは、誘電体窓１８の直下において、比較的薄い板厚を有する部分によって画成された第１凹部１８１および第２凹部１８２に集中する。従って、エッチング装置１０は、周方向および径方向に安定して分布するようにプラズマを発生させることが可能となる。
【００３１】
また、エッチング装置１０は、中央導入部５０および周辺導入部５２を備える。中央導入部５０は、導管５０ａ、インジェクタ５０ｂ、およびガス吐出口１８ｉを含む。導管５０ａは、同軸導波管１６の内側導体１６ｂの内側に配置されている。また、導管５０ａの端部は、誘電体窓１８がＺ軸に沿って画成する空間１８ｓ（図４参照）内まで延在している。導管５０ａの端部の下方であって、空間１８ｓ内には、インジェクタ５０ｂが収容されている。インジェクタ５０ｂには、Ｚ軸方向に延びる複数の貫通孔が設けられている。また、誘電体窓１８は、上述したガス吐出口１８ｉを有する。ガス吐出口１８ｉは、空間１８ｓの下方においてＺ軸に沿って延在し、空間１８ｓと連通している。中央導入部５０は、導管５０ａを介してインジェクタ５０ｂにガスを供給し、インジェクタ５０ｂからガス吐出口１８ｉを介して処理空間Ｓ内にガスを吐出する。このように、中央導入部５０は、Ｚ軸に沿って誘電体窓１８の直下の処理空間Ｓ内にガスを吐出する。即ち、中央導入部５０は、処理空間Ｓ内において、電子温度が高いプラズマ生成領域にガスを導入する。また、中央導入部５０から吐出されたガスは、概ねＺ軸に沿ってウエハＷの中央の領域に向かって流れる。ガス吐出口１８ｉは、天板供給口の一例である。
【００３２】
中央導入部５０には、流量制御ユニット群ＦＣＧ１を介してガスソース群ＧＳＧ１が接続されている。ガスソース群ＧＳＧ１は、複数のガスを含む混合ガスを供給する。流量制御ユニット群ＦＣＧ１は、複数の流量制御器および複数の開閉弁を含む。ガスソース群ＧＳＧ１は、流量制御ユニット群ＦＣＧ１内の流量制御器および開閉弁を介して、中央導入部５０の導管５０ａに接続されている。
【００３３】
周辺導入部５２は、例えば図１に示すように、高さ方向、即ちＺ軸方向において、誘電体窓１８のガス吐出口１８ｉと載置台２０の上面との間に設けられている。周辺導入部５２は、側壁１２ａに沿った位置から処理空間Ｓ内にガスを導入する。周辺導入部５２は、複数のガス吐出口５２ｉを含む。複数のガス吐出口５２ｉは、高さ方向において、誘電体窓１８のガス吐出口１８ｉと載置台２０の上面との間に、側壁１２ａの処理空間Ｓ側に沿って配列されている。
【００３４】
周辺導入部５２は、例えば石英等により形成された環状の管５２ｐを含む。管５２ｐには、複数のガス吐出口５２ｉが形成されている。それぞれのガス吐出口５２ｉは、Ｚ軸方向に向かって斜め上方向にガスを吐出する。ガス吐出口５２ｉは、側壁供給口の一例である。本実施形態の周辺導入部５２は、例えば図１に示すように、１つの管５２ｐを有するが、他の形態として、周辺導入部５２は、チャンバ１２の側壁１２ａの内側に沿って上下方向に配置された２つ以上の管５２ｐを有していてもよい。周辺導入部５２の管５２ｐには、ガス供給ブロック５６および流量制御ユニット群ＦＣＧ２を介してガスソース群ＧＳＧ２が接続されている。流量制御ユニット群ＦＣＧ２は、複数の流量制御器および複数の開閉弁を含む。ガスソース群ＧＳＧ２は、流量制御ユニット群ＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を介して、周辺導入部５２に接続されている。流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２、並びに、ガスソース群ＧＳＧ１およびＧＳＧ２は、供給部の一例である。
【００３５】
エッチング装置１０は、中央導入部５０から処理空間Ｓ内に供給されるガスの種類および流量と、周辺導入部５２から処理空間Ｓ内に供給されるガスの種類および流量とを独立に制御することが可能である。本実施形態において、エッチング装置１０は、中央導入部５０および周辺導入部５２から処理空間Ｓ内に同一の種類のガスを供給する。また、本実施形態において、中央導入部５０から処理空間Ｓ内に供給されるガスの流量と、周辺導入部５２から処理空間Ｓ内に供給されるガスの流量とは、ほぼ同じ流量に設定される。
【００３６】
また、エッチング装置１０は、例えば図１に示すように、プロセッサおよびメモリ等を含む制御部Ｃｎｔを備える。制御部Ｃｎｔは、メモリ内に格納されたレシピ等のデータやプログラムに従ってエッチング装置１０の各部を制御する。
【００３７】
例えば、制御部Ｃｎｔは、後述するエッチング方法を行うようにエッチング装置１０の各部を制御する。より詳細な一例を挙げて説明すると、制御部Ｃｎｔは、処理対象膜と、処理対象膜上に形成された複数の凸部を有する層と、複数の凸部の間において露出する処理対象膜及び各凸部を覆う第１の膜とを有する被処理体に対して、第２の膜を成膜する。そして、制御部Ｃｎｔは、第２の膜を第１の膜のうち各凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で第２の膜をエッチングすることで、第１の膜のうち各凸部の頂部を覆う部分及び複数の凸部間の処理対象膜を覆う部分を露出させる。そして、制御部Ｃｎｔは、第２の膜を第１の膜のうち各凸部の側面を覆う部分に残存させた状態で第１の膜をエッチングすることで、各凸部の頂部及び複数の凸部間の処理対象膜を露出させる。被処理体は、例えば、ウエハＷである。制御部Ｃｎｔにより実行される処理の詳細については、後述する。
