JP2017084938A

JP2017084938A - Method of processing object to be processed

Info

Publication number: JP2017084938A
Application number: JP2015210882A
Authority: JP
Inventors: 隆彦加藤; Takahiko Kato; 嘉英木原; Yoshihide Kihara
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2017-05-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variation in the width of the groove of a pattern before and after etching so as not to depend on a compressional difference, in a method of processing an object to be processed by plasma etching.SOLUTION: A method MT includes a step of etching an antireflection film AL by using plasma generated in a processing container 12 and a mask MK1, and forming a mask ALM1 from the antireflection film AL. In this step, the pressure rise rate obtained by dividing the total flow of process gas, supplied into the processing container 12, by the volume thereof, is 10 (mTorr/s) or less, and the value obtained by dividing a value, obtained by subtracting the width of groove in the mask MK1 from that of the mask ALM1, by the thickness of the mask ALM1 is -0.20 or more.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

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。 Embodiments described herein relate generally to a method for processing an object to be processed by plasma etching.

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。 In the manufacturing process of an electronic device such as a semiconductor device, a mask is formed on a layer to be etched, and etching is performed to transfer the pattern of the mask to the layer to be etched. As a mask, a resist mask is generally used. The resist mask is formed by a photolithography technique. Therefore, the critical dimension of the pattern formed on the layer to be etched is affected by the resolution limit of the resist mask formed by the photolithography technique, the pattern density, and the like.

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。 Patent Document 1 discloses a technique for reducing the influence of a pattern density difference in etching through a mask having a non-uniform pattern density (a mask having a pattern density difference). Further, Patent Document 2 discloses an etching technique that reduces a pattern density difference in mask formation.

特開２００８−１９２７５２号公報JP 2008-192752 A 特開２００８−７８５８２号公報JP 2008-78582 A

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。 In recent years, with the high integration of electronic devices, it has been required to form patterns with dimensions smaller than the resolution limit of resist masks. For this reason, a technique has been proposed in which a CF polymer film is deposited on a resist mask to reduce the width of the opening (pattern groove width) defined by the resist mask. For the deposition of the CF polymer film as described above, for example, a polymerizable processing gas can be mainly used. In this case, in the case where the pattern density is not uniform as described above, more deposition occurs as the pattern density becomes lower. For this reason, the amount of deposition on the sidewalls of the pattern groove changes according to the pattern density difference, and the pattern groove width changes. Therefore, the pattern density difference between the pattern groove width before and after etching is also different. Therefore, as the pattern becomes finer, there may be a case where the difference due to the etching of the groove width of the pattern according to the density difference of the pattern exceeds the allowable range. Therefore, it is necessary to reduce the amount of change in the groove width of the pattern before and after etching so as not to be caused by the difference in density of the pattern. In addition, the necessity of reducing the width of the groove of the pattern by the deposit as described above is reduced by the practical use of the EUV technology, and further, when the ALD technology is also used, relatively high pattern accuracy by the technology is achieved. Therefore, it is necessary to reduce the amount of change in the groove width of the pattern before and after etching so as not to depend on the density difference of the pattern. As described above, in the method of processing an object to be processed by plasma etching, it is necessary to reduce the amount of change in the width of the pattern groove before and after the etching so as not to depend on the density difference of the pattern.

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。 In one embodiment, a method for processing an object to be processed performed in a processing container of a plasma processing apparatus is provided. An object to be processed includes an etched layer, an organic film provided on the etched layer, an antireflection film containing silicon provided on the organic film, and a first mask provided on the antireflection film. Is provided. This method is a step of etching the antireflection film using the plasma generated in the processing container and the first mask, and a step of forming the second mask from the antireflection film (referred to as “step a”). Is provided. In step a of this method, the rate of increase in pressure obtained by dividing the total flow rate of the processing gas supplied into the processing container by the volume of the processing container is 10 [mTorr / s] (s is seconds) or less. The value obtained by subtracting the width of the groove of the mask from the width of the groove of the second mask formed along the groove is divided by the thickness of the antireflection film is -0.20 or more.

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。 In order to transfer the pattern of the first mask on the antireflection film with high detail without depending on the density difference of the pattern, it is necessary to sufficiently improve the etching selectivity of the antireflection film. As a result of intensive studies, the inventor has obtained a value obtained by subtracting the value obtained by subtracting the width of the groove of the first mask from the width of the groove of the second mask formed along the groove in step a of the above-described embodiment. Under the condition of superior etching properties such that the value divided by the thickness is −0.20 or more, the pressure increase rate obtained by dividing the total flow rate of the processing gas supplied into the processing container by the volume of the processing container is 10 [ mTorr / s] or less makes it possible to achieve a balance between the etching property and the deposition property, thereby improving the selectivity of the antireflection film to the etching and the shape of the second mask formed from the antireflection film. Has been found to be suitably arranged. If the second mask formed by the above step a is used, the pattern of the first mask on the antireflection film can be transferred with high detail and at the time of etching the organic film without depending on the density difference of the pattern.

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。 In one embodiment, the angle between the interface between the organic film and the second mask and the side surface of the second mask exceeds 80 degrees. Accordingly, since the side surface of the second mask formed by the etching in the step a is substantially perpendicular to the interface between the second mask and the organic film, the width of the groove of the mask in the etching for the organic film performed after the step a. Variation due to etching is reduced.

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。 In one embodiment, the sum of the thickness of the portion of the first mask remaining after step a of etching the antireflection film and the thickness of the second mask exceeds 50 [nm]. Therefore, since the sum of the thickness of the second mask formed by etching in step a and the thickness of the remaining portion of the first mask exceeds 50 [nm], in the etching for the organic film performed after step a, A sufficiently thick mask can be provided by the second mask and the remaining portion of the first mask.

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。 In one embodiment, in the step a of etching the antireflection film, the pressure in the processing container is expressed as a pressure increase rate (a value obtained by dividing the total flow rate of the processing gas supplied into the processing container by the volume of the processing container). The residence time obtained by dividing is 1.0 [s] (s is second) or more. Therefore, since the residence time in the process a is relatively long as 1.0 [s] or more, the dissociation degree of the gas molecules in the process container is improved in the process a, and further, scavenging ( scavenge) amount is increased. Therefore, even when a gas having a relatively low deposition property is used in step a, the reduction of the selection ratio can be suppressed.

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。 As described above, the change amount of the groove width of the pattern before and after the etching can be reduced without depending on the density difference of the pattern.

