(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地膜の上にブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーを自己組織化し、ガイド層内に形成された周期パターン形成する方法であって、
チャンバ内に導入された第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーをエッチングする第１のエッチング工程と、
前記第１のエッチング工程の後、前記チャンバ内に導入された第２のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーのエッチング部分以外の前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第１の保護膜を成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の成膜工程の後、前記第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーを更にエッチングする第２のエッチング工程と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の成膜工程は、圧力が１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）に制御された前記チャンバ内に前記第２のガスを導入することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のエッチング工程の後、第３のガスから生成されたプラズマにより前記下地膜をエッチングする第３のエッチング工程と、
前記第３のエッチング工程の前又はその途中に、第４のガスから生成されたプラズマにより前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第２の保護膜を成膜する第２の成膜工程と、を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２の成膜工程は、前記第３のエッチング工程の途中に、前記第２の保護膜を複数回成膜することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の成膜工程は、前記第１のエッチング工程にて前記第２のポリマーが２０ｎｍ以上の深さまでエッチングされた後、前記第１の保護膜を成膜することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１の成膜工程は、前記第１のエッチング工程にて前記第２のポリマーが８０ｎｍ以下の深さまでエッチングされた後、前記第１の保護膜を成膜することを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のポリマーと前記下地膜との間に形成された前記第１のポリマーを、前記第２のエッチング工程の後に第５のガスから生成されたプラズマによりエッチングする第４のエッチング工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のガスは、ＳｉＣｌ４ガスと、ＳｉＦ４ガス、ＮＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス又はＣＨＦ３ガスのいずれかと、Ｈｅガス又はＡｒガスのいずれかと、Ｏ２ガスとを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第４のガスは、フッ素系ガスを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記第４のガスは、ＳｉＣｌ４又はＣＨ３Ｆガスのいずれかを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のガスは、Ｏ２ガス及びＡｒガスを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のポリマーはポリスチレンＰＳであり、前記第２のポリマーはメタクリル酸メチルＰＭＭＡであり、前記メタクリル酸メチルＰＭＭＡを前記エッチングにより除去することによって前記ポリスチレンＰＳによるパターンを形成することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記下地膜は、Ｓｉ含有の膜であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
下地膜の上にブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーを自己組織化し、ガイド層内に形成された周期パターン形成する装置であって、
チャンバ内にガスを導入するガス供給源と、
第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーをエッチングする第１のエッチング工程と、前記第１のエッチング工程の後、第２のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーのエッチング部分以外の前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第１の保護膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の成膜工程の後、前記第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーを更にエッチングする第２のエッチング工程とを制御する制御部と、を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて周期パターン形成する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの更なる微細化を実現するためには、これまでのフォトリソグラフィ技術を用いた微細加工により得られる限界寸法を下回る必要がある。これを実現するために、次世代露光技術であるＥＵＶ（extreme ultraviolet）の開発が進められている。ＥＵＶでは、例えば１３．５ｎｍと非常に短い波長を用いる。そのため、ＥＵＶでは光源波長が従来のＵＶ光源波長に比べて著しく短くなるため量産化に向けた技術障壁があり、例えば露光時間が長い等の課題を有している。このため、ＥＵＶの次世代露光技術の開発の進展を待つことなく、より微細化されたデバイスを提供し得る製造方法の開発が望まれている。
【０００３】
そこで、特許文献１では、秩序パターンを自発的に組織化する自己組織化（self-assembled）材料の一つである自己組織化ブロック・コポリマー（ＢＣＰ：blockcopolymer）に着目している。具体的には、互いに混和しない二つ以上のポリマー・ブロック成分Ａ，Ｂを含有したブロック・コポリマーを含む、ブロック・コポリマー層を下層膜に塗布する。その後熱処理（アニーリング）を行うことによってポリマー・ブロック成分Ａ，Ｂは自発的に相分離する。これによって得られるナノサイズの構造単位からなる秩序パターンは、更なる微細化されたデバイスを提供するために有効である。
【０００４】
特許文献２では、２２ｎｍ以下の微細化を実現するために、より狭いピッチで適切な均一の限界寸法（ＣＤ：Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ）を得るためのビアの形成方法として、ブロック・コポリマーのパターン化加工を提案している。
【０００５】
上述のように、ブロック・コポリマーのパターン化により形成された構造単位の寸法は、通常、従来のフォトリソグラフィ技術では実現が極めて困難な１０ナノメートルの範囲内である。
【０００６】
さらに、ブロック・コポリマーにより形成される構造単位は、従来の半導体、光学及び磁気プロセスに適合するため、半導体、光学及び磁気デバイスに容易に組み込むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２０８２５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６９３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２には、ポリマー・ブロック成分Ａ，Ｂのいずれかをエッチングして周期パターンを形成する際のプロセス条件を適正化することは開示されていない。ところが、ポリマー・ブロック成分Ａ，ＢとしてポリスチレンＰＳ（以下、単にＰＳと称呼する。）及びメタクリル酸メチルＰＭＭＡ（以下、単にＰＭＭＡと称呼する。）を塗布した周期パターンにエッチングを施す場合、ガイド層として機能する波長が１９３ｎｍのＡｒＦフォトレジスト膜とＰＭＭＡとは基幹部分の組成がほぼ同じ構造をしているため、ＡｒＦフォトレジスト膜に対するＰＭＭＡの選択比がとれず、ＰＭＭＡのエッチングにおいてほぼ同じエッチングレートでＡｒＦフォトレジスト膜が削れてしまう。よって、ＰＭＭＡのエッチング後にＡｒＦフォトレジスト膜の残存量が少ないため、更に下地膜のエッチングにＡｒＦフォトレジスト膜をマスクとして機能させることは難しい。
【０００９】
上記課題に対して、本発明の目的とするところは、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて保護膜を成膜しながら周期パターンをエッチングすることが可能な、方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
下地膜上にブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーを自己組織化し、ガイド層内に形成された周期パターン形成する方法であって、
