(57)【要約】【課題】プラズマエッチングによって被処理体を処理する方法においてエッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量をパターンの疎密差によらないよう低減する。【解決手段】方法ＭＴは、処理容器１２内で発生させたプラズマとマスクＭＫ１とを用いて反射防止膜ＡＬをエッチングする工程であって、反射防止膜ＡＬからマスクＡＬＭ１が形成される工程を備える。この工程において、処理容器１２内に供給される処理ガスの総流量を処理容器１２の容積で割って得られる圧力上昇率は１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］以下であり、マスクＭＫ１の溝の幅を該溝に沿って形成されたマスクＡＬＭ１の溝の幅から差し引いた値をマスクＡＬＭ１の厚みで割った値は−０．２０以上である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置の処理容器内で行われる被処理体を処理する方法であって、該被処理体は、被エッチング層と、該被エッチング層の上に設けられる有機膜と、該有機膜の上に設けられシリコンを含有する反射防止膜と、該反射防止膜の上に設けられる第１マスクとを備え、該方法は、
前記処理容器内で発生させたプラズマと前記第１マスクとを用いて前記反射防止膜をエッチングする工程であって、該反射防止膜から第２マスクが形成される該工程を備え、
前記反射防止膜をエッチングする前記工程において、前記処理容器内に供給される処理ガスの総流量を該処理容器の容積で割って得られる圧力上昇率は、１０ｍＴｏｒｒ／ｓ以下であり、
前記第１マスクの溝の幅を該溝に沿って形成された前記第２マスクの溝の幅から差し引いた値を、前記反射防止膜の厚みで割った値は、−０．２０以上である、
方法。
【請求項２】
前記有機膜と前記第２マスクとの界面と、該第２マスクの側面との間の角度は、８０度を上回る、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１マスクのうち前記反射防止膜をエッチングする前記工程の後に残った部分の厚みと、前記第２マスクの厚みとの合計は、５０ｎｍを上回る、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記反射防止膜をエッチングする前記工程において、前記処理容器内の圧力を前記圧力上昇率で割って得られるレジデンスタイムは、１．０秒以上である、請求項１〜請求項３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、プラズマエッチングによって被処理体を処理する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスといった電子デバイスの製造プロセスでは、被エッチング層上にマスクを形成し、当該マスクのパターンを被エッチング層に転写するためにエッチングが行われる。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。従って、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限界や、パターン密度等によって影響を受ける。
【０００３】
パターン密度が一様ではないマスク（パターンに疎密差のあるマスク）を介したエッチングにおいて、パターンの疎密差による影響を低減するための技術が、特許文献１に開示されている。また、マスクの形成においてパターンの疎密差を低減するようなエッチング技術が、特許文献２に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９２７５２号公報
【特許文献２】特開２００８−７８５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、電子デバイスの高集積化に伴い、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、レジストマスク上にＣＦ重合膜を堆積させることによって当該レジストマスクにより画成される開口の幅（パターンの溝の幅）を縮小する技術が提案されている。上記のようなＣＦ重合膜の堆積には、例えば重合性の処理ガスが主に用いられ得る。この場合、上記のようなパターン密度が一様でない場合においては、パターン密度が疎になるほどより多くの堆積が生じる。このため、パターンの疎密差に応じて、パターンの溝の側壁に対する堆積量が変化し、パターンの溝の幅が変化するので、エッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量についてもパターンの疎密差に応じて異なることとなり、よって、パターンの微細化が進むにつれて、パターンの疎密差に応じたパターンの溝の幅のエッチングに伴う差異が許容範囲を超える場合も生じ得る。従って、エッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量をパターンの疎密差によらないよう低減する必要が生じる。また、パターンの溝の幅を上記のような堆積物によって縮小する必要性がＥＵＶ技術の実用化によって低下し、さらに、ＡＬＤ技術も併せて用いられる場合において、当該技術による比較的に高いパターン精度をエッチング後においても維持するためにも、エッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量をパターンの疎密差によらないよう低減する必要が生じる。以上のように、プラズマエッチングによって被処理体を処理する方法においては、エッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量をパターンの疎密差によらないよう低減する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様においては、プラズマ処理装置の処理容器内で行われる被処理体を処理する方法が提供される。被処理体は、被エッチング層と、被エッチング層の上に設けられる有機膜と、有機膜の上に設けられシリコンを含有する反射防止膜と、反射防止膜の上に設けられる第１マスクとを備える。この方法は、処理容器内で発生させたプラズマと第１マスクとを用いて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２マスクが形成される工程（「工程ａ」という）を備える。この方法の工程ａにおいて、処理容器内に供給される処理ガスの総流量を処理容器の容積で割って得られる圧力上昇率は１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］（ｓは秒）以下であり、第１マスクの溝の幅を当該溝に沿って形成された第２マスクの溝の幅から差し引いた値を反射防止膜の厚みで割った値は−０．２０以上である。
【０００７】