【００３８】
［ウエハＷの構造］
図６は、一実施形態におけるウエハＷの構造の一例を示す断面図である。図６に示すように、ウエハＷは、基板２０１上に形成された処理対象膜２０２と、処理対象膜２０２上に形成された複数の凸部２０３ａからなるマンドレル層２０３とを有する。また、ウエハＷは、複数の凸部２０３ａの間において露出する処理対象膜２０２及び各凸部２０３ａを覆うスペーサ膜２０５を有する。
【００３９】
処理対象膜２０２は、例えば、アモルファスシリコン、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化膜（ＳｉＮ）である。マンドレル層２０３は、例えば、有機膜、アモルファスシリコン、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）である。マンドレル層２０３は、マンドレル（芯材）となる複数の凸部２０３ａを有するように形成され、複数の凸部２０３ａの間において処理対象膜２０２を露出させる開口部２０４を有する。マンドレル層２０３は、複数の凸部を有する層の一例である。
【００４０】
スペーサ膜２０５は、例えば、ＣＶＤ（Chemical  Vapor  Deposition）やＡＬＤ（Atomic  Layer  Deposition）等により、成膜される。スペーサ膜２０５は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）である。スペーサ膜２０５が成膜される際、スペーサ膜２０５を構成するシリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）は、コンフォーマルに堆積される。その結果、スペーサ膜２０５は、各凸部２０３ａ及び開口部２０４において露出する処理対象膜２０２を覆う。スペーサ膜２０５は、第１の膜の一例である。この図６のウエハＷの構造が、以下で説明するエッチング方法に適用される最初の構造となる。
【００４１】
［エッチング方法］
図７は、一実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図８Ａ及び図８Ｂは、一実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。
【００４２】
図７に示すように、制御部Ｃｎｔは、チャンバ１２内にウエハＷが搬入されると、ウエハＷに対して、ライナー膜２０６を成膜する（Ｓ１１）。ライナー膜２０６は、例えば、ＡＬＤにより、成膜される。ライナー膜２０６は、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）である。ライナー膜２０６が成膜される際、ライナー膜２０６を構成するシリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）は、コンフォーマルに堆積される。ライナー膜２０６は、第２の膜の一例である。ステップＳ１１は、成膜工程の一例である。
【００４３】
ＡＬＤによるライナー膜２０６の成膜工程について更に詳細に説明する。ここでは、ライナー膜２０６は、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）であるものとする。まず、制御部Ｃｎｔは、排気装置３０の真空ポンプを制御して、チャンバ１２内を減圧する。続いて、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、前駆体ガスをチャンバ１２内に供給する。これにより、ウエハＷの表面に前駆体ガスの分子が吸着する。
【００４４】
一実施形態における前駆体ガスとしては、例えば、ケイ素元素を含み、酸素元素を含まないガスが用いられる。具体的には、前駆体ガスとしては、例えば、有機ケイ素化合物を含むガス、または、無機ケイ素化合物を含むガスを用いることができる。
【００４５】
有機ケイ素化合物を含むガスとしては、例えば、１価〜３価のアミノシラン系ガスが用いられる。１価〜３価のアミノシラン系ガスとしては、例えば、ＢＴＢＡＳ（ビスターシャリブチルアミノシラン）、ＢＤＭＡＳ（ビスジメチルアミノシラン）、ＢＤＥＡＳ（ビスジエチルアミノシラン）、ＤＭＡＳ（ジメチルアミノシラン）、ＤＥＡＳ（ジエチルアミノシラン）、ＤＰＡＳ（ジプロピルアミノシラン）、ＢＡＳ（ブチルアミノシラン）、ＤＩＰＡＳ（ジイソプロピルアミノシラン）、ＢＥＭＡＳ（ビスエチルメチルアミノシラン）、およびＴＤＭＡＳ（トリジメチルアミノシラン）の中から選択された１種類以上のガスが用いられる。また、有機ケイ素化合物を含むガスとしては、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）に代表されるシリコンアルコキシド系ガスが用いられてもよい。
