JP2022179327A - 基板処理方法及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制する技術を提供する。【解決手段】例示的実施形態に係る基板処理方法は、エッチング対象膜とエッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法である。当該方法は、（ａ）開口に対応してエッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成する工程と、（ｂ）（ａ）の後、炭素及び水素を含有するガスを含む第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を第１層上に形成する工程と、（ｃ）（ｂ）の後、第３処理ガスを用いて、凹部をエッチングする工程とを含む。【選択図】図３

Description

本開示の例示的実施形態は、基板処理方法及び基板処理装置に関するものである。

特許文献１は、基板上のシリコン含有膜にエッチングにより凹部を形成する方法を開示する。この方法では、エッチング装置により、シリコン含有膜を途中までエッチングする。その後、成膜装置により、シリコン含有膜上にプラズマを生成せずにカーボン含有膜を成膜する。その後、エッチング装置により、シリコン含有膜を更にエッチングする。

特開２０１８－１６６２２３号公報

本開示は、エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制する技術を提供する。

一つの例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。当該方法は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法であって、（ａ）前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成する工程と、（ｂ）前記（ａ）の後、炭素及び水素を含有するガスを含む第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成する工程と、（ｃ）前記（ｂ）の後、第３処理ガスを用いて、前記凹部をエッチングする工程とを含む。

一つの例示的実施形態によれば、エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制することが可能となる。

図１は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。 図２は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。 図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法のフローチャートである。 図４は、一例の基板の部分拡大断面図である。 図５は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。 図６は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。 図７は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。 図８は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を実行することによって得られる一例の基板の部分拡大断面図である。 図９は、第１実験において基板処理方法を実行することによって得られる基板の部分拡大断面図である。 図１０は、第２実験において基板処理方法を実行することによって得られる基板の部分拡大断面図である。 図１１は、第１実験及び第２実験のそれぞれにおいて基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さを示すグラフである。 図１２は、第１実験、第３実験～第５実験において基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さを示すグラフである。 図１３は、第１実験、第６実験～第１０実験において基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さと温度との関係を示すグラフである。

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、基板処理方法は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法であって、（ａ）前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成する工程と、（ｂ）前記（ａ）の後、炭素及び水素を含有するガスを含む第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成する工程と、（ｃ）前記（ｂ）の後、第３処理ガスを用いて、前記凹部をエッチングする工程と、を含む。

上記実施形態の方法によれば、（ｃ）において、凹部の側壁に保護膜が形成されているので、凹部の側壁のエッチングが抑制される。よって、エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制できる。

上記基板処理方法は、前記（ｃ）の前に、前記（ａ）と前記（ｂ）とを繰り返す工程を更に含んでもよい。この場合、厚い保護膜を形成できる。

上記基板処理方法は、前記（ｃ）の後、前記（ａ）と前記（ｂ）と前記（ｃ）とを繰り返す工程を更に含んでもよい。この場合、深い凹部を形成できる。

前記（ａ）及び前記（ｂ）のうち少なくとも１つにおいて、前記基板の温度が３０℃未満であってもよい。この場合、低温で保護膜を形成できる。

前記（ｃ）において、前記基板の温度が３０℃未満であってもよい。この場合、低温で凹部をエッチングできる。

前記（ｃ）では、前記第３処理ガスから生成されるプラズマを用いてもよい。

前記（ｂ）では、前記第２処理ガスから生成されるプラズマを用いてもよい。

前記（ａ）では、前記第１処理ガスから生成されるプラズマを用いてもよい。

前記第１層が水素を含有してもよい。

前記第１層は、アンモニア、又はアミノ基を有する化合物を含んでもよい。

前記第１処理ガスが、窒素含有ガスを含んでもよい。

前記第２処理ガスが、ハイドロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。

前記エッチング対象膜が、シリコン含有膜及び金属膜のうち少なくとも１つを含んでもよい。

前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）において前記基板がｉｎ－ｓｉｔｕで処理されてもよい。この場合、スループットが向上する。前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）において前記基板がｉｎ－ｓｙｓｔｅｍで処理されてもよい。

