JP2022161940A - 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】基板の第１の領域を第２の領域に対して選択的に保護しつつ、第２の領域をエッチングする技術を提供する。【解決手段】開示されるエッチング方法は、基板を提供する工程（ａ）を含む。基板は、第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域はシリコン及び酸素を含み、第１の領域は第２の領域上のマスクである。エッチング方法は、一酸化炭素ガスを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより第１の領域上に堆積物を形成する工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、堆積物が形成されたマスクを用いて第２の領域をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。【選択図】図１

Description

本開示の例示的実施形態は、エッチング方法、プラズマ処理装置、及び基板処理システムに関するものである。
電子デバイスの製造においては基板に対するエッチングが行われている。エッチングには、選択性が要求される。即ち、基板の第１の領域を保護しつつ、第２の領域を選択的にエッチングすることが求められる。下記の特許文献１及び２は、酸化シリコンから形成された第２の領域を窒化シリコンから形成された第１の領域に対して選択的にエッチングする技術を開示している。これらの文献に開示された技術は、フルオロカーボンを基板の第１の領域及び第２の領域上に堆積させている。第１の領域上に堆積したフルオロカーボンは第１の領域の保護に用いられ、第２の領域上に堆積したフルオロカーボンは第２の領域のエッチングに用いられている。
特開２０１５－１７３２４０号公報 特開２０１６－１１１１７７号公報
本開示は、基板の第１の領域を第２の領域に対して選択的に保護しつつ、第２の領域をエッチングする技術を提供する。
一つの例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、基板を提供する工程（ａ）を含む。基板は、第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域はシリコン及び酸素を含み、第１の領域は第２の領域上のマスクである。エッチング方法は、一酸化炭素ガスと貴ガス又は窒素ガスとを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマによりマスク上に堆積物を形成する工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、堆積物が形成されたマスクを用いて第２の領域をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。
一つの例示的実施形態によれば、基板の第１の領域を第２の領域に対して選択的に保護しつつ、第２の領域をエッチングすることが可能となる。
一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。 図１に示すエッチング方法が適用され得る一例の基板の部分拡大断面図である。 図１に示すエッチング方法が適用され得る別の例の基板の部分拡大断面図である。 図４の（ａ）～図４の（ｆ）の各々は、図１に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。 一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 図８の（ａ）及び図８の（ｂ）は第１の実験の結果を示す図であり、図８の（ｃ）及び図８の（ｄ）は、第１の比較実験の結果を示す図である。 図９の（ａ）及び図９の（ｂ）は第２の実験の結果を示す図であり、図９の（ｃ）及び図９の（ｄ）は、第２の比較実験の結果を示す図である。 第３の実験で得たイオンエネルギーと開口の幅の関係を示すグラフである。 第４～第６の実験において測定した寸法を説明する図である。 図１２の（ａ）～（ｆ）はそれぞれ、第７～第１２の実験での堆積物ＤＰの形成後のサンプル基板の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。 図１に示すエッチング方法において採用され得る例示的実施形態に係る工程ＳＴｃの流れ図である。 図１４の（ａ）～図１４の（ｅ）の各々は、図１に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。 別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。 別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 図１７の（ａ）～図１７の（ｄ）の各々は、図１５に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。 種々の例示的実施形態に係るエッチング方法が適用され得る更に別の例の基板の部分拡大断面図である。 図１９の（ａ）及び図１９の（ｂ）の各々は、例示的実施形態に係るエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。
以下、種々の例示的実施形態について説明する。
一つの例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、基板を提供する工程（ａ）を含む。基板は、第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域は酸化シリコンを含み、第１の領域は第２の領域とは異なる材料から形成されている。エッチング方法は、一酸化炭素ガスを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより第１の領域上に優先的に堆積物を形成する工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、第２の領域をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。
上記実施形態において第１の処理ガスから形成される炭素化学種は、第１の領域上に優先的に堆積する。酸素を含む第２の領域上では、第１の処理ガスから形成される炭素化学種の堆積は抑制される。したがって、上記実施形態では、堆積物が第１の領域上に優先的に形成された状態で、第２の領域のエッチングが行われる。故に、上記実施形態によれば、基板の第１の領域を第２の領域に対して選択的に保護しつつ、第２の領域をエッチングすることが可能となる。
一つの例示的実施形態において、第２の領域は、窒化シリコンから形成されていてもよい。工程（ｃ）は、フルオロカーボンガスを含む第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、フルオロカーボンを含む別の堆積物を基板上に形成する工程（ｃ１）を含んでいてもよい。工程（ｃ）は、別の堆積物がその上に形成された基板に希ガスから生成されるプラズマからのイオンを供給することにより、第２の領域をエッチングする工程（ｃ２）を更に含んでいてもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）と工程（ｃ）が交互に繰り返されてもよい。
一つの例示的実施形態において、第２の領域は、第１の領域によって囲まれていてもよい。第２の領域は、工程（ｃ）において、自己整合的にエッチングされてもよい。
一つの例示的実施形態において、第１の領域は、第２の領域上に形成されたフォトレジストマスクであってもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）及び工程（ｃ）は、同一チャンバにおいて実行されてもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）は、第１のチャンバにおいて実行されてもよく、工程（ｃ）は、第２のチャンバにおいて実行されてもよい。
一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、工程（ｂ）と工程（ｃ）との間に、真空環境下で第１のチャンバから第２のチャンバに基板を搬送する工程を更に含んでいてもよい。
別の例示的実施形態においては、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、基板支持器、プラズマ生成部、及び制御部を備える。基板支持器は、チャンバ内に設けられている。プラズマ生成部は、チャンバ内においてプラズマを生成するよう構成されている。制御部は、炭素を含みフッ素を含まない第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより基板の第１の領域上に優先的に堆積物を形成する工程（ａ）をもたらすように構成されている。制御部は、基板の第２の領域をエッチングする工程（ｂ）を更にもたらすように構成されている。
一つの例示的実施形態において、制御部は、工程（ａ）と工程（ｂ）を交互に繰り返す工程（ｃ）を更にもたらすように構成されていてもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）は、複数のサイクルにより実行されてもよい。複数のサイクルの各々は、フルオロカーボンガスを含む第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、フルオロカーボンを含む別の堆積物を基板上に形成する工程（ｂ１）を含む。複数のサイクルの各々は、別の堆積物がその上に形成された基板に希ガスから生成されるプラズマからのイオンを供給することにより、第２の領域をエッチングする工程（ｂ２）を更に含む。
一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、一酸化炭素ガス又は硫化カルボニルガスを含んでいてもよい。
一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、一酸化炭素ガス及び水素ガスを含んでいてもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ａ）は、第１の領域及び第２の領域が画成する凹部のアスペクト比が４以下であるときに少なくとも実行されてもよい。
一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、第１の成分と第２の成分とを含んでいてもよい。第１の成分は、炭素を含みフッ素を含まない。第２の成分は、炭素とフッ素又は水素とを含む。第１の成分の流量は、第２の成分の流量よりも多くてもよい。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、基板支持器の上方に設けられた上部電極を更に備えていてもよい。上部電極は、チャンバの内部空間に接する天板を含んでいてもよい。天板は、シリコン含有材料から形成されていてもよい。
一つの例示的実施形態において、制御部は、工程（ａ）が行われているときに、上部電極に負の直流電圧を印加する工程を更にもたらすように構成されていてもよい。
一つの例示的実施形態において、制御部は、工程（ａ）の後、工程（ｂ）の前に、シリコンを含む堆積物を基板上に形成する工程を更にもたらすように構成されていてもよい。一つの例示的実施形態において、シリコンを含む堆積物を基板上に形成する工程は、チャンバ内でプラズマが生成されているときに、前記上部電極に負の直流電圧を印加することを含んでいてもよい。
更に別の例示的実施形態において、基板を処理する基板処理システムが提供される。基板は第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域はシリコン及び酸素を含む。第１の領域は酸素を含まず第２の領域の材料とは異なる材料から形成されている。基板処理システムは、堆積装置、エッチング装置、及び搬送モジュールを備える。堆積装置は、炭素を含みフッ素を含まない第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより第１の領域上に優先的に堆積物を形成するように構成されている。エッチング装置は、第２の領域をエッチングするように構成されている。搬送モジュールは、堆積装置とエッチング装置との間で、真空環境下で基板を搬送するように構成されている。
更に別の例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられた基板支持器上に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板は第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域はシリコン及び酸素を含む。第１の領域は、酸素を含まず、第２の領域の材料とは異なる材料から形成されている。エッチング方法は、炭素を含みフッ素を含まない処理ガスから生成されるプラズマからの化学種を基板に供給することにより、第１の領域上に選択的に堆積物を形成する工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、第２の領域をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。
