(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体の第１領域及び第２領域をエッチングする方法であって、該第１領域は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が交互に積層されることによって構成された多層膜を有し、該第２領域は、単層のシリコン酸化膜を有し、該被処理体は、該第１領域及び該第２領域上に開口を提供するマスクを有し、該方法は、
前記被処理体をプラズマ処理装置の処理容器内に設けられた静電チャック上に載置する工程と、
前記処理容器内で、フルオロカーボンガス及び酸素ガスを含む第１の処理ガスのプラズマを生成する工程と、
前記処理容器内で、水素ガス、三フッ化窒素ガス、臭化水素ガス、及び炭素含有ガスを含む第２の処理ガスのプラズマを生成する工程と、
を含み、
第１の処理ガスのプラズマを生成する前記工程において前記静電チャックの温度が第１の温度に設定され、
第２の処理ガスのプラズマを生成する前記工程において前記静電チャックの温度が前記第１の温度よりも低い第２の温度に設定される、
方法。
【請求項２】
前記第１の温度は２０℃以上、４０℃以下の温度であり、前記第２の温度は２０℃よりも低い温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記開口は、ホールであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記被処理体は、前記第１領域及び前記第２領域の下地としてシリコン又はタングステンから形成された下地層を有し、
第１の処理ガスのプラズマを生成する前記工程、及び、第２の処理ガスのプラズマを生成する前記工程が、前記下地層が露出する直前まで行われ、
前記処理容器内で、フルオロカーボンガス、及び酸素ガスを含む第３の処理ガスのプラズマを生成する工程を更に含み、
第３の処理ガスのプラズマを生成する前記工程において前記静電チャックの温度が前記第１の温度よりも高い第３の温度に設定される、
請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第３の温度は７０℃以上の温度である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
各々が第１の処理ガスのプラズマを生成する前記工程、及び第２の処理ガスのプラズマを生成する前記工程を含む複数回のシーケンスが実行される、請求項１〜５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
第１の処理ガスのプラズマを生成する前記工程では、前記第１領域及び前記第２領域がエッチングされ、該第２領域のエッチングレートは該第１領域のエッチングレートよりも高く、
第２の処理ガスのプラズマを生成する前記工程では、前記第１領域及び前記第２領域がエッチングされ、該第１領域のエッチングレートは該第２領域のエッチングレートよりも高い、
請求項１〜６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するものであり、特に、複数のシリコン酸化膜及び複数のシリコン窒化膜が交互に積層されることによって構成された多層膜を有する第１領域と、単層のシリコン酸化膜を含む第２領域とをエッチングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の一種として、３次元構造を有するＮＡＮＤ型フラッシュメモリデバイスが知られている。３次元構造を有するＮＡＮＤ型フラッシュメモリデバイスの製造においては、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に設けられることによって構成される多層膜のエッチングを行って、当該多層膜に深いホールを形成する工程が行われる。このような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。
【０００３】
具体的に、特許文献１には、多層膜上にマスクを有する被処理体を処理ガスのプラズマに晒すことによって、当該多層膜のエッチングを行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００５９４５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エッチングの対象である被処理体には、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に設けられることによって構成される多層膜を有する第１領域と、単層のシリコン酸化膜を有する第２領域とを備えるものがある。このような被処理体にエッチングを行って、ホール及び／又はトレンチのようなスペースを第１領域と第２領域の双方に形成することが求められている。また、このエッチングには、第１領域と第２領域に形成されるスペースの深さが略同一であること、当該スペースの平面形状の歪み（Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）の程度が小さいこと、特にスペースの底部（深部）における歪みの程度が小さいことが求められる。なお、スペースの歪みとは、実際に形成されたスペースの平面形状が所望の平面形状とは異なる形状となる現象であり、所望の平面形状が真円形状である場合には、実際に形成されたスペースの平面形状が真円形状とは異なる形状となる現象である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、被処理体の第１領域及び第２領域をエッチングする方法が提供される。第１領域は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が交互に積層されることによって構成された多層膜を有する。第２領域は、単層のシリコン酸化膜を有する。被処理体は、第１領域及び第２領域上に開口を提供するマスクを有する。この方法は、（ｉ）被処理体をプラズマ処理装置の処理容器内に設けられた静電チャック上に載置する工程と、（ｉｉ）処理容器内で、フルオロカーボンガス、及び酸素ガスを含む第１の処理ガスのプラズマを生成する工程（以下、「第１プラズマ処理工程」という）と、（ｉｉｉ）処理容器内で、水素ガス、三フッ化窒素ガス、臭化水素ガス、及び炭素含有ガスを含む第２の処理ガスのプラズマを生成する工程（以下、「第２プラズマ処理工程」という）と、を含む。第１プラズマ処理工程では静電チャックの温度が第１の温度に設定される。第２プラズマ処理工程においては、静電チャックの温度が第１の温度よりも低い第２の温度に設定される。
【０００７】
第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、第１領域のエッチングレートよりも第２領域のエッチングレートが高いという特性を有する。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、形成されるスペースの底部における歪みの程度が大きくなるという特徴を有する。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、被処理体の温度が高温であるほど、第１領域のエッチングレートが低下するが、マスクの開口の歪みの程度が小さくなるという特性を有する。
