(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を処理する方法であって、
プラズマ処理装置の処理容器内にアミノシラン系ガスを含む第１のガスを供給する第１工程と、
前記第１工程の実行後に前記処理容器内の空間をパージする第２工程と、
前記第２工程の実行後に前記処理容器内で酸素ガスを含む第２のガスのプラズマを生成する第３工程と、
前記第３工程の実行後に前記処理容器内の空間をパージする第４工程と、
を含むシーケンスを繰り返し実行し前記処理容器内にシリコン酸化膜を形成する形成工程と、
前記被処理体を前記処理容器内に収容する前に行う準備工程と、
前記処理容器内に収容された前記被処理体に対しエッチング処理を行う処理工程と、
を備え、
前記準備工程は、前記処理工程の前に行われ、
前記形成工程は、前記準備工程において実行され、且つ、前記処理工程において実行され、
前記第１工程は、前記第１のガスのプラズマを生成しない、
方法。
【請求項２】
前記第１のガスは、モノアミノシランを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のガスのアミノシラン系ガスは、１〜３個のケイ素原子を有するアミノシランを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のガスのアミノシラン系ガスは、１〜３個のアミノ基を有するアミノシランを含む、請求項１または請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記処理工程の後であって前記被処理体を前記処理容器から搬出した後に、該処理容器内にあるシリコン酸化膜を除去する工程を更に備える、
請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記被処理体は、被エッチング層と、該被エッチング層上に設けられた有機膜とを備え、
前記処理工程は、前記処理容器内で発生させたプラズマによって、前記有機膜をエッチングする工程を備え、
前記形成工程は、前記処理工程においては前記有機膜をエッチングする前記工程の前に実行され、
前記有機膜をエッチングする前記工程の前までに前記処理容器内において形成される前記シリコン酸化膜の膜の厚みは、該有機膜をエッチングする該工程の終了までに該シリコン酸化膜のうちエッチングされ除去される膜の厚みよりも厚い、
請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記有機膜をエッチングする前記工程の前までに前記処理容器内において形成される前記シリコン酸化膜の膜の厚みは、前記被エッチング層の膜の厚みよりも薄い、
請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記被処理体は、被エッチング層と、該被エッチング層上に設けられた有機膜とを備え、
前記処理工程は、前記処理容器内で発生させたプラズマによって、前記有機膜をエッチングする工程を備え、
前記形成工程は、前記処理工程においては前記有機膜をエッチングする前記工程の前に実行され、
前記有機膜上には、第１マスクが設けられており、
前記処理工程は、前記処理容器内で発生させたプラズマによってその上にレジストマスクを有する反射防止膜をエッチングする工程であって該反射防止膜から前記第１マスクを形成する該工程を更に含み、
前記有機膜をエッチングする前記工程は、前記反射防止膜をエッチングする前記工程の後に実行され、
前記処理工程において、前記形成工程は、前記反射防止膜をエッチングする前記工程と前記有機膜をエッチングする前記工程との間に実行され、
前記処理工程は、前記形成工程と前記有機膜をエッチングする前記工程との間において、前記処理容器内で発生させたプラズマによって、該形成工程によって形成された前記シリコン酸化膜のうち該有機膜の表面上の領域を除去する工程を更に含む、
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記被処理体は、被エッチング層と、該被エッチング層上に設けられた有機膜と、該有機膜上に設けられた反射防止膜とを備え、
前記処理工程は、前記処理容器内で発生させたプラズマによって、前記有機膜をエッチングする工程を備え、
前記形成工程は、前記処理工程においては前記有機膜をエッチングする前記工程の前に実行され、
前記反射防止膜上には、第１マスクが設けられており、
前記処理工程は、
前記形成工程によって前記第１マスク上および前記反射防止膜上に前記シリコン酸化膜が形成された後に前記処理容器内で発生させたプラズマによって該シリコン酸化膜のうち該反射防止膜の上の領域と該第１マスクの上面の上の領域とを除去する工程であって該シリコン酸化膜のうち該第１マスクの側面の上の領域に基づく第２マスクを形成する該工程と、
前記処理容器内で発生させたプラズマによって、前記第１マスクを除去する工程と、
前記処理容器内で発生させたプラズマによって、前記反射防止膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記有機膜をエッチングする前記工程は、前記反射防止膜をエッチングする前記工程の後に実行され、該有機膜から構成される第３マスクを形成する、
請求項１〜請求項７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記形成工程が前記処理工程において実行される場合において、前記第１工程における前記被処理体の温度は、摂氏０度以上であり、且つ、前記第１マスクに含まれる材料のガラス転移温度以下である、
請求項８または請求項９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、被処理体を処理する方法に関するものであり、特にプラズマを用いて半導体基板の表面処理を行う方法に関する。
【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プロセスでは、プラズマ処理装置を用いて被処理体のプラズマ処理が行われることがある。プラズマ処理の一種として、プラズマエッチングがある。プラズマエッチングは、被エッチング層上に設けられたマスクのパターンを当該被エッチング層に転写するために行われる。マスクとしては、一般的に、レジストマスクが用いられる。レジストマスクは、フォトリソグラフィ技術によって形成される。したがって、被エッチング層に形成されるパターンの限界寸法は、フォトリソグラフィ技術によって形成されるレジストマスクの解像度に依存する。しかしながら、レジストマスクの解像度には解像限界がある。電子デバイスの高集積化に対する要求が益々高まっており、レジストマスクの解像限界よりも小さい寸法のパターンを形成することが要求されるようになっている。このため、特許文献１に記載されているように、レジストマスク上にシリコン酸化膜を形成することによって、当該レジストマスクの寸法を調整し、当該レジストマスクによって提供される開口の幅を縮小する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８００３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、近年の電子デバイスの高集積化に伴う微細化によって、被処理体上のパターン形成おいて、高精度の最小線幅（CD：Critical  Dimension）の制御が要求される。更に、電子デバイスの量産性の観点からは、長期的に安定した最小線幅の再現性等も要求される。
【０００５】
プラズマエッチングにおける最少線幅の変動の要因としては、一般に、プラズマが生成される処理空間に露出するプラズマ処理装置の構成部品（例えば、プラズマを発生させる処理容器の内壁面や、処理容器に接続される各種配管の内壁面等）の表面の状態が変化し、プラズマ状態が変化することがあげられる。処理空間に露出するプラズマ処理装置の構成部品の表面の状態が変化する要因としては、プラズマの長期的な使用によって当該部品の表面が消耗することがあげられる。このような消耗によって当該部品の表面の温度が変動し、この表面温度の変動によってラジカルの付着率も変動する。
【０００６】
また、プラズマ処理においては、製品の欠陥の要因となり得るパーティクルが発生する場合がある。パーティクルは、処理空間に露出するプラズマ処理装置の構成部品の表面から発生し得えて、ウエハ上に付着し製品不良に繋がる。パーティクルがパターン上に付着することによって転写を妨げることから、高精度な最小線幅の実現、および、安定した最小線幅の再現性等の実現を妨げ得る。
【０００７】
以上のように、被処理体上のパターン形成においては、高集積化に伴う微細化のために、高精度の最小線幅の制御、および、安定した最小線幅の再現性等、を実現するための方法が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様においては、被処理体を処理する方法が提供される。本態様に係る方法は、（ａ）プラズマ処理装置の処理容器内にアミノシラン系ガスを含む第１のガスを供給する第１工程と、第１工程の実行後に処理容器内の空間をパージする第２工程と、第２工程の実行後に処理容器内で酸素ガスを含む第２のガスのプラズマを生成する第３工程と、第３工程の実行後に処理容器内の空間をパージする第４工程と、を含むシーケンスを繰り返し実行し処理容器内にシリコン酸化膜を形成する形成工程と、（ｂ）被処理体を処理容器内に収容する前に行う準備工程と、（ｃ）処理容器内に収容された被処理体に対しエッチング処理を行う処理工程と、を備える。準備工程は、処理工程の前に行われる。形成工程は、準備工程において実行され、且つ、処理工程において実行される。第１工程は、第１のガスのプラズマを生成しない。
【０００９】
