(57)【要約】【課題】基板に対するエッチングのために保護膜を形成する技術を提供する。【解決手段】開示されるエッチング方法は、基板の表面上に保護膜を形成する工程を含む。基板はエッチングされる領域及び該領域上に設けられたマスクを有する。保護膜はスズ原子を含む。エッチング方法は、基板内の領域をエッチングする工程を更に含む。【選択図】図１
2022002294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）基板の表面上に保護膜を形成する工程であり、該基板はエッチングされる領域及び該領域上に設けられたマスクを有し、該保護膜はスズ原子を含む、該工程と、
ｂ）前記領域をエッチングする工程と、
を含むエッチング方法。
【請求項２】
前記ｂ）は、前記ａ）の後に行われる、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記ａ）と前記ｂ）は、少なくとも部分的に同時に行われる、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記ａ）は、
ａ−１）第１のガスを前記基板に供給する工程と、
ａ−２）第２のガスを前記基板に供給する工程と、
を含み、
前記第１のガス及び前記第２のガスのうち少なくとも一方は、スズ含有物質を含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記ａ−１）において、前記第１のガスを用いて前記基板の前記表面上に前駆体層が形成され、
前記ａ−２）において、前記第２のガスを用いて前記前駆体層から前記保護膜が形成される、
請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記第１のガスはスズ含有物質を含み、
前記ａ−２）において、前記第２のガスを用いて前記前駆体層を酸化、窒化、硫化、還元、又はハロゲン化させることにより、前記保護膜が形成される、
請求項５に記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記ａ−２）において、前記第２のガスのプラズマが生成され、
前記ｂ）において、前記ａ−２）の実行中に、前記第２のガスの前記プラズマからの化学種により前記領域がエッチングされる、
請求項５又は６に記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記第１のガス及び前記第２のガスのうち一方は、スズ含有物質を含み、
前記第１のガス及び前記第２のガスのうち他方は、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、又はスズ含有物質を含む、
請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記第１のガス及び前記第２のガスのうち一方は、スズ含有物質を含み、
前記第１のガス及び前記第２のガスのうち他方は、Ｎ２及び酸素含有物質のうち少なくとも一つを含む、
請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記ａ）において、前記ａ−１）と前記ａ−２）を各々が含む複数の成膜サイクルが順に実行される、請求項４〜９の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記ａ）において、前記保護膜は、スズ含有物質を含む成膜ガスを用いて化学気相成長法により形成される、請求項１又は２に記載のエッチング方法。
【請求項１２】
前記成膜ガスは、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、酸素含有物質、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、及び希ガスのうち少なくとも一つを更に含む、請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項１３】
ｃ）前記ａ）の前に前記領域をエッチングする工程を更に含み、
前記ｃ）において前記領域に形成された開口を画成する側壁面上に、前記ａ）において前記保護膜が形成される、請求項１〜１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１４】
前記保護膜の厚さは、前記開口内での深さ方向の位置に応じて変動する、請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項１５】
前記ａ）及び前記ｂ）を各々が含む複数のサイクルが順に実行される、請求項１〜１４の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１６】
前記保護膜は、金属スズ、スズの酸化物、スズの窒化物、スズの硫化物、スズのハロゲン化物の少なくとも一つを含む、請求項１〜５の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１７】
前記マスクは、ハードマスク、フォトレジスト、又はスズ原子を含むフォトレジストから形成されたマスクである、請求項１〜１６の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１８】
前記保護膜を除去する工程を更に含む、請求項１〜１７の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項１９】
チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するように構成された基板支持器と、
前記チャンバ内にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
前記ガス供給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、
前記基板支持器によって支持された基板の表面上にスズ原子を含む保護膜を形成するために、前記チャンバ内にガスを供給するように前記ガス供給部を制御し、
前記基板内の領域をエッチングするために、前記チャンバ内にガスを供給するように前記ガス供給部を制御する、
基板処理装置。
【請求項２０】
基板の表面上にスズ原子を含む保護膜を形成するように構成された成膜装置と、
前記基板内の領域をエッチングするように構成された基板処理装置と、
を備える基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の例示的実施形態は、エッチング方法、基板処理装置、及び基板処理システム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、基板の膜に対するプラズマエッチングが行われている。プラズマエッチングは、例えばシリコン含有膜に適用される。シリコン含有膜のプラズマエッチングにおいては、フルオロカーボンガスを含む処理ガスが用いられている。このようなプラズマエッチングについては、下記の特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１８／０２８６７０７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、基板に対するエッチングのために保護膜を形成する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、基板の表面上に保護膜を形成する工程を含む。基板は、エッチングされる領域及び該領域上に設けられたマスクを有する。保護膜はスズ原子を含む。エッチング方法は、基板内の領域をエッチングする工程を更に含む。
【発明の効果】
【０００６】
一つの例示的実施形態によれば、基板に対するエッチングのために保護膜を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。
【図２】一例の基板の部分拡大断面図である。
【図３】一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。
【図４】一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における静電チャックの拡大断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、図１に示すエッチング方法の工程ＳＴａの例を説明するための図であり、図５の（ｂ）は、工程ＳＴａの実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【図６】一つの例示的実施形態に係るエッチング方法において用いられ得る成膜方法の流れ図である。
【図７】図７の（ａ）は、前駆体層が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図であり、図７の（ｂ）は、保護膜が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【図８】図８の（ａ）は、図１に示すエッチング方法の工程ＳＴ２の例を説明するための図であり、図８の（ｂ）は、工程ＳＴ２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【図９】図９の（ａ）は、前駆体層が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図であり、図９の（ｂ）は、保護膜が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【図１０】一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。
【図１１】別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。
【図１２】更に別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。
【図１３】更に別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。
【図１４】図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）の各々は、図１２の工程ＳＴ３１の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【図１５】図１５の（ａ）は図１２の工程ＳＴ２又は図１３の工程ＳＴ２２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図であり、図１５の（ｂ）は図１２の工程ＳＴ３２又は図１３の工程ＳＴ４２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
【０００９】
一つの例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、ａ）基板の表面上に保護膜を形成する工程を含む。基板は、エッチングされる領域及び該領域上に設けられたマスクを有する。保護膜はスズ原子を含む。エッチング方法は、ｂ）基板内の領域をエッチングする工程を更に含む。
