(57)【要約】【課題】酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的に且つ効率的にエッチングすることが可能とする。【解決手段】一実施形態の方法は、チャンバ内に被加工物を準備する工程と、被加工物の温度が第１の温度に設定された状態で、チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、被加工物の酸化シリコンをエッチングする工程と、被加工物の温度が第１の温度よりも高い第２の温度に設定された状態で、チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、被加工物の窒化シリコンをエッチングする工程と、を含む。【選択図】図１
2018046185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングする方法であって、
プラズマ処理装置が備えるチャンバ本体によって提供されるチャンバ内に被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の温度が第１の温度に設定された状態で、前記チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、前記被加工物の酸化シリコンをエッチングする工程と、
前記被加工物の温度が前記第１の温度よりも高い第２の温度に設定された状態で、前記チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、前記被加工物の窒化シリコンをエッチングする工程と、
を含む、方法。
【請求項２】
前記被加工物は、酸化シリコンから構成された複数の第１の層及び窒化シリコンから形成された複数の第２の層を有し、該複数の第１の層及び該複数の第２の層は交互に積層されており、
酸化シリコンをエッチングする前記工程と、窒化シリコンをエッチングする前記工程とが交互に実行される、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の温度は−３０℃より低く、前記第２の温度は−３０℃よりも高い、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理装置は、前記チャンバ内のプラズマの分光分析を実行する分析器を更に備えており、
前記分析器によって得られるＣＯの発光強度に基づいて酸化シリコンのエッチングが終了していると判断されるときに、酸化シリコンをエッチングする前記工程を終了させ、
前記分析器によって得られるＣＮの発光強度に基づいて窒化シリコンのエッチングが終了していると判断されるときに、窒化シリコンをエッチングする前記工程を終了させる、
請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理装置は、
前記チャンバ内に設けられた載置台であり、金属製の冷却台、及び、伝熱空間を介して前記冷却台上に設けられた静電チャックを有し、前記冷却台の内部には冷媒用の流路が形成されており、前記静電チャックの内部にはヒータが設けられている、該載置台と、
前記流路に冷媒を供給可能に構成されたチラーユニットと、
排気装置と、
前記チラーユニット及び前記排気装置を前記伝熱空間に選択的に接続するように構成された配管系と、
を更に備え、
該方法は、
前記チラーユニットから前記流路及び前記伝熱空間に前記冷媒を供給することにより、前記被加工物の温度を低下させる工程と、
前記排気装置を用いて前記伝熱空間を減圧し、前記ヒータに発熱させることにより、前記被加工物の温度を上昇させる工程と、
を更に含み、
前記被加工物の温度を低下させる前記工程が実行されて前記被加工物の温度が前記第１の温度に設定された後に、酸化シリコンをエッチングする前記が実行され、
前記被加工物の温度を上昇させる前記工程が実行されて前記被加工物の温度が前記第２の温度に設定された後に、窒化シリコンをエッチングする前記工程が実行される、
請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、エッチング方法に関し、より詳細には、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造においては、プラズマ処理装置を用いてプラズマエッチングが行われることがある。プラズマエッチングの実行時には、プラズマ処理装置のチャンバ本体の内部において処理ガスのプラズマが生成される。そして、生成されたプラズマ中のイオン及び／又はラジカルによって被加工物のエッチング対象の領域がエッチングされる。
【０００３】
エッチング対象の領域としては、酸化シリコンから形成された領域が例示される。酸化シリコンのプラズマエッチングにおいては、フルオロカーボン及び／又はハイドロフルオロカーボンを含む処理ガスのプラズマが生成される。このような酸化シリコンのプラズマエッチングについては、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４７２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、被加工物には酸化シリコンから形成された領域と窒化シリコンから形成された領域とを有するものがある。このような被加工物のプラズマエッチングでは、酸化シリコンと窒化シリコンを互いに選択的にエッチングすることが求められることがある。また、かかる酸化シリコン及び窒化シリコンのエッチングでは、これらを効率的にエッチングすることが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングする方法が提供される。この方法は、（ｉ）プラズマ処理装置が備えるチャンバ本体によって提供されるチャンバ内に、被加工物を準備する工程と、（ｉｉ）被加工物の温度が第１の温度に設定された状態で、チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、被加工物の酸化シリコンをエッチングする工程と、（ｉｉｉ）被加工物の温度が第１の温度よりも高い第２の温度に設定された状態で、チャンバ内で炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスのプラズマを生成することにより、被加工物の窒化シリコンをエッチングする工程と、を含む。
【０００７】
酸化シリコンのエッチングレートは比較的低い温度で窒化シリコンのエッチングレートよりも高くなる。一方、窒化シリコンのエッチングレートは比較的高い温度で酸化シリコンのエッチングレートよりも高くなる。一態様に係る方法では、被加工物の温度が比較的低い第１の温度に設定された状態で処理ガスのプラズマによるエッチングが行われる。したがって、窒化シリコンに対して酸化シリコンが選択的且つ効率的にエッチングされる。また、一態様に係る方法では、被加工物の温度が第１の温度よりも高い第２の温度に設定された状態で処理ガスのプラズマによるエッチングが行われる。したがって、酸化シリコンに対して窒化シリコンが選択的且つ効率的にエッチングされる。故に、この方法によれば、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的に且つ効率的にエッチングすることが可能となる。
【０００８】
一実施形態では、被加工物は、酸化シリコンから構成された複数の第１の層及び窒化シリコンから形成された複数の第２の層を有する。複数の第１の層及び複数の第２の層は交互に積層されている。この実施形態では、酸化シリコンをエッチングする工程と、窒化シリコンをエッチングする工程とが交互に実行される。この実施形態では、多層膜を効率的にエッチングすることが可能となる。
【０００９】
一実施形態では、第１の温度は−３０℃より低く、第２の温度は−３０℃よりも高い。
【００１０】
一実施形態では、プラズマ処理装置は、分析器を更に備える。分析器は、チャンバ内のプラズマの分光分析を実行するように構成されている。この実施形態では、分析器によって得られるＣＯの発光強度に基づいて酸化シリコンのエッチングが終了していると判断されるときに、酸化シリコンをエッチングする工程が終了される。また、分析器によって得られるＣＮの発光強度に基づいて窒化シリコンのエッチングが終了していると判断されるときに、窒化シリコンをエッチングする工程が終了される。
【００１１】
一実施形態では、プラズマ処理装置は、載置台、チラーユニット、排気装置、及び、配管系を更に備える。載置台は、チャンバ内に設けられており、金属製の冷却台及び静電チャックを有する。冷却台の内部には、冷媒用の流路が形成されている。静電チャックは、伝熱空間を介して冷却台上に設けられている。静電チャックの内部にはヒータが設けられている。チラーユニットは、冷却台の流路に冷媒を供給可能に構成されている。配管系は、チラーユニット及び排気装置を伝熱空間に選択的に接続するように構成されている。この実施形態において、方法は、チラーユニットから流路及び伝熱空間に冷媒を供給することにより、被加工物の温度を低下させる工程と、排気装置を用いて伝熱空間を減圧し、ヒータに発熱させることにより、被加工物の温度を上昇させる工程と、を更に含む。この実施形態では、被加工物の温度を低下させる工程が実行されて被加工物の温度が第１の温度に設定された後に、酸化シリコンをエッチングする工程が実行される。また、被加工物の温度を上昇させる工程が実行されて被加工物の温度が第２の温度に設定された後に、窒化シリコンをエッチングする工程が実行される。伝熱空間に冷媒が供給されると静電チャックと冷却台との間の熱抵抗が小さくなるので、静電チャックの温度を高速に低下させることができる。したがって、酸化シリコンをエッチングする工程を実行する前に、被加工物の温度を高速に低下させることができる。また、伝熱空間が減圧されると、静電チャックと冷却台との間の熱抵抗が大きくなるので、静電チャックの温度を高速に上昇させることができる。したがって、窒化シリコンをエッチングする工程を実行する前に、被加工物の温度を高速に上昇させることができる。故に、この実施形態によれば、酸化シリコン及び窒化シリコンを、互いに選択的に且つ更に効率的にエッチングすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的に且つ効率的にエッチングすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングする方法を示す流れ図である。