一つの例示的実施形態において、基板処理装置は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部であり、前記基板は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える、基板支持部と、第１処理ガス、第２処理ガス及び第３処理ガスのそれぞれを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第２処理ガスは、炭素及び水素を含有するガスを含む、ガス供給部と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、前記第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成するよう前記ガス供給部を制御するように構成され、前記制御部は、前記第１層を形成した後、前記第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成するよう前記ガス供給部を制御するように構成され、前記制御部は、前記第２層を形成した後、前記第３処理ガスを用いて、前記凹部をエッチングするよう前記ガス供給部を制御するように構成される。

上記実施形態の装置によれば、（ｃ）において、凹部の側壁に保護膜が形成されているので、凹部の側壁のエッチングが抑制される。よって、エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制できる。

一つの例示的実施形態において、基板処理方法は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法であって、（ａ）第１処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第１処理ガスは、前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、窒素を含有する第１層を形成可能である、工程と、（ｂ）前記（ａ）の後、第２処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第２処理ガスは、炭素及び水素を含有するガスを含み、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成可能である、工程と、（ｃ）前記（ｂ）の後、第３処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第３処理ガスは、前記凹部をエッチング可能である、工程と、を含む。

上記実施形態の方法によれば、（ｃ）において、凹部の側壁に保護膜が形成されているので、凹部の側壁のエッチングが抑制される。よって、エッチングにおける凹部の側壁の形状不良を抑制できる。

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及び図２は、一つの例示的実施形態に係る基板処理装置を概略的に示す図である。本実施形態の基板処理装置は、例えばプラズマ処理システムである。

一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、基板支持部１１及びプラズマ生成部１２を含む。プラズマ処理チャンバ１０は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部２０に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム４０に接続される。基板支持部１１は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。

プラズマ生成部１２は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ（ＣＣＰ；ＣａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ；Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）、ＥＣＲプラズマ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ－ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｐｌａｓｍａ）、ヘリコン波励起プラズマ（ＨＷＰ：ＨｅｌｉｃｏｎＷａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）、又は、表面波プラズマ（ＳＷＰ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｗａｖｅ Ｐｌａｓｍａ）等であってもよい。また、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部及びＤＣ（ＤｉｒｅｃｔＣｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、２００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

制御部２は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置１に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部２は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置１の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部２の一部又は全てがプラズマ処理装置１に含まれてもよい。制御部２は、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２ａ１、記憶部２ａ２、及び通信インターフェース２ａ３を含んでもよい。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部２ａ２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。通信インターフェース２ａ３は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の通信回線を介してプラズマ処理装置１との間で通信してもよい。

以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。
プラズマ処理システムは、容量結合プラズマ処理装置１及び制御部２を含む。容量結合プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、ガス供給部２０、電源３０及び排気システム４０を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ１０内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド１３を含む。基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０内に配置される。シャワーヘッド１３は、基板支持部１１の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド１３は、プラズマ処理チャンバ１０の天部（ｃｅｉｌｉｎｇ）の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ１０は、シャワーヘッド１３、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａ及び基板支持部１１により規定されたプラズマ処理空間１０ｓを有する。プラズマ処理チャンバ１０は、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓに供給するための少なくとも１つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも１つのガス排出口とを有する。側壁１０ａは接地される。シャワーヘッド１３及び基板支持部１１は、プラズマ処理チャンバ１０筐体とは電気的に絶縁される。

基板支持部１１は、本体部１１１及びリングアセンブリ１１２を含む。本体部１１１は、基板（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。本体部１１１の環状領域１１１ｂは、平面視で本体部１１１の中央領域１１１ａを囲んでいる。基板Ｗは、本体部１１１の中央領域１１１ａ上に配置され、リングアセンブリ１１２は、本体部１１１の中央領域１１１ａ上の基板Ｗを囲むように本体部１１１の環状領域１１１ｂ上に配置される。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、リングアセンブリ１１２及び基板のうち少なくとも１つをターゲット温度に調節するように構成される温調モジュールを含んでもよい。温調モジュールは、ヒータ、伝熱媒体、流路、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間に伝熱ガスを供給するように構成された伝熱ガス供給部を含んでもよい。