上記方法によれば、第１工程において、プラズマの生成を行わずにアミノシラン系ガスを含む第１のガスが処理容器内に供給され、さらにこの後に、第３工程において、酸素ガスを含有する第２のガスのプラズマが生成されて薄膜のシリコン酸化膜が形成される。従って、処理工程において実行される第１工程〜第４工程によって薄膜のシリコン酸化膜が被処理体の表面において均一でコンフォーマルに形成される。そして、処理工程において実行される形成工程では、第１工程〜第４工程が繰り返し実行されるので、被処理体の表面に形成されるシリコン酸化膜の厚みを精度良く制御できる。従って、形成工程によって形成されるシリコン酸化膜によって、被処理体の表面におけるパターンの最小線幅を精度良く低減でき、高集積化に伴う微細化が可能となる。また、処理工程において実行される形成工程によって、被処理体の表面にシリコン酸化膜が形成されると共に、さらに、処理容器の内側の表面および処理容器に接続される各種配管の内側の表面に対しても当該シリコン酸化膜と同様の厚みでシリコン酸化膜が保護膜として形成される。従って、処理容器の内側の表面および処理容器に接続される各種配管の内側の表面に形成されるシリコン酸化膜によって、これらの各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できるので、安定した最小線幅の再現等が可能となる。また、処理工程において実行される形成工程とは独立に、処理工程の前に実行される準備工程においても形成工程が実行される。従って、処理工程においてエッチングによって除去されるシリコン酸化膜の厚みに応じた所望とする厚みのシリコン酸化膜を、処理容器の内側の表面および処理容器に接続される各種配管の内側の表面に対し、保護膜として形成することができるので、処理工程において行われるエッチングの程度によることなく、これら各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できる。
【００１０】
一実施形態において、第１のガスは、モノアミノシランを含むことができる。従って、モノアミノシランを含む第１のガスを用いて、形成処理が行える。
【００１１】
一実施形態において、第１のガスのアミノシラン系ガスは、１〜３個のケイ素原子を有するアミノシランを含み得る。第１のガスのアミノシラン系ガスは、１〜３個のアミノ基を有するアミノシランを含み得る。このように第１のガスのアミノシラン系ガスには、１〜３個のケイ素原子を含むアミノシランを用いることができる。また、第１のガスのアミノシラン系ガスには、１〜３個のアミノ基を含むアミノシランを用いることができる。
【００１２】
一実施形態において、処理工程の後であって被処理体を処理容器から搬出した後に、処理容器内にあるシリコン酸化膜を除去する工程を更に備えることができる。従って、処理工程の後において処理容器内および処理容器に接続される各種配管内にシリコン酸化膜が残存する場合であっても、処理容器内および処理容器に接続される各種配管内からシリコン酸化膜を確実に除去することが可能となる。
【００１３】
一実施形態において、被処理体は、被エッチング層と、被エッチング層上に設けられた有機膜とを備えることができ、処理工程は、処理容器内で発生させたプラズマによって、有機膜をエッチングする工程を備えることができ、形成工程は、処理工程においては有機膜をエッチングする工程の前に実行されることができ、有機膜をエッチングする工程の前までに処理容器内において形成されるシリコン酸化膜の膜の厚みを、有機膜をエッチングする工程の終了までにシリコン酸化膜のうちエッチングされ除去される膜の厚みよりも厚くできる。従って、有機膜のエッチングが終了した後においても処理容器の内側の表面および処理容器に接続される各種配管の内側の表面にシリコン酸化膜が残ることとなるので、以下の事態、すなわちエッチング中にシリコン酸化膜が除去されこれら各表面が露出することによって当該各表面の状態が変化し当該各表面からパーティクルが生じる等の事態を回避できる。また、有機膜のエッチングの実行前にシリコン酸化膜を形成する形成工程が行われるので、有機膜のエッチングで生じる活性種（例えば水素ラジカル）が処理容器の内側の表面および処理容器に接続される各種配管の内側の表面と反応することを回避でき、よって、これら各表面からのパーティクルの発生、および、当該各表面の状態の変化とが十分に抑制できる。
【００１４】
一実施形態において、有機膜をエッチングする工程の前までに処理容器内において形成されるシリコン酸化膜の膜の厚みを、被エッチング層の膜の厚みよりも薄くできる。従って、処理容器内および処理容器に接続される各種配管内において形成されるシリコン酸化膜の厚みが被エッチング層の膜の厚みよりも薄いことによって処理容器内および処理容器に接続される各種配管内のシリコン酸化膜が被エッチング層のエッチングによって除去されるので、処理工程の後に行われる処理容器内および処理容器に接続される各種配管内のクリーニング時において処理容器内および処理容器に接続される各種配管内のシリコン酸化膜を除去する処理が不要となる。
【００１５】
一実施形態において、被処理体は、エッチング層と、被エッチング層上に設けられた有機膜とを備えることができ、処理工程は、処理容器内で発生させたプラズマによって、有機膜をエッチングする工程を備えることができ、形成工程は、処理工程においては有機膜をエッチングする工程の前に実行されることができ、有機膜上には、第１マスクが設けられることができ、処理工程は、処理容器内で発生させたプラズマによってその上にレジストマスクを有する反射防止膜をエッチングする工程であって反射防止膜から第１マスクを形成する工程を更に含むことができ、有機膜をエッチングする工程は、反射防止膜をエッチングする工程の後に実行されることができ、処理工程において、形成工程は、反射防止膜をエッチングする工程と有機膜をエッチングする工程との間に実行されることができ、処理工程は、形成工程と有機膜をエッチングする工程との間において、処理容器内で発生させたプラズマによって、形成工程によって形成されたシリコン酸化膜のうち有機膜の表面上の領域を除去する工程を更に含むことができる。
【００１６】
一実施形態において、被処理体は、エッチング層と、被エッチング層上に設けられた有機膜と、有機膜上に設けられた反射防止膜とを備えることができ、処理工程は、処理容器内で発生させたプラズマによって、有機膜をエッチングする工程を備えることができ、形成工程は、処理工程においては有機膜をエッチングする工程の前に実行されることができ、反射防止膜上には、第１マスクが設けられることができ、処理工程は、形成工程によって第１マスク上および反射防止膜上にシリコン酸化膜が形成された後に処理容器内で発生させたプラズマによってシリコン酸化膜のうち反射防止膜の上の領域と第１マスクの上面の上の領域とを除去する工程であってシリコン酸化膜のうち第１マスクの側面の上の領域に基づく第２マスクを形成する該工程と、処理容器内で発生させたプラズマによって、第１マスクを除去する工程と、処理容器内で発生させたプラズマによって、反射防止膜をエッチングする工程と、を含むことができ、有機膜をエッチングする工程は、反射防止膜をエッチングする工程の後に実行され、有機膜から構成される第３マスクを形成することができる。
【００１７】
一実施形態において、形成工程が処理工程において実行される場合において、第１工程における被処理体の温度は、摂氏０度以上であり、且つ、第１マスクに含まれる材料のガラス転移温度（ガラス転移点）以下であることができる。従って、モノアミノシランを用いる場合には、被処理体の温度を摂氏０度以上且つ第１マスクのマスク材料のガラス転移温度以下の比較的に低温で第１工程が実行可能となるので、ウエハを加熱する処理が不要となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、被処理体上のパターン形成において、高集積化に伴う微細化のために、高精度の最小線幅の制御、および、安定した最小線幅の再現性等、を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、一実施形態の方法を示す流れ図である。
【図２】図２は、プラズマ処理装置の一例を示す図である。
【図３】図３は、処理容器１２の内側における保護膜の形成の態様を示す図である。
【図４】図４は、図１に示すウエハの処理工程の一実施形態に係る内容を示す流れ図である。
【図５】図５は、図４に示す各工程の実施前および実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、図４に示す各工程の実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図４に示す保護膜を形成するシーケンスにおける保護膜の形成の様子を模式的に示す図である。
【図８】図８は、図４に示す保護膜を形成するシーケンスにおけるプラズマ生成に関するタイミングチャートである。
【図９】図９は、図１に示すウエハの処理工程の別の実施形態に係る内容を示す流れ図である。
【図１０】図１０は、図９に示す各工程の実施前および実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、図９に示す各工程の実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、図９に示す各工程の実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
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または相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
【００２１】
図１は、一実施形態の方法を示す流れ図である。図１に示す一実施形態の方法ＭＴは、被処理体（以下、「ウエハ」ということがある）を処理する方法である。また、一実施形態の方法ＭＴでは、一連の工程を単一のプラズマ処理装置を用いて実行することが可能である。
【００２２】
図２は、プラズマ処理装置の一例を示す図である。図２には、被処理体を処理する方法の種々の実施形態で利用可能なプラズマ処理装置１０の断面構造が概略的に示されている。図２に示すように、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。
【００２３】
プラズマ処理装置１０は、処理容器１２、排気口１２ｅ、搬入出口１２ｇ、支持部１４、載置台ＰＤ、直流電源２２、スイッチ２３、冷媒流路２４、配管２６ａ、配管２６ｂ、上部電極３０、絶縁性遮蔽部材３２、電極板３４、ガス吐出孔３４ａ、電極支持体３６、ガス拡散室３６ａ、ガス通流孔３６ｂ、ガス導入口３６ｃ、ガス供給管３８、ガスソース群４０、バルブ群４２、流量制御器群４５、デポシールド４６、排気プレート４８、排気装置５０、排気管５２、ゲートバルブ５４、第１の高周波電源６２、第２の高周波電源６４、整合器６６、整合器６８、電源７０、制御部Ｃｎｔ、フォーカスリングＦＲ、ヒータ電源ＨＰ、ヒータＨＴを備える。載置台ＰＤは、静電チャックＥＳＣ、下部電極ＬＥを備える。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａ、第２プレート１８ｂを備える。処理容器１２は、処理空間Ｓｐを画成する。
