JP2021057525A - 基板処理方法、及び、プラズマ処理装置 - Google Patents

基板処理方法、及び、プラズマ処理装置 Download PDF

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Abstract

【課題】有機膜を原子層レベルで成膜するための技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。基板処理方法は、a)チャンバ内に基板を提供する工程と、b)基板の表面に有機膜を形成する工程とを含む。b)は二つの工程b1)及びb2)を含む。b1)は、チャンバ内に有機化合物を含む第1のガスを供給し、基板に前駆体層を形成する。b2)は、チャンバ内に改質ガスを含む第2のガスを供給し、前駆体層及び第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前駆体層を改質することにより、基板に有機膜を形成する。【選択図】図1

Description

本開示の例示的実施形態は、基板処理方法、及び、プラズマ処理装置に関する。
電子デバイスの製造では、エッチングによって微細パターンが形成される場合がある。特許文献1には、シリコン酸化膜を利用して微細パターンを形成する方法が開示されている。特許文献1に開示されている方法は、微細パターンを形成しようとする物質膜上にフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストパターンの上にシリコン酸化膜を蒸着する。シリコン酸化膜は、下部のフォトレジストパターンに損傷を加えずにコンフォーマルに薄く形成される。次に、下部膜に対してドライエッチングを実施する。このドライエッチングにおいて、初期にはフォトレジストパターンの側壁にスペーサを形成し、この後にフォトレジストパターン上にポリマー膜を形成する。
特2004−80033号公報
本開示は、有機膜を成膜するための技術を提供する。
例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。基板処理方法は、a)工程及びb)工程を含む。a)工程は、チャンバ内に基板を提供する工程である。b)工程は、基板の表面に有機膜を形成する工程である。b)工程は、b1)工程及びb2)工程を含む。b1)工程は、チャンバ内に有機化合物を含む第1のガスを供給し、基板に前駆体層を形成する工程である。b2)工程は、チャンバ内に改質ガスを含む第2のガスを供給し、前駆体層及び第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前駆体を改質することによって、基板に有機膜を形成する工程である。
本開示によれば、有機膜を成膜するための技術を提供できる。
図1は、基板処理方法の例示的実施形態に係るフローチャートである。 図2は、図1に示すフローチャートにおいて用いることが可能なプラズマ処理装置を概略的に例示する図である。 図3は、図1に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の断面を例示している。 図4は、図1に示すフローチャートの実行に伴う各種のガス及び生成物を例示する複数の化学式を示す図である。 図5は、図1に示すフローチャートの実行に伴う各種のガス及び生成物を例示する複数の化学式を示す図である。 図6は、図1に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の断面を例示している。 図7は、図1に示すフローチャートの実行における有機膜の形成をより詳細に説明するための図である。 図8は、図1に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の断面を例示している。 図9は、基板処理方法の他の例示的実施形態に係るフローチャートである。 図10は、図9に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の断面を例示する。 図11は、図9に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の他の断面を例示する。 図12は、基板処理方法の他の例示的実施形態に係るフローチャートである。 図13は、図12に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の断面を例示する。 図14は、図12に示すフローチャートの実行に伴う基板の複数の他の断面を例示する。
電子デバイスの製造において、成膜とエッチングとを組み合わせた技術は、CD制御への利用、及び、保護膜、犠牲膜等としての利用等に用いられている。成膜においては、組み合わせるエッチングに対して耐性を有する高選択比の膜が必要となる。また、デバイスの微細化に伴い、エッチングにおいても、微細な形状が必要となる。このように、原子層レベルで成膜及びエッチングを制御し得る技術の開発が要求されている。以下、種々の例示的実施形態について説明する。
例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。基板処理方法は、a)工程及びb)工程を含む。a)工程は、チャンバ内に基板を提供する工程である。b)工程は、基板の表面に有機膜を形成する工程である。b)工程は、b1)工程及びb2)工程を含む。b1)工程は、チャンバ内に有機化合物を含む第1のガスを供給し、基板に前駆体層を形成する工程である。b2)工程は、チャンバ内に改質ガスを含む第2のガスを供給し、前駆体層及び第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前駆体層を改質することによって、基板に有機膜を形成する工程である。
例示的実施形態では、b2)工程において、第2のガスのプラズマを生成することによって、基板に前記有機膜を形成する。
例示的実施形態において、b1)工程とb2)工程とは、交互に繰り返される。
例示的実施形態において、基板処理方法はc)工程を更に含む。c)工程は、b)工程の後に、処理ガスのプラズマを用いて、エッチング領域をエッチングする工程である。基板は、エッチング領域、及びエッチング領域上に設けられたパターニングされた領域を有している。エッチング領域は、パターニングされた領域の側面に囲まれている。
例示的実施形態において、基板処理方法はd)工程を更に含む。d)工程は、c)工程の前に、パターニングされた領域の側面に沿った部分で有機膜が残されるようにエッチング領域上に延在する有機膜をエッチングする工程である。
例示的実施形態において、基板処理方法はe)工程及びf)工程を更に含む。e)工程は、b)工程の前に、処理ガスのプラズマを用いて、パターニングされた領域を介してエッチング領域を部分的にエッチングすることにより凹部を形成する工程である。f)工程は、b)工程の後に、処理ガスのプラズマを用いて、凹部を更にエッチングする工程である。基板は、エッチング領域、及びエッチング領域上に設けられたパターニングされた領域を有しており、エッチング領域は、パターニングされた領域の側面に囲まれている。
例示的実施形態では、b1)において凹部の表面全体に前記前駆体層を形成しない、および/または、b2)において凹部の表面全体で前駆体層を改質しない。
例示的実施形態において、有機膜は、基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有する。
例示的実施形態において、基板処理方法は、g)工程及びh)工程を更に含む。g)工程は、b)工程の後に、有機膜をトリミングする工程である。h)工程は、処理ガスのプラズマを用いて、パターニングされた領域を介してエッチング領域をエッチングする工程である。基板は、エッチング領域、及びエッチング領域上に設けられたパターニングされた領域を有している。エッチング領域は、パターニングされた領域の側面に囲まれている。b)において、有機膜は、側面に基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有するように形成される。
例示的実施形態において、基板処理方法は、i)工程を更に含む。i)工程は、b)の前に、側面の全体にコンフォーマルな有機膜を形成する工程である。
例示的実施形態において、第1のガスは、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート及びフェノール類の群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む。
例示的実施形態において、第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス並びにH2及びO2の混合ガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む。
例示的実施形態において、第1のガスがカルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物及びイソシアネートの群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む場合、第2のガスは、以下のガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む。このようなガスの群は、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス並びにH2及びO2の混合ガスを含む。
例示的実施形態において、第1のガスがエポキシド、無水カルボン酸及びフェノール類の群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む場合、前記第2のガスは、以下のガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む。このようなガスの群は、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス並びにN2及びH2の混合ガスを含む。
例示的実施形態において、NH結合を有する無機化合物ガスは、N2H2、N2H4及びNH3の群から選択される少なくとも一種である。
例示的実施形態において、エッチング領域は、シリコン含有膜を含む。
例示的実施形態において、有機膜を形成する工程及びエッチングする工程を、減圧雰囲気を維持して同一チャンバ内(in-situ)または同一システム内(in-system)で実行する。