第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーをエッチングする第１のエッチング工程と、
前記第１のエッチング工程後、第２のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーのエッチング部分以外の前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第１の保護膜を成膜する第１の成膜工程と、
前記第１の成膜工程後、前記第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーを更にエッチングする第２のエッチング工程と、を含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１１】
前記第１の成膜工程は、圧力が１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）に制御された前記チャンバ内に前記第２のガスを導入してもよい。
【００１２】
前記第２のエッチング工程後、第３のガスから生成されたプラズマにより前記下地膜をエッチングする第３のエッチング工程と、前記第３のエッチング工程前又はその途中に、第４のガスから生成されたプラズマにより前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第２の保護膜を成膜する第２の成膜工程と、を更に含んでもよい。
【００１３】
前記第２の成膜工程は、前記第３のエッチング工程の途中に、前記第２の保護膜を複数回成膜してもよい。
【００１４】
前記第１の成膜工程は、前記第１のエッチング工程にて前記第２のポリマーが２０ｎｍ以上の深さまでエッチングされた後、前記第１の保護膜を成膜してもよい。
【００１５】
前記第１の成膜工程は、前記第１のエッチング工程にて前記第２のポリマーが８０ｎｍ以下の深さまでエッチングされた後、前記第１の保護膜を成膜してもよい。
【００１６】
前記第２のポリマーと前記下地膜との間に形成された前記第１のポリマーを、前記第２のエッチング工程後に第５のガスから生成されたプラズマによりエッチングする第４のエッチング工程を更に備えてもよい。
【００１７】
前記第２のガスは、ＳｉＣｌ４ガスと、ＳｉＦ４ガス、ＮＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス又はＣＨＦ３ガスのいずれかと、Ｈｅガス又はＡｒガスのいずれかと、Ｏ２ガスとを含んでもよい。
【００１８】
前記第４のガスは、フッ素系ガスを含んでもよい。
【００１９】
前記第４のガスは、ＳｉＣｌ４又はＣＨ３Ｆガスのいずれかを含んでもよい。
【００２０】
前記第１のガスは、Ｏ２ガス及びＡｒガスを含んでもよい。
【００２１】
前記第１のポリマーはポリスチレンＰＳであり、前記第２のポリマーはメタクリル酸メチルＰＭＭＡであり、前記メタクリル酸メチルＰＭＭＡを前記エッチングにより除去することによって前記ポリスチレンＰＳによるパターンを形成してもよい。
【００２２】
前記下地膜は、Ｓｉ含有の膜であってもよい。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、下地膜上にブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーを自己組織化し、ガイド層内に形成された周期パターンをエッチングするエッチング装置であって、
チャンバ内にガスを導入するガス供給源と、
第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーをエッチングする第１のエッチング工程と、前記第１のエッチング工程後、第２のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーのエッチング部分以外の前記第１のポリマー及び前記ガイド層の表面に第１の保護膜を成膜する第１の成膜工程と、前記第１の成膜工程後、前記第１のガスから生成されたプラズマにより前記第２のポリマーを更にエッチングする第２のエッチング工程とを制御する制御部と、を備える装置が提供される。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて保護膜を成膜しながら周期パターンをエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】ＰＳ及びＰＭＭＡの自己組織化を説明するための図。
【図２】ＰＳ及びＰＭＭＡ相分離構造の半導体パターンへの応用を説明するための図。
【図３】ブロック・コポリマーの一方のポリマーを選択的にエッチングする工程を説明するための図。
【図４】相分離構造の周期を説明するための図。
【図５】第１及び第２実施形態に対する課題を説明するための図。
【図６】第１実施形態に係るエッチング工程を示した図。
【図７】第１及び第２実施形態に係るプラズマ処理装置の全体構成を示す縦断面図。
【図８】第１実施形態に係るエッチング工程を示したフローチャート。
【図９】第１実施形態に係るエッチング工程を示したタイムチャート。
【図１０】第１実施形態に係る保護膜形成の効果の一例を示した図。
【図１１】第１実施形態に係る保護膜形成の効果の一例を示した図。
【図１２】第２実施形態に対する課題を説明するための図。
【図１３】第２実施形態に係る周期性パターンのエッチング工程を示した図。
【図１４】第２実施形態に係るエッチング工程を示したフローチャート。
【図１５】第２実施形態に係るエッチング工程を示したタイムチャート。
【図１６】第１及び第２実施形態に係る圧力依存性を示した図。
【図１７】第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した図。
【図１８】第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した図。
【図１９】第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した図。
【図２０】第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した図。
【図２１】第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した図。
【図２２】第１及び第２実施形態にて形成されたホールの真円度を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜はじめに＞
［自己組織化ブロック・コポリマー］
まず、第１のポリマーとしてポリスチレンＰＳを用い、第２のポリマーとしてメタクリル酸メチルＰＭＭＡを用いてパターンを形成する際の具体的なエッチング工程を説明する前に、自己組織化ブロック・コポリマーについて説明する。
【００２７】
指向性自己組織化技術（ＤＳＡ：directed self-assembled）は、下層膜上にブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーを自己組織化して自己組織化周期パターンを形成する。これによれば、現在のフォトリソグラフィより微細なパターンを作ることができ、これをエッチングパターンとして使うことによって現在のフォトリソグラフィを用いた微細加工の限界寸法を下回る微細加工が可能になる。
【００２８】
まず、ブロック・コポリマーの自己組織化について、図１を参照しながら説明する。ＰＳ及びＰＭＭＡはともに一つの分子の直径が０．７ｎｍの高分子である。
【００２９】
互いに混和しないＰＳ及びＰＭＭＡを含有したブロック・コポリマー層を下層膜に塗布する。この状態で、常温（２５℃）から３００℃以下の温度で熱処理（アニール）する。一般には２００℃〜２５０℃で熱処理するとブロック・コポリマー層は相分離する。しかし、３００℃より高温で熱処理すると相分離せずにＰＳ及びＰＭＭＡがランダムに配置される。また、相分離後に温度を常温に戻してもブロック・コポリマー層は相分離状態を保つ。
【００３０】
各ポリマーのポリマー長が短いと相互作用(斥力)は弱くなり、かつ親水性が強くなる。ポリマー長が長いと相互作用(斥力)は強くなり、かつ疎水性が強くなる。このようなポリマーの性質を利用して、例えば、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示したように、ＰＳ及びＰＭＭＡの相分離構造を半導体パターンへ応用することができる。図２（ａ）は、ポリマーＡとポリマーＢがほぼ同じポリマー長のとき（Ａ＝Ｂ）の相分離構造を示す。これによれば、各ポリマーの相互作用は同じであるから、ブロック・コポリマー層を２５０℃程度で熱処理すると、ポリマーＡとポリマーＢは自己組織化してライン状に相分離する。この相分離構造は、ラインアンドスペース(Ｌ／Ｓ)の周期パターンとして半導体製造パターンに応用することができる。
【００３１】
また、図２（ｂ）は、ポリマーＡとポリマーＢのポリマー長が大きく異なるとき（Ａ＞Ｂ）の相分離構造を示す。これによれば、ポリマーＡの相互作用(斥力)が強く、ポリマーＢの相互作用(斥力)が弱い。このようなポリマー間の相互作用の強弱から、ブロック・コポリマー層を２５０℃程度で熱処理すると、ポリマーＡが外側、ポリマーＢが内側に自己組織化してホール状に相分離する。この相分離構造は、ホールの周期パターンとして半導体製造パターンに応用することができる。
【００３２】
以上のように、ブロック・コポリマーの自己組織化周期パターンを所定方向にライン上に整列させた場合には、ラインアンドスペースパターンが形成され、一方のポリマー成分が他方のポリマー成分を取り囲むように整列した場合には、ホールパターンが形成される。ブロック・コポリマーの相分離構造には、ライン状やホール状以外にも多くの構造があるが、半導体パターンとして用いるためには、以上の２つの形状が好ましい。
【００３３】
［自己組織化ブロック・コポリマーによるマスク作成］