【００１０】
上記実施形態では、スズ（Ｓｎ）原子を含む保護膜が、基板の表面上に形成される。また、上記実施形態では、基板内の領域がエッチングされる。したがって、上記実施形態によれば、マスクの表面及び／又は領域によって提供される側壁面が保護された状態で、基板内の領域をエッチングすることが可能となる。なお、膜のエッチングは、プラズマエッチングであってもよい。
【００１１】
一つの例示的実施形態において、ｂ）の工程は、ａ）の工程の後に行われてもよい。別の例示的実施形態において、ａ）の工程とｂ）の工程は、少なくとも部分的に同時に行われてもよい。
【００１２】
一つの例示的実施形態において、ａ）の工程は、ａ−１）第１のガスを基板に供給する工程と、ａ−２）第２のガスを基板に供給する工程と、を含んでいてもよい。この実施形態において、第１のガス及び第２のガスのうち少なくとも一方は、スズ含有物質を含み得る。
【００１３】
一つの例示的実施形態では、ａ−１）の工程において第１のガスを用いて基板の表面上に前駆体層が形成されてもよく、ａ−２）の工程において第２のガスを用いて前駆体層から保護膜が形成されてもよい。
【００１４】
一つの例示的実施形態において、第１のガスはスズ含有物質を含んでいてもよく、ａ−２）の工程において、第２のガスを用いて前駆体層を酸化、窒化、硫化、還元、又はハロゲン化させることにより、保護膜が形成されてもよい。
【００１５】
一つの例示的実施形態では、ａ−２）の工程において第２のガスのプラズマが生成されてもよい。ｂ）の工程では、ａ−２）の工程の実行中に、第２のガスのプラズマからの化学種により基板内の領域がエッチングされてもよい。この例示的実施形態によれば、ａ−２）の工程とｂ）の工程が同時に行われるので、高いスループットが得られる。
【００１６】
一つの例示的実施形態において、第１のガス及び第２のガスのうち一方は、スズ含有物質を含んでいてもよい。第１のガス及び第２のガスのうち他方は、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、又はスズ含有物質を含んでいてもよい。或いは、第１のガス及び第２のガスのうち他方は、Ｎ２及び酸素含有物質のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合に、基板の表面上に形成されるスズ原子を含有する前駆体層に、第１のガス及び第２のガスのうち他方から生成されたプラズマからの化学種が供給されてもよい。第１のガス及び第２のガスのうち少なくとも何れか一つは、それからプラズマを生成することなく、前駆体層に供給されてもよい。
【００１７】
一つの例示的実施形態では、ａ）の工程において、ａ−１）の工程とａ−２）の工程を各々が含む複数の成膜サイクルが順に実行されてもよい。ａ−１）の工程とａ−２）の工程との間、及び、ａ−２）の工程とａ−１）の工程との間では、基板をその中に収容するチャンバの内部空間のパージが実行されてもよい。
【００１８】
一つの例示的実施形態では、複数の成膜サイクルのうち少なくとも一つの成膜サイクルにおいて前駆体層を形成する条件が、複数の成膜サイクルのうち少なくとも一つの別の成膜サイクルにおいて前駆体層を形成する条件と異なっていてもよい。
【００１９】
一つの例示的実施形態では、複数の成膜サイクルのうち少なくとも一つの成膜サイクルで前駆体層から保護膜を形成する条件が、複数の成膜サイクルのうち少なくとも一つの別の成膜サイクルで前駆体層から保護膜を形成する条件と異なっていてもよい。
【００２０】
一つの例示的実施形態では、ａ）の工程において、保護膜は、スズ含有物質を含む成膜ガスを用いて化学気相成長法により形成されてもよい。
【００２１】
一つの例示的実施形態において、成膜ガスは、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、酸素含有物質、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、及び希ガスのうち少なくとも一つを更に含んでいてもよい。
【００２２】
一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、ａ）の工程の前に基板内の領域をエッチングする工程（「ｃ）の工程」）を更に含んでいてもよい。保護膜は、ｃ）の工程において基板内の領域に形成された開口を画成する側壁面上に、ａ）の工程で形成されてもよい。
【００２３】
一つの例示的実施形態において、保護膜の厚さは、開口内での深さ方向の位置に応じて変動してもよい。
【００２４】
一つの例示的実施形態において、ａ）の工程及びｂ）の工程を各々が含む複数のサイクルが順に実行されてもよい。
【００２５】
一つの例示的実施形態では、複数のサイクルのうち少なくとも一つのサイクルにおいて保護膜を形成する条件が、複数のサイクルのうち少なくとも一つの別のサイクルにおいて保護膜を形成する条件と異なっていてもよい。
【００２６】
一つの例示的実施形態では、複数のサイクルのうち少なくとも一つのサイクルにおいて膜をエッチングする条件が、複数のサイクルのうち少なくとも一つの別のサイクルにおいて膜をエッチングする条件と異なっていてもよい。
【００２７】
一つの例示的実施形態において、エッチングされる膜は、シリコン含有膜又は有機膜であってもよい。
【００２８】
別の例示的実施形態においては、基板処理装置が提供される。基板処理装置は、チャンバ、基板支持器、ガス供給部、及び制御部を備える。基板支持器は、チャンバ内において基板を支持するように構成されている。ガス供給部は、チャンバ内にガスを供給するように構成されている。制御部は、ガス供給部を制御するように構成されている。制御部は、基板支持器によって支持された基板の表面上にスズ原子を含む保護膜を形成するために、チャンバ内にガスを供給するようにガス供給部を制御する。制御部は、基板内の領域をエッチングするために、チャンバ内にガスを供給するようにガス供給部を制御する。
【００２９】
更に別の例示的実施形態においては、基板処理システムが提供される。基板処理素システムは、成膜装置及び基板処理装置を備える。成膜装置は、基板の表面上にスズ原子を含む保護膜を形成するように構成されている。基板処理装置は、基板内の領域をエッチングするように構成されている。
【００３０】
以下、図面を参照して種々の例示的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。
【００３１】
図１は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。図１に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、基板に対して適用される。図２は、一例の基板の部分拡大断面図である。図２に示す基板Ｗは、領域ＲＥを有する。領域ＲＥは、エッチングされる領域である。基板Ｗは、マスクＭＫを更に有する。基板Ｗは、下地領域ＵＲを更に有していてもよい。
【００３２】
領域ＲＥは、下地領域ＵＲ上に設けられている。マスクＭＫは、領域ＲＥ上に設けられている。マスクＭＫは、パターニングされている。即ち、マスクＭＫは、一つ以上の開口を提供している。基板Ｗは、一つ以上の開口の各々を画成する側壁面及び底面を有している。図２に示す基板Ｗでは、側壁面はマスクＭＫによって提供されており、底面は領域ＲＥによって提供されている。領域ＲＥは、マスクＭＫの開口から部分的に露出されている。領域ＲＥは任意の材料から形成され得る。領域ＲＥは、例えばシリコン含有膜又は有機膜である。領域ＲＥは、誘電体から形成されていてもよい。マスクＭＫは、領域ＲＥがマスクＭＫに対して選択的にエッチングされる限り、任意の材料から形成され得る。マスクＭＫは、ハードマスク又はフォトレジストから形成されたマスクであってもよい。フォトレジストから形成されたマスクＭＫは、スズ原子を含有しいてもよく、含有していなくてもよい。フォトレジストは、極端紫外線用フォトレジストであってもよい。
【００３３】
以下、領域ＲＥとマスクＭＫの組み合わせに関する幾つかの例を示す。
【００３４】
基板Ｗの第１例において、領域ＲＥは、有機膜である。基板Ｗの第１例において、マスクＭＫは、シリコン含有膜から形成されている。シリコン含有膜は、例えばシリコンを含有する反射防止膜である。
【００３５】
基板Ｗの第２例において、領域ＲＥは、低誘電率膜であり、シリコン、炭素、酸素、及び水素を含む。即ち、基板Ｗの第２例において、領域ＲＥは、ＳｉＣＯＨ膜である。基板Ｗの第２例において、マスクＭＫは、タングステン含有膜、チタン含有膜といった金属含有膜から形成されている。基板Ｗの第２例において、マスクＭＫは、フォトレジスト膜といった有機膜、シリコン窒化膜、又は多結晶シリコン膜から形成されていてもよい。
【００３６】
基板Ｗの第３例において、領域ＲＥは、多結晶シリコン膜である。基板Ｗの第３例において、マスクＭＫは、タングステン含有膜、チタン含有膜といった金属含有膜から形成されている。基板Ｗの第３例において、マスクＭＫは、フォトレジスト膜といった有機膜、シリコン酸化膜，又はシリコン窒化膜から形成されていてもよい。
【００３７】
基板Ｗの第４例において、領域ＲＥは、シリコン含有膜である。シリコン含有膜は、シリコン含有誘電体膜であってもよい。シリコン含有膜は、単層膜であってもよい。シリコン含有膜は、その少なくとも一つの膜がシリコン含有誘電体から形成された多層膜であってもよい。シリコン含有膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、交互に積層されたシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む多層膜、又は交互に積層されたシリコン酸化膜と多結晶シリコン膜を含む多層膜である。基板Ｗの第４例において、マスクＭＫは、有機膜、金属含有膜、又は多結晶シリコン膜から形成される。有機膜は、例えばアモルファスカーボン膜、スピンオンカーボン膜、又はフォトレジスト膜である。金属含有膜は、例えばタングステン又はタングステンカーバイドから形成される。
【００３８】
一実施形態において、方法ＭＴは、基板処理装置を用いて実行される。図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。図３に示す基板処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置１である。
【００３９】
プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいてもよい。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成されている。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられていてもよい。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００４０】
チャンバ本体１２の側壁は、通路１２ｐを提供していてもよい。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
【００４１】
