JP2021150510A - エッチング方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】窒化シリコンの劣化を防止しながら酸化シリコンをエッチングする。【解決手段】（ａ）酸化シリコンから形成された第１領域と、窒化シリコンから形成された第２領域とを有する基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板をフルオロカーボンガスを含む第１の処理ガスのプラズマに晒し、前記第１領域をエッチングし、前記第１領域及び前記第２領域の上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する工程と、（ｃ）前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルにより前記第１領域及び前記第２領域をエッチングする工程と、（ｄ）酸素を含まない第２の処理ガスのプラズマにより前記堆積物を除去する工程と、を含む、エッチング方法が提供される。【選択図】図１

Description

本開示は、エッチング方法及びプラズマ処理装置に関する。
例えば、特許文献１は、酸化シリコンと窒化シリコンの膜を有する基板において、窒化シリコンに対して酸化シリコンを選択的にエッチングすることを提案する。
特開２０１５−１７３２４０号公報
本開示は、窒化シリコンの劣化を防止しながら酸化シリコンをエッチングする方法及び当該エッチング方法を実行するプラズマ処理装置を提供する。
本開示の一の態様によれば、（ａ）酸化シリコンから形成された第１領域と、窒化シリコンから形成された第２領域とを有する基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板をフルオロカーボンガスを含む第１の処理ガスのプラズマに晒し、前記第１領域をエッチングし、前記第１領域及び前記第２領域の上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する工程と、（ｃ）前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルにより前記第１領域及び前記第２領域をエッチングする工程と、（ｄ）酸素を含まない第２の処理ガスのプラズマにより前記堆積物を除去する工程と、を含む、エッチング方法が提供される。
一の側面によれば、窒化シリコンの劣化を防止しながら酸化シリコンをエッチングできる。
比較例に係るエッチング方法を示すフローチャート。 一実施形態に係るエッチング方法ＭＴを示すフローチャート。 一実施形態に係るプラズマ処理装置を示す断面模式図。 方法ＭＴのエッチング対象膜の一例を示す断面図。 方法ＭＴによる第１領域のエッチングを説明するための図。 方法ＭＴによる第２領域のエッチングを説明するための図。 第２領域の状態を説明するための図。 除去工程における窒化シリコンの損失の一例を示す図。 方法ＭＴによる除去工程後のＣＯの発光強度を測定した結果の一例を示す図。 除去工程におけるバイアス用の高周波電力の有無と窒化シリコン及び堆積物のエッチングレートの関係を示す図。 除去工程の処理時間と酸化シリコンのエッチングレートの関係を示す図。 方法ＭＴのエッチング対象膜の他の例を示す断面図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
まず、一実施形態に係るエッチング方法について説明する前に、比較例に係るエッチング方法について簡単に説明する。図１は、比較例に係るエッチング方法を示すフローチャートである。図１に示すエッチング方法は、ステップＳ９１及びステップＳ９２を含んでおり、これらステップＳ９１及びステップＳ９２を交互に繰り返す。
具体的には、ステップＳ９１にて、基板Ｗがフルオロカーボンガスを含む処理ガスのプラズマに晒される。フルオロカーボンガスは、例えば、Ｃ４Ｆ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスのうち少なくとも一種を含む。また、この処理ガスは、Ａｒガス、Ｈｅガスといった種々の希ガスのうち少なくとも一種を含み得る。さらに、この処理ガスは、酸素（Ｏ２）ガスを含み得る。ステップＳ９１では、当該処理ガスが励起されることによりプラズマが生成され、生成されたプラズマに基板Ｗが晒される。フルオロカーボンに由来する原子及び／又は分子の活性種、例えば、フッ素及び／又はフルオロカーボンの活性種が衝突する。これにより、ステップＳ９１では、第１領域がエッチングされる。また、ステップＳ９１では、フルオロカーボンを含む堆積物が第１領域に付着し、堆積する。
次に、ステップＳ９２では、ステップＳ９１の処理後の基板Ｗが、希ガスのプラズマに晒され、堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルにより第１領域がエッチングされる。ステップＳ９２では、希ガス原子の活性種、例えば、希ガス原子のイオンが、堆積物に衝突する。これにより、堆積物中のフルオロカーボンラジカルが、第１領域Ｒ１のエッチングを進行させる。また、このステップＳ９２により、堆積物の膜厚が減少する。また、ステップＳ９２では、第２領域上の堆積物の膜厚も減少する。ただし、第２領域上にはステップＳ９１の処理時に形成された変質領域が存在するので、第２領域のエッチングは抑制される。
次に、ステップＳ９３では、停止条件として例えばステップＳ９１及びＳ９２のサイクルの繰り返し回数が所定回数に達したかを判定する。停止条件が満たされない場合には、ステップＳ９１及びステップＳ９２が再び実行される。一方、停止条件が満たされる場合には、本処理が終了する。
本処理中、窒化シリコンの第２領域を保護するために、Ｃ４Ｆ６ガス等の流量を増やし、第２領域上の堆積物を増加させることで窒化シリコンを保護する。しかし、ガス中のカーボン量を増やしすぎると、酸化シリコンの第１領域がエッチングされなくなる。その対策として堆積物を、酸素（Ｏ２）ガスを含むガスのプラズマで除去する手法がある。しかし、かかる手法では、窒化シリコンが酸化などにより劣化する場合がある。
[エッチング方法]
そこで、以下説明する一実施形態では、窒化シリコンの劣化を防止しながら酸化シリコンをエッチングする方法を提案する。図２は、一実施形態に係るエッチング方法を示すフローチャートである。図３は、一実施形態に係るプラズマ処理装置１０を示す断面模式図である。図３は、図２に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ」という）において用いることが可能な一実施形態に係るプラズマ処理装置１０の一例を示す。
