(57)【要約】【課題】被加工物の第１領域を第２領域に対して選択的にエッチングする方法を提供する。【解決手段】一実施形態の方法は、シリコン及び窒素を含む第１領域をシリコン及び／又はゲルマニウムを含む第２領域に対して選択的にエッチングする。この方法では、水素プラズマにより、第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部が改質されて第１の改質領域が形成される。酸素プラズマにより、第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部が改質されて第２の改質領域が形成される。フッ素プラズマにより、第２の改質領域に対して選択的に第１の改質領域がエッチングされる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法であって、該第１領域は、シリコン及び窒素を含み、該第２領域は、シリコン及び／又はゲルマニウムを含み、該方法は、
水素プラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、該第１領域の該少なくとも一部から第１の改質領域が形成される、該工程と、
酸素プラズマを用いて前記第２領域の表面を含む前記第２領域の少なくとも一部を改質する工程であり、該第２領域の該少なくとも一部から第２の改質領域が形成される、該工程と、
フッ素プラズマを用いて前記第２の改質領域に対して選択的に前記第１の改質領域をエッチングする工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２領域の少なくとも一部を改質する前記工程は、前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程及び前記第１の改質領域をエッチングする前記工程のうち少なくとも一方と並行して実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程、前記第２領域の少なくとも一部を改質する前記工程、及び前記第１の改質領域をエッチングする前記工程を含むシーケンスが繰り返される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記シーケンスの繰り返しにおいて、前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程の実行時間長、前記第２領域の少なくとも一部を改質する前記工程の実行時間長、及び前記第１の改質領域をエッチングする前記工程の実行時間長のうち少なくとも一つが変更される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第２領域は前記第１領域によって覆われている、請求項３又は４に記載の方法。
【請求項６】
前記シーケンスは、前記第２領域が露出される時点を含む期間において実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程、前記第２領域の少なくとも一部を改質する前記工程、及び前記第１の改質領域をエッチングする前記工程は、プラズマ処理装置のチャンバの中に設けられた支持台上に前記被加工物が載置された状態で実行され、
前記シーケンスは、前記第１の改質領域をエッチングする前記工程の後に、前記チャンバの中の内部空間をパージする工程を更に含む、
請求項３〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
パージする前記工程では、前記内部空間に水素含有ガスが供給される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記シーケンスの実行中に前記水素含有ガスが連続的に前記内部空間に供給される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パージする工程においてプラズマが生成されない、請求項７〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程及び前記第１の改質領域をエッチングする前記工程は、プラズマ処理装置のチャンバの中に設けられた支持台上に前記被加工物が載置された状態で実行され、
前記支持台は、被加工物にイオンを引き込むためのバイアス高周波電力が供給される下部電極を含み、
前記第１領域の少なくとも一部を改質する前記工程における前記バイアス高周波電力は、前記第１の改質領域をエッチングする前記工程における前記バイアス高周波電力よりも大きい、請求項１〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の改質領域をエッチングする前記工程においても、水素プラズマが生成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２領域のエッチングレートに対する前記第１領域のエッチングレートの比である選択比は、１０以上である、請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法であって、該第１領域は、シリコン及び窒素を含み、該第２領域は、金属を含み、該方法は、
水素プラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、該第１領域の該少なくとも一部から改質領域が形成される、該工程と、
フッ素プラズマを用いて選択的に前記改質領域をエッチングする工程と、
を含む方法。
【請求項１５】
酸素プラズマを用いて前記第２領域の表面を含む前記第２領域の少なくとも一部を改質する工程を更に含み、
前記改質領域をエッチングする前記工程では、前記改質領域が、改質された前記第２領域の前記少なくとも一部に対して選択的にエッチングされる、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置であって、該第１領域は、シリコン及び窒素を含み、該第２領域は、シリコン及び／又はゲルマニウムを含み、該プラズマ処理装置は、
内部空間を提供するチャンバと、
前記内部空間の中で前記被加工物を支持するように構成された支持台と、
前記内部空間にガスを供給するよう構成されたガス供給部と、
前記内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されたプラズマ生成部と、
前記ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
水素プラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質して第１の改質領域を形成するために、前記内部空間の中で水素含有ガスのプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
酸素プラズマを用いて前記第２領域の表面を含む前記第２領域の少なくとも一部を改質して第２の改質領域を形成するために、前記内部空間の中で酸素含有ガスのプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
フッ素プラズマを用いて前記第２の改質領域に対して選択的に前記第１の改質領域をエッチングするために、前記内部空間の中でフッ素含有ガスのプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項１７】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置であって、該第１領域は、シリコン及び窒素を含み、該第２領域は、金属を含み、該プラズマ処理装置は、
内部空間を提供するチャンバと、
前記内部空間の中で前記被加工物を支持するように構成された支持台と、
前記内部空間にガスを供給するよう構成されたガス供給部と、
前記内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されたプラズマ生成部と、
前記ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
水素プラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質して改質領域を形成するために、前記内部空間の中で水素含有ガスのプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
フッ素プラズマを用いて選択的に前記改質領域をエッチングするために、前記内部空間の中でフッ素含有ガスのプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御する、
プラズマ処理装置。
【請求項１８】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法であって、
第１のプラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、該第１領域の該少なくとも一部から第１の改質領域が形成される、該工程と、
第２のプラズマを用いて前記第２領域の表面を含む前記第２領域の少なくとも一部を改質する工程であり、該第２領域の該少なくとも一部から第２の改質領域が形成される、該工程と、
第３のプラズマを用いて前記第２の改質領域に対して選択的に前記第１の改質領域をエッチングする工程と、
を含み、
前記第１のプラズマは、前記第３のプラズマによる前記第１領域のエッチングレートよりも前記第３のプラズマによる前記第１の改質領域のエッチングレートを高めるよう、前記第１領域の前記少なくとも一部を改質し、
前記第２のプラズマは、前記第３のプラズマによる前記第２領域のエッチングレートよりも前記第３のプラズマによる前記第２の改質領域のエッチングレートを低下させるよう、前記第２領域の前記少なくとも一部を改質する、
方法。
【請求項１９】
被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置であって、
内部空間を提供するチャンバと、
前記内部空間の中で前記被加工物を支持するように構成された支持台と、
前記内部空間にガスを供給するよう構成されたガス供給部と、
前記内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されたプラズマ生成部と、
前記ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
第１のプラズマを用いて前記第１領域の表面を含む前記第１領域の少なくとも一部を改質して第１の改質領域を形成するために、前記内部空間の中で該第１のプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
第２のプラズマを用いて前記第２領域の表面を含む前記第２領域の少なくとも一部を改質して第２の改質領域を形成するために、前記内部空間の中で該第２のプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
第３のプラズマを用いて前記第２の改質領域に対して選択的に前記第１の改質領域をエッチングするために、前記内部空間の中で該第３のプラズマを生成するよう前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御し、
前記第１のプラズマは、前記第３のプラズマによる前記第１領域のエッチングレートよりも前記第３のプラズマによる前記第１の改質領域のエッチングレートを高めるよう、前記第１領域の前記少なくとも一部を改質し、
前記第２のプラズマは、前記第３のプラズマによる前記第２領域のエッチングレートよりも前記第３のプラズマによる前記第２の改質領域のエッチングレートを低下させるよう、前記第２領域の前記少なくとも一部を改質する、
プラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、エッチングする方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの製造においては、異なる材料から形成された二つの領域のうち一方の領域を他方の領域に対して選択的にエッチングすることが求められることがある。例えば、二つの領域のうちの第１領域は、窒化シリコンから形成され、二つの領域のうちの第２領域は、酸化シリコンから形成される。
【０００３】
窒化シリコンから形成された第１領域を酸化シリコンから形成された第２領域に対して選択的にエッチングするために、一般的には、ハイドロフルオロカーボンガスを用いたプラズマエッチングが行われている。ハイドロフルオロカーボンガスを用いたプラズマエッチングでは、フルオロカーボンの堆積物によって第２領域が保護されつつ、プラズマ中の活性種によって第１領域がエッチングされる。このようなプラズマエッチングについては、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２００３−２２９４１８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、第２領域が酸化シリコン以外の材料から形成されているものが用いられることがある。したがって、第１領域を、当該第１領域の材料と異なる材料から形成された第２領域に対して選択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】
第１の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。第１領域は、シリコン及び窒素を含む。第２領域は、シリコン及び／又はゲルマニウムを含む。この方法は、（ｉ）水素プラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、第１領域の少なくとも一部から第１の改質領域が形成される、該工程と、（ｉｉ）酸素プラズマを用いて第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部を改質する工程であり、第２領域の少なくとも一部から第２の改質領域が形成される、該工程と、（ｉｉｉ）フッ素プラズマを用いて第２の改質領域に対して選択的に第１の改質領域をエッチングする工程と、を含む。
【０００７】
第１の態様に係る方法では、第１領域の少なくとも一部が水素の活性種により改質されて、第１の改質領域を形成する。第１の改質領域は、第１領域よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ易い。また、第２領域の少なくとも一部が酸素の活性種により改質されて、第２の改質領域を形成する。第２の改質領域は、第２領域よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ難い。したがって、第１の改質領域はフッ素の活性種によって第２の改質領域に対して選択的にエッチングされる。即ち、この方法によれば、第１領域が第２領域に対して選択的にエッチングされる。また、この方法において利用されるプラズマ中の活性種は、相当に低い堆積性を有するか、又は、実質的に堆積性を有していない。したがって、この方法によれば、被加工物上への堆積物の生成が抑制される。
【０００８】
一実施形態において、第２領域の少なくとも一部を改質する工程は、第１領域の少なくとも一部を改質する工程及び第１の改質領域をエッチングする工程のうち少なくとも一方と並行して実行される。
【０００９】
一実施形態において、第１領域の少なくとも一部を改質する工程、第２領域の少なくとも一部を改質する工程、及び第１の改質領域をエッチングする工程を含むシーケンスが繰り返される。
【００１０】
一実施形態の方法では、シーケンスの繰り返しにおいて、第１領域の少なくとも一部を改質する工程の実行時間長、第２領域の少なくとも一部を改質する工程の実行時間長、及び第１の改質領域をエッチングする工程の実行時間長のうち少なくとも一つが変更されてもよい。
【００１１】
一実施形態において、シーケンスは、第２領域が露出される時点を含む期間において実行されてもよい。
【００１２】
一実施形態において、第１領域の少なくとも一部を改質する工程、第２領域の少なくとも一部を改質する工程、及び第１の改質領域をエッチングする工程は、プラズマ処理装置のチャンバの中に設けられた支持台上に被加工物が載置された状態で実行される。シーケンスは、第１の改質領域をエッチングする工程の後に、チャンバの中の内部空間をパージする工程を更に含む。
【００１３】
パージする工程の一実施形態では、内部空間に水素含有ガスが供給される。一実施形態において、シーケンスの実行中に水素含有ガスが連続的に内部空間に供給される。一実施形態のパージする工程では、プラズマが生成されない。
【００１４】
一実施形態において、第１領域の少なくとも一部を改質する工程及び第１の改質領域をエッチングする工程は、プラズマ処理装置のチャンバの中に設けられた支持台上に加工物が載置された状態で実行される。支持台は、被加工物にイオンを引き込むためのバイアス高周波電力が供給される下部電極を含む。第１領域の少なくとも一部を改質する工程におけるバイアス高周波電力は、第１の改質領域をエッチングする工程におけるバイアス高周波電力よりも大きい。一実施形態において、第１の改質領域をエッチングする工程でも、水素プラズマが生成されてもよい。
【００１５】
一実施形態において、第２領域のエッチングレートに対する第１領域のエッチングレートの比である選択比は、１０以上である。即ち、第１の改質領域をエッチングする工程において、第１の改質領域のエッチングレートは、第２の改質領域のエッチングレートの１０倍以上である。
【００１６】
第２の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。第１領域は、シリコン及び窒素を含む。第２領域は、金属を含む。この方法は、（ｉ）水素プラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、第１領域の少なくとも一部から改質領域が形成される、該工程と、（ｉｉ）フッ素プラズマを用いて選択的に改質領域をエッチングする工程と、を含む。
【００１７】
第２の態様に係る方法では、第１領域の少なくとも一部が水素の活性種により改質されて、改質領域を形成する。改質領域は、第１領域よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ易い。一方、第２領域は、水素の活性種では殆ど改質されない。したがって、改質領域はフッ素の活性種によって第２領域に対して選択的にエッチングされる。即ち、この方法によれば、第１領域が第２領域に対して選択的にエッチングされる。また、この方法において利用されるプラズマ中の活性種は、相当に低い堆積性を有するか、又は、実質的に堆積性を有していない。したがって、この方法によれば、被加工物上への堆積物の生成が抑制される。
【００１８】
一実施形態において、方法は、酸素プラズマを用いて第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部を改質する工程を更に含む。改質領域をエッチングする工程では、改質領域が、改質された第２領域の少なくとも一部に対して選択的にエッチングされる。
【００１９】
第３の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置が提供される。第１領域は、シリコン及び窒素を含む。第２領域は、シリコン及び／又はゲルマニウムを含む。プラズマ処理装置は、チャンバ、支持台、ガス供給部、プラズマ生成部、及び制御部を備える。チャンバは、内部空間を提供する。支持台は、内部空間の中で被加工物を支持するように構成されている。ガス供給部は、内部空間にガスを供給するよう構成されている。プラズマ生成部は、内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されている。制御部は、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成されている。制御部は、（ｉ）水素プラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質して第１の改質領域を形成するために、内部空間の中で水素含有ガスのプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御し、（ｉｉ）酸素プラズマを用いて第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部を改質して第２の改質領域を形成するために、内部空間の中で酸素含有ガスのプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御し、（ｉｉｉ）フッ素プラズマを用いて第２の改質領域に対して選択的に第１の改質領域をエッチングするために、内部空間の中でフッ素含有ガスのプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御する。
【００２０】
第４の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置が提供される。第１領域は、シリコン及び窒素を含む。第２領域は、金属を含む。プラズマ処理装置は、チャンバ、支持台、ガス供給部、プラズマ生成部、及び制御部を備える。チャンバは、内部空間を提供する。支持台は、内部空間の中で被加工物を支持するように構成されている。ガス供給部は、内部空間にガスを供給するよう構成されている。プラズマ生成部は、内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されている。制御部は、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成されている。制御部は、（ｉ）水素プラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質して改質領域を形成するために、内部空間の中で水素含有ガスのプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御し、（ｉｉ）フッ素プラズマを用いて選択的に改質領域をエッチングするために、内部空間の中でフッ素含有ガスのプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御する。
【００２１】
第５の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。方法は、（ｉ）第１のプラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質する工程であり、第１領域の少なくとも一部から第１の改質領域が形成される、該工程と、（ｉｉ）第２のプラズマを用いて第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部を改質する工程であり、第２領域の少なくとも一部から第２の改質領域が形成される、該工程と、（ｉｉｉ）第３のプラズマを用いて第２の改質領域に対して選択的に第１の改質領域をエッチングする工程と、を含む。第１のプラズマは、第３のプラズマによる第１領域のエッチングレートよりも第３のプラズマによる第１の改質領域のエッチングレートを高めるよう、第１領域の少なくとも一部を改質する。第２のプラズマは、第３のプラズマによる第２領域のエッチングレートよりも第３のプラズマによる第２の改質領域のエッチングレートを低下させるよう、第２領域の少なくとも一部を改質する。