図１は、一実施形態の方法を示す流れ図である。FIG. 1 is a flow diagram illustrating a method of an embodiment. 図２は、プラズマ処理装置の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a plasma processing apparatus. 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。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of the object to be processed before and after each step of the method shown in FIG. 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。FIG. 4 is a graph for explaining conditions used in the step of etching the antireflection film shown in FIG. 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。FIG. 5 is a graph for explaining another condition used in the step of etching the antireflection film shown in FIG. 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。FIG. 6 is a diagram schematically showing the shape of the mask formed by the step of etching the antireflection film shown in FIG.

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。 Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

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。 FIG. 1 is a flow diagram illustrating a method of an embodiment. A method MT according to an embodiment shown in FIG. 1 is a method for processing an object to be processed (hereinafter also referred to as “wafer”). In the method MT of one embodiment, a series of steps can be performed using a single plasma processing apparatus.

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。 FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a plasma processing apparatus. FIG. 2 schematically shows a cross-sectional structure of a plasma processing apparatus 10 that can be used in various embodiments of a method for processing an object. As shown in FIG. 2, the plasma processing apparatus 10 is a capacitively coupled plasma etching apparatus.

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。 The plasma processing apparatus 10 includes a processing container 12, an exhaust port 12e, a carry-in / out port 12g, a support unit 14, a mounting table PD, a pressure sensor 21, a DC power source 22, a switch 23, a refrigerant flow path 24, a pipe 26a, a pipe 26b, and an upper electrode. 30, insulating shielding member 32, electrode plate 34, gas discharge hole 34 a, electrode support 36, gas diffusion chamber 36 a, gas flow hole 36 b, gas inlet 36 c, gas supply pipe 38, gas source group 40, valve group 42, flow rate controller group 44, deposition shield 46, exhaust plate 48, exhaust device 50, exhaust pipe 52, gate valve 54, first high frequency power source 62, second high frequency power source 64, matching unit 66, matching unit 68, A power source 70, a control unit Cnt, a focus ring FR, a heater power source HP, and a heater HT are provided. The mounting table PD includes an electrostatic chuck ESC and a lower electrode LE. The lower electrode LE includes a first plate 18a and a second plate 18b. The processing container 12 defines a processing space Sp.

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。 The processing container 12 has a substantially cylindrical shape. The processing container 12 is made of aluminum, for example. The inner wall surface of the processing container 12 is anodized. The processing container 12 is grounded for safety.

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。 The support unit 14 is provided on the bottom of the processing container 12 inside the processing container 12. The support portion 14 has a substantially cylindrical shape. The support part 14 is comprised from an insulating material, for example. The insulating material constituting the support portion 14 may contain oxygen like quartz. The support portion 14 extends in the vertical direction from the bottom of the processing container 12 in the processing container 12.

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。 The mounting table PD is provided in the processing container 12. The mounting table PD is supported by the support unit 14. The mounting table PD holds the wafer W on the upper surface of the mounting table PD. The wafer W is an object to be processed. The mounting table PD includes a lower electrode LE and an electrostatic chuck ESC.

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。 The lower electrode LE includes a first plate 18a and a second plate 18b. The first plate 18a and the second plate 18b are made of a metal such as aluminum. The first plate 18a and the second plate 18b have a substantially disk shape. The second plate 18b is provided on the first plate 18a. The second plate 18b is electrically connected to the first plate 18a.

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。 The electrostatic chuck ESC is provided on the second plate 18b. The electrostatic chuck ESC has a structure in which electrodes of a conductive film are arranged between a pair of insulating layers or between a pair of insulating sheets.

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。 The pressure sensor 21 is a capacitance manometer, is provided outside the processing container 12, and measures the pressure inside the processing container 12 through a pipe. The piping is provided on the side wall of the processing container 12 at the height position of the electrostatic chuck ESC, penetrates from the inside to the outside of the processing container 12, and is connected to the pressure sensor 21 outside the processing container 12. The Therefore, the pressure sensor 21 detects the atmospheric pressure similar to the total atmospheric pressure around the wafer W placed on the surface of the electrostatic chuck ESC (corresponding to the internal pressure of the processing container 12, the same applies hereinafter) via the pipe. The The detection result by the pressure sensor 21 is transmitted to the control unit Cnt.

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。 The DC power supply 22 is electrically connected to the electrode of the electrostatic chuck ESC via the switch 23. The electrostatic chuck ESC attracts the wafer W by an electrostatic force such as a Coulomb force generated by a DC voltage from the DC power supply 22. As a result, the electrostatic chuck ESC can hold the wafer W.

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。 The focus ring FR is disposed on the peripheral edge of the second plate 18b so as to surround the edge of the wafer W and the electrostatic chuck ESC. The focus ring FR is provided in order to improve etching uniformity. The focus ring FR is made of a material appropriately selected according to the material of the film to be etched, and can be made of silicon, for example.

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。 The coolant channel 24 is provided inside the second plate 18b. The refrigerant flow path 24 constitutes a temperature adjustment mechanism. Refrigerant is supplied to the refrigerant flow path 24 from a chiller unit provided outside the processing container 12 via a pipe 26a. The refrigerant supplied to the refrigerant flow path 24 is returned to the chiller unit via the pipe 26b. Thus, the refrigerant is supplied to the refrigerant flow path 24 so that the refrigerant circulates. By controlling the temperature of the refrigerant, the temperature of the wafer W supported by the electrostatic chuck ESC is controlled. The gas supply line 28 supplies the heat transfer gas from the heat transfer gas supply mechanism, for example, He gas, between the upper surface of the electrostatic chuck ESC and the back surface of the wafer W.

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。 The heater HT is a heating element. For example, the heater HT is embedded in the second plate 18b. The heater power supply HP is connected to the heater HT. By supplying electric power from the heater power supply HP to the heater HT, the temperature of the mounting table PD is adjusted, and the temperature of the wafer W mounted on the mounting table PD is adjusted. The heater HT can be incorporated in the electrostatic chuck ESC.

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。 The upper electrode 30 is disposed opposite the mounting table PD above the mounting table PD. The lower electrode LE and the upper electrode 30 are provided substantially parallel to each other. A processing space Sp is provided between the upper electrode 30 and the lower electrode LE. The processing space Sp is a space region for performing plasma processing on the wafer W.