上記実施形態において処理ガスから形成される炭素化学種は、第１の領域上に選択的に堆積する。酸素を含む第２の領域上では、処理ガスから形成される炭素化学種の堆積は抑制される。したがって、上記実施形態では、堆積物が第１の領域上に選択的に存在する状態で、第２の領域のエッチングが行われる。故に、上記実施形態によれば、基板の第１の領域を第２の領域に対して選択的に保護しつつ、第２の領域をエッチングすることが可能となる。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは水素を含んでいなくてもよい。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは、酸素を更に含んでいてもよい。処理ガスは、一酸化炭素ガス又は硫化カルボニルガスを含んでいてもよい。
一つの例示的実施形態では、工程（ｂ）において基板に供給されるイオンのエネルギーは、０ｅＶ以上、７０ｅＶ以下であってもよい。
一つの例示的実施形態において、第１の領域は窒化シリコンから形成されていてもよい。
一つの例示的実施形態において、第２の領域は、酸化シリコンから形成されており、第１の領域によって囲まれていてもよい。第２の領域は、工程（ｃ）において、自己整合的にエッチングされてもよい。
一つの例示的実施形態において、第１の領域は、第２の領域上に設けられており、マスクを構成していてもよい。第２の領域は、シリコン含有膜を含んでいてもよい。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。工程（ｂ）においてプラズマを生成するために、プラズマ処理装置の上部電極に高周波電力が供給されてもよい。
一つの例示的実施形態において、高周波電力の周波数は、６０ＭＨｚ以上であってもよい。
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）及び工程（ｃ）は、チャンバから基板を取り出すことなく、プラズマ処理装置において実行されてもよい。
一つの例示的実施形態では、工程（ｂ）において用いられるプラズマ処理装置は、工程（ｃ）において用いられるエッチング装置とは別の装置であってもよい。工程（ｂ）において用いられるプラズマ処理装置から工程（ｃ）において用いられるエッチング装置に、真空環境のみを介して基板が搬送されてもよい。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）は、第１の領域及び第２の領域が画成する凹部のアスペクト比が４以下であるときに少なくとも実行され得る。
一つの例示的実施形態において、工程（ｂ）及び工程（ｃ）が交互に繰り返されてもよい。
更に別の例示的実施形態においても、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられた基板支持器上に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板は第１の領域及び第２の領域を有する。第２の領域はシリコン及び酸素を含む。第１の領域は、酸素を含まず、第２の領域の材料とは異なる材料から形成されている。エッチング方法は、炭素を含みフッ素を含まない第１のガス及び炭素とフッ素又は水素とを含む第２のガスを含む処理ガスから生成されるプラズマからの化学種を基板に供給することにより、第１の領域上に選択的に堆積物を形成する工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、第２の領域をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。工程（ｂ）において、第１のガスの流量は、第２のガスの流量よりも多い。
更に別の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、基板支持器、ガス供給部、プラズマ生成部、及び制御部を備える。基板支持器は、チャンバ内に設けられている。ガス供給部は、チャンバ内にガスを供給するように構成されている。プラズマ生成部は、チャンバ内においてガスからプラズマを生成するよう構成されている。制御部は、ガス供給部及びプラズマ生成部を制御するように構成されている。基板支持器は、第１の領域及び第２の領域を有する基板を支持する。第２の領域はシリコン及び酸素を含み、第１の領域は酸素を含まず第２の領域の材料とは異なる材料から形成されている。制御部は、第１の領域上に選択的に堆積物を形成するために、チャンバ内で炭素を含みフッ素を含まない処理ガスからプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部する。制御部は、第２の領域をエッチングするために、チャンバ内でエッチングガスからプラズマを生成するよう、ガス供給部及びプラズマ生成部する。
更に別の例示的実施形態において、基板処理システムが提供される。基板処理システムは、プラズマ処理装置、エッチング装置、及び搬送モジュールを備える。プラズマ処理装置は、炭素を含みフッ素を含まない処理ガスから生成されるプラズマからの化学種を基板に供給して、基板の第１の領域上に選択的に堆積物を形成するよう構成されている。基板は第１の領域及び第２の領域を有し、第２の領域はシリコン及び酸素を含み、第１の領域は酸素を含まず第２の領域の材料とは異なる材料から形成されている。エッチング装置は、第２の領域をエッチングするように構成されている。搬送モジュールは、プラズマ処理装置とエッチング装置との間で、真空環境のみを介して基板を搬送するように構成されている。
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は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。図１に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ」という）は、工程ＳＴａで開始する。工程ＳＴａでは、基板Ｗが提供される。工程ＳＴａにおいて、基板Ｗは、プラズマ処理装置の基板支持器上に準備される。基板支持器は、プラズマ処理装置のチャンバ内に設けられている。
基板Ｗは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を有する。第１の領域Ｒ１は、第２の領域Ｒ２とは異なる材料から形成されている。第１の領域Ｒ１の材料は、酸素を含んでいなくてもよい。第１の領域Ｒ１の材料は、窒化シリコンを含んでいてもよい。第２の領域Ｒ２の材料は、シリコン及び酸素を含む。第２の領域Ｒ２の材料は、酸化シリコンを含んでいてもよい。第２の領域Ｒ２の材料は、シリコン、炭素、酸素、及び水素を含む低誘電率材料を含んでいてもよい。
図２は、図１に示すエッチング方法が適用され得る一例の基板の部分拡大断面図である。図２に示す基板Ｗは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を有する。基板Ｗは、下地領域ＵＲを更に有していてもよい。図２に示す基板Ｗの第１の領域Ｒ１は、領域Ｒ１１及び領域Ｒ１２を含んでいる。領域Ｒ１１は、窒化シリコンから形成されており、凹部を形成している。領域Ｒ１１は、下地領域ＵＲ上に設けられている。領域Ｒ１２は、領域Ｒ１１の両側で延在している。領域Ｒ１２は、窒化シリコン又は炭化シリコンから形成される。図２に示す基板Ｗの第２の領域Ｒ２は、酸化シリコンから形成されており、領域Ｒ１１が提供する凹部の中に設けられている。即ち、第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１によって囲まれている。図２に示す基板Ｗに方法ＭＴが適用される場合には、第２の領域Ｒ２が自己整合的にエッチングされる。
図３は、図１に示すエッチング方法が適用され得る別の例の基板の部分拡大断面図である。図３に示す基板ＷＢは、方法ＭＴが適用される基板Ｗとして用いられ得る。基板ＷＢは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を有する。第１の領域Ｒ１は、基板ＷＢにおいてマスクを構成する。第１の領域Ｒ１は、第２の領域Ｒ２上に設けられている。基板ＷＢは、下地領域ＵＲを更に有していてもよい。第２の領域Ｒ２は、下地領域ＵＲ上に設けられる。なお、基板ＷＢにおいて、第１の領域Ｒ１は、図２に示す基板Ｗの第１の領域Ｒ１の材料と同じ材料から形成され得る。また、基板ＷＢにおいて、第２の領域Ｒ２は、図２に示す基板Ｗの第２の領域Ｒ２の材料と同じ材料から形成され得る。
以下、それが図２に示す基板Ｗに適用される場合を例にとって方法ＭＴの工程ＳＴａの後の工程について説明する。以下の説明では、図１と共に図４の（ａ）～図４の（ｆ）を参照する。図４の（ａ）～図４の（ｆ）の各々は、図１に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。
方法ＭＴでは、工程ＳＴａの後に、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃが順に行われる。なお、工程ＳＴａの後に、工程ＳＴｃが行われ、しかる後に、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃが順に行われてもよい。工程ＳＴｃの後には、工程ＳＴｄが行われてもよい。また、工程ＳＴｂ、工程ＳＴｃ、及び工程ＳＴｄを各々が含む複数のサイクルが順に実行されてもよい。即ち、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃは交互に繰り返されてもよい。複数のサイクルのうち幾つかは、工程ＳＴｄを含んでいなくてもよい。
工程ＳＴｂでは、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰが形成される。このため、工程ＳＴｂでは、プラズマ処理装置のチャンバ内で処理ガス、即ち第１の処理ガスからプラズマが生成される。第１の処理ガスは、炭素を含みフッ素を含まない。第１の処理ガスは、炭素を含みフッ素を含まないガスとして、例えば一酸化炭素ガス（ＣＯガス）、硫化カルボニルガス（ＣＯＳガス）、又は炭化水素ガスを含む。炭化水素ガスは、例えば、Ｃ２Ｈ２ガス、Ｃ２Ｈ４ガス、ＣＨ４ガス、又はＣ２Ｈ６ガスである。第１の処理ガスは、水素を含んでいなくてもよい。第１の処理ガスは、添加ガスとして、水素ガス（Ｈ２ガス）を更に含んでいてもよい。第１の処理ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスのような希ガスを更に含んでいてもよい。第１の処理ガスは、希ガスに加えて、或いは希ガスの代わりに、窒素ガス（Ｎ２ガス）のような不活性ガスを更に含んでいてもよい。第１の処理ガスにおいて、炭素を含みフッ素を含まないガスの流量は、３０ｓｃｃｍ以上、２００ｓｃｃｍ以下であってもよい。第１の処理ガスにおいて、炭素を含みフッ素を含まないガスの流量は、９０ｓｃｃｍ以上、１３０ｓｃｃｍ以下であってもよい。第１の処理ガスにおいて、希ガスの流量は、０ｓｃｃｍ以上、１０００ｓｃｃｍ以下であってもよい。第１の処理ガスにおいて、希ガスの流量は、３５０ｓｃｃｍ以下であってもよい。第１の処理ガスにおける各ガスの流量は、チャンバ１０内の内部空間１０ｓの容積等により決定され得る。工程ＳＴｂでは、プラズマからの化学種（炭素化学種）が基板に供給される。供給された化学種は、図４の（ａ）に示すように第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰを形成する。堆積物ＤＰは、炭素を含む。
工程ＳＴｂにおいて、第１の処理ガスは、第１のガス及び第２のガスを含んでいてもよい。第１のガスは、炭素を含みフッ素を含まないガスであり、例えば、ＣＯガス又はＣＯＳガスである。即ち、第１の処理ガスは、炭素を含みフッ素を含まない第１の成分を含んでいてもよい。第１の成分は、例えば、一酸化炭素（ＣＯ）又は硫化カルボニルである。第２のガスは、炭素とフッ素又は水素とを含むガスであり、例えば、ハイドロフルオロカーボンガス、フルオロカーボンガス、又は炭化水素ガスである。即ち、第１の処理ガスは、炭素とフッ素又は水素とを含む第２の成分を更に含んでいてもよい。第２の成分は、例えば、ハイドロフルオロカーボン、フルオロカーボン、又は炭化水素である。ハイドロフルオロカーボンガスは、例えばＣＨＦ３ガス、ＣＨ３Ｆガス、ＣＨ２Ｆ２ガス等である。フルオロカーボンガスは、例えばＣ４Ｆ６ガス等である。炭素と水素を含む第２のガスは、例えば、ＣＨ４ガスである。第１のガス又は第１の成分の流量は、第２のガス又は第２の成分の流量よりも多い。第１のガス又は第１の成分の流量に対する第２のガス又は第２の成分の流量の比は、０．２以下であってもよい。この第１の処理ガスを用いる工程ＳＴｂでは、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰが形成されることに加えて、凹部を画成する側壁上に薄い保護膜が形成される。したがって、側壁がプラズマから保護される。
工程ＳＴｂにおいて用いられる第１の処理ガスは、ＣＯガスと水素ガス（Ｈ２ガス）を含む混合ガスであってもよい。かかる第１の処理ガスによれば、堆積物ＤＰが、工程ＳＴｃにおけるエッチングに対して高い耐性を有する保護膜を、選択的又は優先的に第１の領域Ｒ１上に形成する。第１の処理ガスにおけるＣＯガスとＨ２ガスの総流量に対するＨ２ガスの流量の割合は、１／１９以上、２／１７以下であってもよい。かかる割合を有する第１の処理ガスが用いられる場合には、第１の領域Ｒ１上に形成された堆積物ＤＰの側面の垂直性が高くなる。
工程ＳＴｂにおいて、基板Ｗに供給されるイオンのエネルギーは、０ｅＶ以上、７０ｅＶ以下であってもよい。この場合には、堆積物ＤＰによる凹部の開口の縮小が抑制される。