図４は、方法ＭＴのエッチング対象膜の一例を示す断面図である。基板Ｗは、下地層１００、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有している。下地層１００は、例えば、多結晶シリコンから構成され得る。第１領域Ｒ１は酸化シリコン１０１から形成される。第２領域Ｒ２は窒化シリコン１０２から形成される。
かかる構成の膜を有する基板Ｗを準備し、図３のプラズマ処理装置１０のチャンバ１２内に搬送し、載置台１４に載置する。プラズマ処理装置１０は、方法ＭＴによるエッチングを実行する。方法ＭＴは、基板Ｗの第１領域Ｒ１を第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングするために実行される。
以下、図４に示す対象膜を有する基板Ｗに方法ＭＴが適用される場合を例として説明する。方法ＭＴでは、プラズマ処理装置１０が用いられる。図３においては、一実施形態のプラズマ処理装置１０が、鉛直方向に延びる面において部分的に破断された状態で示されている。
図３に示すプラズマ処理装置１０は、チャンバ１２を備えている。チャンバ１２は、略円筒形状を有しており、側壁１２ａ及び底部１２ｂを含んでいる。チャンバ１２は、内部空間１２ｓを提供している。図３に示す中心軸線ＡＸは、チャンバ１２及び内部空間１２ｓの中心軸線である。チャンバ１２は、例えばアルミニウムといった金属から形成されている。チャンバ１２の内壁面には、耐プラズマ性を有する膜が形成されている。この膜は、アルマイト膜、酸化イットリウム製の膜といったセラミック製の膜であり得る。チャンバ１２は接地されている。
側壁１２ａには、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、内部空間１２ｓとチャンバ１２の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。基板Ｗは、略円盤形状を有し得る。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇによって開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、側壁１２ａに沿って設けられている。
内部空間１２ｓの中には、載置台１４が設けられている。載置台１４は、支持体１５によって支持されている。支持体１５は、略円筒形状を有しており、チャンバ１２の底部１２ｂから上方に延びている。支持体１５は、絶縁性を有しており、例えばセラミックから形成されている。
載置台１４は、基板Ｗを支持するように構成されている。載置台１４は、チャンバ１２と中心軸線ＡＸを共有している。載置台１４は、載置領域１４ｒを提供している。この載置領域１４ｒの中心は、中心軸線ＡＸ上に位置する。基板Ｗは、その中心が中心軸線ＡＸ上に位置するように、載置領域１４ｒ上に載置される。
載置台１４は、電極プレート１６、下部電極１８、及び静電チャック２０を含んでいる。電極プレート１６は、略円盤形状を有している。電極プレート１６は、導電性を有している。電極プレート１６は、アルミニウムといった金属から形成されている。下部電極１８は、略円盤形状を有している。下部電極１８は、導電性を有している。下部電極１８は、アルミニウムといった金属から形成されている。下部電極１８は、電極プレート１６上に搭載されている。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。下部電極１８を含む載置台１４は、チャンバ１２内にて基板を載置する第１電極の一例である。
下部電極１８の中には、流路１８ｐが形成されている。流路１８ｐは、下部電極１８の中で、例えば渦巻状に延びている。流路１８ｐには、熱交換媒体の循環装置２２（例えばチラーユニット）から熱交換媒体（例えば温調媒体）が供給される。循環装置２２は、チャンバ１２の外部に設けられている。流路１８ｐに供給された熱交換媒体は、循環装置２２に戻される。熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、載置台１４上に載置された基板Ｗの温度が制御される。
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は、略円盤形状を有している。静電チャック２０は、セラミック製の本体の中に、膜状の電極を有している。静電チャック２０の電極には、スイッチを介して直流電源２４が接続されている。静電チャック２０は、載置領域１４ｒを提供している。基板Ｗが静電チャック２０上（載置領域１４ｒ上）に載置されている状態で、直流電源２４からの直流電圧が静電チャック２０の電極に印加されると、基板Ｗと静電チャック２０との間で静電引力が発生する。発生した静電引力によって、基板Ｗは静電チャック２０に引き付けられ、静電チャック２０によって保持される。プラズマ処理装置１０には、静電チャック２０と基板Ｗの下面との間に伝熱ガス（例えばＨｅガス）を供給する伝熱ガス供給ラインが設けられてもよい。また、静電チャック２０の内部には、ヒータ（例えば抵抗加熱素子）が設けられてもよい。ヒータに電力が供給されることによりヒータが発熱し、静電チャック２０の温度、ひいては基板Ｗの温度が調整される。
チャンバ１２の内部空間１２ｓの中では、エッジリングＦＲが、静電チャック２０及び基板Ｗのエッジを囲むように配置される。エッジリングＦＲは、環状の板であり、シリコン、石英といったシリコン含有材料から形成されている。エッジリングＦＲは、プラズマ処理の均一性を得るために利用され、フォーカスリングともいう。
支持体１５の周りには、筒状の導体２６が設けられている。導体２６は接地されている。導体２６の上方には、載置台１４を囲むように筒状の絶縁体２８が設けられている。絶縁体２８は、石英といったセラミックから形成されている。載置台１４とチャンバ１２の側壁１２ａとの間には、排気路が形成されている。排気路には、バッフルプレート３０が設けられている。バッフルプレート３０は、環状の板である。バッフルプレート３０には、バッフルプレート３０をその板厚方向に貫通する多数の孔が形成されている。バッフルプレート３０は、アルミニウムといった金属から形成された母材の表面に、酸化イットリウムといった耐プラズマ性の被膜を形成することにより構成されている。
バッフルプレート３０の下方では、排気管３２がチャンバ１２の底部１２ｂに接続されている。排気管３２は、排気路に連通可能である。排気管３２には、排気装置３４が接続されている。排気装置３４は、自動圧力制御弁、及びターボ分子ポンプといった減圧ポンプを含んでいる。排気装置３４が作動されることにより、内部空間１２ｓの圧力が指定された圧力に設定される。