反射防止膜上の第１マスクのパターンを当該パターンの疎密差によらずに高詳細で転写するために、反射防止膜のエッチングの選択比を十分に向上させることが必要である。発明者は、鋭意研究の結果、上記の一態様の工程ａにおいて、第１マスクの溝の幅を当該溝に沿って形成された第２マスクの溝の幅から差し引いた値を反射防止膜の厚みで割った値が−０．２０以上となるようなエッチング性優位の条件において、処理容器内に供給される処理ガスの総流量を処理容器の容積で割って得られる圧力上昇率を１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］以下とすることで、エッチング性と堆積性とのバランスが図られることとなり、よって、反射防止膜のエッチングに対する選択比が向上され、反射防止膜から形成される第２マスクの形状が好適に整えられることを見い出した。以上の工程ａによって形成される第２マスクを用いれば、反射防止膜上の第１マスクのパターンを、当該パターンの疎密差によらずに高詳細で、有機膜のエッチング時に転写できる。
【０００８】
一実施形態では、有機膜と第２マスクとの界面と、この第２マスクの側面との間の角度は、８０［度］を上回る。従って、工程ａのエッチングによって形成される第２マスクの側面が第２マスクと有機膜との界面に対し略垂直となるので、工程ａの後に行われる有機膜に対するエッチングにおいて、マスクの溝の幅のエッチングによる変動が低減されたものとなる。
【０００９】
一実施形態では、第１マスクのうち反射防止膜をエッチングする工程ａの後に残った部分の厚みと、第２マスクの厚みとの合計は、５０［ｎｍ］を上回る。従って、工程ａのエッチングによって形成される第２マスクの厚みと第１マスクのうち残った部分の厚みとの合計が５０［ｎｍ］を上回るので、工程ａの後に行われる有機膜に対するエッチングにおいて、第２マスクと第１マスクのうち残った部分とによって十分な厚みのマスクが提供できる。
【００１０】
一実施形態では、反射防止膜をエッチングする工程ａにおいて、処理容器内の圧力を圧力上昇率（処理容器内に供給される処理ガスの総流量を処理容器の容積で割って得られる値）で割って得られるレジデンスタイムは、１．０［ｓ］（ｓは秒）以上である。従って、工程ａにおけるレジデンスタイムが１．０［ｓ］以上と比較的に長いので、工程ａにおいて処理容器内のガス分子の解離度が向上され、さらに、処理容器の上部の電極でのスカベンジ（scavenge）量が増加される。よって、工程ａにおいて堆積性が比較的に低いガスが用いられても、選択比の低減が抑制できる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、エッチング前後におけるパターンの溝の幅の変化量をパターンの疎密差によらないよう低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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、図１に示す方法の各工程の実行前および実行後の被処理体の状態を示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程において用いられる条件を説明するためのグラフである。
【図５】図５は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程において用いられる他の条件を説明するためのグラフである。
【図６】図６は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程によって形成されるマスクの形状を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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、圧力センサ２１、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４４、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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
圧力センサ２１は、キャパシタンスマノメータであり、処理容器１２の外側に設けられており、配管を介して処理容器１２の内側の気圧を測定する。当該配管は、静電チャックＥＳＣの高さ位置において処理容器１２の側壁に設けられており、処理容器１２の内側から外側に貫通しており、処理容器１２の外側にある圧力センサ２１に接続される。従って、圧力センサ２１によって、静電チャックＥＳＣの表面に載置されるウエハＷの周囲の全気圧（処理容器１２の内圧に対応し、以下同様。）と同様の気圧が配管を介して検出される。圧力センサ２１による検出結果は制御部Ｃｎｔに送信される。
【００２３】
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。
【００２４】
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、シリコンから構成され得る。
【００２５】
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。
【００２６】
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、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
ガスソース群４０は、バルブ群４２および流量制御器群４４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、ハロゲン化ケイ素ガスのソース、水素ガスのソース、酸素ガスのソース、窒素ガスのソース、ハロゲン含有ガスのソース、および、希ガスのソースを含み得る。ハロゲン化ケイ素ガスとしては、ＳｉＣｌ４ガスが用いられ得るが、その他のＳｉＢｒ４ガス、ＳｉＦ４ガス、またはＳｉＨ２Ｃｌ４ガス等も必要に応じて用いられることができる。ハロゲン含有ガスとしては、例えばフルオロカーボン系ガスを含み得る。フルオロカーボン系ガスとしては、フルオロカーボンガスおよびハイドロフルオロカーボンガスを含み得る。フルオロカーボンガスとしては、ＣＦ４ガスが用いられるが、更に、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス等が用いられ得る。ハイドロフルオロカーボンガスとしては、ＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨ３Ｆガス等が用いられ得る。さらに、その他のハロゲン含有ガスとして、ＳＦ６ガス、ＮＦ３ガス等も用いられ得る。希ガスとしては、Ａｒガス、Ｈｅガス等が用いられることができる。
【００３２】