シャワーヘッド１３は、ガス供給部２０からの少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ内に導入するように構成される。シャワーヘッド１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス拡散室１３ｂ、及び複数のガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス拡散室１３ｂを通過して複数のガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。また、シャワーヘッド１３は、導電性部材を含む。シャワーヘッド１３の導電性部材は上部電極として機能する。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド１３に加えて、側壁１０ａに形成された１又は複数の開口部に取り付けられる１又は複数のサイドガス注入部（ＳＧＩ：Ｓｉｄｅ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）を含んでもよい。

ガス供給部２０は、少なくとも１つのガスソース２１及び少なくとも１つの流量制御器２２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース２１からそれぞれに対応の流量制御器２２を介してシャワーヘッド１３に供給するように構成される。各流量制御器２２は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部２０は、少なくとも１つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

電源３０は、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ１０に結合されるＲＦ電源３１を含む。ＲＦ電源３１は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間１０ｓに供給された少なくとも１つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、ＲＦ電源３１は、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上の処理ガスからプラズマを生成するように構成されるプラズマ生成部の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスＲＦ信号を基板支持部１１の導電性部材に供給することにより、基板Ｗにバイアス電位が発生し、形成されたプラズマ中のイオン成分を基板Ｗに引き込むことができる。

一実施形態において、ＲＦ電源３１は、第１のＲＦ生成部３１ａ及び第２のＲＦ生成部３１ｂを含む。第１のＲＦ生成部３１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に結合され、プラズマ生成用のソースＲＦ信号（ソースＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、ソースＲＦ信号は、１３ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第１のＲＦ生成部３１ａは、異なる周波数を有する複数のソースＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のソースＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材及び／又はシャワーヘッド１３の導電性部材に供給される。第２のＲＦ生成部３１ｂは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して基板支持部１１の導電性部材に結合され、バイアスＲＦ信号（バイアスＲＦ電力）を生成するように構成される。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号よりも低い周波数を有する。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第２のＲＦ生成部３１ｂは、異なる周波数を有する複数のバイアスＲＦ信号を生成するように構成されてもよい。生成された１又は複数のバイアスＲＦ信号は、基板支持部１１の導電性部材に供給される。また、種々の実施形態において、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。

また、電源３０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源３２を含んでもよい。ＤＣ電源３２は、第１のＤＣ生成部３２ａ及び第２のＤＣ生成部３２ｂを含む。一実施形態において、第１のＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、第１のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第１のバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、第１のＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。一実施形態において、第２のＤＣ生成部３２ｂは、シャワーヘッド１３の導電性部材に接続され、第２のＤＣ信号を生成するように構成される。生成された第２のＤＣ信号は、シャワーヘッド１３の導電性部材に印加される。種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。なお、第１及び第２のＤＣ生成部３２ａ，３２ｂは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第１のＤＣ生成部３２ａが第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。

排気システム４０は、例えばプラズマ処理チャンバ１０の底部に設けられたガス排出口１０ｅに接続され得る。排気システム４０は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間１０ｓ内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。

図３は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法のフローチャートである。図３に示される基板処理方法（以下、「方法ＭＴ１」という）は、上記実施形態の基板処理装置により実行され得る。方法ＭＴ１は、基板Ｗに適用され得る。

図４は、一例の基板の部分拡大断面図である。図４に示されるように、一実施形態において、基板Ｗは、エッチング対象膜ＲＥとマスクＭＫとを備える。マスクＭＫはエッチング対象膜ＲＥ上に設けられる。