【図２】一例の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す方法の実行に用いることが可能な一実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図４】方法ＭＴの実行が途中まで進行したときの被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【図５】方法ＭＴの実行が途中まで進行したときの被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】方法ＭＴの実行の終了後の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【図７】酸化シリコンのエッチングレートと窒化シリコンのエッチングレートの温度依存性を示すグラフである。
【図８】別の一例の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【図９】図１に示す方法の実行に用いることが可能な別の実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図１０】図９に示すプラズマ処理装置の載置台の一部を拡大して示す断面図である。
【図１１】図９に示すプラズマ処理装置の載置台の別の一部を拡大して示す断面図である。
【図１２】一実施形態に係る配管系の構成を示す図である。
【図１３】図９に示すプラズマ処理装置の、一例の工程ＳＴ２における配管系の状態を示す図である。
【図１４】図９に示すプラズマ処理装置の、一例の工程ＳＴ７における配管系の状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１は、一実施形態に係る方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴは、被加工物の酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングする方法である。図１に示す方法では、まず、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、被加工物がプラズマ処理装置のチャンバ内に準備される。
【００１６】
図２は、一例の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。図２に示す一例の被加工物Ｗ１は、複数の第１の層Ｌ１及び複数の第２の層Ｌ２を有している。複数の第１の層Ｌ１は、酸化シリコンから形成されている。複数の第２の層Ｌ２は、窒化シリコンから形成されている。複数の第１の層Ｌ１及び複数の第２の層Ｌ２は、基板ＳＢ上で交互に積層されている。即ち、被加工物Ｗ１は、酸化シリコン製の層と窒化シリコン製の層から構成された多層膜を有している。多層膜の最上層の上には、マスクＭＫが設けられている。被加工物Ｗ１は、例えば円盤形状を有している。被加工物Ｗ１のマスクＭＫには、複数の開口が面内において分布するように形成されている。マスクＭＫの開口は、例えば、ホール又は溝である。なお、方法ＭＴが適用される被加工物は、酸化シリコンから形成された一以上の第１の領域と窒化シリコンから形成された一以上の第１の領域を有していれば、多層膜を有していなくてもよい。また、一以上の第１の領域及び一以上の第２の領域は、積層されていなくてもよい。
【００１７】
図３は、図１に示す方法の実行に用いることが可能な一実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１０は、チャンバ本体１２を備えている。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間をチャンバ１２ｃとして提供している。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムといった金属から形成されている。チャンバ本体１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する被膜、例えばアルマイト膜又は酸化イットリウム膜が形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。
【００１８】
チャンバ１２ｃ内、且つ、チャンバ本体１２の底部上には、支持部１４が設けられている。支持部１４は、絶縁材料から構成されている。支持部１４は、略円筒形状を有している。支持部１４は、チャンバ１２ｃ内において、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１４は、その上側部分において載置台１６を支持している。
【００１９】
載置台１６は、下部電極１８及び静電チャック２０を含んでいる。下部電極１８は、第１の部材１８ａ及び第２の部材１８ｂを含んでいる。第１の部材１８ａ及び第２の部材１８ｂは、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。第２の部材１８ｂは、第１の部材１８ａ上に設けられており、第１の部材１８ａに電気的に接続されている。この下部電極１８上には静電チャック２０が設けられている。
【００２０】
静電チャック２０は、その上に載置された被加工物Ｗを保持するように構成されている。静電チャック２０は、円盤形状の絶縁層、及び、当該絶縁層内に設けられた膜状の電極を有している。静電チャック２０の電極には、直流電源２２が電気的に接続されている。静電チャック２０は、直流電源２２からの直流電圧により生じた静電力により被加工物Ｗを吸着する。この静電チャック２０の内部には、ヒータが設けられていてもよい。
【００２１】
下部電極１８の周縁部上には、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャック２０を囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチングの均一性を向上させるために設けられている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。
【００２２】
下部電極１８の第２の部材１８ｂには、冷媒用の流路１８ｆが形成されている。流路１８ｆには、チャンバ本体１２の外部に設けられたチラーユニット２４から配管２４ａを介して冷媒が供給される。流路１８ｆに供給された冷媒は、配管２４ｂからチラーユニット２４に回収される。チラーユニット２４は、流路１８ｆに供給される冷媒の温度を制御する。流路１８ｆに供給される冷媒の温度が制御されることにより、静電チャック２０上に載置された被加工物Ｗの温度が制御される。
【００２３】
プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャック２０の上面と被加工物Ｗの裏面との間に供給する。
【００２４】
プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、載置台１６の上方において、当該載置台１６と対面するように配置されている。上部電極３０は、絶縁性の部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。この上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４は、チャンバ１２ｃに面している。天板３４には、複数のガス吐出孔３４ａが形成されている。この天板３４は、ジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から構成され得る。
【００２５】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持するものであり、例えばアルミニウムといった導体から形成されている。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通する複数の孔３６ｂが下方に延びている。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くポート３６ｃが形成されており、このポート３６ｃには、配管３８が接続されている。
【００２６】
配管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスをチャンバ１２ｃに供給するために、複数のガスソースを有している。複数のガスソースは、水素含有ガスのガスソース及びフッ素含有ガスのガスソースを少なくとも含んでいる。水素含有ガスは、例えば、水素ガス（Ｈ２ガス）、ハイドロカーボンガス、又は、ハイドロフルオロカーボンガスである。フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）、又は、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）である。一例においては、複数のガスソースは、Ｈ２ガスのガスソース、ＣＦ４ガスのガスソース、ＣＨＦ３ガスのガスソース、及び、ＮＦ３ガスのガスソースを含む。別の例においては、複数のガスソースは、Ｈ２ガスのガスソース、ＣＦ４ガスのガスソース、ＣＨ２Ｆ２ガスのガスソース、及び、ＮＦ３ガスのガスソースを含む。
【００２７】