プラズマ処理装置１は、基板支持器１４を更に備えている。基板支持器１４は、チャンバ１０内、即ち内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。基板支持器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、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。
【００４２】
基板支持器１４は、下部電極１８及び静電チャック２０を有していてもよい。下部電極１８及び静電チャック２０は、チャンバ１０内に設けられている。基板支持器１４は、電極プレート１６を更に有していてもよい。電極プレート１６は、チャンバ１０内に設けられている。電極プレート１６は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、例えばアルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。
【００４３】
図４は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置における静電チャックの拡大断面図である。以下、図３及び図４を参照する。静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。基板Ｗは、静電チャック２０の上面の上に載置される。静電チャック２０は、本体２０ｍ及び電極２０ｅを有する。本体２０ｍは、略円盤形状を有しており、誘電体から形成されている。電極２０ｅは、膜状の電極であり、本体２０ｍ内に設けられている。電極２０ｅは、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。電極２０ｅに直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック２０に引き付けられ、静電チャック２０によって保持される。
【００４４】
基板支持器１４は、一つ以上のヒータＨＴを有していてもよい。一つ以上のヒータＨＴの各々は、抵抗加熱素子であり得る。プラズマ処理装置１は、ヒータコントローラＨＣを更に備え得る。一つ以上のヒータＨＴの各々は、ヒータコントローラＨＣから個別に与えられる電力に応じて発熱する。その結果、基板支持器１４上の基板Ｗの温度が調整される。一つ以上のヒータＨＴは、プラズマ処理装置１の温度調整機構を構成する。一実施形態においては、基板支持器１４は、複数のヒータＨＴを有している。複数のヒータＨＴは、静電チャック２０の中に設けられている。
【００４５】
基板支持器１４の周縁部上には、エッジリングＥＲが配置される。基板Ｗは、静電チャック２０上且つエッジリングＥＲによって囲まれた領域内に配置される。エッジリングＥＲは、基板Ｗに対するプラズマ処理の面内均一性を向上させるために利用される。エッジリングＥＲは、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。
【００４６】
下部電極１８は、その内部において熱交換媒体（例えば冷媒）用の流路１８ｆを提供していてもよい。熱交換媒体は、チャンバ１０の外部に設けられたチラーユニット２２から配管２２ａを介して流路１８ｆに供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニット２２に戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。チラーユニット２２も、プラズマ処理装置１の温度調整機構を構成し得る。
【００４７】
プラズマ処理装置１は、ガス供給ライン２４を提供していてもよい。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間の間隙に供給する。
【００４８】
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、基板支持器１４の上方に設けられている。上部電極３０は、部材３２を介して、チャンバ本体１２の上部に支持されている。部材３２は、絶縁材料から形成されている。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
【００４９】
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成している。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形成され得る。天板３４は、複数のガス吐出孔３４ａを提供している。複数のガス吐出孔３４ａは、天板３４をその板厚方向に貫通している。
【００５０】
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６は、その内部においてガス拡散室３６ａを提供している。支持体３６は、複数のガス孔３６ｂを更に提供している。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６は、ガス導入口３６ｃを更に提供している。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
【００５１】
ガス供給管３８には、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３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、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３は、ガス供給部ＧＳを構成している。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。ガスソース群４０の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。方法ＭＴで用いられる一つ以上のガスが液体から形成される場合には、複数のガスソースは、各々が液体ソース及び気化器を有する一つ以上のガスソースを含む。バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数の開閉バルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。流量制御器群４２の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、バルブ群４１の対応の開閉バルブ、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
【００５２】
プラズマ処理装置１は、シールド４６を更に備えていてもよい。シールド４６は、チャンバ本体１２の内壁面に沿って着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にエッチング副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
【００５３】
プラズマ処理装置１は、バッフルプレート４８を更に備えていてもよい。バッフルプレート４８は、支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間に設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、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いる。
【００５４】
プラズマ処理装置１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、第１の高周波電力を発生する電源である。第１の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第１の高周波電力の周波数は、例えば２７ＭＨｚ〜１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して上部電極３０に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスに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、下部電極１８に接続されていてもよい。第１の高周波電源６２は、一例のプラズマ生成部を構成している。
【００５５】
第２の高周波電源６４は、第２の高周波電力を発生する電源である。第２の高周波電力は、第１の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第１の高周波電力と共に第２の高周波電力が用いられる場合には、第２の高周波電力は基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第２の高周波電力の周波数は、例えば４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。第２の高周波電源６４は、整合器６８及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスに整合させるための回路を有している。
【００５６】
なお、第１の高周波電力を用いずに、第２の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第２の高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。この場合には、プラズマ処理装置１は、第１の高周波電源６２及び整合器６６を備えていなくてもよい。この場合において、第２の高周波電源６４は、一例のプラズマ生成部を構成する。
【００５７】
プラズマ処理装置１においてプラズマが生成される場合には、ガスが、ガス供給部ＧＳから内部空間１０ｓに供給される。また、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力が供給されることにより、上部電極３０と下部電極１８との間で高周波電界が生成される。生成された高周波電界によって、ガスが励起される。その結果、プラズマが生成される。
【００５８】
プラズマ処理装置１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、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、プラズマ処理装置１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８０の記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、制御部８０のプロセッサによって実行される。制御部８０のプロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置１の各部を制御することにより、方法ＭＴがプラズマ処理装置１で実行される。
【００５９】
再び図１を参照して、方法ＭＴについて詳細に説明する。以下の説明では、プラズマ処理装置１を用いて図２に示す基板Ｗが処理される場合を例にとって、方法ＭＴを説明する。なお、方法ＭＴでは、他の基板処理装置が用いられてもよい。方法ＭＴでは、他の基板が処理されてもよい。