バルブ群４２は、複数のバルブを含む。流量制御器群４４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４４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。
【００３３】
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る。デポシールド４６は、支持部１４の外周にも設けられる。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。
【００３４】
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、ターボ分子ポンプ等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。
【００３５】
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６０［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。
【００３６】
また、プラズマ処理装置１０は、電源７０を更に備えている。電源７０は、上部電極３０に接続されている。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から二次電子および／またはシリコンが放出される。
【００３７】
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［ＭＨｚ］の範囲内の周波数、一例においては１３．５６［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。
【００３８】
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４４、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。
【００３９】
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。
【００４０】
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は、図３を参照する。図３は、図１に示す方法の各工程の実行前および実行後の被処理体の状態を示す断面図である。
【００４１】
図１に示す方法ＭＴでは、まず、工程ＳＴ１においてウエハＷが準備される。工程ＳＴ１において準備されるウエハＷは、図１に示すように、基板ＳＢ、被エッチング層ＥＬ、有機膜ＯＬ、反射防止膜ＡＬ、およびマスクＭＫ１（第１マスク）を有している。被エッチング層ＥＬは、基板ＳＢ上に設けられる。被エッチング層ＥＬは、有機膜ＯＬ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。例えば、被エッチング層ＥＬは、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成され得る。なお、被エッチング層ＥＬは、多結晶シリコンといった他の材料から構成されていてもよい。有機膜ＯＬは、被エッチング層ＥＬ上に設けられている。有機膜ＯＬは、炭素を含む層であり、例えば、ＳＯＨ（スピンオンハイドロカーボン）層である。反射防止膜ＡＬは、シリコンを含有する反射防止膜であり、有機膜ＯＬ上に設けられる。
【００４２】
マスクＭＫ１は、反射防止膜ＡＬ上に設けられている。マスクＭＫ１は、ＡｒＦ等の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り作成される。マスクＭＫ１は、反射防止膜ＡＬを部分的に覆う。マスクＭＫ１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ＭＫ１は、平面視において円形の開口を提供するパターンを有していてもよい。或いは、マスクＭＫ１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していてもよい。
【００４３】
工程ＳＴ１では、図３の（ａ）部に示すウエハＷが準備され、当該ウエハＷ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。
【００４４】
続く工程ＳＴ２では、反射防止膜ＡＬがエッチングされる。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されたガスソースから、ハロゲン含有ガスを含む処理ガスが処理容器１２内に供給される。工程ＳＴ２で用いられるハロゲン含有ガスは、例えばエッチング優位（堆積性が劣位）のＣＦ４ガスが用いられ得る。なお、工程ＳＴ２で用いられるハロゲン含有ガスは、ＣＦ４ガス以外にも、例えばＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨ３Ｆガス等の堆積性が優位なガス種であっても、エッチング優位（堆積性が劣位）のガス種との混合比率の調整により、エッチング優位を維持できていれば、用いることができる。従って、ＣＦ４ガス以外にも、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、ＣＨＦ３ガス、ＣＨ２Ｆ２ガス、ＣＨ３Ｆガス、ＳＦ６ガス、ＮＦ３ガス等が用いられ得る。また、第１の高周波電源６２から高周波電力が供給される。また、第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力が供給される。さらに、排気装置５０を動作させることによって、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。これにより、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ＡＬの全領域のうちマスクＭＫ１から露出した領域をエッチングする。工程ＳＴ２によって、図３の（ｂ）部に示すように、反射防止膜ＡＬからマスクＡＬＭ１（第２マスク）が形成され、マスクＭＫ１は、マスクＭＫ２となる。マスクＭＫ２は、マスクＭＫ１のうち反射防止膜ＡＬをエッチングする工程ＳＴ２の後に残った部分である。なお、特に工程ＳＴ２の内容については、後に詳述する。
【００４５】