バルブ群４２は複数のバルブを有しており、流量制御器群４４は複数の流量制御器を有している。複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、流量制御器群４４の対応の流量制御器及びバルブ群４２の対応のバルブを介して、配管３８に接続されている。
【００２８】
また、プラズマ処理装置１０では、チャンバ本体１２の内壁に沿って遮蔽部材４６が着脱自在に設けられている。遮蔽部材４６は、支持部１４の外周にも設けられている。遮蔽部材４６は、エッチングによって生成された副生物がチャンバ本体１２に付着することを防止するものである。遮蔽部材４６は、アルミニウム材にＹ２Ｏ３といったセラミックスを被覆することにより構成され得る。
【００２９】
支持部１４とチャンバ本体１２の内壁との間には、バッフル板４８が設けられている。バッフル板４８には、板厚方向に貫通する複数の孔が形成されている。バッフル板４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３といったセラミックスを被覆することにより構成され得る。このバッフル板４８の下方においてチャンバ本体１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。排気装置５０は、チャンバ１２ｃの圧力を減圧することができる。また、チャンバ本体１２の側壁には、被加工物Ｗの搬入又は搬出のための開口１２ｐが設けられている。この開口１２ｐは、ゲートバルブＧＶにより開閉可能となっている。
【００３０】
プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波を発生する電源である。第１の高周波の周波数は、２７〜１００ＭＨｚの周波数であり、一例においては４０ＭＨｚの周波数である。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極１８に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して、上部電極３０に接続されていてもよい。
【００３１】
第２の高周波電源６４は、被加工物Ｗにイオンを引き込むための第２の高周波を発生する電源である。第２の高周波の周波数は、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数であり、一例においては３ＭＨｚの周波数である。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極１８に接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
【００３２】
プラズマ処理装置１０は、直流電源部７０を更に備え得る。直流電源部７０は、上部電極３０に接続されている。直流電源部７０は、負の直流電圧を発生し、当該直流電圧を上部電極３０に与えることが可能である。
【００３３】
プラズマ処理装置１０は、分析器７２を更に備え得る。分析器７２は、チャンバ１２ｃ内で生成されたプラズマの分光分析を実行する。例えば、分析器７２は、チャンバ本体１２の側壁に設けられた窓７４を介して、プラズマの発光を観察する。窓７４は、石英等の透明な部材から構成されている。分析器７２は、少なくともＣＯの発光強度及びＣＮの発光強度を検出する。ＣＯの発光は、約４８３ｎｍの波長を有する。また、ＣＮの発光は、約３８７ｎｍの波長を有する。
【００３４】
プラズマ処理装置１０は、制御部ＣＵを更に備え得る。この制御部ＣＵは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータである。制御部ＣＵは、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部ＣＵでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を表示することができる。さらに、制御部ＣＵの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、及び、レシピデータが格納されている。例えば、制御部ＣＵの記憶部には、方法ＭＴをプラズマ処理装置１０で実行するための制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。
【００３５】
以下、方法ＭＴについて、当該方法ＭＴがプラズマ処理装置１０を用いて被加工物Ｗ１に適用される場合を例にとって、説明する。しかしながら、方法ＭＴの実行に用いられるプラズマ処理装置はプラズマ処理装置１０に限定されるものではなく、方法ＭＴが適用される被加工物は被加工物Ｗ１に限定されるものではない。
【００３６】
再び図１を参照する。また、図４〜図６を参照する。図４及び図５は、方法ＭＴの実行が途中まで進行したときの被加工物の一部を拡大して示す断面図である。図６は、方法ＭＴの実行の終了後の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。
【００３７】
上述したように、方法ＭＴの工程ＳＴ１では、図２に示したような被加工物Ｗ１がチャンバ１２ｃ内に準備される。被加工物Ｗ１は、静電チャック２０上に載置されて、当該静電チャック２０によって保持される。
【００３８】
次いで、工程ＳＴ２が実行される。工程ＳＴ２では、被加工物Ｗ１の温度が降温される。具体的には、制御部ＣＵからの信号により、チラーユニット２４が、流路１８ｆに供給される冷媒の温度を調整する。これにより、被加工物Ｗ１の温度が第１の温度に到達するように降温される。第１の温度は、例えば−３０℃よりも低い温度である。
【００３９】
次いで、工程ＳＴ３が実行される。工程ＳＴ３では、被加工物Ｗ１の温度が第１の温度に設定された状態で、被加工物Ｗ１の酸化シリコンのエッチングが行われる。工程ＳＴ３では、制御部ＣＵからの信号により、プラズマ処理装置１０の各部が制御される。これにより、チャンバ１２ｃに炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスが供給される。一例においては、処理ガスは、Ｈ２ガス、ＣＦ４ガス、ＣＨＦ３ガス、及び、ＮＦ３ガスを含む。別の例においては、処理ガスは、Ｈ２ガス、ＣＦ４ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、及び、ＮＦ３ガスを含む。また、工程ＳＴ３では、チャンバ１２ｃが減圧される。また、被加工物Ｗ１の温度を第１の温度に維持するよう、チラーユニット２４から温度が調整された冷媒が流路１８ｆに供給される。また、第１の高周波電源６２からの第１の高周波が下部電極１８に供給される。また、第２の高周波電源６４からの第２の高周波が下部電極１８に供給され得る。工程ＳＴ３の実行により、チャンバ１２ｃ内で処理ガスのプラズマが生成される。このプラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種により、酸化シリコンがエッチングされる。具体的には、マスクＭＫの開口から露出された部分において第１の層Ｌ１がエッチングされる。
【００４０】
次いで、工程ＳＴ４が実行され、次いで、工程ＳＴ５が実行される。工程ＳＴ４及び工程ＳＴ５は、工程ＳＴ３の酸化シリコンのエッチングが終了するまで実行される。工程ＳＴ４では、分析器７２によってＣＯの発光強度が検出される。検出された発光強度は制御部ＣＵに送信される。
【００４１】
工程ＳＴ５では、工程ＳＴ３の実行の停止上件が満たされるか否かが制御部ＣＵによって判定される。具体的に、工程ＳＴ５では、工程ＳＴ４において検出されたＣＯの発光強度に基づき、酸化シリコンのエッチングが終了しているか否かが、制御部ＣＵによって判断される。工程ＳＴ３の実行中には、酸化シリコンのエッチングにより発生する酸素と処理ガス中の炭素とが結合してＣＯが生成される。このように生成されるＣＯの発光強度は、酸化シリコンのエッチングが終了しているときには小さくなる。したがって、ＣＯの発光強度の値の時系列から、酸化シリコンのエッチングが終了しているか否かを判断することができる。例えば、工程ＳＴ３の実行中にＣＯの発光強度が所定の割合で低下した場合、或いは、工程ＳＴ３の実行中にＣＯの発光強度の時間微分の絶対値が所定値よりも大きくなった場合に、酸化シリコンのエッチングが終了しているものと判断することができる。なお、工程ＳＴ３の実行は、その開始から所定時間で終了されてもよい。
【００４２】
工程ＳＴ５において、酸化シリコンのエッチングが終了していないと判断される場合には、工程ＳＴ３の実行中に再び工程ＳＴ４からの処理が継続される。一方、工程ＳＴ５において、酸化シリコンのエッチングが終了していると判断される場合には、工程ＳＴ３の実行が終了する。最上層の第１の層Ｌ１がエッチングされて初回の工程ＳＴ３の実行が終了すると、図４に示すように、最上層の第１の層Ｌ１の下地の第２の層Ｌ２がマスクＭＫの開口から露出される。なお、工程ＳＴ３の実行中の被加工物Ｗ１の温度（第１の温度）では、窒化シリコンのエッチングレートは酸化シリコンのエッチングレートよりも相当に低い。したがって、第１の層Ｌ１のエッチングが終了しても、当該第１の層Ｌ１の下地の第２の層Ｌ２は、第１の層Ｌ１のエッチングと比較して殆どエッチングされない。
【００４３】
次いで、工程ＳＴ６が実行される。工程ＳＴ６では、被加工物Ｗ１の所定数の層のエッチングが終了したか否かが制御部ＣＵによって判定される。なお、この「所定数」は、被加工物の全ての層の個数であってもよく、当該全ての層の個数よりも少数の個数であってもよい。工程ＳＴ６において、所定数の層のエッチングが完了しているものと判断される場合には、方法ＭＴは終了する。一方、所定数の層のエッチングが完了していないものと判断される場合には、工程ＳＴ７の実行に移行する。
【００４４】
工程ＳＴ７では、被加工物Ｗ１の温度が昇温される。具体的には、制御部ＣＵからの信号により、チラーユニット２４が、流路１８ｆに供給される冷媒の温度を調整する。なお、工程ＳＴ７では、静電チャック２０に内蔵されたヒータを発熱させてもよい。これにより、被加工物Ｗ１の温度が第２の温度に到達するように昇温される。第２の温度は第１の温度よりも高い温度である。第２の温度は、例えば−３０℃よりも高い温度である。