一実施形態においては、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置は、容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。容量結合型のプラズマ処理装置が用いられる場合には、プラズマを生成するための高周波電力が、上部電極に供給されてもよい。この場合には、プラズマを基板Ｗから遠い領域で形成することができる。高周波電力の周波数は、６０ＭＨｚ以上であってもよい。別の実施形態においては、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置は、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。
工程ＳＴｂは、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰを形成することができるので、工程ＳＴｂは、基板Ｗにおいて第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２が画成する凹部のアスペクト比が４以下であるときに少なくとも実行され得る。
続く工程ＳＴｃでは、第２の領域Ｒ２が、図４の（ｂ）に示すように、エッチングされる。一実施形態において、第２の領域Ｒ２は、エッチングガスから生成されるプラズマからの化学種を用いてエッチングされる。この場合には、エッチング装置のチャンバ内でエッチングガスからプラズマが生成される。エッチングガスは、第２の領域Ｒ２の材料に応じて選択される。エッチングガスは、例えばフルオロカーボンガスを含む。エッチングガスは、アルゴンガスのような希ガス及び酸素ガスのような酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。
工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置は、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置であってもよい。即ち、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃは、同一のチャンバにおいて行われてもよい。この場合には、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃは、プラズマ処理装置のチャンバから基板Ｗを取り出すことなく、行われる。或いは、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置は、工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置とは別の装置であってもよい。即ち、工程ＳＴｂは、第１のチャンバにおいて行われ、工程ＳＴｃは、第２のチャンバにおいて行われてもよい。この場合には、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃとの間で、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置から工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置に、真空環境のみを介して基板Ｗが搬送される。即ち、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃとの間で、基板Ｗは、第１のチャンバから第２のチャンバに真空環境下で搬送される。
続く工程ＳＴｄでは、アッシングが行われる。工程ＳＴｄでは、図４の（ｃ）に示すように、堆積物ＤＰが除去される。一実施形態において、堆積物ＤＰは、アッシングガスから生成されるプラズマからの化学種を用いてエッチングされる。この場合には、アッシング装置のチャンバ内でアッシングガスからプラズマが生成される。アッシングガスは、酸素ガスのような酸素含有ガスを含む。アッシングガスは、Ｎ２ガス及びＨ２ガスを含む混合ガスであってもよい。なお、方法ＭＴは、工程ＳＴｄを含んでいなくてもよい。
工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシング装置は、工程ＳＴｃで用いられるエッチング装置であってもよい。即ち、工程ＳＴｃ及び工程ＳＴｄは、同一のチャンバにおいて行われてもよい。この場合には、工程ＳＴｃと工程ＳＴｄは、エッチング装置のチャンバから基板Ｗを取り出すことなく、行われる。或いは、工程ＳＴｃで用いられるエッチング装置は、工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシング装置とは別の装置であってもよい。即ち、工程ＳＴｄにおいて利用されるチャンバは、工程ＳＴｃにおいて利用されるチャンバとは別のチャンバであってもよい。この場合には、工程ＳＴｃと工程ＳＴｄとの間で、工程ＳＴｃで用いられるエッチング装置から工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシング装置に、真空環境のみを介して基板Ｗが搬送される。即ち、工程ＳＴｃと工程ＳＴｄとの間で、基板Ｗは、工程ＳＴｃ用のチャンバから工程ＳＴｄ用のチャンバに真空環境下で搬送される。なお、工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシング装置は、工程ＳＴｂで用いられるプラズマ処理装置であってもよい。
方法ＭＴにおいて複数のサイクルが順に実行される場合には、次いで、工程ＳＴＪが行われる。工程ＳＴＪでは、停止条件が満たされるか否かが判定される。工程ＳＴＪにおいて、停止条件は、サイクルの実行回数が所定回数に達している場合に満たされる。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、再びサイクルが実行される。即ち、再び工程ＳＴｂが実行されて、図４の（ｄ）に示すように堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１上に形成される。次いで、工程ＳＴｃが実行されて、図４の（ｅ）に示すように、第２の領域Ｒ２がエッチングされる。方法ＭＴでは、図４の（ｅ）に示すように、工程ＳＴｃにより凹部の底において第１の領域Ｒ１が除去されてもよい。次いで、工程ＳＴｄが実行されて、図４の（ｆ）に示すように、堆積物ＤＰが除去される。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、方法ＭＴは終了する。
方法ＭＴの工程ＳＴｂにおいて第１の処理ガスから形成される炭素化学種は、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積する。酸素を含む第２の領域Ｒ２上では、第１の処理ガスから形成される炭素化学種の堆積は抑制される。したがって、方法ＭＴでは、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１上に優先的に形成された状態で、第２の領域Ｒ２のエッチングが行われる。故に、方法ＭＴによれば、第１の領域Ｒ１を第２の領域Ｒ２に対して選択的に保護しつつ、第２の領域Ｒ２をエッチングすることが可能となる。また、方法ＭＴでは、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰが形成されるので、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２によって画成される凹部の開口の閉塞が抑制される。
また、工程ＳＴｂにおいてＣＯガスから生成される炭素化学種は、イオン性を有する化学種である。一方、ＣＨ４ガス又はＣＨ３Ｆガスからは、ＣＨ２又はＣＨＦのようなラジカルが生成され易い。このようなラジカルは、高い反応性を有しており基板Ｗの表面上に等方性をもって容易に堆積する。これに対して、イオン性を有する化学種は、異方性をもって基板Ｗ上に堆積する。即ち、イオン性を有する化学種は、凹部を画成する壁面よりも第１の領域Ｒ１の上面に多く付着する。なお、一酸化炭素は、基板Ｗの表面から離脱し易い。したがって、一酸化炭素を基板Ｗの表面に吸着させるためには、イオンを当該表面に衝突させて基板Ｗの表面から酸素を除去する必要がある。また、一酸化炭素は、単純構造を有するので架橋し難い。したがって、一酸化炭素を基板Ｗの表面上に堆積させるためには、基板Ｗの表面上にダングリングボンドを形成する必要がある。工程ＳＴｂにおいてＣＯガスから生成される炭素化学種は、イオン性を有する化学種であるので、第１の領域Ｒ１の上面から酸素を除去し、当該上面にダングリングボンドを形成し、当該第１の領域Ｒ１上に選択的に堆積することができる。
以下、図５を参照する。図５は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。図５に示すプラズマ処理装置１は、方法ＭＴにおいて用いられ得る。プラズマ処理装置１は、方法ＭＴの全ての工程で用いられてもよく、工程ＳＴｂにおいてのみ用いられてもよい。
プラズマ処理装置１は、容量結合型のプラズマ処理装置である。プラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備えている。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供している。
一実施形態において、チャンバ１０は、チャンバ本体１２を含んでいてもよい。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有している。内部空間１０ｓは、チャンバ本体１２の内側に提供されている。チャンバ本体１２は、アルミニウムといった導体から形成されている。チャンバ本体１２は、接地されている。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。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
チャンバ本体１２の側壁は、通路１２ｐを提供している。基板Ｗは、内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送されるときに、通路１２ｐを通過する。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１２ｇは、チャンバ本体１２の側壁に沿って設けられている。
プラズマ処理装置１は、基板支持器１４を更に備える。基板支持器１４は、チャンバ１０内、即ち内部空間１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。基板支持器１４は、チャンバ１０内に設けられている。基板支持器１４は、支持部１３によって支持されていてもよい。支持部１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１３は、略円筒形状を有している。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。
一実施形態において、基板支持器１４は、下部電極１８及び静電チャック２０を有していてもよい。基板支持器１４は、電極プレート１６を更に有していてもよい。電極プレート１６は、アルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。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、アルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。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。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。基板Ｗは、静電チャック２０の上面の上に載置される。静電チャック２０は、誘電体から形成された本体を有する。静電チャック２０の本体は、略円盤形状を有する。静電チャック２０は、電極２０ｅを更に有する。電極２０ｅは、静電チャック２０の本体の中に設けられている。電極２０ｅは、膜状の電極である。電極２０ｅは、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。直流電源２０ｐからの電圧が静電チャック２０の電極に印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、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。
基板支持器１４は、その上に配置されるエッジリングＥＲを支持していてもよい。エッジリングＥＲは、限定されるものではないが、シリコン、炭化シリコン、又は石英から形成され得る。チャンバ１０内において基板Ｗの処理が行われるときには、基板Ｗは、静電チャック２０上、且つ、エッジリングＥＲによって囲まれた領域内に、配置される。
下部電極１８は、その内部において流路１８ｆを提供している。流路１８ｆは、チラーユニット２２から配管２２ａを介して供給される熱交換媒体（例えば冷媒）を受ける。チラーユニット２２は、チャンバ１０の外部に設けられている。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２２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との熱交換により、調整される。
基板Ｗの温度は、基板支持器１４の中に設けられた一つ以上のヒータによって調整されてもよい。図５に示す例では、複数のヒータＨＴが、静電チャック２０の中に設けられている。複数のヒータＨＴの各々は、抵抗加熱素子であり得る。複数のヒータＨＴは、ヒータコントローラＨＣに接続されている。ヒータコントローラＨＣは、複数のヒータＨＴのそれぞれに調整された量の電力を供給するように構成されている。