【００２４】
処理容器１２は、略円筒形状を有する。処理容器１２は、例えば、アルミニウムから構成される。処理容器１２の内壁面は、陽極酸化処理が施されている。処理容器１２は、保安接地される。
【００２５】
支持部１４は、処理容器１２の内側において、処理容器１２の底部上に設けられる。支持部１４は、略円筒状の形状を備える。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成される。支持部１４を構成する絶縁材料は、石英のように酸素を含み得る。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する。
【００２６】
載置台ＰＤは、処理容器１２内に設けられる。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持される。載置台ＰＤは、載置台ＰＤの上面において、ウエハＷ（例えば、図５に示すウエハＷ１、図１０に示すウエハＷ２等であり、以下同様である。）を保持する。ウエハＷは、被処理体である。載置台ＰＤは、下部電極ＬＥおよび静電チャックＥＳＣを有する。
【００２７】
下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂを含む。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から構成される。第１プレート１８ａおよび第２プレート１８ｂは、略円盤状の形状を備える。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられる。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａに電気的に接続される。
【００２８】
静電チャックＥＳＣは、第２プレート１８ｂ上に設けられる。静電チャックＥＳＣは、一対の絶縁層の間、または、一対の絶縁シートの間において導電膜の電極を配置した構造を有する。直流電源２２は、スイッチ２３を介して、静電チャックＥＳＣの電極に電気的に接続される。静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧によって生じたクーロン力等の静電力によって、ウエハＷを吸着する。これによって、静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを保持することができる。
【００２９】
フォーカスリングＦＲは、ウエハＷのエッジおよび静電チャックＥＳＣ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、エッチングの均一性を向上させるために設けられる。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。
【００３０】
冷媒流路２４は、第２プレート１８ｂの内部に設けられる。冷媒流路２４は、温調機構を構成する。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられるチラーユニットから配管２６ａを介して冷媒が供給される。冷媒流路２４に供給される冷媒は、配管２６ｂを介してチラーユニットに戻される。このように、冷媒流路２４には、冷媒が循環するよう、供給される。この冷媒の温度を制御することによって、静電チャックＥＳＣによって支持されるウエハＷの温度が制御される。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ＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
【００３１】
ヒータＨＴは、加熱素子である。ヒータＨＴは、例えば、第２プレート１８ｂ内に埋め込まれる。ヒータ電源ＨＰは、ヒータＨＴに接続される。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、載置台ＰＤの温度が調整され、そして、当該載置台ＰＤ上に載置されるウエハＷの温度が調整される。なお、ヒータＨＴは、静電チャックＥＳＣに内蔵され得る。
【００３２】
上部電極３０は、載置台ＰＤの上方において、載置台ＰＤと対向配置される。下部電極ＬＥと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられる。上部電極３０と下部電極ＬＥとの間には、処理空間Ｓｐが提供される。処理空間Ｓｐは、プラズマ処理をウエハＷに行うための空間領域である。
【００３３】
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持される。絶縁性遮蔽部材３２は、絶縁材料から構成されており、例えば、石英のように酸素を含み得る。上部電極３０は、電極板３４および電極支持体３６を含み得る。電極板３４は、処理空間Ｓｐに面している。電極板３４は、複数のガス吐出孔３４ａを備える。電極板３４は、一実施形態では、シリコンから構成され得る。別の実施形態では、電極板３４は、酸化シリコンから構成され得る。
【００３４】
電極支持体３６は、電極板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。電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。ガス拡散室３６ａは、電極支持体３６の内部に設けられる。複数のガス通流孔３６ｂのそれぞれは、ガス吐出孔３４ａに連通する。複数のガス通流孔３６ｂのそれぞれは、ガス拡散室３６ａから下方に（載置台ＰＤの側に向けて）延びる。
【００３５】
ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに対して処理ガスを導く。ガス導入口３６ｃは、電極支持体３６に設けられる。ガス供給管３８は、ガス導入口３６ｃに接続される。
【００３６】
ガスソース群４０は、バルブ群４２および流量制御器群４５を介して、ガス供給管３８に接続される。ガスソース群４０は、複数のガスソースを有する。複数のガスソースは、アミノシラン系ガスのソース、ハロゲン化ケイ素ガスのソース、酸素ガスのソース、水素ガスのソース、窒素ガスのソース、フルオロカーボンガスのソース、および、希ガスのソースを含み得る。アミノシラン系ガスとしては、アミノ基の数が比較的に少ない分子構造のものが用いられることができ、例えば、モノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ（Ｒは有機を含んでおり置換されていても良いアミノ基））が用いられ得る。上記のアミノシラン系ガス（後述の第１のガスＧ１に含まれるガス）は、１〜３個のケイ素原子を有し得るアミノシランを含むことができ、または、１〜３個のアミノ基を有するアミノシランを含むことができる。１〜３個のケイ素原子を有するアミノシランは、１〜３個のアミノ基を有するモノシラン（モノアミノシラン）、１〜３個のアミノ基を有するジシラン、または、１〜３個のアミノ基を有するトリシランであり得る。さらに、上記のアミノシランは、置換されていてもよいアミノ基を有し得る。さらに、上記のアミノ基は、メチル基、エチル基、プロピル基、および、ブチル基の何れかによって置換され得る。さらに、上記のメチル基、エチル基、プロピル基、または、ブチル基は、ハロゲンによって置換され得る。ハロゲン化ケイ素ガスとしては、ＤＣＳ（ジクロロシラン）ガスが用いられ得る。フルオロカーボンガスとしては、ＣＦ４ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガスといった任意のフルオロカーボンガスが用いられ得る。また、希ガスとしては、Ｈｅガス、Ａｒガスといった任意の希ガスが用いられ得る。
【００３７】
バルブ群４２は、複数のバルブを含む。流量制御器群４５は、マスフローコントローラといった複数の流量制御器を含む。ガスソース群４０の複数のガスソースのそれぞれは、バルブ群４２の対応のバルブ、および、流量制御器群４５の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続される。従って、プラズマ処理装置１０は、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択された一以上のガスソースからのガスを、個別に調整された流量で、処理容器１２内に供給することが可能である。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（デポ）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。デポシールドは、Ｙ２Ｏ３の他、例えば、石英のように酸素を含む材料から構成され得る。
【００３８】
排気プレート４８は、処理容器１２の底部側であって、且つ、支持部１４と処理容器１２の側壁との間に設けられている。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って構成され得る。排気口１２ｅは、排気プレート４８の下方において、処理容器１２に設けられている。排気装置５０は、排気管５２を介して排気口１２ｅに接続される。排気装置５０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１２内の空間を所望の真空度まで減圧することができる。搬入出口１２ｇは、ウエハＷの搬入出口である。搬入出口１２ｇは、処理容器１２の側壁に設けられる。搬入出口１２ｇは、ゲートバルブ５４によって開閉可能である。
【００３９】
第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の第１の高周波電力を発生する電源であり、２７〜１００［ＭＨｚ］の周波数、一例においては４０［ＭＨｚ］の高周波電力を発生する。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ＬＥ側）の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されることもできる。
【００４０】