【００６０】
方法ＭＴは、基板Ｗが基板支持器１４上に載置された状態で実行される。方法ＭＴは、チャンバ１０の内部空間１０ｓの減圧された環境を維持し、且つ、内部空間１０ｓから基板Ｗを取り出すことなく、実行され得る。一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴａで開始されてもよい。工程ＳＴａでは、領域ＲＥがエッチングされる。領域ＲＥは、プラズマを用いてエッチングされ得る。
【００６１】
工程ＳＴａでは、チャンバ１０内で処理ガスからプラズマＰａが生成される。上述した基板Ｗの第１例が処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが有機膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、酸素含有ガスを含み得る。酸素含有ガスは、例えば酸素ガス、一酸化炭素ガス、又は二酸化炭素ガスを含む。或いは、基板Ｗの第１例が処理される場合に、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、窒素ガス及び／又は水素ガスを含んでいてもよい。
【００６２】
上述した基板Ｗの第２例が処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが低誘電率膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、フッ素を含有するガスを含み得る。フッ素を含有するガスは、例えばフルオロカーボンガスである。フルオロカーボンガスは、例えばＣ４Ｆ８ガスである。
【００６３】
上述した基板Ｗの第３例が処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが多結晶シリコン膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、ハロゲン含有ガスを含み得る。ハロゲン含有ガスは、例えばＨＢｒガス、Ｃｌ２ガス、又はＳＦ６ガスである。
【００６４】
上述した基板Ｗの第４例において領域ＲＥがシリコン酸化膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み得る。基板Ｗの第４例において領域ＲＥがシリコン窒化膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含み得る。基板Ｗの第４例において領域ＲＥが交互に積層されたシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む多層膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスを含み得る。基板Ｗの第４例において領域ＲＥが交互に積層されたシリコン酸化膜と多結晶シリコン膜を含む多層膜である場合には、工程ＳＴａで用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガスとハロゲン含有ガスを含み得る。フルオロカーボンガスは、例えばＣＦ４ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、又はＣ４Ｆ８ガスである。ハイドロフルオロカーボンガスは、例えばＣＨ３Ｆガスである。ハロゲン含有ガスは、例えばＨＢｒガス又はＣｌ２ガスである。
【００６５】
図５の（ａ）は、図１に示すエッチング方法の工程ＳＴａの例を説明するための図であり、図５の（ｂ）は、工程ＳＴａの実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。工程ＳＴａでは、図５の（ａ）に示すように、プラズマＰａからの化学種が領域ＲＥに供給されて、領域ＲＥが当該化学種によってエッチングされる。工程ＳＴａでは、領域ＲＥは、領域ＲＥの下面と領域ＲＥの上面との間の位置までエッチングされる。この位置は、工程ＳＴａにおいてその位置まで領域ＲＥのエッチングを行っても、領域ＲＥの横方向へのエッチングが実質的に生じないように定められる。なお、領域ＲＥの下面は、下地領域ＵＲと接触する領域ＲＥの面である。領域ＲＥの上面は、マスクＭＫの開口から露出された領域ＲＥの表面である。工程ＳＴａが実行されると、図５の（ｂ）に示すように、マスクＭＫから連続する開口ＯＰが、領域ＲＥに形成される。開口ＯＰは、側壁面ＳＳ及び底面ＢＳによって画成される。側壁面ＳＳは、マスクＭＫ及び領域ＲＥによって提供される。底面ＢＳは、領域ＲＥによって提供される。工程ＳＴａの実行後には、マスクＭＫは薄くなり得る。
【００６６】
工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、処理ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴａにおいて、制御部８０は、処理ガスからプラズマを生成するためにプラズマ生成部を制御する。一実施形態における工程ＳＴａでは、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【００６７】
なお、方法ＭＴは、工程ＳＴａを含んでいなくてもよい。この場合には、方法ＭＴが適用される基板の領域ＲＥには、開口ＯＰが予め設けられる。或いは、方法ＭＴが工程ＳＴａを含んでいない場合には、図２に示す基板Ｗに対して工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２が適用される。
【００６８】
工程ＳＴ１では、保護膜ＰＦが、基板Ｗの表面上に形成される。保護膜ＰＦは、スズ（Ｓｎ）原子を含む。保護膜ＰＦは、例えば、金属スズを主成分として含む膜、スズの酸化物（ＳｎＯｘ）を主成分として含む膜、スズの水酸化物(Ｓｎ(ＯＨ)x)を含む膜、スズの窒化物（ＳｎｘＮｙ）を主成分として含む膜、スズの硫化物（ＳｎＳｘ）を主成分として含む膜、又はスズのハロゲン化物を主成分として含む膜である。ここで、「ｘ」及び「ｙ」の各々は、１以上の整数である。スズの酸化物は、例えばＳｎＯ２、ＳｎＯ等である。スズの水酸化物は、例えばＳｎ(ＯＨ)２、Ｓｎ(ＯＨ)４等である。スズの窒化物は、例えばＳｎＮ、Ｓｎ３Ｎ４等である。スズの硫化物は、例えばＳｎＳ、ＳｎＳ２等である。スズのハロゲン化物は、例えばＳｎＦ４、ＳｎＣｌ２、ＳｎＢｒ２、ＳｎＩ２等である。また、これら保護膜を構成する化合物は任意の割合で複合及び／又は混合していてもよい。
【００６９】
一実施形態において、工程ＳＴ１は、図６の流れ図に示す成膜方法により形成されてもよい。図６は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法において用いられ得る成膜方法の流れ図である。
【００７０】
一実施形態において、工程ＳＴ１は、工程ＳＴ１１及び工程ＳＴ１３を含む。工程ＳＴ１は、工程ＳＴ１２及び工程ＳＴ１４を更に含んでいてもよい。工程ＳＴ１２は、工程ＳＴ１１と工程ＳＴ１３の間で実行される。工程ＳＴ１４は、工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１１との間で実行される。
【００７１】
工程ＳＴ１１では、第１のガスが基板Ｗに供給される。即ち、工程ＳＴ１１では、第１のガスが、チャンバ１０内に供給される。工程ＳＴ１１では、プラズマがチャンバ１０内で第１のガスから生成されてもよい。或いは、工程ＳＴ１１では、プラズマが第１のガスから生成されなくてもよい。工程ＳＴ１１において、制御部８０は、第１のガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ１１において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ１１においてプラズマが生成される場合には、制御部８０は、チャンバ１０内において第１のガスからプラズマを生成するようにプラズマ生成部を制御する。一実施形態では、第１のガスからプラズマを生成するために、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【００７２】
工程ＳＴ１２では、内部空間１０ｓのパージが実行される。工程ＳＴ１２では、制御部８０は、内部空間１０ｓの排気を実行するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ１２では、制御部８０は、チャンバ１０内に不活性ガスを供給するようにガス供給部ＧＳを制御してもよい。工程ＳＴ１２の実行により、チャンバ１０内の第１のガスが不活性ガスに置換され得る。工程ＳＴ１２の実行により、基板Ｗ上に吸着している過剰な物質が除去されてもよい。
【００７３】
工程ＳＴ１３では、第２のガスが基板Ｗに供給される。即ち、工程ＳＴ１３では、第２のガスが、チャンバ１０内に供給される。工程ＳＴ１３では、プラズマがチャンバ１０内で第２のガスから生成されてもよい。或いは、工程ＳＴ１３では、プラズマが第２のガスから生成されなくてもよい。工程ＳＴ１３において、制御部８０は、第２のガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ１３において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ１３においてプラズマが生成される場合には、制御部８０は、チャンバ１０内において第２のガスからプラズマを生成するようにプラズマ生成部を制御する。一実施形態では、第２のガスからプラズマを生成するために、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。工程ＳＴ１１と工程ＳＴ１３により、保護膜ＰＦが、基板Ｗの表面上に形成される。
【００７４】
工程ＳＴ１４では、内部空間１０ｓのパージが実行される。工程ＳＴ１４は、工程ＳＴ１２と同様の工程である。工程ＳＴ１４の実行により、チャンバ１０内の第２のガスが不活性ガスに置換され得る。
【００７５】
工程ＳＴ１では、工程ＳＴ１１及び工程ＳＴ１３を各々が含む複数の成膜サイクルＣＹ１が順に繰り返されてもよい。複数の成膜サイクルＣＹ１の各々は、工程ＳＴ１２及び工程ＳＴ１４を更に含んでいてもよい。保護膜ＰＦの厚さは、成膜サイクルＣＹ１の繰り返し回数により調整され得る。成膜サイクルＣＹ１が繰り返される場合には、工程ＳＴ１５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、成膜サイクルＣＹ１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ＳＴ１５において停止条件が満たされないと判定される場合には、成膜サイクルＣＹ１が再び実行される。工程ＳＴ１５において停止条件が満たされていると判定される場合には、工程ＳＴ１の実行が終了して、処理は工程ＳＴ２に進む。
【００７６】