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。 The upper electrode 30 is supported on the upper portion of the processing container 12 via an insulating shielding member 32. The insulating shielding member 32 is made of an insulating material and can contain oxygen, for example, quartz. The upper electrode 30 can include an electrode plate 34 and an electrode support 36. The electrode plate 34 faces the processing space Sp. The electrode plate 34 includes a plurality of gas discharge holes 34a. The electrode plate 34 may be composed of silicon in one embodiment. In another embodiment, the electrode plate 34 can be composed of silicon oxide.

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。 The electrode support 36 detachably supports the electrode plate 34 and can be made of a conductive material such as aluminum. The electrode support 36 may have a water cooling structure. The gas diffusion chamber 36 a is provided inside the electrode support 36. Each of the gas flow holes 36b communicates with the gas discharge hole 34a. Each of the plurality of gas flow holes 36b extends downward (toward the mounting table PD) from the gas diffusion chamber 36a.

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。 The gas inlet 36c guides the processing gas to the gas diffusion chamber 36a. The gas introduction port 36 c is provided in the electrode support 36. The gas supply pipe 38 is connected to the gas inlet 36c.

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、ＳｉＣｌ_４ガスが用いられ得るが、その他のＳｉＢｒ_４ガス、ＳｉＦ_４ガス、またはＳｉＨ_２Ｃｌ_４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、ＣＦ_４ガスが用いられるが、更に、Ｃ_４Ｆ_６ガス、Ｃ_４Ｆ_８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、ＣＨＦ_３ガス、ＣＨ_２Ｆ_２ガス、ＣＨ_３Ｆ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、ＳＦ_６ガス、ＮＦ_３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。 The gas source group 40 is connected to the gas supply pipe 38 via the valve group 42 and the flow rate controller group 44. The gas source group 40 has a plurality of gas sources. The plurality of gas sources may include a silicon halide gas source, a hydrogen gas source, an oxygen gas source, a nitrogen gas source, a halogen-containing gas source, and a noble gas source. As the silicon halide gas, SiCl ₄ gas can be used, but other SiBr ₄ gas, SiF ₄ gas, SiH ₂ Cl ₄ gas, or the like can be used as necessary. Examples of the halogen-containing gas may include a fluorocarbon-based gas. The fluorocarbon-based gas can include a fluorocarbon gas and a hydrofluorocarbon gas. As the fluorocarbon gas, CF ₄ gas is used, but C ₄ F ₆ gas, C ₄ F ₈ gas, or the like may be further used. As the hydrofluorocarbon gas, CHF ₃ gas, CH ₂ F ₂ gas, CH ₃ F gas, or the like may be used. Furthermore, as other halogen-containing gas, SF ₆ gas, NF ₃ gas, or the like may be used. Ar gas, He gas, etc. can be used as the rare gas.

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。 The valve group 42 includes a plurality of valves. The flow rate controller group 44 includes a plurality of flow rate controllers such as a mass flow controller. Each of the plurality of gas sources of the gas source group 40 is connected to the gas supply pipe 38 via a corresponding valve of the valve group 42 and a corresponding flow rate controller of the flow rate controller group 44. Therefore, the plasma processing apparatus 10 can supply the gas from one or more gas sources selected from the plurality of gas sources of the gas source group 40 into the processing container 12 at individually adjusted flow rates. It is.

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Ｙ_２Ｏ_３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、Ｙ_２Ｏ_３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。 In the plasma processing apparatus 10, the deposition shield 46 is detachably provided along the inner wall of the processing container 12. The deposition shield 46 is also provided on the outer periphery of the support portion 14. The deposition shield 46 prevents the etching byproduct (depot) from adhering to the processing container 12 and can be configured by coating an aluminum material with ceramics such as Y ₂ O ₃ . In addition to Y ₂ O ₃ , the deposition shield can be made of a material containing oxygen such as quartz.

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Ｙ_２Ｏ_３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。 The exhaust plate 48 is provided on the bottom side of the processing container 12 and between the support part 14 and the side wall of the processing container 12. The exhaust plate 48 can be configured by, for example, coating an aluminum material with ceramics such as Y ₂ O ₃ . The exhaust port 12 e is provided in the processing container 12 below the exhaust plate 48. The exhaust device 50 is connected to the exhaust port 12 e via the exhaust pipe 52. The exhaust device 50 has a vacuum pump such as a turbo molecular pump, and can depressurize the space in the processing container 12 to a desired degree of vacuum. The loading / unloading port 12g is a loading / unloading port for the wafer W. The loading / unloading port 12 g is provided on the side wall of the processing container 12. The carry-in / out port 12 g can be opened and closed by a gate valve 54.

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。 The first high-frequency power source 62 is a power source that generates a first high-frequency power for plasma generation, and generates a high-frequency power of 27 to 100 [MHz], in one example, 60 [MHz]. The first high frequency power supply 62 is connected to the upper electrode 30 via the matching unit 66. The matching unit 66 is a circuit for matching the output impedance of the first high-frequency power source 62 with the input impedance on the load side (lower electrode LE side). Note that the first high-frequency power source 62 can also be connected to the lower electrode LE via the matching unit 66.

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。 The plasma processing apparatus 10 further includes a power source 70. The power source 70 is connected to the upper electrode 30. The power source 70 applies a voltage to the upper electrode 30 for drawing positive ions present in the processing space Sp into the electrode plate 34. In one example, the power source 70 is a DC power source that generates a negative DC voltage. When such a voltage is applied from the power source 70 to the upper electrode 30, positive ions present in the processing space Sp collide with the electrode plate 34. Thereby, secondary electrons and / or silicon are emitted from the electrode plate 34.

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。 The second high-frequency power source 64 is a power source that generates a second high-frequency power for attracting ions to the wafer W, that is, a power source that generates a high-frequency bias power, and has a frequency within a range of 400 [kHz] to 40 [MHz]. Generates a high frequency bias power of 13.56 [MHz]. The second high frequency power supply 64 is connected to the lower electrode LE via the matching unit 68. The matching unit 68 is a circuit for matching the output impedance of the second high-frequency power source 64 with the input impedance on the load side (lower electrode LE side).

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。 The control unit Cnt is a computer including a processor, a storage unit, an input device, a display device, and the like, and controls each unit of the plasma processing apparatus 10. Specifically, the control unit Cnt includes a valve group 42, a flow rate controller group 44, an exhaust device 50, a first high-frequency power source 62, a matching unit 66, a second high-frequency power source 64, a matching unit 68, a power source 70, and a heater power source. Connected to HP and chiller unit.