エッチング対象膜ＲＥは、凹部Ｒ１を含んでもよい。凹部Ｒ１は、側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂを有する。凹部Ｒ１は、開口であってもよい。凹部Ｒ１は例えばホール又はトレンチである。凹部Ｒ１は、後述の工程ＳＴ４と同様に、プラズマ処理装置１を用いたプラズマエッチングにより形成され得る。エッチング対象膜ＲＥは、複数の凹部Ｒ１を含んでもよい。

エッチング対象膜ＲＥは、シリコン含有膜を含んでもよい。シリコン含有膜は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ）、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）、シリコン炭化窒化膜（ＳｉＣＮ膜）、有機含有シリコン酸化膜（ＳｉＯＣＨ膜）、及びシリコン膜（Ｓｉ膜）のうち、いずれかの単層膜であってよいし、少なくとも２種を含む積層膜であってもよい。シリコン含有膜は、少なくとも２種のシリコン含有膜が交互に配列された多層膜であってもよい。なお、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）、シリコン酸化窒化膜（ＳｉＯＮ膜）、又はシリコン炭化窒化膜（ＳｉＣＮ膜）は、窒素を含有するシリコン含有膜である。シリコン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）、シリコン炭化膜（ＳｉＣ膜）、有機含有シリコン酸化膜（ＳｉＯＣＨ膜）、又はシリコン膜（Ｓｉ膜）は、窒素を含有しないシリコン含有膜である。シリコン膜（Ｓｉ膜）は、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ膜）、又は非結晶シリコン膜（α－Ｓｉ膜）であってもよい。

エッチング対象膜ＲＥは、ゲルマニウム含有膜を含んでもよい。ゲルマニウム含有膜は、ゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）及びシリコンゲルマニウム膜（ＳｉＧｅ膜）のいずれか１つの単層膜であってもよい。ゲルマニウム含有膜は、ゲルマニウム膜（Ｇｅ膜）及びシリコンゲルマニウム膜（ＳｉＧｅ膜）を含む積層膜であってもよい。

エッチング対象膜ＲＥは、金属膜を含んでもよい。金属膜は、例えば、タングステン（Ｗ）、炭化タングステン（ＷＣ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、窒化チタン（ＴｉＮ）及びルテニウム（Ｒｕ）のうち少なくとも１つを含有してもよい。

エッチング対象膜ＲＥは、有機膜を含んでもよい。有機膜は、例えば、アモルファスカーボン膜（ＡＣＬ）及びスピンオンカーボン膜（ＳＯＣ膜：Spin On Carbon膜）の少なくとも一つを含み得る。

マスクＭＫは、開口ＯＰを有する。開口ＯＰに対応してエッチング対象膜ＲＥに凹部Ｒ１が設けられる。開口ＯＰの幅は、例えば１００ｎｍ以下であり得る。隣り合う開口ＯＰ間の距離は、例えば１００ｎｍ以下であり得る。

マスクＭＫは、有機膜を含んでもよい。有機膜は、スピンオンカーボン膜及びアモルファスカーボン膜の少なくとも一つを含み得る。エッチング対象膜ＲＥが有機膜を含む場合、マスクＭＫは、シリコン酸化膜を含んでもよい。

以下、方法ＭＴ１について、方法ＭＴ１が上記実施形態の基板処理装置を用いて基板Ｗに適用される場合を例にとって、図３～図８を参照しながら説明する。図５～図７のそれぞれは、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の一工程を示す断面図である。図８は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を実行することによって得られる一例の基板の部分拡大断面図である。プラズマ処理装置１が用いられる場合には、制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御により、プラズマ処理装置１において方法ＭＴ１が実行され得る。方法ＭＴ１では、図２に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０内に配置された基板支持部１１上の基板Ｗを処理する。方法ＭＴ１により、基板Ｗはエッチングされ得る。