載置台１４の上方には、上部電極３６が設けられている。上部電極３６と載置台１４との間には、内部空間１２ｓの一部が介在している。上部電極３６は、チャンバ１２の上部開口を閉じるように設けられている。上部電極３６とチャンバ１２の上端部との間には部材３７が介在している。部材３７は、絶縁性材料から形成されている。部材３７は、セラミック、例えば石英から形成され得る。なお、一実施形態では、上部電極３６とチャンバ１２の上端部との間には、部材３７及び接地導体５０の一部が介在し得る。
一実施形態において、上部電極３６は、シャワーヘッドを構成している。上部電極３６は、基板を載置する第１電極に対向する第２電極の一例である。上部電極３６は、一実施形態では、天板３８及び天板支持体４０を含んでいる。天板３８は、例えばシリコンから形成されている。或いは、天板３８は、アルミニウムから形成された母材の表面に、酸化イットリウムといったセラミックから形成された被膜を設けることにより構成される。天板３８には、当該天板３８をその板厚方向に貫通する複数のガス吐出口３８ｈが形成されている。
天板支持体４０は、天板３８上に設けられている。天板支持体４０は、天板３８を着脱自在に支持するように構成されている。天板支持体４０は、アルミニウムといった導電性材料から形成されている。天板支持体４０の内部には、ガス拡散室４０ｄが形成されている。天板支持体４０には、ガス拡散室４０ｄから下方に延びる複数の孔４０ｈが形成されている。複数の孔４０ｈはそれぞれ、複数のガス吐出口３８ｈに連通している。
ガス拡散室４０ｄには、ガス供給部４１が接続されている。ガス供給部４１は、内部空間１２ｓにガスを供給するように構成されている。ガス供給部４１は、方法ＭＴにおいて用いられる複数のガスを出力可能に構成されている。また、ガス供給部４１は、複数の流量制御器及び複数のバルブを有し、出力すべきガスの流量を個別に調整するように構成されている。ガス供給部４１から出力されたガスは、ガス拡散室４０ｄ及び複数の孔４０ｈを介して、複数のガス吐出口３８ｈから内部空間１２ｓに吐出される。
天板支持体４０には、流路４０ｐが形成されている。流路４０ｐには、チラーユニット４２が接続されている。流路４０ｐとチラーユニット４２との間では、冷却水といった温調媒体が循環される。チラーユニット４２から流路４０ｐに供給される温調媒体と上部電極３６との間の熱交換により、上部電極３６の温度が調整される。
プラズマ処理装置１０は、第１の高周波電源４３及び第２の高周波電源４４を更に備えている。第１の高周波電源４３及び第２の高周波電源４４は、チャンバ１２の外部に設けられている。第１の高周波電源４３は、主としてプラズマ生成用の高周波電力を発生するよう構成されている。プラズマ生成用の高周波電力の第１の高周波は、限定されるものではないが、例えば６０ＭＨｚといった周波数を有し得る。第１の高周波電源４３は、整合器４５及び給電導体４８を介して、上部電極３６に電気的に接続されている。整合器４５は、第１の高周波電源４３の出力インピーダンスと負荷側（上部電極３６側）のインピーダンスとを整合させるための整合回路を有している。給電導体４８は、その下端で上部電極３６に接続されている。給電導体４８は、上部電極３６から上方に延びている。給電導体４８は筒状又は棒状の導体であり、その中心軸線は中心軸線ＡＸに略一致している。
第２の高周波電源４４は、主として基板Ｗにイオンを引き込むためのバイアス用の高周波電力を発生するように構成されている。バイアス用の高周波電力の第２の高周波の周波数は、第１の高周波の周波数よりも低い。一実施形態では、第２の高周波の周波数は、４０ＭＨｚ以上であってもよい。第２の高周波電源４４は、整合器４６を介して、下部電極１８に電気的に接続されている。整合器４６は、第２の高周波電源４４の出力インピーダンスと負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスとを整合させるための整合回路を有している。
なお、第１の高周波電源４３は、高周波電力を上部電極３６に印加する替わりに下部電極１８に印加してもよい。第１の高周波電源４３及び第２の高周波電源４４は、いずれもプラズマ生成用の高周波電力を供給するプラズマ生成部になり得る。
プラズマ処理装置１０は、接地導体５０を更に備えている。接地導体５０は、導電性を有する。接地導体５０は、アルミニウムといった金属から形成されている。接地導体５０は、接地されている。接地導体５０は、チャンバ１２の上方で上部電極３６を覆うように延びている。給電導体４８は、接地導体５０によって囲まれた空間を通って接地導体５０の外部まで上方へ延びて、接地導体５０の外部で整合器４５を介して第１の高周波電源４３に接続されている。
プラズマ処理装置１０のチャンバ１２の内部空間１２ｓの中では、基板Ｗの中心の上では高い電界強度を有し、基板Ｗのエッジ側の上では低い電界強度を有する電界強度の分布が形成され得る。即ち、内部空間１２ｓの中では、放射方向（即ち、径方向）における中心軸線ＡＸからの距離の増加に応じて電界強度が減少する不均一な電界強度の分布が形成され得る。不均一な電界強度の分布の下では、プラズマ密度は、中心軸線の近傍で高く、中心軸線から離れた箇所で低くなる。即ち、中心軸線に対して放射方向において不均一なプラズマ密度の分布が形成される。プラズマ処理装置１０は、均一なプラズマ密度の分布を得るために、電磁石６０を更に備えている。
電磁石６０は、上部電極３６の上方に配置されている。電磁石６０は、チャンバ１２の内部空間１２ｓの中で、中心軸線ＡＸ上での水平成分よりも大きい水平成分を中心軸線ＡＸから離れた位置で有する磁場の分布を形成する。即ち、電磁石６０は、中心軸線ＡＸから放射方向への距離の増加に応じてその大きさが増加する水平成分を有する磁場の分布を、内部空間１２ｓの中に形成する。大きい水平成分の磁場が形成されている箇所では、電子の滞在時間が長くなる。その結果、大きい水平成分の磁場が形成されている箇所では、プラズマの密度が上昇する。したがって、プラズマ処理装置１０によれば、中心軸線ＡＸに対して放射方向において均一なプラズマ密度の分布が得られる。故に、プラズマ処理装置１０によれば、基板Ｗに対する処理の面内均一性が向上される。
一実施形態では、電磁石６０は、ヨーク６２及びコイル６４を有している。ヨーク６２は、磁性材料から形成されている。ヨーク６２は、ベース部６２ａ及び複数の筒状部６２ｂを有している。ベース部６２ａは、略円盤形状を有しており、中心軸線ＡＸに対して直交する方向に延在している。複数の筒状部６２ｂの各々は、筒形状を有しており、ベース部６２ａから下方に延在している。複数の筒状部６２ｂは、中心軸線ＡＸに対して同軸状に設けられている。コイル６４は、中心軸線ＡＸの周りで巻かれている。コイル６４は、径方向において隣り合う二つの筒状部６２ｂの間に設けられている。なお、電磁石６０は、一以上のコイル６４を有し得る。電磁石６０におけるコイル６４の個数が複数個である場合には、複数個のコイル６４は、中心軸線ＡＸに対して同軸状に設けられる。