【００２２】
第６の態様においては、被加工物の第１領域を該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングするためのプラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバ、支持台、ガス供給部、プラズマ生成部、及び制御部を備える。チャンバは、内部空間を提供する。支持台は、内部空間の中で被加工物を支持するように構成されている。ガス供給部は、内部空間にガスを供給するよう構成されている。プラズマ生成部は、内部空間の中でガスを励起させてプラズマを生成するよう構成されている。制御部は、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成されている。制御部は、（ｉ）第１のプラズマを用いて第１領域の表面を含む第１領域の少なくとも一部を改質して第１の改質領域を形成するために、内部空間の中で第１のプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御し、（ｉｉ）第２のプラズマを用いて第２領域の表面を含む第２領域の少なくとも一部を改質して第２の改質領域を形成するために、内部空間の中で第２のプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御し、（ｉｉｉ）第３のプラズマを用いて第２の改質領域に対して選択的に第１の改質領域をエッチングするために、内部空間の中で第３のプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御する。第１のプラズマは、第３のプラズマによる第１領域のエッチングレートよりも第３のプラズマによる第１の改質領域のエッチングレートを高めるよう、第１領域の少なくとも一部を改質する。第２のプラズマは、第３のプラズマによる第２領域のエッチングレートよりも第３のプラズマによる第２の改質領域のエッチングレートを低下させるよう、第２領域の少なくとも一部を改質する。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したように、被加工物の第１領域を、当該第１領域の材料と異なる材料から形成された第２領域に対して選択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】
【００２４】
【図１】実施形態に係る方法を示す流れ図である。
【図２】図２の（ａ）は、図１に示す方法が適用され得る一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図２の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１を説明する図であり、図２の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図３】図３の（ａ）は、図１に示す方法が適用され得る一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図３の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１を説明する図であり、図３の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ２を説明する図であり、図３の（ｄ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図４】図４の（ａ）は、図１に示す方法が適用され得る一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図４の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を説明する図であり、図４の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図５の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図５の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図６の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図６の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図７】図７の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図７の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図７の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図８】一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。
【図９】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１０】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１１】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１２】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１３】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１４】方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。
【図１５】図１５の（ａ）は、第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｂ）は、工程ＳＴ１の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｃ）は、工程ＳＴ３の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｄ）は、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｅ）は、工程ＳＴ３の更なる実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図１６】図１６の（ａ）は、第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｂ）は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｃ）は、工程ＳＴ３の実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｄ）は、工程ＳＴ１の更なる実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｅ）は、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３の実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図である。
【図１７】図１７の（ａ）は、第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｂ）は、工程ＳＴ１の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｃ）は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｄ）は、工程ＳＴ３の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｅ）は、工程ＳＴ３の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
図１は、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、被加工物の第１領域を当該被加工物の第２領域に対して選択的にエッチングする方法である。図２の（ａ）、図３の（ａ）、及び図４の（ａ）は、一実施形態に係る方法が適用され得る一例の被加工物の一部拡大断面図である。図２の（ａ）、図３の（ａ）、及び図４の（ａ）に示す被加工物Ｗは、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有している。被加工物Ｗは、例えば略円盤形状を有する。
【００２７】
第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、互いに異なる材料から形成されている。第１例として、第１領域Ｒ１は、シリコン及び窒素を含み、第２領域Ｒ２は、シリコン及び／又はゲルマニウムを含む。第１例において、第１領域Ｒ１は、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭窒化シリコンから形成される。第１例において、第２領域Ｒ２は、例えば、シリコン、ゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムから形成される。
【００２８】
第２例として、第１領域Ｒ１は、シリコン及び窒素を含み、第２領域Ｒ２は、金属を含む。第２例において、第１領域Ｒ１は、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭窒化シリコンから形成される。第２例において、第２領域Ｒ２は、例えば、チタン、窒化チタン、酸化チタン、タングステン、炭化タングステン、ルテニウム、ハフニウム、酸化ハフニウム、ジルコニウム、酸化ジルコニウム、又はタンタルから形成される。なお、第１領域Ｒ１の材料及び第２領域Ｒ２の材料は、互いに異なっていれば、限定されない。
【００２９】
方法ＭＴでは、プラズマ処理装置が用いられる。図８は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図８に示すプラズマ処理装置１０は、被加工物Ｗの第１領域を第２領域に対して選択的にエッチングするために用いられ得る。プラズマ処理装置１０は、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）型のプラズマ生成部を備える。
【００３０】
プラズマ処理装置１０は、チャンバ１２を備えている。チャンバ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１２は、例えば略円筒形状を有している。チャンバ１２は、内部空間１２ｓを提供している。
【００３１】
内部空間１２ｓの中には、支持台１４が設けられている。支持台１４は、その上に搭載された被加工物Ｗを保持するように構成されている。支持台１４は、支持部１３によって支持されていてもよい。支持部１３は、内部空間１２ｓの中に設けられており、チャンバ１２の底部から上方に延在している。支持部１３は、例えば略円筒形状を有する。支持部１３は、例えば石英といった絶縁材料から形成される。
【００３２】
支持台１４は、静電チャック１６及び下部電極１８を有している。下部電極１８は、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂ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。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えば略円盤形状を有する。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられている。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