【０００８】
第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、第２領域のエッチングレートよりも第１領域のエッチングレートが高く、形成されるスペースの底部における歪みの程度が小さいという特性を有する。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、被処理体の温度が低温であるほど、第１領域のエッチングレートが高くなるという特性を有する。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、被処理体の温度が低温である場合には、スペースが深さ方向の一部において横方向に広がる現象を抑制することができるという特性を有する。
【０００９】
第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは上述した特性を有するので、上記一態様に係る方法では、第１プラズマ処理工程の実行後には、第１領域に形成されたスペースの深さよりも第２領域に形成されたスペースの深さが深くなる。また、形成されたスペースの底部における歪みの程度が大きくなる。また、第１プラズマ処理工程では、静電チャックの温度が比較的高温の第１の温度に設定されるので、被処理体の温度が比較的高温に設定された状態で、第１の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、第１プラズマ処理工程の実行後には、第１プラズマ処理工程の実行後のマスクの開口の歪みの程度は小さくなる。
【００１０】
また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは上述した特性を有するので、上記一態様に係る方法では、第２プラズマ処理工程の実行後には、第１領域に形成されたスペースの深さと第２領域に形成されたスペースの深さとの差異が低減又は解消される。また、第１プラズマ処理工程によって発生したスペースの底部における歪みの程度が小さくなる。したがって、この方法によれば、第１領域と第２領域に形成されるスペースの深さが略同一となり、且つ、底部におけるスペースの歪みの程度が小さくなる。さらに、第２プラズマ処理工程では、静電チャックの温度が比較的低温の第２の温度に設定されるので、被処理体の温度が比較的低温に設定された状態で、第２の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、第２プラズマ処理工程では、スペースの横方向への広がりが抑制され、且つ、第１領域のエッチングレートが高められる。
【００１１】
一実施形態では、第１の温度は２０℃以上、４０℃以下の温度であり、第２の温度は２０℃よりも低い温度であってもよい。
【００１２】
一実施形態では、被処理体は、第１領域及び第２領域の下地としてシリコン又はタングステンから形成された下地層を有し、第１プラズマ処理工程及び第２プラズマ処理工程が、下地層が露出する直前まで行われる。即ち、第１プラズマ処理工程及び第２プラズマ処理工程が、第１領域及び第２領域が下地層上に僅かに残されるように実行される。この実施形態の方法は、処理容器内で、フルオロカーボンガス、及び酸素ガスを含む第３の処理ガスのプラズマを生成する工程（以下、「第３プラズマ処理工程」という）を更に含む。第３プラズマ処理工程において、静電チャックの温度は第１の温度よりも高い第３の温度に設定される。この実施形態の第３プラズマ処理工程で用いられる第３の処理ガスのプラズマは、下地層を実質的にエッチングしない。また、第３プラズマ処理工程では、静電チャックの温度が比較的高温の第３の温度に設定されるので、被処理体の温度が高くなり、下地層に対する活性種の付着係数が小さくなる。したがって、この実施形態によれば、下地層が露出する期間のエッチングに起因する下地層の損傷を抑制することができる。なお、一実施形態では、第３の温度は、７０℃以上の温度であり得る。
【００１３】
一実施形態では、各々が第１プラズマ処理工程及び第２プラズマ処理工程を含む複数回のシーケンスが実行されてもよい。この実施形態によれば、第１領域と第２領域に形成されるスペースの深さの差異及びスペースの歪みの程度を小さく保ちつつ、第１領域及び第２領域のエッチングを進行させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜が交互に積層されることによって構成された多層膜を有する第１領域と、単層のシリコン酸化膜を有する第２領域とをエッチングする技術において、第１領域及び第２領域の双方に形成されるスペースの深さを略同一とし、当該スペースの底部における歪みの程度を小さくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。
【図２】図１に示すエッチング方法が適用され得る被処理体の一例を示す断面図である。
【図３】図１に示すエッチング方法の実施に利用可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。
【図４】図１に示すエッチング方法の実行中の途中段階の被処理体の状態の一例を示す断面図である。
【図５】図１に示すエッチング方法の実行中の途中段階の被処理体の状態の一例を示す断面図である。
【図６】図１に示すエッチング方法の実行後の被処理体の状態の一例を示す断面図である。
【図７】実験例１の結果を示すグラフである。
【図８】実験例２の結果を示すグラフである。
【図９】実験例２の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴは、被処理体（以下、「ウエハＷ」ということがある）の第１領域及び第２領域に対するエッチングを行って、ホール又はトレンチといったスペースを第１領域及び第２領域の双方に形成する方法である。この方法ＭＴは、例えば、３次元構造を有するＮＡＮＤフラッシュメモリの製造に用いることができる。
【００１８】
図２は、図１に示すエッチング方法が適用され得る被処理体の一例を示す断面図である。図２に示すウエハＷは、下地層ＵＬ、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、マスクＭＳＫを有する。下地層ＵＬは、基板上に設けられた層である。下地層ＵＬは、例えば、シリコン又はタングステンから形成される。より具体的な一例では、下地層ＵＬは、多結晶シリコン層である。
【００１９】