電磁石６０のコイル６４は、配線６８を介して電流源６６に接続されている。電流源６６からの電流がコイル６４に与えられると、電磁石６０によって磁場が形成される。電磁石６０によって形成される磁場のベクトルの角度が４５°である箇所では、放射方向（径方向）における電子の閉じ込め効果（電子の拡散の抑制効果）と、電子の消滅の抑制効果（電極への電子の到達を抑制する効果）とが良好に両立される。このため、当該箇所ではプラズマの密度が高くなる。したがって、基板Ｗの半径が１５０ｍｍである場合に、電磁石６０は、磁場のベクトルの角度が４５°である箇所と中心軸線ＡＸとの間の距離が、１３５ｍｍ以上、１８５ｍｍ以下となるように、構成され得る。
電磁石６０は、接地導体の外側に配置される。接地導体５０は、その中に電磁石６０が配置される外部空間ＥＳを提供している。外部空間ＥＳは、接地導体５０の上端よりも内部空間１２ｓの側にあり、上部電極３６に対して上方に離れており、且つ、上部電極３６に対して接地導体５０により遮蔽されている。
接地導体５０は、第１の部分５１、第２の部分５２、及び第３の部分５３を備えている。第１の部分５１は、筒形状を有している。第１の部分５１の中心軸線は、中心軸線ＡＸと略一致している。第１の部分５１は、チャンバ１２から上方に延びている。図３に示す例では、第１の部分５１は、チャンバ１２の側壁１２ａの上端から上方に延びている。第１の部分５１の下端部分は、部材３７と側壁１２ａの上端との間に介在している。
第２の部分５２は、上部電極３６から上方に離間し、且つ、第１の部分５１から中心軸線ＡＸに向けて延びている。第２の部分５２は、中心軸線ＡＸに対して交差又は直交する方向に延びる板状をなしている。第１の部分５１と第２の部分５２は、上部電極３６の上に第１の空間ＩＳ１を提供している。第１の空間ＩＳ１は、接地導体５０の内側（即ち、上部電極３６側）の空間の一部である。この第１の空間ＩＳ１により、鉛直方向において上部電極３６と接地導体５０との間に距離が確保される。したがって、接地導体５０と上部電極３６との間の容量的結合が抑制される。
第３の部分５３は、筒形状を有している。第３の部分５３の中心軸線は、中心軸線ＡＸと略一致している。第３の部分５３は、第１の部分５１よりも中心軸線の近くで延在している。第３の部分５３は、第２の部分５２から上方に延びている。第３の部分５３は、第２の空間ＩＳ２を提供している。第２の空間ＩＳ２は、第２の部分５２の内側の空間であり、接地導体５０の内側（即ち、上部電極３６側）の空間の一部である。第２の空間ＩＳ２は、第１の空間ＩＳ１に連続している。なお、給電導体４８は、第１の空間ＩＳ１及び第２の空間ＩＳ２を通って上方に延びている。
外部空間ＥＳは、第３の部分５３の外側、第２の部分５２上、且つ、内部空間１２ｓの上方に接地導体５０によって提供されている。外部空間ＥＳは、第３の部分５３の外側、且つ、第２の部分５２上で、中心軸線ＡＸを中心に周方向に延びている。この外部空間ＥＳに電磁石６０が配置されている。
外部空間ＥＳの中に配置された電磁石６０と内部空間１２ｓとの間の距離は比較的短い。また、上述したように、電磁石６０は、中心軸線ＡＸの近傍では低い水平成分を有し、中心軸線から離れた位置で大きい水平成分を有する磁場の分布を内部空間１２ｓの中に形成する。したがって、接地導体５０に対して外側に配置された電磁石６０によって、均一なプラズマ密度の分布を得るのに適した磁場の分布が効率的に内部空間１２ｓの中に形成され得る。
電磁石６０のコイル６４には、上述したように電流源６６が接続されている。電磁石６０及び電流源６６は、接地導体５０に対して外側に配置されている。したがって、電流源６６への高周波の流入を防止するためのフィルタが、コイル６４と電流源６６との間に設けられていなくてもよい。
一実施形態では、接地導体５０は、第４の部分５４、第５の部分５５、及び第６の部分５６を更に有する。第４の部分５４は、第２の部分５２の上方で、中心軸線ＡＸに対して放射方向に第３の部分５３から延びている。第４の部分５４は、中心軸線ＡＸに対して交差又は直交する方向に延びる板状をなしている。第５の部分５５は、筒形状を有している。第５の部分５５の中心軸線は、中心軸線ＡＸに略一致している。第５の部分５５は、第３の部分５３よりも中心軸線から離れており、第４の部分５４から上方に延びている。第６の部分５６は、第４の部分５４の上方で、第５の部分５５から中心軸線ＡＸに向けて延びている。第６の部分５６は、中心軸線ＡＸに対して交差又は直交する方向に延びる板状をなしている。一実施形態では、接地導体５０は、第６の部分から給電導体４８の近傍まで延びる蓋部５７を更に有している。
第４の部分５４、第５の部分５５、及び第６の部分５６は、第３の空間ＩＳ３を提供している。第３の空間ＩＳ３は、第４の部分５４、第５の部分５５、及び第６の部分５６によって囲まれた空間であり、接地導体５０の内側の空間の一部である。第３の空間ＩＳ３は、第２の空間ＩＳ２に連続している。給電導体４８は、第３の空間ＩＳ３を更に通って、上方に延びている。なお、図３に示す例では、第１〜第６の部分は、三つの部材で構成されているが、接地導体５０を構成する部材の個数は、任意の個数であり得る。
一実施形態において、プラズマ処理装置１０は、管７１を更に備えている。管７１は、上部電極３６から、第１の空間ＩＳ１及び第２の空間ＩＳ２を通って上方に延び、第３の空間ＩＳ３を通って、接地導体５０に対して側方且つ外側まで延びている。管７１は、接地導体５０に対して外側で、チラーユニット４２に接続される。チラーユニット４２からの温調媒体は、管７１を介して、流路４０ｐに供給される。第３の空間ＩＳ３内では、管７１が、接地導体５０の第４の部分５４によって上部電極３６から実質的に遮蔽されている。
一実施形態において、プラズマ処理装置１０は、管７３を更に備えている。管７３は、上部電極３６から、第１の空間ＩＳ１及び第２の空間ＩＳ２を通って上方に延び、第３の空間ＩＳ３を通って、接地導体５０に対して側方且つ外側まで延びている。管７３は、接地導体５０に対して外側で、ガス供給部４１に接続されている。ガス供給部４１から出力されるガスは、管７３を介して、上部電極３６、即ちシャワーヘッドに供給される。第３の空間ＩＳ３内では、管７３が、接地導体５０の第４の部分５４によって上部電極３６から実質的に遮蔽されている。なお、ガス供給部４１と上部電極３６（即ち、シャワーヘッド）は、複数の管を介して互いに接続されていてもよい。
一実施形態において、プラズマ処理装置１０は直流電源７４を更に備えている。直流電源７４は、上部電極３６に印加される負極性の直流電圧を発生するよう構成されている。直流電源７４と上部電極３６とを互いに接続している配線（図示しない）は、コイル７５ｃを含み得る。コイル７５ｃは、第３の空間ＩＳ３の中に設けられている。直流電源７４と上部電極３６とを互いに接続している配線は、上部電極３６から第１の空間ＩＳ１及び第２の空間ＩＳ２を通って上方に延び、第３の空間ＩＳ３を通って、接地導体５０に対して側方且つ外側まで延びている。