一実施形態において、第１のガス及び第２のガスのうち一方は、スズ含有物質を含む。第１のガス及び第２のガスのうち他方は、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、又はスズ含有物質を含み得る。この場合に、第１のガス及び第２のガスのうち他方がそのプラズマを生成せずに用いられてもよく、又は、第１のガス及び第２のガスのうち他方からプラズマが生成されてもよい。或いは、第１のガス及び第２のガスのうち他方は、Ｎ２及び酸素含有物質のうち少なくとも一つを含み得る。この場合には、基板Ｗの表面上に形成されるスズ原子を含有する前駆体層に、第１のガス及び第２のガスのうち他方から生成されたプラズマからの化学種が供給されてもよい。或いは、基板Ｗの表面上に形成されるスズ原子を含有する前駆体層に、第１のガス及び第２のガスのうち少なくとも何れか一つが、それからプラズマを生成することなく、供給されてもよい。なお、酸素含有物質は、ＮＯ又はＣＯ２であり得る。
【００７７】
スズ含有物質は、例えば、スタンナン化合物、酸素含有スズ化合物、窒素含有スズ化合物、又はハロゲン化スズ化合物である。
【００７８】
スタンナン化合物は、例えば、スタンナン、テトラメチルスタンナン、トリブチルスタンナン、フェニルトリメチルスタンナン、テトラビニルスタンナン、ジメチルジクロロスタンナン、ブチルトリクロロスタンナン、トリクロロフェニルスタンナン等である。
【００７９】
酸素含有スズ化合物は、例えば、トリブチルスズメトキシド、ｔｅｒｔ−ブトキシドスズ、ジブチルスズジアセタート、トリフェニルスズアセタート、トリブチルスズオキシド、トリフェニルスズアセタート、トリフェニルスズヒドロキシド、ブチルクロロスズジヒドロキシド、アセチルアセトナトスズ等である。
【００８０】
窒素含有スズ化合物は、例えば、ジメチルアミノトリメチルスズ、トリス（ジメチルアミノ）ｔｅｒｔ−ブチルスズ、アジドトリメチルスズ、テトラキス(ジメチルアミノ)スズ、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−２，３−ジアミドブタンスズ（ＩＩ）等である。
【００８１】
ハロゲン化スズ化合物は、例えば、塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ、ジメチルスズジクロリド、ブチルスズトリクロリド、フェニルスズトリクロリド等である。なお、ハロゲン化スズ化合物は、４価の塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズであり得る。４価の塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズは低い融点を有するので、それから保護膜ＰＦが形成される前駆体層の形成のために用いられ得る。一方、４価のフッ化スズ及び２価のハロゲン化スズは、高い融点を有するので、保護膜ＰＦを構成する材料として用いられ得る。
【００８２】
第１のガス及び第２のガスのうち他方に含まれ得る窒素を含有する無機化合物は、例えば、ＮＨ３、Ｎ２Ｏ４等である。第１のガス及び第２のガスのうち他方に含まれ得る硫黄を含有する無機化合物は、例えばＨ２Ｓ、ＳＯ２、ＣＯＳ、又はＣＳ２である。第１のガス及び第２のガスのうち他方に含まれ得るハロゲン化合物は、ＣＦ４、Ｆ２、ＣＣｌ４等である。第１のガス及び第２のガスのうち他方に含まれ得る炭素含有物質は、炭化水素、フッ化炭素、水酸基を有する有機化合物、カルボン酸、無水カルボン酸、又はカルボン酸ハロゲン化物である。炭化水素は、例えばメタン又はプロピレンである。フッ化炭素は、例えばＣＦ４又はＣ４Ｆ６である。水酸基を有する有機化合物は、例えば、メタノール、エチレングリコールといったアルコール類又はフェノール類である。カルボン酸は、例えば酢酸又はシュウ酸である。第１のガス及び第２のガスのうち他方に含まれ得るシリコン含有物質は、例えば塩化ケイ素又はアミノシランである。
【００８３】
以下、図６と共に図７の（ａ）及び図７の（ｂ）を参照する。図７の（ａ）は、前駆体層が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。図７の（ｂ）は、保護膜が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。一実施形態では、工程ＳＴ１１において、前駆体層ＰＣが、第１のガスを用いて基板Ｗの表面上に形成されてもよい。この実施形態において、第１のガスは、上述のスズ含有物質を含む。第１のガスは、キャリアガスを更に含んでいてもよい。キャリアガスは、不活性ガスである。不活性ガスは、例えば希ガス又は窒素ガスである。工程ＳＴ１１では、図７の（ａ）に示すように、第１のガスに含まれる物質から基板Ｗ上に前駆体層ＰＣが形成される。なお、工程ＳＴ１１と工程ＳＴ１２の実行により、基板Ｗ上に前駆体層ＰＣが単分子層として形成されてもよい。
【００８４】
一実施形態では、工程ＳＴ１３において、図７の（ｂ）に示すように、保護膜ＰＦが、前駆体層ＰＣから形成されてもよい。工程ＳＴ１３では、保護膜ＰＦの形成のために、第２のガスが用いられる。第２のガスは、前駆体層ＰＣを構成する物質と反応することにより前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦを形成する反応種を含む。第２のガスは、キャリアガスを更に含んでいてもよい。キャリアガスは、不活性ガスである。工程ＳＴ１３では、第２のガスを用いて前駆体層ＰＣを酸化、窒化、硫化、還元、又はハロゲン化させることにより、保護膜ＰＦが形成されてもよい。前駆体層ＰＣを酸化させるための第２のガスは、例えば、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ３、Ｏ２、及びＮ２Ｏ４のうち少なくとも一つを含む。前駆体層ＰＣを窒化させるための第２のガスは、例えば、上述の窒素を含有する無機化合物、Ｎ２、及びＮ２Ｏ４のうち少なくとも一つを含む。前駆体層ＰＣを硫化させるための第２のガスは、例えば、上述の硫黄を含有する無機化合物を含む。前駆体層ＰＣを還元させるための第２ガスは、例えば、ＣＯ又は１，４−ビス（トリメチルシリル）−１，４−ジヒドロピラジンを含む。前駆体層ＰＣをハロゲン化させるための第２のガスは、例えば、上述のハロゲン化合物を含む。
【００８５】
再び図１を参照する。一実施形態においては、工程ＳＴ２は、図１に示すように、工程ＳＴ１の後に実行される。なお、方法ＭＴは、工程ＳＴ２の前に処理ガスからプラズマを生成して、底面ＢＳ上の保護膜ＰＦをエッチングする工程（ブレークスルー工程）を更に含んでいてもよい。ブレークスルー工程で用いられる処理ガスは、水素含有ガスを含み得る。水素含有ガスは、Ｈ２、炭化水素、及びハロゲン化水素のうち少なくとも一つを含む。炭化水素は、例えばＣＨ４である。ハロゲン化水素は、例えばＨＢｒである。ブレークスルー工程で用いられる処理ガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。
【００８６】
工程ＳＴ２では、領域ＲＥがエッチングされる。一実施形態では、領域ＲＥは、プラズマからの化学種により、エッチングされる。工程ＳＴ２では、チャンバ１０内で処理ガスからプラズマＰ２が生成される。基板Ｗの上述した各例の処理のために工程ＳＴ２で用いられる処理ガスは、工程ＳＴａで用いられる処理ガスと同一であり得る。
【００８７】
図８の（ａ）は、図１に示すエッチング方法の工程ＳＴ２の例を説明するための図であり、図８の（ｂ）は、工程ＳＴ２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。工程ＳＴ２では、図８の（ａ）に示すように、プラズマＰ２からの化学種が領域ＲＥに照射されて、領域ＲＥが当該化学種によってエッチングされる。工程ＳＴ２の実行の結果、図８の（ｂ）に示すように、開口ＯＰの深さが増加する。
【００８８】
工程ＳＴ２において、制御部８０は、処理ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ２において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ２において、制御部８０は、処理ガスからプラズマを生成するためにプラズマ生成部を制御する。一実施形態における工程ＳＴ２では、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【００８９】
方法ＭＴでは、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を各々が含む複数のサイクルＣＹが順に実行されてもよい。複数のサイクルＣＹが順に実行される場合には、工程ＳＴ３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、サイクルＣＹ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ＳＴ３において停止条件が満たされないと判定される場合には、サイクルＣＹが再び実行される。工程ＳＴ３において停止条件が満たされていると判定される場合には、次いで、工程ＳＴ４が実行されてもよい。
【００９０】
工程ＳＴ４では、保護膜ＰＦが除去される。工程ＳＴ４では、保護膜ＰＦは、除去ガスを用いてエッチングされる。工程ＳＴ４では、保護膜は、除去ガスから生成されるプラズマからの化学種によりエッチングされてもよい。或いは、保護膜は、除去ガスを用いてプラズマを生成することなくエッチングされてもよい。除去ガスは、水素含有ガスを含み得る。水素含有ガスは、Ｈ２、炭化水素、及びハロゲン化水素のうち少なくとも一つを含む。炭化水素は、例えばＣＨ４である。ハロゲン化水素は、例えばＨＢｒである。除去ガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。除去ガスは、Ｃｌ２といったハロゲンガスを含んでいてもよい。
【００９１】
工程ＳＴ４において、制御部８０は、除去ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ４において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ４において、制御部８０は、除去ガスからプラズマを生成するためにプラズマ生成部を制御する。一実施形態における工程ＳＴ４では、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【００９２】
上述したように、方法ＭＴでは、スズ（Ｓｎ）を含む保護膜ＰＦが、基板の表面上に形成される。また、方法ＭＴでは、基板Ｗ内の領域ＲＥがエッチングされる。したがって、方法ＭＴによれば、マスクＭＫの表面及び／又は領域ＲＥによって提供される側壁面ＳＳが保護された状態で、領域ＲＥをエッチングすることが可能となる。故に、方法ＭＴによれば、マスクＭＫのエッチングに対する領域ＲＥのエッチングの選択性を高めることが可能となる。また、方法ＭＴによれば、保護膜ＰＦによりマスクＭＫの寸法を調整することも可能である。また、方法ＭＴによれば、保護膜ＰＦにより、マスクＭＫの形状を補正することが可能である。また、方法ＭＴによれば、領域ＲＥのエッチング時おける側壁面ＳＳの保護が可能となる。なお、保護膜ＰＦは、スズ原子を含むので、有機膜及びシリコン含有膜と比較して高いエッチング耐性を有する。また、保護膜ＰＦは、他の金属を含む保護膜と比較して、その除去が容易である。保護膜ＰＦは、例えば水素含有ガスのプラズマを用いて容易に除去され得る。したがって、保護膜ＰＦは、チャンバ１０内での汚染源になりにくい。