【００４５】
次いで、工程ＳＴ８が実行される。工程ＳＴ８では、被加工物Ｗ１の温度が第２の温度に設定された状態で、被加工物Ｗ１の窒化シリコンのエッチングが行われる。工程ＳＴ８では、制御部ＣＵからの信号により、プラズマ処理装置１０の各部が制御される。これにより、チャンバ１２ｃに炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスが供給される。一例においては、処理ガスは、Ｈ２ガス、ＣＦ４ガス、ＣＨＦ３ガス、及び、ＮＦ３ガスを含む。別の例においては、処理ガスは、Ｈ２ガス、ＣＦ４ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、及び、ＮＦ３ガスを含む。また、工程ＳＴ８では、チャンバ１２ｃが減圧される。また、被加工物Ｗ１の温度を第２の温度に維持するよう、チラーユニット２４から温度が調整された冷媒が流路１８ｆに供給される。なお、静電チャック２０に内蔵されたヒータによる加熱が行われてもよい。また、第１の高周波電源６２からの第１の高周波が下部電極１８に供給される。また、第２の高周波電源６４からの第２の高周波が下部電極１８に供給され得る。工程ＳＴ８の実行により、チャンバ１２ｃ内で処理ガスのプラズマが生成される。このプラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種により、窒化シリコンがエッチングされる。具体的には、マスクＭＫの開口から露出された部分において第２の層Ｌ２がエッチングされる。
【００４６】
次いで、工程ＳＴ９が実行され、次いで、工程ＳＴ１０が実行される。工程ＳＴ９及び工程ＳＴ１０は、工程ＳＴ８の窒化シリコンのエッチングが終了するまで実行される。工程ＳＴ９では、分析器７２によってＣＮの発光強度が検出される。検出された発光強度は制御部ＣＵに送信される。
【００４７】
工程ＳＴ１０では、工程ＳＴ８の実行の停止上件が満たされるか否かが制御部ＣＵによって判定される。具体的に、工程ＳＴ１０では、工程ＳＴ９において検出されたＣＮの発光強度に基づき、窒化シリコンのエッチングが終了しているか否かが、制御部ＣＵによって判断される。工程ＳＴ８の実行中には、窒化シリコンのエッチングにより発生する窒素と処理ガス中の炭素とが結合してＣＮが生成される。このように生成されるＣＮの発光強度は、窒化シリコンのエッチングが終了しているときには小さくなる。したがって、ＣＮの発光強度の値の時系列から、窒化シリコンのエッチングが終了しているか否かを判断することができる。例えば、工程ＳＴ８の実行中にＣＮの発光強度が所定の割合で低下した場合、或いは、工程ＳＴ８の実行中にＣＮの発光強度の時間微分の絶対値が所定値よりも大きくなった場合に、窒化シリコンのエッチングが終了しているものと判断することができる。なお、工程ＳＴ８の実行は、その開始から所定時間で終了されてもよい。
【００４８】
工程ＳＴ１０において、窒化シリコンのエッチングが終了していないと判断される場合には、工程ＳＴ８の実行中に再び工程ＳＴ９からの処理が継続される。一方、工程ＳＴ１０において、酸化シリコンのエッチングが終了していると判断される場合には、工程ＳＴ８の実行が終了する。第２の層Ｌ２がエッチングされて初回の工程ＳＴ８の実行が終了すると、図５に示すように、当該第２の層Ｌ２の下地の第１の層Ｌ１がマスクＭＫの開口から露出される。なお、工程ＳＴ８の実行中の被加工物Ｗ２の温度（第２の温度）では、酸化シリコンのエッチングレートが窒化シリコンのエッチングレートよりも相当に低い。したがって、第２の層Ｌ２のエッチングが終了しても、当該第２の層Ｌ２の下地の第１の層Ｌ１は殆どエッチングされない。
【００４９】
次いで、工程ＳＴ１１が実行される。工程ＳＴ１１では、工程ＳＴ６と同様に、被加工物Ｗ１の所定数の層のエッチングが終了したか否かが制御部ＣＵによって判定される。工程ＳＴ１１において所定数の層のエッチングが完了していないものと判断される場合には、工程ＳＴ２からの処理が繰り返される。一方、工程ＳＴ１１において、所定数の層のエッチングが完了しているものと判断される場合には、方法ＭＴは終了する。これにより、マスクＭＫのパターンが被加工物Ｗ１の所定数の層に転写される。例えば、図６に示すように、マスクＭＫのパターンが被加工物Ｗ１の全ての第１の層Ｌ１及び全ての第２の層Ｌ２に転写される。
【００５０】
以下、図７を参照する。図７は、酸化シリコンのエッチングレートと窒化シリコンのエッチングレートの温度依存性を示すグラフである。図７において、横軸は、被加工物の温度を示しており、縦軸はエッチングレートを示している。図７に示す酸化シリコンのエッチングレートは、プラズマ処理装置１０を用いて、被加工物の温度として異なる複数の温度に設定し、当該被加工物のシリコン酸化膜をエッチングすることにより、取得した。また、図７に示す窒化シリコンのエッチングレートは、プラズマ処理装置１０を用いて、被加工物の温度として異なる複数の温度に設定し、当該被加工物のシリコン窒化膜をエッチングすることにより、取得した。なお、シリコン酸化膜のエッチングとシリコン窒化膜のエッチングを行ったときの各種条件は以下の通りであった。
＜条件＞
・チャンバ１２ｃの圧力：２５ｍＴｏｒｒ（３，３３３Ｐａ）
・第１の高周波：１００ＭＨｚ、２．３ｋＷ
・第２の高周波：３ＭＨｚ、１ｋＷ
・処理ガス：Ｈ２ガス、ＣＦ４ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、及び、ＮＦ３ガスの混合ガス
【００５１】
図７から理解されるように、被加工物の温度が−３０℃よりも低い温度に設定された場合には、窒化シリコンのエッチングレートよりも酸化シリコンのエッチングレートが高かった。特に、被加工物の温度が−６０℃以下の温度に設定されると、酸化シリコンのエッチングレートが窒化シリコンのエッチングレートの約２倍のエッチングレートになることが確認された。また、被加工物の温度が−３０℃よりも高い温度に設定された場合には、酸化シリコンのエッチングレートよりも窒化シリコンのエッチングレートが高かった。特に、被加工物の温度が２５℃以上の温度に設定されると、窒化シリコンのエッチングレートが酸化シリコンのエッチングレートの約２倍のエッチングレートになることが確認された。
【００５２】
上述したように、酸化シリコンのエッチングレートは比較的低い温度で窒化シリコンのエッチングレートよりも高くなる。一方、窒化シリコンのエッチングレートは比較的高い温度で酸化シリコンのエッチングレートよりも高くなる。方法ＭＴでは、被加工物の温度が比較的低い第１の温度に設定された状態で処理ガスのプラズマによるエッチングが行われる。したがって、窒化シリコンに対して酸化シリコンが選択的且つ効率的にエッチングされる。また、方法ＭＴでは、被加工物の温度が第１の温度よりも高い第２の温度に設定された状態で処理ガスのプラズマによるエッチングが行われる。したがって、酸化シリコンに対して窒化シリコンが選択的且つ効率的にエッチングされる。故に、方法ＭＴによれば、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的に且つ効率的にエッチングすることが可能となる。
【００５３】
また、被加工物が図２に示した被加工物Ｗ１のように多層膜を有する場合には、方法ＭＴにより、当該多層膜を効率的にエッチングすることが可能である。また、方法ＭＴによれば、酸化シリコン及び窒化シリコンを互いに選択的にエッチングすることができるので、マスクが被加工物の面内方向において多数の開口を提供している場合には、マスクの全ての開口の下方で同一の層のエッチングが終了するまで、当該同一の層の下地の層のエッチングを抑制することが可能である。即ち、方法ＭＴによれば、エッチングの面内均一性が向上される。
【００５４】
以下、図８を参照する。図８は、別の一例の被加工物の一部を拡大して示す断面図である。図８に示す被加工物Ｗ２も、被加工物Ｗ１と同様に、酸化シリコンから形成された複数の第１の層Ｌ１及び窒化シリコンから形成された複数の第２の層Ｌ２を有しており、複数の第１の層Ｌ１及び複数の第２の層Ｌ２は交互に積層されている。即ち、被加工物Ｗ２も、酸化シリコン製の層と窒化シリコン製の層から構成された多層膜を有している。但し、被加工物Ｗ２では、多層膜の最上層が、第２の層Ｌ２である。かかる被加工物Ｗ２のエッチングにおいては、方法ＭＴは、工程ＳＴ７〜工程ＳＴ１１が工程ＳＴ１〜工程ＳＴ６よりも先に実行されるように変更される。即ち、方法ＭＴの工程ＳＴ１〜工程ＳＴ６とＳＴ７〜工程ＳＴ１１の順序は、被加工物の層構成に応じて適宜変更され得る。
【００５５】
以下、方法ＭＴの実行に用いることが可能な別の実施形態のプラズマ処理装置について説明する。図９は、図１に示す方法の実行に用いることが可能な別の実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図９に示すプラズマ処理装置１００は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１００は、チャンバ本体１１２及び載置台１１６を備えている。チャンバ本体１１２は、略円筒形状を有しており、その内部空間をチャンバ１１２ｃとして提供している。チャンバ本体１１２は、例えば、アルミニウムから構成されている。チャンバ本体１１２の内部空間側の表面には、アルマイト膜、及び／又は、酸化イットリウム膜といった耐プラズマ性を有するセラミックス製の皮膜が形成されている。このチャンバ本体１１２は接地されている。また、チャンバ本体１１２の側壁には、被加工物Ｗをチャンバ１１２ｃに搬入し、また、チャンバ１１２ｃから搬出するための開口１１２ｐが形成されている。この開口１１２ｐは、ゲートバルブＧＶによって開閉することが可能となっている。
【００５６】