第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２は、下地層ＵＬの一主面上に設けられている。第１領域Ｒ１は、多層膜を有している。この多層膜は、複数のシリコン酸化膜ＩＬ１及び複数のシリコン窒化膜ＩＬ２を有しており、複数のシリコン酸化膜ＩＬ１及び複数のシリコン窒化膜ＩＬ２は交互に積層されている。複数のシリコン酸化膜ＩＬ１の各々の厚さは、例えば、５ｎｍ〜５０ｎｍであり、複数のシリコン窒化膜ＩＬ２の各々の厚さは、例えば、１０ｎｍ〜７５ｎｍである。一実施形態では、多層膜は、合計で２４層以上の膜から構成される。第２領域Ｒ２は、単層のシリコン酸化膜から構成されている。第２領域Ｒ２の厚さは、第１領域Ｒ１の厚さと略同様である。
【００２０】
第１領域Ｒ１上及び第２領域Ｒ２上には、マスクＭＳＫが設けられている。マスクＭＳＫは、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２にホール又はトレンチといったスペースを形成するためのパターンを有している。即ち、マスクＭＳＫは、第１領域Ｒ１上及び第２領域Ｒ２上に開口ＯＰを提供している。マスクＭＳＫは、例えば、アモルファスカーボン製であり得る。或いは、マスクＭＳＫは、有機ポリマー、ポリシリコン、又はアモルファスシリコンから構成されていてもよい。
【００２１】
再び図１を参照する。方法ＭＴの工程ＳＴ１では、ウエハＷがプラズマ処理装置の処理容器内に収容され、当該プラズマ処理装置の静電チャック上に載置される。図３は、図１に示すエッチング方法の実施に利用可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。図３では、一例のプラズマ処理装置の縦断面における構造が示されている。
【００２２】
図３に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマエッチング装置である。プラズマ処理装置１０は、略円筒状の処理容器１２を備えている。処理容器１２は、例えば、アルミニウムムから形成されており、その内壁面には陽極酸化処理が施されている。この処理容器１２は保安接地されている。
【００２３】
処理容器１２の底部上には、支持部１４が設けられている。支持部１４は、略円筒形状を有しており、石英又はアルミナといった絶縁材料から形成されている。支持部１４は、処理容器１２内において、処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持されている。
【００２４】
載置台ＰＤは、下部電極１６及び静電チャック１８を有している。下部電極１６は、第１部材１６ａ及び第２部材１６ｂを含んでいる。第１部材１６ａ及び第２部材１６ｂは、アルミニウムといった金属から形成されており、略円盤形状を有している。第２部材１６ｂは、第１部材１６ａ上に設けられており、第１部材１６ａ電気的に接続されている。
【００２５】
静電チャック１８は、下部電極１６上に設けられている。具体的には、静電チャック１８は、第２部材１６ｂ上に設けられている。静電チャック１８は、その上面の上に載置されたウエハＷを保持するように構成されている。具体的に、静電チャック１８は、略円盤状の絶縁膜を有しており、当該絶縁膜の内部に電極１８ａを有している。この電極１８ａには、スイッチＳＷを介して直流電源２２が接続されている。静電チャック１８は、直流電源２２からの直流電圧が電極１８ａに印加されると、クーロン力等の静電力を発生する。静電チャック１８は、発生した静電力によってウエハＷを吸着し、当該ウエハＷを保持する。
【００２６】
下部電極１６の周縁部の上には、フォーカスリングＦＲが設けられている。フォーカスリングＦＲは、環状板形状を有しており、ウエハＷのエッジ及び静電チャック１８のエッジを囲むように配置されている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象の膜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。
【００２７】
プラズマ処理装置１０は、静電チャック１８の温度を制御するための温度調整機構を有している。具体的に、下部電極１６の内部には、流体用の流路１６ｆが形成されている。流路１６ｆには、配管２６ａ及び配管２６ｂが接続されている。配管２６ａ及び配管２６ｂは、処理容器１２の外部に設けられたチラーユニットＣＵに接続されている。流路１６ｆには、チラーユニットＣＵから配管２６ａを介して熱媒体が供給される。流路１６ｆに供給された熱媒体は、配管２６ｂを介してチラーユニットＣＵに戻される。このように、流路１６ｆとチラーユニットＣＵとの間では、熱媒体が循環される。これにより、静電チャック１８の温度が調整され、その結果、ウエハＷの温度が調整されるようになっている。
【００２８】
また、温度調整機構の一部として、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１８の上面とウエハＷの裏面との間に供給する。さらに、温度調整機構の一部として、静電チャック１８の内部には、ヒータ１８ｈが設けられている。ヒータ１８ｈは、ヒータ電源ＨＰに接続されている。ヒータ１８ｈは、ヒータ電源ＨＰからの電力によって発熱する。これによって、静電チャック１８の温度が調整され、その結果、ウエハＷの温度が調整されるようになっている。
【００２９】
また、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ＰＤの上方に設けられており、当該載置台ＰＤと対向配置されている。これら上部電極３０と載置台ＰＤとの間には、ウエハＷにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓが画成されている。
【００３０】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４は、処理空間Ｓに面しており、複数のガス吐出孔３４ａを提供している。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。
【００３１】
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電性材料から構成され得る。この支持体３６は、水冷構造を有し得る。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、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃにはガス供給管３８が接続されている。
【００３２】
ガス供給管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、第１の処理ガス、第２の処理ガス、及び第３の処理ガスのための複数のガスソースを含んでいる。具体的に、複数のガスソースは、フルオロカーボンガス用の一以上のガスソース、酸素ガス（Ｏ２ガス）用のガスソース、水素ガス（Ｈ２ガス）用のガスソース、ハイドロフルオロカーボンガス用のガスソース、三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）用のガスソース、臭化水素ガス（ＨＢｒガス）用のガスソース、炭素含有ガス用のガスソース、及び希ガス用のガスソースを含んでいる。フルオロカーボンガスは、一例では、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、及びＣＦ４ガスのうち一以上を含んでいる。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、ＣＨ２Ｆ２ガスである。炭素含有ガスは、炭素を含む任意のガスであり、一例では、メタンガス（ＣＨ４ガス）といった炭化水素ガスであり得る。希ガスは、任意の希ガスであり、一例では、Ａｒガスである。
