JP2016136616A - エッチング方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】窒化シリコンから構成された第２領域の削れを抑制しつつ、酸化シリコンから構成された第１領域をエッチングする。
【解決手段】
一実施形態の方法は、第１領域をエッチングするために、一回以上の第１シーケンスが実行され、しかる後に、一回以上の第２シーケンスが実行される。一回以上の第１シーケンスの各々、及び、一回以上の第２シーケンスの各々は、被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する第１工程と、堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域をエッチングする第２工程と、を含む。一回以上の第１シーケンスの各々によって第１領域がエッチングされる量は、一回以上の第２シーケンスの各々によって第１領域がエッチングされる量よりも少ない。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、エッチング方法に関するものであり、特に、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第１領域を、窒化シリコンから構成された第２領域に対して選択的にエッチングする方法に関するものである。
電子デバイスの製造においては、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成された領域に対してホール又はトレンチといった開口を形成する処理が行われることがある。このような処理では、米国特許第７７０８８５９号明細書に記載されているように、一般的には、フルオロカーボンガスのプラズマに被処理体が晒されて、当該領域がエッチングされる。
また、酸化シリコンから構成された第１領域を、窒化シリコンから構成された第２領域に対して選択的にエッチングする技術が知られている。このような技術の一例としては、ＳＡＣ（Ｓｅｌｆ−Ａｌｉｇｎｄ Ｃｏｎｔａｃｔ）技術が知られている。ＳＡＣ技術については、特開２０００−３０７００１号公報に記載されている。
ＳＡＣ技術の処理対象である被処理体は、酸化シリコン製の第１領域、窒化シリコン製の第２領域、及びマスクを有している。第２領域は、凹部を画成するように設けられており、第１領域は、当該凹部を埋め、且つ、第２領域を覆うように設けられており、マスクは、第１領域上に設けられており、凹部の上に開口を提供している。従来のＳＡＣ技術では、特開２０００−３０７００１号公報に記載されているように、第１領域のエッチングのために、フルオロカーボンガス、酸素ガス、及び希ガスを含む処理ガスのプラズマが用いられる。この処理ガスのプラズマに被処理体を晒すことにより、マスクの開口から露出した部分において第１領域がエッチングされて上部開口が形成される。さらに、処理ガスのプラズマに被処理体が晒されることにより、第２領域によって囲まれた部分、即ち凹部内の第１領域が自己整合的にエッチングされる。これにより、上部開口に連続する下部開口が自己整合的に形成される。
米国特許第７７０８８５９号明細書 特開２０００−３０７００１号公報
上述した従来の技術では、第１領域のエッチングが進行して第２領域が露出した時点において、第２領域の表面上に当該第２領域を保護する膜が形成されていない状態が生じる。この状態において第１領域のエッチングが行われると、第２領域に削れが生じる。
したがって、窒化シリコンから構成された第２領域の削れを抑制しつつ、酸化シリコンから構成された第１領域をエッチングすることが求められている。
一態様においては、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第１領域を窒化シリコンから構成された第２領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。被処理体は、凹部を画成する第２領域、該凹部を埋め、且つ第２領域を覆うように設けられた第１領域、及び、第１領域上に設けられたマスクを有し、マスクは、凹部の上に該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供する。この方法は、第１領域をエッチングするために実行される一回以上の第１シーケンスと、第１領域を更にエッチングするために一回以上の第１シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第２シーケンスと、を含む。一回以上の第１シーケンスの各々、及び、一回以上の第２シーケンスの各々は、（ａ）被処理体を収容した処理容器内においてフルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第１工程であり、被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第１工程と、（ｂ）堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域をエッチングする第２工程と、を含む。この方法では、一回以上の第１シーケンスは、第２領域が露出するときを含む期間において実行され、一回以上の第１シーケンスの各々によって第１領域がエッチングされる量が、一回以上の第２シーケンスの各々によって第１領域がエッチングされる量よりも少ない。
上記一態様に係る方法の第１シーケンス及び第２シーケンスは、第１工程においてフルオロカーボンを含む堆積物を被処理体の表面上に形成し、第２工程において当該堆積物中のフルオロカーボンのラジカルによって第１領域をエッチングするものである。ところで、フルオロカーボンの活性種は、第２領域上に堆積して当該第２領域を保護するが、第１領域がエッチングされて第２領域が露出したときには、第２領域をエッチングし得る。そこで、本方法では、第２領域が露出する期間において一回以上の第１シーケンスが実行される。これにより、エッチング量が抑えられつつ堆積物が被処理体上に形成され、当該堆積物によって第２領域が保護される。しかる後に、エッチング量の多い一回以上の第２シーケンスが実行される。したがって、本方法によれば、第２領域の削れを抑制しつつ、酸化シリコンから構成された第１領域をエッチングすることが可能となる。また、第２シーケンスによって第１領域のエッチングレートを高めることが可能となる。
一実施形態の方法は、第１領域を更にエッチングするために、一回以上の第２シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第３シーケンスを更に含む。一回以上の第３シーケンスの各々は、前記第１工程、及び前記第２工程を含む。一回以上の第１シーケンス、一回以上の第２シーケンス、及び一回以上の第３シーケンスの各々に含まれる第２工程においては、不活性ガス、例えば希ガスのプラズマが生成され、被処理体を支持する載置台に高周波バイアス電力が供給されることによって被処理体に対してイオンが引き込まれる。この実施形態では、一回以上の第３シーケンスに含まれる第２工程において利用される高周波バイアス電力は、一回以上の第１シーケンス及び一回以上の第２シーケンスに含まれる第２工程において利用される高周波バイアス電力よりも大きい。第１シーケンス及び第２シーケンスの実行後には、マスクの開口の幅、当該マスクの開口の直下に形成される上部開口の幅、及び、第２領域の凹部（即ち、下部開口）の幅が堆積物によって狭められ得る。これにより、下部開口の深部に到達する不活性ガスに基づくイオンの流束が不足する事態が生じ得る。このようなイオンの流束の不足に対処するために、本実施形態では、第３シーケンスの第２工程において利用される高周波バイアス電力が、第１シーケンス及び第２シーケンスの第２工程において用いられる高周波バイアス電力よりも大きな電力に設定される。かかる第３シーケンスの第２工程によれば、下部開口が深くても、当該下部開口の深部にまでイオンを供給することが可能となる。
一実施形態において、一回以上の第１シーケンス、一回以上の第２シーケンス、及び、一回以上の第３シーケンスの各々は、第３工程を更に含み得る。第３工程では、被処理体を収容した処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。この実施形態によれば、酸素の活性種によって、被処理体に形成されている堆積物の量を適度に減少させることができる。したがって、マスクの開口、及びエッチングによって形成される開口の閉塞を防止することが可能となる。また、この実施形態では、処理ガスにおいて酸素含有ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物が過剰に除去されることを抑制することができる。
別の態様においては、酸化シリコンから構成された被処理体の第１領域を窒化シリコンから構成された該被処理体の第２領域に対して選択的にエッチングする方法が提供される。被処理体は、この方法が適用される前の初期状態において、凹部を画成する第２領域、該凹部を埋め、且つ第２領域を覆うように設けられた第１領域、及び、第１領域上に設けられたマスクを有し、マスクは、凹部の上に該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供する。この方法は、（ｉ）第１領域をエッチングするために実行される一回以上の第１シーケンスと、（ｉｉ）第１領域を更にエッチングするために、一回以上の第１シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第２シーケンスと、（ｉｉｉ）一回以上の第２シーケンスの実行の後に、第１領域を更にエッチングする工程と、を含む。一回以上の第１シーケンスの各々、及び、一回以上の第２シーケンスの各々は、（ａ）フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第１工程であり、被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第１工程と、（ｂ）堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域をエッチングする第２工程と、を含む。一回以上の第１シーケンスの各々に含まれる第１工程の実行時間に対する該一回以上の第１シーケンスの各々に含まれる第２工程の実行時間の比は、一回以上の第２シーケンスの各々に含まれる第１工程の実行時間に対する該一回以上の第２シーケンスの各々に含まれる第２工程の実行時間の比よりも大きい。