例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、チャンバと、高周波電源と、ガスソース群と、制御部とを備える。高周波電源は、基板が収容されるチャンバの内部空間に高周波を供給するように構成される。ガスソース群は、内部空間に第1のガス及び第2のガスを供給するように構成される。制御部は、高周波電源及びガスソース群を制御するように構成される。第1のガスは、有機化合物を含む。第2のガスは、改質ガスを含む。制御部は、基板が内部空間に収容された状態において、a)工程及びb)工程を行うように、高周波電源及びガスソース群を制御するように構成される。a)工程は、チャンバ内に第1のガスを供給し、基板に前駆体層を形成する。b)工程は、チャンバ内に第2のガスを供給し、前駆体層及び前記第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前駆体層を改質することによって基板に有機膜を形成する。
以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
図1に示すフローチャートは、基板処理方法の例示的実施形態(以下、方法MTという)を示す。方法MTは、例えば図2に示すプラズマ処理装置を用いて実行される。
プラズマ処理装置1は、チャンバ10を備える。チャンバ10は、その中に内部空間10sを提供する。チャンバ10はチャンバ本体12を含む。チャンバ本体12は、略円筒形状を有する。チャンバ本体12は、例えばアルミニウムから形成される。チャンバ本体12の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。当該膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどのセラミックであってよい。
チャンバ本体12の側壁には、通路12pが形成されている。基板Wは、通路12pを通して内部空間10sとチャンバ10の外部との間で搬送される。通路12pは、チャンバ本体12の側壁に沿って設けられるゲートバルブ12gによって開閉される。
チャンバ本体12の底部上には、支持部13が設けられている。支持部13は、絶縁材料から形成される。支持部13は、略円筒形状を有する。支持部13は、内部空間10sの中で、チャンバ本体12の底部から上方に延在している。支持部13は、上部に支持台14を有する。支持台14は、内部空間10sの中において、基板Wを支持するように構成されている。
支持台14は、下部電極18及び静電チャック20を有する。支持台14は、電極プレート16を更に有する。電極プレート16は、アルミニウムなどの導体から形成され、略円盤形状を有する。下部電極18は、電極プレート16上に設けられている。下部電極18は、アルミニウムなどの導体から形成されて、略円盤形状を有する。下部電極18は、電極プレート16に電気的に接続されている。
静電チャック20は、下部電極18上に設けられている。静電チャック20の上面に基板Wが載置される。静電チャック20は、本体及び電極を有する。静電チャック20の本体は、略円盤形状を有し、誘電体から形成される。静電チャック20の電極は、膜状の電極であり、静電チャック20の本体内に設けられている。静電チャック20の電極は、スイッチ20sを介して直流電源20pに接続されている。静電チャック20の電極に直流電源20pからの電圧が印加されると、静電チャック20と基板Wとの間に静電引力が発生する。その静電引力によって、基板Wが静電チャック20に保持される。
下部電極18の周縁部上には、基板Wのエッジを囲むように、エッジリング25が配置される。エッジリング25は、基板Wに対するプラズマ処理の面内均一性を向上させる。エッジリング25は、シリコン、炭化シリコン、又は石英などから形成され得る。
下部電極18の内部には、流路18fが設けられている。流路18fには、チャンバ10の外部に設けられているチラーユニット(図示しない)から配管22aを介して熱交換媒体(例えば冷媒)が供給される。流路18fに供給された熱交換媒体は、配管22bを介してチラーユニットに戻される。プラズマ処理装置1では、静電チャック20上に載置された基板Wの温度が、熱交換媒体と下部電極18との熱交換によって、調整される。
プラズマ処理装置1には、ガス供給ライン24が設けられている。ガス供給ライン24は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス(例えばHeガス)を、静電チャック20の上面と基板Wの裏面との間に供給する。
プラズマ処理装置1は、上部電極30を更に備える。上部電極30は、支持台14の上方に設けられている。上部電極30は、部材32を介して、チャンバ本体12の上部に支持されている。部材32は、絶縁性を有する材料から形成される。上部電極30と部材32は、チャンバ本体12の上部開口を閉じている。
上部電極30は、天板34及び支持体36を含み得る。天板34の下面は、内部空間10sの側の下面であり、内部空間10sを画成する。天板34は、発生するジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板34は、天板34をその板厚方向に貫通する複数のガス吐出孔34aを有する。
支持体36は、天板34を着脱自在に支持する。支持体36は、アルミニウムなどの導電性材料から形成される。支持体36の内部には、ガス拡散室36aが設けられている。支持体36は、ガス拡散室36aから下方に延びる複数のガス孔36bを有する。複数のガス孔36bは、複数のガス吐出孔34aにそれぞれ連通している。支持体36には、ガス導入口36cが形成されている。ガス導入口36cは、ガス拡散室36aに接続している。ガス導入口36cには、ガス供給管38が接続されている。
ガス供給管38には、バルブ群41、流量制御器群42、及びガスソース群40が接続されている。ガスソース群40、バルブ群41、及び流量制御器群42、は、ガス供給部を構成している。ガスソース群40は、内部空間10sに有機化合物を含む第1のガスGS及び第2のガスを供給するように構成される。ガスソース群40は、複数のガスソースを含む。バルブ群41は、複数の開閉バルブを含む。流量制御器群42は、複数の流量制御器を含む。流量制御器群42の複数の流量制御器の各々は、マスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器である。ガスソース群40の複数のガスソースの各々は、バルブ群41の対応の開閉バルブ、及び流量制御器群42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。
プラズマ処理装置1では、チャンバ本体12の内壁面及び支持部13の外周に沿って、シールド46が着脱自在に設けられている。シールド46は、チャンバ本体12に反応副生物が付着することを防止する。シールド46は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することによって構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムなどのセラミックから形成され得る。
支持部13とチャンバ本体12の側壁との間には、バッフルプレート48が設けられている。バッフルプレート48は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜(酸化イットリウムなどの膜)を形成することによって構成される。バッフルプレート48には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート48の下方、且つ、チャンバ本体12の底部には、排気口12eが設けられている。排気口12eには、排気管52を介して排気装置50が接続されている。排気装置50は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを含む。
プラズマ処理装置1は、第1の高周波電源62及び第2の高周波電源64を備えている。第1の高周波電源62は、第1の高周波電力を発生する電源である。第1の高周波電源62は、内部空間10sに高周波を供給するように構成される。第1の高周波電力は、プラズマの生成に適した周波数を有する。第1の高周波電力の周波数は、例えば27〜100[MHz]の範囲内の周波数である。第1の高周波電源62は、整合器66及び電極プレート16を介して下部電極18に接続されている。整合器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18側)のインピーダンスを整合させるための回路を有する。なお、第1の高周波電源62は、整合器66を介して、上部電極30に接続されていてもよい。第1の高周波電源62は、一例のプラズマ生成部を構成している。
第2の高周波電源64は、第2の高周波電力を発生する電源である。第2の高周波電源64は、内部空間10sに高周波を供給するように構成される。第2の高周波電力は、第1の高周波電力の周波数よりも低い周波数を有する。第1の高周波電力と共に第2の高周波電力が用いられる場合には、第2の高周波電力は基板Wにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力として用いられる。第2の高周波電力の周波数は、例えば400[kHz]〜13.56[MHz]の範囲内の周波数である。第2の高周波電源64は、整合器68及び電極プレート16を介して下部電極18に接続されている。整合器68は、第2の高周波電源64の出力インピーダンスと負荷側(下部電極18側)のインピーダンスを整合させるための回路を有する。
なお、第1の高周波電力を用いずに、第2の高周波電力を用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、第2の高周波電力の周波数は、13.56[MHz]よりも大きな周波数、例えば40[MHz]であってもよい。プラズマ処理装置1は、第1の高周波電源62及び整合器66を備えなくてもよい。第2の高周波電源64は一例のプラズマ生成部を構成する。
プラズマ処理装置1においてガスが、ガス供給部から内部空間10sに供給されて、プラズマを生成する。また、第1の高周波電力及び/又は第2の高周波電力が供給されることによって、上部電極30と下部電極18との間で高周波電界が生成される。生成された高周波電界がプラズマを生成する。
プラズマ処理装置1は、制御部80を更に備え得る。制御部80は、プロセッサ、メモリなどの記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部80は、プラズマ処理装置1の各部を制御する。制御部80は、第1の高周波電源62等(第1の高周波電源62、第2の高周波電源64)及びガスソース群40を制御するように構成される。