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の高周波電力、即ち高周波バイアス電力を発生する電源であり、４００［ｋＨｚ］〜４０．６８［ＭＨｚ］の範囲内の周波数、一例においては３．２［ＭＨｚ］の高周波バイアス電力を発生する。第２の高周波電源６４は、整合器６８を介して下部電極ＬＥに接続される。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ＬＥ側）の入力インピーダンスとを整合させるための回路である。また、電源７０は、上部電極３０に接続される。電源７０は、処理空間Ｓｐ内に存在する正イオンを電極板３４に引き込むための電圧を、上部電極３０に印加する。一例においては、電源７０は、負の直流電圧を発生する直流電源である。このような電圧が電源７０から上部電極３０に印加されると、処理空間Ｓｐに存在する正イオンが、電極板３４に衝突する。これにより、電極板３４から二次電子及び／又はシリコンが放出される。
【００４１】
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。具体的に、制御部Ｃｎｔは、バルブ群４２、流量制御器群４５、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、電源７０、ヒータ電源ＨＰ、およびチラーユニットに接続されている。
【００４２】
制御部Ｃｎｔは、入力されたレシピに基づくプログラムに従って動作し、制御信号を送出する。制御部Ｃｎｔからの制御信号によって、ガスソース群から供給されるガスの選択および流量と、排気装置５０の排気と、第１の高周波電源６２および第２の高周波電源６４からの電力供給と、電源７０からの電圧印加と、ヒータ電源ＨＰの電力供給と、チラーユニットからの冷媒流量および冷媒温度と、を制御することが可能である。なお、本明細書において開示される被処理体を処理する方法の各工程は、制御部Ｃｎｔによる制御によってプラズマ処理装置１０の各部を動作させることによって、実行され得る。
【００４３】
再び図１を参照し、方法ＭＴについて詳細に説明する。以下では、方法ＭＴの実施にプラズマ処理装置１０が用いられる例について説明を行う。また、以下の説明において、図３、図４、図５、図９、図１０を参照する。図３は、処理容器１２の内側における保護膜の形成の態様を示す図である。図４は、図１に示すウエハの処理工程の一実施形態に係る内容を示す流れ図である。図５は、図４に示す各工程の実施前および実施後の被処理体の状態を示す断面図である。図９は、図１に示すウエハの処理工程の別の実施形態に係る内容を示す流れ図である。図１０は、図９に示す各工程の実施前および実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【００４４】
図１に示す方法ＭＴでは、まず、工程Ｓ１において、処理容器１２の載置台ＰＤにダミーウエハを載置し、処理容器１２内に対しシーズニング処理を実施し、シーズニング処理の実施後に処理容器１２内からダミーウエハを搬出する。工程Ｓ１においては、図３の状態Ａ１に示すように、処理容器１２の内側にあるプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面（例えば、プラズマを発生させる処理容器１２の内壁面や、処理容器１２に接続されるガス供給管３８等の各種配管の内壁面等であり、以下同様。）は、処理空間Ｓｐに露出している。処理容器１２に接続されるガス供給管３８等の各種配管も、処理空間Ｓｐに連通しており、よって、処理空間Ｓｐに対し露出する。
【００４５】
続く工程Ｓ２（準備工程）において、被処理体であるウエハＷを処理容器１２内に搬入する前に、処理空間Ｓｐ等に露出しているプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面に対し、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である保護膜ＳＸａ１を形成する。工程Ｓ２において行われる保護膜ＳＸａ１の形成工程は、図４に示すシーケンスＳＱ１および図９に示すシーケンスＳＱ２と同様のシーケンスによって実施され得る。シーケンスＳＱ１およびシーケンスＳＱ２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である保護膜（シーケンスＳＱ１の場合には保護膜ＳＸ１であり、シーケンスＳＱ２の場合には保護膜ＳＸ２である。）の形成工程に含まれ、下記の工程Ｓ４（処理工程）に含まれる。工程Ｓ２において行われる保護膜ＳＸａ１の形成工程については、シーケンスＳＱ１の説明およびシーケンスＳＱ２の説明において、詳細に説明される。図３の状態Ａ２に示すように、工程Ｓ２において実施される保護膜ＳＸａ１の形成工程によって、保護膜ＳＸａ１が、処理空間Ｓｐに露出しているプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面に対し、当該表面の形状によらずに、均一の厚み（ＬＣ１）でコンフォーマルに、形成され得る。
【００４６】
続く工程Ｓ３において、被処理体のウエハＷ（図５の（ａ）部に示すウエハＷ１または図１０の（ａ）部に示すウエハＷ２）を処理容器１２内に搬入し、処理容器１２内の載置台ＰＤに載置する。
【００４７】
続く工程Ｓ４（処理工程）において、処理容器１２内に収容されたウエハＷに対しエッチング処理を実施する。工程Ｓ４の具体的な処理内容の一実施形態は、図４に示されており、後述される。工程Ｓ４の具体的な処理内容の別の実施形態は、図９に示されており、後述される。工程Ｓ４に含まれるシーケンスＳＱ１（図４）において保護膜ＳＸ１がウエハＷ１（図５）に形成される時、または、工程Ｓ４に含まれるシーケンスＳＱ２（図９）において保護膜ＳＸ２がウエハＷ２（図１０）に形成される時に、図３の状態Ａ３に示すように、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）である保護膜ＳＸａ２が、保護膜ＳＸａ１の表面の全体に対し、保護膜ＳＸａ１の当該表面の形状によらずに、均一の厚み（ＬＣ２ａ）でコンフォーマルに、形成され得る。保護膜ＳＸａ１と保護膜ＳＸａ２とは、共にシリコン酸化膜からなり、同一の材料および同一の構造を有しており、保護膜ＳＸａ１と保護膜ＳＸａ２とが、単一の保護膜ＳＸａを構成している。保護膜ＳＸａは、均一の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）を有する。従って、保護膜ＳＸａは、処理空間Ｓｐ等に露出されるプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面に対し、当該表面の形状によらずに、均一の厚み（ＬＣ２ａ）でコンフォーマルに、形成され得る。
【００４８】
そして、続く工程Ｓ５において、処理容器１２内からウエハＷを搬出する。続く工程Ｓ６において、処理容器１２の内側および処理容器１２に接続するガス供給管３８等の各種配管の内側に残存する保護膜ＳＸａを除去する。この処理によって、図３の状態Ａ４に示すように、処理空間Ｓｐにおいてプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面は、処理空間Ｓｐに対して全て露出される。なお、工程Ｓ４において保護膜ＳＸａが全て除去されるようなエッチング処理が行われる場合には、工程Ｓ６の実施は不要となる。
【００４９】
続く工程Ｓ７において、他のウエハに対し工程Ｓ２〜工程Ｓ６のシーケンスを行う場合には（工程Ｓ７：ＮＯ）工程Ｓ２に移行し、工程Ｓ２〜工程Ｓ６のシーケンスを行う他のウエハが無い場合には（工程Ｓ７：ＹＥＳ）方法ＭＴの実行を終了する。
【００５０】
次に、図１の工程Ｓ４の処理内容の一実施形態を、図４を参照して詳細に説明する。以下の説明において、図５、図６、図７、図８を参照する。図６は、図４に示す方法の各工程の実施後の被処理体の状態を示す断面図である。図７は、図４に示す保護膜を形成するシーケンスにおける保護膜の形成の様子を模式的に示す図である。図８は、図４に示す保護膜を形成するシーケンスにおけるプラズマ生成に関するタイミングチャートである。
【００５１】
工程Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の処理後の工程Ｓ４を図４に示す。まず、工程Ｓ４１ａにおいて、図５の（ａ）部に示すウエハＷ１を、図２に示すウエハＷとして準備する。工程Ｓ４１ａにおいて準備されるウエハＷ１は、図５の（ａ）部に示すように、基板ＳＢ１、被エッチング層ＥＬ１、有機膜ＯＬ１、反射防止膜ＡＬ１、およびマスクＭＫ１１を有する。被エッチング層ＥＬ１は、基板ＳＢ１上に設けられる。被エッチング層ＥＬ１は、有機膜ＯＬ１に対して選択的にエッチングされる材料から構成される層であり絶縁膜が用いられる。被エッチング層ＥＬ１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成され得る。被エッチング層ＥＬ１は、厚みＬＤを有する。なお、被エッチング層ＥＬ１は、多結晶シリコンといった他の材料から構成されることができる。
【００５２】
有機膜ＯＬ１は、被エッチング層ＥＬ１上に設けられる。有機膜ＯＬ１は、炭素を含む層であり、例えば、ＳＯＨ（スピンオンハードマスク）層である。反射防止膜ＡＬ１は、シリコン含有の反射防止膜であり、有機膜ＯＬ１上に設けられる。
【００５３】
マスクＭＫ１１は、反射防止膜ＡＬ１上に設けられる。マスクＭＫ１１は、レジスト材料から構成されたレジストマスクであり、フォトリソグラフィ技術によってレジスト層がパターニングされることによって作製される。マスクＭＫ１１は、反射防止膜ＡＬ１を部分的に覆っている。マスクＭＫ１１は、反射防止膜ＡＬ１を部分的に露出させる開口を画成している。マスクＭＫ１１のパターンは、例えば、ライン・アンド・スペースパターンである。なお、マスクＭＫ１１は、平面視において円形の開口を提供するパターンを有することができる。或いは、マスクＭＫ１１は、平面視において楕円形状の開口を提供するパターンを有することができる。
【００５４】
工程Ｓ４１ａでは、図５の（ａ）部に示すウエハＷ１が準備され、ウエハＷ１がプラズマ処理装置１０の処理容器１２内に収容され、載置台ＰＤ上に載置される。
【００５５】