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。 The control unit Cnt operates according to a program based on the input recipe and sends out a control signal. In accordance with a control signal from the control unit Cnt, the selection and flow rate of the gas supplied from the gas source group, the exhaust of the exhaust device 50, the power supply from the first high-frequency power source 62 and the second high-frequency power source 64, and the power source It is possible to control the voltage application from 70, the power supply of the heater power supply HP, and the refrigerant flow rate and refrigerant temperature from the chiller unit. In addition, each process of the method of processing the to-be-processed object disclosed in this specification can be performed by operating each part of the plasma processing apparatus 10 by control by the control part Cnt.

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。 Referring back to FIG. 1, the method MT will be described in detail. Hereinafter, an example in which the plasma processing apparatus 10 is used for performing the method MT will be described. Moreover, FIG. 3 is referred in the following description. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of the object to be processed before and after each step of the method shown in FIG.

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（ＳｉＯ_２）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。 In the method MT shown in FIG. 1, first, a wafer W is prepared in step ST1. As shown in FIG. 1, the wafer W prepared in the process ST1 includes a substrate SB, an etching target layer EL, an organic film OL, an antireflection film AL, and a mask MK1 (first mask). The etched layer EL is provided on the substrate SB. The layer to be etched EL is a layer made of a material that is selectively etched with respect to the organic film OL, and an insulating film is used. For example, the layer to be etched EL can be made of silicon oxide (SiO ₂ ). Note that the layer to be etched EL may be made of another material such as polycrystalline silicon. The organic film OL is provided on the etched layer EL. The organic film OL is a layer containing carbon, for example, an SOH (spin-on-hydrocarbon) layer. The antireflection film AL is an antireflection film containing silicon, and is provided on the organic film OL.

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。 The mask MK1 is provided on the antireflection film AL. The mask MK1 is a resist mask made of a resist material such as ArF, and is created by patterning a resist layer by a photolithography technique. The mask MK1 partially covers the antireflection film AL. The pattern of the mask MK1 is, for example, a line and space pattern. The mask MK1 may have a pattern that provides a circular opening in plan view. Alternatively, the mask MK1 may have a pattern that provides an elliptical opening in plan view.

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。 In step ST1, a wafer W shown in part (a) of FIG. 3 is prepared, and the wafer W is accommodated in the processing container 12 of the plasma processing apparatus 10 and mounted on the mounting table PD.

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ＣＦ_４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、ＣＦ_４ガス以外にも、例えばＣＨＦ_３ガス、ＣＨ_２Ｆ_２ガス、ＣＨ_３Ｆ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、ＣＦ_４ガス以外にも、Ｃ_４Ｆ_６ガス、Ｃ_４Ｆ_８ガス、ＣＨＦ_３ガス、ＣＨ_２Ｆ_２ガス、ＣＨ_３Ｆガス、ＳＦ_６ガス、ＮＦ_３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。 In the subsequent step ST2, the antireflection film AL is etched. Specifically, a processing gas containing a halogen-containing gas is supplied into the processing container 12 from a gas source selected from a plurality of gas sources in the gas source group 40. As the halogen-containing gas used in the step ST2, for example, an etching superiority (deposition property is inferior) CF ₄ gas may be used. In addition to the CF ₄ gas, the halogen-containing gas used in the step ST2 is superior in etching even if it is a gas species having a superior deposition property, such as CHF ₃ gas, CH ₂ F ₂ gas, and CH ₃ F gas. If the etching superiority can be maintained by adjusting the mixing ratio with the gas species (inferior in deposition property), it can be used. Therefore, in addition to CF ₄ gas, C ₄ F ₆ gas, C ₄ F ₈ gas, CHF ₃ gas, CH ₂ F ₂ gas, CH ₃ F gas, SF ₆ gas, NF ₃ gas, and the like can be used. Further, high frequency power is supplied from the first high frequency power supply 62. Further, high frequency bias power is supplied from the second high frequency power supply 64. Further, by operating the exhaust device 50, the pressure in the space in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Thereby, plasma of fluorocarbon gas is generated. The active species containing fluorine in the generated plasma etch the region exposed from the mask MK1 in the entire region of the antireflection film AL. By step ST2, as shown in FIG. 3B, a mask ALM1 (second mask) is formed from the antireflection film AL, and the mask MK1 becomes the mask MK2. The mask MK2 is a portion remaining after the step ST2 of etching the antireflection film AL in the mask MK1. In particular, the contents of step ST2 will be described in detail later.

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。 In the subsequent step ST3, the organic film OL is etched. Specifically, a processing gas containing oxygen gas is supplied into the processing container 12 from a gas source selected from a plurality of gas sources in the gas source group 40. Further, high frequency power is supplied from the first high frequency power supply 62. Further, high frequency bias power is supplied from the second high frequency power supply 64. Further, by operating the exhaust device 50, the pressure in the space in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Thereby, plasma of the processing gas containing oxygen gas is generated. The active species of oxygen in the generated plasma etches the region exposed from the mask ALM1 in the entire region of the organic film OL. The mask ALM1 formed by the process ST2 functions as a mask in the etching of the process ST3 together with the mask MK2 formed by the process ST2. In step ST3, as shown in part (c) of FIG. 3, a mask OLM is formed from the organic film OL, and the mask ALM1 becomes a mask ALM2. Note that a processing gas containing nitrogen gas and hydrogen gas may be used as a gas for etching the organic film OL.

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。 In subsequent step ST4, the etching target layer EL is etched. Specifically, the processing gas is supplied into the processing container 12 from a gas source selected from a plurality of gas sources of the gas source group 40. The processing gas can be appropriately selected depending on the material constituting the etching target layer EL. For example, when the layer to be etched EL is made of silicon oxide, the processing gas may contain a fluorocarbon gas. Further, high frequency power is supplied from the first high frequency power supply 62. Further, high frequency bias power is supplied from the second high frequency power supply 64. Further, by operating the exhaust device 50, the pressure in the space in the processing container 12 is set to a predetermined pressure. Thereby, plasma is generated. The generated active species in the plasma etch the region exposed from the mask OLM among the entire region of the etching target EL. In step ST4, as shown in FIG. 3D, the pattern of the mask OLM is transferred to the etched layer EL.

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。 Next, the contents of step ST2 shown in FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5, and FIG. FIG. 4 is a graph for explaining conditions used in the step of etching the antireflection film shown in FIG. FIG. 5 is a graph for explaining another condition used in the step of etching the antireflection film shown in FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing the shape of the mask formed by the step of etching the antireflection film shown in FIG.