【００３３】
バルブ群４２は複数のバルブを有している。また、流量制御器群４４は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）といった複数の流量制御器を有している。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、ガス供給管３８に接続されている。したがって、プラズマ処理装置１０では、複数のガスソースのうち選択されたガスソースからのガスが、処理容器１２内に供給されるようになっている。具体的には、第１の処理ガス、第２の処理ガス、及び第３の処理ガスが選択的に処理容器１２内に供給されるようになっている。なお、第１の処理ガス、第２の処理ガス、及び第３の処理ガスの詳細については後述する。
【００３４】
プラズマ処理装置１０は、接地導体１２ａを更に備え得る。接地導体１２ａは、略円筒形状を有しており、処理容器１２の側壁から上部電極３０の高さ位置よりも上方に延びるように設けられている。
【００３５】
また、プラズマ処理装置１０では、処理容器１２の内壁に沿ってデポシールド４６が着脱自在に設けられている。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられている。デポシールド４６は、処理容器１２にエッチング副生物が付着することを防止するものであり、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。
【００３６】
支持部１４と処理容器１２の内壁との間には、排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８には、その板厚方向に貫通する複数の貫通孔が形成されている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。この排気プレート４８の下方において処理容器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、圧力調整弁、及び、ターボ分子ポンプといった真空ポンプを有しており、処理容器１２内を所望の真空度まで減圧することができる。また、処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬送用の開口１２ｇが設けられており、この開口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
【００３７】
処理容器１２の内壁には、導電性部材（ＧＮＤブロック）５６が設けられている。導電性部材５６は、高さ方向においてウエハＷと略同じ高さに位置するように、処理容器１２の内壁に取り付けられている。この導電性部材５６は、グランドにＤＣ的に接続されており、異常放電防止効果を発揮する。なお、導電性部材５６はプラズマ生成領域に設けられていればよく、その設置位置は図３に示す位置に限られるものではない。
【００３８】
また、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り、２７〜１００ＭＨｚの周波数、一例においては４０ＭＨｚの高周波を発生する。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極１６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１６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。
【００３９】
第２の高周波電源６４は、ウエハＷにイオンを引き込むための第２の高周波、即ち高周波バイアスを発生する電源であり、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数、一例においては３ＭＨｚの高周波バイアスを発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極１６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１６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。
【００４０】
また、プラズマ処理装置１０は、直流電源部７０を更に備えている。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。
【００４１】
また、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備えている。この制御部Ｃｎｔ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り、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔ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、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔ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や、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。
【００４２】
一実施形態では、制御部Ｃｎｔは、方法ＭＴ用の処理レシピに従い、方法ＭＴの各工程において、スイッチＳＷ、バルブ群４２の複数のバルブ、流量制御器群４４の複数の流量制御器、排気装置５０、第１の高周波電源６２、整合器６６、第２の高周波電源６４、整合器６８、チラーユニットＣＵ、ヒータ電源ＨＰ等のプラズマ処理装置１０の各部を制御する。
【００４３】
再び図１を参照して、方法ＭＴの説明を続ける。以下の説明では、図１と共に、図４〜図６を参照する。図４及び図５は、図１に示すエッチング方法の実行中の途中段階の被処理体の状態の一例を示す断面図である。また、図６は、図１に示すエッチング方法の実行後の被処理体の状態の一例を示す断面図である。
【００４４】
図１に示すように、方法ＭＴでは、まず、上述したように、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、ウエハＷが、プラズマ処理装置の処理容器内に収容され、静電チャック上に載置される。プラズマ処理装置１０が用いられる場合には、ウエハＷは、静電チャック１８上に載置される。しかる後に、直流電源２２からの電圧が静電チャック１８の電極１８ａに与えられる。これにより、ウエハＷが静電チャック１８によって保持される。