図３に示されるように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ１、工程ＳＴ２、工程ＳＴ３、工程ＳＴ４及び工程ＳＴ５を含む。工程ＳＴ１～工程ＳＴ５は、順に実行され得る。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ５のうち少なくとも１つは行われなくてもよい。工程ＳＴ４は、工程ＳＴ４の後の工程ＳＴ１と同時に行われてもよい。工程ＳＴ１～工程ＳＴ５において、基板Ｗは、同一のプラズマ処理チャンバ１０内で実行される、いわゆるｉｎ－ｓｉｔｕ（インサイチュ）で処理され得る。これにより、スループットが向上する。また、基板Ｗは各工程の間で大気に晒されることがないため、大気中の水分等による影響を受けることなく安定した処理が可能となる。工程ＳＴ１～工程ＳＴ５において、基板Ｗの温度は、３０℃未満、１０℃以下又は０℃以下であってもよい。基板Ｗの温度は、基板Ｗを支持するための基板支持部１１の温度によって調整され得る。工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２において、基板Ｗの温度は、基板支持部１１の温度とほぼ同じであり得る。工程ＳＴ４において、エッチングにより、基板Ｗの温度は基板支持部１１の温度よりも高くなり得る。

また、工程ＳＴ１～工程ＳＴ５において、基板Ｗは、同一の真空搬送系に接続され、真空状態のまま基板Ｗを搬送可能な異なるプラズマ処理チャンバ１０で実行される、いわゆるｉｎ－ｓｙｓｔｅｍ（インシステム）で処理され得る。これにより、基板Ｗは各工程の間で大気に晒されることがないため、大気中の水分等による影響を受けることなく安定した処理が可能となる。

図５に示されるように、工程ＳＴ１では、例えば第１プラズマＰ１を用いて、基板Ｗの凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに第１層Ｆ１を形成する。第１層Ｆ１は、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにも形成され得る。第１層Ｆ１は、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓのうち一部の領域に形成され得る。工程ＳＴ１では、第１プラズマＰ１に基板Ｗを晒してもよい。第１プラズマＰ１は、基板Ｗの凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに第１層Ｆ１を形成可能である。第１プラズマＰ１は第１処理ガスから生成される。第１処理ガスは、プラズマ処理装置１のガス供給部２０からプラズマ処理チャンバ１０内に供給され得る。第１プラズマＰ１は、プラズマ処理装置１のプラズマ生成部１２によって生成され得る。

第１処理ガスは、窒素含有ガスを含んでもよい。窒素含有ガスは、水素を含有してもよい。窒素含有ガスは、Ｎ_２ガス、ジアゼン（Ｎ_２Ｈ_２）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）ガス、アンモニア（ＮＨ_３）ガス、及び、メチルアミン（ＣＨ_３ＮＨ_２）ガスなどアミノ基（－ＮＨ_２）を含むガスのうち少なくとも１つを含み得る。第１処理ガスは、水素含有ガスを含んでもよい。水素含有ガスは、Ｈ_２ガスを含み得る。第１処理ガスは、ハロゲン化水素を含まなくてもよい。

第１層Ｆ１は窒素を含有する。第１層Ｆ１は水素を含有してもよい。第１層Ｆ１は、アンモニア（ＮＨ_３）、又はアミノ基（－ＮＨ_２）を有する化合物を含んでもよい。第１層Ｆ１は、例えばアンモニア吸着層である。第１層Ｆ１は、第１プラズマＰ１とエッチング対象膜ＲＥとの相互作用（例えば吸着又は化学反応）の結果として形成される。

なお、アンモニア（ＮＨ_３）ガスは反応性あるいは吸着性が高いため、第１処理ガスにアンモニア（ＮＨ_３）ガスを用いた場合、第１プラズマＰ１を用いずとも、基板Ｗの凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにアンモニア（ＮＨ_３）、又はアミノ基（－ＮＨ_２）を有する化合物を含む第１層Ｆ１を形成することが期待できる。