【００３３】
静電チャック１６は、第２プレート１８ｂ上に設けられている。静電チャック１６は、本体及び電極を有する。静電チャック１６の本体は、誘電体又は絶縁体から形成されている。静電チャック１６の電極は、導電性を有する膜であり、本体内に設けられている。静電チャック１６の電極には、スイッチ２３を介して直流電源２２が電気的に接続されている。直流電源２２からの直流電圧が静電チャック１６の電極に印加されると、被加工物Ｗと静電チャック１６との間で静電引力が発生する。被加工物Ｗは、静電引力によって静電チャック１６に引き付けられ、静電チャック１６によって保持される。
【００３４】
プラズマ処理装置１０の使用時には、フォーカスリングＦＲが、被加工物Ｗのエッジ及び静電チャック１６の縁部を囲むように、第２プレート１８ｂの周縁部上に配置される。フォーカスリングＦＲは、プラズマ処理の均一性を向上させるために利用される。フォーカスリングＦＲは、例えば石英から形成される。
【００３５】
第２プレート１８ｂの中には、流路２４が形成されている。流路２４には、支持台１４の温度調整のために熱交換媒体（例えば冷媒）が、チャンバ１２の外部に設けられた供給器（例えば、チラーユニット）から供給される。供給器は、熱交換媒体の温度を調整する機能を有し得る。流路２４には、供給器から配管２６ａを介して熱交換媒体が供給される。流路２４に供給された熱交換媒体は、配管２６ｂを介して供給器に戻される。流路２４に供給される熱交換媒体は、静電チャック１６上に載置された被加工物Ｗの温度を支持台１４を介して調整する。
【００３６】
プラズマ処理装置１０では、ガス供給ライン２８が支持台１４を通って静電チャック１６の上面まで延びている。静電チャック１６の上面と被加工物Ｗの裏面との間には、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスが、ガス供給ライン２８を介して供給される。伝熱ガスは、支持台１４と被加工物Ｗの熱交換を促進させる。
【００３７】
支持台１４内には、ヒータＨＴが設けられていてもよい。ヒータＨＴは、例えば抵抗加熱素子である。ヒータＨＴは、第２プレート１８ｂ内に、或いは、静電チャック１６内に埋め込まれている。ヒータＨＴは、ヒータ電源ＨＰに接続されている。ヒータ電源ＨＰからヒータＨＴに電力が供給されることによって、支持台１４の温度が調整され、ひいては被加工物Ｗの温度が調整される。
【００３８】
支持台１４の下部電極１８には、高周波電源３０が整合器３２を介して接続されている。下部電極１８には、高周波電源３０からのバイアス高周波電力が供給される。バイアス高周波電力は、支持台１４上に搭載された被加工物Ｗにイオンを引き込むのに適した周波数を有する。バイアス高周波電力の周波数は、例えば、４００［ｋＨｚ］〜４０．６８［ＭＨｚ］の範囲内の周波数であり、一例においては１３．５６［ＭＨｚ］の周波数である。整合器３２は、高周波電源３０の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスとを整合させるための回路を有している。なお、プラズマ処理装置１０では、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給することにより、プラズマ生成のために他の高周波電力を用いることなく、プラズマを生成することも可能である。即ち、高周波電源３０は、一実施形態のプラズマ生成部を構成し得る。
【００３９】
プラズマ処理装置１０では、チャンバ１２の内壁に沿ってシールド３４が着脱自在に設けられている。シールド３４は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド３４は、チャンバ１２にエッチング副生物が付着することを防止するための部材である。シールド３４は、アルミニウム製の母材の表面に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。
【００４０】
支持台１４とチャンバ１２の側壁との間には排気路が形成されている。この排気路は、チャンバ１２の底部に形成された排気口１２ｅに繋がっている。排気口１２ｅには、配管３６を介して排気装置３８が接続されている。排気装置３８は、圧力調整器、及び、真空ポンプを含んでいる。圧力調整器は、例えば自動圧力制御弁である。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ及びドライポンプといった一つ以上の減圧ポンプを含み得る。排気路には、即ち、支持台１４とチャンバ１２の側壁との間には、バッフル板４０が設けられている。バッフル板４０は、その板厚方向にバッフル板４０を貫通する複数の貫通孔が形成されている。バッフル板４０は、例えば、アルミニウム製の母材の表面に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。
【００４１】
チャンバ１２の天部は開口している。チャンバ１２の天部の開口は、窓部材４２によって閉じられている。窓部材４２は、石英といった誘電体から形成されている。窓部材４２は、例えば板状をなしている。一例として、窓部材４２の下面と静電チャック１６上に載置された被加工物Ｗの上面との間の距離は、１２０ｍｍ〜１８０ｍｍに設定される。
【００４２】
チャンバ１２の側壁には、ガス導入口１２ｉが形成されている。ガス導入口１２ｉには、配管４６を介してガス供給部４４が接続されている。ガス供給部４４は、内部空間１２ｓに方法ＭＴで利用される複数のガスを供給する。ガス供給部４４は、ガスソース群４４ａ、流量制御器群４４ｂ、及び、バルブ群４４ｃを含んでいる。ガスソース群４４ａは、複数のガスソースを含んでいる。複数のガスソースは、方法ＭＴで利用される複数のガスのソースを含んでいる。流量制御器群４４ｂは、複数の流量制御器を含んでいる。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。バルブ群４４ｃは、複数のバルブを含んでいる。ガスソース群４４ａの複数のガスソースの各々は、流量制御器群４４ｂの複数の流量制御器のうち対応の流量制御器及びバルブ群４４ｃの複数のバルブのうち対応のバルブを介して、ガス導入口１２ｉに接続されている。なお、ガス導入口１２ｉは、チャンバ１２の側壁ではなく、窓部材４２といった他の箇所に形成されていてもよい。
【００４３】
チャンバ１２の側壁には、開口１２ｐが形成されている。被加工物Ｗは、内部空間１２ｓとチャンバ１２の外部との間で搬送されるときに、開口１２ｐを通過する。開口１２ｐは、ゲートバルブ４８によって開閉可能である。ゲートバルブ４８は、チャンバ１２の側壁に沿って設けられている。
【００４４】
チャンバ１２の天部の上、及び、窓部材４２の上には、アンテナ５０及びシールド部材６０が設けられている。アンテナ５０及びシールド部材６０は、チャンバ１２の外側に設けられている。一実施形態において、アンテナ５０は、内側アンテナ素子５２Ａ及び外側アンテナ素子５２Ｂを有している。内側アンテナ素子５２Ａは、渦巻き状のコイルであり、窓部材４２の中央部の上で延在している。外側アンテナ素子５２Ｂは、渦巻き状のコイルであり、窓部材４２上、且つ、内側アンテナ素子５２Ａの外側で、延在している。内側アンテナ素子５２Ａ及び外側アンテナ素子５２Ｂの各々は、銅、アルミニウム、ステンレスといった導体から形成されている。
【００４５】
内側アンテナ素子５２Ａ及び外側アンテナ素子５２Ｂは共に、複数の挟持体５４によって挟持されており、これら複数の挟持体５４によって支持されている。複数の挟持体５４の各々は、棒状の形状を有している。複数の挟持体５４は、内側アンテナ素子５２Ａの中心付近から外側アンテナ素子５２Ｂの外側まで放射状に延在している。
【００４６】
シールド部材６０は、アンテナ５０を覆っている。シールド部材６０は、内側シールド壁６２Ａ及び外側シールド壁６２Ｂを含んでいる。内側シールド壁６２Ａは、筒形状を有している。内側シールド壁６２Ａは、内側アンテナ素子５２Ａを囲むように、内側アンテナ素子５２Ａと外側アンテナ素子５２Ｂとの間に設けられている。外側シールド壁６２Ｂは、筒形状を有している。外側シールド壁６２Ｂは、外側アンテナ素子５２Ｂを囲むように、外側アンテナ素子５２Ｂの外側に設けられている。
【００４７】
内側アンテナ素子５２Ａの上には、内側シールド壁６２Ａの開口を塞ぐように、円盤状の内側シールド板６４Ａが設けられている。外側アンテナ素子５２Ｂの上には、内側シールド壁６２Ａと外側シールド壁６２Ｂとの間の開口を塞ぐように、環状板形状の外側シールド板６４Ｂが設けられている。
【００４８】
なお、シールド部材６０のシールド壁及びシールド板の形状は、上述した形状に限定されるものではない。シールド部材６０のシールド壁の形状は、角筒形状といった他の形状であってもよい。
【００４９】
内側アンテナ素子５２Ａ、外側アンテナ素子５２Ｂには、高周波電源７０Ａ、高周波電源７０Ｂがそれぞれ接続されている。内側アンテナ素子５２Ａ、外側アンテナ素子５２Ｂには、高周波電源７０Ａ、高周波電源７０Ｂから、同じ周波数又は異なる周波数を有するソース高周波電力がそれぞれ供給される。高周波電源７０Ａからのソース高周波電力が内側アンテナ素子５２Ａに供給されると、内部空間１２ｓの中で誘導磁界が発生し、内部空間１２ｓの中のガスが当該誘導磁界によって励起される。これにより、被加工物Ｗの中央の領域の上方でプラズマが生成される。高周波電源７０Ｂからのソース高周波電力が外側アンテナ素子５２Ｂに供給されると、内部空間１２ｓの中で誘導磁界が発生し、内部空間１２ｓの中のガスが当該誘導磁界によって励起される。これにより、被加工物Ｗの周縁領域の上方で、環状のプラズマが生成される。即ち、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂは、一実施形態のプラズマ生成部を構成し得る。
【００５０】
なお、高周波電源７０Ａ、高周波電源７０Ｂのそれぞれから出力されるソース高周波電力に応じて、内側アンテナ素子５２Ａ、外側アンテナ素子５２Ｂの電気的長さを調整する必要がある。このために、内側シールド板６４Ａ、外側シールド板６４Ｂのそれぞれの高さ方向の位置は、アクチュエータ６８Ａ、アクチュエータ６８Ｂによって個別に調整されるようになっている。
【００５１】
プラズマ処理装置１０は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであることができる。制御部８０は、記憶部に記憶されている制御プログラム及びレシピデータに従って動作し、プラズマ処理装置１０の種々の要素を制御し得る。具体的に、制御部８０は、流量制御器群４４ｂの複数の流量制御器、バルブ群４４ｃの複数のバルブ、排気装置３８、高周波電源７０Ａ、高周波電源７０Ｂ、高周波電源３０、整合器３２、ヒータ電源ＨＰといったプラズマ処理装置の種々の要素を制御する。制御部８０は、制御プログラム及びレシピデータに従ってプラズマ処理装置１０の種々の要素を制御することにより、方法ＭＴを実行することができる。
【００５２】