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。 First, for convenience of explanation, the following definitions are made in advance. The thickness of the mask ALM1 shown in part (b) of FIG. 3 (same as the thickness of the antireflection film AL shown in part (a) of FIG. 3) is LD11 (= 35) [nm], and part (b) of FIG. The thickness of the mask MK2 shown in FIG. 3 is set to LD2 (= 75) [nm], and the thickness of the mask OLM shown in the (c) part of FIG. 3 and the (d) part of FIG. 3 (the (a) part of FIG. Let LD3 (= 95) [nm] be the same as the thickness of the organic film OL shown in part (b). The thickness of the mask ALM2 shown in part (c) of FIG. 3 is assumed to be LD12 [nm]. In the following, the dimension of length is nanometer ([nm]) even if not specifically indicated.

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。 As a pattern state before etching the antireflection film AL (before step ST2), a “sparse” state and a “dense” state are defined. In FIG. 3A, the width value of the groove GR of the pattern constituted by the mask MK1 is LW11 [nm], the width value of the mask MK1 is LW12 [nm], and the unit interval value is Lu. (= 45) [nm]. The “sparse” state is when the relationship of LW12 = Lu and LW11 = 5 × Lu is satisfied (that is, the ratio of the width of the mask MK1 to the width of the trench GR before etching the antireflection film AL is 1: 5). Corresponds to). Hereinafter, the “sparse” state may be referred to as “iso”. The “dense” state is when the relationship of LW12 = Lu and LW11 = Lu is satisfied (that is, the ratio of the width of the mask MK1 to the width of the trench GR becomes 1: 1 before the antireflection film AL is etched). Corresponds to). Hereinafter, the “dense” state may be referred to as “den”.

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。 In the part (b) of FIG. 3, the value of the width on the bottom side of the groove GR of the pattern constituted by the mask ALM1 is LW2 [nm]. The amount of change in which the width on the bottom side of the groove GR changes before and after the etching of the antireflection film AL is defined as LWb21 (= LW2−LW11) [nm]. In part (c) of FIG. 3, the value of the width on the bottom side of the groove GR of the mask pattern constituted by the mask OLM is LW3 [nm]. An amount of change in which the width on the bottom side of the groove GR changes before and after the etching of the antireflection film AL and the organic film OL is LWb31 (= LW3−LW11) [nm], and the width on the bottom side of the groove GR is the width of the organic film OL. The amount of change that changes before and after the etching is LWb32 (= LW3−LW2) [nm]. LWb31 = LWb32 + LWb21 is satisfied. LWb21, LWb32, and LWb31 correspond to an amount generally called a CD bias (CD: Critical Dimension).

「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。 LW11, LW2, LW3, LWb21, LWb32, and LWb31 [nm] in the “sparse” state are LW11_iso, LW2_iso, LW3_iso, LWb21_iso, LWb32_iso, and LWb31_iso [nm], respectively. LWb21_iso [nm] satisfies LWb21_iso = LW2_iso-LW11_iso, LWb32_iso [nm] satisfies LWb32_iso = LW3_iso-LW2_iso, and LWb31_iso [nm] satisfies LWb31_iso = LW3_iso = LW3_iso = LW3_iso = LW3_iso.

「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。 LW11, LW2, LW3, LWb21, LWb32, and LWb31 [nm] in the “dense” state are LW11_den, LW2_den, LW3_den, LWb21_den, LWb32_den, and LWb31_den [nm], respectively. LWb21_den [nm] satisfies LWb21_den = LW2_den-LW11_den, LWb32_den [nm] satisfies LWb32_den = LW3_den-LW2_den, and LWb31_den [nm] satisfies LWb31_den = LW3_den = LW3_den = LW3_den = LW3_den.

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。 The value (LWb21_den [nm]) of the width change amount on the bottom side of the groove GR in the “dense” state before and after the etching of the antireflection film AL is used as the groove GR in the “sparse” state before and after the etching of the antireflection film AL. Assuming that the value obtained by subtracting the value of the amount of change in the width on the bottom side (LWb21_iso [nm]) is ΔLWb21 [nm], ΔLWb21 [nm] is the density difference of CD bias before and after the etching of the antireflection film AL. This corresponds to ΔLWb21 = LWb21_iso−LWb21_den.

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。 The value (LWb32_den [nm]) of the width change amount on the bottom side of the “dense” groove GR before and after the etching of the organic film OL is defined as the bottom of the “sparse” groove GR before and after the etching of the organic film OL. When the value obtained by subtracting from the value of the change in the width on the side (LWb32_iso [nm]) is ΔLWb32 [nm], ΔLWb32 [nm] corresponds to the density difference of the CD bias before and after the etching of the organic film OL. Therefore, ΔLWb32 = LWb32_iso−LWb32_den is satisfied.

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。 The value of the amount of change in the width (LWb31_den [nm]) on the bottom side of the trench GR in the “dense” state before and after the etching of the antireflection film AL and the organic film OL is set before and after the etching of the antireflection film AL and the organic film OL. When the value obtained by subtracting the value (LWb31_iso [nm]) of the width change amount (LWb31_iso [nm]) on the bottom side of the groove GR in the “sparse” state at ΔLWb31 [nm] is ΔLWb31 [nm] This corresponds to the CD bias density difference before and after the OL etching, and satisfies ΔLWb31 = LWb31_iso−LWb31_den.

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。 Hereinafter, the process ST2 shown in FIG. 1 will be described using the above definition. The etching of the antireflection film AL in the step ST2 suitably suppresses the density difference (CD bias) in the amount of change in the groove GR after the etching of the organic film OL in the step ST3. This is because the selectivity is improved when the antireflection film AL is etched in the process ST2. In other words, in the etching of the antireflection film AL in the process ST2, the balance between the condition in which the deposition property is superior (etching is inferior) and the condition in which the etching is superior (deposition property is inferior) is improved. caused by.

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。 Therefore, first, the conditions under which the etching used in step ST2 is superior (deposition property is inferior) will be described. A value (LWb21 [nm]) obtained by subtracting the groove width (LW11 [nm]) of the mask MK1 from the groove width (LW2 [nm]) of the mask ALM1 formed along the groove in step ST2 is used to prevent reflection. Assuming that the value divided by the thickness of the film AL (same as LD11 [nm], which is the thickness of the mask ALM1) is ψ (= LWb21 / LD11), ψ ≧ −0.20 (hereinafter, referred to as condition 1), the process ST2 This is a condition in which the etching used in FIG.