【００４５】
次いで、方法ＭＴでは、工程ＳＴ２が実行される。工程ＳＴ２では、プラズマ処理装置の処理容器内において、第１の処理ガスのプラズマが生成される。第１の処理ガスは、一種以上のフルオロカーボンガス、及び酸素ガス（Ｏ２ガス）を含む。一実施形態では、第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスとして、Ｃ４Ｆ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスを含む。また、一実施形態では、第１の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガス及び／又は希ガスを更に含んでいてもよい。ハイドルフルオロカーボンガスとしては、ＣＨ２Ｆ２ガスを用いることができる。希ガスとしては、任意の希ガスを用いることができる。例えば、希ガスとして、Ａｒガスを用いることができる。
【００４６】
工程ＳＴ２では、処理容器内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、工程ＳＴ２では、静電チャックの温度が第１の温度に設定される。第１の温度は、後述する工程ＳＴ３において設定される静電チャックの温度である第２の温度より高い温度である。一実施形態では、第１の温度は、２０℃以上、４０℃以下の温度である。なお、ウエハＷはプラズマからの輻射熱を受けるので、ウエハＷの温度は静電チャックの温度よりも、１０℃〜１５℃程度高い温度となる。したがって、工程ＳＴ２では、ウエハＷの温度は、３０℃以上、５５℃以下の温度に設定される。さらに、工程ＳＴ２では、処理容器内に供給された第１の処理ガスが励起されて、プラズマが生成される。
【００４７】
プラズマ処理装置１０を用いる場合には、工程ＳＴ２において、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから第１の処理ガスが処理容器１２内に供給される。また、排気装置５０によって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、チラーユニットＣＵ及び／又はヒータ１８ｈによって、静電チャック１８の温度が第１の温度に設定される。さらに、第１の高周波電源６２からの高周波及び第２の高周波電源６４からの高周波バイアスが下部電極１６に供給される。これにより、処理容器１２内で、第１の処理ガスのプラズマが生成される。
【００４８】
以下、工程ＳＴ２における各種条件の範囲を例示する。
Ｃ４Ｆ６ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｃ４Ｆ８ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：１００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ
酸素ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜２００ｓｃｃｍ
第１の高周波電源６２の高周波の周波数：２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ
第１の高周波電源６２の高周波の電力：１００Ｗ〜５０００Ｗ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの周波数：４００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの電力：５００Ｗ〜７０００Ｗ
処理容器１２内の圧力：２．６６Ｐａ〜１３．３Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ）
処理時間：１８０秒〜６００秒
【００４９】
工程ＳＴ２では、図４に示すように、マスクＭＳＫの開口ＯＰを介して露出されている部分において第１領域Ｒ１がエッチングされ、当該第１領域Ｒ１にスペースＳＰ１が形成される。また、マスクＭＳＫの開口ＯＰを介して露出されている部分において第２領域Ｒ２がエッチングされ、当該第２領域Ｒ２にスペースＳＰ２が形成される。また、工程ＳＴ２のエッチング時には、マスクＭＳＫの表面、及び、エッチングによって形成されたスペースを画成する壁面に堆積物ＤＰが形成される。堆積物ＤＰは、炭素、フルオロカーボン、及び／又はエッチング副生成物等によって構成される。
【００５０】
工程ＳＴ２の第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、第１領域Ｒ１のエッチングレートよりも第２領域Ｒ２のエッチングレートが高いという特性を有する。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、形成されるスペースの底部（深部）における歪みの程度が大きくなるという特性を有する。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、ウエハＷの温度が高温であるほど、第１領域Ｒ１のエッチングレートが低下するが、マスクＭＳＫの開口ＯＰの歪みの程度が小さくなるという特性を有する。なお、スペース及び開口の「歪み」とは、深さ方向に直交する平面における当該スペース及び開口の平面形状が所望の平面形状とは異なる形状となる現象であり、所望の平面形状が真円形状である場合には、実際に形成されたスペース及び開口の平面形状が真円形状とは異なる形状となる現象である。
【００５１】
第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは上述した特性を有するので、工程ＳＴ２の実行後には、第１領域Ｒ１に形成されたスペースＳＰ１の深さよりも第２領域Ｒ２に形成されたスペースＳＰ２の深さが深くなる。また、スペースＳＰ１及びスペースＳＰ２の底部における歪みの程度が大きくなる。また、工程ＳＴ２では、静電チャックの温度が比較的高温の第１の温度に設定されるので、ウエハＷの温度が比較的高温に設定された状態で、第１の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、工程ＳＴ２の実行後には、マスクＭＳＫの開口ＯＰの歪みの程度は小さくなる。
【００５２】
次いで、方法ＭＴでは、工程ＳＴ３が実行される。工程ＳＴ３では、プラズマ処理装置の処理容器内において、第２の処理ガスのプラズマが生成される。第２の処理ガスは、水素ガス（Ｈ２ガス）、三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）、臭化水素ガス（ＨＢｒガス）、及び炭素含有ガスを含む。第２の処理ガスに含まれる炭化水素ガスは、炭素を含む任意のガスであり、一例では、メタンガス（ＣＨ４ガス）といった炭化水素ガスであり得る。一実施形態では、第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガス及び／又はフルオロカーボンガスを更に含んでいてもよい。ハイドロフルオロカーボンガスとしては、例えば、ＣＨ２Ｆ２ガスを用いることができる。また、フルオロカーボンガスとしてはＣＦ４ガスを用いることができる。