一実施形態において、プラズマ処理装置１０は、制御部８０を更に備えている。制御部８０は、プラズマ処理装置１０の各部を制御するように構成されている。制御部８０は、コンピュータ装置であり得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリといった記憶装置、キーボード、マウス、タッチパネルといった入力装置、表示装置、制御信号の入出力インタフェイス等を有し得る。記憶装置には、制御プログラム及びレシピデータが記憶されている。制御部８０のプロセッサは、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１０の各部を制御するために制御信号を送出する。制御部８０は、一実施形態に係る方法ＭＴを実行のために、プラズマ処理装置１０の各部を制御する。
［エッチング方法］
次に、プラズマ処理装置１０にて実行可能な方法ＭＴについて説明する。方法ＭＴの実行時のプラズマ処理装置１０の各部の動作は、制御部８０によって制御され得る。方法ＭＴでは、まず、図２のステップＳ１において、載置台１４に、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２を有する基板Ｗを準備する。次に、ステップＳ２において、基板の表面状態のモニタを開始する。方法ＭＴ中にエッチングにより生成される副生成物が第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２に付着し、堆積物となる。ステップＳ２ではこの堆積物の厚さを制御部８０によりモニタする。モニタ方法は、基板Ｗに照射する光の反射により堆積物の厚さを測定可能な測定装置を使用して実行することができる。ただし、堆積物の厚さの測定は、これに限られず、その他の公知の方法により実行してもよい。
次に、ステップＳ３において、フルオロカーボンガスを含む第１の処理ガスが供給される。フルオロカーボンガスは、例えば、Ｃ４Ｆ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスのうち少なくとも一種を含む。また、第１の処理ガスは、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスといった種々の希ガスのうち少なくとも一種を含み得る。さらに、この処理ガスは、酸素（Ｏ２）ガスを含み得る。ステップＳ３では、第１の処理ガスが励起されることによりプラズマが生成され、生成されたプラズマに基板Ｗが晒される。
プラズマ処理装置１０を用いてステップＳ３を実施する場合には、ガス供給部４１から第１の処理ガスがチャンバ１２内に供給される。また、第１の高周波電源４３からのプラズマ生成用の高周波電力が上部電極３６に供給される。また、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力が下部電極１８に供給され得る。また、排気装置３４によってチャンバ１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。例えば、チャンバ１２内の空間の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６６６Ｐａ）の範囲内の圧力に設定される。
ステップＳ３では、初期的には図４に示す基板Ｗの第１領域Ｒ１に、フルオロカーボンに由来する原子及び／又は分子の活性種、例えば、フッ素及び／又はフルオロカーボンの活性種が衝突する。これにより、ステップＳ３では、第１領域Ｒ１がエッチングされる。また、ステップＳ３では、フルオロカーボンを含む堆積物が第１領域Ｒ１に付着する。これにより、フルオロカーボンを含む堆積物ＤＰが第１領域Ｒ１上に形成される。この堆積物ＤＰの膜厚は、ステップＳ３の実行時間の経過につれて増加する。
図５は、方法ＭＴによる第１領域Ｒ１のエッチングを説明するための図である。図５（ａ）は第１領域Ｒ１の初期状態である。これに対して、ステップＳ３では、図５（ｂ）に示すように、第１領域Ｒ１はプラズマ中のフルオロカーボンの活性種によってエッチングされ、また、第１領域Ｒ１上にはフルオロカーボンの活性種によってフルオロカーボンの堆積物ＤＰが形成される。
ステップＳ３では、初期的には図４の第２領域Ｒ２にも、フルオロカーボンに由来する原子及び／又は分子の活性種、例えば、フッ素及び／又はフルオロカーボンの活性種が衝突する。図６は、方法ＭＴによる第２領域Ｒ２のエッチングを説明するための図である。
かかる活性種が第２領域Ｒ２に衝突すると、図６（ａ）の初期状態に対して図６（ｂ）に示すように、第２領域Ｒ２の表面にフルオロカーボン堆積物が変質したカーボン含有比率の高い変質領域ＴＲが形成される。また、その上にカーボン及びシリコンを含有した堆積物ＤＰが積層される。変質領域ＴＲは、第２領域Ｒ２を構成するシリコン及び窒素、処理ガスに含まれる原子及び／又は分子を含有し、窒化シリコン１０２がエッチングされることを抑制する。例えば、変質領域ＴＲは、シリコン及び窒素に加えて、処理ガスに含まれる炭素、フッ素、及び酸素を含有し得る。
ステップＳ３の処理により形成された堆積物ＤＰの膜厚が大きくなると、第１領域Ｒ１をエッチングし得る活性種が第１領域Ｒ１に到達することが当該堆積物ＤＰによって阻害される。したがって、ステップＳ３を連続的に継続すると、第１領域Ｒ１のエッチングが停止する。このようなエッチングの停止を防止するために、方法ＭＴでは、次いで、図２のステップＳ４が実行される。
ステップＳ４では、堆積物ＤＰに含まれるフルオロカーボンのラジカルにより第１領域Ｒ１がエッチングされる。一実施形態のステップＳ４では、ステップＳ３の処理後の基板Ｗが、Ａｒガス等の希ガスのプラズマに晒される。このステップＳ４のエッチング処理時間とステップＳ３の処理時間は任意に設定され得る。一実施形態においては、ステップＳ３の処理時間とステップＳ４のエッチング処理時間の合計においてステップＳ３の処理時間が占める割合は、３０％〜７０％の範囲内の割合に設定され得る。
プラズマ処理装置１０を用いてステップＳ４を実施する場合には、ガス供給部４１からＡｒガス等の希ガスが供給される。また、ステップＳ４では、希ガスに加えて酸素ガス（Ｏ２ガス）が供給されてもよく、或いは、酸素ガスが供給されなくてもよい。また、ステップＳ４では、第１の高周波電源４３からのプラズマ生成用の高周波電力が上部電極３６に供給され、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力が下部電極１８に供給され得る。ステップＳ４において出力されるプラズマ生成用の高周波電力は、ステップＳ３において出力されるプラズマ生成用の高周波電力と同じであってもよいし、高くてもよい。ステップＳ４において、ステップＳ３よりも高周波電力を高くすると、イオンフラックスを増やすことができる。