次に、以上に説明した自己組織化ブロック・コポリマーによりマスクを作成する工程について、図３（ａ）〜図３（ｇ）を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、図３（ａ）の初期状態の下層膜１００上に、図３（ｂ）で示した有機膜１０５を塗布する。下層膜１００は、シリコンＳｉ、酸化シリコン膜ＳｉＯ、有機膜(アモルファスカーボン膜、有機ＳＯＧ膜)等で形成されている。
【００３５】
塗布後、図３（ｃ）に示したように熱処理する。加熱温度の適正値は有機膜の種類に依存するが、通常２００℃〜３００℃程度である。ここでは、例えば２５０℃で熱処理する。熱処理後、有機膜１０５は全体的に縮み(１０５ａ、１０５ｂ)、かつその表面はカーボン成分が変質した変質層１０５ｂとなる。
【００３６】
その状態で、図３（ｄ）に示したように変質層１０５ｂを現像して化学的に除去することにより、表面を疎水でも親水でもない中性にする中性膜１０５ａが完成する。前述したように、ポリマー長が短いと親水性が強くなり、ポリマー長が長いと疎水性が強くなる。このようにポリマーには親水性の強い種類と疎水性の強い種類があるため、表面を中性にしてポリマーが所望の形状に相分離されるようにする。
【００３７】
次に、図３（ｅ）に示したように、中性膜１０５ａ上にポリマー層１２０を塗布する。このとき、塗布するポリマー層１２０には、第１のポリマーとしてＰＳ、第２のポリマーとしてＰＭＭＡが含有されている。ガイドがなくても相分離は可能であるため、ガイドはあってもなくてもよい。ガイドや下層膜の疎水性や親水性を利用して塗布するポリマーの相分離の状態を制御することもできる。塗布後、図３（ｆ）に示したように、ポリマー層１２０を２５０℃で熱処理すると、ポリマー層１２０は、ＰＳとＰＭＭＡとに相分離する。ＣＤの直径は、自己組織化で決まる寸法である。
【００３８】
最後に、図３（ｇ）に示したように、自己組織化して相分離したＰＳとＰＭＭＡを選択的にエッチングし、ＰＭＭＡを除去してＰＳのパターンを形成する。
【００３９】
［自己組織化ブロック・コポリマーのパターン周期と誤差］
ブロック・コポリマーの自己組織化のパターン周期Ｌ０は、図４の式（４）で示される。
【００４０】
Ｌ０＝ａχ１／６Ｎ２／３・・・・（４）
ここで、ａはモノマーの平均サイズ（直径）、χはポリマーの相互作用の大きさ、Ｎはポリマーの重合度を示す。
【００４１】
これによれば、自己組織化のパターン周期Ｌ０は、ブロック・コポリマーの分子サイズが関与した値であり、従来のフォトリソグラフィ技術を用いた微細加工により実現可能な限界寸法を下回るパターンを形成することができる。
【００４２】
このように、ブロック・コポリマーの自己組織化のパターン周期Ｌ０から、構造単位の寸法は、通常、従来のフォトリソグラフィ技術では実現が極めて困難な１０ナノメートルの範囲内である。また、ブロック・コポリマーは、従来の半導体、光学及び磁気プロセスに適合する。よって、ブロック・コポリマーにより形成される構造単位を半導体、光学及び磁気デバイスに容易に組み込むことができる。
＜第１実施形態＞
［ＰＳ／ＰＭＭＡ］
本発明の第１実施形態では、ポリマー・ブロック成分Ａ，ＢとしてＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を用いる。具体的には、図５（ａ）に示したように、シリコン（Ｓｉ）基板２６０上にカーボン層２５０が積層され、その上層に下地膜としてシリコン（Ｓｉ）−有機反射防止膜（ＡＲＣ）２４０が形成されている。その下地膜上にガイド層２１０が設けられた状態でＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を塗布する。前述したように、塗布後高温で加熱することにより、ＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０は自己組織化する。自己組織化されたＰＭＭＡ２３０をエッチングすることにより周期パターンを形成する。これが理想的なエッチング処理である。
【００４３】
これに対して、現状では、ＰＭＭＡ２３０をエッチングする際にガイド層２１０との選択比がとれず、ガイド層が薄くなる又は消失してしまうという課題がある。
【００４４】
ガイド層２１０として機能するフォトレジスト膜には、現状、波長が１９３ｎｍのＡｒＦフォトレジスト膜や波長が２４８ｎｍのＫｒＦフォトレジスト膜が使用される。ところが、図５（ｂ）に示したように、ＰＭＭＡとＡｒＦフォトレジスト膜とは基幹部分の組成がほぼ同じ構造をしているため、ＡｒＦフォトレジスト膜に対するＰＭＭＡの選択比がとれず、ＰＭＭＡのエッチングにおいてほぼ同じエッチングレートでＡｒＦフォトレジスト膜が削れてしまう。よって、下地膜のエッチングにＡｒＦフォトレジスト膜をマスクとして機能させることができない。
【００４５】
［エッチング工程］
そこで、本実施形態に係るエッチング工程では、ＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を用いて周期パターンを形成する際、保護膜を成膜しながら周期パターンをエッチングする。以下に、本実施形態に係るエッチング工程について、図６を参照しながら説明する。図６（ａ）〜図６（ｇ）は、第１実施形態に係るエッチング工程の一例を示した図である。
（ａ）初期状態
初期状態では、シリコン（Ｓｉ）基板２６０上にカーボン層２５０、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０が積層され、その上層にガイド層２１０が設けられている。ガイド層２１０には所定のパターンが形成されている。Ｓｉ−ＡＲＣ層２４０の一例としては、酸化シリコン（ＳｉＯ）が挙げられる。
（ｂ）ＤＳＡ成膜
上記初期状態の積層膜にＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を塗布後、加熱して自己組織化させる。このようにしてＤＳＡを成膜することにより、ガイド層２１０内に所定周期のホール状のパターンが形成される。
（ｃ）ＰＭＭＡエッチング（一部）−第１のエッチング工程−
次に、ＰＭＭＡ２３０の一部をエッチングする。本工程は、第１のガスから生成されたプラズマによりＰＭＭＡ２３０をエッチングする第１のエッチング工程に相当する。これにより、ＰＭＭＡ２３０が表面に露出した部分に凹みが形成される。
なお、本工程のプロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：７５（ｍＴｏｒｒ）（＝９９９９．１５Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  １００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第１のガス        ：Ｏ２／Ａｒ＝５０／８５０（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
第１のガスは、以下であってもよい。
第１のガス        ：Ｏ２／Ａｒ／ＣＯ＝４０／８５０／１０（ｓｃｃｍ）
第１のガスは、少なくともＯ２ガス及びＡｒガスを含む。
（ｄ）保護膜成膜−第１の成膜−
次に、ＰＭＭＡ２３０が表面に露出した凹み部分を除いて、ＰＳ２２０及びガイド層２１０の表面に第１の保護膜２７０を成膜する。本工程は、第２のガスから生成されたプラズマによりＰＭＭＡ２３０のエッチング部分以外のＰＳ２２０及びガイド層２１０の表面に第１の保護膜を成膜する第１の成膜工程に相当する。なお、本工程のプロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第２のガス        ：ＳｉＣｌ４／Ｏ２／Ｈｅ＝２５／２５／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
（ｅ）ＰＭＭＡエッチング（全部）−第２のエッチング工程−
次に、ＰＭＭＡ２３０をすべてエッチングする。このとき、第１の保護膜２７０は、本工程のエッチングからＰＳ２２０及びガイド層２１０を保護する。本工程は、第２のポリマーを更にエッチングする第２のエッチング工程に相当する。
なお、本工程のプロセス条件は第１のエッチング工程と同じであるため、ここでは説明を省略する。
（ｆ）保護膜成膜−第２の成膜−
次に、ＰＳ２２０及びガイド層２１０の表面に第２の保護膜２８０を成膜する。ここでは、図６（ｇ）のＳｉ−Ａｒｃエッチングの前に第２の保護膜２８０を成膜したが、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングの途中で成膜してもよい。本工程は、後述するＳｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチング工程前又はＳｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチング工程の途中に、第４のガスから生成されたプラズマによりＰＳ２２０及びガイド層２１０の表面に第２の保護膜２８０を成膜する第２の成膜工程に相当する。
なお、本工程のプロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第４のガス        ：ＳｉＦ４／ＳｉＣｌ４／Ｈｅ＝５／２０／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
（ｇ）Ｓｉ−Ａｒｃエッチング−第３のエッチング工程−
ＰＭＭＡエッチング後、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。このとき、第２の保護膜２８０は、本工程のエッチングからＰＳ２２０及びガイド層２１０を保護する。本工程は、第２のエッチング工程後、第３のガスから生成されたプラズマにより下地膜のＳｉ−Ａｒｃをエッチングする第３のエッチング工程に相当する。