【００５３】
工程ＳＴ３では、処理容器内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、工程ＳＴ３では、静電チャックの温度が第２の温度に設定される。第２の温度は、第１の温度より低い温度である。一実施形態では、第２の温度は、２０℃より低い温度である。なお、ウエハＷはプラズマからの輻射熱を受けるので、工程ＳＴ３では、ウエハＷの温度は３０℃よりも低い温度に設定される。さらに、工程ＳＴ３では、処理容器内に供給された第２の処理ガスが励起されて、プラズマが生成される。
【００５４】
プラズマ処理装置１０を用いる場合には、工程ＳＴ３において、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから第２の処理ガスが処理容器１２内に供給される。また、排気装置５０によって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、チラーユニットＣＵ及び／又はヒータ１８ｈによって、静電チャック１８の温度が第２の温度に設定される。さらに、第１の高周波電源６２からの高周波及び第２の高周波電源６４からの高周波バイアスが下部電極１６に供給される。これにより、処理容器１２内において第２の処理ガスのプラズマが生成される。
【００５５】
以下、工程ＳＴ３における各種条件の範囲を例示する。
Ｈ２ガスの流量：５０ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍ
ＨＢｒガスの流量：５ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ
ＮＦ３ガスの流量：５０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量：４０ｓｃｃｍ〜８０ｓｃｃｍ
ＣＨ４ガスの流量：５ｓｃｃｍ〜５０ｓｃｃｍ
ＣＦ４ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
第１の高周波電源６２の高周波の周波数：２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ
第１の高周波電源６２の高周波の電力：１００Ｗ〜５０００Ｗ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの周波数：４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの電力：１０００Ｗ〜７０００Ｗ
処理容器１２内の圧力：２．６６Ｐａ〜１３．３Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ〜１００ｍＴｏｒｒ）
処理時間：１８０秒〜６００秒
【００５６】
工程ＳＴ３では、図５に示すように、マスクＭＳＫの開口ＯＰを介して露出されている部分において第１領域Ｒ１が更にエッチングされ、スペースＳＰ１の深さが深くなる。また、マスクＭＳＫの開口ＯＰを介して露出されている部分において第２領域Ｒ２がエッチングされ、スペースＳＰ２の深さが深くなる。また、工程ＳＴ３のエッチング時においては、マスクＭＳＫの表面、及び、エッチングによって形成されたスペースを画成する壁面に堆積物ＤＰが形成される。堆積物ＤＰは、炭素、炭化水素、及び／又はエッチング副生成物等によって構成される。
【００５７】
工程ＳＴ３の第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、第２領域Ｒ２のエッチングレートよりも第１領域Ｒ１のエッチングレートが高く、形成されるスペースの底部における歪みの程度が小さいという特性を有する。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、ウエハＷの温度が低温であるほど、第１領域Ｒ１のエッチングレートが高くなるという特性を有する。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度、即ち、ウエハの温度が低温である場合には、スペースが深さ方向の一部において横方向（深さ方向に直交する方向）に広がる現象を抑制することができるという特性を有する。
【００５８】
第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは上述した特性を有するので、工程ＳＴ３の実行後には、第１領域Ｒ１に形成されたスペースＳＰ１の深さと第２領域Ｒ２に形成されたスペースＳＰ２の深さとの差異が低減又は解消される。また、工程ＳＴ２によって発生したスペースの底部における歪みの程度が、工程ＳＴ３の実行後には小さくなる。したがって、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を順に行うことにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に形成されるスペースの深さが略同一となり、且つ、スペースの底部における歪みの程度が小さくなる。また、工程ＳＴ３では、静電チャックの温度が比較的低温の第２の温度に設定されるので、ウエハＷの温度が比較的低温に設定された状態で、第２の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、工程ＳＴ３では、スペースの横方向への広がりが抑制され、且つ、第１領域Ｒ１のエッチングレートが高められる。
【００５９】
方法ＭＴでは、続く工程ＳＴＪにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を含むシーケンスの実行回数が所定回数に達しているときに満たされるものと判定される。この所定回数は、１回であってもよく、複数回であってもよい。所定回数が１回である場合には、工程ＳＴＪは不要である。所定回数が複数回である実施形態では、工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされないと判定される場合に、再び工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３が順に実行される。一方、工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされると判定される場合には、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を含むシーケンスの実行が終了する。なお、所定回数が複数回である実施形態では、各シーケンスにおける工程ＳＴ２の実行時間及び工程ＳＴ３の実行時間はそれぞれ、所定回数が１回である実施形態での工程ＳＴ２の実行時間及び工程ＳＴ３の実行時間よりも短く設定される。このように、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を含む複数回のシーケンスを実行することにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に形成されるスペースの深さの差異及びスペースの歪みの程度を小さく保ちつつ、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２のエッチングを進行させることが可能となる。