【００４６】
無機ケイ素化合物を含むガスとしては、例えば、ＳｉＣｌ４ガス、ＳｉＦ４ガス、Ｓｉ２Ｃｌ６ガス、およびＳｉＨ２Ｃｌ２ガスの中から選択された１種類以上のガスが用いられる。なお、前駆体ガスとしては、例えば、有機ケイ素化合物を含むガスおよび無機ケイ素化合物を含むガスからなる群から選択された１種類以上のガスが用いられてもよい。
【００４７】
続いて、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、ウエハＷ上にパージガスを供給する。これにより、ウエハＷ上に過剰に供給された前駆体ガスの分子等がパージガスにより除去される。
【００４８】
続いて、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、ライナー膜２０６の構成元素を含有する反応ガスをチャンバ１２内に供給する。
【００４９】
一実施形態における反応ガスとしては、例えば、酸素元素を含み、かつ、ケイ素元素を含まないガスが用いられる。具体的には、反応ガスとしては、例えば、Ｏ２ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、Ｏ３ガス、Ｈ２Ｏガスの中から選択された１種類以上のガスが用いられる。
【００５０】
続いて、制御部Ｃｎｔは、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、反応ガスのプラズマが生成され、活性種として例えば酸素ラジカル（Ｏ*）が生成される。そして、生成された活性種がウエハＷ上に吸着している前駆体ガスの分子と反応し、シリコン酸化膜が形成される。
【００５１】
なお、ライナー膜２０６は、シリコン窒化物（ＳｉＮ）であるものとする場合、反応ガスとしては、例えば、窒素元素を含み、かつ、ケイ素元素を含まないガスが用いられる。具体的には、反応ガスとしては、例えば、ＮＯガス、Ｎ２Ｏガス、Ｎ２ガス、およびＮＨ３ガスの中から選択された１種類以上のガスが用いられる。この場合、プラズマによって活性種として生成された窒素ラジカル（Ｎ＊）とウエハＷ上に吸着している前駆体ガスの分子とが反応し、シリコン窒化膜が形成される。
【００５２】
続いて、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、ウエハＷ上にパージガスを供給する。これにより、ウエハＷ上に過剰に供給された活性種や反応副生成物等がパージガスにより除去される。
【００５３】
制御部Ｃｎｔは、前駆体ガスの分子の吸着、パージガスの供給、反応ガスの活性種の生成及びパージガスの供給を１つのサイクルとして、当該サイクルを複数回繰り返す。この結果、図８Ａの（ｂ）に示すように、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）であるライナー膜２０６がスペーサ膜２０５の上に成膜される。なお、図８Ａの（ａ）は、図６のウエハＷに相当する。
【００５４】
図７の説明に戻る。制御部Ｃｎｔは、ライナー膜２０６をスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させた状態でライナー膜２０６をエッチングする（Ｓ１２）。この結果、図８Ａの（ｃ）に示すように、スペーサ膜２０５のうち、各凸部２０３ａの頂部を覆う部分及び複数の凸部２０３ａ間の処理対象膜２０２を覆う部分が露出する。ここで、ライナー膜２０６は、ライナー膜２０６及びスペーサ膜２０５の膜種の組み合わせに応じて異なる第１の処理ガスのプラズマにより、エッチングされる。第１の処理ガスは、例えば、ライナー膜２０６がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）であり、且つスペーサ膜２０５がシリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）である場合、Ａｒ／ＣＦ４である。また、第１の処理ガスは、例えば、ライナー膜２０６がシリコン窒化物（ＳｉＮ）であり、且つスペーサ膜２０５がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はカーボン（Ｃ）である場合、Ａｒ／ＣＦ４である。また、第１の処理ガスは、例えば、ライナー膜２０６がカーボン（Ｃ）であり、且つスペーサ膜２０５がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）である場合、Ｎ２／Ｈ２である。ステップＳ１２は、第１のエッチング工程の一例である。
【００５５】