一方、ステップＳ４において出力されるバイアス用の高周波電力は、ステップＳ３において出力されるバイアス用の高周波電力よりも高くすることが好ましい。これにより、プラズマ中のイオンの引き込みを高め、エッチングの効果を高めることができる。
また、ステップＳ４では、排気装置３４によってチャンバ１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。例えば、チャンバ１２内の空間の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６６６Ｐａ）の範囲内の圧力に設定される。
チャンバ１２内においてＡｒガス等の希ガスのプラズマが生成され、載置台１４上に載置された基板Ｗが希ガスのプラズマに晒される。ステップＳ４では、希ガス原子の活性種、例えば、希ガス原子のイオンが、堆積物ＤＰに衝突する。これにより、図５（ｃ）に示すように、堆積物ＤＰ中のフルオロカーボンラジカルが、第１領域Ｒ１のエッチングを進行させる。また、このステップＳ４により、堆積物ＤＰの膜厚が減少する。また、ステップＳ４では、図６（ｃ）に示すように、第２領域Ｒ２上の堆積物ＤＰの膜厚も減少する。ただし、第２領域Ｒ２上には変質領域ＴＲが存在するので、第２領域Ｒ２のエッチングは抑制される。これにより、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングされる。なお、ステップＳ４において酸素ガスが供給されない場合には、第１領域Ｒ１が第２領域Ｒ２に対して更に選択的にエッチングされ得る。
次に、図２のステップＳ５では、停止条件として例えばステップＳ３及びＳ４のサイクルの繰り返し回数が所定回数に達したかを判定し、所定回数に達したときに停止条件が満たされたものと判定される。停止条件が満たされない場合には、ステップＳ６が実行される。一方、停止条件が満たされる場合には、本処理が終了する。
ステップＳ６では、ステップＳ２において測定した堆積物ＤＰの厚さが予め定められた閾値以上であるかを判定する。方法ＭＴでは、基板Ｗの表面状態をモニタして堆積物ＤＰの膜厚をリアルタイムに測定する。これにより、より効果的に堆積物ＤＰを除去することができる。ステップＳ６において堆積物ＤＰの厚さが閾値以上である場合、ステップＳ７において、酸素を含まない第２の処理ガスを供給し、第２の処理ガスのプラズマにより堆積物ＤＰを除去する。
ステップＳ３及びステップＳ４のエッチング処理を繰り返し行うと、第１領域Ｒ１のエッチングの停止が生じることがある。そこで、堆積物ＤＰの厚さが閾値以上である場合、エッチングの停止が生じる可能性があると判定し、ステップ７において酸素を含まない第２の処理ガスのプラズマにより堆積物ＤＰを除去する工程を実行する。
第２の処理ガスは、フッ素含有ガスのうち少なくとも一種、又は窒素（Ｎ２）ガスを含む。フッ素含有ガスは、例えば、四フッ化メタン（ＣＦ４）ガス、三フッ化窒素（ＮＦ３）ガス及び六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスのうち少なくとも一種であってもよい。第２の処理ガスにＣｘＦｙガスを使用することはできない。ＣｘＦｙガスを使用するとカーボンを含む堆積物ＤＰが堆積し過ぎるためである。
第２の処理ガスは、アルゴン（Ａｒ）ガス、ヘリウム（Ｈｅ）ガスといった種々の希ガスのうち少なくとも一種を含み得るが、第２の処理ガスに水素（Ｈ２）ガスを使用することはできない。水素ガスを使用すると、水素ガスのプラズマが保護膜を通過して窒化シリコン１０２にまで到達し、窒化シリコン１０２の膜の表面が改質され、窒化シリコン１０２膜が劣化するためである。
第２の処理ガスは、酸素（Ｏ２）ガスを含まない。ステップ７の堆積物ＤＰを除去する工程（以下、「除去工程」ともいう。）は、図５（ｃ）に示す堆積物ＤＰの厚さが閾値以上の場合に実行され、図５（ｄ）に示すように、領域Ｒ１の堆積物ＤＰが除去される。これにより、酸化シリコン１０１の第１領域Ｒ１のエッチングの停止を回避できる。
このようにステップＳ７の除去工程では、酸化シリコン１０１の堆積物ＤＰを除去する間、領域Ｒ２の窒化シリコン１０２も第２の処理ガスに晒される。このとき、第２の処理ガスに酸素ガスが含まれると、窒化シリコン１０２は酸化し、ダメージを受けて劣化してしまう。
図７は、第２領域Ｒ２の状態を説明するための図である。図７（ａ）では、堆積物ＤＰを除去する工程において、酸素ガスを含んだ処理ガスを供給した場合の第２領域Ｒ２の状態を模式的に示す。この場合、プラズマ中のフルオロカーボンのラジカル（ＣＦｘ ＊）だけでなく酸素ガスのラジカル（Ｏ＊）が供給され、酸素ガスのラジカル（Ｏ＊）によって、窒化シリコン１０２の表層が酸化し、劣化する。
そこで、方法ＭＴでは、第２の処理ガスに酸素ガスを含まない。これにより、図７（ｂ）に示すように、窒化シリコン１０２の酸化を防ぐ。この結果、ＭＴ方法では、ステップＳ７において、図５（ｄ）に示すように、領域Ｒ１の酸化シリコン１０１の堆積物ＤＰを除去しつつ、図６（ｄ）及び図７（ｂ）に示すように、窒化シリコン１０２の酸化を防止することができる。これにより、酸化シリコン１０１の第１領域Ｒ１のエッチングの停止を回避し、領域Ｒ２の窒化シリコン１０２の劣化を防止しながら、第１領域Ｒ１のエッチングを進行できる。
プラズマ処理装置１０を用いてステップＳ７を実施する場合には、ガス供給部４１から第２の処理ガスがチャンバ１２内に供給される。また、第１の高周波電源４３からのプラズマ生成用の高周波電力が上部電極３６に供給される。第１の高周波電源４３からは、例えば周波数が６０ＭＨｚであって１００Ｗの高周波電力を出力する。また、排気装置３４によってチャンバ１２内の空間の圧力が所定の圧力に設定される。例えば、チャンバ１２内の空間の圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３Ｐａ）〜５０ｍＴｏｒｒ（６．６６６Ｐａ）の範囲内の圧力に設定される。
ステップＳ７を実施する場合、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力を下部電極１８に供給すると、図７（ｃ）に示すように、プラズマ中のフルオロカーボンのラジカル（ＣＦｘ ＊）とともに、フルオロカーボンのイオン（ＣＦｘ ＋）が供給される。このため、イオンエネルギーにより窒化シリコン１０２が損失する。
よって、ステップＳ７の除去工程では、第１の高周波電源４３からのプラズマ生成用の高周波電力のみを上部電極３６に供給し、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力は下部電極１８に供給しない。