【００６０】
一実施形態の方法ＭＴでは、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３は、下地層ＵＬが露出する直前まで、実行される。即ち、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２が下地層上に僅かに残されるように実行される。そして、工程ＳＴ４が実行される。工程ＳＴ４では、プラズマ処理装置の処理容器内において第３の処理ガスのプラズマが生成される。第３の処理ガスには、第１の処理ガスと同じ処理ガスを用いることができる。
【００６１】
工程ＳＴ４では、処理容器内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、工程ＳＴ４では、静電チャックの温度が第３の温度に設定される。第３の温度は、第１の温度より高い温度である。一実施形態では、第３の温度は、７０℃以上の温度である。なお、ウエハＷはプラズマからの輻射熱を受けるので、ウエハＷの温度は静電チャックの温度よりも、１０℃〜１５℃程度高い温度となる。したがって、工程ＳＴ４では、ウエハＷの温度は、８０℃以上の温度に設定される。さらに、工程ＳＴ４では、処理容器内に供給された第３の処理ガスが励起されて、プラズマが生成される。
【００６２】
プラズマ処理装置１０を用いる場合には、工程ＳＴ４において、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択されたガスソースから第３の処理ガスが処理容器１２内に供給される。また、排気装置５０によって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に調整される。また、チラーユニットＣＵ及び／又はヒータ１８ｈによって、静電チャック１８の温度が第３の温度に設定される。さらに、第１の高周波電源６２からの高周波及び第２の高周波電源６４からの高周波バイアスが下部電極１６に供給される。これにより、処理容器１２内において第３の処理ガスのプラズマが生成される。
【００６３】
以下、工程ＳＴ４における各種条件の範囲を例示する。
Ｃ４Ｆ６ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ｃ４Ｆ８ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：１００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ
酸素ガスの流量：２０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍ
第１の高周波電源６２の高周波の周波数：２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚ
第１の高周波電源６２の高周波の電力：５００Ｗ〜２７００Ｗ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの周波数：４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの電力：１０００Ｗ〜７０００Ｗ
処理容器１２内の圧力：２．６６Ｐａ〜１３．３Ｐａ（２０〜１００ｍＴ）
処理時間：１８０秒〜６００秒
【００６４】
工程ＳＴ４では、図６に示すように、マスクＭＳＫの開口ＯＰを介して露出されている部分において第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２が更にエッチングされる。これにより、スペースＳＰ１及びスペースＳＰ２を介して下地層ＵＬが露出する。また、工程ＳＴ４のエッチング時には、工程ＳＴ２のエッチング時と同様に、マスクＭＳＫの表面、及び、エッチングによって形成されたスペースを画成する壁面に堆積物ＤＰが形成される。
【００６５】
工程ＳＴ４において用いられる第３の処理ガスのプラズマは、下地層を実質的にエッチングしない。また、工程ＳＴ４では、静電チャックの温度が比較的高温の第３の温度に設定されるので、ウエハＷの温度が高くなり、下地層ＵＬに対する活性種の付着係数が小さくなる。したがって、下地層ＵＬが露出する期間のエッチングに起因する下地層ＵＬの損傷を抑制することができる。
【００６６】
以上、実施形態の方法ＭＴ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、方法ＭＴの実行に用いられるプラズマ処理装置は、容量結合型プラズマ処理装置に限定されるものではなく、誘導結合型プラズマ処理装置、或いは、マイクロ波といった表面波をプラズマ源として用いるプラズマ処理装置であってもよい。また、方法ＭＴは工程ＳＴ４を含んでいるが、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３の実行によって下地層ＵＬを露出させ、工程ＳＴ４を省略してもよい。
【００６７】
以下、方法ＭＴの評価のために行った実験例について説明するが、本発明は実験例によって限定されるものではない。
【００６８】
（実験例１）
【００６９】
実験例１では、複数のシリコン酸化膜及び複数のシリコン窒化膜が交互に積層されることによって構成された多層膜と、当該多層膜上に略円形の開口を提供するマスクとを有する複数枚のウエハを準備した。各シリコン酸化膜の膜厚は５０ｎｍであり、各シリコン窒化膜の膜厚は５０ｎｍであり、シリコン酸化膜の層数は４８層であり、シリコン窒化膜の層数は４８層であった。また、マスクは、アモルファスカーボン製であり、１５００ｎｍの膜厚を有し、直径１２０ｎｍの略真円の平面形状の開口を提供するものであった。実験例１では、プラズマ処理装置１０を用いて第１の処理ガスのプラズマを生成して、多層膜をエッチングし、当該多層膜にホールを形成した。複数枚のウエハの多層膜のエッチング時には、静電チャックの温度を互いに異なる温度に設定した。以下、実験例１における静電チャックの温度以外の処理条件を示す。
＜実験例１における処理条件＞
Ｃ４Ｆ６ガスの流量：４０ｓｃｃｍ
Ｃ４Ｆ８ガスの流量：３０ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量：２５ｓｃｃｍ
Ａｒガスの流量：４００ｓｃｃｍ
酸素ガスの流量：３５ｓｃｃｍ
第１の高周波電源６２の高周波の周波数：１００ＭＨｚ
第１の高周波電源６２の高周波の電力：１２５０Ｗ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの周波数：４００ｋＨｚ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの電力：７００Ｗ