第１のエッチング工程についてより詳細な一例を挙げて説明する。制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、チャンバ１２内に第１の処理ガスを導入し、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、第１の処理ガスのプラズマが生成され、ライナー膜２０６が第１の処理ガスのプラズマによりエッチングされる。これにより、各凸部２０３ａの上方に位置するライナー膜２０６が除去されてスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの頂部を覆う部分が露出する。さらに、開口部２０４の底面側のライナー膜２０６が除去されてスペーサ膜２０５のうち開口部２０４の底面側に位置する部分が露出する。
【００５６】
そして、制御部Ｃｎｔは、ライナー膜２０６をスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させた状態でスペーサ膜２０５をエッチングすることで、各凸部２０３ａの頂部及び凸部２０３ａ間の処理対象膜２０２を露出させる（Ｓ１３）。この結果、図８Ｂの（ｄ）に示すように、各凸部２０３ａの頂部が露出し、処理対象膜２０２のうち、開口部２０４に位置する部分が露出し、且つ、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分が一対の凸部２０５ａ、２０５ｂに転換される。ここで、スペーサ膜２０５は、スペーサ膜２０５及びライナー膜２０６の膜種の組み合わせに応じて異なる第２の処理ガスのプラズマにより、エッチングされる。第２の処理ガスは、例えば、スペーサ膜２０５がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）であり、且つライナー膜２０６がシリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）である場合、Ａｒ／Ｃ４Ｆ６である。また、第２の処理ガスは、例えば、スペーサ膜２０５がシリコン窒化物（ＳｉＮ）であり、且つライナー膜２０６がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）である場合、Ａｒ／ＣＨ３Ｆ／Ｏ２である。また、第２の処理ガスは、例えば、スペーサ膜２０５がカーボン（Ｃ）であり、且つライナー膜２０６がシリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）である場合、Ｎ２／Ｈ２である。ステップＳ１３は、第２のエッチング工程の一例である。
【００５７】
第２のエッチング工程についてより詳細な一例を挙げて説明する。制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、チャンバ１２内に第２の処理ガスを導入し、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、第２の処理ガスのプラズマが生成され、スペーサ膜２０５が第１の処理ガスのプラズマによりエッチングされる。これにより、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの頂部を覆う部分が除去されて各凸部２０３ａの頂部が露出し、且つ、凸部２０３ａ間のスペーサ膜２０５が除去されて開口部２０４において処理対象膜２０２が露出する。さらに、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分が各凸部２０３ａを挟む一対の凸部２０５ａ、２０５ｂに転換される。
【００５８】
図９は、一実施形態における第２のエッチング工程について更に説明するための図である。図９（ａ）は、第１のエッチング工程の後、すなわち、ライナー膜２０６のエッチング（Ｓ１２）を行った後のウエハＷの断面図である。図９（ｂ）は、第２のエッチング工程の後、すなわちスペーサ膜２０５のエッチング（Ｓ１３）を行った後のウエハＷの断面図である。
【００５９】
図９（ｂ）に示すように、制御部Ｃｎｔは、第２のエッチング工程を行う際に、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分から転換される一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分が残存するライナー膜２０６によりプラズマから保護されることを目的として、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分において残存するライナー膜２０６の高さが各凸部２０３ａの高さ以上となるように、スペーサ膜２０５をエッチングする。これにより、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分が丸くなる度合いを低減させ、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部における高さ方向の厚みを厚くすることが可能となる。これにより、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの断面形状は、左右対称であり且つ処理対象膜２０２に対してほぼ垂直な矩形形状となる。その結果、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂは、垂直方向に十分な厚みを有するマスクとして機能する。