以下、再び図１を参照し、プラズマ処理装置１０が用いられる場合を例として方法ＭＴについて説明する。また、以下の説明では、図２の（ａ）、図２の（ｂ）、図２の（ｃ）、図３の（ａ）、図３の（ｂ）、図３の（ｃ）、図３の（ｄ）、図４の（ａ）、図４の（ｂ）、図４の（ｃ）、図５の（ａ）、図５の（ｂ）、図５の（ｃ）、図６の（ａ）、図６の（ｂ）、図６の（ｃ）、図７の（ａ）、図７の（ｂ）、及び図７の（ｃ）を参照する。図２の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１を説明する図であり、図２の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。図３の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１を説明する図であり、図３の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ２を説明する図であり、図３の（ｄ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。図４の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を説明する図であり、図４の（ｃ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。図５の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図５の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図５の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。図６の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図６の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図６の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。図７の（ａ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３を説明する図であり、図７の（ｂ）は、図１に示す方法の工程ＳＴ３の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図であり、図７の（ｃ）は、図１に示す方法の実行後の一例の被加工物の一部拡大断面図である。
【００５３】
また、以下の説明では、図９〜図１４を参照する。図９〜図１４の各々は、方法ＭＴに関連するタイミングチャートである。図９〜図１４の各々のタイミングチャートにおいて、横軸は時間を示している。図９〜図１４の各々のターミングチャートにおいて、ソース高周波電力は、プラズマの生成のために高周波電源７０Ａ及び高周波電源７０Ｂによって供給されるソース高周波電力を示しており、バイアス高周波電力は、高周波電源３０から下部電極１８に供給されるバイアス高周波電力を示している。図９〜図１４の各々のターミングチャートにおいて、各ガスの流量が０であることは、内部空間１２ｓにそのガスが供給されていないことを表しており、各ガスの流量が０より大きいことは、内部空間１２ｓにそのガスが供給されていることを表している。
【００５４】
方法ＭＴは、被加工物Ｗが支持台１４上に載置されて静電チャック１６によって保持された状態で実行される。方法ＭＴは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含む。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴ２を更に含む。一実施形態の方法ＭＴでは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含むか、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を含むシーケンスＳＱが１回実行されるか、或いは、繰り返される。シーケンスＳＱは、例えば、１回以上２００回以下の回数、実行される。
【００５５】
方法ＭＴは、工程ＳＴａを更に含んでいてもよい。工程ＳＴａは、シーケンスＳＱの実行前に実行される。例えば、被加工物Ｗにおいて、第１領域Ｒ１が他の領域によって覆われている場合に、当該他の領域をエッチングして第１領域Ｒ１を露出させるために、工程ＳＴａが実行される。他の領域が酸化シリコンから形成されている場合には、工程ＳＴａにおいて、フッ素含有ガスのプラズマによって第１領域Ｒ１が露出するまで当該他の領域がエッチングされる。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、フッ素含有ガスを内部空間１２ｓに供給するよう、ガス供給部４４を制御する。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、指定された圧力に内部空間１２ｓの中の圧力を設定するよう、排気装置３８を制御する。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、フッ素含有ガスのプラズマを生成するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御する。即ち、制御部８０は、ソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御する。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給するよう、高周波電源３０を制御してもよい。
【００５６】
或いは、第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１で覆われている場合には、第２領域Ｒ２が露出されるまで、又は、第２領域Ｒ２が露出される直前まで、第１領域Ｒ１をエッチングするために、工程ＳＴａが実行される。この場合には、工程ＳＴａでは、工程ＳＴ２を含まず、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含む別のシーケンスが実行される。
【００５７】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ１では、第１のプラズマからの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。シーケンスＳＱの１回の実行期間における工程ＳＴ１の実行期間の時間長は、１秒以上１００秒以下の時間長に設定される。工程ＳＴ１は、工程ＳＴ２と並行して実行されてもよく、工程ＳＴ２と並行して実行されなくてもよい。工程ＳＴ１が工程ＳＴ２と並行して実行されない場合には、図２の（ｂ）及び図３の（ｂ）に示すように、プラズマＰ１からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ１は、第１のプラズマを含み第２のプラズマを含まない。工程ＳＴ１が工程ＳＴ２と並行して実行される場合には、図４の（ｂ）に示すように、プラズマＰ１２からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ１２は、第１のプラズマ及び第２のプラズマを含む。
【００５８】
工程ＳＴ１の実行によって、図２の（ｃ）、図３の（ｃ）、及び図４の（ｃ）に示すように、第１領域Ｒ１の表面を含む当該第１領域Ｒ１の少なくとも一部が改質されて、改質領域ＭＲ１（第１の改質領域）が形成される。第１のプラズマは、後述する第３のプラズマによる第１領域Ｒ１のエッチングレートよりも第３のプラズマによる改質領域ＭＲ１のエッチングレートを高めるよう、第１領域Ｒ１の少なくとも一部を改質する。上述した第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第１のプラズマは水素含有ガスのプラズマである。即ち、第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第１のプラズマは水素プラズマである。水素含有ガスは、例えばＨ２ガス及び／又はＮＨ３ガスである。
【００５９】
工程ＳＴ１において、制御部８０は、第１のガスを内部空間１２ｓに供給するよう、ガス供給部４４を制御する。図１３に示すように、工程ＳＴ１が工程ＳＴ２と並行して実行されない場合には、工程ＳＴ１において、第２のガスは内部空間１２ｓに供給されない。図９〜図１２及び図１４に示すように、工程ＳＴ１が工程ＳＴ２と並行して実行される場合には、第１のガスは第２のガスと共に内部空間１２ｓに供給される。
【００６０】
工程ＳＴ１において、制御部８０は、指定された圧力に内部空間１２ｓの中の圧力を設定するよう、排気装置３８を制御する。図９〜図１４に示すように、工程ＳＴ１において、制御部８０は、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給するよう、高周波電源３０を制御してもよい。工程ＳＴ１において、制御部８０は、第１のガスのプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御してもよいが、ソース高周波電力は供給されなくてもよい。即ち、工程ＳＴ１において、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給することにより、他の高周波を用いることなく、プラズマが生成されてもよい。工程ＳＴ１におけるソース高周波電力は工程ＳＴ３におけるソース高周波電力よりも小さい電力に設定されてもよい。直径３００ｍｍの被加工物Ｗに対して、工程ＳＴ１におけるソース高周波電力は、例えば０Ｗ〜３００Ｗの電力に設定され、工程ＳＴ３におけるソース高周波電力は、例えば３００Ｗ〜２０００Ｗの電力に設定される。工程ＳＴ１においては、バイアス高周波電力は、後述する工程ＳＴ３におけるバイアス高周波電力よりも大きい電力に設定される。このように、工程ＳＴ１におけるプラズマの生成のための主たる高周波電力としてバイアス高周波電力を用いることにより、内部空間１２ｓの中でのプラズマ密度は小さくなるが、第１領域Ｒ１の改質量（即ち、改質領域ＭＲ１の深さ方向の厚み）の時間分解能が向上する。また、プラズマの生成のための主たる高周波電力としてソース高周波電力を用いると、内部空間１２ｓの中でプラズマの密度は、チャンバ１２の中心軸線に対して径方向に沿って変動する分布を有するものとなる。一方、工程ＳＴ１においてプラズマの生成のための主たる高周波電力としてバイアス高周波電力を用いることにより、内部空間１２ｓの中でのプラズマの密度は、径方向において均一な分布を有するものとなる。したがって、工程ＳＴ１においてプラズマの生成のための主たる高周波電力としてバイアス高周波電力を用いることにより、第１領域Ｒ１の改質の面内均一性が向上する。
【００６１】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ２では、第２のプラズマからの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。工程ＳＴ２は、工程ＳＴ１及び／又は工程ＳＴ３と並行して実行されてもよく、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３の何れとも並行して実行されなくてもよい。工程ＳＴ２が工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３の何れとも並行して実行されない場合には、図３の（ｃ）に示すように、プラズマＰ２からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ２は、第２のプラズマを含み第１のプラズマを含まない。工程ＳＴ２が工程ＳＴ１と並行して実行される場合には、図４の（ｂ）に示すように、プラズマＰ１２からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ１２は、第１のプラズマ及び第２のプラズマを含む。工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行される場合には、図５の（ａ）に示すように、プラズマＰ３１からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ３１は、第２のプラズマ及び第３のプラズマを含む。なお、図６の（ａ）に示す後述のプラズマＰ３２は、第２のプラズマを含んでいてもよく、第２のプラズマを含んでいなくてもよい。