続く工程ＳＴ３では、有機膜ＯＬがエッチングされる。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されたガスソースから、酸素ガスを含む処理ガスが処理容器１２内に供給される。また、第１の高周波電源６２から高周波電力が供給される。また、第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力が供給される。さらに、排気装置５０を動作させることにより、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。これにより、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、有機膜ＯＬの全領域のうちマスクＡＬＭ１から露出した領域をエッチングする。工程ＳＴ２によって形成されるマスクＡＬＭ１は、工程ＳＴ２によって形成されるマスクＭＫ２と共に、工程ＳＴ３のエッチングにおいてマスクとして機能する。工程ＳＴ３によって、図３の（ｃ）部に示すように、有機膜ＯＬからマスクＯＬＭが形成され、マスクＡＬＭ１は、マスクＡＬＭ２となる。なお、有機膜ＯＬをエッチングするガスとしては、窒素ガスと水素ガスを含む処理ガスを用いてもよい。
【００４６】
続く、工程ＳＴ４では、被エッチング層ＥＬがエッチングされる。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されたガスソースから、処理ガスが処理容器１２内に供給される。処理ガスは、被エッチング層ＥＬ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ＥＬ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。また、第１の高周波電源６２から高周波電力が供給される。また、第２の高周波電源６４から高周波バイアス電力が供給される。さらに、排気装置５０を動作させることにより、処理容器１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。これにより、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ＥＬの全領域のうち、マスクＯＬＭから露出した領域をエッチングする。工程ＳＴ４によって、図３の（ｄ）部に示すように、マスクＯＬＭのパターンが被エッチング層ＥＬに転写される。
【００４７】
次に、図３、図４、図５、図６を参照して、図１に示す工程ＳＴ２の内容をより詳細に説明する。図４は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程において用いられる条件を説明するためのグラフである。図５は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程において用いられる他の条件を説明するためのグラフである。図６は、図１に示す反射防止膜をエッチングする工程によって形成されるマスクの形状を模式的に示す図である。
【００４８】
まず、説明の便宜上、以下の定義を予め行う。図３の（ｂ）部に示すマスクＡＬＭ１の厚み（図３の（ａ）部に示す反射防止膜ＡＬの厚みと同一）をＬＤ１１（＝３５）［ｎｍ］とし、図３の（ｂ）部に示すマスクＭＫ２の厚みをＬＤ２（＝７５）［ｎｍ］とし、図３の（ｃ）部および図３の（ｄ）部に示すマスクＯＬＭの厚み（図３の（ａ）部および図３の（ｂ）部に示す有機膜ＯＬの厚みと同一）をＬＤ３（＝９５）［ｎｍ］とする。図３の（ｃ）部に示すマスクＡＬＭ２の厚みをＬＤ１２［ｎｍ］とする。なお、以下において長さの次元は、特に示されていない場合であっても、ナノメートル（［ｎｍ］）である。
【００４９】
反射防止膜ＡＬをエッチングする前（工程ＳＴ２の前）のパターンの状態として、「疎」状態と「密」状態とを定義する。図３の（ａ）部において、マスクＭＫ１によって構成されるパターンの溝ＧＲの幅の値をＬＷ１１［ｎｍ］とし、マスクＭＫ１の幅の値をＬＷ１２［ｎｍ］とし、また単位間隔の値をＬｕ（＝４５）［ｎｍ］とする。「疎」状態とは、ＬＷ１２＝Ｌｕ且つＬＷ１１＝５×Ｌｕの関係が満たされる場合（すなわち、反射防止膜ＡＬをエッチングする前においてマスクＭＫ１の幅と溝ＧＲの幅との比が１：５となっている場合）に対応する。以下、「疎」状態を「ｉｓｏ」と記す場合がある。「密」状態とは、ＬＷ１２＝Ｌｕ且つＬＷ１１＝Ｌｕの関係が満たされる場合（すなわち、反射防止膜ＡＬをエッチングする前においてマスクＭＫ１の幅と溝ＧＲの幅との比が１：１となっている場合）に対応する。以下、「密」状態を「ｄｅｎ」と記す場合がある。
【００５０】
図３の（ｂ）部において、マスクＡＬＭ１によって構成されるパターンの溝ＧＲの底部側の幅の値をＬＷ２［ｎｍ］とする。溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量をＬＷｂ２１（＝ＬＷ２−ＬＷ１１）［ｎｍ］とする。図３の（ｃ）部において、マスクＯＬＭによって構成されるマスクパターンの溝ＧＲの底部側の幅の値をＬＷ３［ｎｍ］とする。溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬおよび有機膜ＯＬのエッチングの前後で変化する変化量をＬＷｂ３１（＝ＬＷ３−ＬＷ１１）［ｎｍ］とし、溝ＧＲの底部側の幅が有機膜ＯＬのエッチングの前後で変化する変化量をＬＷｂ３２（＝ＬＷ３−ＬＷ２）［ｎｍ］とする。ＬＷｂ３１＝ＬＷｂ３２＋ＬＷｂ２１が満たされる。ＬＷｂ２１，ＬＷｂ３２，ＬＷｂ３１は、一般にＣＤバイアス（ＣＤ：Critical  Dimension）と称される量に対応する。
【００５１】
「疎」状態におけるＬＷ１１，ＬＷ２，ＬＷ３，ＬＷｂ２１，ＬＷｂ３２，ＬＷｂ３１［ｎｍ］のそれぞれを、ＬＷ１１＿ｉｓｏ，ＬＷ２＿ｉｓｏ，ＬＷ３＿ｉｓｏ，ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ，ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ，ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ［ｎｍ］とする。ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ［ｎｍ］は、ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ＝ＬＷ２＿ｉｓｏ−ＬＷ１１＿ｉｓｏを満たし、ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ［ｎｍ］は、ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ＝ＬＷ３＿ｉｓｏ−ＬＷ２＿ｉｓｏを満たし、ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ［ｎｍ］は、ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ＝ＬＷ３＿ｉｓｏ−ＬＷ１１＿ｉｓｏを満たす。
【００５２】