なお、本工程のプロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：２０（ｍＴｏｒｒ）（＝２６６６．４４Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  １５０（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ５０（Ｗ）
第３のガス        ：ＣＨＦ３／ＣＦ４／Ｏ２＝１００／２００／５（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：５０（秒）
以上により、本実施形態に係るエッチング方法によれば、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて保護膜を成膜しながら周期パターンをエッチングすることができる。
【００４６】
［装置の全体構成］
次に、以上に説明したエッチング処理及び成膜処理を実行するプラズマ処理装置の全体構成について、図７を参照しながら説明する。図７に、第１及び第２実施形態におけるプラズマ処理装置の全体構成を示す。プラズマ処理装置１は、下部２周波及び上部１周波印加方式の容量結合型プラズマエッチング装置として構成されており、たとえば表面がアルマイト処理（陽極酸化処理）されたアルミニウムからなる円筒形の真空チャンバ（処理容器）１０を有している。チャンバ１０は接地されている。
【００４７】
チャンバ１０の底部には、セラミックなどの絶縁板１２を介して円柱状のサセプタ支持台１４が配置され、このサセプタ支持台１４の上にたとえばアルミニウムからなるサセプタ１６が設けられている。サセプタ１６は下部電極を構成し、この上に被処理体としてたとえば半導体ウエハＷ（以下、ウエハＷと称呼する。）が載置される。
【００４８】
サセプタ１６の上面には、ウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック１８が設けられている。この静電チャック１８は導電膜からなるチャック電極２０を一対の絶縁層または絶縁シートの間に挟み込んだものであり、電極２０には直流電源２２がスイッチ２４を介して電気的に接続されている。直流電源２２からの直流電圧により、ウエハＷを静電気力で静電チャック１８に吸着保持できるようになっている。静電チャック１８の周囲でサセプタ１６の上面には、エッチングの面内均一性を向上させるためのたとえばシリコンからなるフォーカスリング２６が配置されている。サセプタ１６およびサセプタ支持台１４の側面にはたとえば石英からなる円筒状の内壁部材２８が貼り付けられている。
【００４９】
サセプタ支持台１４の内部には、たとえば円周方向に延びる冷媒室または冷媒通路３０が設けられている。この冷媒通路３０には、外付けのチラーユニット（図示せず）より配管３２ａ，３２ｂを介して所定温度の冷媒たとえば冷却水ｃｗが循環供給される。冷媒ｃｗの温度によってサセプタ１６上のウエハＷの処理温度を制御できるようになっている。さらに、伝熱ガス供給機構（図示せず）からの伝熱ガスたとえばＨeガスが、ガス供給ライン３４を介して静電チャック１８の上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
【００５０】
サセプタ１６には、プラズマ生成用の第１高周波電源３６、イオン引き込み用の第２高周波電源３８がそれぞれ下部整合器４０，４２及び下部給電棒４４，４６を介してサセプタ１６に電気的に接続されている。
【００５１】
第１高周波電源３６は、プラズマ生成に適した高めの周波数、例えば６０ＭＨｚ、１００ＭＨｚの第１高周波を出力する。一方、第２高周波電源３８は、サセプタ１６上のウエハＷにプラズマのイオンを引き込むのに適した低めの周波数、例えば０．８ＭＨｚの第２高周波を出力する。
【００５２】
サセプタ１６の上方には、このサセプタと平行に対向して上部電極４８が設けられている。この上部電極４８は、多数のガス孔５０ａを有するたとえばＳi、ＳiＣなどの半導体材料からなる電極板５０及び電極板５０を着脱可能に支持する電極支持体５２から構成され、チャンバ１０の上部にリング状の絶縁体５４を介して取り付けられている。電極支持体５２は、導電材料たとえば表面がアルマイト処理されたアルミニウムから形成されている。この上部電極４８とサセプタ１６との間にプラズマ生成空間または処理空間Ｓが設定されている。リング状絶縁体５４は、たとえばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなり、上部電極４８の外周面とチャンバ１０の側壁との間の隙間を気密に塞いでおり、上部電極４８を非接地で物理的に支持している。
【００５３】
電極支持体５２は、その内部にガスバッファ室５６を有するとともに、その下面にガスバッファ室５６から電極板５０のガス孔５０ａに連通する多数のガス通気孔５２ａを有している。ガスバッファ室５６にはガス供給管５８を介して処理６０が接続されており、ガス供給管５８にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６２および開閉バルブ６４が設けられている。ガス供給源６０より所定の処理ガスがガスバッファ室５６に導入されると、電極板５０のガス孔５０ａよりサセプタ１６上のウエハＷに向けて処理空間Ｓに処理ガスがシャワー状に噴出されるようになっている。このように、上部電極４８は処理空間Ｓに処理ガスを供給するためのシャワーヘッドを兼ねている。
【００５４】
上部電極４８には、プラズマ励起用の第３高周波電源６６が上部整合器６８および上部給電導体たとえば給電棒７０を介して電気的に接続されている。第３高周波電源６６は、第３高周波を出力する。なお、プラズマ生成用の第３高周波の周波数は、通常２７ＭＨｚ〜３００ＭＨｚの範囲内で選ばれる。
【００５５】
サセプタ１６およびサセプタ支持台１４とチャンバ１０の側壁との間に形成される環状の空間は排気空間となっており、この排気空間の底にはチャンバ１０の排気口７２が設けられている。この排気口７２に排気管７４を介して排気装置７６が接続されている。排気装置７６は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１０の室内、特に処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧できるようになっている。また、チャンバ１０の側壁にはウエハＷの搬入出口７８を開閉するゲートバルブ８０が取り付けられている。
【００５６】
チャンバ１０の外に設置される可変直流電源８２の一方の端子つまり出力端子は、スイッチ８４および直流給電ライン８５を介して上部電極４８に電気的に接続されている。可変直流電源８２はたとえば−２０００〜＋１０００Ｖの直流電圧ＶDCを出力できるように構成されている。可変直流電源８２の他方の端子は接地されている。可変直流電源８２の出力（電圧、電流）の極性および絶対値およびスイッチ８４のオン・オフ切換は、後述する制御部８８からの指示の下でＤＣコントローラ８３により制御されるようになっている。
【００５７】
直流給電ライン８５の途中に設けられるフィルタ回路８６は、可変直流電源８２からの直流電圧ＶDCをスルーで上部電極４８に印加する一方で、サセプタ１２から処理空間Ｓおよび上部電極４８を通って直流給電ライン８５に入ってきた高周波を接地ラインへ流して可変直流電源８２側へは流さないように構成されている。
【００５８】
また、チャンバ１０内で処理空間Ｓに面する適当な箇所に、たとえばＳi，ＳiＣ等の導電性材料からなるＤＣ接地部材（図示せず）が取り付けられている。このＤＣ接地部材は、接地ライン（図示せず）を介して常時接地されている。
【００５９】
制御部８８は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit），ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を有し、ＣＰＵは、例えばＲＡＭに記憶された各種レシピに従ってプロセスの実行を制御する。
【００６０】
かかる構成のプラズマ処理装置１において、エッチングを行なうには、先ずゲートバルブ８０を開口して図示しない搬送アーム上に保持されたウエハＷをチャンバ１０内に搬入する。ウエハＷは、図示しないプッシャーピンにより保持され、プッシャーピンが降下することにより静電チャック１８上に載置される。ウエハＷ搬入後、ゲートバルブ８０が閉じられ、ガス供給源６０からエッチングガスを所定の流量および流量比でチャンバ１０内に導入し、排気装置７６によりチャンバ１０内の圧力を設定値に減圧する。さらに、第１高周波電源３６、第２高周波電源３８及び第３高周波電源６６から所定のパワーの高周波電力をサセプタ１６に供給する。また、直流電源２２から直流電圧を静電チャック１８のチャック電極２０に印加して、ウエハＷを静電チャック１８上に固定する。シャワーヘッドからシャワー状に導入されたエッチングガスは主に第１高周波電源３６から供給された高周波電力によりプラズマ化され、これにより、生成されたプラズマ中のラジカルやイオンによってウエハＷの主面がエッチングされる。また、主に第２高周波電源３８から供給された高周波電力によりウエハＷに向かってイオンを引き込むことができる。
【００６１】
プラズマエッチング終了後、ウエハＷがプッシャーピンにより持ち上げられ保持され、ゲートバルブ８０を開口して搬送アームがチャンバ１０内に搬入された後に、プッシャーピンが下げられウエハＷが搬送アーム上に保持される。次いで、その搬送アームがチャンバ１０外へ出て、次のウエハＷが搬送アームによりチャンバ１０へ搬入される。この処理を繰り返すことで連続してウエハＷが処理される。
【００６２】
［動作］
次に、以上に説明したプラズマ処理装置を用いた動作について図８及び図９を参照しながら説明する。図８は、第１実施形態に係るエッチング工程を示したフローチャートである。図９は、第１実施形態に係るエッチング工程を示したタイムチャートである。
【００６３】