【００６０】
なお、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分を保護する観点から、第２のエッチング工程において、ライナー膜２０６に対するスペーサ膜２０５の選択比は、Ａ１／Ｂ１以上であることが好ましい。ただし、Ａ１は、ライナー膜２０６がエッチングされた後にスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの頂部を覆う部分の膜厚である。また、Ｂ１は、ライナー膜２０６がエッチングされた後にスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分において残存するライナー膜２０６の、スペーサ膜２０５の当該部分に沿う仮想面Ｖにおける膜厚である。すなわち、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に一対の凸部２０５ａ、２０５ｂにおいて残存するライナー膜２０６の、仮想面Ｖにおける膜厚がＢ２であるとすると、ライナー膜２０６に対するスペーサ膜２０５の選択比は、Ａ１／（Ｂ１−Ｂ２）で表される。ここで、Ｂ２≧０が成立する場合に、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分がライナー膜２０６により保護されると考えられる。したがって、第２のエッチング工程において、ライナー膜２０６に対するスペーサ膜２０５の選択比は、Ａ１／Ｂ１以上であることが好ましい。
【００６１】
図７の説明に戻る。制御部Ｃｎｔは、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に露出した各凸部２０３ａ、及び残存するライナー膜２０６を選択的に除去する（Ｓ１４）。この結果、図８Ｂの（ｅ）に示すように、露出した各凸部２０３ａが選択的に除去されて一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの間の空間２０７が形成される。ここで、露出した各凸部２０３ａ、及び残存するライナー膜２０６は、例えば、第３の処理ガスのプラズマにより除去される。ステップＳ１４は、除去工程の一例である。
【００６２】
例えば、除去工程において、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、チャンバ１２内に第３の処理ガスを導入し、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、第３の処理ガスのプラズマが生成され、露出した各凸部２０３ａ、及び残存するライナー膜２０６が除去される。
【００６３】
そして、制御部Ｃｎｔは、残存するスペーサ膜２０５をマスクとして処理対象膜２０２をエッチングする（Ｓ１５）。この結果、図８Ｂの（ｆ）に示すように、複数の凸部２０５ａ、２０５ｂをマスクとして処理対象膜２０２がエッチングされる。ここで、処理対象膜２０２は、例えば、第４の処理ガスのプラズマによりエッチングされる。ステップＳ１５は、第３のエッチング工程の一例である。
【００６４】
第３のエッチング工程において、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、チャンバ１２内に第４の処理ガスを導入し、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、第４の処理ガスのプラズマが生成され、複数の凸部２０５ａ、２０５ｂに覆われていない処理対象膜２０２がエッチングされる。これにより、処理対象膜２０２に開口部２０４に対応する開口部２０８が形成されるとともに、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの間の空間２０７に対応する開口部２０９が形成される。また、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの断面形状は、左右対称であり、処理対象膜２０２に対してほぼ垂直な矩形形状であるので、開口部２０４に侵入するイオンと、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの間の空間２０７に進入したイオンとは、ともに同程度のイオン量となり、また、処理対象膜２０２へほぼ垂直に衝突する。その結果、開口部２０８と開口部２０９とを比較すると、断面形状の乱れが抑制され、幅や深さのばらつきが抑制され、均一なエッチング形状が得られる。
【００６５】