載置台１１６は、被加工物Ｗをチャンバ１１２ｃ内で支持するように構成されている。載置台１１６は、被加工物Ｗを吸着する機能、被加工物Ｗの温度を調整する機能、及び、静電チャックの基台に高周波を伝送する構造を有している。この載置台１１６の詳細については、後述する。
【００５７】
プラズマ処理装置１００は、上部電極１３０を更に備えている。上部電極１３０は、チャンバ本体１１２の上部開口内に配置されており、載置台１１６の下部電極と略平行に配置されている。上部電極１３０とチャンバ本体１１２との間には、絶縁性の支持部材１３２が介在している。
【００５８】
上部電極１３０は、天板１３４及び支持体１３６を有している。天板１３４は、略円盤状形状を有している。天板１３４は、導電性を有し得る。天板１３４は、例えば、シリコンから形成されている。或いは、天板１３４は、アルミニウムから形成されており、その表面には、耐プラズマ性のセラミックス皮膜が形成されている。この天板１３４には、複数のガス吐出孔１３４ａが形成されている。ガス吐出孔１３４ａは、略鉛直方向に延びている。
【００５９】
支持体１３６は、天板１３４を着脱自在に支持している。支持体１３６は、例えば、アルミニウムから形成されている。支持体１３６には、ガス拡散室１３６ａが形成されている。このガス拡散室１３６ａからは、複数のガス吐出孔１３４ａにそれぞれ連通する複数の孔１３６ｂが延びている。また、ガス拡散室１３６ａには、ポート１３６ｃを介して配管１３８が接続している。この配管１３８には、プラズマ処理装置１０と同様に、ガスソース群４０が、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して接続されている。
【００６０】
プラズマ処理装置１００は、排気装置１５０を更に備えている。排気装置１５０は、ターボ分子ポンプ、ドライポンプといった一以上のポンプ、及び、圧力調整弁を含んでいる。この排気装置１５０は、チャンバ本体１１２に形成された排気口に接続されている。
【００６１】
プラズマ処理装置１００は、プラズマ処理装置１０と同様に、分析器７２を更に備え得る。分析器７２は、チャンバ１１２ｃ内で生成されたプラズマの分光分析を実行する。例えば、分析器７２は、チャンバ本体１１２の側壁に設けられた窓７４を介して、プラズマの発光を観察する。窓７４は、石英等の透明な部材から構成されている。分析器７２は、少なくともＣＯの発光強度及びＣＮの発光強度を検出する。ＣＯの発光は、約４８３ｎｍの波長を有する。また、ＣＮの発光は、約３８７ｎｍの波長を有する。
【００６２】
プラズマ処理装置１００は、制御部ＭＣＵを更に備えている。制御部ＭＣＵは、プラズマ処理装置１０の制御部ＣＵと同様の構成を有している。制御部ＭＣＵの記憶部には、プラズマ処理装置１００で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラム、及び、レシピデータが格納されている。例えば、制御部ＭＣＵの記憶部には、方法ＭＴをプラズマ処理装置１００で実行するための制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。例えば、制御部ＭＣＵの記憶部には、方法ＭＴをプラズマ処理装置１００で実行するための制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。
【００６３】
以下、図９に加えて、図１０及び図１１を参照し、載置台１１６、及び、当該載置台１１６に付随するプラズマ処理装置１００の構成要素について詳細に説明する。図１０は、図９に示すプラズマ処理装置の載置台の一部を拡大して示す断面図である。図１１は、図９に示すプラズマ処理装置の載置台の別の一部を拡大して示す断面図である。
【００６４】
載置台１１６は、冷却台１１７及び静電チャック１２０を有している。冷却台１１７は、チャンバ本体１１２の底部から上方に延びる支持部材１１４によって支持されている。この支持部材１１４は、絶縁性の部材であり、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）から形成されている。また、支持部材１１４は、略円筒形状を有している。
【００６５】
冷却台１１７は、導電性を有する金属、例えば、アルミニウムから形成されている。冷却台１１７は、略円盤形状を有している。冷却台１１７は、中央部１１７ａ及び周縁部１１７ｂを有している。中央部１１７ａは、略円盤形状を有している。中央部１１７ａは、冷却台１１７の第１上面１１７ｃを提供している。第１上面１１７ｃは、略円形の面である。
【００６６】
周縁部１１７ｂは、中央部１１７ａに連続しており、径方向（鉛直方向に延びる軸線Ｚに対して放射方向）において中央部１１７ａの外側で、周方向（軸線Ｚに対して周方向）に延在している。一実施形態では、周縁部１１７ｂは、中央部１１７ａと共に、冷却台１１７の下面１１７ｄを提供している。また、周縁部１１７ｂは、第２上面１１７ｅを提供している。第２上面１１７ｅは、帯状の面であり、径方向において第１上面１１７ｃの外側にあり、且つ、周方向に延びている。また、第２上面１１７ｅは、鉛直方向において、第１上面１１７ｃよりも下面１１７ｄの近くにある。
【００６７】
冷却台１１７には、給電体１１９が接続されている。給電体１１９は、例えば給電棒であり、冷却台１１７の下面１１７ｄに接続されている。給電体１１９は、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成されている。給電体１１９には、第１の高周波電源６２が整合器６６を介して接続されている。また、給電体１１９には、第２の高周波電源６４に電気的が整合器６８を介して接続されている。
【００６８】
冷却台１１７には、冷媒用の流路１１７ｆが形成されている。流路１１７ｆは、冷却台１１７内において、例えば渦巻状に延在している。この流路１１７ｆには、チラーユニットＴＵから冷媒が供給される。流路１１７ｆに供給される冷媒は、一実施形態では、その気化によって吸熱し、冷却を行う冷媒である。この冷媒は、例えば、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒であり得る。
【００６９】
静電チャック１２０は、冷却台１１７の上に設けられている。具体的に、静電チャック１２０は、冷却台１１７の第１上面１１７ｃの上に設けられている。静電チャック１２０は、基台１２１及び吸着部１２３を有している。基台１２１は、下部電極を構成しており、冷却台１１７の上に設けられている。基台１２１は、導電性を有している。基台１２１は、例えば、窒化アルミニウム又は炭化ケイ素に導電性を付与したセラミックス製であってもよく、或いは、金属（例えば、チタン）製であってもよい。
【００７０】
基台１２１は、略円盤形状を有している。基台１２１は、中央部１２１ａ及び周縁部１２１ｂを有している。中央部１２１ａは、略円盤形状を有している。中央部１２１ａは、基台１２１の第１上面１２１ｃを提供している。第１上面１２１ｃは、略円形の面である。
【００７１】
周縁部１２１ｂは、中央部１２１ａに連続しており、径方向において中央部１２１ａの外側で、周方向に延在している。一実施形態では、周縁部１２１ｂは、中央部１２１ａと共に、基台１２１の下面１２１ｄを提供している。また、周縁部１２１ｂは、第２上面１２１ｅを提供している。この第２上面１２１ｅは、帯状の面であり、径方向において第１上面１２１ｃの外側で周方向に延びている。また、第２上面１２１ｅは、鉛直方向において、第１上面１２１ｃよりも下面１２１ｄの近くにある。
【００７２】
吸着部１２３は、基台１２１上に設けられている。吸着部１２３は、当該吸着部１２３と基台１２１との間に介在させた金属を用いた金属接合により、基台１２１に結合されている。吸着部１２３は、略円盤形状を有しており、セラミックスから形成されている。吸着部１２３を構成するセラミックスは、室温（例えば、２０度）以上、４００℃以下の温度範囲において、１×１０１５Ω・ｃｍ以上の体積抵抗率を有するセラミックスであり得る。このようなセラミックスとして、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）が用いられ得る。
【００７３】
静電チャック１２０は、軸線Ｚ、即ち静電チャック１２０の中心軸線に対して同心の複数の領域ＲＮを含んでいる。一実施形態では、静電チャック１２０は、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、第３領域Ｒ３を含んでいる。第１領域Ｒ１は、軸線Ｚに交差しており、第３領域Ｒ３は、静電チャック１２０のエッジを含む領域であり、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１と第３領域Ｒ３との間にある。一例では、第１領域Ｒ１は、静電チャック１２０の中心から半径１２０ｍｍまでの領域であり、第２領域Ｒ２は、静電チャック１２０において半径１２０ｍｍから半径１３５ｍｍまでの領域であり、第３領域Ｒ３は、静電チャック１２０において半径１３５ｍｍから半径１５０ｍｍまでの領域である。なお、静電チャック１２０の領域の個数は、一以上の任意の個数であり得る。
【００７４】
静電チャック１２０の吸着部１２３は、吸着用電極１２５を内蔵している。吸着用電極１２５は膜状の電極であり、当該吸着用電極１２５には、直流電源２２が電気的に接続されている。直流電源２２からの直流電圧が吸着用電極１２５に与えられると、吸着部１２３はクーロン力といった静電力を発生し、当該静電力によって被加工物Ｗを保持する。
【００７５】
吸着部１２３は、複数のヒータＨＮを更に内蔵している。複数のヒータＨＮは、静電チャックの上記複数の領域ＲＮ内にそれぞれ設けられている。一実施形態では、複数のヒータＨＮは、第１のヒータ１５６、第２のヒータ１５７、及び、第３のヒータ１５８を含んでいる。第１のヒータ１５６は第１領域Ｒ１内に設けられており、第２のヒータ１５７は第２領域Ｒ２内に設けられており、第３のヒータ１５８は第３領域Ｒ３内に設けられている。
【００７６】