制御部80では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置1を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部80では、表示装置によって、プラズマ処理装置1の稼働状況を可視化して表示することができる。さらに、記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置1で各種処理を実行するために、プロセッサによって実行される。プロセッサが、制御プログラムを実行し、レシピデータに従ってプラズマ処理装置1の各部を制御する。
制御部80は、プラズマ処理装置1の各構成(具体的にはガスソース群40、第1の高周波電源62等)を制御することによって、図1のフローチャートに示す方法MTを実行するように構成される。制御部80は、基板Wが内部空間10sに収容された状態において、特に、下記の処理A,Bを実行するように、第1の高周波電源62及びガスソース群40を制御するように構成される。
すなわち、制御部80は、内部空間10s内に第1のガスを供給し、基板Wに前駆体層PCを形成する(処理A)。制御部80は、前駆体層PCの形成後に内部空間10s内に第2のガスを供給し、前駆体層PC及び第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給することによって、基板Wに有機膜OF(有機膜OFa)を形成する(処理B)。
再び図1を参照しつつ、方法MTについて説明する。以下では、一例としてプラズマ処理装置1を用いて方法MTが実行される場合について説明する。方法MTは、工程ST1、工程STJ、工程ST2を有する。工程ST1は、工程ST11、工程ST12を有する。工程ST1は、工程STPa、工程STPbを有し得る。また、方法MTは、工程STa、工程STb、工程STc、工程STdのうちの少なくとも一つを有し得る。
以下の説明では、図1と共に図3を参照する。図3に示す断面CS11は、方法MTが適用される基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図3に示す断面CS12は、工程ST1の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図3に示す断面CS13は、工程ST2の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
断面CS11の基板Wは、工程ST11の実行前に内部空間10sに提供される。断面CS11に示すように、基板Wは、下地領域UR、領域ER、及び領域PRを有している。領域ERは、方法MTにおいてエッチングされるエッチング領域であり、例えば層状に形成される。領域ERは、下地領域UR上に設けられている。領域PRは、領域ER上に設けられている。このように、基板Wは、領域ERと、領域ER上に設けられパターニングされた領域PRとを備える。
断面CS11の基板Wの表面は、複数の開口OPを提供するように予めパターニングされている。複数の開口OPは、一定のアスペクト比を有してもよいし、互いに異なる複数のアスペクト比を有してもよい。
領域ERは、シリコン含有膜を含み、領域ERの材料は、例えばシリコン含有材料である。領域PRの材料は、例えば、有機材料、シリコン含有材料、又は金属含有材料(例えば、チタン含有材料又はタングステン含有材料)であり得る。領域PRの材料がシリコン含有材料である場合には、領域ERの材料は別のシリコン含有材料であり得る。例えば、領域PRの材料が窒化シリコンである場合には、領域ERの材料は酸化シリコンであり得る。
工程ST1は、内部空間10sに断面CS11の基板Wが提供された後、基板Wが内部空間10sの中に配置された状態で実行される。工程ST1では、基板Wに有機膜OF(有機膜OFa)が形成される。基板Wは、内部空間10sの中で静電チャック20上に載置される。
工程ST1によって、有機膜OFは、開口OPの内に形成される。より具体的に、工程ST1では、断面CS12に示すように、基板Wの表面上に有機膜OFが形成される。このように、工程ST1において、パターンニングされた領域PRの側面に有機膜OFが形成される。
工程ST11は、内部空間10sに有機化合物を含む第1のガスGSを供給することによって、基板Wに前駆体層PCを形成する。工程ST11では、基板Wに向けて第1のガスGSが供給される。工程ST11では、ガスソース群40から第1のガスGSが内部空間10sに供給される。第1のガスGSは、有機化合物を含む。
工程ST11が実行されることによって、第1のガスGSの有機化合物が、基板W又は既に形成されている有機膜に吸着する。この結果、第1のガスGSの有機化合物を含む前駆体層PCが基板W上に形成される。
工程STPaは、工程ST11と工程ST12との間で実行される。工程STPaでは、内部空間10sのパージが実行される。即ち、内部空間10s内のガスが排出される。
工程STPaでは、ガスソース群40から希ガス又は窒素ガス等の不活性ガスが処理空間に供給されてもよい。工程STPaが実行されることによって、基板W上に過剰に堆積していた第1のガスGSの有機化合物が除去される。
工程ST12は、内部空間10s内に第2のガスを供給し、前駆体層PC及び第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前駆体層PCを改質することによって、基板Wに有機膜OF(有機膜OFa)を形成する。第2ガスは、改質ガスを含む。このように前駆体層PC及び第2のガスの少なくとも一方に供給されるエネルギーは、高周波、マイクロ波、熱等であり得る。
例えば、工程ST12は、内部空間10sにおいて第2のガスのプラズマを生成して前駆体層PCと第2のガスのプラズマ(図7に示す活性種AS)とを反応させることによって、基板Wに有機膜を形成する。
工程ST12では、第2のガスのプラズマが生成される。一実施形態の工程ST12では、ガスソース群40から第2のガスが内部空間10sに供給される。第2のガスは、第1のガスGSの有機化合物に応じて、好適に選択され得る。
工程ST12では、内部空間10sの中で第2のガスが励起されて、第2のガスのプラズマが生成される。工程ST12では、第2のガスのプラズマに含まれるイオン、ラジカル等の活性種ASが、基板W上に形成された第1のガスGSの有機化合物を含む前駆体層PCと反応する。
工程STPbは、工程ST12の実行後に実行される。工程STPbでは、内部空間10sのパージが実行される。即ち、内部空間10s内のガスが排出される。工程STPbでは、ガスソース群40から希ガス又は窒素ガス(N2ガス)等の不活性ガスが内部空間10sに供給されてもよい。
工程STPbが実行されることによって、活性種ASとの反応が行われなかった基板W上の前駆体層PCが除去される。
工程ST1では、工程STJを介して、工程ST11及び工程ST12が交互に繰り返され得る。例えば、工程ST11及び工程ST12を含むシーケンスが予め設定された規定回数だけ実行される。この規定回数によって有機膜OFの膜厚が決定される。
工程STJ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、例えばシーケンスの実行回数が規定回数に達している場合に満たされるものと判定される。
工程STJにおいて、停止条件が満たされていないと判定される場合には、再びシーケンスが実行される。一方、工程STJにおいて、停止条件が満たされていると判定される場合には、工程ST1が終了する。
工程ST1におけるシーケンスの規定回数は1回であってもよい。また、工程ST1の各シーケンスは、工程STPa及び工程STPbのうち少なくとも一方を含んでいなくてもよい。
工程ST1の実行によって、断面CS12に示すように、基板Wの表面上には有機膜OFが形成される。有機膜OFの厚さによって、領域PRの開口OPの幅が調整される。
方法MTでは、次いで、工程ST2が実行される。工程ST2は、基板Wが内部空間10sの中に配置された状態で実行される。工程ST2では、領域ERのプラズマエッチングが実行される。工程ST2では、工程ST1及び工程STJによる有機膜OFの形成後に、処理ガスのプラズマを用いて領域ERがエッチングされる。
工程ST2では、内部空間10sに処理ガスが供給される。処理ガスは、領域ERの材料が酸化シリコンの場合には、フルオロカーボンガス(例えば、C4F6ガス)を含み、希ガス及び酸素ガス(O2ガス)を更に含んでいてもよい。
処理ガスは、フルオロカーボンガスに加えて、或いは、フルオロカーボンガスに代えて、ハイドロフルオロカーボンガス、NF系ガス、又はHF系ガスの少なくとも一つを含んでもよい。
工程ST2では、内部空間10s内の圧力が指定された圧力に設定されるように、排気装置50が制御される。工程ST2では、処理ガスを励起させるために第1の高周波が供給される。工程ST2では、第1の高周波と共に、第2の高周波が供給され得る。
工程ST2では、内部空間10sの中で処理ガスが励起されて、処理ガスのプラズマが生成される。工程ST2では、処理ガスのプラズマに含まれるイオン、ラジカル等の活性種によって、領域ERがエッチングされる。この結果、断面CS13に示すように、領域PR及び有機膜OFを含む領域から露出されている部分において、領域ERが除去される。
方法MTは、領域ER上に形成された有機膜OFを工程ST2の前に除去する工程STb(ブレークスルー工程)を更に含み得る。工程STbは、工程ST1と工程ST2の間で実行される。工程STbでは、領域ER内のエッチングされるべき部分の上で延在している有機膜OFが除去される。
工程STbでは、例えば窒素ガス(N2ガス)と水素ガス(H2ガス)を含む処理ガスが内部空間10sに供給される。
工程STbでは、内部空間10s内の圧力が指定された圧力に設定されるように、排気装置50が制御される。工程STbでは、処理ガスを励起させるために第1の高周波が供給される。工程STbでは、第1の高周波と共に、第2の高周波が供給され得る。
工程STbの実行によって、領域ER内のエッチングされるべき部分の上で延在していた有機膜OFが除去され、領域ERが露出される。
以上説明した方法MTの工程ST1及び工程ST2では、第1のガスGSの有機化合物と第2のガスの改質ガスとの反応によって、基板Wの表面上に有機膜が成膜される。工程ST11、工程STPa、工程ST12、及び工程STPbを含む工程ST1のシーケンスが複数回実行される場合、原子層堆積法による膜の形成と同様に、好適な膜厚のコンフォーマルな有機膜OFが形成される。
図4及び図5を参照して、第1のガスGSの有機化合物と第2のガスの改質ガスとの反応によって生成される有機膜OFを構成する有機化合物について例示する。
第1のガスGSは、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート、フェノール類の群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む。