プラズマ処理装置１は、ガス供給ライン２４を更に備えていてもよい。ガス供給ライン２４は、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の裏面との間の間隙に供給する。伝熱ガスは、伝熱ガス供給機構からガス供給ライン２４に供給される。
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備えている。上部電極３０は、基板支持器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ている。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を画成している。即ち、天板３４は、内部空間１０ｓに接している。天板３４は、シリコン含有材料から形成され得る。天板３４は、例えばシリコン又は炭化シリコンから形成されている。天板３４は、複数のガス孔３４ａを提供している。複数のガス孔３４ａは、天板３４をその板厚方向に貫通している。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムといった導電性材料から形成される。支持体３６は、その内部においてガス拡散室３６ａを提供している。支持体３６は、複数のガス孔３６ｂを更に提供している。複数のガス孔３６ｂは、ガス拡散室３６ａから下方に延びている。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６は、ガス導入口３６ｃを更に提供している。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、ガスソース群４０が、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３を介して接続されている。ガスソース群４０、バルブ群４１、流量制御器群４２、及びバルブ群４３は、ガス供給部ＧＳを構成している。
ガスソース群４０は、複数のガスソースを含んでいる。プラズマ処理装置１が、工程ＳＴｂにおいて用いられる場合には、複数のガスソースは、工程ＳＴｂにおいて用いられる第１の処理ガスのための一つ以上のガスソースを含む。プラズマ処理装置１が、工程ＳＴｃにおいて用いられる場合には、複数のガスソースは、工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチングガスのための一つ以上のガスソースを含む。プラズマ処理装置１が、工程ＳＴｄにおいて用いられる場合には、複数のガスソースは、工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシングガスのための一つ以上のガスソースを含む。
バルブ群４１及びバルブ群４３の各々は、複数の開閉バルブを含んでいる。流量制御器群４２は、複数の流量制御器を含んでいる。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、流量制御器群４２の対応の流量制御器、及びバルブ群４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管３８に接続されている。
プラズマ処理装置１は、シールド４６を更に備えていてもよい。シールド４６は、チャンバ本体１２の内壁面に沿って着脱自在に設けられている。シールド４６は、支持部１３の外周にも設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２にプラズマ処理の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部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
プラズマ処理装置１は、バッフル部材４８を更に備えていてもよい。バッフル部材４８は、支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間に設けられている。バッフル部材４８は、例えば、アルミニウムから形成された板状部材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。バッフル部材４８は、複数の貫通孔を提供している。バッフル部材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、排気装置５０が、排気管５２を介して接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
プラズマ処理装置１は、高周波電源６２及びバイアス電源６４を更に備えている。高周波電源６２は、高周波電力（以下、「高周波電力ＨＦ」という）を発生するように構成されている。高周波電力ＨＦは、プラズマの生成に適した周波数を有する。高周波電力ＨＦの周波数は、例えば２７ＭＨｚ以上、１００ＭＨｚ以下である。高周波電力ＨＦの周波数は６０ＭＨｚ以上であってもよい。高周波電源６２は、整合器６６を介して高周波電極に接続されている。一実施形態において高周波電極は、上部電極３０である。整合器６６は、高周波電源６２の負荷側（上部電極３０側）のインピーダンスを、高周波電源６２の出力インピーダンスに整合させるための回路を有している。高周波電源６２は、一実施形態において、プラズマ生成部を構成し得る。なお、高周波電源６２は、整合器６６を介して、基板支持器１４内の電極（例えば、下部電極１８）に接続されていてもよい。即ち、高周波電極は、基板支持器１４内の電極（例えば、下部電極１８）であってもよい。
バイアス電源６４は、電気バイアスＥＢを基板支持器１４内のバイアス電極（例えば、下部電極１８）に与えるように構成されている。電気バイアスＥＢは、基板Ｗにイオンを引き込むのに適したバイアス周波数を有する。電気バイアスＥＢのバイアス周波数は、例えば１００ｋＨｚ以上、４０．６８ＭＨｚ以下である。電気バイアスＥＢが高周波電力ＨＦと共に用いられる場合には、電気バイアスＥＢは高周波電力ＨＦの周波数よりも低い周波数を有する。
一実施形態において、電気バイアスＥＢは、高周波バイアス電力（以下、「高周波電力ＬＦ」という）であってもよい。高周波電力ＬＦの波形は、バイアス周波数を有する正弦波形状である。この実施形態において、バイアス電源６４は、整合器６８及び電極プレート１６を介してバイアス電極（例えば、下部電極１８）に接続されている。整合器６８は、バイアス電源６４の負荷側（下部電極１８側）のインピーダンスを、バイアス電源６４の出力インピーダンスに整合させるための回路を有している。別の実施形態において、電気バイアスＥＢは、電圧のパルスであってもよい。電圧のパルスは、負の電圧のパルスであってもよい。負の電圧のパルスは、負の直流電圧のパルスであってもよい。この実施形態において、電圧のパルスは、バイアス周波数の逆数の時間長を有する時間間隔（即ち、周期）で、周期的に下部電極１８に印加される。
プラズマ処理装置１は、制御部ＭＣを更に備えている。制御部ＭＣは、プロセッサ、メモリといった記憶部、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ＭＣは、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部ＭＣでは、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入力装置を用いて行うことができる。また、制御部ＭＣでは、表示装置により、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、制御部ＭＣの記憶部には、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、制御部ＭＣのプロセッサによって実行される。制御部ＭＣのプロセッサが、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の各部を制御することにより、方法ＭＴの少なくとも一部の工程又は全ての工程が、プラズマ処理装置１で実行される。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｂをもたらしてもよい。工程ＳＴｂをプラズマ処理装置１において実行する場合には、制御部ＭＣは、第１の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。また、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源６４を制御してもよい。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｃを更にもたらしてもよい。工程ＳＴｃをプラズマ処理装置１において実行する場合には、制御部ＭＣは、エッチングガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内でエッチングガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。また、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源６４を制御してもよい。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｄを更にもたらしてもよい。工程ＳＴｄをプラズマ処理装置１において実行する場合には、制御部ＭＣは、アッシングガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内でアッシングガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。また、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源６４を制御してもよい。
制御部ＭＣは、上述した複数のサイクルを順に実行することを更にもたらしてもよい。制御部ＭＣは、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃを交互に繰り返すことを更にもたらしてもよい。
以下、図６を参照する。図６は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。方法ＭＴにおいて用いられるプラズマ処理装置は、図６に示すプラズマ処理装置１Ｂのように、誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。プラズマ処理装置１Ｂは、方法ＭＴの全ての工程で用いられてもよく、工程ＳＴｂにおいてのみ用いられてもよい。
プラズマ処理装置１Ｂは、チャンバ１１０を備えている。チャンバ１１０は、その中に内部空間１１０ｓを提供している。一実施形態において、チャンバ１１０は、チャンバ本体１１２を含んでいてもよい。チャンバ本体１１２は、略円筒形状を有している。内部空間１１０ｓは、チャンバ本体１１２の内側に提供されている。チャンバ本体１１２は、アルミニウムといった導体から形成されている。チャンバ本体１１２は、接地されている。チャンバ本体１１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムといったセラミックから形成された膜であり得る。
チャンバ本体１１２の側壁は、通路１１２ｐを提供している。基板Ｗは、内部空間１１０ｓとチャンバ１１０の外部との間で搬送されるときに、通路１１２ｐを通過する。通路１１２ｐは、ゲートバルブ１１２ｇにより開閉可能となっている。ゲートバルブ１１２ｇは、チャンバ本体１１２の側壁に沿って設けられている。
プラズマ処理装置１Ｂは、基板支持器１１４を更に備える。基板支持器１１４は、チャンバ１１０内、即ち内部空間１１０ｓの中で、基板Ｗを支持するように構成されている。基板支持器１１４は、チャンバ１１０内に設けられている。基板支持器１１４は、支持部１１３によって支持されていてもよい。支持部１１３は、絶縁材料から形成されている。支持部１１３は、略円筒形状を有している。支持部１１３は、内部空間１１０ｓの中で、チャンバ本体１１２の底部から上方に延在している。
一実施形態において、基板支持器１１４は、下部電極１１８及び静電チャック１２０を有していてもよい。基板支持器１１４は、電極プレート１１６を更に有していてもよい。電極プレート１１６は、アルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１１８は、電極プレート１１６上に設けられている。下部電極１１８は、アルミニウムといった導体から形成されており、略円盤形状を有している。下部電極１１８は、電極プレート１１６に電気的に接続されている。
プラズマ処理装置１Ｂは、バイアス電源１６４を更に備える。バイアス電源１６４は、基板支持器１１４内のバイアス電極（例えば、下部電極１８）に整合器１６６を介して接続されている。バイアス電源１６４及び整合器１６６はそれぞれ、プラズマ処理装置１のバイアス電源６４及び整合器６６と同様に構成されている。
静電チャック１２０は、下部電極１１８上に設けられている。静電チャック１２０は、本体及び電極を有し、プラズマ処理装置１の静電チャック２０と同様に構成されている。静電チャック１２０の電極は、スイッチ１２０ｓを介して直流電源１２０ｐに接続されている。直流電源１２０ｐからの電圧が静電チャック１２０の電極に印加されると、静電チャック１２０と基板Ｗとの間で静電引力が発生する。発生した静電引力により、基板Ｗは、静電チャック１２０に引き付けられ、静電チャック１２０によって保持される。