上記別の態様に係る方法の第１シーケンス及び第２シーケンスは、第１工程においてフルオロカーボンを含む堆積物を被処理体の表面上に形成し、第２工程において当該堆積物中のフルオロカーボンのラジカルによって第１領域をエッチングするものである。各シーケンスにおいて、第１工程の実行時間に対して第２工程の実行時間が短くなると、被処理体上に形成される堆積物の量が多くなり、エッチング量が少なくなる。一方、各シーケンスにおいて、第１工程の実行時間に対して第２工程の実行時間が長くなると、被処理体上に形成される堆積物の量が少なくなり、エッチング量が多くなる。したがって、一回以上の第１シーケンスでは、被処理体上に形成される堆積物の量は比較的少なく、エッチング量が比較的多くなる。故に、一回以上の第１シーケンスによれば、被処理体に形成される開口の堆積物による閉塞を抑制しつつ第１領域のエッチングを行うことができる。また、一回以上の第２シーケンスでは、被処理体上に形成される堆積物の量は比較的多く、エッチング量は比較的少なくなる。したがって、一回以上の第２シーケンスによれば、第２領域の上面を覆っていた酸化シリコンが除去されたときに、当該第２領域を堆積物によって保護することができる。そして、この方法では、一回以上の第２シーケンスによって形成された堆積物によって第２領域が保護された状態で、第１領域のエッチングを更に進行させることができる。故に、この方法によれば、窒化シリコンから構成された第２領域の削れを抑制しつつ、酸化シリコンから構成された第１領域をエッチングすることができる。また、エッチングによって形成される開口の閉塞が抑制される。
一実施形態において、方法は、一回以上の第１シーケンスが実行された後、且つ、一回以上の第２シーケンスが実行される前に、マスクを構成する材料を含み被処理体上に形成された堆積物に対する反応性イオンエッチングを実行する工程を更に含み得る。この実施形態によれば、一回以上の第１シーケンスの実行によってマスクが削られることにより生じた被処理体上の堆積物が除去される。これにより、第１領域のエッチングを妨害し得る堆積物が除去され、良好な形状の開口を形成することが可能となる。
一実施形態の第１領域を更にエッチングする工程では、反応性イオンエッチングによって第１領域がエッチングされてもよい。反応性イオンエッチングには、例えば、フルオロカーボンガスを含む処理ガスが用いられ得る。この実施形態では、一回以上の第２シーケンスによって形成された堆積物により第２領域が保護された状態で、高いエッチングレートで第１領域のエッチングを進行させることができる。
一実施形態において、一回以上の第１シーケンス及び一回以上の第２シーケンスの各々は、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第３工程であり、フルオロカーボンを含む堆積物を減少させる、第３工程を更に含んでいてもよい。この実施形態によれば、酸素の活性種によって、被処理体に形成されている堆積物の量を適度に減少させることができる。したがって、マスクの開口、及びエッチングによって形成される開口の閉塞を防止することが可能となる。また、この実施形態では、処理ガスにおいて酸素含有ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物が過剰に除去されることを抑制することができる。
一実施形態において、第１領域を更にエッチングする工程は、第１工程及び第２工程を各々が含む一回以上の第３シーケンスを実行することを含んでいてもよい。この実施形態では、一回以上の第３シーケンスに含まれる第１工程の実行時間に対する当該一回以上の第３シーケンスに含まれる第２工程の実行時間の比は、一回以上の第２シーケンスに含まれる第１工程の実行時間に対する当該一回以上の第２シーケンスに含まれる２工程の実行時間の比よりも大きい。この実施形態では、一回以上の第２シーケンスによって形成された堆積物により第２領域が保護された状態で、高いエッチングレートで第１領域のエッチングを進行させることができる。
一実施形態において、一回以上の第１シーケンス、一回以上の第２シーケンス、及び一回以上の第３シーケンスの各々は、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第３工程であり、フルオロカーボンを含む前記堆積物を減少させる、該第３工程を更に含んでいてもよい。この実施形態によれば、酸素の活性種によって、被処理体に形成されている堆積物の量を適度に減少させることができる。したがって、マスクの開口、及びエッチングによって形成される開口の閉塞を防止することが可能となる。また、この実施形態では、処理ガスにおいて酸素含有ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物が過剰に除去されることを抑制することができる。
以上説明したように、窒化シリコンから構成された第２領域の削れを抑制しつつ、酸化シリコンから構成された第１領域をエッチングすることが可能となる。
一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。 一実施形態に係るエッチング方法の適用対象である被処理体を例示する断面図である。 実施形態に係る方法の実施に用いることが可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 別の実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。 図１７に示す方法の適用対象である被処理体を例示する断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。 図１７に示す方法の実施後の被処理体を示す断面図である。 図１７の工程ＳＴ６として用いられ得る処理の流れ図である。
以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図１は、一実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。図１に示す方法ＭＴは、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第１領域を窒化シリコンから構成された第２領域に対して選択的にエッチングする方法である。
図２は、一実施形態に係るエッチング方法の適用対象である被処理体を例示する断面図である。図２に示すように、被処理体、即ちウエハＷは、方法ＭＴが適用される前の状態において、基板ＳＢ、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２、及び、後にマスクを構成する有機膜ＯＬを有している。一例では、ウエハＷは、フィン型電界効果トランジスタの製造途中に得られるものであり、更に、隆起領域ＲＡ、シリコン含有の反射防止膜ＡＬ、及び、レジストマスクＲＭを有している。
隆起領域ＲＡは、基板ＳＢから隆起するように設けられている。この隆起領域ＲＡは、例えば、ゲート領域を構成し得る。第２領域Ｒ２は、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）から構成されており、隆起領域ＲＡの表面、及び、基板ＳＢの表面上に設けられている。この第２領域Ｒ２は、図２に示すように、凹部を画成するように延在している。一例では、凹部の深さは、約１５０ｎｍであり、凹部の幅は、約２０ｎｍである。
第１領域Ｒ１は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）から構成されており、第２領域Ｒ２上に設けられている。具体的に、第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２によって画成される凹部を埋め、当該第２領域Ｒ２を覆うように設けられている。
有機膜ＯＬは、第１領域Ｒ１上に設けられている。有機膜ＯＬは、有機材料、例えば、アモルファスカーボンから構成され得る。反射防止膜ＡＬは、有機膜ＯＬ上に設けられている。レジストマスクＲＭは、反射防止膜ＡＬ上に設けられている。レジストマスクＲＭは、第２領域Ｒ２によって画成される凹部上に当該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供している。レジストマスクＲＭの開口の幅は、例えば、６０ｎｍである。このようなレジストマスクＲＭのパターンは、フォトリソグラフィ技術により形成される。
方法ＭＴでは、図２に示すウエハＷのような被処理体がプラズマ処理装置内において処理される。図３は、実施形態に係る方法の実施に用いることが可能なプラズマ処理装置の一例を概略的に示す図である。図３に示すプラズマ処理装置１０は、容量結合型プラズマエッチング装置であり、略円筒状の処理容器１２を備えている。処理容器１２の内壁面は、例えば、陽極酸化処理されたアルミニウムから構成されている。この処理容器１２は保安接地されている。
処理容器１２の底部上には、略円筒状の支持部１４が設けられている。支持部１４は、例えば、絶縁材料から構成されている。支持部１４は、処理容器１２内において、処理容器１２の底部から鉛直方向に延在している。また、処理容器１２内には、載置台ＰＤが設けられている。載置台ＰＤは、支持部１４によって支持されている。
載置台ＰＤは、その上面においてウエハＷを保持する。載置台ＰＤは、下部電極ＬＥ及び静電チャックＥＳＣを有している。下部電極ＬＥは、第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂを含んでいる。第１プレート１８ａ及び第２プレート１８ｂは、例えばアルミニウムといった金属から構成されており、略円盤形状をなしている。第２プレート１８ｂは、第１プレート１８ａ上に設けられており、第１プレート１８ａに電気的に接続されている。
第２プレート１８ｂ上には、静電チャックＥＳＣが設けられている。静電チャックＥＳＣは、導電膜である電極を一対の絶縁層又は絶縁シート間に配置した構造を有している。静電チャックＥＳＣの電極には、直流電源２２がスイッチ２３を介して電気的に接続されている。この静電チャックＥＳＣは、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力によりウエハＷを吸着する。これにより、静電チャックＥＳＣは、ウエハＷを保持することができる。
第２プレート１８ｂの周縁部上には、ウエハＷのエッジ及び静電チャックＥＳＣを囲むようにフォーカスリングＦＲが配置されている。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ている。フォーカスリングＦＲは、エッチング対象の膜の材料によって適宜選択される材料から構成されており、例えば、石英から構成され得る。
第２プレート１８ｂの内部には、冷媒流路２４が設けられている。冷媒流路２４は、温調機構を構成している。冷媒流路２４には、処理容器１２の外部に設けられた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に供給された冷媒は、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とチラーユニットとの間では、冷媒が循環される。この冷媒の温度を制御することにより、静電チャックＥＳＣによって支持されたウエハＷの温度が制御される。