第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス、H2及びO2の混合ガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む。NH結合を有する無機化合物ガスとしては、例えば、N2H2、N2H4及びNH3の群から選択される少なくとも一種を用いることができる。不活性ガスとしては、Arなどの希ガス、N2ガスなどを用いることができる。
第1のガスGSがカルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、イソシアネートの群から選択される少なくとも一種を含む場合、第2のガスは、以下のガスの群から選択される少なくとも一種を含む。このようなガスの群は、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス、H2及びO2の混合ガスを含む。
第1のガスGSがエポキシド、無水カルボン酸及びフェノール類の群から選択される少なくとも一種の場合、第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、の群から選択される少なくとも一種を含む。
第1のガスGSの有機化合物は、例えば図4に示す化学式CF21又は化学式CF22等のカルボン酸又はカルボン酸ハロゲン化物であり得る。第1のガスGSの有機化合物は、一官能性カルボン酸又は二官能性カルボン酸であることができる。
有機化合物が例えば化学式CF21又は化学式CF22等のカルボン酸又はカルボン酸ハロゲン化物の場合に用いられ得る第2のガスの改質ガスは、以下のガスのうち何れかのガスであり得る。このようなガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス、H2及びO2の混合ガスであり得る。
化学式CF21及び化学式CF22において、Rは、アルキル基(直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基)等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はN、O、S、F、若しくはSi等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がN、O、S、F、若しくはSi等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。化学式CF21及び化学式CF22において、Xは、H、ハロゲン原子、であり得る。第1のガスGSの有機化合物であるカルボン酸としては、例えばテレフタル酸が挙げられる。
例えば化学式CF21又は化学式CF22等のカルボン酸又はカルボン酸ハロゲン化物と、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、アミド結合を有するポリマー状の化合物であり得る。このようなアミド結合を有するポリマー状の化合物は、例えば図4に示す化学式CF23等の化合物(ポリアミド等)であり得る。化学式CF23において、nは2以上の整数である。
例えば化学式CF21又は化学式CF22等のカルボン酸又はカルボン酸ハロゲン化物と、H2Oガス、H2及びO2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、エステル結合を有するポリマー状の化合物であり得る。このようなエステル結合を有するポリマー状の化合物は、例えば図4に示す化学式CF24等の化合物(ポリエステル等)であり得る。化学式CF24において、nは2以上の整数である。
また、第1のガスGSの有機化合物は、例えば図4に示す化学式CF11又は化学式CF12等のイソシアネートであり得る。第1のガスGSの有機化合物は、一官能性イソシアネート又は二官能性イソシアネートであることができる。
有機化合物が例えば化学式CF11又は化学式CF12等のイソシアネートの場合に用いられ得る第2のガスの改質ガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス、H2及びO2の混合ガス、の何れかであり得る。
化学式CF11及び化学式CF12において、Rは、アルキル基(直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基)等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はN、O、S、F、若しくはSi等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がN、O、S、F、若しくはSi等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。第1のガスGSの有機化合物であるイソシアネートとしては、例えば脂肪族化合物又は芳香族化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、脂肪族鎖式化合物又は脂肪族環式化合物を用いることができる。脂肪族化合物としては、例えばヘキサメチレンジイソシアネートが挙げられる。また、脂肪族環式化合物としては、例えば1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン(H6XDI)が挙げられる。
例えば化学式CF11又は化学式CF12等のイソシアネートと、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、尿素結合を有するポリマー状の化合物であり得る。このような尿素結合を有するポリマー状の化合物は、例えば図3に示す化学式CF13等の化合物であり、プラズマ重合に類似する反応によって生成され得る。化学式CF13において、nは2以上の整数である。
例えば化学式CF11又は化学式CF12等のイソシアネートと、H2Oガス、H2及びO2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、ウレタン結合を有するポリマー状の化合物であり得る。このようなウレタン結合を有するポリマー状の化合物は、例えば図4に示す化学式CF14等の化合物(ポリウレタン等)であり、プラズマ重合に類似する反応によって生成され得る。化学式CF14において、nは2以上の整数である。
また、第1のガスGSの有機化合物は、例えば図5に示す化学式CF31又は化学式CF32等の無水カルボン酸であり得る。
有機化合物が例えば化学式CF31又は化学式CF32等の無水カルボン酸の場合に用いられ得る第2のガスの改質ガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、の何れかのガスであり得る。
化学式CF31及び化学式CF32において、Rは、アルキル基(直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基)等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はN、O、S、F、若しくはSi等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がN、O、S、F、若しくはSi等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。第1のガスGSの有機化合物である無水カルボン酸としては、例えば無水ピロメリット酸が挙げられる。
例えば化学式CF31又は化学式CF32等の無水カルボン酸と、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、イミド結合を有するポリマー状の化合物であり得る。このようなイミド結合を有するポリマー状の化合物は、例えば図5に示す化学式CF33等の化合物であり得る。化学式CF33において、nは2以上の整数である。
また、第1のガスGSの有機化合物は、例えば図5に示す化学式CF41等のエポキシドであり得る。有機化合物が例えば化学式CF41等のエポキシドの場合に用いられ得る第2のガスの改質ガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、の何れかのガスであり得る。
化学式CF41において、Rは、アルキル基(直鎖状アルキル基若しくは環状アルキル基)等の飽和炭化水素基、アリール基等の不飽和炭化水素基、又はN、O、S、F、若しくはSi等のヘテロ原子を含む基である。ヘテロ原子を含む基は、その一部の元素がN、O、S、F、若しくはSi等で置換された飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基を含む。
例えば化学式CF41等のエポキシドと、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガスの何れかのガスのプラズマとの反応によって生成され得る有機化合物は、エポキシであり得る。このようなエポキシは、例えば図5に示す化学式CF42等のポリマー状の化合物であり得る。化学式CF42において、nは2以上の整数である。
上記のほか、第1のガスGSの有機化合物としては、フェノール類を用いることができる。フェノール類としては、例えば、フェノール、クレゾール、ベンゼンジオールなどを用いることができる。この場合、第2のガスの改質ガスとしては、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、の群から選択される少なくとも一種を用いることができる。
以下の説明では、図1と共に図6を参照する。図6の断面CS21は、方法MTが適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図6の断面CS22は、工程STaの実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図6の断面CS23は、工程ST1の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図6の断面CS24は、工程STbの実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図6の断面CS25は、工程ST2の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
一実施形態において、方法MTは、断面CS21の基板Wに適用される場合があり得る。この場合、方法MTは、プラズマ処理装置1を用いて実行される。方法MTは、基板Wが内部空間10sの中に配置された状態で実行される。
断面CS21の基板Wは、下地領域UR、領域ER、及びパターニングされた層PLを有している。領域ERは、下地領域UR上に設けられている。領域ERは、例えばシリコン膜である。層PLは、領域ER上に設けられている。層PLの材料は、例えば酸化シリコンであり得る。