【００９３】
一実施形態では、複数のサイクルＣＹのうち少なくとも一つのサイクルにおいて保護膜ＰＦを形成するための工程ＳＴ１の条件が、複数のサイクルＣＹのうち少なくとも一つの別のサイクルにおいて保護膜ＰＦを形成するための工程ＳＴ１の条件と異なっていてもよい。全てのサイクルＣＹの工程ＳＴ１の条件が、互いに異なっていてもよい。この場合には、各サイクルにおいて保護膜ＰＦは、その厚さ又はカバレッジが他のサイクルおいて形成される保護膜ＰＦの厚さ又はカバレッジと異なるように、形成され得る。
【００９４】
一実施形態では、複数のサイクルＣＹのうち少なくとも一つのサイクルにおける工程ＳＴ２の条件が、複数のサイクルＣＹのうち少なくとも一つの別のサイクルにおける工程ＳＴ２の条件と異なっていてもよい。全てのサイクルＣＹの工程ＳＴ２の条件が、互いに異なっていてもよい。この場合には、各サイクルにおいて領域ＲＥは、そのエッチング量が、他のサイクルおける領域ＲＥのエッチング量と異なるように、エッチングされる。
【００９５】
一実施形態では、複数のサイクルＣＹの各々では、複数の成膜サイクルＣＹ１のうち一つの成膜サイクルで保護膜ＰＦを形成する条件が、複数の成膜サイクルＣＹ１のうち少なくとも一つの別の成膜サイクルで保護膜ＰＦを形成するための条件と異なっていてもよい。即ち、複数のサイクルＣＹの各々では、一つの成膜サイクルにおける工程ＳＴ１１の条件及び／又は工程ＳＴ１３の条件が、少なくとも一つの別の成膜サイクルにおける工程ＳＴ１１の条件及び／又は工程ＳＴ１３の条件と異なっていてもよい。複数のサイクルＣＹの各々では、全ての成膜サイクルＣＹ１で保護膜ＰＦを形成する条件が、互いに異なっていてもよい。この場合には、複数のサイクルＣＹの各々に含まれる複数の成膜サイクルＣＹ１の各々で保護膜ＰＦの厚さの分布が制御され得る。
【００９６】
以下、図９の（ａ）及び図９の（ｂ）を参照する。図９の（ａ）は、前駆体層が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図であり、図９の（ｂ）は、保護膜が形成された後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。図９の（ｂ）に示すように、保護膜ＰＦは、それがなければ横方向にエッチングされ得る側壁面ＳＳの一部を覆っていればよく、基板Ｗの全表面を覆っていなくてもよい。例えば、保護膜ＰＦは、底面ＢＳを覆っていなくてもよい。或いは、保護膜ＰＦの厚さは、開口ＯＰ内での深さ方向の位置に応じて変動してもよい。即ち、保護膜ＰＦの厚さは、開口ＯＰ内での深さ方向の位置に応じて変化する分布を有していてもよい。例えば、保護膜ＰＦの厚さは、開口ＯＰの上端の近傍で大きく、開口ＯＰの深部の近傍では小さいかゼロであってもよい。このような厚さの分布を有する保護膜ＰＦは、図９の（ａ）及び図９の（ｂ）を参照して以下で説明する保護膜ＰＦの形成処理又は化学気相成長法（ＣＶＤ法）により、形成され得る。
【００９７】
図９の（ｂ）に示す保護膜ＰＦを形成するために、工程ＳＴ１１において、前駆体層ＰＣは、図９の（ａ）に示すように、側壁面ＳＳの一部を覆うが、基板Ｗの全表面を覆わないように形成されてもよい。このように前駆体層ＰＣを形成するために、工程ＳＴ１１において、（１）〜（５）の条件のうち少なくとも一つの条件が満たされる。（１）の条件では、工程ＳＴ１１の実行中のチャンバ１０の中のガスの圧力が、他の処理条件が同一の場合に前駆体層ＰＣを形成する物質が基板Ｗの全表面に吸着する圧力よりも低い圧力に設定される。（２）の条件では、工程ＳＴ１１の処理時間が、他の処理条件が同一の場合に前駆体層ＰＣを形成する物質が基板Ｗの全表面に吸着する処理時間よりも短い時間に設定される。（３）の条件では、前駆体層ＰＣを形成する物質の第１のガスにおける希釈度が、他の処理条件が同一の場合に前駆体層ＰＣを形成する物質が基板Ｗの全表面に吸着する希釈度よりも高い値に設定される。（４）の条件では、工程ＳＴ１１の実行中の基板支持器１４の温度が、他の処理条件が同一の場合に前駆体層ＰＣを形成する物質が基板Ｗの全表面に吸着する温度よりも低い温度に設定される。（５）の条件は、工程ＳＴ１１においてプラズマが生成される場合に適用され得る。（５）の条件では、高周波電力（第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力）の絶対値が、他の処理条件が同一の場合に前駆体層ＰＣを形成する物質が基板Ｗの全表面に吸着する絶対値よりも小さい値に設定される。
【００９８】
図９の（ｂ）に示す保護膜ＰＦを形成するために、工程ＳＴ１３において、（１）〜（５）の条件のうち少なくとも一つの条件が満たされてもよい。（１）の条件では、工程ＳＴ１３の実行中のチャンバ１０の中のガスの圧力が、他の処理条件が同一の場合に第２のガス中の物質と前駆体層ＰＣを形成する物質との反応が前駆体層ＰＣの全体において完了する圧力よりも低い圧力に設定される。（２）の条件では、工程ＳＴ１３の処理時間が、他の処理条件が同一の場合に第２のガス中の物質と前駆体層ＰＣを形成する物質との反応が前駆体層ＰＣの全体において完了する処理時間よりも短い時間に設定される。（３）の条件では、保護膜ＰＦを形成する物質の第２のガスにおける希釈度が、他の処理条件が同一の場合に第２のガス中の物質と前駆体層ＰＣを形成する物質との反応が前駆体層ＰＣの全体において完了する希釈度よりも高い値に設定される。（４）の条件では、工程ＳＴ１３の実行中の基板支持器１４の温度が、他の処理条件が同一の場合に第２のガス中の物質と前駆体層ＰＣを形成する物質との反応が前駆体層ＰＣの全体において完了する温度よりも低い温度に設定される。（５）の条件は、工程ＳＴ１３においてプラズマが生成される場合に適用され得る。（５）の条件では、高周波電力（第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力）の絶対値が、他の処理条件が同一の場合に第２のガス中の物質と前駆体層ＰＣを形成する物質との反応が前駆体層ＰＣの全体において完了する絶対値よりも小さい値に設定される。
【００９９】
別の実施形態においては、方法ＭＴの工程ＳＴ１の成膜方法として、化学気相成長法（ＣＶＤ法）が用いられてもよい。工程ＳＴ１で用いられるＣＶＤ法は、プラズマＣＶＤ法であってもよく、熱ＣＶＤ法であってもよい。工程ＳＴ１の成膜方法としてＣＶＤ法が用いられる場合には、チャンバ１０に供給される成膜ガスは、上述したスズ含有物質を含む。成膜ガスは、添加ガスを更に含んでいてもよい。添加ガスは、第１のガス及び第２のガスに関連して上述したように、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、シリコン含有物質、Ｎ２、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２、Ｏ２、Ｏ３、Ｎ２Ｏ４、酸素含有物質、及び希ガスのうち少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１００】
以下、図１０を参照する。方法ＭＴは、成膜装置及びプラズマ処理装置を含む基板処理システムを用いて実行されてもよい。図１０は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。図１０に示す基板処理システムＰＳは、方法ＭＴの実行のために用いられ得る。
【０１０１】
基板処理システムＰＳは、台２ａ〜２ｄ、容器４ａ〜４ｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６、搬送モジュールＴＦ、及び制御部ＭＣを備えている。なお、基板処理システムＰＳにおける台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は一つ以上の任意の個数であり得る。また、基板処理システムＰＳにおけるプロセスモジュールの個数は、二以上の任意の個数であり得る。
【０１０２】
台２ａ〜２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ〜４ｄはそれぞれ、台２ａ〜２ｄ上に搭載されている。容器４ａ〜４ｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎｉｎｇ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ〜４ｄの各々は、その内部に基板Ｗを収容するように構成されている。
【０１０３】
ローダモジュールＬＭは、チャンバを有する。ローダモジュールＬＭのチャンバ内の圧力は、大気圧に設定される。ローダモジュールＬＭは、搬送装置ＴＵ１を有する。搬送装置ＴＵ１は、例えば多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ１は、ローダモジュールＬＭのチャンバを介して基板Ｗを搬送するように構成されている。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ〜４ｄの各々とアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々との間、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々と容器４ａ〜４ｄの各々との間で、基板Ｗを搬送し得る。アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭに接続されている。アライナＡＮは、基板Ｗの位置の調整（位置の較正）を行うように構成されている。
【０１０４】
ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭと搬送モジュールＴＦとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
【０１０５】
搬送モジュールＴＦは、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々にゲートバルブを介して接続されている。搬送モジュールＴＦは、減圧可能な搬送チャンバＴＣを有している。搬送モジュールＴＦは、搬送装置ＴＵ２を有している。搬送装置ＴＵ２は、例えば、多関節ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ２は、搬送チャンバＴＣを介して基板Ｗを搬送するように構成されている。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュールＬＬ１〜ＬＬ２の各々とプロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュールの間において、基板Ｗを搬送し得る。
【０１０６】
プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６の各々は、専用の基板処理を行うように構成された処理装置である。プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち一つのプロセスモジュールは、成膜装置である。この成膜装置は、工程ＳＴ１において保護膜ＰＦを形成するめに用いられる。この成膜装置は、工程ＳＴ１においてプラズマが生成される場合には、プラズマ処理装置１又は他のプラズマ処理装置といったプラズマ処理装置である。この成膜装置は、工程ＳＴ１においてプラズマを生成することなく保護膜ＰＦを形成する場合には、プラズマを生成するための構成を有していなくてもよい。
【０１０７】
プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち別のプロセスモジュールは、プラズマ処理装置１又は他のプラズマ処理装置といった基板処理装置である。この基板処理装置は、工程ＳＴ２において領域ＲＥをエッチングするために用いられる。この基板処理装置は、工程ＳＴａにおけるエッチング及び工程ＳＴ４における保護膜ＰＦの除去に用いられてもよい。或いは、工程ＳＴａにおけるエッチングは、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち更に別のプロセスモジュールである基板処理装置を用いて実行されてもよい。また、工程ＳＴ４における保護膜ＰＦの除去は、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち更に別のプロセスモジュールである基板処理装置を用いて実行されてもよい。
【０１０８】
基板処理システムＰＳにおいて、制御部ＭＣは、基板処理システムＰＳの各部を制御するように構成されている。制御部ＭＣは、工程ＳＴ１において保護膜ＰＦを形成するように成膜装置を制御する。制御部ＭＣは、保護膜ＰＦを形成した後に、開口ＯＰの深さを増加させるために、領域ＲＥをエッチングするように基板処理装置を制御する。この基板処理システムＰＳは、プロセスモジュール間で基板Ｗを大気に接触させることなく搬送することができる。
【０１０９】
以下、図１１を参照する。図１１は、別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。図１１に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ２」という）は、基板に対して適用される。方法ＭＴ２は、例えば図２に示す基板Ｗに適用され得る。以下、プラズマ処理装置１を用いて図２に示す基板Ｗが処理される場合を例にとって、方法ＭＴ２を説明する。なお、方法ＭＴ２では、他の基板処理装置が用いられてもよい。方法ＭＴ２では、他の基板が処理されてもよい。
【０１１０】
方法ＭＴ２は、基板Ｗが基板支持器１４上に載置された状態で実行される。方法ＭＴ２は、工程ＳＴａで開始されてもよい。方法ＭＴ２における工程ＳＴａは、方法ＭＴにおける工程ＳＴａと同一の工程である。なお、方法ＭＴ２は、工程ＳＴａを含んでいなくてもよい。この場合には、方法ＭＴ２が適用される基板の領域ＲＥには、開口ＯＰが予め設けられる。或いは、方法ＭＴ２が工程ＳＴａを含んでいない場合には、図２に示す基板Ｗに対して方法ＭＴ２における工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２が適用される。
【０１１１】
工程ＳＴ２１では、保護膜ＰＦが基板Ｗの表面上に形成される。工程ＳＴ２１は、工程ＳＴ２１１及び工程ＳＴ２１２を含む。工程ＳＴ２１１では、前駆体層ＰＣが、基板Ｗの表面上に形成される。前駆体層ＰＣは、スズ原子を含む。工程ＳＴ２１１では、前駆体層ＰＣの形成のために、第１のガスが用いられる。第１のガスは、方法ＭＴに関連して上述したスズ含有物質を含む。工程ＳＴ２１１で用いられる第１のガスは、キャリアガスを更に含んでいてもよい。キャリアガスは、不活性ガスである。不活性ガスは、例えば希ガス又は窒素ガスである。工程ＳＴ２１１では、図７の（ａ）に示すように、第１のガスに含まれる物質から基板Ｗ上に前駆体層ＰＣが形成される。工程ＳＴ２１１では、前駆体層ＰＣは、第１のガスからプラズマを生成することなく、形成されてもよい。或いは、工程ＳＴ２１１では、前駆体層ＰＣは、第１のガスから生成されたプラズマからの化学種を用いて形成されてもよい。
【０１１２】
工程ＳＴ２１１において、制御部８０は、第１のガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ２１１において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ２１１においてプラズマが生成される場合には、制御部８０は、チャンバ１０内において成膜ガスからプラズマを生成するようにプラズマ生成部を制御する。一実施形態では、成膜ガスからプラズマを生成するために、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【０１１３】
工程ＳＴ２１２は、工程ＳＴ２１１の後に実行される。工程ＳＴ２１２では、第２のガスのプラズマからの化学種を用いて前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦを形成するために第２のガスが含む物質は、方法ＭＴの工程ＳＴ１３において用いられる第２のガス中の物質と同一であり得る。
【０１１４】
方法ＭＴ２では、工程ＳＴ２２は、工程ＳＴ２１２の実行中に実行される。換言すると、工程ＳＴ２１２と工程ＳＴ２２は同時に行われる。工程ＳＴ２２では、工程ＳＴ２１２の実行中に、第２のガスのプラズマからの化学種により領域ＲＥがエッチングされる。前駆体層ＰＣを保護膜ＰＦに変化させるプラズマからの化学種と領域ＲＥをエッチングするプラズマからの化学種は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２の同時の実行により、図８の（ｂ）に示すように、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成され、同時に、領域ＲＥがエッチングされて、開口ＯＰの深さが増加する。
【０１１５】
上述した基板Ｗの第１例が方法ＭＴ２において処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが有機膜である場合には、第２のガスは、酸素含有ガスを含み得る。酸素含有ガスは、例えば酸素ガス（Ｏ２ガス）、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）、又は二酸化炭素ガス（ＣＯ２ガス）を含む。この場合において、第２のガスは、硫化カルボニルガスを更に含んでいてもよい。方法ＭＴ２において基板Ｗの第１例が処理される場合には、第２のガスは、Ｏ２、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｈ２Ｏ、又はＮＨ結合を有する無機化合物の少なくとも一つを含んでいてもよい。ＮＨ結合を有する無機化合物は、例えば、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ２等である。方法ＭＴ２において基板Ｗの第１例が処理される場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからの化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１１６】
上述した基板Ｗの第２例が方法ＭＴ２において処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが低誘電率膜である場合には、第２のガスは、フッ素及び窒素を含む。例えば、第２のガスは、フルオロカーボンガス及び窒素含有ガスを含む。フルオロカーボンガスは、例えばＣ４Ｆ８ガスである。窒素含有ガスは、例えば窒素ガス（Ｎ２ガス）である。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）及び/又は酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。酸素含有ガスは酸素ガス（Ｏ２）、二酸化炭素ガス（ＣＯ２）等である。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからのハロゲン化学種、窒素化学種、酸素化学種のうち少なくとも１つから、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのフッ素化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１１７】
上述した基板Ｗの第３例が方法ＭＴ２において処理される場合、即ち基板Ｗの領域ＲＥが多結晶シリコン膜である場合には、第２のガスは、ハロゲン含有ガス及び/又は酸素含有ガスを含み得る。ハロゲン含有ガスは、例えばＨＢｒガス、Ｃｌ２ガス、又はＳＦ６ガスである。酸素含有ガスは、例えば酸素ガス、一酸化炭素ガス、又は二酸化炭素ガスを含む。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの酸素化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのハロゲン化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１１８】
領域ＲＥがシリコン酸化膜である基板Ｗの第４例が方法ＭＴ２において処理される場合には、第２のガスは、フルオロカーボンガスを含む。この場合において、第２のガスは、酸素含有及び／又は窒素含有ガスを更に含む。フルオロカーボンガスは、例えばＣＦ４ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、又はＣ４Ｆ８ガスである。酸素含有ガスは、例えば酸素ガス（Ｏ２ガス）、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）、又は二酸化炭素ガス（ＣＯ２ガス）を含む。窒素含有ガスは、例えば窒素ガス（Ｎ２ガス）である。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの酸素化学種及び／又は窒素化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのフッ素化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１１９】
領域ＲＥがシリコン窒化膜である基板Ｗの第４例が方法ＭＴ２において処理される場合には、第２のガスは、ハイドロフルオロカーボンガス及び/又は酸素含有ガスを含む。ハイドロフルオロカーボンガスは、例えばＣＨ３Ｆガスである。酸素含有ガスは、例えば酸素ガス（Ｏ２ガス）、一酸化炭素ガス（ＣＯガス）、又は二酸化炭素ガス（ＣＯ２ガス）を含む。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの酸素化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのフッ素化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１２０】