複数のヒータＨＮは、ヒータ電源１６１に接続されている。一実施形態では、第１のヒータ１５６とヒータ電源１６１の間には、ヒータ電源１６１への高周波の侵入を防止するために、フィルタ１６３ａが設けられている。第２のヒータ１５７とヒータ電源１６１の間には、ヒータ電源１６１への高周波の侵入を防止するために、フィルタ１６３ｂが設けられている。また、第３のヒータ１５８とヒータ電源１６１の間には、ヒータ電源１６１への高周波の侵入を防止するために、フィルタ１６３ｃが設けられている。
【００７７】
基台１２１と冷却台１１７の間には、複数の第１の弾性部材ＥＭ１が設けられている。複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、静電チャック１２０を冷却台１１７から上方に離間させている。複数の第１の弾性部材ＥＭ１の各々は、Ｏリングである。複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、互いに異なる直径を有しており、軸線Ｚに対して同心状に設けられている。また、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、静電チャック１２０の隣接する領域の境界及び静電チャック１２０のエッジの下方に設けられている。一実施形態では、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、弾性部材１６５、弾性部材１６７、及び、弾性部材１６９を含んでいる。弾性部材１６５は、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の境界の下方に設けられており、弾性部材１６７は、第２領域Ｒ２と第３領域Ｒ３の境界の下方に設けられており、弾性部材１６９は、静電チャック１２０のエッジの下方に設けられている。
【００７８】
複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、冷却台１１７の第１上面１１７ｃによって提供される溝の中に部分的に配置されており、第１上面１１７ｃと基台１２１の下面１２１ｄに接している。複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、冷却台１１７と基台１２１と共に、冷却台１１７の第１上面１１７ｃと基台１２１の下面１２１ｄとの間に、複数の伝熱空間ＤＳＮを画成している。複数の伝熱空間ＤＳＮは、静電チャック１２０の複数の領域ＲＮそれぞれの下方において延在しており、互いに分離されている。一実施形態では、複数の伝熱空間ＤＳＮは、第１の伝熱空間ＤＳ１、第２の伝熱空間ＤＳ２、及び、第３の伝熱空間ＤＳ３を含んでいる。第１の伝熱空間ＤＳ１は、弾性部材１６５の内側にあり、第２の伝熱空間ＤＳ２は、弾性部材１６５と弾性部材１６７との間にあり、第３の伝熱空間ＤＳ３は、弾性部材１６７と弾性部材１６９との間にある。後述するように、複数の伝熱空間ＤＳＮには、配管系ＰＳにより、伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）のガスソースＧＳ、チラーユニットＴＵ、及び、排気装置ＶＵが選択的に接続される。なお、複数の伝熱空間ＤＳＮの各々の鉛直方向における長さは、例えば、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の長さに設定される。
【００７９】
一実施形態では、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、Ｈｅガスが供給されている複数の伝熱空間ＤＳＮの各々の熱抵抗よりも高い熱抵抗を有するように構成される。複数の伝熱空間ＤＳＮの熱抵抗は、伝熱ガスの熱伝導率、その鉛直方向の長さ、及びその面積に依存する。また、複数の第１の弾性部材ＥＭ１の各々の熱抵抗は、その熱伝導率、その鉛直方向における厚さ、及び、その面積に依存する。したがって、複数の第１の弾性部材ＥＭ１の各々の材料、厚さ、及び、面積は、複数の伝熱空間ＤＳＮの各々の熱抵抗に応じて、決定される。なお、複数の第１の弾性部材ＥＭ１には、低い熱伝導率及び高い耐熱性が要求され得る。したがって、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、例えば、パーフロロエラストマーから形成され得る。
【００８０】
載置台１１６は、締付部材１７１を更に備えている。締付部材１７１は、金属から形成されており、基台１２１及び複数の第１の弾性部材ＥＭ１を、当該締付部材１７１と冷却台１１７との間に挟持するように構成されている。締付部材１７１は、基台１２１と冷却台１１７との間の当該締付部材１７１を介した熱伝導を抑制するために、低い熱伝導率を有する材料、例えば、チタンから形成される。
【００８１】
一実施形態において、締付部材１７１は、筒状部１７１ａ及び環状部１７１ｂを有している。筒状部１７１ａは、略円筒形状を有しており、その下端において第１下面１７１ｃを提供している。第１下面１７１ｃは、周方向に延びる帯状の面である。
【００８２】
環状部１７１ｂは、略環状板形状を有しており、筒状部１７１ａの上側部分の内縁に連続して、当該筒状部１７１ａから径方向内側に延びている。この環状部１７１ｂは、第２下面１７１ｄを提供している。第２下面１７１ｄは、周方向に延びる帯状の面である。
【００８３】
締付部材１７１は、第１下面１７１ｃが冷却台１１７の第２上面１１７ｅに接し、第２下面１７１ｄが基台１２１の第２上面１２１ｅに接するように配置される。また、締付部材１７１は、冷却台１１７の周縁部１１７ｂに対してねじ１７３によって固定される。このねじ１７３の締付部材１７１に対する螺合を調整することにより、複数の第１の弾性部材ＥＭ１の潰し量が調整される。これにより、複数の伝熱空間ＤＳＮの鉛直方向における長さが調整される。
【００８４】
一実施形態では、締付部材１７１の環状部１７１ｂの内縁部下面と基台１２１の第２上面１２１ｅとの間には、第２の弾性部材１７５が設けられている。第２の弾性部材１７５は、Ｏリングであり、締付部材１７１の第２下面１７１ｄと基台１２１の第２上面１２１ｅとの摩擦により生じ得るパーティクル（例えば、金属粉）が、吸着部１２３側に移動することを抑制する。
【００８５】
また、第２の弾性部材１７５は、複数の第１の弾性部材ＥＭ１が発生する反力よりも小さい反力を発生する。換言すると、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、当該複数の第１の弾性部材ＥＭ１が発生する反力が第２の弾性部材１７５が発生する反力よりも大きくなるように構成される。さらに、この第２の弾性部材１７５は、高い耐熱性を有し、且つ、低い熱伝導率を有する材料として、パーフロロエラストマーから形成され得る。
【００８６】
締付部材１７１の上には、ヒータ１７６が設けられている。このヒータ１７６は、周方向に延在しており、フィルタ１７８を介してヒータ電源１６１に接続されている。フィルタ１７８は、高周波がヒータ電源１６１に侵入することを防止するために、設けられている。
【００８７】
ヒータ１７６は、第１の膜１８０と第２の膜１８２の間に設けられている。第１の膜１８０は、第２の膜１８２に対して締付部材１７１側に設けられている。第１の膜１８０は、第２の膜１８２の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有している。例えば、第１の膜１８０は、ジルコニア製の溶射膜であり、第２の膜１８２は酸化イットリウム（イットリア）製の溶射膜であり得る。また、ヒータ１７６は、タングステンの溶射膜であり得る。
【００８８】
第２の膜１８２上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。このフォーカスリングＦＲは、ヒータ１７６からの熱によって加熱される。また、ヒータ１７６からの熱流束の多くは、第１の膜１８０よりも第２の膜１８２に向かい、当該第２の膜１８２を介してフォーカスリングＦＲに向かう。したがって、フォーカスリングＦＲが効率的に加熱される。
【００８９】
また、載置台１１６の冷却台１１７、締付部材１７１等は、それらの外周側において一以上の絶縁性部材１８６によって覆われている。一以上の絶縁性部材１８６は、例えば、酸化アルミニウム又は石英から形成されている。
【００９０】
さらに、図１１に示すように、載置台１１６の冷却台１１７及び静電チャック１２０には、被加工物Ｗと吸着部１２３との間に伝熱ガス（例えば、Ｈｅガス）を供給するためのガスライン１９０が提供されている。このガスライン１９０は、伝熱ガスの供給部１９１に接続されている。
【００９１】
図１１に示すように、ガスライン１９０は、ガスライン１９０ａ、ガスライン１９０ｂ、及びガスライン１９０ｃを含んでいる。ガスライン１９０ａは、吸着部１２３に形成されている。また、ガスライン１９０ｃは、冷却台１１７に形成されている。ガスライン１９０ａとガスライン１９０ｃはガスライン１９０ｂを介して接続されている。このガスライン１９０ｂは、スリーブ１９２によって提供されている。このスリーブ１９２は、略筒状の部材であり、少なくともその表面において絶縁性を有しており、当該表面はセラミックスから形成されている。一例において、スリーブ１９２は、絶縁性のセラミックスから形成されている。例えば、スリーブ１９２は、酸化アルミニウム（アルミナ）から形成されている。別の例において、スリーブ１９２は、表面に絶縁処理を施した金属製の部材であってもよい。例えば、スリーブ１９２は、アルミニウム製の本体と当該本体の表面に設けられたアルマイト皮膜とを有していてもよい。
【００９２】
基台１２１と冷却台１１７は、スリーブ１９２を収容するための収容空間を提供している。この収容空間を画成する基台１２１の面１２１ｆには、絶縁性セラミックスの皮膜１９４が形成されている。皮膜１９４は、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）の溶射膜であり得る。
【００９３】