断面CS21の基板Wの表面は、複数の開口OPを提供するように予めパターニングされている。より具体的に、断面CS21に示す層PLは、予めパターニングされている。層PLは、開口OPを提供するようにパターニングされている。複数の開口OPは、一定のアスペクト比を有してもよいし、互いに異なる複数のアスペクト比を有してもよい。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTは、工程STaを更に含む。工程STa以降は、チャンバ10の内部空間10s内に基板Wを提供する工程の後に、実行される。工程STaは、内部空間10sに断面CS21の基板Wを提供した後であって工程ST1の前に実行される。
工程STaでは、領域ERのプラズマエッチングが実行される。工程STaでは、領域ERが部分的にエッチングされることにより、凹部COが形成される。具体的には、領域ERが、領域ERの膜厚方向において表面(層PL側の面)と底面(下地領域UR側の面)との間の位置までエッチングされる。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTにおいて、工程STaでは、内部空間10sに処理ガスが供給される。
処理ガスは、ハロゲン含有ガスであり、例えばHBrガスを含む。処理ガスは、HBrガスに加えて、或いは、HBrガスに代えて、Cl2ガスを含んでいても良い。
工程STaでは、内部空間10s内の圧力が指定された圧力に設定されるように、排気装置50が制御される。工程STaでは、処理ガスを励起させるために第1の高周波が供給される。工程STaでは、第1の高周波と共に、第2の高周波が供給され得る。
工程STaでは、処理ガスのプラズマに含まれるイオン、ラジカル等の活性種によって領域ERがエッチングされ、凹部COが形成される(断面CS22を参照)。このように、方法MTは、工程ST1の前に、内部空間10s内に処理ガスを供給し、基板Wのパターニングされた領域(層PL)を介して基板Wの領域ERを部分的にエッチングして凹部COを形成する工程STaを有する。凹部COを画成する領域ERの表面は、底面ERB及び側面ERSを含む。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTにおいて、次いで、工程ST1が実行される。工程ST1によって、凹部COの内に有機膜OFが形成される。より具体的に、工程ST1の実行によって、断面CS23に示すように、層PLの表面及び凹部COの表面上に有機膜OFが形成される。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTにおいて、工程ST1の後、工程STbが実行される場合があり得る。工程STbの実行によって、底面ERB上で延在している有機膜OFが除去される(断面CS24参照)。工程STbにおいて利用される処理ガスのプラズマは、底面ERB上で延在している有機膜OFを除去する。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTにおいて、次いで、工程ST2が実行される。工程ST2では、工程STaと同様に処理ガスのプラズマが生成される。その結果、断面CS25に示すように、凹部COが更にエッチングされる。
工程ST2の実行中、側面ERS上で延在する有機膜OFによって、領域ERの部分ERPの横方向へのエッチングが抑制される。即ち、凹部COの横方向へのエッチングが抑制される。
断面CS21の基板Wに適用される方法MTは、工程STcを更に含み得る。工程STcでは、有機膜OFが除去され得る。有機膜OFは、内部空間10s内で生成した処理ガスのプラズマによって除去され得る。この処理ガスは、例えばN2ガスとH2ガスとを含む。
有機膜OFは、基板Wを加熱することによっても除去され得る。このような有機膜OFは、第1のガスGSの有機化合物がイソシアネート(例えば図3に示す化学式CF11又は化学式CF12等の有機化合物)の場合に生成される有機化合物(例えば図3に示す化学式CF13又は化学式CF14等の有機化合物)を含み得る。有機膜OFを除去するための基板Wの温度は、250℃以上400℃以下の温度であり得る。このように基板Wが加熱されると、有機膜OFを構成する有機化合物の解重合が生じる。解重合によって生成された有機化合物の気体は、排気される。なお、基板Wは、静電チャック20内の1以上のヒータによって加熱され得る。
なお、工程ST1において、層PLの表面、及び凹部COの側面の少なくとも一部にサブコンフォーマルな有機膜OFを形成してもよい。ここで、サブコンフォーマルな有機膜とは、基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有する有機膜OFを意味する。この場合、凹部COの底面に有機膜OFが形成されないため、工程STbを実行する必要はない。
サブコンフォーマルな有機膜OFは、工程ST11において、凹部COの表面全体に前駆体層PCを形成しないか、及び/又は工程ST12において、凹部COの表面全体で前駆体層PCを改質しないことによって形成することができる。以下、図7を参照しながら、凹部COの表面全体で前駆体層PCを改質しない場合について、詳細に説明する。
図7に示す断面CS12aは、工程ST11の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図7に示す断面CS12bは、工程ST12の実行中の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図7に示す断面CS12cは、工程ST12の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図7に示す断面CS12dは、工程STPbの実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図7に示す例では、工程ST12の実行時間、即ち第2のガスのプラズマに含まれる活性種ASの供給時間を調整することによって、開口OP内における有機膜OFの形成範囲を調整し得る。工程ST12の実行時間が調整されることによって、プラズマに含まれる活性種ASと反応する前駆体層PCの範囲が好適に調整され得る。
工程ST12の実行時間が十分に長い場合には、活性種ASは、工程ST11によって開口OP内に予め形成された前駆体層PCの全体と反応し得る。この場合、開口OP内の側面の全体は、有機膜OFaによって覆われる。これに対し、工程ST12の実行時間は、工程ST11によって開口OP内に予め形成された前駆体層PCの一部とのみ活性種ASが反応するように、調整され得る。当該実行時間の工程ST12を含む工程ST1が繰り返し実行されることによって、開口OP内における有機膜OFの形成範囲が好適に調整される。
以下の説明では、図1と共に図8を参照する。図8の断面CS31は、方法MTAが適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図8の断面CS32は、工程ST1の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図8の断面CS33は、工程STbの実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図8の断面CS34は、工程ST21の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図8の断面CS35は、工程ST1の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図8の断面CS36は、工程STdの実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
一実施形態において、方法MTは、断面CS31に示す基板Wに適用される場合があり得る。この場合、方法MTは、プラズマ処理装置1を用いて実行される。方法MTは、基板Wが内部空間10sの中に配置された状態で実行される。
断面CS31に示す基板Wは、領域PR、領域ER、及びマスクMKを有する。領域ERは、領域PRの側面によって囲まれているか、又は、領域PRの一対の側面間に挟まれている。領域ERは、方法MTの実行によってエッチングされる領域である。
マスクMKは、領域PRの頂部上に設けられている。マスクMKの材料は、領域ERのエッチングに対して耐性を有する材料、例えば有機材料又は金属含有材料である。金属含有材料としては、チタン含有材料又はタングステン含有材料が例示される。
領域ERと領域PRのとの間には、開口GV(例えば溝)が介在し得る。断面CS31の基板Wの表面は、複数の開口GVを提供するように予めパターニングされている。より具体的に、断面CS31に示す領域PRは、予めパターニングされている。領域PRは、開口GVを提供するようにパターニングされている。複数の開口GVは、一定のアスペクト比を有してもよいし、互いに異なる複数のアスペクト比を有してもよい。
領域ER及び領域PRの各々の材料は、互いに同じ材料であり得る。この場合、領域ER及び領域PRは、単一の膜に対するエッチングによって形成される。領域PR及び領域ERの材料は、例えば低誘電率材料又は多孔質層であり得る。低誘電率材料は、例えば、シリコン、酸素、炭素、及び水素を含む。より具体的に、領域PR及び領域ERの材料は、例えばシリコンを含む材料であり得る。
断面CS31の基板Wに適用される方法MTでは、内部空間10sに断面CS31の基板Wが提供された後に、工程ST1が、断面CS31の基板Wに実行され得る。工程ST11及び工程ST12を含むシーケンスは、工程STJを介して、1回以上実行される。
工程ST1の実行によって、断面CS32に示すように、マスクMKの表面、領域PRの表面、及び領域ERの表面上に有機膜OFが形成される。有機膜OFは、基板Wの表面、即ち、マスクMKの表面、領域PRの表面、及び領域ERの表面を覆っている。特に、有機膜OFは、開口GVの内に形成される。より具体的に、開口GVは、有機膜OFによって充填される。
断面CS31の基板Wに適用される方法MTでは、次いで、工程STbが実行される。工程STbの実行によって、断面CS33に示すように、領域PRの側面(又は一対の側面)に沿って、即ち開口GV内に有機膜OFが残されるように、領域ERの上面の上で延在する有機膜OFがエッチングされる。
工程STbの実行によって、副生成物BP1が、断面CS33に示すように有機膜OF上に堆積する。副生成物BP1は、炭素を含む。副生成物BP1は、窒素を更に含み得る。
断面CS31の基板Wに適用される方法MTでは、次いで、工程ST2が実行される。工程ST2では、断面CS34に示すように、領域ERのプラズマエッチングが実行される。工程ST2では、内部空間10sに処理ガスが供給される。