このようにしてステップＳ７の除去工程を実行した後、再び、ステップＳ３及びステップＳ４が繰り返し実行される。この場合、先のステップＳ７の実行によって堆積物ＤＰの膜厚が減少しているので、再びステップＳ３を実行して上述した処理ガスのプラズマに基板Ｗを晒すと、第１領域Ｒ１を更にエッチングすることができる。その後、更にステップＳ４が実行することで、堆積物ＤＰ中のフルオロカーボンラジカルにより第１領域Ｒ１をエッチングすることができる。
ステップＳ６において、堆積物ＤＰの厚さが予め定められた閾値未満である場合、再び、ステップＳ３及びステップＳ４が繰り返し実行される。この場合、先のステップＳ４の実行によって堆積物ＤＰの膜厚が減少しているので、再びステップＳ３を実行して上述した処理ガスのプラズマに基板Ｗを晒すと、第１領域Ｒ１を更にエッチングすることができる。その後、更にステップＳ４が実行することで、堆積物ＤＰ中のフルオロカーボンラジカルにより第１領域Ｒ１をエッチングすることができる。
なお、ステップ７では、所定量の堆積物ＤＰを減少させることができれば、すべての堆積物ＤＰを除去させなくてもよい。
［実験例］
以下、方法ＭＴの評価のために行った種々の実験例について説明する。以下に説明する実験例は単に例示のために示されるものであって、本発明を限定するものではない。
図８は、窒化シリコン１０２の損失の一例を示す図である。図８の横軸は、後述する図１２のＳＡＣプロセスにおける酸化シリコン１０１の凹部の深さ（Ｓｌｉｔ ｄｅｐｔｈ）を示し、縦軸は、窒化シリコン１０２の損失を示す。
これによれば、除去工程を行わないエッチング方法ａ（図１に示す比較例）に対して、第２の処理ガスに酸素ガスを含む場合の除去工程を行うエッチング方法ｂ（比較例）は窒化シリコン１０２の損失が低減した。また、エッチング方法ｂに対して、方法ＭＴの第２の処理ガスに酸素ガスを含まない場合の除去工程を行うエッチング方法ｃは、更に窒化シリコン１０２の損失が低減した。以上から、方法ＭＴの除去工程では、第２の処理ガスに酸素ガスを含まないことで、窒化シリコン１０２の損失を低減させることができた。
図９は、方法ＭＴによる除去工程（図２ Ｓ７）後のエッチング（図２ Ｓ３、Ｓ４）におけるＣＯの発光強度を測定した結果の一例を比較例と比較して示した図である。図９の横軸は、エッチング時間を示し、縦軸は、ＣＯの発光強度を示す。
方法ＭＴのＣＦ４ガスを含み、酸素ガスを含まない第２の処理ガスによる除去工程を実行したエッチング方法Ｂ、除去工程を実行しないエッチング方法Ａ（図１の比較例）、及びＯ含有ガスによる除去工程を実行したエッチング方法Ｃ〜Ｅ（比較例）を比較した。その結果、エッチング方法Ｃ〜Ｅでは、Ｏ含有ガスを用いたために不要な酸化膜が形成され、ＣＯの発光強度が高くなった。一方、方法ＭＴのＣＦ４ガスによる除去工程を実行したエッチング方法Ｂでは、除去工程に酸素を含まないガスを使用するために不要な酸化膜が形成されず、ＣＯの発光強度が、除去工程を実行しないエッチング方法Ａと同程度に低くなった。
図１０は、除去工程におけるバイアス用の高周波電力の有無と窒化シリコン及び堆積物ＤＰのエッチングレートの関係を示す図である。図１０（ａ）は、第１の高周波電源４３から１００Ｗのプラズマ生成用の高周波電力を上部電極３６に供給し、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力を供給しない場合の窒化シリコン１０２及び堆積物ＤＰのエッチングレートを示す。
図１０（ｂ）は、第１の高周波電源４３から１００Ｗのプラズマ生成用の高周波電力を上部電極３６に供給し、第２の高周波電源４４から１００Ｗのバイアス用の高周波電力を供給した場合の窒化シリコン１０２及び堆積物ＤＰのエッチングレートを示す。
これによれば、ＭＴ方法の除去工程において、第２の高周波電源４４からのバイアス用の高周波電力を下部電極１８に供給すると、イオンエネルギーにより、堆積物ＤＰのエッチングレートが向上するが、窒化シリコン１０２の損失を招いた。これに対して、バイアス用の高周波電力を下部電極１８に供給しない場合、バイアス用の高周波電力を供給した場合と比べて堆積物ＤＰのエッチングレートは下がるものの、窒化シリコン１０２の損失を防ぐことができた。
図１１は、除去工程の処理時間と酸化シリコンのエッチングレートの関係を示す図である。図１１（ａ）は、除去工程を行わないエッチング方法（図１に示す比較例）の場合、図１１（ｂ）及び（ｃ）は除去工程を行う方法ＭＴの場合の酸化シリコン１０１のエッチングレートを示す。図１１（ｂ）の除去工程の処理時間は５秒、図１１（ｃ）の除去工程の処理時間は３０秒であった。
図１１の各グラフの横軸は直径が３００ｍｍの基板の位置（Ｘ軸及びＸ軸に直行するＹ軸の位置）を示す。図１１（ａ）〜（ｃ）によれば、酸化シリコン１０１のエッチングレートは、除去工程の処理時間によらず、除去工程を行わなかった場合とほぼ同一であった。つまり、除去工程は５秒以上行えば、生産性を維持しつつ、第１領域Ｒ１のエッチングの停止を回避しながら、所望のエッチングレートで酸化シリコン１０１をエッチングできた。
以上説明した方法ＭＴでは、図２のステップＳ３とステップＳ４のエッチング処理を繰り返し実行する。ただし、ステップＳ６において堆積物ＤＰの厚さが閾値以上の場合、ステップＳ７の堆積物ＤＰの除去工程を行った後、再びステップＳ３及びステップＳ４のエッチング処理を再び実行する。また、方法ＭＴでは、ステップＳ６の除去工程において、処理ガスに酸素ガスが含まれない。これにより、第１領域Ｒ１の酸化シリコン１０１のエッチングの停止を防止し、かつ、第２領域Ｒ２の窒化シリコン１０２の酸化を防止しながら、第１領域Ｒ１を第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングすることができる。
［変形例］
以上説明した方法ＭＴの変形例について説明する。方法ＭＴでは、ステップＳ３とステップＳ４のエッチング処理は、順に繰り返し実行した。しかし、ステップＳ３とステップＳ４のエッチング処理は、同時に実行してもよい。この場合にも、ステップＳ６において堆積物ＤＰの厚さが閾値以上になった場合には、ステップＳ７の除去処理が実行される。
また、方法ＭＴでは、基板Ｗの表面状態をモニタして堆積物ＤＰの膜厚をリアルタイムに測定した。しかしながら、ステップＳ１とステップＳ６の処理は省略してもよい。これによれば、ステップＳ３とステップＳ４のエッチング処理を行った後、停止条件を満たさない場合にステップＳ７の除去処理を実行する。
［他のプロセス］