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。 The above condition 1 will be described with reference to the measurement results shown in FIG. ΔLWb21_a [nm] shown on the horizontal axis in FIG. 4 represents a representative value of the density difference of the amount of change in which the width on the bottom side of the trench GR changes before and after the etching of the antireflection film AL. More specifically, ΔLWb21_a [nm] shown on the horizontal axis of FIG. 4 is a value of change (LWb21_iso [nm] in which the width on the bottom side of the groove GR in the “sparse” state changes before and after the etching of the antireflection film AL. nm]) from a representative value (for example, an average value or an arbitrary measurement value in the “sparse” state), the amount of change in which the width on the bottom side of the trench GR in the [dense] state changes before and after the etching of the antireflection film AL. This is a value obtained by subtracting a representative value (for example, an average value in the “dense” state or a measured value of two) from the value (LWb21_den [nm]).

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。 LWb21_a / LD11_a shown on the vertical axis in FIG. 4 is a representative value (LWb21_a [nm]) of a change amount (LWb21 [nm]) in which the width on the bottom side of the trench GR changes before and after the etching of the antireflection film AL. The average value or an arbitrary measurement value is a value obtained by dividing the average value or an arbitrary measurement value that is a representative value (LD11_a [nm]) of the thickness (LD11 [nm]) of the mask ALM1 (antireflection film AL). More specifically, LWb21_a / LD11_a shown on the vertical axis in FIG. 4 is a plurality of values measured in all states of the “sparse” state and the “dense” state (the width on the bottom side of the groove GR is antireflection). The amount of change that changes before and after the etching of the film AL, and more specifically, the width value (LW11 [nm]) on the bottom side of the groove of the mask MK1 is the bottom of the groove of the mask ALM1 formed along this groove. The average value or an arbitrary measured value that is a representative value (LWb21_a [nm]) of the value (LWb21 [nm]) subtracted from the side width value (LW2 [nm]) is used as a mask ALM1 (antireflection film AL). The average value of the thickness (LD11 [nm]) (LD11_a [nm]) or a value divided by an arbitrary measurement value. Also, the lines G1a and G1b shown in FIG. 4 are the measurement results obtained by the processing containers 12 having different configurations, respectively. The main difference in the processing container 12 is the difference in the material of the upper electrode 30 (one side) Is silicon and the other is quartz.

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。 The lines G1a and G1b cross in FIG. 4 when the value of ΔLWb21_a [nm] on the horizontal axis is substantially zero, and the value of the vertical axis (LWb21_a / LD11_a) at this intersection is −0.2. Furthermore, in FIG. 4, the lines G1a and G1b have a horizontal axis value ΔLWb21_a [nm] <0 and a vertical axis value LWb21_a / LD11_a <−0.2, and a horizontal axis value ΔLWb21_a. It extends to a region where> 0 [nm] and the value on the vertical axis is LWb21_a / LD11_a> −0.2. When the value on the horizontal axis is ΔLWb21_a> 0 [nm], the amount of change in the width on the bottom side of the groove GR in the “sparse” state is larger than the amount of change in the width on the bottom side of the groove GR in the “dense” state Therefore, the process ST2 means that etching is in a superior state (deposition property is suppressed). Therefore, the above condition 1 is used in the step ST2 as a condition that the etching becomes superior (deposition property is inferior).

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ＣＦ_４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（ＣＦ_４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ＣＦ_４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ＣＦ_４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。 Next, the conditions under which the deposition property used in step ST2 is superior (etching is inferior) will be described. Even if the etching prevailing conditions satisfying the above-described conditions, the precipitating property can be improved by satisfying the preferential conditions for the precipitating property. The total flow rate of the processing gas used for the etching in step ST2 (specifically, for example, the total flow rate of CF ₄ gas in this embodiment) is TS [sccm], the volume of the processing vessel 12 is BK [liter], and the rate of pressure increase Is ε [mTorr / s] (where s is seconds), ε = TS / BK ≦ 10 [mTorr / s] (hereinafter referred to as condition 2) is a condition in which the deposition property used in step ST2 is dominant. . That is, the above condition 2 is that the total flow rate [sccm] of the processing gas (CF ₄ gas) supplied into the processing container 12 in the step ST2 of etching the antireflection film AL is the volume [liter] of the processing container 12. The divided value is 10 [mTorr / s] or less. The processing gas used in the process ST2 is a CF ₄ gas whose deposition property generally tends to be suppressed, but a gas whose deposition property tends to be suppressed (especially CF ₄ gas) is used according to the above condition 2. Even so, the deposition property can be improved.

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ＣＦ_４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Ｃ_２（５１６）の光量とＦ（７７５）の光量との比（Ｃ_２（５１６）／Ｆ（７７５））を示している。ＣＦ_４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、ＣＦ_４の総流量が比較的に低く、特にＣＦ_４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。 The above condition 2 will be described with reference to the measurement result shown in FIG. Note that, as an embodiment, the BK [liter] of the volume of the processing container 12 is 149 [liter] (similarly in this embodiment), but the value of the BK [liter] of the volume of the processing container 12 is not limited to this value. Even with other values, the same actions and effects as shown below can be obtained. The horizontal axis of FIG. 5 indicates TS [sccm] (specifically, for example, the total flow rate of CF ₄ gas in the present embodiment) which is the total flow rate of the processing gas in the processing container 12 in the process ST2. The vertical axis indicates the ratio (C ₂ (516) / F (775)) between the light quantity of C ₂ (516) and the light quantity of F (775) obtained from the spectrum by OES (Optical Emission Spectroscopy). When CF ₄ gas is used, the deposition property generally tends to be suppressed. However, referring to the measurement result shown in FIG. 5, the total flow rate of CF ₄ is relatively low, and in particular, the total flow rate TS of CF ₄ is TS. In the case of ≦ 100 [sccm], it can be seen that the amount of C (carbon) that can contribute to the deposition property exceeds the amount of F (fluorine) that can contribute to the etching property. In this case, since the volume of the processing container 12 is relatively large as BK = 149 [liter], the pressure increase rate ε [mTorr / s] satisfies the above condition 2 (ε ≦ 10 [mTorr / s]). . As described above, the above condition 2 is used in the step ST2 as a condition that the deposition property is superior (etching is inferior).