処理ガスは、フルオロカーボンガス(例えばC4F8ガス)を含む。処理ガスは、希ガス、窒素ガス(N2ガス)、及び酸素ガス(O2ガス)を更に含んでいてもよい。処理ガスは、フルオロカーボンガスに加えて、或いは、フルオロカーボンガスに代えて、ハイドロフルオロカーボンガス、NF系ガス、又はHF系ガスの少なくとも一つを含んでもよい。
工程ST2では、内部空間10s内の圧力が指定された圧力に設定されるように、排気装置50が制御される。工程ST2では、処理ガスを励起させるために第1の高周波が供給される。工程ST2では、第1の高周波と共に、第2の高周波が供給され得る。
工程ST2では、処理ガスのプラズマに含まれるイオン、ラジカルといった活性種によって領域ERがエッチングされる。この場合における工程ST2のプラズマエッチングは、開口GVの形成に用いられるプラズマエッチングと同様のエッチングであり得る。
なお、工程ST2において用いられる処理ガスは、領域ERを構成する材料に応じて選択される。
工程ST2の実行によって、副生成物BP2が、断面CS34に示すように副生成物BP1上且つ有機膜OF上に堆積する。副生成物BP2は、工程ST2で生成されるプラズマ中の化学種及び領域ERの構成材料(例えばシリコン)を含む。
断面CS31の基板Wに適用される方法MTでは、次いで、工程STcが実行される。工程STcでは、断面CS35に示すように、有機膜OFが除去される。
有機膜OFは、基板Wを加熱することによって除去される。有機膜OFは、加熱による解重合の結果、除去され得る。このような有機膜OFは、第1のガスGSの有機化合物がイソシアネート(例えば図4に示す化学式CF11又は化学式CF12等の有機化合物)の場合に生成される有機化合物(例えば図4に示す化学式CF13又は化学式CF14等の有機化合物)を含み得る。有機膜OFを除去するための基板Wの温度は、250℃以上400℃以下の温度である。このように基板Wが加熱されると、有機膜OFを構成する有機化合物の解重合が生じる。解重合によって生成された有機化合物の気体は、排気される。なお、基板Wは、静電チャック20内の1以上のヒータによって加熱され得る。
断面CS31の基板Wに適用される方法MTでは、工程STcの実行後には、断面CS35に示すように、残渣RSが形成される。残渣RSは、副生成物BP1及び/又は副生成物BP2を含む。
残渣RSを除去するために、工程STdが実行される。工程STdでは、工程ST2と同様にプラズマエッチングが実行される。工程STdのプラズマエッチングの結果、断面CS36に示すように、残渣RSが除去される。
図9に示すフローチャートは、基板処理方法の他の例示的実施形態(以下、方法MT1という)を示す。方法MT1は、工程ST110、工程ST120(第1工程)、工程ST130(第2工程)、工程ST140を有する。方法MT1は、例えば図2に示すプラズマ処理装置1を用いて実行され得る。
この場合、方法MT1は、プラズマ処理装置1の制御部80によって実行され得る。
まず、工程ST110において、高アスペクト比の開口を有するマスクを備える基板がチャンバの内部空間に提供される。なお、本開示において「高アスペクト比の開口」とは、マスクの開口寸法に対する深さの比が5以上の開口を指す。
工程ST110に引き続く工程ST120では、マスクの側面に第1膜が形成される。第1膜は、例えば有機膜であり得る。この有機膜は、基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有する。工程ST120では、図1に示す工程ST1及び工程STJを含むシーケンスと同様の処理が行われ得る。ただし、方法MT1における有機膜は、工程ST11において、凹部COの表面全体に前駆体層PCを形成しないか、及び/又は工程ST12において、凹部COの表面全体で前駆体層PCを改質しないことによって形成される。
工程ST120に引き続く工程ST130では、第1膜がトリミングされる。本開示において、トリミングは、例えば、図1に示す工程ST2と同様のエッチング処理によって実現され得る。
工程ST130に引き続く工程ST140では、トリミング後の開口寸法が予め設定された値になっているか否かが判定される。本開示において、開口寸法は、例えばクリティカル・ディメンション(critical dimension:CD)であり得る。
工程ST140においてトリミング後の開口寸法が予め設定された値になっていると判定された場合(工程ST140:YES)、処理が終了される。工程ST140においてトリミング後の開口寸法が予め設定された値になっていないと判定された場合(工程ST140:NO)、工程ST120〜ST140の処理が繰り返される。このように、工程ST120及び工程ST130を含むサイクルが1回以上実行される。
次に、図9とともに図10を参照して、方法MT1について更に説明する。図10において、X方向は基板の厚み方向に対応し、Y方向は基板の表面の広がり方向に対応する。
図10に示す断面CS41は、工程ST110において提供され方法MT1が適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図10に示す断面CS42は、工程ST120の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図10に示す断面CS43は、工程ST130の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図10に示す断面CS44は、工程ST140がYESの場合における基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
基板Wは、断面CS41に示すように、エッチング膜110(エッチング領域)と、エッチング膜110上に設けられパターニングされたマスク120(領域)とを有する。マスク120には、開口200が形成されている。開口200は、頂部200Tと側壁200Sと底部200Bとを有する。
開口200の側壁200Sには、形状異常200Xが発生している。開口200は、高アスペクト比を有する。例えば、開口200のアスペクト比は、5以上又は10以上である。
まず、工程ST110において、断面CS41が提供される。工程ST110に引き続く工程ST120では、断面CS42に示すように、開口200の内周面(例えば、側壁200Sのうち形状異常200Xを含む少なくとも一部)に第1膜130が形成される。
第1膜130は、マスク120の積層方向(図10に記載のX方向)に沿って異なる膜厚を有する。換言すれば、第1膜130の膜厚は、マスク120の積層方向に沿って、サブコンフォーマルである。例えば図10に示す断面CS42の場合、そして、第1膜130はマスク120の頂部200Tからの距離に応じて異なる膜厚を有し、第1膜130の膜厚は底部200Bに向けて徐々に減少する。
第1膜130は、形状異常200X上に主に形成される。第1膜130は、形状異常200Xを覆う。開口200の開口寸法は、形状異常200Xの位置において、第1膜130の膜厚によって減少し得る。
上記した形状の第1膜130は、例えば、化学気相成長(Chemical Vapor Deposition:CVD)又は原子層堆積(Atomic Layer Deposition:ALD)を用いて、形成され得る。なお、工程ST120で用いられる成膜手法は、上記に限定されない。
工程ST120に引き続く工程ST130では、第1膜130がトリミングされる。第1膜130の表面は、トリミングによって除去され、断面CS43に示すように積層方向に沿って滑らかになる。断面CS43では、断面CS41と比較すると、形状異常200Xに第1膜130が形成されることによって形状異常200Xが緩和している。
このように、工程ST120の前における開口200の頂部200Tの位置の開口寸法、形状異常200Xの位置の開口寸法、及び、底部200Bの位置の開口寸法の間の差は、工程ST130の後に減少する。
また上述のように、工程ST120では、頂部200Tから底部200Bに向けて第1膜130の膜厚が薄くなる処理条件で、成膜処理が行われる。このため、工程ST120の前と工程ST130の後との間における底部200Bの開口寸法の変動は、抑制される。例えば、断面CS41における底部200Bの開口寸法W1と、断面CS43における底部200Bの開口寸法W2とは、略同じである。
従って、図9に示すフローチャートの実行によって、開口200の底部200Bの開口寸法を変えずに、ボーイングやネッキングのように、積層方向の予め設定された位置に発生し得る形状異常を補正できる。
工程ST120に引き続く工程ST140において、開口200の開口寸法が予め設定された値に至ったか否かが判定される。「開口寸法が予め設定された値に至った」とは、例えば、開口200の頂部200Tの開口寸法、側壁200Sの予め設定された位置(例えば形状異常200X)の開口寸法、及び底部200Bの開口寸法の間の差が予め設定された範囲内に至ったことを指す。
工程ST140における判定は、例えば、工程ST120及び工程ST130の実行回数(サイクル数)に基づいて行う。工程ST140において、開口寸法が予め設定された値に至ったか否かの判定は、工程ST120及び工程ST130のサイクル数が予め設定された回数に達したか否かの判定によって、行われる。開口寸法が予め設定された値に至るまでに実行される工程ST120及び工程ST130のサイクル数は、予め設定される。
工程ST140において、工程ST120及び工程ST130の実行回数が予め設定された回数に達した場合、開口寸法が予め設定された値に至った、と判定される(工程ST140:YES)。
工程ST140において、工程ST120及び工程ST130の実行回数が予め設定された回数に達していない場合、開口寸法が予め設定された値になっていないと判定される(工程ST140:NO)。この場合、工程ST120及び工程ST130は、再度実行される。
例えば工程ST140の判定時における基板Wの状態が断面CS44に示す状態の場合には、開口寸法が予め設定された値に至った、と判定され、処理が終了される。
なお、第1膜130の材料は、マスク120の材料と同種であり得る。マスク120は、例えば、炭素含有膜、シリコン含有膜、金属膜等であり得る。第1膜130とマスク120とを同種の材料の膜とすることによって、方法MT1の後の処理において制御が容易になり得る。例えば、エッチングの際に第1膜130とマスク120のエッチングレートを揃えることができる。
従って、第1膜130を形成した後のエッチングの際に開口200の底部200Bの寸法が容易に制御され得る。また、第1膜130とマスク120を同種膜とすることによって、エッチングによって除去される量の制御が容易となり得る。
これに対して、例えばマスク120が炭素含有膜である場合、エッチング膜110は、シリコン含有膜、金属膜、等であり得る。
炭素含有膜は、例えば、アモルファスカーボン層(ALC)であり得る。シリコン含有膜は、例えば、シリコン酸化膜(SiO)、シリコン窒化膜(SiN)、シリコン酸化窒化膜(SiON)、又は、これらの組み合わせ、等であり得る。金属膜は、チタン(Ti)膜、タングステン(W)膜、等であり得る。