方法ＭＴは、他の対象膜のエッチングに適用することができる。図１２は、方法ＭＴのエッチング対象膜の他の一例を示す断面図である。図１２は、第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２を有する基板Ｗ２を示す。この基板Ｗ２に対して方法ＭＴを用いることができる。具体的に、基板Ｗ２は、下地層２００、複数の隆起領域２０２、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及びマスク２０８を有している。基板Ｗ２は、例えば、フィン型電界効果トランジスタの製造中に得られる生産物であり得る。
下地層２００は、例えば、多結晶シリコンから構成され得る。下地層２００は、一例においてはフィン領域であり、略直方体形状を有している。複数の隆起領域２０２は、下地層２００上に設けられており、互いに略平行に配列されている。これら隆起領域２０２は、例えば、ゲート領域であり得る。第２領域Ｒ２は、窒化シリコンから構成されており、隆起領域２０２を覆うように設けられている。また、複数の隆起領域２０２は、第１領域Ｒ１内に埋め込まれている。即ち、第１領域Ｒ１は、第２領域Ｒ２を介して隆起領域２０２を覆うように設けられている。この第１領域Ｒ１は、酸化シリコンから構成されている。第１領域Ｒ１上には、マスク２０８が設けられている。マスク２０８は、隣接する隆起領域２０２間の上方において開口するパターンを有している。このマスク２０８は、有機膜から構成されている。なお、マスク２０８は、フォトリソグラフィによって作成することが可能である。
基板Ｗ２に対して方法ＭＴを実施すると、基板Ｗ２の第１領域Ｒ１を第２領域Ｒ２に対して選択的にエッチングすることができ、隣接する隆起領域２０２の間の領域においてホールを自己整合的に形成することができる。また、第１領域Ｒ１のエッチングの停止を防止しつつ、当該第１領域Ｒ１のエッチングを進行させることができる。これにより、形成されたホールは、隣接する隆起領域２０２の間の領域を通って下地層２００の表面まで延在する。かかるホールは、例えば、フィン領域のソース又はドレインに接続するコンタクト用のホールとなり得る。
今回開示された一実施形態に係るエッチング方法及びプラズマ処理装置は、すべての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の一実施形態は、添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、様々な形態で変形及び改良が可能である。上記複数の一実施形態に記載された事項は、矛盾しない範囲で他の構成も取り得ることができ、また、矛盾しない範囲で組み合わせることができる。
本開示のプラズマ処理装置は、Atomic Layer Deposition(ALD)装置、Capacitively Coupled Plasma(CCP)、Inductively Coupled Plasma(ICP)、radial line slot antenna、Electron Cyclotron Resonance Plasma(ECR)、Helicon Wave Plasma(HWP)のいずれのタイプの装置でも適用可能である。
１０…プラズマ処理装置、１２…チャンバ、１８…下部電極、３６…上部電極、４１…ガス供給部、４３…第１の高周波電源、４４…第２の高周波電源、８０…制御部、１０１…酸化シリコン、１０２…窒化シリコン、第１領域…Ｒ１、第２領域…Ｒ２、堆積物…ＤＰ

Claims (10)

  1. （ａ）酸化シリコンから形成された第１領域と、窒化シリコンから形成された第２領域とを有する基板を準備する工程と、
    （ｂ）前記基板をフルオロカーボンガスを含む第１の処理ガスのプラズマに晒し、前記第１領域をエッチングし、前記第１領域及び前記第２領域の上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する工程と、
    （ｃ）前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルにより前記第１領域及び前記第２領域をエッチングする工程と、
    （ｄ）酸素を含まない第２の処理ガスのプラズマにより前記堆積物を除去する工程と、
    を含む、エッチング方法。
  2. 前記第２の処理ガスは、フッ素含有ガスを含む、
    請求項１に記載のエッチング方法。
  3. 前記第２の処理ガスは、ＣＦ４ガス、ＮＦ３ガス又はＳＦ６を含む、
    請求項２に記載のエッチング方法。
  4. 前記第２の処理ガスは、Ｎ２ガスを含む、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載のエッチング方法。
  5. 前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とは、繰り返される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載のエッチング方法。
  6. 前記（ｂ）の工程と前記（ｃ）の工程とは、同時に実行される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載のエッチング方法。
  7. 前記（ｄ）の工程は、チャンバ内にて基板を載置する第１電極に対向する第２電極に高周波電力を印加し、前記第１電極に高周波電力を印加しない、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載のエッチング方法。
  8. （ｅ）堆積物の厚さをモニタする工程を含み、
    前記（ｄ）の工程は、前記（ｅ）の工程にてモニタした前記堆積物の厚さが予め定められた閾値以上になったタイミングに実行される、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載のエッチング方法。
  9. チャンバ内にて基板を載置する第１電極と、前記第１電極に対向する第２電極と、制御部と、を有するプラズマ処理装置であって、
    前記制御部は、
    （ａ）酸化シリコンから形成された第１領域と、窒化シリコンから形成された第２領域とを有する前記基板を準備する工程と、
    （ｂ）前記基板をフルオロカーボンガスを含む第１の処理ガスのプラズマに晒し、前記第１領域をエッチングし、前記第１領域及び前記第２領域の上にフルオロカーボンを含む堆積物を形成する工程と、
    （ｃ）前記堆積物に含まれるフルオロカーボンのラジカルにより前記第１領域及び前記第２領域をエッチングする工程と、
    （ｄ）酸素を含まない第２の処理ガスのプラズマにより前記堆積物を除去する工程と、を制御する、プラズマ処理装置。
  10. 前記制御部は、
    前記（ｄ）の工程において前記第２電極に高周波電力を印加し、前記第１電極に高周波電力を印加しない、
    請求項９に記載のプラズマ処理装置。
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