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、ＣＦ_４ガスのガス分子の解離度が向上され、さらに、ＣＦ_４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ＣＦ_４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。 In the case of the above condition 2, if the residence time in step ST2 is τ [s] (s is second) and the pressure in the processing container 12 in step ST2 is P [mTorr], τ = P / ε [S]. The pressure P [mTorr] is detected by the pressure sensor 21, and the detection result is transmitted to the control unit Cnt. For example, in the case of P = 15 [mTorr], ε ≦ 10 [mTorr / s] (condition 2), τ ≧ 1.5 [s]. Therefore, the above condition 2 has a relatively long residence time. It turns out that it corresponds to. In step ST2, τ ≧ 1.0 [s] is used as the residence time. If a relatively long residence time such as τ ≧ 1.0 [s] is adopted, the dissociation degree of the CF ₄ gas gas molecules is improved in the step ST2, and further, the CF ₄ gas at the upper electrode 30 is improved. Since the amount of scavenging is also improved, it is possible to improve the selectivity in the etching of the process ST2 even if CF ₄ gas having poor deposition properties is used.

工程ＳＴ２において、処理ガスとしてＣＦ_４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。 In step ST2, CF ₄ is used as the processing gas, and the selection ratio is improved by using the above conditions 1 and 2. Therefore, the mask ALM1 shown in FIG. 3 (b) formed in step ST2 is used. The shape of the mask MK2 is as shown in FIG. The thickness of the portion of the mask ALM1 that is removed by the etching in step ST3 is W [nm]. LD13 = LD11−LD12 is satisfied. The angle between the interface SF1 between the mask ALM1 and the organic film OL and the side surface SF2 of the mask ALM1 is θ [degrees]. The length by which the side surface of the organic film OL recedes by etching in the process ST3 is set to x [nm]. x [nm] is the distance between the side surface of the organic film OL and the side surface of the mask OLM. x [nm], θ [degree], and LD13 [nm] generally satisfy x = LD13 / tanθ [nm]. Therefore, the length (x [nm]) by which the side surface of the organic film OL recedes by the etching in step ST3 becomes smaller as θ [degree] is closer to 90 [degree]. In the case of the mask ALM1 formed by the process ST2, θ> 80 [degrees] is satisfied. Further, the mask ALM1 and the mask MK2 formed in the process ST2 function as masks in the etching in the process ST3. The sum (LD11 + LD2) [nm] of the LD11 [nm] of the thickness of the mask ALM1 and the LD2 [nm] of the thickness of the mask MK2 corresponds to the total thickness of the mask functioning in the step ST3, and LD11 + LD2> 50 [50 [ nm] is satisfied.

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。 Note that the first ratio (LD3 / LD11) obtained by dividing the thickness of the organic film OL (LD3 [nm]) by the thickness of the antireflection film AL (LD11 [nm]) and the organic film OL by the process ST3. The second ratio (LD3) obtained by dividing the thickness of the mask OLM formed from (LD3 [nm] which is the same as the thickness of the organic film OL) by the thickness (LD13 [nm]) of the portion where the mask ALM1 was etched in step ST3. / LD13) satisfies the relationship of second ratio> first ratio after step ST3 since LD11> LD13 is satisfied.

以上のように、処理ガスとしてＣＦ_４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。 As described above, by using CF ₄ as the processing gas and further using the above conditions 1 and 2, the conditions in which the deposition property is superior (etching is inferior) and the etching is superior (deposition property is excellent) in step ST2. The condition of becoming inferior) is improved, the selection ratio is improved during the etching of the antireflection film AL in step ST2, and the shape of the mask ALM1 formed from the antireflection film AL is suitably arranged. The density difference of the change amount of the groove GR after the etching of the organic film OL in the process ST3 after ST2 is suitably suppressed.

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。 Hereinafter, various experimental examples 1 to 3 performed for evaluating the method MT will be described with reference to FIGS. 3 and 6. In Experimental Examples 1 to 3, when LD2 = 75 [nm], LD11 = 35 [nm], LD3 = 95 [nm], and the pattern is in the “dense” state (den), LW12: LW11 = When 1: 1 (LW12 = 45 [nm]) and the pattern is in the “sparse” state (iso), LW12: LW11 = 1: 5 (LW12 = 45 [nm]) and BK = 149 [liter] Met.

＜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ＣＦ_４ガスのみが用いられた。実験例１の工程ＳＴ２では、ＣＦ_４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、ＣＦ_４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、ＣＦ_４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。 <Conditions for step ST2>
In step ST2 of Experimental Examples 1 to 3, the pressure in the processing container 12 is 15 [mTorr], the high-frequency power of the first high-frequency power supply 62 is 60 [MHz] and 800 [W], and the second high-frequency power is supplied. The high frequency bias power of the power source 64 is 13 [MHz] and 200 [W], and only CF ₄ gas is used as the processing gas. In step ST2 of Experimental Example 1, the flow rate (total flow rate) of CF ₄ gas was 300 [sccm], and the processing time was 55 [s]. In step ST2 of Experimental Example 2, the flow rate (total flow rate) of CF ₄ gas was 50 [sccm], and the processing time was 66 [s]. In step ST2 of Experimental Example 3, the flow rate (total flow rate) of CF ₄ gas was 20 [sccm], and the processing time was 77 [s].

＜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、Ｎ_２ガスの流量が２００［ｓｃｃｍ］であり、Ｈ_２ガスの流量が４００［ｓｃｃｍ］であり、処理時間が８０［ｓ］であった。 <Conditions for step ST3>
In step ST3 of Experimental Examples 1 to 3, the pressure in the processing container 12 is 20 [mTorr], the high-frequency power of the first high-frequency power supply 62 is 60 [MHz], 1600 [W], and the second high-frequency power is supplied. The high-frequency bias power of the power supply 64 is 13 [MHz] and 200 [W], the flow rate of N ₂ gas is 200 [sccm], the flow rate of H ₂ gas is 400 [sccm], and the processing time is 80 [ s].