工程Ｓ４１ａに引き続き、工程Ｓ４１ｂを実行する。工程Ｓ４１ｂでは、ウエハＷ１に二次電子が照射される。具体的には、処理容器１２内に水素ガス及び希ガスが供給され、第１の高周波電源６２から高周波電力が供給されることにより、プラズマが生成される。また、電源７０によって、上部電極３０に負の直流電圧が印加される。これにより、処理空間Ｓｐ中の正イオンが上部電極３０に引き込まれて、当該正イオンが上部電極３０に衝突する。正イオンが上部電極３０に衝突することにより、上部電極３０からは二次電子が放出される。放出された二次電子がウエハＷ１に照射されることにより、マスクＭＫ１１が改質される。なお、上部電極３０に印加される負の直流電圧の絶対値のレベルが高い場合には、電極板３４に正イオンが衝突することにより、当該電極板３４の構成材料であるシリコンが、二次電子と共に放出される。放出されたシリコンは、プラズマに晒されたプラズマ処理装置１０の構成部品から放出される酸素と結合する。当該酸素は、例えば、支持部１４、絶縁性遮蔽部材３２、及びデポシールド４６といった部材から放出される。このようなシリコンと酸素の結合により、酸化シリコン化合物が生成され、当該酸化シリコン化合物がウエハＷ１上に堆積してマスクＭＫ１１を覆い保護する。これら改質と保護の効果により、後続の工程によるマスクＭＫ１１の損傷が抑制される。なお、工程Ｓ４１ｂでは二次電子の照射による改質や保護膜の形成のため、第２の高周波電源６４のバイアス電力を最小限にして、シリコンの放出を抑制してもよい。
【００５６】
続く工程Ｓ４１ｃでは、反射防止膜ＡＬ１をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、フルオロカーボンガスを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、フルオロカーボンガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のフッ素を含む活性種は、反射防止膜ＡＬ１の全領域のうちマスクＭＫ１１から露出した領域をエッチングする。これによって、図５の（ｂ）部に示すように、反射防止膜ＡＬ１からマスクＡＬＭ１が形成される。工程Ｓ４１ｃによって形成される有機膜ＯＬ１に対するマスク（第１マスク）は、マスクＭＫ１１とマスクＡＬＭ１と有する。
【００５７】
続く工程Ｓ４１ｄでは、工程Ｓ４１ｂの方法と同様にして、マスクＭＫ１１の表面、マスクＡＬＭ１の表面、有機膜ＯＬ１の表面に、酸化シリコンの保護膜（保護膜ＰＦ１）を形成する。
【００５８】
工程Ｓ４１ｄに引き続き、図４に示す工程Ｓ４では、シーケンスＳＱ１を一回以上実行する。シーケンスＳＱ１は、工程Ｓ４１ｅ（第１工程）、工程Ｓ４１ｆ（第２工程）、工程Ｓ４１ｇ（第３工程）、および工程Ｓ４１ｈ（第４工程）を含む。工程Ｓ４１ｅでは、処理容器１２内に、シリコンを含有する第１のガスＧ１を導入する。第１のガスＧ１は、アミノシラン系ガスである。ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、アミノシラン系ガスの第１のガスＧ１を処理容器１２内に供給する。第１のガスＧ１は、アミノシラン系ガスとして、モノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ（Ｒはアミノ基））が用いられる。工程Ｓ４１ｅでは、第１のガスＧ１のプラズマを生成しない。
【００５９】
図７の（ａ）部に示すように、第１のガスＧ１の分子が反応前駆体としてウエハＷ１の表面に付着する。第１のガスＧ１の分子（モノアミノシラン）は、化学結合に基づく化学吸着によってウエハＷ１の表面に付着するのであり、プラズマは用いられない。工程Ｓ４１ｅでは、ウエハＷ１の温度は、摂氏０度以上且つマスクＭＫ１１に含まれる材料のガラス転移温度以下（例えば摂氏２００度以下）の程度である。なお、当該温度範囲で化学結合によって表面に付着可能であって且つシリコンを含有するものであれば、モノアミノシラン以外のガスの利用も可能である。ジアミノシラン（Ｈ２−Ｓｉ−Ｒ２（Ｒはアミノ基））およびトリアミノシラン（Ｈ−Ｓｉ−Ｒ３（Ｒはアミノ基））については、モノアミノシランよりも複雑な分子構造を有するので、第１のガスＧ１として用いる場合において均一な膜の形成を実現するためには、アミノ基を自己分解するために熱処理が行われる場合もある。
【００６０】
第１のガスＧ１にモノアミノシラン系ガスが選択される理由は、モノアミノシランが比較的に高い電気陰性度を有し且つ極性を有する分子構造を有することによって化学吸着が比較的に容易に行われ得る、ということに起因する。第１のガスＧ１の分子がウエハＷ１の表面に付着することによって形成される層Ｌｙ１は、当該付着が化学吸着であるために単分子層（単層）に近い状態となる。モノアミノシランのアミノ基（Ｒ）が小さいほど、ウエハＷ１の表面に吸着される分子の分子構造も小さくなるので、分子の大きさに起因する立体障害が低減され、よって、第１のガスＧ１の分子がウエハＷ１の表面に均一に吸着でき、層Ｌｙ１はウエハＷ１の表面に対し均一な膜厚で形成され得る。例えば、第１のガスＧ１に含まれるモノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ）がウエハＷ１の表面のＯＨ基と反応することによって、反応前駆体のＨ３−Ｓｉ−Ｏが形成され、よって、Ｈ３−Ｓｉ−Ｏの単分子層である層Ｌｙ１が形成される。従って、ウエハＷ１の表面に対し、反応前駆体の層Ｌｙ１が、ウエハＷ１のパターン密度に依存せずに、均一な膜厚でコンフォーマルに形成され得る。
【００６１】
工程Ｓ４１ｅでは、ウエハＷ１の表面に対してだけではなく処理容器１２の処理空間Ｓｐ等（処理容器１２に接続される各種配管の内側を含む）に露出している保護膜ＳＸａ１の表面に対しても、層Ｌｙ１の形成と同時に、第１のガスＧ１によって、層Ｌｙ１と同様の層（単分子層）が、保護膜ＳＸａ１の表面の形状によらずに、均一な膜厚でコンフォーマルに形成され得る。
【００６２】
続く工程Ｓ４１ｆでは、処理容器１２内の空間をパージする。具体的には、工程Ｓ４１ｅにおいて供給された第１のガスＧ１が排気される。工程Ｓ４１ｆでは、パージガスとして窒素ガスといった不活性ガスを処理容器１２に供給してもよい。即ち、工程Ｓ４１ｆのパージは、不活性ガスを処理容器１２内に流すガスパージ、または真空引きによるパージの何れであってもよい。工程Ｓ４１ｆでは、ウエハＷ１上に過剰に付着した分子も除去され得る。以上によって、反応前駆体の層Ｌｙ１は極めて薄い単分子層となる。
【００６３】
続く工程Ｓ４１ｇでは、処理容器１２内において酸素ガスを含む第２のガスのプラズマＰ１を生成する。工程Ｓ４１ｇにおいて、第２のガスのプラズマＰ１が生成される際のウエハＷ１の温度は、摂氏０度以上且つマスクＭＫ１１に含まれる材料のガラス転移温度以下（例えば摂氏２００度以下）である。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、酸素ガスを含む第２のガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。この場合、第２の高周波電源６４のバイアス電力を印加することもできる。また、第１の高周波電源６２を用いずに第２の高周波電源６４のみを用いてプラズマを生成することもできる。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。
【００６４】
上述したように工程Ｓ４１ｅの実行によってウエハＷ１の表面に付着した分子（層Ｌｙ１の単分子層を構成する分子）は、シリコンと水素との結合を含む。シリコンと水素との結合エネルギーは、シリコンと酸素との結合エネルギーよりも低い。従って、図７の（ｂ）部に示すように、酸素ガスを含む第２のガスのプラズマＰ１が生成されると、酸素の活性種、例えば、酸素ラジカルが生成され、層Ｌｙ１の単分子層を構成する分子の水素が酸素に置換され、図７の（ｃ）部に示すように、シリコン酸化膜である層Ｌｙ２が単分子層として形成される。
【００６５】
続く工程Ｓ４１ｈでは、処理容器１２内の空間をパージする。具体的には、工程Ｓ４１ｇにおいて供給された第２のガスが排気される。工程Ｓ４１ｈでは、パージガスとして窒素ガスといった不活性ガスが処理容器１２に供給してもよい。即ち、工程Ｓ４１ｈのパージは、不活性ガスを処理容器１２内に流すガスパージ、または真空引きによるパージの何れであってもよい。
【００６６】
以上説明したシーケンスＳＱ１においては、工程Ｓ４１ｆにおいてパージが行われ、続く工程Ｓ４１ｇにおいて層Ｌｙ１を構成する分子の水素が酸素に置換される。したがって、ＡＬＤ法と同様に、１回のシーケンスＳＱ１の実行によって、シリコン酸化膜の層Ｌｙ２を、ウエハＷ１の表面上に、マスクＭＫ１１の粗密によらず薄く均一な膜厚でコンフォーマルに、形成することができる。
【００６７】
シーケンスＳＱ１の後に続く工程Ｓ４１ｉでは、シーケンスＳＱ１の実行を終了するか否かを判定する。具体的には、工程Ｓ４１ｉでは、シーケンスＳＱ１の実行回数が所定回数に達したか否かを判定する。シーケンスＳＱ１の実行回数の決定は、ウエハＷ１上に形成される保護膜ＳＸ１の膜の厚みを決定することである。即ち、１回のシーケンスＳＱ１の実行によって形成されるシリコン酸化膜の膜厚とシーケンスＳＱ１の実行回数との積によって、最終的にウエハＷ１上に形成される保護膜ＳＸ１の膜の厚みが実質的に決定される。したがって、ウエハＷ１上に形成される保護膜ＳＸ１の所望の厚みに応じて、シーケンスＳＱ１の実行回数が設定される。
【００６８】
工程Ｓ４１ｉにおいてシーケンスＳＱ１の実行回数が所定回数に達していないと判定される場合には（工程Ｓ４１ｉ：ＮＯ）、シーケンスＳＱ１の実行が再び繰り返される。一方、工程Ｓ４１ｉにおいてシーケンスＳＱ１の実行回数が所定回数に達していると判定される場合には（工程Ｓ４１ｉ：ＹＥＳ）、シーケンスＳＱ１の実行が終了される。これによって、図５の（ｄ）部に示すように、ウエハＷ１の表面上にシリコン酸化膜である保護膜ＳＸ１が形成される。すなわち、シーケンスＳＱ１が所定回数だけ繰り返されることによって、所定の膜厚を有する保護膜ＳＸ１が、マスクＭＫ１１の粗密によらず均一の膜みでコンフォーマルに、ウエハＷ１の表面に形成される。
【００６９】
ここで、シーケンスＳＱ１におけるプラズマの生成タイミングを、図８に示す。図８には、シーケンスＳＱ１が少なくとも３回繰り返されている様子が示されている。図８に示す「ＯＮ」は、プラズマが生成されている状態を示し、図８に示す「ＯＦＦ」は、プラズマが生成されていない状態を示す。図８に示すように、シーケンスＳＱ１において、工程Ｓ４１ｅではプラズマは生成されず、工程Ｓ４１ｇのみでプラズマが生成される。
【００７０】
保護膜ＳＸ１は、図５の（ｄ）部に示すように、領域Ｒ１１、領域Ｒ２１および領域Ｒ３１を含む。領域Ｒ３１は、マスクＭＫ１１の側面上およびマスクＡＬＭ１の側面上で当該側面に沿って延在する領域である。領域Ｒ３１は、有機膜ＯＬ１の表面から領域Ｒ１１の下側まで延在している。領域Ｒ１１は、マスクＭＫ１１の上面の上および領域Ｒ３１上で延在している。領域Ｒ２１は、隣接する領域Ｒ３１の間、且つ、有機膜ＯＬ１の表面上で延在している。上述したように、シーケンスＳＱ１は、ＡＬＤ法と同様に保護膜ＳＸ１を形成するので、マスクＭＫ１１の粗密によらずに、領域Ｒ１１、領域Ｒ２１、および領域Ｒ３１のそれぞれの膜厚は、互いに略等しい膜厚となる。