下部電極１１８は、その内部において流路１１８ｆを提供している。流路１１８ｆは、プラズマ処理装置１の流路１８ｆと同様に、チラーユニットから配管１２２ａを介して供給される熱交換媒体を受ける。流路１１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管１２２ｂを介してチラーユニットに戻される。
基板支持器１１４は、プラズマ処理装置１の基板支持器１４と同様に、その上に配置されるエッジリングＥＲを支持していてもよい。また、基板支持器１１４は、プラズマ処理装置１の基板支持器１４と同様に、その中に設けられた一つ以上のヒータＨＴを有していてもよい。一つ以上のヒータＨＴは、ヒータコントローラＨＣに接続されている。ヒータコントローラＨＣは、一つ以上のヒータＨＴに調整された量の電力を供給するように構成されている。
プラズマ処理装置１Ｂは、ガス供給ライン１２４を更に備えていてもよい。ガス供給ライン１２４は、プラズマ処理装置１のガス供給ライン２４と同様に、伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック１２０の上面と基板Ｗの裏面との間の間隙に供給する。
プラズマ処理装置１Ｂは、シールド１４６を更に備えていてもよい。シールド１４６は、プラズマ処理装置１のシールド４６と同様に構成されている。シールド１４６は、チャンバ本体１１２の内壁面に沿って着脱自在に設けられている。シールド１４６は、支持部１１３の外周にも設けられている。
また、プラズマ処理装置１Ｂは、バッフル部材１４８を更に備えていてもよい。バッフル部材１４８は、プラズマ処理装置１のバッフル部材４８と同様に構成されている。バッフル部材１４８は、支持部１１３とチャンバ本体１１２の側壁との間に設けられている。バッフル部材１４８の下方、且つ、チャンバ本体１１２の底部には、排気口１１２ｅが設けられている。排気口１１２ｅには、排気装置１５０が、排気管１５２を介して接続されている。排気装置１５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプといった真空ポンプを有している。
チャンバ本体１１２の天部は、開口を提供している。チャンバ本体１１２の天部の開口は、窓部材１３０によって閉じられている。窓部材１３０は、石英といった誘電体から形成されている。窓部材１３０は、例えば板状をなしている。一例として、窓部材１３０の下面と静電チャック１２０上に載置された基板Ｗの上面との間の距離は、１２０ｍｍ～１８０ｍｍに設定される。
チャンバ１１０又はチャンバ本体１１２の側壁は、ガス導入口１１２ｉを提供している。ガス導入口１１２ｉには、ガス供給管１３８を介してガス供給部ＧＳＢが接続されている。ガス供給部ＧＳＢは、ガスソース群１４０、流量制御器群１４２、及びバルブ群１４３を含んでいる。ガスソース群１４０は、プラズマ処理装置１のガスソース群４０と同様に構成されており、複数のガスソースを含んでいる。流量制御器群１４２は、プラズマ処理装置１の流量制御器群４２と同様に構成されている。バルブ群１４３は、プラズマ処理装置１のバルブ群４３と同様に構成されている。ガスソース群１４０の複数のガスソースの各々は、流量制御器群１４２の対応の流量制御器及びバルブ群１４３の対応の開閉バルブを介して、ガス供給管１３８に接続されている。なお、ガス導入口１１２ｉは、チャンバ本体１１２の側壁ではなく、窓部材１３０といった他の箇所に形成されていてもよい。
プラズマ処理装置１Ｂは、アンテナ１５１及びシールド部材１６０を更に備えている。アンテナ１５１及びシールド部材１６０は、チャンバ１１０の天部の上、及び、窓部材１３０の上に設けられている。アンテナ１５１及びシールド部材１６０は、チャンバ１１０の外側に設けられている。一実施形態において、アンテナ１５１は、内側アンテナ素子１５３ａ及び外側アンテナ素子１５３ｂを有している。内側アンテナ素子１５３ａは、渦巻き状のコイルであり、窓部材１３０の中央部の上で延在している。外側アンテナ素子１５３ｂは、渦巻き状のコイルであり、窓部材１３０上、且つ、内側アンテナ素子１５３ａの外側で、延在している。内側アンテナ素子１５３ａ及び外側アンテナ素子１５３ｂの各々は、銅、アルミニウム、ステンレスといった導体から形成されている。
プラズマ処理装置１Ｂは、複数の挟持体１５４を更に備えていてもよい。内側アンテナ素子１５３ａ及び外側アンテナ素子１５３ｂは共に、複数の挟持体１５４によって挟持されており、これら複数の挟持体１５４によって支持されている。複数の挟持体１５４の各々は、棒状の形状を有している。複数の挟持体１５４は、内側アンテナ素子１５３ａの中心付近から外側アンテナ素子１５３ｂの外側まで放射状に延在している。
シールド部材１６０は、アンテナ１５１を覆っている。シールド部材１６０は、内側シールド壁１６２ａ及び外側シールド壁１６２ｂを含んでいる。内側シールド壁１６２ａは、筒形状を有している。内側シールド壁１６２ａは、内側アンテナ素子１５３ａを囲むように、内側アンテナ素子１５３ａと外側アンテナ素子１５３ｂとの間に設けられている。外側シールド壁１６２ｂは、筒形状を有している。外側シールド壁１６２ｂは、外側アンテナ素子１５３ｂを囲むように、外側アンテナ素子１５３ｂの外側に設けられている。
シールド部材１６０は、内側シールド板１６３ａ及び外側シールド板１６３ｂを更に含んでいる。内側シールド板１６３ａは、円盤形状を有しており、内側シールド壁１６２ａの開口を塞ぐように内側アンテナ素子１５３ａの上方に設けられている。外側シールド板１６３ｂは、環形状を有しており、内側シールド壁１６２ａと外側シールド壁１６２ｂとの間の開口を塞ぐように、外側アンテナ素子１５３ｂの上方に設けられている。
なお、シールド部材１６０のシールド壁及びシールド板の形状は、上述した形状に限定されるものではない。シールド部材１６０のシールド壁の形状は、角筒形状といった他の形状であってもよい。
プラズマ処理装置１Ｂは、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを更に備える。高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂは、プラズマ生成部を構成する。高周波電源１７０ａ、高周波電源１７０ｂはそれぞれ、内側アンテナ素子１５３ａ、外側アンテナ素子１５３ｂに接続されている。高周波電源１７０ａ、高周波電源１７０ｂはそれぞれ、同じ周波数又は異なる周波数を有する高周波電力を、内側アンテナ素子１５３ａ、外側アンテナ素子１５３ｂに供給する。高周波電源１７０ａからの高周波電力が内側アンテナ素子１５３ａに供給されると、内部空間１１０ｓの中で誘導磁界が発生し、内部空間１１０ｓの中のガスが当該誘導磁界によって励起される。これにより、基板Ｗの中央の領域の上方でプラズマが生成される。高周波電源１７０ｂからの高周波電力が外側アンテナ素子１５３ｂに供給されると、内部空間１１０ｓの中で誘導磁界が発生し、内部空間１１０ｓの中のガスが当該誘導磁界によって励起される。これにより、基板Ｗの周縁領域の上方で、環状のプラズマが生成される。
なお、高周波電源１７０ａ、高周波電源１７０ｂのそれぞれから出力される高周波電力に応じて、内側アンテナ素子１５３ａ、外側アンテナ素子１５３ｂの電気的長さが調整されてもよい。このために、内側シールド板１６３ａ、外側シールド板１６３ｂのそれぞれの高さ方向の位置は、アクチュエータ１６８ａ、アクチュエータ１６８ｂによって個別に調整されてもよい。
プラズマ処理装置１Ｂは、制御部ＭＣを更に備えている。プラズマ処理装置１Ｂの制御部ＭＣは、プラズマ処理装置１の制御部ＭＣと同様に構成されている。制御部ＭＣがプラズマ処理装置１Ｂの各部を制御することにより、方法ＭＴの少なくとも一部の工程又は全ての工程が、プラズマ処理装置１Ｂで実行される。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｂをもたらしてもよい。工程ＳＴｂをプラズマ処理装置１Ｂにおいて実行する場合には、制御部ＭＣは、第１の処理ガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。また、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源１６４を制御してもよい。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｃを更にもたらしてもよい。工程ＳＴｃをプラズマ処理装置１Ｂにおいて実行する場合には、制御部ＭＣは、エッチングガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内でエッチングガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。また、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源１６４を制御してもよい。
制御部ＭＣは、工程ＳＴｄを更にもたらしてもよい。工程ＳＴｄをプラズマ処理装置１Ｂにおいて実行する場合には、制御部ＭＣは、アッシングガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。また、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内でアッシングガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。また、制御部は、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源１６４を制御してもよい。
プラズマ処理装置１Ｂにおいて、制御部ＭＣは、上述した複数のサイクルを順に実行することを更にもたらしてもよい。制御部ＭＣは、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃを交互に繰り返すことを更にもたらしてもよい。
以下、図７を参照する。図７は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。図７に示す基板処理システムＰＳは、方法ＭＴにおいて用いられ得る。基板処理システムＰＳは、台２ａ～２ｄ、容器４ａ～４ｄ、ローダモジュールＬＭ、アライナＡＮ、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６、搬送モジュールＴＭ、及び制御部ＭＣを備えている。なお、基板処理システムＰＳにおける台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は一つ以上の任意の個数であり得る。また、基板処理システムＰＳにおけるプロセスモジュールの個数は、一つ以上の任意の個数であり得る。
台２ａ～２ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ～４ｄはそれぞれ、台２ａ～２ｄ上に搭載されている。容器４ａ～４ｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ～４ｄの各々は、その内部に基板Ｗを収容するように構成されている。
ローダモジュールＬＭは、チャンバを有する。ローダモジュールＬＭのチャンバ内の圧力は、大気圧に設定される。ローダモジュールＬＭは、搬送装置ＴＵ１を有する。搬送装置ＴＵ１は、例えば搬送ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ１は、ローダモジュールＬＭのチャンバを介して基板Ｗを搬送するように構成されている。搬送装置ＴＵ１は、容器４ａ～４ｄの各々とアライナＡＮとの間、アライナＡＮとロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々との間、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々と容器４ａ～４ｄの各々との間で、基板Ｗを搬送し得る。アライナＡＮは、ローダモジュールＬＭに接続されている。アライナＡＮは、基板Ｗの位置の調整（位置の較正）を行うように構成されている。
ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、ローダモジュールＬＭと搬送モジュールＴＭとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々は、予備減圧室を提供している。
搬送モジュールＴＭは、ロードロックモジュールＬＬ１及びロードロックモジュールＬＬ２の各々にゲートバルブを介して接続されている。搬送モジュールＴＭは、その内部空間が減圧可能に構成された搬送チャンバＴＣを有している。搬送モジュールＴＭは、搬送装置ＴＵ２を有している。搬送装置ＴＵ２は、例えば搬送ロボットであり、制御部ＭＣによって制御される。搬送装置ＴＵ２は、搬送チャンバＴＣを介して基板Ｗを搬送するように構成されている。搬送装置ＴＵ２は、ロードロックモジュールＬＬ１，ＬＬ２の各々とプロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の各々との間、及び、プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち任意の二つのプロセスモジュールの間において、基板Ｗを搬送し得る。
プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６の各々は、専用の基板処理を行うように構成された装置である。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち一つのプロセスモジュールは、工程ＳＴｂにおいて用いられるプラズマ処理装置であり、例えばプラズマ処理装置１又はプラズマ処理装置１Ｂである。工程ＳＴｂにおいて用いられる基板処理システムＰＳのプロセスモジュールは、工程ＳＴｄにおいて用いられてもよい。
プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち別の一つのプロセスモジュールは、工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置である。工程ＳＴｃにおいて用いられるプロセスモジュールは、プラズマ処理装置１又はプラズマ処理装置１Ｂと同様に構成されていてもよい。工程ＳＴｃにおいて用いられる基板処理システムＰＳのプロセスモジュールは、工程ＳＴｄにおいて用いられてもよい。
プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち更に別の一つのプロセスモジュールは、工程ＳＴｄにおいて用いられるアッシング装置であってもよい。工程ＳＴｄにおいて用いられるプロセスモジュールは、プラズマ処理装置１又はプラズマ処理装置１Ｂと同様に構成されていてもよい。
制御部ＭＣは、基板処理システムＰＳの各部を制御するように構成されている。制御部ＭＣは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部ＭＣは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいて基板処理システムＰＳの各部を制御する。方法ＭＴは、制御部ＭＣによる基板処理システムＰＳの各部の制御により、基板処理システムＰＳにおいて実行される。
方法ＭＴが基板処理システムＰＳに用いて行われる場合には、プラズマからの化学種を基板Ｗに供給して、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に堆積物ＤＰを形成するよう、制御部ＭＣは、工程ＳＴｂのためのプロセスモジュール、即ちプラズマ処理装置又は堆積装置を制御する。
工程ＳＴｂと工程ＳＴｃが異なるプロセスモジュールにて行われる場合には、制御部ＭＣは、工程ＳＴｂ用のプロセスモジュールから工程ＳＴｃ用のプロセスモジュールに搬送チャンバＴＣを介して基板Ｗを搬送するよう、搬送モジュールＴＭを制御する。したがって、基板Ｗは、工程ＳＴｂ用のプロセスモジュールのチャンバ（第１のチャンバ）から工程ＳＴｃ用のプロセスモジュールのチャンバ（第２のチャンバ）に、真空環境のみを介して搬送される。即ち、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃとの間で、基板Ｗは、第１のチャンバから第２のチャンバに真空環境下で搬送される。なお、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃが同じプロセスモジュールにて行われる場合には、基板Ｗはそのプロセスモジュールのチャンバ内に継続して配置される。
次いで、制御部ＭＣは、第２の領域Ｒ２をエッチングするよう、工程ＳＴｃにおいて用いられるプロセスモジュール、即ちエッチング装置を制御する。
工程ＳＴｃと工程ＳＴｄが異なるプロセスモジュールにて行われる場合には、制御部ＭＣは、工程ＳＴｃ用のプロセスモジュールのチャンバから工程ＳＴｄ用のプロセスモジュールのチャンバに、搬送チャンバＴＣを介して基板Ｗを搬送するよう、搬送モジュールＴＭを制御する。したがって、基板Ｗは、工程ＳＴｃ用のプロセスモジュールのチャンバから工程ＳＴｄ用のプロセスモジュールのチャンバに、真空環境のみを介して搬送される。即ち、工程ＳＴｃと工程ＳＴｄとの間で、基板Ｗは、工程ＳＴｃ用のチャンバから工程ＳＴｄ用のチャンバに真空環境下で搬送される。なお、工程ＳＴｃと工程ＳＴｄが同じプロセスモジュールにて行われる場合には、基板Ｗはそのプロセスモジュール内に継続して配置される。
次いで、制御部ＭＣは、堆積物ＤＰを除去するよう。工程ＳＴｄにおいて用いられるプロセスモジュール、即ちアッシング装置を制御する。
以下、方法ＭＴの評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。
（第１の実験及び第１の比較実験）
第１の実験及び第１の比較実験では、サンプル基板ＳＷを準備した。サンプル基板ＳＷは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を有し、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２によって凹部ＲＣを画成していた（図８の（ｂ）及び図８の（ｄ）を参照）。第１の領域Ｒ１は、窒化シリコンから形成されており、第２の領域Ｒ２は、酸化シリコンから形成されていた。第１の実験のサンプル基板ＳＷにおいて、凹部ＲＣは、１２ｎｍの幅及び１３ｎｍの深さを有していた。第１の比較実験のサンプル基板ＳＷにおいて、凹部ＲＣは、１２ｎｍの幅及び２５ｎｍの深さを有していた。第１の実験では、プラズマ処理装置１においてＣＯガスとＡｒガスの混合ガスを第１の処理ガスとして用い、サンプル基板ＳＷ上に堆積物ＤＰを形成した。第１の比較実験では、プラズマ処理装置１においてＣＨ３ＦガスとＡｒガスの混合ガスを用いてサンプル基板ＳＷ上に堆積物ＤＰを形成した。以下、第１の実験と第１の比較実験における堆積物ＤＰの形成条件を示す。
＜第１の実験と第１の比較実験における堆積物ＤＰの形成条件＞
高周波電力ＨＦ：８００Ｗ
第１の実験における高周波電力ＬＦ：０Ｗ
第１の比較実験における高周波電力ＬＦ：０Ｗ
処理時間：第１の実験 １２０秒、第１の比較実験 ３０秒
図８の（ａ）及び図８の（ｂ）に第１の実験の結果を示す。図８の（ａ）は、第１の実験においてその上に堆積物ＤＰが形成されたサンプル基板ＳＷの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示している。図８の（ｂ）は、図８の（ａ）のＴＥＭ画像におけるサンプル基板ＳＷを図示している。また、図８の（ｃ）及び図８の（ｄ）に、第１の比較実験の結果を示す。図８の（ｃ）は、第１の比較実験においてその上に堆積物ＤＰが形成されたサンプル基板ＳＷの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示している。図８の（ｄ）は、図８の（ｃ）のＴＥＭ画像におけるサンプル基板ＳＷを図示している。図８の（ｃ）及び図８の（ｄ）に示すように、ＣＨ３Ｆガスを用いた第１の比較実験では、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２の双方の上に形成されており、凹部ＲＣの開口の幅が狭くなっていた。一方、図８の（ａ）及び図８の（ｂ）に示すように、ＣＯガスを用いた第１の実験では、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に形成されており、凹部ＲＣの開口の幅の縮小が抑制されていた。
（第２の実験及び第２の比較実験）
第２の実験及び第２の比較実験では、サンプル基板ＳＷを準備した。準備したサンプル基板ＳＷは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を有し、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２によって凹部ＲＣを画成していた。第１の領域Ｒ１は、窒化シリコンから形成されており、第２の領域Ｒ２は、酸化シリコンから形成されていた。準備したサンプル基板は、第１の実験及び第１の比較実験で用いたサンプル基板の凹部ＲＣのアスペクト比よりも小さいアスペクト比を有していた。具体的に、第２の実験のサンプル基板ＳＷにおいて、凹部ＲＣは、１２ｎｍの幅及び７ｎｍの深さを有しており、そのアスペクト比は約０．６であった。第２の比較実験のサンプル基板において、凹部ＲＣは、１２ｎｍの幅及び９ｎｍの深さを有しており、そのアスペクト比は、０．８であった。第２の実験では、第１の実験の条件と同じ条件で、サンプル基板ＳＷ上に堆積物ＤＰを形成した。第２の比較実験では、第１の比較実験の条件と同じ条件で、サンプル基板ＳＷ上に堆積物ＤＰを形成した。
図９の（ａ）及び図９の（ｂ）に第２の実験の結果を示す。図９の（ａ）は、第２の実験においてその上に堆積物ＤＰが形成されたサンプル基板ＳＷの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示している。図９の（ｂ）は、図９の（ａ）のＴＥＭ画像におけるサンプル基板ＳＷを図示している。また、図９の（ｃ）及び図９の（ｄ）に、第２の比較実験の結果を示す。図９の（ｃ）は、第２の比較実験においてその上に堆積物ＤＰが形成されたサンプル基板ＳＷの透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示している。図９の（ｄ）は、図９の（ｃ）のＴＥＭ画像におけるサンプル基板ＳＷを図示している。図９の（ｃ）及び図９の（ｄ）に示すように、ＣＨ３Ｆガスを用いた第２の比較実験では、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２の双方の上に形成されており、凹部ＲＣの開口の幅が狭くなっていた。一方、図９の（ａ）及び図９の（ｂ）に示すように、ＣＯガスを用いた第２の実験では、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１上に選択的に形成されており、凹部ＲＣの開口の幅の縮小が抑制されていた。第２の実験の結果、ＣＯガスを用いることにより、凹部ＲＣのアスペクト比が小さくても、堆積物ＤＰが第１の領域Ｒ１上に選択的に形成されることが確認された。
（第３の実験）
第３の実験では、第１の実験のサンプル基板の構造と同じ構造を有する複数のサンプル基板ＳＷを準備した。第３の実験では、プラズマ処理装置１においてＣＯガスとＡｒガスの混合ガスを第１の処理ガスとして用い、複数のサンプル基板ＳＷ上に堆積物ＤＰを形成した。第３の実験では、堆積物ＤＰの形成時に複数のサンプル基板ＳＷに供給されたイオンのエネルギー（即ち、イオンエネルギー）が互いに異なっていた。第３の実験では、高周波電力ＬＦの電力レベルを変更することによりイオンエネルギーを調整した。第３の実験の他の条件は、第１の実験の対応の条件と同一であった。第３の実験では、堆積物ＤＰの形成後の複数のサンプル基板ＳＷの凹部ＲＣの開口の幅を求めた。そして、イオンエネルギーと開口の幅との関係を求めた。その結果を図１０のグラフに示す。図１０のグラフにおいて、横軸はイオンエネルギーを示しており、縦軸は開口の幅を示している。図１０に示すように、堆積物ＤＰの形成時の基板Ｗに対するイオンエネルギーが７０ｅＶ以下であれば、凹部ＲＣの開口の幅の縮小が相当に抑制されていた。
（第４～第６の実験）
第４～第６の実験の各々では、第１の実験のサンプル基板の構造と同じ構造を有するサンプル基板を準備した。そして、プラズマ処理装置１を用いて、堆積物ＤＰをサンプル基板の表面上に形成し、次いで、第２の領域Ｒ２のエッチングを行った。第４の実験では、堆積物ＤＰを形成するための第１の処理ガスとしてＣＯガスとＡｒガスの混合ガスを用いた。第５の実験では、堆積物ＤＰを形成するための第１の処理ガスとしてＣＯガスとＣＨ４ガスの混合ガスを用いた。第６の実験では、堆積物ＤＰを形成するための第１の処理ガスとしてＣＯガスとＨ２ガスの混合ガスを用いた。第４～第６の実験の各々における堆積物ＤＰのその他の形成条件は、第１の実験における堆積物ＤＰの形成条件と同一であった。以下、第４～第６の実験の各々における第２の領域Ｒ２のエッチング条件を示す。
＜第２の領域Ｒ２のエッチング条件＞
高周波電力ＨＦ：１００Ｗ
高周波電力ＬＦ：１００Ｗ
エッチングガス：ＮＦ３ガスとＡｒガスの混合ガス
処理時間：６秒
図１１は、第４～第６の実験において測定した寸法を説明する図である。第４～第６の実験の各々では、第２の領域Ｒ２のエッチング前の堆積物ＤＰの膜厚ＴＢ、第２の領域Ｒ２のエッチングによる凹部の深さＤｓの増加量、及び第２の領域Ｒ２のエッチングによる堆積物ＤＰの膜厚ＴＴの減少量を求めた。なお、膜厚ＴＢは、凹部の底における堆積物ＤＰの膜厚である。膜厚ＴＴは、第１の領域Ｒ１上の堆積物ＤＰの膜厚である。
第４～第６の実験において測定された膜厚ＴＢはそれぞれ、１．８ｎｍ、３．０ｎｍ、１．６ｎｍであった。したがって、第１の処理ガスがＣＯガスとＡｒガスの混合ガス又はＣＯガスとＨ２ガスの混合ガスである場合には、第１の処理ガスがＣＨ４ガスを含む場合に比べて、凹部の底における堆積物ＤＰの膜厚は小さかった。また、第４～第６の実験において測定された凹部の深さＤｓの増加量はそれぞれ、１．０ｎｍ、０．５ｎｍ、０．９ｎｍであった。したがって、第１の処理ガスがＣＯガスとＡｒガスの混合ガス又はＣＯガスとＨ２ガスの混合ガスである場合には、第１の処理ガスがＣＨ４ガスを含む場合に比べて、凹部の底で第２の領域Ｒ２が多くエッチングされた。また、第４～第６の実験において測定された膜厚ＴＴの減少量はそれぞれ、３．５ｎｍ、１．７ｎｍ、１．２ｎｍであった。したがって、堆積物ＤＰを形成するための第１の処理ガスがＣＯガスとＨ２ガスの混合ガスである場合には、他の処理ガスが用いられた場合に比較して、膜厚ＴＴの減少量が顕著に抑制されていた。このことから、ＣＯガスとＨ２ガスの混合ガスを第１の処理ガスとして用いることにより、第２の領域Ｒ２のエッチングに対して高い耐性を有する保護膜を、選択的又は優先的に第１の領域Ｒ１上に形成することが可能であることが確認された。
（第７～第１２の実験）
第７～第１２の実験の各々では、第１の実験のサンプル基板の構造と同じ構造を有するサンプル基板を準備した。そして、プラズマ処理装置１を用いて、堆積物ＤＰをサンプル基板の表面上に形成した。第７～第１２の実験において堆積物ＤＰを形成するための処理ガスは、ＣＯガスとＡｒガスを含んでいた。第８～第１２の実験において、堆積物ＤＰを形成するための第１の処理ガスは、Ｈ２ガスを更に含んでいた。第７～第１２の実験での第１の処理ガスにおけるＣＯガスとＨ２ガスの総流量に対するＨ２ガスの流量の割合はそれぞれ、０、１／１９、４／４９、２／１７、１／４、５／１４であった。第７～第１２の実験の各々における堆積物ＤＰのその他の形成条件は、第１の実験における堆積物ＤＰの形成条件と同一であった。