また、プラズマ処理装置１０には、ガス供給ライン２８が設けられている。ガス供給ライン２８は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスを、静電チャックＥＳＣの上面とウエハＷの裏面との間に供給する。
また、プラズマ処理装置１０は、上部電極３０を備えている。上部電極３０は、載置台ＰＤの上方において、当該載置台ＰＤと対向配置されている。下部電極ＬＥと上部電極３０とは、互いに略平行に設けられている。上部電極３０と下部電極ＬＥとの間には、ウエハＷにプラズマ処理を行うための処理空間Ｓが提供されている。
上部電極３０は、絶縁性遮蔽部材３２を介して、処理容器１２の上部に支持されている。一実施形態では、上部電極３０は、載置台ＰＤの上面、即ち、ウエハ載置面からの鉛直方向における距離が可変であるように構成され得る。上部電極３０は、電極板３４及び電極支持体３６を含み得る。電極板３４は処理空間Ｓに面しており、当該電極板３４には複数のガス吐出孔３４ａが設けられている。この電極板３４は、一実施形態では、シリコンから構成されている。
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。この電極支持体３６は、水冷構造を有し得る。電極支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。このガス拡散室３６ａからは、ガス吐出孔３４ａに連通する複数のガス通流孔３６ｂが下方に延びている。また、電極支持体３６には、ガス拡散室３６ａに処理ガスを導くガス導入口３６ｃが形成されており、このガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、バルブ群４２及び流量制御器群４４を介して、ガスソース群４０が接続されている。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。一例では、ガスソース群４０は、一以上のフルオロカーボンガスのソース、希ガスのソース、窒素ガス（Ｎ２ガス）のソース、水素ガス（Ｈ２ガス）のソース、及び、酸素含有ガスのソースを含んでいる。一以上のフルオロカーボンガスのソースは、一例では、Ｃ４Ｆ８ガスのソース、ＣＦ４ガスのソース、及び、Ｃ４Ｆ６ガスのソースを含み得る。希ガスのソースは、Ｈｅガス、Ｎｅガス、Ａｒガス、Ｋｒガス、Ｘｅガスといった任意の希ガスのソースであることができ、一例では、Ａｒガスのソースである。また、酸素含有ガスのソースは、一例では、酸素ガス（Ｏ２ガス）のソースであり得る。なお、酸素含有ガスは、酸素を含有する任意のガスであってもよく、例えば、ＣＯガス又はＣＯ２ガスといった酸化炭素ガスであってもよい。
バルブ群４２は複数のバルブを含んでおり、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んでいる。ガスソース群４０の複数のガスソースはそれぞれ、バルブ群４２の対応のバルブ及び流量制御器群４４の対応の流量制御器を介して、ガス供給管３８に接続されている。
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。
処理容器１２の底部側、且つ、支持部１４と処理容器１２の側壁との間には排気プレート４８が設けられている。排気プレート４８は、例えば、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆することにより構成され得る。また、排気プレート４８には、多数の貫通孔が形成されている。この排気プレート４８の下方、且つ、処理容器１２には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、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。また、処理容器１２の側壁にはウエハＷの搬入出口１２ｇが設けられており、この搬入出口１２ｇはゲートバルブ５４により開閉可能となっている。
また、プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源６２及び第２の高周波電源６４を更に備えている。第１の高周波電源６２は、プラズマ生成用の高周波電力を発生する電源であり、例えば、２７〜１００ＭＨｚの周波数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に接続されている。整合器６６は、第１の高周波電源６２の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３０側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。なお、第１の高周波電源６２は、整合器６６を介して下部電極ＬＥに接続されていてもよい。
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高周波バイアス電力を発生する電源であり、例えば、４００ｋＨｚ〜１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数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に接続されている。整合器６８は、第２の高周波電源６４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極ＬＥ側）の入力インピーダンスを整合させるための回路を有している。
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Ｓ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。別の一例において、電源７０は、比較的低周波の交流電圧を発生する交流電源であってもよい。電源７０から上部電極に印加される電圧は、−１５０Ｖ以下の電圧であり得る。即ち、電源７０によって上部電極３０に印加される電圧は、絶対値が１５０Ｖ以上の負の電圧であり得る。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Ｓ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。放出されたシリコンは、処理空間Ｓ内に存在するフッ素の活性種と結合し、フッ素の活性種の量を低減させる。
また、一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。この制御部Ｃｎｔは、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。この制御部Ｃｎｔでは、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、プラズマ処理装置１０の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、制御部Ｃｎｔの記憶部には、プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマ処理装置１０の各部に処理を実行させるためのプログラム、即ち、処理レシピが格納される。
以下、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、図２、図４〜図１６を適宜参照する。図４〜図１６は、方法ＭＴの実施の途中段階における被処理体を示す断面図である。なお、以下の説明では、方法ＭＴにおいて図２に示すウエハＷが図３に示す一つのプラズマ処理装置１０を用いて処理される例について説明する。
まず、方法ＭＴでは、プラズマ処理装置１０内に図２に示すウエハＷが搬入され、当該ウエハＷが載置台ＰＤ上に載置されて、当該載置台ＰＤによって保持される。
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴ１が実行される。工程ＳＴ１では、反射防止膜ＡＬがエッチングされる。このため、工程ＳＴ１では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。フルオロカーボンガスは、例えば、Ｃ４Ｆ８ガス及びＣＦ４ガスのうち一種以上を含み得る。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Ａｒガスを更に含み得る。また、工程ＳＴ１では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ１では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に供給され、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに対して供給される。
以下に、工程ＳＴ１における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｃ４Ｆ８ガス：１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｃｃｍ
ＣＦ４ガス：１５０ｓｃｃｍ〜３００ｓｃｃｍ
Ａｒガス：２００ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：３００Ｗ〜１０００Ｗ
・高周波バイアス電力：２００Ｗ〜５００Ｗ
工程ＳＴ１では、処理ガスのプラズマが生成され、フルオロカーボンの活性種によって、レジストマスクＲＭの開口から露出されている部分において反射防止膜ＡＬがエッチングされる。その結果、図４に示すように、反射防止膜ＡＬの全領域のうち、レジストマスクＲＭの開口から露出されている部分が除去される。即ち、反射防止膜ＡＬにレジストマスクＲＭのパターンが転写され、反射防止膜ＡＬに開口を提供するパターンが形成される。なお、工程ＳＴ１における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
続く工程ＳＴ２では、有機膜ＯＬがエッチングされる。このため、工程ＳＴ２では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、水素ガス及び窒素ガスを含み得る。なお、工程ＳＴ２において用いられる処理ガスは、有機膜をエッチングし得るものであれば、他のガス、例えば、酸素ガスを含む処理ガスであってもよい。また、工程ＳＴ２では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ２では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に供給され、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに対して供給される。
以下に、工程ＳＴ２における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）〜２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）