【００６２】
工程ＳＴ２の実行によって、図３の（ｄ）、図４の（ｃ）、及び図５の（ｂ）に示すように、第２領域Ｒ２の表面を含む当該第２領域Ｒ２の少なくとも一部が改質されて、改質領域ＭＲ２（第２の改質領域）が形成される。第２のプラズマは、後述する第３のプラズマによる第２領域Ｒ２のエッチングレートよりも第３のプラズマによる改質領域ＭＲ２のエッチングレートを低下させるよう、第２領域Ｒ２の少なくとも一部を改質する。上述した第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第２のプラズマは酸素含有ガスのプラズマである。即ち、第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第２のプラズマは酸素プラズマである。酸素含有ガスは、例えば、Ｏ２ガス、ＣＯガス、ＣＯ２ガス、ＮＯガス、ＮＯ２ガス、Ｎ２Ｏガス、ＳＯ２ガスのうち何れか、又は、これらのうち二つ以上のガスを含む混合ガスである。
【００６３】
工程ＳＴ２において、制御部８０は、第２のガスを内部空間１２ｓに供給するよう、ガス供給部４４を制御する。工程ＳＴ２が、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３の何れとも並行して実行されない場合には、工程ＳＴ２において、第１のガス及び第３のガスは、内部空間１２ｓに供給されない。図９〜図１２及び図１４に示すように、工程ＳＴ２が工程ＳＴ１と並行して実行される場合には、第２のガスは第１のガスと共に内部空間１２ｓに供給される。図９〜図１４に示すように、工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行される場合には、第２のガスは第３のガスと共に内部空間１２ｓに供給される。
【００６４】
工程ＳＴ２において、制御部８０は、指定された圧力に内部空間１２ｓの中の圧力を設定するよう、排気装置３８を制御する。図９〜図１４に示すように工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行される場合には、工程ＳＴ２において、制御部８０は、第２のガスのプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御する。図９〜図１４に示すように工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行される場合には、工程ＳＴ２において、制御部８０は、バイアス高周波電力を工程ＳＴ１におけるバイアス高周波電力よりも低い電力（０［Ｗ］であってもよい）に設定する。
【００６５】
工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行されない場合には、工程ＳＴ２において、制御部８０は、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給するよう、高周波電源３０を制御してもよい。工程ＳＴ２において、制御部８０は、第２のガスのプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御してもよいが、ソース高周波電力は供給されなくてもよい。即ち、工程ＳＴ２が工程ＳＴ３と並行して実行されない場合には、工程ＳＴ２において、バイアス高周波電力を下部電極１８に供給することにより、他の高周波を用いることなく、プラズマが生成されてもよい。
【００６６】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ３では、第３のプラズマからの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。シーケンスＳＱの１回の実行期間における工程ＳＴ３の実行期間の時間長は、１秒以上１００秒以下の時間長に設定される。工程ＳＴ３は、工程ＳＴ２と並行して実行されてもよく、工程ＳＴ２と並行して実行されなくてもよい。工程ＳＴ３が工程ＳＴ２と並行して実行される場合には、工程ＳＴ３において、図５の（ｂ）に示すように、プラズマＰ３１からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ３１は、第２のプラズマ及び第３のプラズマを含む。第２のプラズマからの活性種は、上述したように、第２領域Ｒ２の少なくとも一部を改質して改質領域ＭＲ２を形成する。第３のプラズマからの活性種は、改質領域ＭＲ２に対して選択的に改質領域ＭＲ１をエッチングする。
【００６７】
工程ＳＴ３が工程ＳＴ２と並行して実行されない場合には、工程ＳＴ３において、図６の（ｂ）に示すように、プラズマＰ３２からの活性種が被加工物Ｗの表面に供給される。プラズマＰ３２は、第３のプラズマを含む。第３のプラズマからの活性種は、既に形成されている改質領域ＭＲ２に対して選択的に改質領域ＭＲ１をエッチングする。なお、プラズマＰ３２は、第３のプラズマに加えて、第２のプラズマを含んでいてもよい。
【００６８】
シーケンスＳＱが工程ＳＴ２を含まない場合には、工程ＳＴ３において、図７の（ｂ）に示すように、改質領域ＭＲ２は形成されず、第２領域Ｒ２に対して選択的に改質領域ＭＲ１がエッチングされる。なお、シーケンスＳＱが工程ＳＴ２を含まない方法ＭＴは、上述した被加工物Ｗの第２例に対して適用され得る。
【００６９】
第３のプラズマは第３のガスのプラズマである。第３のガスは、改質領域ＭＲ１を選択的にエッチングするためのガスである。上述した第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第３のガスは、フッ素含有ガスであり、例えば、ＮＦ３ガス、ＳＦ６ガス、フルオロカーボンガス（例えば、ＣＦ４ガス）のうち何れか、又は、これらのうち二つ以上のガスを含む混合ガスである。即ち、第１例及び第２例の被加工物Ｗを処理する場合には、第３のプラズマはフッ素プラズマである。工程ＳＴ３では、第３のガスに加えて、他のガスが内部空間１２ｓに供給されてもよい。他のガスは、希ガス及び／又は水素含有ガスであってもよい。水素含有ガスは、例えばＨ２ガス及び／又はＮＨ３ガスである。水素含有ガスが用いられる場合には、工程ＳＴ３において、水素プラズマが生成され、水素プラズマからのフッ素の活性種がフッ素の活性種と結合して、フッ素の活性種の量が調整される。
【００７０】
工程ＳＴ３において、制御部８０は、第３のガスを内部空間１２ｓに供給するよう、ガス供給部４４を制御する。工程ＳＴ３が、工程ＳＴ２と並行して実行されない場合には、工程ＳＴ３において、第２のガスは内部空間１２ｓに供給されない。図９〜図１４に示すように、工程ＳＴ３が工程ＳＴ２と並行して実行される場合には、第３のガスは第２のガスと共に内部空間１２ｓに供給される。なお、工程ＳＴ２が工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３と並行して実行される場合には、図９〜図１２及び図１４に示すように、工程ＳＴ３における第２のガスの流量は、工程ＳＴ２における第２のガスの流量よりも多くてもよい。
【００７１】
工程ＳＴ３において、制御部８０は、指定された圧力に内部空間１２ｓの中の圧力を設定するよう、排気装置３８を制御する。図９〜図１４に示すように、工程ＳＴ３において、制御部８０は、第３のガスのプラズマを生成するためにソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御する。工程ＳＴ３においてバイアス高周波電力は、下部電極１８に供給されてもよいが、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２におけるバイアス高周波電力よりも低い電力に設定される。或いは、工程ＳＴ３においてバイアス高周波電力は、０［Ｗ］に設定される。これにより、イオンによる物理的なエッチングではなく、第３のプラズマからのラジカルによる化学的エッチングによって、改質領域ＭＲ１がエッチングされる。したがって、改質領域ＭＲ１のエッチングの選択性が向上される。
【００７２】
図１０〜図１４に示すように、シーケンスＳＱは、工程ＳＴ４を更に含んでいてもよい。なお、図９に示すように、方法ＭＴのシーケンスＳＱは、工程ＳＴ４を含んでいなくてもよい。図１０〜図１４に示すように、工程ＳＴ４は、工程ＳＴ３の後に実行される。工程ＳＴ４では、内部空間１２ｓのパージが実行される。具体的に、工程ＳＴ４では、内部空間１２ｓの中の第３のガス（例えばフッ素含有ガス）が排気される。工程ＳＴ４では、パージガスが内部空間１２ｓに供給される。図９〜図１３に示すタイミングチャートでは、パージガスは、第１のガス、不活性ガス、又は第１のガスと不活性ガスとの混合ガスであり得る。図１４に示すタイミングチャートでは、パージガスとして、第１のガスが用いられる。第１のガスは、例えば水素含有ガスである。水素含有ガスは、例えばＨ２ガス及び／又はＮＨ３ガスである。不活性ガスは、例えば窒素ガス及び／又は希ガスである。工程ＳＴ４においてパージガスが第１のガスを含む場合には、工程ＳＴ４における第１のガスの流量と工程ＳＴ１における第１のガスの流量は互いに同一であってもよい。工程ＳＴ４においてパージガスが第１のガスを含む場合には、第１のガスはシーケンスＳＱ内において連続的に供給されてもよい。
【００７３】
工程ＳＴ４では、パージガスのプラズマは生成されてもよく、生成されなくてもよい。即ち、工程ＳＴ４において、高周波電源７０Ａからのソース高周波電力、高周波電源７０Ｂからのソース高周波電力、及び高周波電源３０からのバイアス高周波電力は、供給されなくてもよい。工程ＳＴ４では、パージガスに加えて、第２のガスである酸素含有ガスが内部空間１２ｓに供給されてもよく、或いは、酸素含有ガスは供給されなくてもよい。工程ＳＴ４においてパージガスに加えて酸素含有ガスが内部空間１２ｓに供給される場合には、プラズマは生成されない。工程ＳＴ４において酸素含有ガスのプラズマが生成されない場合には、被加工物Ｗの酸化ダメージが抑制される。工程ＳＴ４においてパージガスに加えて酸素含有ガスが内部空間１２ｓに供給される場合には、工程ＳＴ２における酸素含有ガスの流量と工程ＳＴ４における酸素含有ガスの流量は互いに同一であってもよい。
【００７４】
工程ＳＴ４において、制御部８０は、パージガスを内部空間１２ｓに供給するよう、ガス供給部４４を制御する。工程ＳＴ４において、制御部８０は、内部空間１２ｓの中のガスを排気するよう、排気装置３８を制御する。図１０、図１２、及び図１３に示すように、工程ＳＴ４において、制御部８０は、ソース高周波電力を供給するよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御してもよい。また、図１１及び図１４に示すように、工程ＳＴ４において、制御部８０は、ソース高周波電力を供給しないよう、高周波電源７０Ａ及び７０Ｂを制御してもよい。また、図１０〜図１４に示すように、工程ＳＴ４において、制御部８０は、バイアス高周波電力を供給しないよう、高周波電源３０を制御してもよい。
【００７５】
方法ＭＴでは、シーケンスＳＱの実行後に工程ＳＴ５が実行される。工程ＳＴ５では、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、シーケンスＳＱの実行回数が所定回数に達している場合に満たされる。工程ＳＴ５において停止条件が満たされないと判定されると、シーケンスＳＱが再び実行される。シーケンスＳＱが繰り返し実行されることにより、図５の（ｃ）、図６の（ｃ）、及び図７の（ｃ）に示すように、第２領域Ｒ２が残されるように、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。工程ＳＴ５において停止条件が満たされていると判定されると、方法ＭＴは終了する。なお、シーケンスＳＱの実行回数が１回である場合には、工程ＳＴ５は不要である。