【００７１】
ここで、シーケンスＳＱ１の実行時における処理容器１２内の保護膜の形成の態様について説明する。ウエハＷ１の表面において保護膜ＳＸ１が形成されるのと同時に、シーケンスＳＱ１が繰り返し実行されることによって、図３の状態Ａ３に示す保護膜ＳＸａ２が処理空間Ｓｐ等にある保護膜ＳＸａ１の表面に形成される。従って、保護膜ＳＸ１の厚み（ＬＣ２ｂ）は、保護膜ＳＸａ２の厚み（ＬＣ２ａ）と略同一となる。すなわち、図４に示す工程Ｓ４においてシーケンスＳＱ１が繰り返されることによって、保護膜ＳＸ１の厚みと同様の厚みを有する保護膜ＳＸａ２が、均一の膜みでコンフォーマルに、保護膜ＳＸａ１の表面に形成される。
【００７２】
なお、図３の状態Ａ２および状態Ａ３に示す保護膜ＳＸａ１も、シーケンスＳＱ１と同様のシーケンスによって、工程Ｓ２において形成されたものである。従って、工程Ｓ２において当該シーケンスが所定回数だけ繰り返されることによって、処理空間Ｓｐ等に露出しているプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面に対し、所定の膜厚（ＬＣ１）を有する保護膜ＳＸａ１が、処理空間Ｓｐ等において、均一の膜みでコンフォーマルに、形成される。
【００７３】
図４に戻って説明する。工程Ｓ４１ｉに引き続く工程Ｓ４１ｊでは、領域Ｒ１１および領域Ｒ２１を除去するように、保護膜ＳＸ１をエッチング（エッチバック）する。領域Ｒ１１および領域Ｒ２１の除去のためには、異方性のエッチング条件が必要である。このため、工程Ｓ４１ｊでは、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、フルオロカーボンガスを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、フルオロカーボンガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のフッ素を含む活性種は、高周波バイアス電力による鉛直方向への引き込みによって、領域Ｒ１１および領域Ｒ２１を優先的にエッチングする。その結果、図６の（ａ）部に示すように、領域Ｒ１１および領域Ｒ２１が選択的に除去され、残された領域Ｒ３１によってマスクＭＳ１が形成される。マスクＭＳ１と、保護膜ＰＦ１およびマスクＡＬＭ１とは、有機膜ＯＬ１の表面上のマスクＭＫ２１を構成する。
【００７４】
続く工程Ｓ４１ｋでは、有機膜ＯＬ１をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、窒素ガスと水素ガスとを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、窒素ガスと水素ガスとを含む処理ガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中の水素の活性種である水素ラジカルは、有機膜ＯＬ１の全領域のうちマスクＭＫ２１から露出した領域をエッチングする。これによって、図６の（ｂ）部に示すように、有機膜ＯＬ１からマスクＯＬＭ１が形成される。なお、有機膜ＯＬ１をエッチングするガスとしては、酸素を含む処理ガスを用いてもよい。また、マスクＯＬＭ１が提供する開口の幅は、マスクＭＫ２１が提供する開口の幅と略同一となる。
【００７５】
続く工程Ｓ４１ｍでは、被エッチング層ＥＬ１をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、処理ガスを処理容器１２内に供給する。処理ガスは、被エッチング層ＥＬ１を構成する材料に応じて適宜選択され得る。例えば、被エッチング層ＥＬ１が酸化シリコンから構成されている場合には、処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み得る。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、プラズマが生成される。生成されたプラズマ中の活性種は、被エッチング層ＥＬ１の全領域のうち、マスクＯＬＭ１から露出した領域をエッチングする。これによって、図６の（ｃ）部に示すように、マスクＯＬＭ１のパターンが被エッチング層ＥＬ１に転写される。
【００７６】
ここで、処理容器１２内に形成される保護膜ＳＸａの厚みについて説明する。有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの終了までに保護膜ＳＸａのうちエッチングされ除去される膜の厚み（ＬＥ）よりも厚く、ＬＥ＜（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）の関係を満たす。また、有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、被エッチング層ＥＬ１の膜の厚み（ＬＤ）よりも薄く、（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの関係を満たす。また、保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、上記の大小関係を同時に満たし得る。すなわち、ＬＥ＜（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの関係を満たし得る。なお、特に（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの場合には、工程Ｓ４１ｍの完了までに処理容器１２内の保護膜ＳＸａが全て除去されるので、工程Ｓ６の処理は不要である。
【００７７】
以上説明した図４に示す工程Ｓ４の実行によって、下記の効果が奏される。工程Ｓ４１ｅにおいて、プラズマの生成を行わずにアミノシラン系ガスを含む第１のガスＧ１が処理容器１２内に供給され、さらにこの後に、工程Ｓ４１ｇにおいて、酸素ガスを含有する第２のガスのプラズマＰ１が生成されて薄膜のシリコン酸化膜の保護膜ＳＸ１が形成される。従って、図４に示す工程Ｓ４において実行される工程４１ｅ〜工程Ｓ４１ｈ（シーケンスＳＱ１）によって保護膜ＳＸ１がウエハＷ１の表面において均一でコンフォーマルに形成される。そして、図４に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）では、シーケンスＳＱ１が繰り返し実行されるので、ウエハＷ１の表面に形成される保護膜ＳＸ１の厚みを精度良く制御できる。従って、複数回のシーケンスＳＱ１を含む形成工程によって形成される保護膜ＳＸ１によって、ウエハＷ１の表面におけるパターンの最小線幅を精度良く低減でき、高集積化に伴う微細化が可能となる。
【００７８】
また、図４に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）によって、ウエハＷ１の表面にシリコン酸化膜の保護膜ＳＸ１が形成されると共に、さらに、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に対しても保護膜ＳＸ１と同様の厚みでシリコン酸化膜が保護膜（保護膜ＳＸａ２）として形成される。従って、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に形成される保護膜ＳＸａ２によって、これらの各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できるので、安定した最小線幅の再現等が可能となる。
【００７９】
また、図４に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）とは独立に、図４に示す工程Ｓ４の前に実行される準備工程の工程Ｓ２においても形成工程（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）が実行される。従って、図４に示す工程Ｓ４においてエッチングによって除去されるシリコン酸化膜の厚みに応じた所望の厚みのシリコン酸化膜を、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に対し、保護膜として形成することができるので、図４に示す工程Ｓ４において行われるエッチングの程度によることなく、これら各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できる。
【００８０】
また、モノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ（Ｒはアミノ基））を含む第１のガスＧ１を用いて形成処理（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）が行えるので、ＡＬＤ法による場合と同様に、保護膜ＳＸ１、保護膜ＳＸａが、表面形状に対し均一の厚みでコンフォーマルに、高詳細に形成でき得る。
【００８１】
また、モノアミノシランを用いる場合には、ウエハＷ１の温度を摂氏０度以上且つマスクＭＫ１１に含まれる材料のガラス転移温度以下の比較的に低温でウエハＷ１に対する処理が実行可能となるので、ウエハＷ１を加熱する処理が不要となる。
【００８２】
また、図４に示す工程Ｓ４の後において処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内にシリコン酸化膜が残存する場合であっても、工程Ｓ６を実行することによって、処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内からシリコン酸化膜を確実に除去することが可能となる。
【００８３】
また、有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの終了までに保護膜ＳＸａのうちエッチングされ除去される膜の厚み（ＬＥ）よりも厚い。このように、工程Ｓ４１ｋによる有機膜ＯＬ１のエッチングが終了した後においても処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面にシリコン酸化膜が残ることとなるので、以下の事態、すなわちエッチング中にシリコン酸化膜が除去されこれら各表面が露出することによって当該各表面の状態が変化し当該各表面からパーティクルが生じる等の事態を回避できる。また、工程Ｓ４１ｋによる有機膜ＯＬ１のエッチングの実行前に保護膜ＳＸ１を形成する形成工程（工程４１ｄの後から工程Ｓ４１ｉ（ＹＥＳ）までの工程）が行われるので、有機膜ＯＬ１のエッチングで生じる活性種（例えば水素ラジカル）が処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面と反応することを回避でき、よって、これら各表面からのパーティクルの発生、および、当該各表面の状態の変化とが十分に抑制できる。