なお、以下のプラズマ処理装置の動作は、制御部８８により制御される。また、図９は、横軸に時間、縦軸に膜厚を示す。グラフ中で示した膜厚は、ＬｍがＰＭＭＡ２３０の膜厚、ＬｓがＰＳ２２０の膜厚、Ｌｒがガイド層２１０の膜厚、ＬａがＳｉ−Ａｒｃ層２４０の膜厚、Ｄ１が第１の保護膜の膜厚、Ｄ２が第２の保護膜の膜厚である。
【００６４】
図８に示した第１実施形態に係るエッチング工程が開示されると、まず下地膜であるＳｉ−Ａｒｃ層２４０上にてガイド層２１０（レジスト膜）を形成する（ステップＳ１０１）。次に、ＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を塗布後、加熱して自己組織化させることにより、ＤＳＡを成膜する（ステップＳ１０３）。
（ＰＭＭＡエッチング）
次に、ＰＭＭＡ２３０の一部をエッチングする（ステップＳ１０５）。このエッチング時間は、図９では時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間として示されている（第１のエッチング工程）。
【００６５】
時刻ｔ０にて、ＰＭＭＡ２３０のエッチングが開始し、ＰＭＭＡ２３０のエッチングとともに図６（ｂ）に示したガイド層２１０上のＰＳ２２０のエッチングが進み、時刻ｔ１にてガイド層２１０上のＰＳ２２０が消失すると、ガイド層２１０が露出するので時刻ｔ１にてガイド層２１０のエッチングが開始される。つまり、時刻ｔ１以降は、ＰＭＭＡ２３０のエッチングとともに図６（ｃ）に示したガイド層２１０とＰＳ２２０とがエッチングされる。ＰＭＭＡ２３０とガイド層２１０との基幹部分の組成はほぼ同じ構造であるため、ＬｍとＬｒの傾き、すなわち、ＰＭＭＡ２３０とガイド層２１０のエッチングレートはほぼ同じになる。ＬｒとＬｓの傾きの相違はガス種により決定されるが、ここでは、ＰＭＭＡのエッチング中は、Ｌｒの傾き＞Ｌｓの傾きとする。
【００６６】
次に、第１の成膜工程が実行される（ステップＳ１０７）。これにより、図６（ｄ）の第１の保護膜２７０が形成される。図９では、時刻ｔ２にて第１の成膜工程の開始が示されているが、便宜上第１の成膜工程時間は図示されていない。
【００６７】
次に、ＰＭＭＡ２３０の残りがすべてエッチングされる（ステップＳ１０９）。このエッチング時間は、図９では時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間として示されている（第２のエッチング工程）。このうち、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は、第１の保護膜が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ３にて第１の保護膜２７０が消失すると、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。
【００６８】
このように、ＰＭＭＡ２３０のエッチング工程において、第１の保護膜２７０を成膜することにより、ＰＭＭＡ２３０のエッチング完了時にガイド層２１０とＰＳ２２０とを残すことができる。これにより、次のＳｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングにおいてもガイド層２１０とＰＳ２２０をマスクとして機能させることができる。
（Ｓｉ−Ａｒｃエッチング）
次に、変数ｎに０を代入した後（ステップＳ１１３）、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする（ステップＳ１１３）。Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチング時間は、図９では時刻ｔ４から時刻ｔ９までの時間として示されている（第３のエッチング工程）。時刻ｔ４にてＳｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが開始し、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングとともにガイド層２１０及びＰＳ２２０のエッチングが進む。
【００６９】
次に、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが終了したかを判定し（ステップＳ１１５）、終了していれば本処理を終了する、終了していなければ、ステップＳ１１７に進み、ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなったかを、例えば予め定められた閾値と比較することにより判定する。ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなっていなければステップＳ１１３に戻り更にＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなっていればステップＳ１１９に進み、変数ｎに１加算した後、ｎ＋１回目、すなわち、１回目の第２の成膜工程を実行する（ステップＳ１２１）。これにより、図６（ｆ）の第２の保護膜２８０が形成される。次に、ステップＳ１１３に戻り再びＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。
【００７０】
図９では、時刻ｔ５に１回目の第２の成膜が開始されている。ここでも、便宜上第２の成膜工程時間は図示されていない。時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間は、第２の保護膜２８０が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ６にて第２の保護膜２８０が消失すると、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。なお、Ｓｉ−Ａｒｃのエッチングでは、Ｌｒの傾きとＬｓの傾きとは、使用するガス種によってその大小関係が決まる。
【００７１】
Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが終了する前にガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなると、再度ステップＳ１１７にてＹＥＳと判定し、再度ステップＳ１１９にて変数ｎに１加算した後、ｎ＋１回目、すなわち、２回目の第２の成膜が実行され（ステップＳ１２１）、ステップＳ１１３に戻り再びＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。
【００７２】
図９では、時刻ｔ７に２回目の第２の成膜が開始されている。ここでも、便宜上第２の成膜工程時間は図示されていない。これにより、図６（ｆ）の第２の保護膜２８０が再び形成される。時刻ｔ７から時刻ｔ８までの時間は、第２の保護膜が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ８にて第２の保護膜２８０が消失すると、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。時刻ｔ９になると、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが終了したと判定し（ステップＳ１１５）、本処理は終了する。
【００７３】
［効果／実験結果］
以上説明したように、本実施形態によれば、ＰＭＭＡ２３０のエッチング中に第１の成膜工程において第１の保護膜２７０を生成する。これにより、ＰＭＭＡ２３０をエッチングしながらガイド層２１０を残すことができる。図１０に実験結果を示す。図１０には電子顕微鏡写真にてガイド層２１０の有無が示されている。図１０（ａ）の初期状態に対して、図１０（ｂ）では上記第１の成膜工程がなかった場合、図１０（ｃ）では上記第１の成膜工程があった場合を示す。図１０（ｂ）の第１の成膜工程がなかった場合には、ＰＳ２２０を示す凸部に対して内側にホールが形成されるとともに、ＰＳ２２０の外側に本来あるべきガイド層２１０がところどころ薄くなったり消失したりしていることがわかる。これに対して、図１０（ｃ）の第１の成膜工程があった場合には、ＰＳ２２０に対して内側にホールが形成され、ＰＳ２２０の外側のガイド層２１０は残存していることがわかる。以上から、ＰＭＭＡ２３０のエッチングの際に第１の成膜工程を行うと良好なエッチング結果が得られることがわかる。
【００７４】
次に、第１の成膜工程を行うタイミングについて図１１を参照しながら説明する。図１１は、ＰＭＭＡ２３０のエッチングの途中に第１の保護膜２７０を成膜した場合とＰＭＭＡ２３０のエッチング後に第１の保護膜２７０を成膜した場合との効果の相違を示した電子顕微鏡写真である。図１１の左側にはアッシング前の状態が示され、図１１の右側にはアッシング後の状態が示されている。ＰＭＭＡ２３０のエッチング途中に第１の保護膜２７０を成膜した場合、アッシング前の状態でガイド層２１０が厚く残存しており、アッシング後の状態でもホールの形成が確認できる。
【００７５】
一方、ＰＭＭＡ２３０のエッチング後に第１の保護膜２７０を成膜した場合、アッシング前の状態でガイド層２１０が一部薄くなったり消失したりしており、アッシング後の状態ではホールの形状を留めていない。これは、ガイド層２１０がかなり薄くなっていたため、アッシング中に薄くなったガイド層からＳｉ−Ａｒｃ層２４０の下地層であるカーボン層２５０がアッシングされて消失し、ホールの形状が崩れたためであると考えられる。以上の実験結果から、第１の成膜工程は、ＰＭＭＡ２３０をエッチング中に実行する必要があり、ＰＭＭＡ２３０をエッチングした後に実行してもよい効果は得られないことがわかる。
【００７６】
更に、第１の成膜工程では、ＰＭＭＡ２３０上部の狭いスペースには第１の保護膜２７０を成膜させず、それ以外の広いスペースのみに第１の保護膜２７０を成膜する成膜時の工夫が必要である。これは、第１の成膜工程前にＰＭＭＡ２３０の表面を一部エッチングしてＰＭＭＡ上部に凹みを形成しておくことと、第１の成膜工程の実行時、チャンバ内を所定の圧力に制御することで可能になる。成膜時の圧力制御については後述する。