図１２の（ａ）～（ｆ）はそれぞれ、第７～第１２の実験での堆積物ＤＰの形成後のサンプル基板の透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像を示している。第８～第１０の実験で第１の領域Ｒ１上に形成した堆積物ＤＰの側面（図１２の（ｂ）～図１２の（ｄ）を参照）は、他の実験で第１の領域Ｒ１上に形成した堆積物ＤＰの側面（図１２の（ｅ）～図１２の（ｆ）を参照）と比較して高い垂直性を有していた。したがって、第１の処理ガスにおけるＣＯガスとＨ２ガスの総流量に対するＨ２ガスの流量の割合が、１／１９以上、２／１７以下である場合に、第１の領域Ｒ１上に形成された堆積物ＤＰの側面の垂直性が高くなることが確認された。
以下、図１と共に、図１３及び図１４の（ａ）～図１４の（ｅ）を参照する。図１３は、図１に示すエッチング方法において採用され得る例示的実施形態に係る工程ＳＴｃの流れ図である。図１４の（ａ）～図１４の（ｅ）の各々は、図１に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。以下、図１３に示す工程ＳＴｃを含む方法ＭＴについて、それが図２に示す基板Ｗに適用される場合を例にとって、説明する。
図１３に示す工程ＳＴｃは、工程ＳＴｃ１及び工程ＳＴｃ２を含む。工程ＳＴｃ１では、図１４の（ａ）に示すように、堆積物ＤＰＣが基板Ｗ上に形成される。堆積物ＤＰＣは、フルオロカーボンを含む。工程ＳＴｃ１では、堆積物ＤＰＣを基板Ｗ上に形成するために、エッチング装置のチャンバ内で第２の処理ガスからプラズマが生成される。工程ＳＴｃ１で用いられる第２の処理ガスは、Ｃ４Ｆ６ガスのようなフルオロカーボンガスを含む。工程ＳＴｃ１で用いられる第２の処理ガスに含まれるフルオロカーボンガスは、Ｃ４Ｆ６ガス以外のフルオロカーボンガスであってもよい。工程ＳＴｃ１では、第２の処理ガスから生成されたプラズマからフルオロカーボンが基板Ｗに供給されて、当該フルオロカーボンが基板Ｗ上に堆積物ＤＰＣを形成する。
工程ＳＴｃ２では、希ガスのイオンが基板Ｗに供給されることにより、第２の領域Ｒ２がエッチングされる。工程ＳＴｃ２では、エッチング装置のチャンバ内で希ガスのプラズマが形成される。工程ＳＴｃ２で用いられる希ガスは、例えばＡｒガスである。工程ＳＴｃ２で用いられる希ガスは、Ａｒガス以外の希ガスであってもよい。工程ＳＴｃ２では、プラズマから希ガスのイオンが基板Ｗに供給される。基板Ｗに供給された希ガスのイオンは、堆積物ＤＰＣに含まれるフルオロカーボンと第２の領域Ｒ２の材料とを反応させる。その結果、工程ＳＴｃ２では、図１４の（ｂ）に示すように、第２の領域Ｒ２がエッチングされる。工程ＳＴｃ２は、第２の領域Ｒ２上の堆積物ＤＰＣが実質的に消失するまで行われる。一方、第１の領域Ｒ１の上方では、堆積物ＤＰＣは、堆積物ＤＰ上に形成されているので、希ガスのイオンが供給されても除去されない。
図１３に示す工程ＳＴｃでは、工程ＳＴｃ１と工程ＳＴｃ２が交互に繰り返されて、図１４の（ｃ）示すように、第２の領域Ｒ２が更にエッチングされてもよい。この場合に、工程ＳＴｃは、工程ＳＴｃ３を含む。工程ＳＴｃ３では、停止条件が満たされるか否かが判定される。工程ＳＴｃ３において、停止条件は、工程ＳＴｃ１と工程ＳＴｃ２の交互の繰り返しの回数が所定回数に達している場合に満たされる。工程ＳＴｃ３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、再び工程ＳＴｃ１と工程ＳＴｃ２が順に実行される。一方、工程ＳＴｃ３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ＳＴｃは終了する。
工程ＳＴｃの終了後、工程ＳＴｄが行われてもよい。或いは、工程ＳＴｃの終了後、工程ＳＴｄが行われることなく、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てもよい。工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、工程ＳＴｂが再び行われる。工程ＳＴｂでは、図１４の（ｄ）に示すように、第１の領域Ｒ１上で堆積物ＤＰＣ上に堆積物ＤＰが形成される。そして、図１３に示す工程ＳＴｃが再び実行されることにより、図１４の（ｅ）に示すように、第２の領域Ｒ２が更にエッチングされる。
図１３に示す工程ＳＴｃによれば、第２の領域Ｒ２上に形成された堆積物ＤＰＣは、第２の領域Ｒ２のエッチングに使用されて、工程ＳＴｃ２において実質的に消失する。したがって、工程ＳＴｃの後に工程ＳＴｂが行われる際には、第２の領域Ｒ２が露出されているので、堆積物ＤＰは、第１の領域Ｒ１上の堆積物ＤＰＣ上に選択的又は優先的に形成され、第２の領域Ｒ２上には形成されない。故に、工程ＳＴｂの後に行われる工程ＳＴｃにおいて第２の領域Ｒ２のエッチングが停止することが防止される。また、第１の領域Ｒ１上に堆積物ＤＰＣが残された状態で工程ＳＴｂが行われるので、堆積物ＤＰは、図２に示す基板Ｗの第１の領域Ｒ１の肩部の上にも十分に形成される。したがって、図１３に示す工程ＳＴｃを含む方法ＭＴによれば、第１の領域Ｒ１がより確実に保護される。
図１３に示す工程ＳＴｃに用いられるエッチング装置は、プラズマ処理装置１又はプラズマ処理装置１Ｂであり得る。プラズマ処理装置１及びプラズマ処理装置１Ｂの何れが用いられる場合にも、制御部ＭＣは、工程ＳＴｃ１及び工程ＳＴｃ２を各々が含む複数のエッチングサイクルをもたらすことにより、工程ＳＴｃをもたらす。図１３に示す工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置がプラズマ処理装置１である場合には、工程ＳＴｃ１において、プラズマ処理装置１の制御部ＭＣは、第２の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源６４を制御してもよい。なお、工程ＳＴｃ１において、電気バイアスＥＢは供給されなくてもよい。
工程ＳＴｃ２において、プラズマ処理装置１の制御部ＭＣは、希ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１０内で希ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源６４を制御する。
図１３に示す工程ＳＴｃにおいて用いられるエッチング装置がプラズマ処理装置１Ｂである場合には、プラズマ処理装置１Ｂの制御部ＭＣは、フルオロカーボンガスを含む第２の処理ガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。また、工程ＳＴｃ１において、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源１６４を制御してもよい。
工程ＳＴｃ２において、プラズマ処理装置１Ｂの制御部ＭＣは、希ガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内で希ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。また、工程ＳＴｃ２において、制御部ＭＣは、電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源１６４を制御する。
以下、図１５を参照して、別の例示的実施形態に係るエッチング方法について説明する。図１５は、別の例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。図１５に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴＢ」という）は、工程ＳＴａ、工程ＳＴｅ、及び工程ＳＴｃを含む。方法ＭＴＢにおいては、工程ＳＴｅ及び工程ＳＴｃを各々が含む複数のサイクルが順に実行されてもよい。方法ＭＴＢは、工程ＳＴｆを更に含んでいてもよい。複数のサイクルの各々は、工程ＳＴｆを更に含んでいてもよい。方法ＭＴＢは、工程ＳＴｄを更に含んでいてもよい。複数のサイクルの各々は、工程ＳＴｄを更に含んでいてもよい。
方法ＭＴＢにおいては、プラズマ処理装置１又はプラズマ処理装置１Ｂが用いられてもよい。方法ＭＴＢにおいては、別のプラズマ処理装置が用いられてもよい。図１６は、別の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。以下、図１６に示すプラズマ処理装置１Ｃとプラズマ処理装置１の相違点の観点から、プラズマ処理装置１Ｃについて説明する。
プラズマ処理装置１Ｃは、少なくとも一つの直流電源を備えている。少なくとも一つの直流電源は、上部電極３０に負の直流電圧を印加するように構成されている。チャンバ１０内においてプラズマが生成されているときに、上部電極３０に負の直流電圧が印加されると、プラズマ中の正イオンが天板３４に衝突する。その結果、二次電子が天板３４から放出されて、基板に供給される。また、シリコンが天板３４から放出されて、基板に供給される。
一実施形態において、上部電極３０は内側部分３０１と外側部分３０２を含んでいてもよい。内側部分３０１と外側部分３０２は、互いから電気的に分離されている。外側部分３０２は、内側部分３０１に対して径方向外側に設けられており、内側部分３０１を囲むように周方向に延在している。内側部分３０１は、天板３４の内側領域３４１を含んでおり、外側部分３０２は、天板３４の外側領域３４２を含んでいる。内側領域３４１は、略円盤形状を有していてもよく、外側領域３４２は、環形状を有していてもよい。内側領域３４１及び外側領域３４２の各々は、プラズマ処理装置１の天板３４と同様に、シリコン含有材料から形成される。
プラズマ処理装置１Ｃにおいて、高周波電源６２は、内側部分３０１と外側部分３０２の双方に高周波電力ＨＦを供給する。プラズマ処理装置１は、少なくとも一つの直流電源として、直流電源７１及び直流電源７２を備えていてもよい。直流電源７１及び直流電源７２の各々は、可変直流電源であってもよい。直流電源７１は、内側部分３０１に負の直流電圧を印加するよう、内側部分３０１に電気的に接続されている。直流電源７２は、外側部分３０２に負の直流電圧を印加するよう、外側部分３０２に電気的に接続されている。なお、プラズマ処理装置１Ｃの他の構成は、プラズマ処理装置１の対応の構成と同一であり得る。
再び図１５を参照する。以下、図２に示す基板Ｗにそれが適用される場合を例にとって、方法ＭＴＢについて説明する。以下の説明では、図１７の（ａ）～図１７の（ｄ）を更に参照する。図１７の（ａ）～図１７の（ｄ）の各々は、図１５に示すエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。
方法ＭＴＢは、工程ＳＴａで開始する。方法ＭＴＢの工程ＳＴａは、方法ＭＴの工程ＳＴａと同じ工程である。
工程ＳＴｅは、工程ＳＴａの後に行われる。工程ＳＴｅでは、図１７の（ａ）に示すように、第１の堆積物ＤＰ１が、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に形成される。
一実施形態において、工程ＳＴｅは、工程ＳＴｂと同じ工程であってもよい。この場合には、工程ＳＴｅにおいて形成される第１の堆積物ＤＰ１は、堆積物ＤＰと同じである。この場合には、工程ＳＴｅにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置１Ｂ、又はプラズマ処理装置１Ｃであってもよい。
別の実施形態において、工程ＳＴｅは、工程ＳＴｂと同じ工程が行われているときに、上部電極３０に負の直流電圧を印加する工程を含んでいてもよい。この場合には、工程ＳＴｅにおいて、プラズマ処理装置１Ｃが用いられる。この場合には、第１の堆積物ＤＰ１は、第１の処理ガスから生成されるプラズマからの化学種（例えば、炭素）と天板３４から放出されるシリコンから形成されて、緻密な膜となる。この場合において、プラズマ処理装置１Ｃの制御部ＭＣは、工程ＳＴｂが行われているときに、上部電極３０に負の直流電圧を印加する工程を更にもたらす。
工程ＳＴｅにおいては、制御部ＭＣは、上部電極３０に負の直流電圧を印加するよう少なくとも一つの直流電源を制御する。具体的には、制御部ＭＣは、上部電極３０に負の直流電圧を印加するよう、直流電源７１及び直流電源７２を制御する。直流電源７１から上部電極３０の内側部分３０１に印加される負の直流電圧の絶対値は、直流電源７２から上部電極３０の外側部分３０２に印加される負の直流電圧の絶対値よりも大きくてもよい。工程ＳＴｅにおいては、直流電源７２は、上部電極３０の外側部分３０２に電圧を印加しなくてもよい。
上述したように、方法ＭＴＢは、工程ＳＴｆを更に含んでいてもよい。工程ＳＴｆは、工程ＳＴｅの後、且つ、工程ＳＴｃの前に行われる。工程ＳＴｆでは、図１７の（ｂ）に示すように、第２の堆積物ＤＰ２が基板Ｗ上に形成される。第２の堆積物ＤＰ２は、シリコンを含む。工程ＳＴｆにおいて用いられるプラズマ処理装置の制御部ＭＣは、工程ＳＴｆをもたらすように構成される。
工程ＳＴｆにおいて、第２の堆積物ＤＰ２は、プラズマ支援化学気相成長（即ち、ＰＥＣＶＤ）により形成されてもよい。ＰＥＣＶＤにより第２の堆積物ＤＰ２が形成される場合には、工程ＳＴｆにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置１Ｂ、又はプラズマ処理装置１Ｃであってもよい。