「密」状態におけるＬＷ１１，ＬＷ２，ＬＷ３，ＬＷｂ２１，ＬＷｂ３２，ＬＷｂ３１［ｎｍ］のそれぞれを、ＬＷ１１＿ｄｅｎ，ＬＷ２＿ｄｅｎ，ＬＷ３＿ｄｅｎ，ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ，ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ，ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ［ｎｍ］とする。ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ［ｎｍ］は、ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ＝ＬＷ２＿ｄｅｎ−ＬＷ１１＿ｄｅｎを満たし、ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ［ｎｍ］は、ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ＝ＬＷ３＿ｄｅｎ−ＬＷ２＿ｄｅｎを満たし、ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ［ｎｍ］は、ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ＝ＬＷ３＿ｄｅｎ−ＬＷ１１＿ｄｅｎを満たす。
【００５３】
反射防止膜ＡＬのエッチングの前後における「密」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ［ｎｍ］）を、反射防止膜ＡＬのエッチングの前後における「疎」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ［ｎｍ］）から差し引いた値を、ΔＬＷｂ２１［ｎｍ］とすると、ΔＬＷｂ２１［ｎｍ］は、反射防止膜ＡＬのエッチングの前後におけるＣＤバイアスの疎密差に対応しており、ΔＬＷｂ２１＝ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ−ＬＷｂ２１＿ｄｅｎを満たす。
【００５４】
有機膜ＯＬのエッチングの前後における「密」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ［ｎｍ］）を、有機膜ＯＬのエッチングの前後における「疎」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ［ｎｍ］）から差し引いた値を、ΔＬＷｂ３２［ｎｍ］とすると、ΔＬＷｂ３２［ｎｍ］は、有機膜ＯＬのエッチングの前後におけるＣＤバイアスの疎密差に対応しており、ΔＬＷｂ３２＝ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ−ＬＷｂ３２＿ｄｅｎを満たす。
【００５５】
反射防止膜ＡＬおよび有機膜ＯＬのエッチングの前後における「密」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ［ｎｍ］）を、反射防止膜ＡＬおよび有機膜ＯＬのエッチングの前後における「疎」状態の溝ＧＲの底部側の幅の変化量の値（ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ［ｎｍ］）から差し引いた値を、ΔＬＷｂ３１［ｎｍ］とすると、ΔＬＷｂ３１［ｎｍ］は、反射防止膜ＡＬおよび有機膜ＯＬのエッチングの前後におけるＣＤバイアスの疎密差に対応しており、ΔＬＷｂ３１＝ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ−ＬＷｂ３１＿ｄｅｎを満たす。
【００５６】
上記の定義を用いて、以下、図１に示す工程ＳＴ２について説明する。工程ＳＴ２における反射防止膜ＡＬのエッチングによって、工程ＳＴ３における有機膜ＯＬのエッチング後の溝ＧＲの変化量の疎密差（ＣＤバイアス）が好適に抑制される。このことは、工程ＳＴ２における反射防止膜ＡＬのエッチング時において選択比が向上されることに起因する。換言すれば、工程ＳＴ２における反射防止膜ＡＬのエッチング時において、堆積性が優位（エッチングが劣位）になる条件と、エッチングが優位（堆積性が劣位）になる条件とのバランスが向上されることに起因する。
【００５７】
そこでまず、工程ＳＴ２において用いられるエッチングが優位（堆積性が劣位）となる条件について説明する。マスクＭＫ１の溝の幅（ＬＷ１１［ｎｍ］）を工程ＳＴ２において該溝に沿って形成されたマスクＡＬＭ１の溝の幅（ＬＷ２［ｎｍ］）から差し引いた値（ＬＷｂ２１［ｎｍ］）を、反射防止膜ＡＬの厚み（マスクＡＬＭ１の厚みであるＬＤ１１［ｎｍ］と同一）で割った値をψ（＝ＬＷｂ２１／ＬＤ１１）とすると、ψ≧−０．２０（以下、条件１という）が、工程ＳＴ２において用いられるエッチングが優位となる条件である。
【００５８】
図４に示す測定結果を参照して、上記の条件１を説明する。図４の横軸に示すΔＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］は、溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量の疎密差の代表値を示す。より具体的には、図４の横軸に示すΔＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］は、「疎」状態における溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量の値（ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ［ｎｍ］）の代表値（例えば「疎」状態における平均値または任意の測定値）から、［密］状態における溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量の値（ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ［ｎｍ］）の代表値（例えば「密」状態における平均値またはに二の測定値）を差し引いた値である。
【００５９】
図４の縦軸に示すＬＷｂ２１＿ａ／ＬＤ１１＿ａは、溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量（ＬＷｂ２１［ｎｍ］）の代表値（ＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］）である平均値または任意の測定値をマスクＡＬＭ１（反射防止膜ＡＬ）の厚み（ＬＤ１１［ｎｍ］）の代表値（ＬＤ１１＿ａ［ｎｍ］）である平均値または任意の測定値で割った値である。より具体的には、図４の縦軸に示すＬＷｂ２１＿ａ／ＬＤ１１＿ａは、「疎」状態と「密」状態との全ての状態で測定された複数の値（溝ＧＲの底部側の幅が反射防止膜ＡＬのエッチングの前後で変化する変化量であって、詳細にはマスクＭＫ１の溝の底部側の幅の値（ＬＷ１１［ｎｍ］）をこの溝に沿って形成されたマスクＡＬＭ１の溝の底部側の幅の値（ＬＷ２［ｎｍ］）から差し引いた値（ＬＷｂ２１［ｎｍ］））の代表値（ＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］）である平均値または任意の測定値を、マスクＡＬＭ１（反射防止膜ＡＬ）の厚み（ＬＤ１１［ｎｍ］）の代表値（ＬＤ１１＿ａ［ｎｍ］）である平均値または任意の測定値で割った値である。また、図４に示す線Ｇ１ａ，Ｇ１ｂは、それぞれ、異なった構成の処理容器１２によって得られた測定結果であり、処理容器１２における主な相違点としては、上部電極３０の材料の違い（一方がシリコン、他方が石英）である。