【００７７】
第１の成膜工程前にＰＭＭＡ２３０に形成する凹みは、２０ｎｍ以上であることが好ましい。凹みが２０ｎｍ未満であると、凹み量が足りずに第１の保護膜２７０がＰＭＭＡ２３０上にも成膜されてしまう可能性があるためである。よって、第１の成膜工程は、第１のエッチング工程にてＰＭＭＡ２３０が２０ｎｍ以上の深さまでエッチングされた後に実行すべきである。
【００７８】
また、第１の成膜工程前にＰＭＭＡ２３０に形成する凹みは、８０ｎｍ以下であることが好ましい。つまり、この凹みは２０ｎｍ以上であって８０ｎｍ以下の範囲の深さを有していればよい。凹みが８０ｎｍより大きいと、第１の保護膜２７０が形成される前に、第１のエッチング工程にてガイド層２１０が薄くなってしまい、図１１に示したようにアッシング後までホールの形状を維持できない可能性があるためである。よって、第１の成膜工程は、第１のエッチング工程にてＰＭＭＡ２３０が２０ｎｍ以上であって８０ｎｍ以下の深さまでエッチングされた後に実行すべきである。第１の成膜工程は１回に限らず、複数回行うことができる。
【００７９】
一方、上記本実施形態では第２の成膜工程を２回行ったが、これに限らず、第２の成膜工程は実行されなくてもよいし、１回実行されてもよいし、３回以上実行されてもよい。つまり、第２の成膜工程は、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチング前又はエッチング途中に必要であれば実行すればよく、必要でなければ実行しなくてもよい。ガイド層２１０とＳｉ−Ａｒｃ層２４０との選択比、及び第２の保護膜２８０とＳｉ−Ａｒｃ層２４０との選択比によって第２の成膜工程の実行の有無を判断すればよいし、上記選択比によって第２の保護膜２８０の成膜回数を最適な回数に変えることが好ましい。
＜第２実施形態＞
［エッチング工程］
次に、第２実施形態に係るエッチング工程について説明する。図１２（ｂ）に示したように、ＤＳＡの成膜時、実際には下地膜の性質によってＰＭＭＡ２３０の底部にＰＳ２２０が回りこんで形成される場合が多い。このような場合、図１２（ｃ）のＰＭＭＡ２３０のエッチング後、図１２（ｄ）に示したようにＰＭＭＡ２３０の下に形成されたＰＳをエッチングする工程が必要になる。
【００８０】
しかし、この工程を追加したことにより、ガイド層２１０やＰＳ２２０の膜厚が更に薄くなり、下層膜であるＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングしたときにＳｉ−Ａｒｃ層２４０との選択比が足りず、図１２（ｅ）に示したようにホールの径が広がってしまう結果となる。
【００８１】
そこで、第２実施形態では、第１実施形態のホール形成工程に図１３（ｉ）に示したＰＳのエッチング工程が追加され、その工程後の図１３（ｆ）の成膜工程にてガイド層２１０及びＰＳ２２０を保護する第２の保護膜２８０を成膜する。なお、図１３（ｉ）のＰＳのエッチング工程は、ＰＭＭＡ２３０とその下地膜であるＳｉ−Ａｒｃ層２４０との間に形成されたＰＳ２２０を、第２のエッチング工程後に第５のガスから生成されたプラズマによりエッチングする第４のエッチング工程に相当する。
なお、第４のエッチング工程のプロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：２０（ｍＴｏｒｒ）（＝２６６６．４４Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  １５０（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ５０（Ｗ）
第５のガス        ：ＣＦ４／Ｏ２＝７５／５（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１５（秒）
［動作］
次に、以上に説明した工程をプラズマ処理装置を用いて実行する動作について図１４及び図１５を参照しながら説明する。図１４は、第２実施形態に係るエッチング工程を示したフローチャートである。図１５は、第２実施形態に係るエッチング工程を示したタイムチャートである。図１５のグラフ中で示した膜厚のうち、ＬｓｕはＰＭＭＡ２３０の下に回り込んだＰＳ２２０の膜厚である。
（ＰＭＭＡエッチング）
図１４に示した本実施形態に係るエッチング工程が開始されると、まず下地膜であるＳｉ−Ａｒｃ層２４０上にてガイド層２１０を形成する（ステップＳ１０１）。次に、ＰＭＭＡ２３０及びＰＳ２２０を塗布、加熱してＤＳＡを成膜する（ステップＳ１０３）。次に、ＰＭＭＡ２３０の一部をエッチングする（ステップＳ１０５）。このエッチング時間は、図１５では時刻ｔ０から時刻ｔ２までの時間として示されている（第１のエッチング工程）。時刻ｔ０にて、ＰＭＭＡ２３０のエッチングが開始し、ＰＭＭＡ２３０のエッチングとともに図１３（ｂ）に示したガイド層２１０上のＰＳ２２０のエッチングが進み、時刻ｔ１にてガイド層２１０上のＰＳ２２０が消失すると、ガイド層２１０が露出するので時刻ｔ１にてガイド層２１０のエッチングが開始される。つまり、時刻ｔ１以降は、ＰＭＭＡ２３０のエッチングとともに図１３（ｃ）に示したガイド層２１０とＰＳ２２０とがエッチングされる。
【００８２】
次に、図１５の時刻ｔ２にて第１の成膜工程が実行される（ステップＳ１０７）。これにより、第１の保護膜２７０が形成される。便宜上第１の成膜工程時間は図示されていない。次に、ＰＭＭＡ２３０の残りがすべてエッチングされる（ステップＳ１０９）。このエッチング時間は、図１５では時刻ｔ２から時刻ｔ４までの時間として示されている（第２のエッチング工程）。このうち、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間は、第１の保護膜が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ３にて第１の保護膜２７０が消失したため、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。
【００８３】
このように、ＰＭＭＡ２３０のエッチング工程において、第１の保護膜２７０を成膜することにより、ＰＭＭＡ２３０のエッチング完了時にガイド層２１０とＰＳ２２０とを所定量以上残すことができる。
（ＰＳエッチング）
次に、ＰＭＭＡ２３０の底部に回り込んだＰＳ２２０をエッチングする（ステップＳ１２３）。このエッチング時間は、図１５では時刻ｔ４から時刻ｔ５までの時間として示されている（第４のエッチング工程）。
【００８４】
次に、変数ｎに１を代入した後（ステップＳ１２５）、図１５の時刻ｔ５にてｎ回目、すなわち、１回目の第２の成膜工程を実行する（ステップＳ１２７）。これにより、第２の保護膜２８０が形成される。便宜上第２の成膜工程時間は図示されていない。
（Ｓｉ−Ａｒｃエッチング）
次に、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする（ステップＳ１１３）。このエッチング時間は、図１５では時刻ｔ５から時刻ｔ９までの時間として示されている（第３のエッチング工程）。時刻ｔ５にてＳｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが開始し、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの時間は、第２の保護膜２８０が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ６にて第１の保護膜２８０が消失すると時刻ｔ６から時刻ｔ７までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。
【００８５】
次に、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが終了したかを判定し（ステップＳ１１５）、終了していれば本処理を終了する、終了していなければ、ステップＳ１１７に進み、ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなったかを例えば、予め定められた閾値と比較することにより判定する。ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなっていなければステップＳ１１３に戻り更にＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。ガイド層２１０の膜厚Ｌｒが薄くなっていればステップＳ１１９に進み変数ｎに１加算した後、ｎ＋１回目、すなわち、２回目の第２の成膜工程を実行し（ステップＳ１２１）、ステップＳ１１３に戻り再びＳｉ−Ａｒｃ層２４０をエッチングする。
【００８６】
図１５では、時刻ｔ７に２回目の第２の成膜が開始されている。ここでも、便宜上第２の成膜工程時間は図示されていない。これにより、第２の保護膜２８０が再び形成される。時刻ｔ７から時刻ｔ８までの時間は、第２の保護膜２８０が残存しているため、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされない。時刻ｔ８にて第２の保護膜２８０が消失すると、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの時間、ガイド層２１０とＰＳ２２０とはエッチングされる。時刻ｔ９になると、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０のエッチングが終了したと判定し（ステップＳ１１５）、本処理は終了する。
【００８７】