・処理ガス
Ｎ２ガス：２００ｓｃｃｍ〜４００ｓｃｃｍ
Ｈ２ガス：２００ｓｃｃｍ〜４００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：５００Ｗ〜２０００Ｗ
・高周波バイアス電力：２００Ｗ〜５００Ｗ
工程ＳＴ２では、処理ガスのプラズマが生成され、反射防止膜ＡＬの開口から露出されている部分において有機膜ＯＬがエッチングされる。また、レジストマスクＲＭもエッチングされる。その結果、図５に示すように、レジストマスクＲＭが除去され、有機膜ＯＬの全領域のうち、反射防止膜ＡＬの開口から露出されている部分が除去される。即ち、有機膜ＯＬに反射防止膜ＡＬのパターンが転写され、有機膜ＯＬに開口ＭＯを提供するパターンが形成され、当該有機膜ＯＬからマスクＭＫが生成される。なお、工程ＳＴ２における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
一実施形態においては、工程ＳＴ２の実行後に工程ＳＴ３が実行される。工程ＳＴ３では、第１領域Ｒ１が、第２領域Ｒ２が露出する直前までエッチングされる。即ち、第２領域Ｒ２上に第１領域Ｒ１が僅かに残されるまで、当該第１領域Ｒ１がエッチングされる。このため、工程ＳＴ３では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Ａｒガスを更に含み得る。また、この処理ガスは、酸素ガスを更に含み得る。また、工程ＳＴ３では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ３では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に供給され、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに対して供給される。
工程ＳＴ３では、処理ガスのプラズマが生成され、マスクＭＫの開口から露出されている部分において第１領域Ｒ１が、フルオロカーボンの活性種によってエッチングされる。なお、この工程ＳＴ３のエッチングは、反応性イオンエッチングである。この工程ＳＴ３の処理時間は、当該工程ＳＴ３の終了時に、第２領域Ｒ２上に第１領域Ｒ１が所定の膜厚で残されるように、設定される。この工程ＳＴ３の実行の結果、図６に示すように、上部開口ＵＯが部分的に形成される。なお、工程ＳＴ３における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
ここで、後述する工程ＳＴ１１では、第１領域Ｒ１のエッチングよりも、第１領域Ｒ１を含むウエハＷの表面上へのフルオロカーボンを含む堆積物の形成が優位となるモード、即ち、堆積モードとなる条件が選択される。一方、工程ＳＴ３では、堆積物の形成よりも第１領域Ｒ１のエッチングが優位となるモード、即ち、エッチングモードとなる条件が選択される。このため、一例では、工程ＳＴ３において利用されるフルオロカーボンガスは、Ｃ４Ｆ８ガス及びＣＦ４ガスのうち一種以上を含み得る。この例のフルオロカーボンガスは、工程ＳＴ１１において利用されるフルオロカーボンガスの炭素原子数に対するフッ素原子数の比（即ち、フッ素原子数／炭素原子数）よりも、炭素原子数に対するフッ素原子数の比（即ち、フッ素原子数／炭素原子数）が高いフルオロカーボンガスである。また、一例では、フルオロカーボンガスの解離度を高めるために、工程ＳＴ３において利用されるプラズマ生成用の高周波電力は、工程ＳＴ１１において利用されるプラズマ生成用の高周波電力よりも大きい電力に設定され得る。これら例によれば、エッチングモードを実現することが可能となる。また、一例では、工程ＳＴ３において利用される高周波バイアス電力も、工程ＳＴ１１の高周波バイアス電力よりも大きい電力に設定され得る。この例によれば、ウエハＷに対して引き込まれるイオンのエネルギーが高められ、第１領域Ｒ１を高速にエッチングすることが可能となる。
以下に、工程ＳＴ３における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｃ４Ｆ8ガス：１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｃｃｍ
ＣＦ４ガス：５０ｓｃｃｍ〜１５０ｓｃｃｍ
Ａｒガス：５００ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス：１０ｓｃｃｍ〜３０ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：５００Ｗ〜２０００Ｗ
・高周波バイアス電力：５００Ｗ〜２０００Ｗ
一実施形態では、次いで、工程ＳＴ４が実行される。工程ＳＴ４では、処理容器１２内において酸素含有ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ＳＴ４では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、一例では、酸素含有ガスとして、酸素ガスを含み得る。また、処理ガスは、希ガス（例えば、Ａｒガス）又は窒素ガスといった不活性ガスを更に含み得る。また、工程ＳＴ４では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ４では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に対して供給される。なお、工程ＳＴ４では、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに供給されなくてもよい。
工程ＳＴ４では、酸素の活性種が生成され、当該酸素の活性種によってマスクＭＫの開口ＭＯがその上端部分において広げられる。具体的には、図７に示すように、開口ＭＯの上端部分を画成するマスクＭＫの上側肩部がテーパ形状を呈するように、エッチングされる。これにより、以後の工程で生成される堆積物がマスクＭＫの開口ＭＯを画成する面に付着しても、当該開口ＭＯの幅の縮小量を低減させることができる。なお、工程ＳＴ４における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
ここで、後述する工程ＳＴ１２では、各シーケンスにおいて形成される微量の堆積物を減少させるものであり、堆積物の過剰な減少を抑制する必要がある。一方、工程ＳＴ４では、マスクＭＫの開口ＭＯの上端部分の幅を広げるために実行されるものであり、その処理時間の短さが要求される。
以下に、工程ＳＴ４における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：３０ｍＴｏｒｒ（３．９９Ｐａ）〜２００ｍＴｏｒｒ（２６．６Ｐａ）
・処理ガス
Ｏ２ガス：５０ｓｃｃｍ〜５００ｓｃｃｍ
Ａｒガス：２００ｓｃｃｍ〜１５００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ〜２００Ｗ
以上の工程により、シーケンスＳＱ１が適用される前の状態のウエハＷが得られる。この状態のウエハＷでは、第１領域Ｒ１が、第２領域Ｒ２によって画成される凹部を埋め、第２領域Ｒ２を覆っており、第１領域Ｒ１上にマスクＭＫが設けられており、当該マスクＭＫが、凹部の上に当該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供している。方法ＭＴでは、次いで、この状態のウエハＷに対して、一回以上のシーケンスＳＱ１が実行され、しかる後に、一回以上のシーケンスＳＱ２が実行される。また、一実施形態では、一回以上のシーケンスＳＱ３の実行の後に、一回以上のシーケンスＳＱ３が実行され得る。これらシーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、及び、シーケンスＳＱ３は、第１領域Ｒ１をエッチングするために実行されるものである。シーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、及び、シーケンスＳＱ３の各々は、工程ＳＴ１１、工程ＳＴ１２、及び工程ＳＴ１３を含んでいる。以下、シーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、及びシーケンスＳＱ３の全てに共通する工程ＳＴ１１、工程ＳＴ１２、及び工程ＳＴ１３の詳細について説明し、次いで、シーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、シーケンスＳＱ３の相違について説明する。
各シーケンスでは、まず、工程ＳＴ１１が実行される。工程ＳＴ１１では、ウエハＷが収容された処理容器１２内で、処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ＳＴ１１では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Ａｒガスを更に含み得る。また、工程ＳＴ１１では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ１１では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に対して供給される。
工程ＳＴ１１では、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマが生成され、解離したフルオロカーボンが、ウエハＷの表面上に堆積して、堆積物ＤＰを形成する（図８、図１１、及び図１４を参照）。かかる工程ＳＴ１１における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
上述したように、工程ＳＴ１１では、堆積モードとなる条件が選択される。このため、一例では、フルオロカーボンガスとして、Ｃ４Ｆ６ガスが利用される。
以下に、工程ＳＴ１１における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｃ４Ｆ６ガス：２ｓｃｃｍ〜１０ｓｃｃｍ
Ａｒガス：５００ｓｃｃｍ〜１５００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ
一実施形態の各シーケンスでは、次いで、工程ＳＴ１２が実行される。工程ＳＴ１２では、処理容器１２内において酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。このため、工程ＳＴ１２では、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容器１２内に処理ガスが供給される。一例では、この処理ガスは、酸素含有ガスとして、酸素ガスを含む。また、一例では、この処理ガスは、不活性ガスとして、Ａｒガスといった希ガスを含む。不活性ガスは、窒素ガスであってもよい。また、工程ＳＴ１２では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ１２では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に対して供給される。工程ＳＴ１２では、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに供給されなくてもよい。