また、例えばマスク120がシリコン含有膜である場合、エッチング膜110は、炭素含有膜、金属膜、マスク120と組成の異なるシリコン含有膜、等であり得る。また、例えばマスク120が金属膜である場合、エッチング膜110は、シリコン含有膜、炭素含有膜、等であり得る。
なお、エッチング膜110は、複数の層が積層された積層膜であってもよい。例えば、エッチング膜110は、ONON(酸化物/窒化物)膜、OPOP(酸化物/ポリシリコン)膜、等であり得る。
また、工程ST120、工程ST130は、それぞれ複数回連続して実行してもよい。例えば、工程ST120を連続して5回実行した後に、工程ST130を1回実行するものとしてもよい。例えば、工程ST120を連続して10〜50回実行した後に、工程ST130を連続して2回実行するものとしてもよい。
次に、図11を参照して、方法MT1について更に説明する。以下の説明では、図11と共に図9を参照する。図11において、X方向は基板の厚み方向に対応し、Y方向は基板の表面の広がり方向に対応する。
図11に示す断面CS51は、工程ST110において提供され方法MT1が適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図11に示す断面CS52は、工程ST120の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図11に示す断面CS53は、工程ST140がYESの場合における基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
基板Wは、断面CS51に示すように、エッチング膜111(エッチング領域)とエッチング膜111上に設けられパターニングされたマスク121(領域)とを有する。エッチング膜111の材料は、エッチング膜110の材料と同種であり得る。
マスク121には、開口201が形成されている。マスク121の材料は、マスク120の材料と同種であり得る。開口201は、頂部201Tから底部201Bに向けてテーパ状に先細りになっている。断面CS52に示すように、工程ST120では、マスク121の積層方向に沿って膜厚が異なる第1膜131が、開口201の側壁201S上に形成される。
このように工程ST120において、パターンニングされたマスク121の側壁201S(側面)に第1膜131が形成される。第1膜131の材料は、第1膜130の材料と同種であり得る。
第1膜131によって開口201の内周面(側壁201S)の形状が補正されるので、積層方向(X方向)における開口寸法の差は、第1膜131の膜厚によって減少し得る。
工程ST120に引き続く工程ST130では、第1膜131がトリミングされる。工程ST120及び工程ST130の実行によって、開口201内のテーパ形状が緩和される。従って、断面CS53に示すように、工程ST120及び工程ST130を繰り返すことによって、頂部201T、側壁201S及び底部201Bの開口寸法の差は、処理前の開口寸法の差と比較して、減少し得る。工程ST120及び工程ST130を含むサイクルを繰り返すことによって、積層方向(X方向)における開口寸法の差が低減され、マスク121の形状が補正され得る。
図12に示すフローチャートは、基板処理方法の他の例示的実施形態(以下、方法MT2という)を示す。方法MT2は、工程ST410、工程ST420、工程ST430(第1工程)、工程ST440(第2工程)、工程ST450を有する。方法MT2は、例えば図2に示すプラズマ処理装置1を用いて実行され得る。この場合、方法MT2は、プラズマ処理装置1の制御部80によって実行され得る。
まず、工程ST410において、マスクを備える基板がチャンバの内部空間内に提供される。工程ST410に引き続く工程ST420では、マスクに設けられた開口の内周面上に予備膜が形成される。予備膜は、図10に示す第1膜130とは異なり、開口全体に形成される。例えば、予備膜は、コンフォーマルな膜であり得る。
工程ST420に引き続く工程ST430では、予備膜の上から開口の内周面上に第1膜が形成される。第1膜は、例えば、有機膜であり得る。すなわち、工程ST430では、基板に有機膜が形成される。工程ST430では、図1に示す工程ST1及び工程STJを含むシーケンスと同様の処理が行われ得る。方法MT2において、第1膜は、方法MT1における第1膜と同様に、マスクの積層方向に沿って異なる膜厚を有する。
工程ST430に引き続く工程ST440では、第1膜がトリミングされる。工程ST440に引き続く工程ST450では、トリミング後の開口の開口寸法(CD)が予め設定された値になっているか否かが判定される。工程ST450においてトリミング後の開口の開口寸法が予め設定された値であると判定された場合(工程ST450:YES)、処理が終了される。
工程ST450においてトリミング後の開口の開口寸法が予め設定された値ではないと判定された場合(工程ST450:NO)、工程ST420〜ST450の処理が繰り返される。このように、工程ST430及び工程ST440を含むサイクルが1回以上実行される。
方法MT2は、方法MT1とは異なり、マスク上に2種類の膜を形成した後に、トリミングする。例えば、方法MT1においてトリミング(工程ST130)による底部200B及び底部201B(図10及び図11を参照)のCD増加を抑制することが望ましい場合には、方法MT2が適用され得る。
次に、図13を参照して、方法MT2について更に説明する。以下の説明では、図13と共に図12を参照する。図13において、X方向は基板の厚み方向に対応し、Y方向は基板の表面の広がり方向に対応する。
図13に示す断面CS61は、工程ST410において提供され方法MT2が適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。断面CS61の形状は、図10に示す断面CS41の形状と同様である。図13に示す断面CS62は、工程ST420の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図13に示す断面CS63は、工程ST430の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図13に示す断面CS64は、工程ST440の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図13に示す断面CS65は、工程ST450がYESの場合における基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
まず、工程ST410において、断面CS61が提供される。工程ST410に引き続く工程ST420では、断面CS62に示すように、開口200に予備膜130aが形成される。
予備膜130aは、開口200の内面の全体(側壁200S及び底部200Bを含む)に形成される。予備膜130aは、図10に示す第1膜130と異なり、積層方向(X方向)に沿って異なる膜厚を有しなくてよい。すなわち、例えば、予備膜130aは、頂部200Tから底部200Bにかけてコンフォーマルな一定の膜厚を有し得る。予備膜130aは、例えばALDによって形成され得る。
工程ST420に引き続く工程ST430では、断面CS63に示すように、予備膜130aの上に第1膜130bが形成される。第1膜130bは、図10に示す第1膜130と同様に、マスク120の積層方向に沿って異なる膜厚を有する。例えば、第1膜130bは、形状異常200X上に主に形成される。第1膜130bの成膜手法は、図10に示す第1膜130の成膜手法と同様である。
予備膜130aの材料は、マスク120と同種の材料である。第1膜130bの材料は、エッチング膜110と同種の材料である。また、予備膜130aの材料と第1膜130bの材料との間において高い選択比が取れるように材料が選択される。これは、第1膜130bの形成後のトリミング(工程ST440)が主に予備膜130aを除去し得る処理条件のもとで実行されることに、起因する。
上記のように処理条件を設定することによって、形状異常200X上に形成された第1膜130bを残しつつ、形状異常200X以外の他の部分に形成された予備膜130aが良好に除去され得る。従って、形状異常200Xを予備膜130aによって埋めつつ、開口200内の他の部分の開口寸法の変動が抑制され得る。
工程ST430に引き続く工程ST440において、断面CS64に示すように、開口200内がトリミングされる。断面CS64の例では、開口200の側壁200Sの下部及び底部200B上の予備膜130aが除去され、形状異常200Xから頂部200Tにかけて予備膜130a及び第1膜130bが残されている。このように、方法MT2によって、マスクの形状が好適に補正され得る。
方法MT2においても、工程ST420,ST430,ST440の各工程は、開口200の開口寸法が予め設定された値になるまで繰り返し実行することができる。例えば、開口200の頂部200T、側壁200S、底部200Bの開口寸法の差が予め設定された値に至るまで、各工程が繰り返し実行され得る。
断面CS65は、マスクパターン(開口200)の形状が補正され開口寸法が予め設定された値に至った場合の基板Wの状態を示している。なお、工程ST450の後にさらにエッチングすることによって、断面CS65の形状を実現してもよい。
次に、図14を参照して、方法MT2について更に説明する。以下の説明では、図14と共に図12を参照する。図14において、X方向は基板の厚み方向に対応し、Y方向は基板の表面の広がり方向に対応する。
図14に示す断面CS71は、工程ST410において提供され方法MT2が適用され得る基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。断面CS71の形状は、図11に示す断面CS51の形状と同様である。図14に示す断面CS72は、工程ST420の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図14に示す断面CS73は、工程ST430の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図14に示す断面CS74は、工程ST440の実行後の状態の基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。図14に示す断面CS75は、工程ST450がYESの場合における基板Wの一部が拡大されて示された断面の一例である。
図14の例においても図13と同様に、断面CS72に示すように、工程420では工程ST430の前にコンフォーマルな予備膜131aが開口201全体に形成される。工程ST420に引き続く工程ST430において、断面CS73に示すように、積層方向(X方向)に沿って異なる膜厚を有する第1膜131bが予備膜131a上に形成される。