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］ Various widths (LW2_den, LW2_iso, LWb21_den, LWb21_iso), thickness (LD11 + LD2_den, LD11 + LD2_iso), angle (θ_den, θ_iso), and density difference (ΔLWb21) formed by the process ST2 are as follows. LD11 + LD2_den is LD11 + LD2 in the “dense” state, LD11 + LD2_iso is LD11 + LD2 in the “sparse” state, θ_den is θ in the “dense” state, and θ_iso is θ in the “sparse” state.
<Experimental example 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 [degrees]
・ Θ_iso: 69.4 [degrees]
ΔLWb21: +3.7 [nm]
<Experimental example 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 [degrees]
・ Θ_iso: 85.2 [degrees]
ΔLWb21: +0.8 [nm]
<Experimental example 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 [degrees]
・ Θ_iso: 84.6 [degree]
ΔLWb21: −1.6 [nm]

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］ Various widths (LW3_den, LW3_iso, LWb31_den, LWb31_iso, LWb32_den, LWb32_iso), thickness (LD12_den, LD12_iso), and density difference (ΔLWb31, ΔLWb32) formed by the process ST3 are as follows. LD12_den is the LD 12 in the “dense” state, and LD12_iso is the LD 12 in the “sparse” state.
<Experimental example 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]
<Experimental example 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]
<Experimental example 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]

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。 Among Experimental Examples 1 to 3 described above, only Experimental Example 2 satisfies the above Conditions 1 and 2.

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（ＣＦ_４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。 According to the embodiment described above, in order to transfer the pattern of the mask MK1 on the antireflection film AL in high detail without depending on the density difference of the pattern after the process ST3, the selection of the etching of the antireflection film AL is performed. Although it is necessary to sufficiently improve the ratio, in step ST2, the value obtained by subtracting the width of the groove of the mask MK1 from the width of the groove of the mask ALM1 formed along the groove is divided by the thickness of the antireflection film. Pressure rise obtained by dividing the total flow rate of the processing gas (CF ₄ gas) supplied into the processing vessel 12 by the volume of the processing vessel under the condition of etching superiority such that the value ψ becomes −0.20 or more By setting the rate ε to 10 [mTorr / s] or less, the balance between etching property and deposition property can be achieved in the step ST2 of etching the antireflection film AL. The improved selectivity to the etching of the antireflection film AL, is suitably trimmed shape of the mask ALM1 formed from the antireflection film AL.
If such a mask ALM1 is used, the pattern of the mask MK1 on the antireflection film AL can be transferred at a high detail during etching of the organic film OL without depending on the density difference of the pattern.

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。 Furthermore, the angle θ between the interface SF1 between the organic film OL and the mask ALM1 and the side surface SF2 of the mask ALM1 can exceed 80 degrees. Accordingly, the side surface SF2 of the mask ALM1 formed by the etching in the step ST2 is substantially perpendicular to the interface SF1 between the mask ALM1 and the organic film OL, so that the variation due to the etching of the width of the mask groove in the next step ST3 is changed. Reduced.

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。 Furthermore, the sum of the thickness of the mask MK2 in the portion of the mask MK1 remaining after step ST2 and the thickness of the mask ALM1 can exceed 50 [nm]. Accordingly, the sum of the thickness of the mask ALM1 formed by the etching in the step ST2 and the thickness of the mask MK2 in the remaining portion of the mask MK1 exceeds 50 [nm], so that the etching for the organic film OL performed after the step ST2 is performed. The mask ALM1 and the mask MK2 can provide a mask having a sufficient thickness.

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。 Further, in the process ST2 for etching the antireflection film AL, the pressure in the processing container 12 is obtained by dividing the pressure increase rate ε (the total flow rate of the processing gas supplied into the processing container 12 by the volume of the processing container 12). The residence time τ obtained by dividing by (value) can be 1.0 [s] or more. Therefore, since the residence time τ in the process ST2 is relatively long as 1.0 [s] or more, the dissociation degree of the gas molecules in the processing container 12 is improved in the process ST2, and the upper electrode 30 of the processing container 12 is further improved. The amount of scavenging is increased. Therefore, even if a gas having a relatively low deposition property is used in step ST2, reduction of the selection ratio can be suppressed.

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。 While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in the present embodiment. We therefore claim all modifications and changes that come within the scope and spirit of the following claims.

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。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma processing apparatus, 12 ... Processing container, 12e ... Exhaust port, 12g ... Carry-in / out port, 14 ... Support part, 18a ... 1st plate, 18b ... 2nd plate, 21 ... Pressure sensor, 22 ... DC power supply, 23 ... Switch, 24 ... Refrigerant flow path, 26a, 26b ... Piping, 30 ... Upper electrode, 32 ... Insulating shielding member, 34 ... Electrode plate, 34a ... Gas discharge hole, 36 ... Electrode support, 36a ... Gas diffusion chamber, 36b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Gas flow hole, 36c ... Gas inlet, 38 ... Gas supply pipe, 40 ... Gas source group, 42 ... Valve group, 44 ... Flow controller group, 46 ... Depot shield, 48 ... Exhaust plate, 50 ... Exhaust device , 52 ... exhaust pipe, 54 ... gate valve, 62 ... first high frequency power supply, 64 ... second high frequency power supply, 66, 68 ... matching unit, 70 ... power supply, AL ... antireflection film, ALM1, ALM2, MK1, MK2 OLM ... mask, Cnt ... control unit, EL ... layer to be etched, ESC ... electrostatic chuck, FR ... focus ring, GR ... groove, HP ... heater power supply, HT ... heater, LE ... lower electrode, MT ... method, OL ... Organic film, PD ... mounting table, SB ... substrate, SF1 ... interface, SF2 ... side surface, Sp ... processing space, W ... wafer.

Claims

A method for processing an object to be processed in a processing container of a plasma processing apparatus, the object to be processed comprising: an etching target layer; an organic film provided on the etching target layer; An antireflective film containing silicon and a first mask provided on the antireflective film, the method comprising:
Etching the antireflection film using the plasma generated in the processing container and the first mask, the process comprising the step of forming a second mask from the antireflection film,
In the step of etching the antireflection film, the pressure increase rate obtained by dividing the total flow rate of the processing gas supplied into the processing container by the volume of the processing container is 10 mTorr / s or less,
A value obtained by subtracting the width of the groove of the first mask from the width of the groove of the second mask formed along the groove by the thickness of the antireflection film is −0.20 or more. ,
Method.

The method according to claim 1, wherein an angle between an interface between the organic film and the second mask and a side surface of the second mask exceeds 80 degrees.

The method according to claim 1 or 2, wherein a sum of a thickness of a portion of the first mask remaining after the step of etching the antireflection film and a thickness of the second mask exceeds 50 nm. .

4. The residence time obtained by dividing the pressure in the processing container by the pressure increase rate in the step of etching the antireflection film is 1.0 second or more. 5. The method according to item.