工程ＳＴ１２では、酸素の活性種が生成され、ウエハＷ上の堆積物ＤＰの量が、当該酸素の活性種によって適度に減少される（図９、図１２、及び図１５を参照）。その結果、過剰な堆積物ＤＰによって開口ＭＯ及び上部開口ＵＯが閉塞されることが防止される。また、工程ＳＴ１２で利用される処理ガスでは、酸素ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物ＤＰが過剰に除去されることを抑制することができる。かかる工程ＳＴ１２における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
以下に、工程ＳＴ１２における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｏ２ガス：２ｓｃｃｍ〜２０ｓｃｃｍ
Ａｒガス：５００ｓｃｃｍ〜１５００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ
一実施形態では、各シーケンスの工程ＳＴ１２、即ち一回の工程ＳＴ１２は２秒以上実行され、且つ、工程ＳＴ１２において堆積物ＤＰが１ｎｍ／秒以下のレートでエッチングされ得る。プラズマ処理装置１０のようなプラズマ処理装置を用いて上記シーケンスを実行するには、工程ＳＴ１１、工程ＳＴ１２、及び工程ＳＴ１３の各工程間の遷移のためのガスの切り換えに時間を要する。したがって、放電の安定に要する時間を考慮すると、工程ＳＴ１２は２秒以上実行される必要がある。しかしながら、このような時間長の期間における堆積物ＤＰのエッチングのレートが高すぎると、第２領域Ｒ２を保護するための堆積物が過剰に除去され得る。このため、工程ＳＴ１２において１ｎｍ／秒以下のレートで堆積物ＤＰがエッチングされる。これにより、ウエハＷ上に形成されている堆積物ＤＰの量を適度に調整することが可能となる。なお、工程ＳＴ１２における堆積物ＤＰのエッチングの１ｎｍ／秒以下のレートは、処理容器内の圧力、処理ガス中の酸素の希ガスによる希釈の度合い、即ち、酸素濃度、及び、プラズマ生成用の高周波電力を、上述した条件から選択することによって達成され得る。
各シーケンスでは、次いで、工程ＳＴ１３が実行される。工程ＳＴ１３では、第１領域Ｒ１がエッチングされる。このため、工程ＳＴ１３では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、不活性ガスを含む。不活性ガスは、一例では、Ａｒガスといった希ガスであり得る。或いは、不活性ガスは、窒素ガスであってもよい。また、工程ＳＴ１３では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ１３では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に対して供給される。また、工程ＳＴ１３では、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに供給される。
以下に、工程ＳＴ１３における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ａｒガス：５００ｓｃｃｍ〜１５００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：２０Ｗ〜３００Ｗ
工程ＳＴ１３では、不活性ガスのプラズマが生成され、イオンがウエハＷに対して引き込まれる。そして、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域Ｒ１がエッチングされる（図１０、図１３、及び図１６を参照）。かかる工程ＳＴ１３における上述したプラズマ処理装置１０の各部の動作は制御部Ｃｎｔによって制御され得る。
方法ＭＴでは、シーケンスＳＱ１は、第２領域Ｒ２が露出するときを含む期間において実行される。シーケンスＳＱ１の工程ＳＴ１１では、図８に示すように、ウエハＷ上に堆積物ＤＰが形成される。なお、図８には、第１領域Ｒ１のエッチングが進行して、第２領域Ｒ２が露出し、当該第２領域Ｒ２上に堆積物ＤＰが形成されている状態が示されている。この堆積物ＤＰは、第２領域Ｒ２を保護する。そして、シーケンスＳＱ１の工程ＳＴ１２では、図９に示すように、工程ＳＴ１１で形成された堆積物ＤＰの量が減少される。そして、シーケンスＳＱ１の工程ＳＴ１３では、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域Ｒ１がエッチングされる。このシーケンスＳＱ１により、第２領域Ｒ２が露出され、第２領域Ｒ２が堆積物ＤＰによって保護されつつ、第２領域Ｒ２によって提供される凹部内の第１領域Ｒ１がエッチングされる。これにより、図１０に示すように、下部開口ＬＯが徐々に形成される。
シーケンスＳＱ１は、一回以上繰り返される。したがって、図１に示すように、工程ＳＴ１３の実行の後、工程ＳＴａにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスＳＱ１が所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴａ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、工程ＳＴ１１からシーケンスＳＱ１が実行される。一方、工程ＳＴａにおいて、停止条件が満たされると判定される場合には、次いで、シーケンスＳＱ２が実行される。
シーケンスＳＱ２の工程ＳＴ１１では、図１１に示すように、ウエハＷ上に堆積物ＤＰが形成される。そして、シーケンスＳＱ２の工程ＳＴ１２では、図１２に示すように、工程ＳＴ１１で形成された堆積物ＤＰの量が減少される。そして、シーケンスＳＱ２の工程ＳＴ１３では、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域Ｒ１がエッチングされる。このシーケンスＳＱ２により、第２領域Ｒ２が堆積物ＤＰによって保護されつつ、第２領域Ｒ２によって提供される凹部内の第１領域Ｒ１が更にエッチングされる。これにより、図１３に示すように、下部開口ＬＯの深さが更に深くなる。
シーケンスＳＱ２は、一回以上繰り返される。したがって、図１に示すように、工程ＳＴ１３の実行の後、工程ＳＴｂにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスＳＱ２が所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴｂ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、工程ＳＴ１１からシーケンスＳＱ２が実行される。一方、工程ＳＴｂにおいて、停止条件が満たされると判定される場合には、次いで、シーケンスＳＱ２の実行が終了する。
方法ＭＴでは、各回のシーケンスＳＱ１において第１領域Ｒ１がエッチングされる量が、各回のシーケンスＳＱ２において第１領域Ｒ１がエッチングされる量よりも少なくなるように、シーケンスＳＱ１の処理条件が設定される。一例においては、各回のシーケンスＳＱ１の実行時間長が、各回のシーケンスＳＱ２の実行時間長よりも短く設定される。この例では、シーケンスＳＱ１における工程ＳＴ１１の実行時間長、工程ＳＴ１２の実行時間長、及び工程ＳＴ１３の実行時間長の比は、シーケンスＳＱ２における工程ＳＴ１１の実行時間長、工程ＳＴ１２の実行時間長、及び工程ＳＴ１３の実行時間長の比と同様に設定され得る。例えば、シーケンスＳＱ１では、工程ＳＴ１１の実行時間長は２秒〜５秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１２の実行時間長は２秒〜５秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１３の実行時間長は５秒〜１０秒の範囲の時間長から選択される。また、シーケンスＳＱ２では、工程ＳＴ１１の実行時間長は２秒〜１０秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１２の実行時間長は２秒〜１０秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１３の実行時間長は５秒〜２０秒の範囲の時間長から選択される。
工程ＳＴ１１で生成されるフルオロカーボンの活性種は、第２領域Ｒ２上に堆積して当該第２領域Ｒ２を保護するが、第１領域Ｒ１がエッチングされて第２領域Ｒ２が露出したときには、第２領域Ｒ２をエッチングし得る。そこで、方法ＭＴでは、第２領域Ｒ２が露出する期間において一回以上のシーケンスＳＱ１が実行される。これにより、エッチング量が抑えられつつ堆積物ＤＰがウエハＷ上に形成され、当該堆積物ＤＰによって第２領域Ｒ２が保護される。しかる後に、エッチング量の多い一回以上のシーケンスＳＱ２が実行される。したがって、方法ＭＴによれば、第２領域Ｒ２の削れを抑制しつつ、第１領域Ｒ１をエッチングすることが可能となる。
また、シーケンスＳＱ１において第２領域Ｒ２上に堆積物ＤＰが既に形成されているので、各回のシーケンスＳＱ２におけるエッチング量を増加させても、第２領域Ｒ２の削れを抑制することができる。このように、各回のシーケンスＳＱ２のエッチング量を各回のシーケンスＳＱ１のエッチング量よりも増加させることにより、方法ＭＴにおける第１領域Ｒ１のエッチングレートを向上させることができる。
一実施形態の方法ＭＴでは、シーケンスＳＱ２の実行の後、シーケンスＳＱ３が更に実行される。シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１１では、図１４に示すように、ウエハＷ上に堆積物ＤＰが形成される。そして、シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１２では、図１５に示すように、工程ＳＴ１１で形成された堆積物ＤＰの量が減少される。そして、シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１３では、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって第１領域Ｒ１がエッチングされる。このシーケンスＳＱ３により、第２領域Ｒ２が堆積物ＤＰによって保護されつつ、第２領域Ｒ２によって提供される凹部内の第１領域Ｒ１が更にエッチングされる。これにより、図１６に示すように、下部開口ＬＯの深さが更に深くなり、最終的には、凹部の底にある第２領域Ｒ２が露出するまで第１領域Ｒ１がエッチングされる。