［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、第１の保護膜２７０の生成によりＰＭＭＡ２３０を良好なホール形状にエッチングすることができる。また、ＰＭＭＡ２３０の底部に回り込んだＰＳ２２０のエッチング後、第２の保護膜２８０の生成によりＳｉ−Ａｒｃ層２４０を良好なホール形状にエッチングすることができる。
【００８８】
［圧力依存性］
次に、第１の成膜工程における圧力依存性について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、第１及び第２実施形態に係る圧力依存性の実験結果である。プロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：可変
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第２のガス        ：ＳｉＣｌ４／Ｏ２／Ｈｅ＝２５／２５／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
この顕微鏡写真から、チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ（＝１３３３２．２Ｐａ）と高くすると、ホールが形成される部分に隙間がなく、ＰＭＭＡ２３０の上部及び内部でプラズマと反応し、上部及び内部にて膜が付着していることがわかる。これに対して、チャンバ内の圧力を１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）に制御した場合、ホールが形成される部分に隙間があり、ＰＭＭＡ２３０の上部及び内部に膜が付着していないことがわかる。
【００８９】
その理由について考察すると、チャンバ内の圧力を１００ｍＴｏｒｒ（＝１３３３２．２Ｐａ）の高圧側に制御すると、プラズマがチャンバ内に滞在する時間が長いため、ＰＭＭＡ２３０の表面及び内部はプラズマと反応して成膜が促進される。一方、チャンバ内の圧力を１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）の低圧側に制御すると、プラズマがチャンバ内に滞在する時間が短く、直ぐに排気されるため、ＰＭＭＡ２３０の表面及び内部にて成膜は促進されないと考えられる。
【００９０】
以上から、第１の成膜工程では、圧力が１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）に制御されたチャンバ内に第２のガスを導入することが好ましい。上記圧力に制御されたチャンバ内にて第１の成膜工程を実行することにより、ＰＭＭＡ２３０の一部の凹みの狭いスペースには第１の保護膜は成膜されず、それ以外の広いスペース、つまりガイド層２１０とＰＳ２１０上に成膜することができる。これにより、上記各実施形態で説明したように、第１の保護膜２７０が成膜されていないＰＭＭＡ２３０をエッチングすることができる。
【００９１】
［ガス種依存性］
次に、第１の成膜工程におけるガス種依存性について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、第１及び第２実施形態に係るガス種依存性を示した実験結果である。プロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第２のガス        ：ＳｉＣｌ４／Ｏ２／Ｈｅ又はＡＲ又はＮ２＝２５／２５／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
図１７の実験結果を見ると、Ｈｅガスの替わりにＡｒガスを用いても生成された膜の厚さは良好であり、良好な成膜が実行されることがわかる。一方、Ｈｅガスの替わりにＮ２ガスを用いた場合には良好な成膜は行われていない。よって、第１の成膜工程で使用するガス種としては、Ｈｅガスの替わりにＡｒガスを用いることはできるが、Ｎ２ガスを用いることはできないことがわかる。
【００９２】
［ガス種依存性］
更に、第１の成膜工程におけるガス種依存性について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、第１及び第２実施形態に係る第２の成膜工程に使用される第４のガスのガス種を変更した場合の実験結果である。プロセス条件は以下の通りである。
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第４のガス        ：ＣＨ３Ｆ／Ｈｅ＝５０／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
図１８の実験結果を見ると、第２の成膜工程のガス種にＳｉＣｌ４ガスに替えてＣＨ３Ｆガスを用いた場合、ＳｉＣｌ４ガスを用いた場合より成膜された第２の保護膜の状態が良い場合もあり、第２の成膜工程で使用するガス種としては、ＳｉＣｌ４ガスに替えてＣＨ３Ｆガスを用いることができる。
【００９３】
［ガス種依存性／Ｆ系ガス含有］
更に、第４のガスは、フッ素系ガスを含んでいることが好ましい。以下に、第１及び第２実施形態に係る第２の成膜工程で使用するガス種にＦ系ガスを含有した場合について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、第２の成膜工程で使用するガス種にＦ系ガスを含有した場合の実験結果である。
【００９４】
第２の成膜工程で使用するガス種にＦ系ガスを加えた場合、アッシング後のホールの形状が良好であるのに対して、Ｆ系ガスを加えない場合、アッシング後のホールの形状に全体に、バラツキがあり、特に、ホールのミッシング（ｍｉｓｓｉｎｇ）が見られる。ホールのミッシングは、例えば、ホールの上部に異物が付着し蓋のようにホールを塞いでいる付着物と考えられる。
【００９５】
ホールのミッシングは、薬液と装置内の異物から発生し、主に酸化物から構成されると考えられる。以上から、第２の成膜工程のガス種にＦ系ガスを含有しないと、形成されたホールからとれにくい異物があることがわかる。つまり、第２の成膜工程時、Ｆ系ガスがホール上部の異物と化学反応し、異物を除去する役目をしていると考えられる。
【００９６】
その理由について考察すると、そもそもＤＳＡの成膜時の熱処理でガイド層２１０は改質されていて、ガイド層２１０の一部にエッチングされやすい部分が生じていると考えられる。また、ＰＭＭＡ２３０の一部を第１のガスであるＯ２／Ａｒでエッチングしたとき、Ｓｉ−Ａｒｃ層２４０までエッチングされてしまう場合がある。このような状態において、第２の成膜工程時、ガスにＦ系ガスを含有させると、上記工程にてガイド層２１０に混入した酸化物がＦ系ガスに反応してエッチングされ、ホールのミッシングが取り除かれる。
【００９７】
［ガス種依存性／Ｆ系ガス代替］
更に、図２０は、第２の成膜工程で使用されるガス種にＦ系ガスを含有した場合の実験結果である。プロセス条件は以下の通りである。
・図２０（ａ）の場合
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第４のガス        ：ＳｉＦ４／ＳｉＣｌ４／Ｏ２／Ａｒ＝５／２０／２５／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
・図２０（ｂ）の場合
圧力              ：１０（ｍＴｏｒｒ）（＝１３３３．２２Ｐａ）
高周波電力        ：プラズマ生成用ＨＦ  ５００（Ｗ）／バイアス用ＬＦ  ０（Ｗ）
第４のガス        ：ＮＦ３／ＳｉＣｌ４／Ｏ２／Ａｒ＝６／２０／２５／２００（ｓｃｃｍ）
工程時間          ：１０（秒）
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）のいずれも良好な第２の保護膜が成膜されていることがわかる。よって、第２の成膜工程で使用されるガス種には、ＳｉＦ４ガスの替わりにＮＦ３ガスを用いることができる。
【００９８】
更に、図２１に、第２の成膜工程で使用されるガス種にＦ系ガスを含有した場合の他の実験結果を示す。これによれば、ＳｉＦ４ガスの替わりにＮＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨＦ３ガスを用いた場合であっても、いずれも良好な第２の保護膜が成膜されている。よって、第２の成膜工程で使用される第４のガスには、ＳｉＦ４ガス、ＮＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨＦ３ガスのいずれかのガスを用いることができる。
【００９９】
［ホールの真円度］
次に、ホールの真円度について、図２２を参照しながら説明する。図２２は、第１及び第２実施形態にて形成されたホールの真円度を示す。ホールの真円度とは、ホールの任意の断面において測定した最大径と最小径との差をいう。真円度の値が小さいとホールにバラツキがなく良好な形状であることを示す。
【０１００】
図２２の実験結果によれば、第２の成膜工程の第４のガスにＦ系ガスとしてＮＦ３ガスを含有した場合、ＣＤは１９．１４ｎｍ、真円度は１．４１であった。第２の成膜工程の第４のガスにＦ系ガスとしてＣＨ２Ｆ２ガスを含有した場合、ＣＤは２０．１４ｎｍ、真円度は１．２９であり、ＣＨＦ３ガスを含有した場合、ＣＤは１９．９６ｎｍ、真円度は１．４３であり、ＳｉＦ４ガスを含有した場合、ＣＤは１６．１ｎｍ、真円度は１．２２であった。以上から、いずれの場合も、Ｆ系ガスを含有することにより真円度が高くなり、ホールの形状が良好であることがわかる。
【０１０１】
［有機ポリマーの材料］
最後に２種類の有機ポリマー（有機膜Ａ，Ｂ）の取り得る材料について説明する。自己組織化可能なブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーは、２種類の有機ポリマーである。
【０１０２】