【００７６】
上述した第１例の被加工物Ｗが方法ＭＴで処理される場合には、工程ＳＴ１の実行により、第１領域Ｒ１の少なくとも一部が水素の活性種により改質されて、改質領域ＭＲ１が形成される。改質領域ＭＲ１は、第１領域Ｒ１よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ易い。また、工程ＳＴ２の実行により、第２領域Ｒ２の少なくとも一部が酸素の活性種により改質されて、改質領域ＭＲ２を形成する。改質領域ＭＲ２は、第２領域Ｒ２よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ難い。したがって、工程ＳＴ３では、改質領域ＭＲ１が、フッ素の活性種によって改質領域ＭＲ２に対して選択的にエッチングされる。即ち、方法ＭＴによれば、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。なお、方法ＭＴにおける第１領域Ｒ１のエッチングレートは、第２領域Ｒ２のエッチングレートの１０倍以上であり得る。即ち、方法ＭＴにおける選択比は１０以上であり得る。また、方法ＭＴにおいて利用されるプラズマ中の活性種は、相当に低い堆積性を有するか、又は、実質的に堆積性を有していない。したがって、方法ＭＴによれば、被加工物Ｗ上への堆積物の生成が抑制される。
【００７７】
上述した第２例の被加工物Ｗが方法ＭＴで処理される場合にも同様に、第１領域Ｒ１の少なくとも一部が水素の活性種により改質されて、改質領域ＭＲ１を形成する。改質領域ＭＲ１は、第１領域Ｒ１よりも、フッ素の活性種によりエッチングされ易い。一方、第２領域Ｒ２は、水素の活性種では殆ど改質されない。したがって、改質領域ＭＲ１はフッ素の活性種によって第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。即ち、方法ＭＴによれば、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。また、方法ＭＴにおいて利用されるプラズマ中の活性種は、相当に低い堆積性を有するか、又は、実質的に堆積性を有していない。したがって、方法ＭＴによれば、被加工物Ｗ上への堆積物の生成が抑制される。なお、第２例の被加工物Ｗが方法ＭＴで処理される場合においても、工程ＳＴ２がシーケンスＳＱ内で実行されてもよい。工程ＳＴ２においては、上述した酸素含有ガスが第２のガスとして用いられる。
【００７８】
一実施形態では、シーケンスＳＱの繰り返し中に、工程ＳＴ１の実行時間長ＴＤ１、工程ＳＴ２の実行時間長ＴＤ２、及び工程ＳＴ３の実行時間長ＴＤ３のうち少なくとも一つが変更されてもよい。シーケンスＳＱが工程ＳＴ２を含まない場合には、工程ＳＴ１の実行時間長ＴＤ１及び工程ＳＴ３の実行時間長ＴＤ３のうち少なくとも一つが変更されてもよい。
【００７９】
例えば、第１領域Ｒ１が未だエッチングされていないか、第１領域Ｒ１のエッチングによって形成された開口のアスペクト比が小さいときに実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ１の実行時間長ＴＤ１に対する工程ＳＴ３の実行時間長ＴＤ３の比の値（ＴＤ３／ＴＤ１）よりも、第１領域Ｒ１のエッチングによって形成された開口のアスペクト比が大きいときに実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ１の実行時間長ＴＤ１に対する工程ＳＴ３の実行時間長ＴＤ３の比の値（ＴＤ３／ＴＤ１）が大きくてもよい。アスペクト比が大きいときには、改質領域ＭＲ１は深い開口の底部に存在するので、第３のガスのプラズマからのラジカル（例えばフッ素ラジカル）が到達し難い。上述のように比の値（ＴＤ３／ＴＤ１）が調整されることにより、深い開口の底部に存在する改質領域ＭＲ１にも比較的多くのラジカルを供給することができる。なお、ＴＤ３／ＴＤ１は、工程ＳＴ１の実行時間長（ＴＤ１）を減少させること、工程ＳＴ３の実行時間長（ＴＤ１）を増加させること、又はその双方により、増加させることが可能である。
【００８０】
別の例では、エッチング量を精密に制御すべき期間において実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ１の実行時間長は、他の期間において実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ１の実行時間長よりも短くてもよい。エッチング量を精密に制御すべき期間は、例えば、エッチングが抑制されるべき他の領域が露出するときを含む期間（例えば、第１領域Ｒ１のエッチングの終点を含む期間）である。
【００８１】
また、アスペクト比が大きいときに実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ３で設定されるソース高周波電力は、第１領域Ｒ１が未だエッチングされていないか、第１領域Ｒ１のエッチングによって形成された開口のアスペクト比が小さいときに実行されるシーケンスＳＱにおける工程ＳＴ３で設定されるソース高周波電力よりも、大きくてもよい。ソース高周波電力が大きい場合には、生成されるラジカルの量が多くなり、深い開口の底部にも比較的多くのラジカルを供給することが可能である。
【００８２】
一実施形態においては、第２領域Ｒ２が第１領域Ｒ１で覆われている。この場合には、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３又は工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４を含むシーケンスＳＱが、第２領域Ｒ２が露出された直後の時点を含む期間、又は、第２領域Ｒ２が露出される時点を含む期間において実行されてもよい。この場合には、第２領域Ｒ２が露出されるまで、又は、第２領域Ｒ２が露出される直前まで、第１領域Ｒ１をエッチングするために、工程ＳＴａが実行される。工程ＳＴａでは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含むか、工程ＳＴ１、工程ＳＴ３、及び工程ＳＴ４を含み、工程ＳＴ２を含まない別のシーケンスが実行される。この実施形態によれば、工程ＳＴａを実行することにより工程ＳＴ２の実行時間長が省かれ、シーケンスＳＱを実行することにより、第２領域Ｒ２のエッチングが抑制される。
【００８３】
以下、第３〜第５例の被加工物に対して実行される方法ＭＴについて説明する。図１５の（ａ）は、第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｂ）は、工程ＳＴ１の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｃ）は、工程ＳＴ３の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｄ）は、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３の実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１５の（ｅ）は、工程ＳＴ３の更なる実行後の第３例の被加工物の一部拡大断面図である。
【００８４】
図１５の（ａ）に示す第３例の被加工物Ｗ３は、上述した第１例の被加工物Ｗの変形例である。被加工物Ｗ３は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有する。被加工物Ｗ３において、第１領域Ｒ１はシリコン及び窒素を含み、第２領域Ｒ２はシリコン及び／又はゲルマニウムを含む。被加工物Ｗ３において、第１領域Ｒ１は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭窒化シリコンから形成される。被加工物Ｗ３において、第２領域Ｒ２は、例えば、シリコン、ゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムから形成される。
【００８５】
被加工物Ｗ３は、第３領域Ｒ３を更に有する。第３領域Ｒ３は、任意の材料から形成され得る。第３領域Ｒ３は、例えば酸化シリコンから形成されている。第２領域Ｒ２は、第３領域Ｒ３に対して隆起するように設けられている。第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３を覆うように設けられている。なお、被加工物Ｗ３は、Ｆｉｎ型電界効果トランジスタの製造途中に得られる中間生産物であり得る。この場合には、第２領域Ｒ２は、ソース領域、ドレイン領域、及び、チャネル領域を提供するフィン領域として利用される。
【００８６】
被加工物Ｗ３に対して実行される方法ＭＴでは、第１のガスとして上述した水素含有ガスが用いられ、第２のガスとして上述した酸素含有ガスが用いられ、第３のガスとして上述したフッ素含有ガスが用いられる。被加工物Ｗ３に対して実行される方法ＭＴのシーケンスＳＱでは、工程ＳＴ２は、工程ＳＴ１、工程ＳＴ３、又は工程ＳＴ１と工程ＳＴ３の双方と並行して実行されてもよい。被加工物Ｗ３に対して実行される方法ＭＴのシーケンスＳＱは、工程ＳＴ４を更に含んでいてもよい。被加工物Ｗ３に対して実行される方法ＭＴは、例えば図９〜図１４の何れかのタイミングチャートに従って実行される。
【００８７】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ１が実行されることにより、第１領域Ｒ１の表面を含む一部が改質されて、図１５の（ｂ）に示すように改質領域ＭＲ１が形成される。工程ＳＴ３が実行されることにより、図１５の（ｃ）に示すように改質領域ＭＲ１がエッチングされる。第１領域Ｒ１がエッチングされて第２領域Ｒ２が露出されていると、シーケンスＳＱの工程ＳＴ２において生成される活性種によって第２領域Ｒ２の表面を含む一部が改質されて、改質領域ＭＲ２が形成される。したがって、工程ＳＴ３が実行されて改質領域ＭＲ１がエッチングされても、図１５の（ｄ）に示すように改質領域ＭＲ２によって第２領域Ｒ２が保護されて、第２領域Ｒ２のエッチングが抑制される。シーケンスＳＱが繰り返し実行されることにより、図１５の（ｅ）に示すように、第２領域Ｒ２が残されるように、第１領域Ｒ１が選択的にエッチングされる。
【００８８】
なお、被加工物Ｗ３に対して実行される方法ＭＴにおいても、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３又は工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４を含むシーケンスＳＱは、第２領域Ｒ２が露出された直後の時点を含む期間、又は、第２領域Ｒ２が露出される時点を含む期間において実行されてもよい。この場合には、第２領域Ｒ２が露出されるまで、又は、第２領域Ｒ２が露出される直前まで、第１領域Ｒ１をエッチングするために、工程ＳＴａが実行される。工程ＳＴａでは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含むか、工程ＳＴ１、工程ＳＴ３、及び工程ＳＴ４を含み、工程ＳＴ２を含まない別のシーケンスが実行される。
【００８９】