シーケンスＳＱ３は、一回以上繰り返される。したがって、図１に示すように、工程ＳＴ１３の実行の後、工程ＳＴｃにおいて、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスＳＱ３が所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴｃ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、工程ＳＴ１１からシーケンスＳＱ３が実行される。一方、工程ＳＴｃにおいて、停止条件が満たされると判定される場合には、方法ＭＴの実施が終了する。
シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１３では、高周波バイアス電力が、シーケンスＳＱ１及びシーケンスＳＱ２の工程ＳＴ１３において利用される高周波バイアス電力よりも、大きい電力に設定される。例えば、シーケンスＳＱ１及びシーケンスＳＱ２の工程ＳＴ１３では、高周波バイアス電力が２０Ｗ〜１００Ｗの電力に設定され、シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１３では、高周波バイアス電力が１００Ｗ〜３００Ｗの電力に設定される。なお、一例のシーケンスＳＱ３では、工程ＳＴ１１の実行時間長は２秒〜１０秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１２の実行時間長は２秒〜１０秒の範囲の時間長から選択され、工程ＳＴ１３の実行時間長は５秒〜１５秒の範囲の時間長から選択される。
図１４に示すように、シーケンスＳＱ１及びシーケンスＳＱ２の実行後には、ウエハＷ上の堆積物ＤＰの量が相当に多くなる。堆積物ＤＰの量が多くなると、開口ＭＯの幅、上部開口ＵＯ、及び下部開口ＬＯの幅が堆積物ＤＰによって狭められる。これにより、下部開口ＬＯの深部に到達するイオンの流束が不足する事態が生じ得る。しかしながら、シーケンスＳＱ３の工程ＳＴ１３では比較的大きい高周波バイアス電力が利用されるので、ウエハＷに引きつけられるイオンのエネルギーが高められる。その結果、下部開口ＬＯが深くても、当該下部開口ＬＯの深部までイオンを供給することが可能となる。
以下、別の実施形態に係るエッチング方法について説明する。図１７は、別の実施形態に係るエッチング方法を示す流れ図である。図１７に示す方法ＭＴ２は、被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された当該被処理体の第１領域を窒化シリコンから構成された当該被処理体の第２領域に対して選択的にエッチングする方法である。この方法ＭＴ２は、一回以上のシーケンスＳＱ２１、一回以上のシーケンスＳＱ２２、及び、工程ＳＴ６を含む。この方法ＭＴ２は、方法ＭＴと同様に、工程ＳＴ３を更に含んでいてもよい。また、この方法ＭＴ２は、工程ＳＴ５を更に含んでいてもよい。
図１８は、図１７に示す方法ＭＴ２の適用対象である被処理体を例示する断面図である。図１８に示すように、被処理体（以下、「ウエハＷ２」という）は、方法ＭＴ２が適用される前の初期状態において、上述のウエハＷと同様に、基板ＳＢ、第１領域Ｒ１、及び、第２領域Ｒ２を有している。また、ウエハＷ２は、上述のウエハＷと同様に、隆起領域ＲＡを更に有し得る。さらに、ウエハＷ２は、第１領域Ｒ１上にマスクＭＫ２を更に有する。マスクＭＫ２は、第２領域Ｒ２によって画成される凹部の上に、当該凹部の幅よりも広い幅を有する開口ＭＯ２を提供している。
マスクＭＫ２は、当該マスクＭＫ２に対して第１領域Ｒ１が選択的にエッチングされるように選択された任意の材料から構成され得る。例えば、マスクＭＫ２は、ウエハＷのマスクＭＫと同様に、有機膜から形成されてもよい。マスクＭＫ２が有機膜から形成される場合には、方法ＭＴ２が適用される被処理体は、図２に示したウエハＷと同様に、レジストマスクＲＭ、反射防止膜ＡＬ、及び、有機膜ＯＬを有していてもよい。また、マスクＭＫ２を有機膜ＯＬから形成するために、方法ＭＴ２は、方法ＭＴと同様に、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、及び工程ＳＴ４を更に含んでいてもよい。
或いは、マスクＭＫ２は、金属を含有するマスクであってもよい。例えば、マスクＭＫ２は、ＴｉＮといった材料から構成され得る。この場合には、金属層の上に別のマスクを準備し、当該別のマスクのパターンをプラズマエッチングによって金属層に転写することにより、当該金属層からマスクＭＫ２を形成することができる。
以下、再び図１７を参照し、方法ＭＴ２について詳細に説明する。以下の説明では、図１７に加え、図１８及び図１９〜図２７を参照する。図１９〜図２６は、図１７に示す方法の実施の途中段階における被処理体を示す断面図であり、図２７は、図１７に示す方法の実施後の被処理体を示す断面図である。また、図２８は、図１７の工程ＳＴ６として用いられ得る処理の流れ図である。なお、以下の説明では、方法ＭＴ２において、図１８に示すウエハＷが図３に示す一つのプラズマ処理装置１０を用いて処理される例について言及する。以下に説明する各工程の実行時には、プラズマ処理装置１０の各部が制御部Ｃｎｔによって制御される。
方法ＭＴ２では、図１８に示すウエハＷ２が載置台ＰＤ上に載置され、当該載置台ＰＤ上で保持される。方法ＭＴ２では、次いで、工程ＳＴ３が実行される。方法ＭＴ２の工程ＳＴ３は、方法ＭＴの工程ＳＴ３と同様の工程であり、反応性イオンエッチングによって、第１領域Ｒ１をエッチングする工程である。この工程ＳＴ３によって、マスクＭＫの開口から露出されている部分において第１領域Ｒ１が、フルオロカーボンの活性種によってエッチングされる。この工程ＳＴ３の処理時間は、当該工程ＳＴ３の終了時に、第２領域Ｒ２上に第１領域Ｒ１が所定の膜厚で残されるように、設定される。この工程ＳＴ３の実行の結果、図１９に示すように、上部開口ＵＯ２が部分的に形成される。
次いで、方法ＭＴ２では、第１領域Ｒ１をエッチングするために、一回以上のシーケンスＳＱ２１が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々は、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２３を含む。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々は、工程ＳＴ２２を更に含んでいてもよい。
一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２１は、工程ＳＴ１１と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２１では、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。そして、解離したフルオロカーボンが、ウエハＷの表面上に堆積して、図２０に示すように、堆積物ＤＰを形成する。
以下に、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２１における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｃ４Ｆ６ガス：３ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ
Ａｒガス：７００ｓｃｃｍ〜１２００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ
・処理時間：０．５秒
一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々では、次いで、工程ＳＴ２２が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２２は、工程ＳＴ１２と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２２では、酸素の活性種が生成され、ウエハＷ２上の堆積物ＤＰの量が、図２１に示すように、酸素の活性種によって適度に減少される。その結果、過剰な堆積物ＤＰによって開口ＭＯ２及び上部開口ＵＯ２が閉塞されることが防止される。また、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２２で利用される処理ガスでは、酸素ガスが不活性ガスによって希釈されているので、堆積物ＤＰが過剰に除去されることを抑制することができる。
以下に、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２２における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｏ２ガス：４ｓｃｃｍ〜６ｓｃｃｍ
Ａｒガス：７００ｓｃｃｍ〜１２００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ
・処理時間：１秒
一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々では、次いで、工程ＳＴ２３が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２３は、工程ＳＴ１３と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２３では、不活性ガスのプラズマが生成され、イオンがウエハＷ２に対して引き込まれる。そして、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって、図２２に示すように、第１領域Ｒ１がエッチングされる。これにより、上部開口ＵＯ２が形成される。
以下に、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２３における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ａｒガス：７００ｓｃｃｍ〜１２００ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：０Ｗ〜２０Ｗ
なお、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々では、工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比が、後述する一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々に含まれる工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比よりも、大きな比に設定される。例えば、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２１の実行時間と一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々の工程ＳＴ２１の実行時間が、同じ時間長に設定され、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２３の実行時間が、一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々の工程ＳＴ２３の実行時間よりも長い時間長に設定されてもよい。例えば、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２３の実行時間が７秒に設定され、一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々の工程ＳＴ２３の実行時間が５秒に設定され得る。