【００８４】
また、有機膜ＯＬ１をエッチングする工程Ｓ４１ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、被エッチング層ＥＬ１の膜の厚み（ＬＤ）よりも薄い。このように、処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内において形成される保護膜ＳＸａの厚みが被エッチング層ＥＬ１の膜の厚みよりも薄いことによって処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内の保護膜ＳＸａが被エッチング層ＥＬ１のエッチングによって除去されるので、工程Ｓ４の後に行われる処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内のクリーニング時において処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内のシリコン酸化膜を除去する処理（工程Ｓ６）が不要となる。
【００８５】
次に、図１の工程Ｓ４の処理内容の別の実施形態を、図９を参照して詳細に説明する。以下の説明において、図１０、図１１および図１２を参照する。図１１および図１２は、図９に示す各工程の実施後の被処理体の状態を示す断面図である。
【００８６】
図９に示す工程Ｓ４では、まず、工程Ｓ４２ａにおいて、図１０の（ａ）部に示すウエハＷ２を、図２に示すウエハＷとして準備する。工程Ｓ４２ａにおいて準備されるウエハＷ２は、図１０の（ａ）部に示すように、基板ＳＢ２、被エッチング層ＥＬ２、有機膜ＯＬ２、反射防止膜ＡＬ２、およびマスクＭＫ１２（第１マスク）を有する。被エッチング層ＥＬ２は、基板ＳＢ２上に設けられる。被エッチング層ＥＬ２は、有機膜ＯＬ２に対して選択的にエッチングされる材料から構成される層である。被エッチング層ＥＬ２は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成され得る。なお、被エッチング層ＥＬ２は、多結晶シリコンといった他の材料から構成されることができる。有機膜ＯＬ２は、被エッチング層ＥＬ２上に設けられる。有機膜ＯＬ２は、炭素を含む層であり、例えば、ＳＯＨ（スピンオンハードマスク）層である。反射防止膜ＡＬ２は、シリコン含有反射防止膜であり、有機膜ＯＬ２上に設けられる。
【００８７】
マスクＭＫ１２は、反射防止膜ＡＬ２上に設けられる。マスクＭＫ１２は、レジスト材料から構成されたレジストマスクであり、フォトリソグラフィ技術によってレジスト層がパターニングされることによって作製される。マスクＭＫ１２は、反射防止膜ＡＬ２を部分的に覆っている。マスクＭＫ１２は、反射防止膜ＡＬ２を部分的に露出させる開口を画成している。マスクＭＫ１２のパターンは、例えば、ライン・アンド・スペースパターンである。なお、マスクＭＫ１２は、平面視において円形の開口を提供するパターンを有することができる。或いは、マスクＭＫ１２は、平面視において楕円形状の開口を提供するパターンを有することができる。
【００８８】
工程Ｓ４２ａでは、図１０の（ａ）部に示すウエハＷ２が準備され、ウエハＷ２がプラズマ処理装置１０の処理容器１２内に収容され、載置台ＰＤ上に載置される。
【００８９】
工程Ｓ４２ａに引き続き、工程Ｓ４２ｂを実行する。工程Ｓ４２ｂの処理内容は工程Ｓ４１ｂの処理内容と同様であるので、よって、工程Ｓ４２ｂの処理によって、マスクＭＫ１２が改質され、さらには、酸化シリコンがウエハＷ２上に堆積して、この酸化シリコンの保護膜がマスクＭＫ１２を覆い保護することとなる。
【００９０】
工程Ｓ４２ｂに引き続き、シーケンスＳＱ２および工程Ｓ４２ｇを実行する。工程Ｓ４２ｇは、シーケンスＳＱ２に引き続き実行される。シーケンスＳＱ２は、工程Ｓ４２ｃ（第１工程）、工程Ｓ４２ｄ（第２工程）、工程Ｓ４２ｅ（第３工程）、および工程Ｓ４２ｆ（第４工程）を含む。工程Ｓ４２ｃ、工程Ｓ４２ｄ、工程Ｓ４２ｅおよび工程Ｓ４２ｆのそれぞれは、図４に示すシーケンスＳＱ１の工程Ｓ４１ｅ、工程Ｓ４１ｆ、工程Ｓ４１ｇおよび工程Ｓ４１ｈのそれぞれと同様の処理である。すなわち、シーケンスＳＱ２は、図４に示すシーケンスＳＱ１と同様の処理である。工程Ｓ４２ｇは、図４に示す工程Ｓ４１ｉと同様の処理である。従って、工程Ｓ４２ｇにおいてシーケンスＳＱ２の実行回数が所定回数に達していると判定される場合には（工程Ｓ４２ｇ：ＹＥＳ）シーケンスＳＱ２の実行が終了され、図１０の（ｂ）部に示すように、ウエハＷ２の表面上にシリコン酸化膜である保護膜ＳＸ２が形成される。すなわち、シーケンスＳＱ２が所定回数だけ繰り返されることによって、所定の膜厚を有する保護膜ＳＸ２が、マスクＭＫ１２の粗密によらず均一の膜みでコンフォーマルに、ウエハＷ２の表面に形成される。
【００９１】
保護膜ＳＸ２は、図１０の（ｂ）部に示すように、領域Ｒ１２、領域Ｒ２２および領域Ｒ３２を含む。領域Ｒ３２は、マスクＭＫ１２の側面上で当該側面に沿って延在する領域である。領域Ｒ３２は、反射防止膜ＡＬ２の表面から領域Ｒ１２の下側まで延在している。領域Ｒ１２は、マスクＭＫ１２の上面の上および領域Ｒ３２上で延在している。領域Ｒ２２は、隣接する領域Ｒ３２の間、且つ、反射防止膜ＡＬ２の表面上で延在している。上述したように、シーケンスＳＱ２は、ＡＬＤ法と同様に保護膜ＳＸ２を形成するので、マスクＭＫ１２の粗密によらずに、領域Ｒ１２、領域Ｒ２２、および領域Ｒ３２のそれぞれの膜厚は、互いに略等しい膜厚となる。
【００９２】
ウエハＷ２の表面において保護膜ＳＸ２が形成されるのと同時に、シーケンスＳＱ２が繰り返し実行されることによって、図３の状態Ａ３に示す保護膜ＳＸａ２が処理空間Ｓｐ等にある保護膜ＳＸａ１の表面に形成される。従って、保護膜ＳＸ２の厚み（ＬＣ２ｂ）は、保護膜ＳＸａ２の厚み（ＬＣ２ａ）と略同一となる。すなわち、図９に示す工程Ｓ４においてシーケンスＳＱ２が繰り返されることによって、保護膜ＳＸ２の厚みと同様の膜厚を有する保護膜ＳＸａ２が、均一の膜みでコンフォーマルに、処理空間Ｓｐ内の保護膜ＳＸａ１の表面に形成される。工程Ｓ４２ｃおよび工程Ｓ４２ｅにおいて、ウエハＷ２の温度は、摂氏０度以上且つマスクＭＫ１２に含まれる材料のガラス転移温度以下（例えば摂氏２００度以下）の程度である。
【００９３】
なお、図３の状態Ａ２および状態Ａ３に示す保護膜ＳＸａ１も、シーケンスＳＱ２と同様のシーケンスによって、工程Ｓ２において形成されたものである。従って、工程Ｓ２において当該シーケンスが所定回数だけ繰り返されることによって、処理空間Ｓｐ等に露出しているプラズマ処理装置１０の全ての構成部品の表面に対し、所定の膜厚（ＬＣ１）を有する保護膜ＳＸａ１が、処理空間Ｓｐ等において、均一の膜みでコンフォーマルに、形成される。
【００９４】
図９に戻って説明する。工程Ｓ４２ｇに引き続く工程Ｓ４２ｈでは、領域Ｒ１２および領域Ｒ２２を除去するように、保護膜ＳＸ２をエッチング（エッチバック）する。領域Ｒ１２および領域Ｒ２２の除去のためには、異方性のエッチング条件が必要である。このため、工程Ｓ４２ｈでは、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、フルオロカーボンガスを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、フルオロカーボンガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のフッ素を含む活性種は、高周波バイアス電力による鉛直方向への引き込みによって、領域Ｒ１２および領域Ｒ２２を優先的にエッチングする。その結果、図１１の（ａ）部に示すように、領域Ｒ１２および領域Ｒ２２が選択的に除去され、残された領域Ｒ３２によってマスクＭＫ２２（第２マスク）が形成される。
【００９５】
続く工程Ｓ４２ｉでは、マスクＭＫ１２を除去する。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、酸素ガスを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、酸素ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中の酸素の活性種は、図１１の（ｂ）部に示すように、マスクＭＫ１２をエッチングする。これによって、マスクＭＫ１２が除去され、反射防止膜ＡＬ２上にマスクＭＫ２２が残される。
【００９６】
続く工程Ｓ４２ｊでは、反射防止膜ＡＬ２をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、フルオロカーボンガスを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、フルオロカーボンガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中のフッ素を含む活性種は、図１２の（ａ）部に示すように、反射防止膜ＡＬ２の全領域のうちマスクＭＫ２２から露出した領域をエッチングする。
【００９７】
続く工程Ｓ４２ｋでは、有機膜ＯＬ２をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、窒素ガスと水素ガスとを含む処理ガスを処理容器１２内に供給する。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、窒素ガスと水素ガスとを含む処理ガスのプラズマが生成される。生成されたプラズマ中の水素の活性種である水素ラジカルは、有機膜ＯＬ２の全領域のうちマスクＭＫ２２から露出した領域をエッチングする。これによって、図１２の（ｂ）部に示すように、有機膜ＯＬ２からマスクＭＫ３２（第３マスク）が形成される。なお、有機膜ＯＬ２をエッチングするガスとしては、酸素を含む処理ガスを用いてもよい。
【００９８】