領域ＲＥが交互に積層されたシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む多層膜である基板Ｗの第４例が方法ＭＴ２において処理される場合には、第２のガスは、フルオロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスを含む。この場合において、第２のガスは、酸素含有及び／又は窒素含有ガスを更に含む。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの酸素化学種又は窒素化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのフッ素化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１２１】
領域ＲＥが交互に積層されたシリコン酸化膜と多結晶シリコン膜を含む多層膜である基板Ｗの第４例が方法ＭＴ２において処理される場合には、第２のガスは、フルオロカーボンガス及びハロゲン含有ガスを含む。フルオロカーボンガスは、例えばＣＦ４ガス、Ｃ４Ｆ６ガス、又はＣ４Ｆ８ガスである。ハロゲン含有ガスは、例えばＨＢｒガス又はＣｌ２ガスである。この場合において、第２のガスは、酸素含有及び／又は窒素含有ガスを更に含む。この場合において、第２のガスは、希ガス（例えばＡｒガス）を更に含んでいてもよい。この場合には、第２のガスから形成されたプラズマからの酸素化学種又は窒素化学種により、前駆体層ＰＣから保護膜ＰＦが形成される。また、第２のガスから形成されたプラズマからのフッ素化学種及びハロゲン化学種により、領域ＲＥがエッチングされる。
【０１２２】
工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２において、制御部８０は、第２のガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２において、制御部８０は、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２において、制御部８０は、第２のガスからプラズマを生成するためにプラズマ生成部を制御する。工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２では、制御部８０は、第１の高周波電力及び／又は第２の高周波電力を供給するよう、第１の高周波電源６２及び／又は第２の高周波電源６４を制御する。
【０１２３】
方法ＭＴ２では、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を各々が含む複数のサイクルが順に実行されてもよい。複数のサイクルが順に実行される場合には、工程ＳＴ２３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、サイクル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ＳＴ２３において停止条件が満たされないと判定される場合には、サイクルが再び実行される。工程ＳＴ２３において停止条件が満たされていると判定される場合には、次いで、工程ＳＴ２４が実行されてもよい。工程ＳＴ２４は、工程ＳＴ４と同様の工程である。
【０１２４】
方法ＭＴ２は、基板処理システムＰＳを用いて実行されてもよい。この場合には、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうち成膜装置である一つのプロセスモジュールを用いて工程ＳＴ２１１が実行される。また、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうちプラズマ処理装置１又は他のプラズマ処理装置である別のプロセスモジュールを用いて、工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２が実行される。また、工程ＳＴ２４は、プロセスモジュールＰＭ１〜ＰＭ６のうちプラズマ処理装置１又は他のプラズマ処理装置であるプロセスモジュールを用いて実行される。工程ＳＴ２４で用いられるプロセスモジュールは、工程ＳＴ２１２及び工程ＳＴ２２で用いられるプロセスモジュールであってもよく、別のプロセスモジュールであってもよい。
【０１２５】
上述したように、方法ＭＴ２では、工程ＳＴ２１２と工程ＳＴ２２が同時に行われる。即ち、前駆体層ＰＣを保護膜ＰＦに変化させる化学種の生成と領域ＲＥをエッチングする化学種の生成が、同時に行われる。したがって、方法ＭＴ２は、高いスループットを有する。このように、工程ＳＴ２１と工程ＳＴ２２は、少なくとも部分的に同時に行われてもよい。
【０１２６】
以下、図１２、図１３、図１４の（ａ）、図１４の（ｂ）、図１５の（ａ）、及び図１５の（ｂ）を参照する。図１２及び図１３の各々は、更に別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）の各々は、図１２の工程ＳＴ３１の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。図１５の（ａ）は図１２の工程ＳＴ２又は図１３の工程ＳＴ２２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。図１５の（ｂ）は図１２の工程ＳＴ３２又は図１３の工程ＳＴ４２の実行後の状態における一例の基板の部分拡大断面図である。
【０１２７】
図１２に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ３」という）は、工程ＳＴ３１及び／又は工程ＳＴ３２を含む点において方法ＭＴと異なっている。方法ＭＴ３の全てのサイクルＣＹのうち一つ以上のサイクルが、工程ＳＴ３１及び／又は工程ＳＴ３２を含んでいてもよい。或いは、方法ＭＴ３の全てのサイクルＣＹが、工程ＳＴ３１及び／又は工程ＳＴ３２を含んでいてもよい。
【０１２８】
図１３に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ４」という）は、工程ＳＴ４２を含む点において方法ＭＴ２と異なっている。方法ＭＴ４では、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を各々が含む複数のサイクルのうち一つ以上のサイクルが、工程ＳＴ４２を含んでいてもよい。或いは、方法ＭＴ４では、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を各々が含む複数のサイクルの全てが、工程ＳＴ４２を含んでいてもよい。
【０１２９】
方法ＭＴ３の工程ＳＴ３１は、工程ＳＴ１と工程ＳＴ２との間で行われる。工程ＳＴ３１では、保護膜ＰＦが部分的に除去される。図７の（ｂ）に示す基板に工程ＳＴ３１が適用されると、保護膜ＰＦの全体のうちマスクＭＫを覆っている部分が、図１４の（ａ）に示すように除去される。また、図９の（ｂ）に示す基板に工程ＳＴ３１が適用されると、保護膜ＰＦの全体のうちマスクＭＫを覆っている部分が、図１４の（ｂ）に示すように除去される。工程ＳＴ３１によれば、工程ＳＴ２のエッチングの前に、マスクＭＫの開口の幅が調整される。なお、工程ＳＴ３１において保護膜ＰＦを部分的に除去するための処理は、工程ＳＴ４における処理と同様である。
【０１３０】
方法ＭＴ３の工程ＳＴ３２は、サイクルＣＹにおいて工程ＳＴ２の後に行われる。また、方法ＭＴ４の工程ＳＴ４２は、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を含むサイクルにおいて工程ＳＴ２２の後に行われる。工程ＳＴ２及び工程ＳＴ２２の各々のエッチングの後には、保護膜ＰＦが、図１５の（ａ）に示すように、マスクＭＫの開口の上端近傍で当該開口の幅を狭め得る。これは、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ２２の各々のエッチングによって保護膜ＰＦが変形するか、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ２２の各々においてエッチングされた保護膜ＰＦの構成材料が基板に再付着するからである。工程ＳＴ３２及び工程ＳＴ４２の各々では、図１５の（ｂ）に示すように、保護膜ＰＦが除去される。その結果、保護膜ＰＦによるマスクＭＫの開口の閉塞が抑制される。なお、工程ＳＴ３２及び工程ＳＴ４２の各々において保護膜ＰＦを除去するための処理は、工程ＳＴ４又は工程ＳＴ２４における処理と同様である。工程ＳＴ３２及び工程ＳＴ４２の各々では、保護膜ＰＦは、完全に除去されてもよく、或いは、マスクＭＫの開口の閉塞を防ぐように部分的に除去されてもよい。
【０１３１】
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
【０１３２】
例えば、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の各々の実行に用いられる基板処理装置は、任意のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。例えば、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の各々の実行に用いられる基板処理装置は、プラズマ処理装置１以外の容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の各々の実行に用いられる基板処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ処理装置、又はマイクロ波といった表面波をプラズマの生成のために用いるプラズマ処理装置であってもよい。また、方法ＭＴにおいて、プラズマが利用されない場合には、基板処理装置は、プラズマ生成部を有していなくてもよい。
【０１３３】
また、領域ＲＥは、金属、金属酸化物、又はカルコゲナイドから形成されていてもよい。このような領域ＲＥは、工程ＳＴａ、工程ＳＴ２、工程ＳＴ２２において、例えばハロゲン含有ガスを含むガスから形成されたプラズマにより、エッチングされ得る。
【０１３４】
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
【符号の説明】
【０１３５】
１…プラズマ処理装置、ＰＳ…基板処理システム、Ｗ…基板、ＲＥ…領域、ＰＦ…保護膜。
【図１】
2022002294.tif 000003
【図２】
2022002294.tif 000004
【図３】
2022002294.tif 000005
【図４】
2022002294.tif 000006
【図５】
2022002294.tif 000007
【図６】
2022002294.tif 000008
【図７】
2022002294.tif 000009
【図８】
2022002294.tif 000010
【図９】
2022002294.tif 000011
【図１０】
2022002294.tif 000012
【図１１】
2022002294.tif 000013
【図１２】
2022002294.tif 000014
【図１３】
2022002294.tif 000015
【図１４】
2022002294.tif 000016
【図１５】
2022002294.tif 000017