各シーケンスにおいて、工程ＳＴ２１の実行時間に対して工程ＳＴ２３の実行時間が短くなると、ウエハＷ２上に形成される堆積物ＤＰの量が多くなり、エッチング量が少なくなる。一方、各シーケンスにおいて、工程ＳＴ２１の実行時間に対して工程ＳＴ２３の実行時間が長くなると、ウエハＷ２上に形成される堆積物ＤＰの量が少なくなり、エッチング量が多くなる。したがって、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々では、ウエハＷ２上に形成される堆積物ＤＰの量が比較的少なくなり、エッチング量が比較的多くなる。故に、一回以上のシーケンスＳＱ２１によれば、ウエハＷ２に形成される開口の堆積物ＤＰによる閉塞を抑制しつつ第１領域Ｒ１のエッチングを行うことができる。
方法ＭＴ２では、続く工程ＳＴＪ１において、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスＳＱ２１が所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴＪ１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、工程ＳＴ２１からシーケンスＳＱ２１が実行される。一方、工程ＳＴＪ１において、停止条件が満たされると判定される場合には、一回以上のシーケンスＳＱ２１の実行が終了する。
上述したように、一回以上のシーケンスＳＱ２１では、形成される堆積物ＤＰの量が比較的少なく、エッチング量が比較的多くなる。その結果、第１領域Ｒ１に加えて、マスクＭＫ２も削られ、図２２に示すように、マスクＭＫ２を構成する材料を含む堆積物ＤＰ２がウエハＷ２上に形成され得る。この堆積物ＤＰ２を除去するために、方法ＭＴ２では、次いで、工程ＳＴ５が実行される。工程ＳＴ５では、図２２に示すウエハＷ２に対する反応性イオンエッチングが行われる。
工程ＳＴ５では、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容器１２内に処理ガスが供給される。この処理ガスは、堆積物ＤＰ２を構成する材料に応じて適宜選択される。一例では、処理ガスは、フルオロカーボンガスを含む。また、この処理ガスは、希ガス、例えば、Ａｒガスを更に含み得る。また、この処理ガスは、酸素ガスを更に含み得る。また、工程ＳＴ５では、排気装置５０が作動され、処理容器１２内の圧力が所定の圧力に設定される。さらに、工程ＳＴ５では、第１の高周波電源６２からの高周波電力が上部電極３０に供給され、第２の高周波電源６４からの高周波バイアス電力が下部電極ＬＥに対して供給される。この工程ＳＴ５では、処理ガスのプラズマが生成され、堆積物ＤＰ２がイオンによってエッチングされる。これにより、第１領域Ｒ１のエッチングを妨害し得る堆積物ＤＰ２が、図２３に示すように、除去される。かかる工程ＳＴ５を実行することにより、方法ＭＴ２における以降の処理において、良好な形状の開口（後述の下部開口ＬＯ２）を形成することが可能となる。
以下に、工程ＳＴ５における各種条件を例示する。
・処理容器内圧力：１０ｍＴｏｒｒ（１．３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６５Ｐａ）
・処理ガス
Ｃ４Ｆ６ガス：４ｓｃｃｍ〜６ｓｃｃｍ
Ａｒガス：７００ｓｃｃｍ〜１２００ｓｃｃｍ
Ｏ２ガス：３ｓｃｃｍ〜５ｓｃｃｍ
・プラズマ生成用の高周波電力：１００Ｗ〜５００Ｗ
・高周波バイアス電力：４０Ｗ〜６０Ｗ
・処理時間：５５秒
次いで、方法ＭＴ２では、第１領域Ｒ１をエッチングするために、一回以上のシーケンスＳＱ２２が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々は、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２３を含む。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々は、工程ＳＴ２２を更に含んでいてもよい。
一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２１は、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２１と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２１では、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。そして、解離したフルオロカーボンが、ウエハＷの表面上に堆積して、図２４に示すように、堆積物ＤＰを形成する。
一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々では、次いで、工程ＳＴ２２が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２２は、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２２と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２２では、酸素の活性種が生成され、ウエハＷ２上の堆積物ＤＰの量が、図２５に示すように、酸素の活性種によって適度に減少される。
一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々では、次いで、工程ＳＴ２３が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２３は、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々における工程ＳＴ２３と同様の工程である。一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々における工程ＳＴ２３では、不活性ガスのプラズマが生成され、イオンがウエハＷ２に対して引き込まれる。そして、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって、第１領域Ｒ１がエッチングされる。これにより、第２領域Ｒ２によって画成される凹部内の第１領域Ｒ１がエッチングされ、図２６に示すように、下部開口ＬＯ２が部分的に形成される。
一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々では、工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比が、一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々に含まれる工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比よりも、小さい比に設定される。したがって、一回以上のシーケンスＳＱ２２では、ウエハＷ２上に形成される堆積物ＤＰの量は比較的多く、エッチング量は比較的少なくなる。かかる一回以上のシーケンスＳＱ２２によれば、第２領域Ｒ２の上面を覆っていた第１領域Ｒ１の酸化シリコンが除去されたときに、当該第２領域Ｒ２を堆積物ＤＰによって保護することができる（図２６参照）。
方法ＭＴ２では、続く工程ＳＴＪ２において、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件はシーケンスＳＱ２２が所定回数実行されている場合に満たされるものと判定される。工程ＳＴＪ２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、工程ＳＴ２１からシーケンスＳＱ２２が実行される。一方、工程ＳＴＪ２において、停止条件が満たされると判定される場合には、一回以上のシーケンスＳＱ２２の実行が終了する。
方法ＭＴ２では、次いで、第１領域Ｒ１を更にエッチングするために、工程ＳＴ６が実行される。一例の工程ＳＴ６では、反応性イオンエッチングによって、第１領域Ｒ１がエッチングされる。この工程ＳＴ６は、方法ＭＴ２の工程ＳＴ３と同様の工程であり得る。工程ＳＴ６の実行時には、一回以上のシーケンスＳＱ２２によって形成された堆積物ＤＰにより第２領域Ｒ２が保護されている。したがって、工程ＳＴ６では、第２領域Ｒ２の削れを抑制しつつ、高いエッチングレートで第１領域Ｒ１のエッチングを進行させることができる。この工程ＳＴ６により、図２７に示すように、下部開口ＬＯ２の深さが更に深くなり、最終的には、凹部の底にある第２領域Ｒ２が露出するまで第１領域Ｒ１がエッチングされる。
別の例の工程ＳＴ６では、図２８に示すように、一回以上のシーケンスＳＱ２３が実行される。一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々は、シーケンスＳＱ２１及びシーケンスＳＱ２２の各々と同様に、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２３を含んでいる。一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々は、シーケンスＳＱ２１及びシーケンスＳＱ２２の各々と同様に、工程ＳＴ２２を更に含んでいてもよい。
一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々における工程ＳＴ２１では、フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマが生成される。そして、解離したフルオロカーボンが、ウエハＷの表面上に堆積して、堆積物ＤＰを形成する。一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々における工程ＳＴ２２では、酸素の活性種が生成され、ウエハＷ２上の堆積物ＤＰの量が、酸素の活性種によって適度に減少される。一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々における工程ＳＴ２３では、不活性ガスのプラズマが生成され、イオンがウエハＷ２に対して引き込まれる。そして、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルによって、第１領域Ｒ１がエッチングされる。