【００６０】
線Ｇ１ａ，Ｇ１ｂは、図４において、横軸のΔＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］の値が略ゼロで交差し、この交差点における縦軸（ＬＷｂ２１＿ａ／ＬＤ１１＿ａ）の値は、−０．２である。さらに、線Ｇ１ａ，Ｇ１ｂは、図４において、横軸の値がΔＬＷｂ２１＿ａ［ｎｍ］＜０であり且つ縦軸の値がＬＷｂ２１＿ａ／ＬＤ１１＿ａ＜−０．２である領域と、横軸の値がΔＬＷｂ２１＿ａ＞０［ｎｍ］であり且つ縦軸の値がＬＷｂ２１＿ａ／ＬＤ１１＿ａ＞−０．２である領域とに延びている。横軸の値がΔＬＷｂ２１＿ａ＞０［ｎｍ］の場合は、「疎」状態における溝ＧＲの底部側の幅の変化量が「密」状態における溝ＧＲの底部側の幅の変化量よりも大きい場合であるので、工程ＳＴ２がエッチングの優位な状態（堆積性が抑制された状態）であることを意味する。従って、上記の条件１は、エッチングが優位（堆積性が劣位）となる条件として、工程ＳＴ２において用いられる。
【００６１】
次に、工程ＳＴ２において用いられる堆積性が優位（エッチングが劣位）となる条件について説明する。上記した条件を満たすようなエッチング優位な条件であっても、この堆積性が優位となる条件が満たされることによって堆積性の向上が可能となる。工程ＳＴ２におけるエッチングに用いる処理ガスの総流量（具体的には例えば本実施形態においてＣＦ４ガスの総流量）をＴＳ［ｓｃｃｍ］とし、処理容器１２の容積をＢＫ［リットル］とし、圧力上昇率をε［ｍＴｏｒｒ／ｓ］（ｓは秒）とすると、ε＝ＴＳ／ＢＫ≦１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］（以下、条件２という）が、工程ＳＴ２において用いられる堆積性が優位となる条件である。すなわち、上記の条件２は、反射防止膜ＡＬをエッチングする工程ＳＴ２において処理容器１２内に供給される処理ガス（ＣＦ４ガス）の総流量［ｓｃｃｍ］を、処理容器１２の容積［リットル］で割った値が１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］以下となることである。工程ＳＴ２において用いられる処理ガスは、堆積性が一般に抑制される傾向のＣＦ４ガスであるが、上記の条件２によって、堆積性が抑制される傾向のガス（特にＣＦ４ガス）が用いられる場合であっても堆積性の向上が可能となる。
【００６２】
図５に示す測定結果を参照して、上記の条件２を説明する。なお、一実施形態として処理容器１２の容積のＢＫ［リットル］は１４９［リットル］であるが（本実施形態において同様）、処理容器１２の容積のＢＫ［リットル］の値はこの値に限らず、他の値であっても以下に示すものと同様の作用・効果が得られる。図５の横軸は、工程ＳＴ２における処理容器１２内の処理ガスの総流量であるＴＳ［ｓｃｃｍ］（具体的には例えば本実施形態においてＣＦ４ガスの総流量）を示しており、図５の縦軸は、ＯＥＳ（Optical  Emission  Spectroscopy）によるスペクトルから得られるＣ２（５１６）の光量とＦ（７７５）の光量との比（Ｃ２（５１６）／Ｆ（７７５））を示している。ＣＦ４ガスが用いられる場合には堆積性が一般に抑制される傾向にあるが、図５に示す測定結果を参照すれば、ＣＦ４の総流量が比較的に低く、特にＣＦ４の総流量ＴＳ≦１００［ｓｃｃｍ］の場合には、堆積性に寄与し得るＣ（炭素）の量が、エッチング性に寄与し得るＦ（フッ素）の量を上回ることがわかる。この場合、処理容器１２の容積がＢＫ＝１４９［リットル］と比較的に大きいので、圧力上昇率のε［ｍＴｏｒｒ／ｓ］は、上記の条件２（ε≦１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］）を満たす。以上によって、上記の条件２は、堆積性が優位（エッチングが劣位）となる条件として、工程ＳＴ２において用いられる。
【００６３】
また、上記の条件２の場合において、工程ＳＴ２におけるレジデンスタイムをτ［ｓ］（ｓは秒）とし、工程ＳＴ２における処理容器１２内の圧力をＰ［ｍＴｏｒｒ］とすれば、τ＝Ｐ／ε［ｓ］となる。圧力Ｐ［ｍＴｏｒｒ］は圧力センサ２１によって検出され、検出結果は制御部Ｃｎｔに送信される。例えばＰ＝１５［ｍＴｏｒｒ］の場合には、ε≦１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］（条件２）によって、τ≧１．５［ｓ］となり、よって、上記の条件２は、比較的に長いレジデンスタイムに対応していることがわかる。工程ＳＴ２では、レジデンスタイムとして、τ≧１．０［ｓ］が用いられる。τ≧１．０［ｓ］のように比較的に長いレジデンスタイムを採用すれば、工程ＳＴ２において、ＣＦ４ガスのガス分子の解離度が向上され、さらに、ＣＦ４ガスの上部電極３０でのスカベンジ量も向上されることとなるので、堆積性が劣位のＣＦ４ガスを用いても、工程ＳＴ２のエッチングにおいて選択比の向上が実現可能となる。
【００６４】
工程ＳＴ２において、処理ガスとしてＣＦ４を用い、更に、上記の条件１および条件２を用いることによって選択比が向上されるので、工程ＳＴ２によって形成される図３の（ｂ）部に示すマスクＡＬＭ１およびマスクＭＫ２の形状が図６に示すようなものとなる。マスクＡＬＭ１において工程ＳＴ３のエッチングによって除去される部分の厚みをＷ［ｎｍ］とする。ＬＤ１３＝ＬＤ１１−ＬＤ１２が満たされる。マスクＡＬＭ１と有機膜ＯＬとの界面ＳＦ１と、マスクＡＬＭ１の側面ＳＦ２との間の角度をθ［度］とする。工程ＳＴ３のエッチングによって有機膜ＯＬの側面が後退する長さをｘ［ｎｍ］とする。ｘ［ｎｍ］は、有機膜ＯＬの側面とマスクＯＬＭの側面との間の距離である。ｘ［ｎｍ］、θ［度］、ＬＤ１３［ｎｍ］は、ｘ＝ＬＤ１３／ｔａｎθ［ｎｍ］を概ね満たす。従って、工程ＳＴ３のエッチングによって有機膜ＯＬの側面が後退する長さ（ｘ［ｎｍ］）は、θ［度］が９０［度］に近い程、小さくなる。工程ＳＴ２によって形成されるマスクＡＬＭ１の場合、θ＞８０［度］を満たす。また、工程ＳＴ２によって形成されるマスクＡＬＭ１およびマスクＭＫ２は、工程ＳＴ３のエッチングにおいてマスクとして機能する。マスクＡＬＭ１の厚みのＬＤ１１［ｎｍ］とマスクＭＫ２の厚みのＬＤ２［ｎｍ］との合計（ＬＤ１１＋ＬＤ２）［ｎｍ］は、工程ＳＴ３において機能するマスクの全厚みに相当し、工程ＳＴ２によってＬＤ１１＋ＬＤ２＞５０［ｎｍ］が満たされる。
【００６５】