工程ST430に引き続く工程ST440において、トリミングが実行される。この場合、断面CS74に示すように、底部201B近傍において予備膜131aが除去されると共に、残存する予備膜131a及び第1膜131bによって開口201内のテーパが減少する(テーパ形状が緩和される)。従って、工程ST420〜ST440を繰り返すことによって、断面CS75に示すように、開口201のテーパが好適に補正され得る。
上記のように、方法MT2は、工程ST430の前に実行され開口にコンフォーマルな予備膜を形成する工程ST420を更に含む。従って、方法MT2によれば、マスクの開口寸法を調整しつつマスクの形状を補正できる。
また、方法MT2において、予備膜の材料と第1膜の材料とは、互いに異なるエッチング選択比を有し得る。例えば、工程ST440のトリミングによって除去される予備膜の量が第1膜の量よりも多くなるように、予備膜及び第1膜それぞれの材料が選択され得る。このようにすることで、トリミングによる補正効果を向上させることができる。
また、方法MT2において、予備膜の材料はマスクの材料と同一であり、第1膜の材料はマスク下のエッチング膜の材料と同一であり得る。このため、マスクに応じたエッチング条件でエッチングを実行したときに、第1膜を残存させることができ、マスクの形状を効率的に補正できる。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる例示的実施形態における要素を組み合わせて他の例示的実施形態を形成することが可能である。
例えば、方法MT、MT1、MT2は、プラズマ処理装置1以外のプラズマ処理装置を用いて実行されてもよい。そのようなプラズマ処理装置としては、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が例示され得る。
また、有機膜を形成する工程(工程ST1、工程ST120、工程ST420及び工程ST430)とエッチングする工程(工程ST12、工程ST130及び工程ST440)とは、減圧雰囲気を維持して同一チャンバ内(in-situ)で実行してもよい。又は有機膜を形成する工程(工程ST1、工程ST120、工程ST420及び工程ST430)とエッチングする工程(工程ST12、工程ST130及び工程ST440)とは、同一システム内(in-system)で実行してもよい。
以上の説明から、本開示の種々の例示的実施形態は、説明の目的で本明細書で説明されており、本開示の範囲及び主旨から逸脱することなく種々の変更をなし得ることが、理解されるであろう。したがって、本明細書に開示した種々の例示的実施形態は限定することを意図しておらず、真の範囲と主旨は、添付の特許請求の範囲によって示される。
1…プラズマ処理装置、10…チャンバ、10s…内部空間、12…チャンバ本体、12e…排気口、12g…ゲートバルブ、12p…通路、13…支持部、14…支持台、16…電極プレート、18…下部電極、18f…流路、20…静電チャック、20p…直流電源、20s…スイッチ、22a…配管、22b…配管、24…ガス供給ライン、25…エッジリング、30…上部電極、32…部材、34…天板、34a…ガス吐出孔、36…支持体、36a…ガス拡散室、36b…ガス孔、36c…ガス導入口、38…ガス供給管、40…ガスソース群、41…バルブ群、42…流量制御器群、46…シールド、48…バッフルプレート、50…排気装置、52…排気管、62…第1の高周波電源、64…第2の高周波電源、66…整合器、68…整合器、80…制御部。

Claims (18)

  1. a)チャンバ内に基板を提供する工程と、
    b)前記基板の表面に有機膜を形成する工程と、
    を含み、
    前記b)は、
    b1)前記チャンバ内に有機化合物を含む第1のガスを供給し、前記基板に前駆体層を形成する工程と、
    b2)前記チャンバ内に改質ガスを含む第2のガスを供給し、前記前駆体層及び前記第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前記前駆体層を改質することによって、前記基板に有機膜を形成する工程と、
    を含む、
    基板処理方法。
  2. 前記b2)において、前記第2のガスのプラズマを生成することによって、前記基板に前記有機膜を形成する、
    請求項1に記載の基板処理方法。
  3. 前記b1)と前記b2)とは、交互に繰り返される、
    請求項1又は請求項2に記載の方法。
  4. c)前記b)の後に、処理ガスのプラズマを用いて、エッチング領域をエッチングする工程、
    を更に含み、
    前記基板は、前記エッチング領域、及び前記エッチング領域上に設けられたパターニングされた領域を有しており、前記エッチング領域は、前記パターニングされた領域の側面に囲まれている、
    請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の基板処理方法。
  5. d)前記c)の前に、前記パターニングされた領域の前記側面に沿った部分で前記有機膜が残されるように前記エッチング領域上に延在する前記有機膜をエッチングする工程、 を更に含む、
    請求項4に記載の基板処理方法。
  6. e)前記b)の前に、処理ガスのプラズマを用いて、パターニングされた領域を介してエッチング領域を部分的にエッチングすることにより凹部を形成する工程と、
    f)前記b)の後に、処理ガスのプラズマを用いて、前記凹部を更にエッチングする工程と、
    を更に含み、
    前記基板は、前記エッチング領域、及び前記エッチング領域上に設けられた前記パターニングされた領域を有しており、前記エッチング領域は、前記パターニングされた領域の側面に囲まれている、
    請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の基板処理方法。
  7. 前記b1)において前記凹部の表面全体に前記前駆体層を形成しない、および/または、前記b2)において前記凹部の表面全体で前記前駆体層を改質しない、
    請求項6に記載の基板処理方法。
  8. 前記有機膜は、前記基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有する、
    請求項6又は請求項7に記載の基板処理方法。
  9. g)前記b)の後に、前記有機膜をトリミングする工程と、
    h)処理ガスのプラズマを用いて、パターニングされた領域を介してエッチング領域をエッチングする工程と、
    を更に含み、
    前記基板は、前記エッチング領域、及び前記エッチング領域上に設けられた前記パターニングされた領域を有しており、
    前記エッチング領域は、前記パターニングされた領域の側面に囲まれており、
    前記b)において、前記有機膜は、前記側面に前記基板の厚さ方向に沿って異なる厚さを有するように形成される、
    請求項1〜請求項3の何れか一項に記載の基板処理方法。
  10. i)前記b)の前に、前記側面の全体にコンフォーマルな有機膜を形成する工程を更に含む、
    請求項9に記載の基板処理方法。
  11. 前記第1のガスは、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート及びフェノール類の群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む、
    請求項1〜請求項10の何れか一項に記載の基板処理方法。
  12. 前記第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス並びにH2及びO2の混合ガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む、
    請求項1〜請求項11の何れか一項に記載の基板処理方法。
  13. 前記第1のガスがカルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物及びイソシアネートの群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む場合、前記第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、N2及びH2の混合ガス、H2Oガス並びにH2及びO2の混合ガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む、
    請求項1〜請求項12の何れか一項に記載の基板処理方法。
  14. 前記第1のガスがエポキシド、無水カルボン酸及びフェノール類の群から選択される少なくとも一種の有機化合物を含む場合、前記第2のガスは、NH結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス並びにN2及びH2の混合ガスの群から選択される少なくとも一種の改質ガスを含む、
    請求項1〜請求項9の何れか一項に記載の基板処理方法。
  15. 前記NH結合を有する無機化合物ガスは、N2H2、N2H4及びNH3の群から選択される少なくとも一種である、請求項12〜請求項14の何れか一項に記載の基板処理方法。
  16. 前記エッチング領域は、シリコン含有膜を含む、
    請求項4〜請求項7の何れか一項に記載の基板処理方法。
  17. 前記有機膜を形成する前記工程及びエッチングする前記工程を、減圧雰囲気を維持して同一チャンバ内(in-situ)または同一システム内(in-system)で実行する、請求項4〜請求項15の何れか一項に記載の基板処理方法。
  18. チャンバと、
    基板が収容される前記チャンバの内部空間に高周波を供給するように構成される高周波電源と、
    前記内部空間に第1のガス及び第2のガスを供給するように構成されるガスソース群と、
    前記高周波電源及び前記ガスソース群を制御するように構成される制御部と、
    を備え、
    前記第1のガスは、有機化合物を含み、
    前記第2のガスは、改質ガスを含み、
    前記制御部は、前記基板が前記内部空間に収容された状態において、
    前記チャンバ内に第1のガスを供給し、前記基板に前駆体層を形成し、
    前記チャンバ内に第2のガスを供給し、前記前駆体層及び前記第2のガスの少なくとも一方にエネルギーを供給して前記前駆体層を改質することによって、前記基板に有機膜を形成するように、
    前記高周波電源及び前記ガスソース群を制御するように構成される、
    プラズマ処理装置。

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