なお、一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々では、工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比が、一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々に含まれる工程ＳＴ２１の実行時間に対する工程ＳＴ２３の実行時間の比よりも、大きな比に設定される。例えば、一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々の工程ＳＴ２１の実行時間と一回以上のシーケンスＳＱ２１の各々の工程ＳＴ２１の実行時間が、同じ時間長に設定され、一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々の工程ＳＴ２３の実行時間が、一回以上のシーケンスＳＱ２２の各々の工程ＳＴ２１の実行時間よりも長い時間長に設定されてもよい。これにより、一回以上のシーケンスＳＱ２３の各々では、形成される堆積物ＤＰの量が比較的少なくなり、エッチング量が比較的多くなる。したがって、マスクＭＫ２の開口ＭＯ２、上部開口ＵＯ２、下部開口ＬＯ２を閉塞させずに、第１領域Ｒ１をエッチングすることが可能となる。また、上述の一回以上のシーケンスＳＱ２２の実行の結果、第２領域Ｒ２上には堆積物ＤＰが既に形成されているので、一回以上のシーケンスＳＱ２３では、堆積物ＤＰにより第２領域Ｒ２が保護された状態で、高いエッチングレートで第１領域Ｒ１のエッチングを進行させることが可能となる。
以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成可能である。例えば、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の実施において、上部電極３０にプラズマ生成用の高周波電力が供給されているが、当該高周波電力は下部電極ＬＥに供給されてもよい。また、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の実施には、プラズマ処理装置１０以外のプラズマ処理装置を用いることができる。具体的には、誘導結合型のプラズマ処理装置、又は、マイクロ波といった表面波によってプラズマを生成するプラズマ処理装置のように、任意のプラズマ処理装置を用いて方法ＭＴ及び方法ＭＴ２を実施することが可能である。
また、シーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、及びシーケンスＳＱ３のうち少なくとも一つ、又はそれらの全てにおける工程ＳＴ１１、工程ＳＴ１２、及び工程ＳＴ１３の実行順序が変更されてもよい。例えば、シーケンスＳＱ１、シーケンスＳＱ２、及びシーケンスＳＱ３のうち少なくとも一つ、又はそれらの全てにおいて、工程ＳＴ１３の実行後に工程ＳＴ１２が実行されてもよい。また、シーケンスＳＱ２１、シーケンスＳＱ２２、及びシーケンスＳＱ２３のうち少なくとも一つ、又はそれらの全てにおける工程ＳＴ２１、工程ＳＴ２２、及び工程ＳＴ２３の実行順序が変更されてもよい。例えば、シーケンスＳＱ２１、シーケンスＳＱ２２、及びシーケンスＳＱ２３のうち少なくとも一つ、又はそれらの全てにおいて、工程ＳＴ２３の実行後に工程ＳＴ２２が実行されてもよい。
１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、３０…上部電極、ＰＤ…載置台、ＬＥ…下部電極、ＥＳＣ…静電チャック、４０…ガスソース群、４２…バルブ群、４４…流量制御器群、５０…排気装置、６２…第１の高周波電源、６４…第２の高周波電源、Ｃｎｔ…制御部、Ｗ…ウエハ、Ｒ１…第１領域、Ｒ２…第２領域、ＯＬ…有機膜、ＡＬ…シリコン含有反射防止膜、ＭＫ…マスク、ＤＰ…堆積物。

Claims (9)

  1. 被処理体に対するプラズマ処理によって、酸化シリコンから構成された第１領域を窒化シリコンから構成された第２領域に対して選択的にエッチングする方法であって、
    前記被処理体は、凹部を画成する前記第２領域、該凹部を埋め、且つ前記第２領域を覆うように設けられた前記第１領域、及び、前記第１領域上に設けられたマスクを有し、該マスクは、前記凹部の上に該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供し、
    該方法は、
    前記第１領域をエッチングするために実行される一回以上の第１シーケンスと、
    前記第１領域を更にエッチングするために、前記一回以上の第１シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第２シーケンスと、
    を含み、
    前記一回以上の第１シーケンスの各々、及び、前記一回以上の第２シーケンスの各々は、
    前記被処理体を収容した処理容器内においてフルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第１工程であり、前記被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第１工程と、
    前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって前記第１領域をエッチングする第２工程と、
    を含み、
    前記一回以上の第１シーケンスは、前記第２領域が露出するときを含む期間において実行され、
    前記一回以上の第１シーケンスの各々によって前記第１領域がエッチングされる量が、前記一回以上の第２シーケンスの各々によって前記第１領域がエッチングされる量よりも少ない、
    方法。
  2. 前記第１領域を更にエッチングするために、前記一回以上の第２シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第３シーケンスを更に含み、
    前記一回以上の第３シーケンスの各々は、前記第１工程、及び、前記第２工程を含み、
    前記一回以上の第１シーケンス、前記一回以上の第２シーケンス、及び前記一回以上の第３シーケンスの各々に含まれる前記第２工程において、不活性ガスのプラズマが生成され、前記被処理体を支持する載置台に高周波バイアス電力が供給されることによって前記被処理体に対してイオンが引き込まれ、
    前記一回以上の第３シーケンスに含まれる前記第２工程において利用される前記高周波バイアス電力が、前記一回以上の第１シーケンス及び前記一回以上の第２シーケンスに含まれる前記第２工程において利用される前記高周波バイアス電力よりも大きい、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記一回以上の第１シーケンス、前記一回以上の第２シーケンス、及び、前記一回以上の第３シーケンスの各々は、前記被処理体を収容した前記処理容器内において、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第３工程を更に含む、
    請求項２に記載の方法。
  4. 酸化シリコンから構成された被処理体の第１領域を窒化シリコンから構成された該被処理体の第２領域に対して選択的にエッチングする方法であって、
    前記被処理体は、該方法が適用される前の初期状態において、凹部を画成する前記第２領域、該凹部を埋め、且つ前記第２領域を覆うように設けられた前記第１領域、及び、前記第１領域上に設けられたマスクを有し、該マスクは、前記凹部の上に該凹部の幅よりも広い幅を有する開口を提供し、
    該方法は、
    前記第１領域をエッチングするために実行される一回以上の第１シーケンスと、
    前記第１領域を更にエッチングするために、前記一回以上の第１シーケンスの実行の後に実行される一回以上の第２シーケンスと、
    前記一回以上の第２シーケンスの実行の後に、前記第１領域を更にエッチングする工程と、
    を含み、
    前記一回以上の第１シーケンスの各々、及び、前記一回以上の第２シーケンスの各々は、
    フルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第１工程であり、前記被処理体上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する、該第１工程と、
    前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルによって前記第１領域をエッチングする第２工程と、
    を含み、
    前記一回以上の第１シーケンスの各々に含まれる前記第１工程の実行時間に対する該一回以上の第１シーケンスの各々に含まれる前記第２工程の実行時間の比は、前記一回以上の第２シーケンスの各々に含まれる前記第１工程の実行時間に対する該一回以上の第２シーケンスの各々に含まれる前記第２工程の実行時間の比よりも大きい、
    方法。
  5. 前記一回以上の第１シーケンスが実行された後、且つ、前記一回以上の第２シーケンスが実行される前に、前記マスクを構成する材料を含み前記被処理体上に形成された堆積物に対する反応性イオンエッチングを実行する工程を更に含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記第１領域を更にエッチングする前記工程において、反応性イオンエッチングによって前記第１領域がエッチングされる、請求項４又は５に記載の方法。
  7. 前記一回以上の第１シーケンス及び前記一回以上の第２シーケンスの各々は、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第３工程であり、フルオロカーボンを含む前記堆積物を減少させる、該第３工程を更に含む、
    請求項６に記載の方法。
  8. 前記第１領域を更にエッチングする前記工程は、前記第１工程及び前記第２工程を各々が含む一回以上の第３シーケンスを実行することを含み、
    前記一回以上の第３シーケンスに含まれる前記第１工程の実行時間に対する該一回以上の第３シーケンスに含まれる前記第２工程の実行時間の比は、前記一回以上の第２シーケンスに含まれる前記第１工程の実行時間に対する該一回以上の第２シーケンスに含まれる前記第２工程の実行時間の比よりも大きい、
    請求項４又は５に記載の方法。
  9. 前記一回以上の第１シーケンス、前記一回以上の第２シーケンス、及び前記一回以上の第３シーケンスの各々は、酸素含有ガス及び不活性ガスを含む処理ガスのプラズマを生成する第３工程であり、フルオロカーボンを含む前記堆積物を減少させる、該第３工程を更に含む、請求項８に記載の方法。
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