なお、有機膜ＯＬの膜の厚み（ＬＤ３［ｎｍ］）を反射防止膜ＡＬの膜の厚み（ＬＤ１１［ｎｍ］）で割った第１の比（ＬＤ３／ＬＤ１１）と、工程ＳＴ３によって有機膜ＯＬから形成されたマスクＯＬＭの厚み（有機膜ＯＬの厚みと同一のＬＤ３［ｎｍ］）を工程ＳＴ３によってマスクＡＬＭ１がエッチングされた部分の厚み（ＬＤ１３［ｎｍ］）で割った第２の比（ＬＤ３／ＬＤ１３）とは、ＬＤ１１＞ＬＤ１３が成立しているので、工程ＳＴ３の後において、第２の比＞第１の比、の関係を満たす。
【００６６】
以上のように、処理ガスとしてＣＦ４を用い、更に、上記の条件１および条件２を用いることによって、工程ＳＴ２において堆積性が優位（エッチングが劣位）になる条件とエッチングが優位（堆積性が劣位）になる条件とのバランスが向上され、工程ＳＴ２における反射防止膜ＡＬのエッチング時において選択比が向上され、反射防止膜ＡＬから形成されるマスクＡＬＭ１の形状が好適に整えられ、よって、工程ＳＴ２の後の工程ＳＴ３における有機膜ＯＬのエッチング後の溝ＧＲの変化量の疎密差が好適に抑制されることとなる。
【００６７】
以下、方法ＭＴの評価のために行った種々の実験例１〜３について、図３、図６を参照して説明する。実験例１〜３において、ＬＤ２＝７５［ｎｍ］であり、ＬＤ１１＝３５［ｎｍ］であり、ＬＤ３＝９５［ｎｍ］であり、パターンが「密」状態（ｄｅｎ）の場合、ＬＷ１２：ＬＷ１１＝１：１（ＬＷ１２＝４５［ｎｍ］）であり、パターンが「疎」状態（ｉｓｏ）の場合、ＬＷ１２：ＬＷ１１＝１：５（ＬＷ１２＝４５［ｎｍ］）であり、ＢＫ＝１４９［リットル］であった。
【００６８】
＜工程ＳＴ２の条件＞
実験例１〜３の工程ＳＴ２では、処理容器１２内の圧力が１５［ｍＴｏｒｒ］であり、第１の高周波電源６２の高周波電力が６０［ＭＨｚ］、８００［Ｗ］であり、第２の高周波電源６４の高周波バイアス電力が１３［ＭＨｚ］、２００［Ｗ］であり、処理ガスにはＣＦ４ガスのみが用いられた。実験例１の工程ＳＴ２では、ＣＦ４ガスの流量（総流量）が３００［ｓｃｃｍ］であり、処理時間が５５［ｓ］であった。実験例２の工程ＳＴ２では、ＣＦ４ガスの流量（総流量）が５０［ｓｃｃｍ］であり、処理時間が６６［ｓ］であった。実験例３の工程ＳＴ２では、ＣＦ４ガスの流量（総流量）が２０［ｓｃｃｍ］であり、処理時間が７７［ｓ］であった。
【００６９】
＜工程ＳＴ３の条件＞
実験例１〜３の工程ＳＴ３では、処理容器１２内の圧力が２０［ｍＴｏｒｒ］であり、第１の高周波電源６２の高周波電力が６０［ＭＨｚ］、１６００［Ｗ］であり、第２の高周波電源６４の高周波バイアス電力が１３［ＭＨｚ］、２００［Ｗ］であり、Ｎ２ガスの流量が２００［ｓｃｃｍ］であり、Ｈ２ガスの流量が４００［ｓｃｃｍ］であり、処理時間が８０［ｓ］であった。
【００７０】
工程ＳＴ２によって形成された各種の幅（ＬＷ２＿ｄｅｎ，ＬＷ２＿ｉｓｏ，ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ，ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ）、厚み（ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｄｅｎ，ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｉｓｏ）、角度（θ＿ｄｅｎ，θ＿ｉｓｏ）、疎密差（ΔＬＷｂ２１）は、以下のようになった。ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｄｅｎは、「密」状態のＬＤ１１＋ＬＤ２であり、ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｉｓｏは、「疎」状態のＬＤ１１＋ＬＤ２であり、θ＿ｄｅｎは、「密」状態のθであり、θ＿ｉｓｏは、「疎」状態のθである。
＜実験例１＞
・ＬＷ２＿ｄｅｎ：５４．０［ｎｍ］
・ＬＷ２＿ｉｓｏ：２３３．９［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ：＋３．５［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ：＋７．２［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｄｅｎ：３７．１［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｉｓｏ：３４．９［ｎｍ］
・θ＿ｄｅｎ：７２．２［度］
・θ＿ｉｓｏ：６９．４［度］
・ΔＬＷｂ２１：＋３．７［ｎｍ］
＜実験例２＞
・ＬＷ２＿ｄｅｎ：４８．４［ｎｍ］
・ＬＷ２＿ｉｓｏ：２２５．４［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ：−２．１［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ：−１．３［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｄｅｎ：５８．２［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｉｓｏ：５２．６［ｎｍ］
・θ＿ｄｅｎ：８７．６［度］
・θ＿ｉｓｏ：８５．２［度］
・ΔＬＷｂ２１：＋０．８［ｎｍ］
＜実験例３＞
・ＬＷ２＿ｄｅｎ：３８．９［ｎｍ］
・ＬＷ２＿ｉｓｏ：２１３．５［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｄｅｎ：−１１．６［ｎｍ］
・ＬＷｂ２１＿ｉｓｏ：−１３．２［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｄｅｎ：６９．６［ｎｍ］
・ＬＤ１１＋ＬＤ２＿ｉｓｏ：６０．６［ｎｍ］
・θ＿ｄｅｎ：８４．０［度］
・θ＿ｉｓｏ：８４．６［度］
・ΔＬＷｂ２１：−１．６［ｎｍ］
【００７１】
工程ＳＴ３によって形成された各種の幅（ＬＷ３＿ｄｅｎ，ＬＷ３＿ｉｓｏ，ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ，ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ，ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ，ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ）、厚み（ＬＤ１２＿ｄｅｎ，ＬＤ１２＿ｉｓｏ）、疎密差（ΔＬＷｂ３１，ΔＬＷｂ３２）は以下のようになった。ＬＤ１２＿ｄｅｎは、「密」状態のＬＤ１２であり、ＬＤ１２＿ｉｓｏは、「疎」状態のＬＤ１２である。
＜実験例１＞
・ＬＷ３＿ｄｅｎ：６２．２［ｎｍ］