処理容器１２内の圧力：３．３３３Ｐａ（２５ｍＴｏｒｒ）
処理時間：６００秒
【００７０】
そして、多層膜のエッチング後のマスクの開口のＳＥＭ画像及び多層膜に形成されたホールの底部のＳＥＭ画像を取得し、マスクの開口の真円度、及び、底部におけるホールの真円度を求めた。また、多層膜のエッチングレートも求めた。なお、マスクの開口の真円度として、ＳＥＭ画像においてマスクの開口の略中心を通過し、当該開口のエッジにて終端する２４本の線分を求め、当該２４本の線分の線分長のうち最小の線分長を最大の線分長で除した値を求めた。同様に、底部におけるホールの真円度として、ＳＥＭ画像において底部におけるホールの略中心を通過し、当該底部におけるホールのエッジにて終端する２４本の線分を求め、当該２４本の線分の線分長のうち最小の線分長を最大の線分長で除した値を求めた。マスクの開口の真円度、及び、ホールの底部における真円度は、何れも１に近いほど真円に近いことを表すパラメータである。
【００７１】
図７のグラフに、実験例１において求めたマスクの開口の真円度、ホールの底部における真円度、及び多層膜のエッチングレートを示す。図７において、横軸は多層膜のエッチング時の静電チャックの温度を示しており、左側の縦軸は真円度を示しており、右側の縦軸はエッチングレートを示している。図７に示すように、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が高温になるほど、多層膜のエッチングレートが低くなるという特性を有することが確認された。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングによって形成されるホールの底部における真円度は、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングによって形成される形成されるホールの底部における真円度（後述の実験例２の結果を参照）に対して、比較的小さいことが確認された。即ち、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングによって形成されるスペースの底部における歪みの程度は、比較的大きいことが確認された。また、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が高温になるほど、マスクの開口の真円度が高くなるという特性を有することが確認された。即ち、第１の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が高温になるほど、マスクの開口の歪みの程度が小さくなるという特性を有することが確認された。なお、静電チャックの温度が２０℃以上、４０℃以下の範囲内の温度に設定されることにより、１００ｎｍ／分以上のエッチングレートと０．９５以上のマスクの開口の真円度が得られることが確認された。
【００７２】
（実験例２）
【００７３】
実験例２では、実験例１で準備したウエハと同様の複数枚のウエハを準備した。そして、プラズマ処理装置１０を用いて第２の処理ガスのプラズマを生成して、多層膜をエッチングし、当該多層膜にホールを形成した。複数枚のウエハの多層膜のエッチング時には、静電チャックの温度を互いに異なる温度に設定した。以下、実験例２における静電チャックの温度以外の処理条件を示す。
＜実験例２における処理条件＞
Ｈ２ガスの流量：１０５ｓｃｃｍ
ＨＢｒガスの流量：４０ｓｃｃｍ
ＮＦ３ガスの流量：７０ｓｃｃｍ
ＣＨ２Ｆ２ガスの流量：６５ｓｃｃｍ
ＣＨ４ガスの流量：３５ｓｃｃｍ
第１の高周波電源６２の高周波の周波数：６０ＭＨｚ
第１の高周波電源６２の高周波の電力：２５００Ｗ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの周波数：４００ｋＨｚ
第２の高周波電源６４の高周波バイアスの電力：４０００Ｗ
処理容器１２内の圧力：４Ｐａ（３０ｍＴｏｒｒ）
処理時間：３３３秒
【００７４】
そして、多層膜に形成されたホールの上部、即ち、多層膜とマスクとの境界近傍におけるホールのＳＥＭ画像、及び、当該ホールの底部のＳＥＭ画像を取得し、上部におけるホールの幅、及び、底部におけるホールの真円度を求めた。また、多層膜のエッチングレートも求めた。なお、底部におけるホールの真円度については、実験例１と同様の手法によって求めた。
【００７５】
図８のグラフに、実験例２において求めた底部におけるホールの真円度を示し、図９のグラフに、実験例２において求めた上部におけるホールの幅及びエッチングレートを示す。図８において、横軸は多層膜のエッチング時の静電チャックの温度を示しており、縦軸は、真円度を示している。図９において、横軸は多層膜のエッチング時の静電チャックの温度を示しており、左側の縦軸は上部におけるホールの幅を示しており、右側の縦軸はエッチングレートを示している。図８に示すように、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度に依存せず、底部におけるホールの真円度が高くなるという特性を有することが確認された。即ち、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度に依存せず、形成されるスペースの底部における歪みの程度が小さくなるという特性を有することが確認された。また、図９に示すように、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が低くなるほど、高いエッチングレートが得られという特性を有することが確認された。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が低くなるほど、上部にけるホールの幅が小さくなるという特性を有することが確認された。即ち、第２の処理ガスのプラズマによるエッチングは、静電チャックの温度が低くなるほど、形成されるスペースの一部が横方向に広がる現象を効果的に抑制できることが確認された。また、第２の処理ガスのプラズマによるエッチング時に静電チャックの温度が２０℃よりも低い温度に設定されれば、十分なエッチングレートが得られ、スペースの横方向への広がりが十分に抑制されることが確認された。
【符号の説明】
【００７６】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、ＰＤ…載置台、１６…下部電極、１８…静電チャック、３０…上部電極、５０…排気装置、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、Ｃｎｔ…制御部、Ｗ…ウエハ、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、ＩＬ１…シリコン酸化膜、ＩＬ２…シリコン窒化膜、ＭＳＫ…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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