以上のように、一実施形態に係るエッチング方法は、成膜工程と、第１のエッチング工程と、第２のエッチング工程と、を含む。成膜工程は、処理対象膜２０２と、処理対象膜２０２上に形成された複数の凸部２０３ａを有する層と、複数の凸部２０３ａの間において露出する処理対象膜及び各凸部２０３ａを覆うスペーサ膜２０５とを有する被処理体に対して、ライナー膜２０６を成膜する。第１のエッチング工程は、ライナー膜２０６をスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させた状態でライナー膜２０６をエッチングする。第２のエッチング工程は、ライナー膜２０６をスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させた状態でスペーサ膜２０５をエッチングすることで、各凸部２０３ａの頂部及び凸部２０３ａ間の処理対象膜２０２を露出させる。これにより、スペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分から転換される一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分が残存するライナー膜２０６によりプラズマから保護される。その結果、成膜工程を行わない手法と比較して、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分が丸くなる度合いを低減させることが可能となる。言い換えると、マスクとしてのスペーサ膜２０５の肩部分の形状を改善し、処理対象膜２０２に対して垂直方向に十分なマスク厚さを確保することが可能となる。その結果、その後のエッチングにおけるマスクとしての機能を高めることが可能となり、均一なエッチング形状を得ることが可能となる。
【００６６】
すなわち、ＳＡＭＰを行う場合、マスクの肩部分がエッチングされて丸くなり、マスクとしての厚みを十分に確保できないことがある。これに対して、一実施形態によれば、ライナー膜２０６を成膜した後に、ライナー膜２０６をスペーサ膜２０５のうち各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させた状態で、第１のエッチング及び第２のエッチングを行うので、肩部分の形状を改善可能となる。
【００６７】
なお、ステップＳ１４の除去工程によって残存するスペーサ膜２０５、すなわち複数の凸部２０５ａ、２０５ｂは、ステップＳ１５の第３のエッチング工程において、処理対象膜２０２のエッチングに対するマスクとなる。本実施形態では、凸部２０５ａ及び凸部２０５ｂそれぞれの寸法が揃っており、且つ、凸部２０５ａ、２０５ｂの間の空間２０７の寸法と開口部２０４の寸法とが揃っていることによって、より均一なエッチング形状を得ることが可能である。そのためには、ステップＳ１３の第２のエッチング工程において、処理対象膜２０２のうち、開口部２０４に位置する部分を露出させるだけでなく、更にエッチングを行うことによって、図８Ａの（ｃ）において各凸部２０３ａの側面を覆う部分に残存させたライナー膜２０６の直下に位置するスペーサ膜２０５の一部を、図８Ｂの（ｄ）に示すように、ライナー膜２０６の処理対象膜２０２に対して水平方向の厚みの分だけ、過剰にエッチングを行うことが望ましい。
【００６８】
［他の実施形態］
以上、一実施形態に係るエッチング方法及びエッチング装置について説明したが、開示技術はこれに限定されるものではない。以下では、他の実施形態について説明する。
【００６９】
例えば、一実施形態では、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に露出した各凸部２０３ａ、及び残存するライナー膜２０６を選択的に除去した上で、残存するスペーサ膜２０５をマスクとして処理対象膜２０２をエッチングしたが、開示技術はこれに限られない。例えば、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に露出した各凸部２０３ａ、並びに、残存するスペーサ膜２０５及びライナー膜２０６をマスクとして処理対象膜２０２をエッチングしてもよい。これにより、各凸部２０３ａをマスクとして処理対象膜をエッチングするときの各凸部２０３ａ間の空間寸法より、微細な寸法となる開口部２０４を有するマスクを用いることができる。以下、図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に露出した各凸部２０３ａ、並びに、残存するスペーサ膜２０５及びライナー膜２０６をマスクとして処理対象膜２０２をエッチングする例について、説明する。
【００７０】
図１０は、他の実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１１Ａ及び図１１Ｂは、他の実施形態に係るエッチング方法の処理の流れの一例を説明するための図である。図１０のステップＳ２１〜Ｓ２３は、それぞれ、図７のステップＳ１１〜Ｓ１３に対応する。また、図１１Ａの（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、図８Ａの（ａ）〜（ｃ）に対応する。また、図１１Ｂの（ｄ）は、図８Ｂの（ｄ）に対応する。
【００７１】