皮膜１９４と冷却台１１７との間には、スリーブ１９２の収容空間を封止する第３の弾性部材１９６が設けられている。第３の弾性部材１９６は、Ｏリングであり、絶縁性を有する。第３の弾性部材１９６は、例えば、パーフロロエラストマーから形成されている。また、第３の弾性部材１９６の外側には、第４の弾性部材１９８が設けられている。第４の弾性部材１９８は、Ｏリングであり、冷却台１１７の第１上面１１７ｃと基台１２１の下面１２１ｄに接しており、伝熱空間（例えば、第１の伝熱空間ＤＳ１）を封止している。第４の弾性部材１９８は、例えば、パーフロロエラストマーから形成されている。
【００９４】
以上説明したように、載置台１１６では、複数の第１の弾性部材ＥＭ１によって冷却台１１７と基台１２１とが互いに離間されている。また、この載置台１１６では、基台１２１と吸着部１２３との接合に、接着剤が用いられていない。したがって、静電チャック１２０の温度を、高温に設定することが可能である。また、複数の伝熱空間ＤＳＮに供給される伝熱ガスを介して静電チャック１２０と冷却台１１７との間の熱交換がなされ得るので、静電チャック１２０の温度を低温に設定することも可能である。また、この載置台１１６では、給電体１１９、冷却台１１７、及び、締付部材１７１により、静電チャック１２０の基台１２１に対する高周波の給電ルートが確保されている。さらに、給電体１１９が、静電チャック１２０の基台１２１に直接接続されるのではなく、冷却台１１７に接続されるので、当該給電体１１９の構成材料としてアルミニウム又はアルミニウム合金を採用することができる。したがって、１３．５６ＭＨｚ以上の高い周波数の高周波が用いられる場合であっても、給電体１１９における高周波の損失が抑制される。
【００９５】
また、上述したように、一実施形態では、締付部材１７１の環状部１７１ｂの内縁部下面と基台１２１の第２上面１２１ｅとの間には、第２の弾性部材１７５が設けられている。基台１２１の周縁部１２１ｂの第２上面１２１ｅと締付部材１７１の第２下面１７１ｄは、互いに接しているので、それらの接触箇所において摩擦が生じ、パーティクル（例えば、金属粉）が発生することがある。第２の弾性部材１７５は、このようなパーティクルが発生しても、吸着部１２３及び当該吸着部１２３上に載置される被加工物Ｗに、パーティクルが付着することを抑制し得る。
【００９６】
また、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、これら複数の第１の弾性部材ＥＭ１が発生する反力が第２の弾性部材１７５が発生する反力よりも大きくなるように構成される。これにより、静電チャック１２０を冷却台１１７から確実に離間させることができる。
【００９７】
また、一実施形態では、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、複数の伝熱空間ＤＳＮにＨｅガスが供給されているときの当該複数の伝熱空間ＤＳＮの熱抵抗よりも高い熱抵抗を有するように構成される。また、複数の第１の弾性部材ＥＭ１は、例えば、パーフロロエラストマーから形成される。これら複数の第１の弾性部材ＥＭ１によれば、静電チャック１２０と冷却台１１７との間では、複数の第１の弾性部材ＥＭ１を介した熱伝導よりも複数の伝熱空間ＤＳＮを介した熱伝導が優位となる。したがって、静電チャック１２０の温度分布が均一化され得る。
【００９８】
また、一実施形態では、被加工物Ｗと吸着部１２３との間に供給される伝熱ガス用のガスライン１９０が接着剤を用いずに形成されている。また、このガスライン１９０を部分的に構成するスリーブ１９２が配置される収容空間を画成する基台１２１の面１２１ｆが皮膜１９４で覆われており、且つ、当該収容空間を封止するように皮膜１９４と冷却台１１７との間において絶縁性の第３の弾性部材１９６が設けられている。これにより、プラズマが基台１２１と冷却台１１７との間に侵入すること、及び、それに伴う基台１２１の絶縁破壊が抑制される。
【００９９】
また、上述した載置台１１６を有するプラズマ処理装置１００によれば、低い温度から高い温度までの広い温度帯において、被加工物Ｗに対するプラズマ処理を行うことができる。
【０１００】
以下、プラズマ処理装置１００に採用され得る配管系ＰＳについて説明する。図１２は、一実施形態に係る配管系の構成を示す図である。図１２に示す配管系ＰＳは、複数のバルブを有している。配管系ＰＳは、複数の伝熱空間ＤＳＮの各々に、ガスソースＧＳ、チラーユニットＴＵ、及び、排気装置ＶＵを選択的に接続し、チラーユニットＴＵと流路１１７ｆとの接続と切断とを切り替えるように構成されている。以下、複数の伝熱空間ＤＳＮが、三つの伝熱空間（第１の伝熱空間ＤＳ１、第２の伝熱空間ＤＳ２、及び、第３の伝熱空間ＤＳ３）からなる実施形態について説明する。しかしながら、複数の伝熱空間ＤＳＮの個数は、静電チャック１２０の領域ＲＮの個数に対応した個数であれば、一以上の任意の個数であり得る。
【０１０１】
配管系ＰＳは、配管Ｌ２１、配管Ｌ２２、バルブＶ２１、及び、バルブＶ２１を有している。配管Ｌ２１の一端は、チラーユニットＴＵに接続されており、配管Ｌ２１の他端は、流路１１７ｆに接続されている。配管Ｌ２１の途中にはバルブＶ２１が設けられている。配管Ｌ２２の一端は、チラーユニットＴＵに接続されており、配管Ｌ２２の他端は、流路１１７ｆに接続されている。配管Ｌ２２の途中にはバルブＶ２２が設けられている。バルブＶ２１及びバルブＶ２２が開かれると、チラーユニットＴＵから配管Ｌ２１を介して流路１１７ｆに冷媒が供給される。流路１１７ｆに供給された冷媒は、配管Ｌ２２を介してチラーユニットＴＵに戻される。
【０１０２】
また、配管系ＰＳは、圧力調整器１０４ａ、配管Ｌ１１ａ、配管Ｌ１２ａ、配管Ｌ１３ａ、配管Ｌ１４ａ、配管Ｌ１５ａ、配管Ｌ１７ａ、配管Ｌ３１ａ、配管Ｌ３２ａ、バルブＶ１１ａ、バルブＶ１２ａ、バルブＶ１３ａ、バルブＶ１４ａ、バルブＶ１５ａ、バルブＶ３１ａ、及び、バルブＶ３２ａを更に有している。
【０１０３】
圧力調整器１０４ａは、ガスソースＧＳに接続されている。圧力調整器１０４ａには配管Ｌ１１ａの一端が接続されている。配管Ｌ１１ａの途中にはバルブＶ１１ａが設けられている。配管Ｌ１５ａの一端は、第１の伝熱空間ＤＳ１に接続されている。配管Ｌ１５ａの他端は、排気装置ＶＵに接続されている。また、配管Ｌ１５ａの途中にはバルブＶ１５ａが設けられている。
【０１０４】
配管Ｌ１１ａの他端には、配管Ｌ１２ａの一端が接続されている。配管Ｌ１２ａの他端は、バルブＶ１５ａに対して第１の伝熱空間ＤＳ１の側で配管Ｌ１５ａに接続されている。配管Ｌ１２ａの途中には、バルブＶ１２ａが設けられている。配管Ｌ１１ａの他端には、配管Ｌ１３ａの一端及び配管Ｌ１４ａの一端が接続されている。配管Ｌ１３ａの途中にはバルブＶ１３ａが設けられており、配管Ｌ１４ａの途中にはバルブＶ１４ａが設けられている。配管Ｌ１３ａの他端及び配管Ｌ１４ａの他端は互いに接続している。配管Ｌ１３ａの他端と配管Ｌ１４ａの他端との接続点には、配管Ｌ１７ａの一端が接続している。配管Ｌ１７ａの他端は、配管Ｌ１２ａの他端よりもバルブＶ１５ａの近くで配管Ｌ１５ａに接続している。
【０１０５】
配管Ｌ３１ａの一端は、バルブＶ２１に対してチラーユニットＴＵの側において配管Ｌ２１に接続している。配管Ｌ３１ａの他端は第１の伝熱空間ＤＳ１に接続している。配管Ｌ３１ａの途中には、バルブＶ３１ａが設けられている。配管Ｌ３２ａの一端は、バルブＶ２２に対してチラーユニットＴＵの側で配管Ｌ２２に接続している。配管Ｌ３２ａの他端は第１の伝熱空間ＤＳ１に接続している。配管Ｌ３２ａの途中には、バルブＶ３２ａが設けられている。
【０１０６】
また、配管系ＰＳは、圧力調整器１０４ｂ、配管Ｌ１１ｂ、配管Ｌ１２ｂ、配管Ｌ１３ｂ、配管Ｌ１４ｂ、配管Ｌ１５ｂ、配管Ｌ１７ｂ、配管Ｌ３１ｂ、配管Ｌ３２ｂ、バルブＶ１１ｂ、バルブＶ１２ｂ、バルブＶ１３ｂ、バルブＶ１４ｂ、バルブＶ１５ｂ、バルブＶ３１ｂ、及び、バルブＶ３２ｂを更に有している。
【０１０７】
圧力調整器１０４ｂは、ガスソースＧＳに接続されている。圧力調整器１０４ｂには配管Ｌ１１ｂの一端が接続されている。配管Ｌ１１ｂの途中にはバルブＶ１１ｂが設けられている。配管Ｌ１５ｂの一端は、第２の伝熱空間ＤＳ２に接続されている。配管Ｌ１５ｂの他端は、排気装置ＶＵに接続されている。また、配管Ｌ１５ｂの途中にはバルブＶ１５ｂが設けられている。
【０１０８】
配管Ｌ１１ｂの他端には、配管Ｌ１２ｂの一端が接続されている。配管Ｌ１２ｂの他端は、バルブＶ１５ｂに対して第２の伝熱空間ＤＳ２の側で配管Ｌ１５ｂに接続されている。配管Ｌ１２ｂの途中には、バルブＶ１２ｂが設けられている。配管Ｌ１１ｂの他端には、配管Ｌ１３ｂの一端及び配管Ｌ１４ｂの一端が接続されている。配管Ｌ１３ｂの途中にはバルブＶ１３ｂが設けられており、配管Ｌ１４ｂの途中にはバルブＶ１４ｂが設けられている。配管Ｌ１３ｂの他端及び配管Ｌ１４ｂの他端は互いに接続している。配管Ｌ１３ｂの他端と配管Ｌ１４ｂの他端の接続点には、配管Ｌ１７ｂの一端が接続している。配管Ｌ１７ｂの他端は、配管Ｌ１２ｂの他端よりもバルブＶ１５ｂの近くで配管Ｌ１５ｂに接続している。
【０１０９】
配管Ｌ３１ｂの一端は、バルブＶ２１に対してチラーユニットＴＵの側において配管Ｌ２１に接続している。配管Ｌ３１ｂの他端は第２の伝熱空間ＤＳ２に接続している。配管Ｌ３１ｂの途中には、バルブＶ３１ｂが設けられている。配管Ｌ３２ｂの一端は、バルブＶ２２に対してチラーユニットＴＵの側において配管Ｌ２２に接続している。配管Ｌ３２ｂの他端は第２の伝熱空間ＤＳ２に接続している。配管Ｌ３２ｂの途中には、バルブＶ３２ｂが設けられている。
【０１１０】
また、配管系ＰＳは、圧力調整器１０４ｃ、配管Ｌ１１ｃ、配管Ｌ１２ｃ、配管Ｌ１３ｃ、配管Ｌ１４ｃ、配管Ｌ１５ｃ、配管Ｌ１７ｃ、配管Ｌ３１ｃ、配管Ｌ３２ｃ、バルブＶ１１ｃ、バルブＶ１２ｃ、バルブＶ１３ｃ、バルブＶ１４ｃ、バルブＶ１５ｃ、バルブＶ３１ｃ、及び、バルブＶ３２ｃを更に有している。
【０１１１】