図１６の（ａ）は、第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｂ）は、工程ＳＴ１の実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｃ）は、工程ＳＴ３の実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｄ）は、工程ＳＴ１の更なる実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１６の（ｅ）は、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３の更なる実行後の第４例の被加工物の一部拡大断面図である。
【００９０】
図１６の（ａ）に示す第４例の被加工物Ｗ４は、上述した第１例の被加工物Ｗの別の変形例である。被加工物Ｗ４は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有する。被加工物Ｗ４において、第１領域Ｒ１はシリコン及び窒素を含み、第２領域Ｒ２はシリコン及び／又はゲルマニウムを含む。被加工物Ｗ４において、第１領域Ｒ１は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭窒化シリコンから形成される。被加工物Ｗ４において、第２領域Ｒ２は、例えば、シリコン、ゲルマニウム、又はシリコンゲルマニウムから形成される。
【００９１】
被加工物Ｗ４は、第３領域Ｒ３を更に有する。第３領域Ｒ３は、任意の材料から形成され得る。第３領域Ｒ３は、例えば酸化シリコンから形成されている。被加工物Ｗ４において、第１領域Ｒ１は第２領域Ｒ２上に設けられている。被加工物Ｗ４において、第３領域Ｒ３は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２の周囲に設けられている。被加工物Ｗ４は、パターニングされた領域ＭＫを更に有する。領域ＭＫは、第３領域Ｒ３上に設けられている。領域ＭＫは、例えばマスクである。領域ＭＫは、金属を含有する。領域ＭＫは、開口を提供するようにパターニングされている。第３領域Ｒ３は、領域ＭＫの開口に連続する開口を提供し、当該開口から第１領域Ｒ１を露出させている。
【００９２】
図１６の（ａ）に示す状態の断面構造が得られる前に、第３領域Ｒ３は第１領域Ｒ１を覆っていてもよい。この場合には、方法ＭＴにおいて、工程ＳＴａが実行され、第１領域Ｒ１を露出させるように、開口が第３領域Ｒ３に形成される。第３領域Ｒ３が酸化シリコンから形成されている場合には、工程ＳＴａでは、フッ素含有ガスのプラズマが生成される。フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス（例えば、Ｃ４Ｆ６ガス）であり得る。工程ＳＴａでは、フッ素含有ガスに加えて、酸素ガス及び希ガスといった他のガスが更に利用されてもよい。
【００９３】
被加工物Ｗ４に対して実行される方法ＭＴでは、第１のガスとして上述した水素含有ガスが用いられ、第２のガスとして上述した酸素含有ガスが用いられ、第３のガスとして上述したフッ素含有ガスが用いられる。被加工物Ｗ４に対して実行される方法ＭＴのシーケンスＳＱでは、工程ＳＴ２は、工程ＳＴ３、又は工程ＳＴ１と工程ＳＴ３の双方と並行して実行されてもよい。被加工物Ｗ４に対して実行される方法ＭＴのシーケンスＳＱは、工程ＳＴ４を更に含んでいてもよい。被加工物Ｗ４に対して実行される方法ＭＴは、例えば図９〜図１４の何れかのタイミングチャートに従って実行される。
【００９４】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ１が実行されることにより、第１領域Ｒ１の表面を含む一部が改質されて、図１６の（ｂ）に示すように改質領域ＭＲ１が形成される。工程ＳＴ３が実行されることにより、図１６の（ｃ）に示すように改質領域ＭＲ１がエッチングされる。工程ＳＴ１が更に実行されることにより、図１６の（ｄ）に示すように第１領域Ｒ１から改質領域ＭＲ１が更に形成される。第２領域Ｒ２が露出するときには、工程ＳＴ２において生成される活性種によって第２領域Ｒ２の表面を含む一部が改質されて、図１６の（ｅ）に示すように改質領域ＭＲ２を形成する。したがって、工程ＳＴ３の実行時には、改質領域ＭＲ２によって第２領域Ｒ２が保護されて、第２領域Ｒ２のエッチングが抑制される。
【００９５】
なお、被加工物Ｗ４に対して実行される方法ＭＴにおいても、工程ＳＴ１〜工程ＳＴ３又は工程ＳＴ１〜工程ＳＴ４を含むシーケンスＳＱは、第２領域Ｒ２が露出された直後の時点を含む期間、又は、第２領域Ｒ２が露出される時点を含む期間において実行されてもよい。この場合には、第２領域Ｒ２が露出されるまで、又は、第２領域Ｒ２が露出される直前まで、第１領域Ｒ１をエッチングするために、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ３を含むか、工程ＳＴ１、工程ＳＴ３、及び工程ＳＴ４を含み、工程ＳＴ２を含まないシーケンスが実行される。
【００９６】
図１７の（ａ）は、第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｂ）は、工程ＳＴ１の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｃ）は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｄ）は、工程ＳＴ３の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図であり、図１７の（ｅ）は、工程ＳＴ３の実行後の第５例の被加工物の一部拡大断面図である。
【００９７】
図１７の（ａ）に示す第５例の被加工物Ｗ５は、上述した第２例の被加工物Ｗの別の変形例である。被加工物Ｗ５は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有する。被加工物Ｗ５において、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１上に設けられている。被加工物Ｗ５において、第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１上に開口を提供するようにパターニングされている。被加工物Ｗ５において、第１領域Ｒ１はシリコン及び窒素を含み、第２領域Ｒ２は金属を含む。被加工物Ｗ５において、第１領域Ｒ１は、例えば、窒化シリコン、酸窒化シリコン、又は炭窒化シリコンから形成される。被加工物Ｗ５において、第２領域Ｒ２は、例えば、チタン、窒化チタン、酸化チタン、タングステン、炭化タングステン、ルテニウム、ハフニウム、酸化ハフニウム、ジルコニウム、酸化ジルコニウム、又はタンタルから形成される。
【００９８】
被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴでは、第１のガスとして上述した水素含有ガスが用いられ、第３のガスとして上述したフッ素含有ガスが用いられる。被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴでは、工程ＳＴ２は実行されてもよく、実行されなくてもよい。被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴにおいて工程ＳＴ２が実行される場合には、第２のガスとして上述した酸素含有ガスが用いられる。被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴにおいて工程ＳＴ２が実行される場合には、シーケンスＳＱにおいて、工程ＳＴ２は、工程ＳＴ１、工程ＳＴ３、又は工程ＳＴ１と工程ＳＴ３の双方と並行して実行されてもよい。被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴのシーケンスＳＱは、工程ＳＴ５を更に含んでいてもよい。被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴは、例えば図９〜図１４の何れかのタイミングチャートに従って実行される。
【００９９】
シーケンスＳＱの工程ＳＴ１が実行されることにより、第１領域Ｒ１の表面を含む一部が改質されて、図１７の（ｂ）に示すように改質領域ＭＲ１が形成される。工程ＳＴ１と工程ＳＴ２が並行して実行される場合には、図１７の（ｃ）に示すように、第１領域Ｒ１の表面を含む一部が改質されて改質領域ＭＲ１が形成され、第２領域Ｒ２の表面を含む一部が改質されて改質領域ＭＲ２が形成される。そして、工程ＳＴ３が実行されることにより、図１７の（ｂ）に示す被加工物Ｗ５から改質領域ＭＲ１が選択的にエッチングされる（図１７の（ｄ）を参照）。或いは、工程ＳＴ３が実行されることにより、図１７の（ｃ）に示す被加工物Ｗ５から改質領域ＭＲ１が選択的にエッチングされる（図１７の（ｅ）を参照）。したがって、被加工物Ｗ５に対して実行される方法ＭＴによれば、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。
【０１００】
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、上述した実施形態のプラズマ処理装置１０は、誘導結合多々のプラズマ処理装置であるが、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングするために用いられるプラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ生成部、電子サイクロトロン共鳴によるプラズマ生成部、又はマイクロ波といった表面波を用いるプラズマ生成部を備えていてもよい。また、プラズマ処理装置は、プラズマと被加工物との間で、プラズマからのイオンを補足するイオントラップを有していてもよい。
【０１０１】
また、上述した実施形態では、全ての工程がプラズマ処理装置１０を用いて行われているが、方法ＭＴの少なくとも一つの工程が、方法ＭＴの他の工程で用いられるプラズマ処理装置と異なるプラズマ処理装置で実行されてもよい。或いは、方法ＭＴの全ての工程が、異なるプラズマ処理装置でそれぞれ実行されてもよい。
【０１０２】
また、上述した第１のガスとして、水素含有ガスではなく、ヘリウムガスが用いられてもよい。即ち、工程ＳＴ１において第１領域Ｒ１を改質して改質領域ＭＲ１を形成するためのガスのプラズマとして、ヘリウムガスのプラズマが用いられてもよい。なお、水素含有ガス中の水素は、第１領域におけるシリコンと窒素との間の結合を切断することによって他の領域に対して選択的にエッチングされ易い改質領域ＭＲ１を形成することができる。但し、水素含有ガス中の水素は、場合によっては、当該水素が取り込まれる領域に、許容されないダメージをもたらすことがある。一方、ヘリウムは、その化学的反応性が低いので、当該ヘリウムが取り込まれる領域に対するダメージを抑制することが可能である。また、ヘリウムは、そのイオン半径の水素のイオン半径との相違により、当該ヘリウムを第１領域Ｒ１の中に打ち込む深さの制御性を高めることを可能とする。
【符号の説明】
【０１０３】
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ、１２ｓ…内部空間、１４…支持台、１８…下部電極、３０…高周波電源、４４…ガス供給部、７０Ａ，７０Ｂ…高周波電源、８０…制御部、Ｗ，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５…被加工物、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、ＭＲ１…改質領域、ＭＲ２…改質領域、ＭＴ…方法、ＳＱ…シーケンス。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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