図１０に示すように、制御部Ｃｎｔは、スペーサ膜２０５がエッチングされた後に露出した各凸部２０３ａ、並びに、残存するスペーサ膜２０５及びライナー膜２０６をマスクとして処理対象膜２０２をエッチングする（Ｓ２４）。この結果、図１１Ｂの（ｅ）に示すように、各凸部２０３ａと、各凸部２０３ａを挟む一対の凸部２０５ａ、２０５ｂと、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂにおいて残存するライナー膜２０６とを１つのマスクパターンとして、処理対象膜２０２がエッチングされる。ここで、処理対象膜２０２は、例えば、第５の処理ガスのプラズマによりエッチングされる。ステップＳ２４は、第４のエッチング工程の一例である。
【００７２】
第４のエッチング工程において、制御部Ｃｎｔは、流量制御ユニット群ＦＣＧ１およびＦＣＧ２内の流量制御器および開閉弁を制御して、チャンバ１２内に第５の処理ガスを導入し、マイクロ波発生器３２を制御して、マイクロ波をチャンバ１２内に供給する。これにより、第５の処理ガスのプラズマが生成され、上記のマスクパターンを複数含むマスクにより覆われていない処理対象膜２０２がエッチングされる。これにより、処理対象膜２０２に開口部２０４に対応する開口部２０８が形成される。また、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの肩部分が丸くなる度合いが低減されているので、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂの断面形状は、処理対象膜２０２に対してほぼ垂直な矩形形状であり、且つ、一対の凸部２０５ａ、２０５ｂは、処理対象膜２０２に対して垂直方向に十分な厚みを有する。マスクの空間寸法が微細になると、マイクロローディング効果によってエッチングレートは低下し、マスクの選択性も悪化する傾向となる。しかしながら、マスクが垂直方向に十分な厚みを有するため、この後の処理対象膜２０２のエッチングが行われても、マスク選択性を損なうことなくエッチングすることが可能となる。
【００７３】
また、一実施形態では、スペーサ膜２０５やライナー膜２０６の一例として、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）又はカーボン（Ｃ）を用いて説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、スペーサ膜２０５やライナー膜２０６は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）でもよく、シリコン酸化窒化物（ＳｉＯＮ）やシリコン炭化窒化物（ＳｉＣＮ）のような中間的な組成や性質を有する膜でもよい。
【００７４】
また、一実施形態では、エッチング装置１０の一例として、ＲＬＳＡを用いたマイクロ波プラズマ処理装置を説明したが、開示の技術はこれに限られない。プラズマを用いて処理を行う装置であれば、ＣＣＰ（Capacitively  Coupled    Plasma）やＩＣＰ（Inductively    Coupled  Plasma）等、他の方式を用いたプラズマ処理装置においても開示の技術を適用することができる。
【００７５】
また、一実施形態では、１つのエッチング装置１０の１つチャンバ１２内において成膜工程、第１のエッチング工程、第２のエッチング工程、除去工程及び第３のエッチング工程を真空状態に維持したまま連続的に行う場合を例に説明したが、開示の技術はこれに限られない。例えば、真空に保たれた搬送系を介して連結された複数のチャンバを用いて、これらの工程を連続的に行ってもよい。
【００７６】
また、一実施形態では、スペーサ膜２０５上にライナー膜２０６を成膜する前に、１つのチャンバ１２内において、凸部に対してスペーサ膜２０５を成膜する工程を含めてもよく、更に、凸部に対してスペーサ膜２０５を成膜する工程の前に、マスクを用いたエッチングによって凸部を加工する工程を含めてもよい。
【符号の説明】
【００７７】
１０  エッチング装置
１２  チャンバ
２０  載置台
３０  排気装置
３２  マイクロ波発生器
２０１  基板
２０２  処理対象膜
２０３  マンドレル層
２０３ａ  凸部
２０５  スペーサ膜
２０６  ライナー膜
ＦＣＧ１、ＦＣＧ２  流量制御ユニット群
ＧＳＧ１、ＧＳＧ２  ガスソース群
【図１】
2020017569.tif 000003
【図２】
2020017569.tif 000004
【図３】
2020017569.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
2020017569.tif 000010
【図８Ｂ】
2020017569.tif 000011
【図９】
2020017569.tif 000012
【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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