ブロック・コポリマーの第１のポリマー及び第２のポリマーでは、第２のポリマーをエッチングにより除去することによって第１のポリマーによるパターンを形成するようになっている。本実施形態のように第１のポリマー及び第２のポリマーは、ポリスチレンＰＳ及びメタクリル酸メチルＰＭＭＡに限られない。例えば、ＤＳＡには、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡは、ポリスチレンＰＳ及びポリメチルメタクリレートＰＭＭＡのジブロック・コポリマーであり、その他鎖状ブロック・コポリマーや、他の構造を有するブロック・コポリマー、例えば、星型コポリマ、分岐コポリマ、超分岐コポリマ、及びグラフト・コポリマを用いることもできる。
【０１０３】
ブロックは種々異なる重合可能なモノマから誘導することができ、ここでブロックは、それらに限定されないが、ポリジエンを含むポリオレフィン、ポリ（アルキレンオキシド）（例えば、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（プロピレンオキシド）、ポリ（ブチレンオキシド）、又は、これらのランダム又はブロック・コポリマーなど）を含むポリエーテル、ポリ（（メタ）アクリレート）、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオルガノシロキサン、ポリオルガノゲルマンなどを含むことができる。
【０１０４】
ブロック・コポリマーのブロックはモノマとして、Ｃ２−３０オレフィンモノマ、Ｃ１−３０アルコール由来の（メタ）アクリレートモノマ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｔｉをベースとするものを含む無機含有モノマ、又は前述のモノマの少なくとも１つを含む組合せを含み得る。ブロック内に用いるモノマは、Ｃ２−３０オレフィンモノマとして、エチレン、プロピレン、１−ブテン、１、３−ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、ジヒドロピラン、ノルボルネン、無水マレイン酸、スチレン、４−ヒドロキシスチレン、４−アセトキシスチレン、４−メチルスチレン、又はα−メチルスチレンを含み得る。モノマは、（メタ）アクリレートモノマとして、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、ネオペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、又はヒドロキシエチル（メタ）アクリレートを含み得る。これらのモノマの２つ又はそれ以上の組合せを用いることができる。ホモポリマであるブロックは、スチレン（例えば、ポリスチレンブロック）、又はポリ（メチルメタクリレート）のような（メタ）アクリレート・ホモポリマ・ブロックを用いて調製されるブロックを含むことができる。ランダム・ブロックは、例えば、ランダムに共重合されたスチレン及びメチルメタクリレート（例えば、ポリ（スチレン−ｃｏ−メチルメタクリレート））のブロックを含むことができる。代替のコポリマ・ブロックはスチレン及びマレイン酸無水物のブロックを含むことができ、これはほとんどの条件下でマレイン酸無水物がホモポリマ化できないためにスチレン−マレイン酸無水物２分子繰返し構造を形成する（例えば、ポリ（スチレン−ａｌｔ−マレイン酸無水物）ことが知られている。このようなブロックは例示的なものであって、限定するものと考えるべきではないことを理解されたい。
【０１０５】
さらに、本方法で用いるのに適切であり得るブロック・コポリマーは、例えば、ポリ（スチレン−ｂ−ビニルピリジン）、ポリ（スチレン−ｂ−ブタジエン）、ポリ（スチレン−ｂ−イソプレン）、ポリ（スチレン−ｂ−メチルメタクリレート）、ポリ（スチレン−ｂ−アルケニル芳香族）、ポリ（イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（スチレン−ｂ−（エチレン−プロピレン））、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−カプロラクトン）、ポリ（ブタジエン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（スチレン−ｂ−ｔ−ブチル（メタ）アクリレート）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−ｔ−ブチルメタクリレート）、ポリ（エチレンオキシド−ｂ−プロピレンオキシド）、ポリ（スチレン−ｂ−テトラヒドロフラン）、ポリ（スチレン−ｂ−イソプレン−ｂ−エチレンオキシド）、ポリ（スチレン−ｂ−ジメチルシロキサン）、ポリ（メチルメタクリレート−ｂ−ジメチルシロキサン）、又は前述のブロック・コポリマーの少なくとも１つを含む組合せなどのジブロック又はトリブロック・コポリマーを含む。
【０１０６】
ブロック・コポリマーは、さらなる処理を行うことができる全体的な分子量及び多分散性を有することが望ましい。例えば、ブロック・コポリマーは３，０００乃至４００，０００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量（Ｍｗ）を有することができる。同様に、ブロック・コポリマーは、１，０００乃至２００，０００の数平均分子量（Ｍｎ）を有することができる。ブロック・コポリマーはまた、１．０１乃至６の多分散性（Ｍｗ／Ｍｎ）を有することができるが、それに特に限定されない。Ｍｗ及びＭｎの両方の分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフにより、ポリスチレン標準に対して較正されるユニバーサル較正法を用いて決定することができる。
【０１０７】
以上、第１及び第２実施形態にて説明したエッチング方法によれば、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて保護膜を成膜しながら周期パターンをエッチングすることにより、良好なパターン形状を有することができる。特に、本エッチング方法によれば、第１の成膜工程にて、圧力を１０〜５０ｍＴｏｒｒ（＝１３３３．２２〜６６６６．１Ｐａ）に制御したチャンバ内に第２のガスを導入し、これによりプラズマを生成して成膜する。ことにより、ガイド層２１０及びＰＳ２２０表面の広いスペースのみに第１の保護膜を成膜し、ＰＭＭＡ２３０上に形成された凹み（狭いスペース）には第１の保護膜を成膜しないように制御できる。これにより、実質的に第１の保護膜がガイド層２１０に対するＰＭＭＡ２３０の選択比を高めるように機能する。これにより、波長が１９３ｎｍのＡｒＦフォトレジスト膜をガイドとして使用し、自己組織化可能なブロック・コポリマーを用いて周期パターンを良好にエッチングすることができる。汎用性の高いＡｒＦフォトレジスト膜を用いることができるため、コストを抑えることができる。
【０１０８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０９】
例えば、上記実施形態では、ホールの形成を例に挙げてエッチング処理を行ったが、本発明はこれに限らず、例えは、ラインアンドスペースにも適用することができる。
【０１１０】
また、ガイド層としては、波長が１９３ｎｍのＡｒＦフォトレジスト膜（１９３ＰＲ）に限られず、波長が２４８ｎｍのＫｒＦフォトレジスト膜（２４８ＰＲ）を使用してもよい。
【０１１１】
さらに、上記実施形態では、ガイド層としてレジスト膜を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、例えは、酸化膜等にも適用することができる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、ガイド層の下地膜としてＳｉ−Ａｒｃ層を例に挙げて説明したが、本発明は、Ｓｉ−Ａｒｃ層に替えてＳｉＯＮ膜等を用いることができる。すなわち、ガイド層の下地膜としてＳｉ含有の膜を用いた場合に本発明を適用することができる。なお、Ｓｉ含有の膜のうち、Ｓｉ−Ａｒｃ層は反射防止膜として機能するのに対して、ＳｉＯＮ膜は下層のマスクとして機能する。
【０１１３】
また、本発明に係るエッチング方法を実行可能な装置は、下部２周波及び上部１周波印加方式の容量結合型プラズマエッチング装置に限られない。例えば、下部１周波または下部２周波又はそれ以上の印加方式の容量結合型プラズマエッチング装置であってもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１          プラズマ処理装置
１０        チャンバ
１６        サセプタ（下部電極）
３６        第１高周波電源
３８        第２高周波電源    
４８        上部電極
６０        ガス供給源
６６        第３高周波電源
８８        制御部
２１０        ガイド層
２２０        ポリスチレン（ＰＳ）
２３０        メタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）
２４０        Ｓｉ−ＡＲＣ層
２５０        カーボン層
２６０        シリコン（Ｓｉ）基板
２７０        第１の保護膜
２８０        第２の保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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８】
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【図９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１６】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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