圧力調整器１０４ｃは、ガスソースＧＳに接続されている。圧力調整器１０４ｃには配管Ｌ１１ｃの一端が接続されている。配管Ｌ１１ｃの途中にはバルブＶ１１ｃが設けられている。配管Ｌ１５ｃの一端は、第３の伝熱空間ＤＳ３に接続されている。配管Ｌ１５ｃの他端は、排気装置ＶＵに接続されている。また、配管Ｌ１５ｃの途中にはバルブＶ１５ｃが設けられている。
【０１１２】
配管Ｌ１１ｃの他端には、配管Ｌ１２ｃの一端が接続されている。配管Ｌ１２ｃの他端は、バルブＶ１５ｃに対して第３の伝熱空間ＤＳ３の側で配管Ｌ１５ｃに接続されている。配管Ｌ１２ｃの途中には、バルブＶ１２ｃが設けられている。配管Ｌ１１ｃの他端には、配管Ｌ１３ｃの一端及び配管Ｌ１４ｃの一端が接続されている。配管Ｌ１３ｃの途中にはバルブＶ１３ｃが設けられており、配管Ｌ１４ｃの途中にはバルブＶ１４ｃが設けられている。配管Ｌ１３ｃの他端及び配管Ｌ１４ｃの他端は互いに接続している。配管Ｌ１３ｃの他端と配管Ｌ１４ｃの他端の接続点には、配管Ｌ１７ｃの一端が接続している。配管Ｌ１７ｃの他端は、配管Ｌ１２ｃの他端よりもバルブＶ１５ｃの近くで配管Ｌ１５ｃに接続している。
【０１１３】
配管Ｌ３１ｃの一端は、バルブＶ２１に対してチラーユニットＴＵの側において配管Ｌ２１に接続している。配管Ｌ３１ｃの他端は第３の伝熱空間ＤＳ３に接続している。配管Ｌ３１ｃの途中には、バルブＶ３１ｃが設けられている。配管Ｌ３２ｃの一端は、バルブＶ２２に対してチラーユニットＴＵの側において配管Ｌ２２に接続している。配管Ｌ３２ｃの他端は第３の伝熱空間ＤＳ３に接続している。配管Ｌ３２ｃの途中には、バルブＶ３２ｃが設けられている。
【０１１４】
以下、図２に示した被加工物Ｗ１に対してプラズマ処理装置１００を用いて方法ＭＴが適用される場合を例にとって、当該方法ＭＴについて説明する。なお、プラズマ処理装置１００が用いられる場合にも、方法ＭＴは、図８に示した被加工物Ｗ２といった他の被加工物に対しても適用され得る。被加工物Ｗ２に対してプラズマ処理装置１００を用いて方法ＭＴが適用される場合には、工程ＳＴ７〜工程ＳＴ１１は、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ６よりも先に実行される。
【０１１５】
プラズマ処理装置１００が用いられる場合に、方法ＭＴの工程ＳＴ１では、被加工物Ｗ１がチャンバ１１２ｃ内に準備される。被加工物Ｗ１は、静電チャック１２０上に載置されて、当該静電チャック１２０によって保持される。
【０１１６】
続く工程ＳＴ２では、被加工物Ｗ１の温度が降温される。工程ＳＴ２では、制御部ＭＣＵからの信号によりプラズマ処理装置１００の各部が制御される。図１３は、図９に示すプラズマ処理装置の、一例の工程ＳＴ２における配管系の状態を示す図である。一例の工程ＳＴ２では、図１３に示すように、複数のヒータＨＮへの電力の供給を停止するよう、ヒータ電源１６１が制御される。また、チラーユニットＴＵから出力される冷媒の温度が調整される。さらに、流路１１７ｆとチラーユニットＴＵとの間で冷媒を循環し、複数の伝熱空間ＤＳＮにチラーユニットＴＵを接続するよう、配管系ＰＳの複数のバルブが制御される。具体的には、バルブＶ２１、バルブＶ２２、バルブＶ３１ａ、バルブＶ３２ａ、バルブＶ３１ｂ、バルブＶ３２ｂ、バルブＶ３１ｃ、及び、バルブＶ３２ｃが開かれ、配管系ＰＳの複数のバルブのうち他のバルブは閉じられる。図１３に示す配管系ＰＳの状態では、複数のヒータＨＮは発熱せず、複数の伝熱空間ＤＳＮに冷媒が供給され、流路１１７ｆにも冷媒が供給される。図１３に示す配管系ＰＳの状態では、複数の伝熱空間ＤＳＮの熱抵抗が小さくなり、静電チャック１２０の吸着部１２３の温度が高速に低下する。したがって、工程ＳＴ３において酸化シリコンをエッチングする前に、被加工物Ｗ１の温度を高速に低下させることができる。
【０１１７】
続く工程ＳＴ３では、被加工物Ｗ１の温度が第１の温度に設定された状態で、被加工物Ｗ１の酸化シリコンのエッチングが行われる。工程ＳＴ３では、制御部ＭＣＵからの信号により、プラズマ処理装置１００の各部が制御される。これにより、チャンバ１１２ｃに炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスが供給される。また、工程ＳＴ３では、チャンバ１１２ｃが減圧される。また、被加工物Ｗ１の温度を第１の温度に維持するよう、配管系ＰＳの複数のバルブの開閉状態が制御され、チラーユニットＴＵから出力される冷媒の温度が調整される。さらに、第１の高周波電源６２からの第１の高周波が下部電極である基台１２１に供給される。また、第２の高周波電源６４からの第２の高周波が基台１２１に供給され得る。かかる工程ＳＴ３の実行により、チャンバ１１２ｃ内で処理ガスのプラズマが生成される。このプラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種により、酸化シリコンがエッチングされる。
【０１１８】
続く工程ＳＴ４、工程ＳＴ５、及び工程ＳＴ６は、プラズマ処理装置１００が用いられる場合にも、プラズマ処理装置１０が用いられる場合と同様に実行される。即ち、工程ＳＴ４では、分析器７２によってＣＯの発光強度が検出される。工程ＳＴ５では、例えば検出されたＣＯの発光強度に基づき、酸化シリコンのエッチングが終了しているか否かが、制御部ＭＣＵによって判断される。工程ＳＴ６では、被加工物Ｗ１の所定数の層のエッチングが終了したか否かが制御部ＭＣＵによって判定される。
【０１１９】
続く工程ＳＴ７では、被加工物Ｗ１の温度が昇温される。工程ＳＴ２では、制御部ＭＣＵからの信号によりプラズマ処理装置１００の各部が制御される。図１４は、図９に示すプラズマ処理装置の、一例の工程ＳＴ７における配管系の状態を示す図である。一例の工程ＳＴ７では、図１４に示すように、複数のヒータＨＮに電力を供給するよう、ヒータ電源１６１が制御される。また、流路１１７ｆとチラーユニットＴＵとの間で冷媒を循環し、複数の伝熱空間ＤＳＮを排気装置ＶＵに接続するよう、配管系ＰＳの複数のバルブが制御される。具体的には、バルブＶ１５ａ、バルブＶ１５ｂ、バルブＶ１５ｃ、バルブＶ２１、及び、バルブＶ２２が開かれ、配管系ＰＳの複数のバルブのうち他のバルブは閉じられる。図１４に示す配管系の状態では、複数のヒータＨＮが発熱し、複数の伝熱空間ＤＳＮが減圧される。図１４に示す配管系の状態では、複数の伝熱空間ＤＳＮの熱抵抗が大きくなり、静電チャック１２０の吸着部１２３の温度が高速に上昇する。したがって、工程ＳＴ７において窒化シリコンをエッチングする前に、被加工物Ｗ１の温度を高速に上昇させることができる。
【０１２０】
続く工程ＳＴ８では、被加工物Ｗ１の温度が第２の温度に設定された状態で、被加工物Ｗ１の窒化シリコンのエッチングが行われる。工程ＳＴ８では、制御部ＭＣＵからの信号により、プラズマ処理装置１０の各部が制御される。これにより、チャンバ１１２ｃに炭素、水素、及び、フッ素を含有する処理ガスが供給される。また、工程ＳＴ８では、チャンバ１１２ｃが減圧される。また、被加工物Ｗ１の温度を第２の温度に維持するよう、配管系ＰＳの複数のバルブの開閉状態が制御され、ヒータ電源１６１が制御され、チラーユニットＴＵから出力される冷媒の温度が調整される。また、第１の高周波電源６２からの第１の高周波が下部電極１８に供給される。また、第２の高周波電源６４からの第２の高周波が下部電極１８に供給され得る。工程ＳＴ８の実行により、チャンバ１１２ｃ内で処理ガスのプラズマが生成される。このプラズマ中のイオン及び／又はラジカルといった活性種により、窒化シリコンがエッチングされる。
【０１２１】
続く工程ＳＴ９、工程ＳＴ１０、及び工程ＳＴ１１は、プラズマ処理装置１００が用いられる場合にも、プラズマ処理装置１０が用いられる場合と同様に実行される。即ち、工程ＳＴ９では、分析器７２によってＣＮの発光強度が検出される。工程ＳＴ１０では、例えば検出されたＣＮの発光強度に基づき、窒化シリコンのエッチングが終了しているか否かが、制御部ＭＣＵによって判断される。工程ＳＴ１１では、被加工物Ｗ１の所定数の層のエッチングが終了したか否かが制御部ＭＣＵによって判定される。
【０１２２】
以上説明したように、プラズマ処理装置１００によれば、被加工物の温度を高速に低下又は上昇させることができるので、酸化シリコン及び窒化シリコンを、互いに選択的に且つ更に効率的にエッチングすることが可能となる。また、方法ＭＴの実行時間を短縮することが可能となる。
【０１２３】
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、上述したプラズマ処理装置１０及びプラズマ処理装置１００は、容量結合型のプラズマ処理装置であったが、方法ＭＴ及びその変形態様の実行に用いられるプラズマ処理装置は、他のタイプのプラズマ処理装置、例えば、誘導結合型のプラズマ処理装置、プラズマの生成にマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ処理装置等であってもよい。
【符号の説明】
【０１２４】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ本体、１２ｃ…チャンバ、１６…載置台、１８…下部電極、２０…静電チャック、２４…チラーユニット、３０…上部電極、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、７２…分析器、１００…プラズマ処理装置、１１２…チャンバ本体、１１６…載置台、１１７…冷却台、１２０…静電チャック、１２１…基台、１２３…吸着部、１３０…上部電極、ＨＮ，１５６，１５７，１５８…ヒータ、１６１…ヒータ電源、ＤＳＮ，ＤＳ１，ＤＳ２，ＤＳ３…伝熱空間、ＰＳ…配管系、ＴＵ…チラーユニット、ＶＵ…排気装置、Ｗ１，Ｗ２…被加工物、Ｌ１…第１の層、Ｌ２…第２の層、ＭＫ…マスク。
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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