続く工程Ｓ４２ｍでは、被エッチング層ＥＬ２をエッチングする。具体的には、ガスソース群４０の複数のガスソースのうち選択したガスソースから、処理ガスを処理容器１２内に供給する。処理ガスは、被エッチング層ＥＬ２を構成する材料に応じて適宜選択され得る。例えば、被エッチング層ＥＬ２が酸化シリコンから構成されている場合には、処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み得る。そして、第１の高周波電源６２から高周波電力を供給する。第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力を供給する。排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力を所定の圧力に設定する。これによって、プラズマが生成される。生成されたプラズマ中の活性種は、被エッチング層ＥＬ２の全領域のうち、マスクＭＫ３２から露出した領域をエッチングする。これによって、図１２の（ｃ）部に示すように、マスクＭＫ３２のパターンが被エッチング層ＥＬ２に転写される。
【００９９】
ここで、処理容器１２内に形成される保護膜ＳＸａの厚みについて説明する。有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの終了までに保護膜ＳＸａのうちエッチングされ除去される膜の厚み（ＬＥ）よりも厚く、ＬＥ＜（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）の関係を満たす。また、有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、被エッチング層ＥＬ２の膜の厚み（ＬＤ）よりも薄く、（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの関係を満たす。また、保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、上記の大小関係を同時に満たし得る。すなわち、ＬＥ＜（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの関係を満たし得る。なお、特に（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）＜ＬＤの場合には、工程Ｓ４２ｍの完了までに処理容器１２内の保護膜ＳＸａが全て除去されるので、工程Ｓ６の処理は不要である。
【０１００】
以上説明した図９に示す工程Ｓ４の実行によって、下記の効果が奏される。工程Ｓ４２ｃにおいて、プラズマの生成を行わずにアミノシラン系ガスを含む第１のガスＧ１が処理容器１２内に供給され、さらにこの後に、工程Ｓ４２ｅにおいて、酸素ガスを含有する第２のガスのプラズマＰ１が生成されて薄膜のシリコン酸化膜の保護膜ＳＸ２が形成される。従って、図９に示す工程Ｓ４において実行される工程４２ｃ〜工程Ｓ４２ｆ（シーケンスＳＱ２）によって保護膜ＳＸ２がウエハＷ２の表面において均一でコンフォーマルに形成される。そして、図９に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）では、シーケンスＳＱ２が繰り返し実行されるので、ウエハＷ２の表面に形成される保護膜ＳＸ２の厚みを精度良く制御できる。従って、複数回のシーケンスＳＱ２を含む形成工程によって形成される保護膜ＳＸ２によって、ウエハＷ２の表面におけるパターンの最小線幅を精度良く低減でき、高集積化に伴う微細化が可能となる。
【０１０１】
また、図９に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）によって、ウエハＷ２の表面にシリコン酸化膜の保護膜ＳＸ２が形成されると共に、さらに、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に対しても保護膜ＳＸ２と同様の厚みでシリコン酸化膜が保護膜（保護膜ＳＸａ２）として形成される。従って、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に形成される保護膜ＳＸａ２によって、これらの各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できるので、安定した最小線幅の再現等が可能となる。
【０１０２】
また、図９に示す工程Ｓ４において実行される形成工程（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）とは独立に、図９に示す工程Ｓ４の前に実行される準備工程の工程Ｓ２においても形成工程（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）が実行される。従って、図９に示す工程Ｓ４においてエッチングによって除去されるシリコン酸化膜の厚みに応じた所望の厚みのシリコン酸化膜を、処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面に対し、保護膜として形成することができるので、図９に示す工程Ｓ４において行われるエッチングの程度によることなく、これら各表面から生じるパーティクルの発生と当該各表面の状態の変化とを十分に抑制できる。
【０１０３】
また、モノアミノシラン（Ｈ３−Ｓｉ−Ｒ（Ｒはアミノ基））を含む第１のガスＧ１を用いて形成処理（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）が行えるので、ＡＬＤ法による場合と同様に、保護膜ＳＸ２、保護膜ＳＸａが、表面形状に対し均一の厚みでコンフォーマルに、高詳細に形成でき得る。
【０１０４】
また、モノアミノシランを用いる場合には、ウエハＷ２の温度を摂氏０度以上且つマスクＭＫ１２に含まれる材料のガラス転移温度以下の比較的に低温でウエハＷ２に対する処理が実行可能となるので、ウエハＷ２を加熱する処理が不要となる。
【０１０５】
また、図９に示す工程Ｓ４の後において処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内にシリコン酸化膜が残存する場合であっても、工程Ｓ６を実行することによって、処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内からシリコン酸化膜を確実に除去することが可能となる。
【０１０６】
また、有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの終了までに保護膜ＳＸａのうちエッチングされ除去される膜の厚み（ＬＥ）よりも厚い。このように、工程Ｓ４２ｋによる有機膜ＯＬ２のエッチングが終了した後においても処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面にシリコン酸化膜が残ることとなるので、以下の事態、すなわちエッチング中にシリコン酸化膜が除去されこれら各表面が露出することによって当該各表面の状態が変化し当該各表面からパーティクルが生じる等の事態を回避できる。また、工程Ｓ４２ｋによる有機膜ＯＬ２のエッチングの実行前に保護膜ＳＸ２を形成する形成工程（工程４２ｂの後から工程Ｓ４２ｇ（ＹＥＳ）までの工程）が行われるので、有機膜ＯＬ２のエッチングで生じる活性種（例えば水素ラジカル）が処理容器１２の内側の表面および処理容器１２に接続される各種配管の内側の表面と反応することを回避でき、よって、これら各表面からのパーティクルの発生、および、当該各表面の状態の変化とが十分に抑制できる。
【０１０７】
また、有機膜ＯＬ２をエッチングする工程Ｓ４２ｋの前までに処理容器１２内において形成される保護膜ＳＸａの膜の厚み（ＬＣ１＋ＬＣ２ａ）は、被エッチング層ＥＬ２の膜の厚み（ＬＤ）よりも薄い。このように、処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内において形成される保護膜ＳＸａの厚みが被エッチング層ＥＬ２の膜の厚みよりも薄いことによって処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内の保護膜ＳＸａが被エッチング層ＥＬ２のエッチングによって除去されるので、工程Ｓ４の後に行われる処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内のクリーニング時において処理容器１２内および処理容器１２に接続される各種配管内のシリコン酸化膜を除去する処理（工程Ｓ６）が不要となる。
【０１０８】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【符号の説明】
【０１０９】
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ｅ…排気口、１２ｇ…搬入出口、１４…支持部、１８ａ…第１プレート、１８ｂ…第２プレート、２２…直流電源、２３…スイッチ、２４…冷媒流路、２６ａ，２６ｂ…配管、３０…上部電極、３２…絶縁性遮蔽部材、３４…電極板、３４ａ…ガス吐出孔、３６…電極支持体、３６ａ…ガス拡散室、３６ｂ…ガス通流孔、３６ｃ…ガス導入口、３８…ガス供給管、４０…ガスソース群、４２…バルブ群、４５…流量制御器群、４６…デポシールド、４８…排気プレート、５０…排気装置、５２…排気管、５４…ゲートバルブ、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、６６，６８…整合器、７０…電源、Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４…状態、ＡＬ１，ＡＬ２…反射防止膜、ＡＬＭ１，ＭＫ１１，ＭＫ１２，ＭＫ２１，ＭＫ２２，ＭＫ３２，ＭＳ１，ＯＬＭ１…マスク、Ｃｎｔ…制御部、ＥＬ１，ＥＬ２…被エッチング層、ＥＳＣ…静電チャック、ＦＲ…フォーカスリング、Ｇ１…第１のガス、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＴ…ヒータ、ＬＥ…下部電極、Ｌｙ１，Ｌｙ２…層、ＭＴ…方法、ＯＬ１，ＯＬ２…有機膜、Ｐ１…第２のガスのプラズマ、ＰＤ…載置台、ＰＦ１，ＳＸ１，ＳＸ２，ＳＸａ，ＳＸａ１，ＳＸａ２…保護膜、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ３１，Ｒ３２…領域、ＳＢ１，ＳＢ２…基板、Ｓｐ…処理空間、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…ウエハ。
【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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