・ＬＷ３＿ｉｓｏ：２４２．１［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ：＋１１．６［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ：＋１５．４［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ：＋８．２［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ：＋８．２［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｄｅｎ：２９．９［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｉｓｏ：１９．６［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３１：＋３．７［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３２：０．０［ｎｍ］
＜実験例２＞
・ＬＷ３＿ｄｅｎ：５２．９［ｎｍ］
・ＬＷ３＿ｉｓｏ：２２９．４［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ：＋２．４［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ：＋２．７［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ：＋４．５［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ：＋４．０［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｄｅｎ：３３．３［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｉｓｏ：３２．５［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３１：＋０．３［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３２：−０．５［ｎｍ］
＜実験例３＞
・ＬＷ３＿ｄｅｎ：３９．４［ｎｍ］
・ＬＷ３＿ｉｓｏ：２１４．６［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｄｅｎ：−１１．１［ｎｍ］
・ＬＷｂ３１＿ｉｓｏ：−１２．２［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｄｅｎ：＋０．５［ｎｍ］
・ＬＷｂ３２＿ｉｓｏ：＋１．１［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｄｅｎ：３３．９［ｎｍ］
・ＬＤ１２＿ｉｓｏ：３３．９［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３１：−１．１［ｎｍ］
・ΔＬＷｂ３２：＋０．５［ｎｍ］
【００７２】
以上の実験例１〜３のうち、上記の条件１且つ条件２を満たすものは、実験例２のみである。
【００７３】
以上説明した実施形態によれば、反射防止膜ＡＬ上のマスクＭＫ１のパターンを、工程ＳＴ３以降において当該パターンの疎密差によらずに高詳細で転写するために、反射防止膜ＡＬのエッチングの選択比を十分に向上させることが必要であるが、工程ＳＴ２において、マスクＭＫ１の溝の幅を当該溝に沿って形成されたマスクＡＬＭ１の溝の幅から差し引いた値を反射防止膜の厚みで割った値ψが−０．２０以上となるようなエッチング性優位の条件において、処理容器１２内に供給される処理ガス（ＣＦ４ガス）の総流量を処理容器の容積で割って得られる圧力上昇率εを１０［ｍＴｏｒｒ／ｓ］以下とすることで、反射防止膜ＡＬをエッチングする工程ＳＴ２においてエッチング性と堆積性とのバランスが図られることとなり、よって、反射防止膜ＡＬのエッチングに対する選択比が向上され、反射防止膜ＡＬから形成されるマスクＡＬＭ１の形状が好適に整えられる。
このようなマスクＡＬＭ１を用いれば、反射防止膜ＡＬ上のマスクＭＫ１のパターンを、当該パターンの疎密差によらずに高詳細で、有機膜ＯＬのエッチング時に転写できる。
【００７４】
さらに、有機膜ＯＬとマスクＡＬＭ１との界面ＳＦ１と、マスクＡＬＭ１の側面ＳＦ２との間の角度θは、８０［度］を上回ることができる。従って、工程ＳＴ２のエッチングによって形成されるマスクＡＬＭ１の側面ＳＦ２がマスクＡＬＭ１と有機膜ＯＬとの界面ＳＦ１に対し略垂直となるので、次の工程ＳＴ３でのマスクの溝の幅のエッチングによる変動が低減される。
【００７５】
さらに、マスクＭＫ１のうち工程ＳＴ２の後に残った部分のマスクＭＫ２の厚みと、マスクＡＬＭ１の厚みとの合計は、５０［ｎｍ］を上回ることができる。従って、工程ＳＴ２のエッチングによって形成されるマスクＡＬＭ１の厚みとマスクＭＫ１のうち残った部分のマスクＭＫ２の厚みとの合計が５０［ｎｍ］を上回るので、工程ＳＴ２の後に行われる有機膜ＯＬに対するエッチングにおいて、マスクＡＬＭ１とマスクＭＫ２とによって十分な厚みのマスクが提供できる。
【００７６】
さらに、反射防止膜ＡＬをエッチングする工程ＳＴ２において、処理容器１２内の圧力を、圧力上昇率ε（処理容器１２内に供給される処理ガスの総流量を処理容器１２の容積で割って得られる値）で割って得られるレジデンスタイムτは、１．０［ｓ］以上であることができる。従って、工程ＳＴ２におけるレジデンスタイムτが１．０［ｓ］以上と比較的に長いので、工程ＳＴ２において処理容器１２内のガス分子の解離度が向上され、さらに、処理容器１２の上部電極３０でのスカベンジ量が増加される。よって、工程ＳＴ２において堆積性が比較的に低いガスが用いられても、選択比の低減が抑制できる。
【００７７】
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】
【００７８】
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、２１…圧力センサ、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、４４…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、ＡＬ…反射防止膜、ＡＬＭ１，ＡＬＭ２，ＭＫ１，ＭＫ２，ＯＬＭ…マスク、Ｃｎｔ…制御部、ＥＬ…被エッチング層、ＥＳＣ…静電チャック、ＦＲ…フォーカスリング、ＧＲ…溝、ＨＰ…ヒータ電源、ＨＴ…ヒータ、ＬＥ…下部電極、ＭＴ…方法、ＯＬ…有機膜、ＰＤ…載置台、ＳＢ…基板、ＳＦ１…界面、ＳＦ２…側面、Ｓｐ…処理空間、Ｗ…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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