工程ＳＴｆにおいてプラズマ処理装置１又は１Ｃを用いてＰＥＣＶＤが行われる場合には、制御部ＭＣは、処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。処理ガスは、ＳｉＣｌ４ガスのようなシリコン含有ガスを含む。処理ガスは、Ｈ２ガスを更に含んでいてもよい。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内で処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。
工程ＳＴｆにおいてプラズマ処理装置１Ｂを用いてＰＥＣＶＤが行われる場合には、制御部ＭＣは、処理ガスをチャンバ１１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳＢを制御する。処理ガスは、ＳｉＣｌ４ガスのようなシリコン含有ガスを含む。処理ガスは、Ｈ２ガスを更に含んでいてもよい。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置１５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１１０内で処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力を供給するよう、高周波電源１７０ａ及び高周波電源１７０ｂを制御する。
或いは、工程ＳＴｆは、チャンバ１０内でプラズマが生成されているときに、上部電極３０に負の直流電圧を印加する工程を含んでいてもよい。チャンバ１０内においてプラズマが生成されているときに、上部電極３０に負の直流電圧が印加されると、プラズマ中の正イオンが天板３４に衝突する。その結果、二次電子が天板３４から放出されて、基板Ｗに供給される。また、シリコンが天板３４から放出されて、基板Ｗに供給される。基板Ｗに供給されたシリコンは、基板Ｗ上で第２の堆積物ＤＰ２を形成する。この場合の工程ＳＴｆでは、プラズマ処理装置１Ｃが用いられる。
この場合において、プラズマ処理装置１Ｃの制御部ＭＣは、工程ＳＴｆをもたらすように構成される。工程ＳＴｆにおいて、制御部ＭＣは、ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部ＧＳを制御する。工程ＳＴｆにおいてチャンバ１０内に供給されるガスは、Ａｒガスのような希ガスを含む。工程ＳＴｆにおいてチャンバ１０内に供給されるガスは、水素ガス（Ｈ２ガス）を更に含んでいてもよい。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内のガスの圧力を指定された圧力に設定するよう、排気装置５０を制御する。また、制御部ＭＣは、チャンバ１０内でガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部を制御する。具体的に、制御部ＭＣは、高周波電力ＨＦを供給するよう、高周波電源６２を制御する。
また、工程ＳＴｆにおいて、制御部ＭＣは、上部電極３０に負の直流電圧を印加するよう少なくとも一つの直流電源を制御する。具体的には、制御部ＭＣは、上部電極３０に負の直流電圧を印加するよう、直流電源７１及び直流電源７２を制御する。直流電源７１から上部電極３０の内側部分３０１に印加される負の直流電圧の絶対値は、直流電源７２から上部電極３０の外側部分３０２に印加される負の直流電圧の絶対値よりも大きくてもよい。
次いで、方法ＭＴＢでは、工程ＳＴｃが行われて、図１７の（ｃ）に示すように、第２の領域Ｒ２がエッチングされる。方法ＭＴＢの工程ＳＴｃは、方法ＭＴの工程ＳＴｃと同じ工程である。工程ＳＴｃにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置１Ｂ、又はプラズマ処理装置１Ｃであってもよい。
方法ＭＴＢでは、第２の領域Ｒ２がエッチングされた後に、工程ＳＴｄが実行されて、図１７の（ｄ）に示すように、第１の堆積物ＤＰ１及び第２の堆積物ＤＰ２が除去されてもよい。方法ＭＴＢの工程ＳＴｄは、方法ＭＴの工程ＳＴと同じ工程である。工程ＳＴｄにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１、プラズマ処理装置１Ｂ、又はプラズマ処理装置１Ｃであってもよい。
方法ＭＴＢによれば、第２の堆積物ＤＰ２が第１の堆積物ＤＰ１上に形成されるので、基板Ｗの第１の領域Ｒ１の肩部のエッチングが更に抑制され、第１の領域Ｒ１が提供する凹部の開口が広がることが抑制される。
なお、上述したように、方法ＭＴでは、工程ＳＴｅ、工程ＳＴｆ、工程ＳＴｃ、及び工程ＳＴｄを各々が含む複数のサイクルが実行されてもよい。複数のサイクルのうち幾つかにおいては、工程ＳＴｅ、工程ＳＴｆ、及び工程ＳＴｄのうち少なくとも一つが省略されてもよい。また、工程ＳＴｅを含むサイクルの数は、工程ＳＴｆを含むサイクルの数よりも少なくてもよい。この場合には、第１の堆積物ＤＰ１が消耗する前に、工程ＳＴｆを行って第２の堆積物ＤＰ２を形成することにより、工程ＳＴｅの回数を削減することが可能となる。
以下、図１８を参照する。図１８は、種々の例示的実施形態に係るエッチング方法が適用され得る更に別の例の基板の部分拡大断面図である。方法ＭＴは、図１８に示す基板ＷＣにも適用され得る。
基板ＷＣは、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を含む。基板ＷＣは、第３の領域Ｒ３及び下地領域ＵＲを更に含んでいてもよい。第３の領域Ｒ３は、下地領域ＵＲ上に設けられている。第３の領域Ｒ３は、有機材料から形成されている。第２の領域Ｒ２は、第３の領域Ｒ３上に形成されている。第２の領域Ｒ２は、酸化シリコンを含む。第２の領域Ｒ２は、シリコン酸化膜と、当該シリコン酸化膜上に設けられた炭化シリコン膜と、を含んでいてもよい。第１の領域Ｒ１は、第２の領域Ｒ２上に設けられたマスクであり、パターニングされている。第２の領域Ｒ２は、フォトレジストマスクであってもよい。第２の領域Ｒ２は、極端紫外線（ＥＵＶ）マスクであってもよい。
図１９の（ａ）及び図１９の（ｂ）の各々は、例示的実施形態に係るエッチング方法の対応の工程が適用された状態の一例の基板の部分拡大断面図である。方法ＭＴが基板ＷＣに適用される場合には、工程ＳＴｂにおいて、堆積物ＤＰが、図１９の（ａ）に示すように、第１の領域Ｒ１上に選択的又は優先的に形成される。そして、工程ＳＴｃにおいて、第２の領域Ｒ２が、図１９の（ｂ）に示すようにエッチングされる。なお、図１８に示す基板ＷＣには、方法ＭＴＢが適用されてもよい。
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、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
方法ＭＴ及び方法ＭＴＢにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１とは別の容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。また、方法ＭＴ及び方法ＭＴＢにおいて用いられるプラズマ処理装置は、プラズマ処理装置１Ｂとは別の誘導結合型のプラズマ処理装置であってもよい。方法ＭＴ及び方法ＭＴＢにおいて用いられるプラズマ処理装置は、他のタイプのプラズマ処理装置であってもよい。そのようなプラズマ処理装置は、電子サイクロトロン（ＥＣＲ）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であってもよい。
以上の説明から、本開示の種々の実施形態は、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。
Ｗ…基板、Ｒ１…第１の領域、Ｒ２…第２の領域、１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１４…基板支持器、ＭＣ…制御部。

Claims (15)

  1. （ａ）基板を提供する工程であり、該基板は第１の領域及び第２の領域を有し、前記第２の領域はシリコン及び酸素を含み、前記第１の領域は前記第２の領域上のマスクである、該工程と、
    （ｂ）一酸化炭素ガスと貴ガス又は窒素ガスとを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより前記マスク上に堆積物を形成する工程と、
    （ｃ）前記堆積物が形成された前記マスクを用いて前記第２の領域をエッチングする工程と、
    を含む、エッチング方法。
  2. 前記マスクは、極端紫外線により形成されるマスクである、請求項１に記載のエッチング方法。
  3. 前記（ｃ）は、
    （ｃ１）フルオロカーボンガスを含む第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、フルオロカーボンを含む別の堆積物を前記基板上に形成する工程と、
    （ｃ２）前記別の堆積物がその上に形成された前記基板に希ガスから生成されるプラズマからのイオンを供給することにより、前記第２の領域をエッチングする工程と、
    を含む、請求項１又は２に記載のエッチング方法。
  4. 前記（ｂ）と前記（ｃ）が交互に繰り返される、請求項１～３の何れか一項に記載のエッチング方法。
  5. 前記（ｂ）及び前記（ｃ）は、同一チャンバにおいて実行される、請求項１～４の何れか一項に記載のエッチング方法。
  6. 前記（ｂ）は、第１のチャンバにおいて実行され、
    前記（ｃ）は、第２のチャンバにおいて実行される、
    請求項１～４の何れか一項に記載のエッチング方法。
  7. 前記（ｂ）と前記（ｃ）との間に、真空環境下で前記第１のチャンバから前記第２のチャンバに前記基板を搬送する工程を更に含む、
    請求項６に記載のエッチング方法。
  8. ガス入口及びガス出口を備えるチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
    前記基板支持器の上方に設けられた上部電極と、
    前記チャンバ内でプラズマを生成するために高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
    前記基板支持器に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    （ａ）基板を提供する工程であり、該基板は第１の領域及び第２の領域を有し、前記第２の領域はシリコン及び酸素を含み、前記第１の領域は前記第２の領域上のマスクである、該工程と、
    （ｂ）一酸化炭素ガスと貴ガス又は窒素ガスとを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより前記マスク上に堆積物を形成する工程と、
    （ｃ）前記堆積物が形成された前記マスクを用いて前記第２の領域をエッチングする工程と、
    をもたらすように構成されている、
    プラズマ処理装置。
  9. 前記高周波電源は前記上部電極に接続され、
    前記制御部は、前記（ｂ）のときに、前記高周波電源から前記上部電極に前記高周波電力を供給するように構成されている、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  10. 前記高周波電源は前記基板支持器に接続され、
    前記制御部は、前記（ｂ）のときに、前記高周波電源から前記基板支持器に前記高周波電力を供給するように構成されている、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  11. 前記制御部は、前記（ｃ）のときに前記バイアス電源から前記基板支持器に前記電気バイアスを供給するように構成されている、請求項８～１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  12. 前記制御部は、
    （ｄ）前記（ｂ）と前記（ｃ）を交互に繰り返す工程を更にもたらすように構成される、請求項８～１１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  13. ガス入口及びガス出口を備えるチャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
    前記基板支持器の上方に設けられたアンテナと、
    前記チャンバ内でプラズマを生成するために高周波電力を供給するように構成された高周波電源と、
    前記基板支持器に電気バイアスを供給するように構成されたバイアス電源と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    （ａ）基板を提供する工程であり、該基板は第１の領域及び第２の領域を有し、前記第２の領域はシリコン及び酸素を含み、前記第１の領域は前記第２の領域上のマスクである、該工程と、
    （ｂ）一酸化炭素ガスと貴ガス又は窒素ガスとを含む第１の処理ガスから生成される第１のプラズマにより前記マスク上に堆積物を形成する工程と、
    （ｃ）前記堆積物が形成された前記マスクを用いて前記第２の領域をエッチングする工程と、
    をもたらすように構成されている、プラズマ処理装置。
  14. 前記高周波電源は前記アンテナに接続され、
    前記制御部は、前記（ｂ）のときに、前記高周波電源から前記アンテナに前記高周波電力を供給するように構成されている、
    請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
  15. 前記制御部は、前記（ｃ）のときに前記バイアス電源から前記基板支持器に前記電気バイアスを供給するように構成されている、請求項１３又は１４に記載のプラズマ処理装置。
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