図６に示されるように、工程ＳＴ２では、第２処理ガスを用いて、第１層Ｆ１上に第２層Ｆ２を形成する。これにより、第１層Ｆ１及び第２層Ｆ２を含む保護膜ＰＲが形成される。第２層Ｆ２は、基板Ｗの凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂに形成され得る。第２層Ｆ２は、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのうち第１層Ｆ１が形成されていない領域には形成され難い。工程ＳＴ２では、第２処理ガスから生成される第２プラズマＰ２を用いてもよい。工程ＳＴ２では、第２プラズマＰ２に基板Ｗを晒してもよい。第２処理ガスは第１処理ガスとは異なる。第２処理ガス又は第２プラズマＰ２は、第１層Ｆ１上に第２層Ｆ２を形成可能である。第２処理ガスは、プラズマ処理装置１のガス供給部２０からプラズマ処理チャンバ１０内に供給され得る。第２プラズマＰ２は、プラズマ処理装置１のプラズマ生成部１２によって生成され得る。

第２処理ガスは、炭素及び水素を含有するガスを含む。第２処理ガスは、ハイドロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。ハイドロカーボン（Ｃ_ｘＨ_ｙ）ガスは、ＣＨ_４ガス及びＣ_２Ｈ_６ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。ハイドロフルオロカーボン（Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ）ガスは、ＣＨ_２Ｆ_２ガス、ＣＨＦ_３ガス及びＣＨ_３Ｆガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。第２処理ガスがフッ素を含有しない場合、意図しない凹部Ｒ１のエッチングを抑制できる。

第２層Ｆ２は、炭素及び水素を含有する。第２層Ｆ２は、例えばアルキル基を有する化合物の層である。第２層Ｆ２は、第２処理ガスから生成される第２プラズマＰ２と第１層Ｆ１との相互作用（例えば吸着又は化学反応）の結果として形成される。一例において、第１層Ｆ１のアミノ基の水素が第２プラズマＰ２中のメチルラジカルによって引き抜かれて、Ｎ－ＣＨ_３結合が形成され得る。さらに、ラジカル重合により、メチル基の水素がメチルラジカルによって引き抜かれて、ＣＨ_２－ＣＨ_３結合が形成され得る。したがって、保護膜ＰＲはアルキルアミンを含み得る。

なお、条件によって、第２処理ガスと第１層Ｆ１とが、直接、相互作用する場合、第２プラズマＰ２を用いなくてもよい。

工程ＳＴ２は、工程ＳＴ１から連続的に行われてもよい。すなわち、工程ＳＴ１と工程ＳＴ２との間に、例えば真空引き工程又はパージ工程等の中間工程が介在しなくてもよい。工程ＳＴ１と工程ＳＴ２との間に中間工程が介在する場合、中間工程の処理時間は１０秒以下であってもよい。中間工程の処理時間が短いと、保護膜ＰＲの厚みの均一性が高くなる。中間工程の処理時間が長いと、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにおける保護膜ＰＲの厚みが、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにおける保護膜ＰＲの厚みに比べて大きくなる傾向にある。これは、中間工程の処理時間が長くなるに連れて、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに形成された第１層Ｆ１の脱離量が多くなるからと考えられる。

工程ＳＴ３では、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行回数が予め定められた値に到達したかを判定してもよい。判定は、基板処理装置の制御部２によって行われ得る。工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行回数が予め定められた値に到達している場合、工程ＳＴ４を実行する。工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２の実行回数が予め定められた値に到達していない場合、工程ＳＴ１に戻り、工程ＳＴ１と工程ＳＴ２とを繰り返す。このように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ４の前に、工程ＳＴ１と工程ＳＴ２とを繰り返す工程を更に含んでもよい。これにより、厚い保護膜ＰＲを形成できる。

図７に示されるように、工程ＳＴ４では、例えば第３プラズマＰ３を用いて、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂをエッチングする。工程ＳＴ４では、第３プラズマＰ３に基板Ｗを晒してもよい。第３プラズマＰ３は、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂをエッチング可能である。第３プラズマＰ３は第３処理ガスから生成される。第３処理ガスは、プラズマ処理装置１のガス供給部２０からプラズマ処理チャンバ１０内に供給され得る。第３プラズマＰ３は、プラズマ処理装置１のプラズマ生成部１２によって生成され得る。第３処理ガスは第２処理ガスとは異なる。第３処理ガスは、第１処理ガスとは異なってもよいし、第１処理ガスと同じであってもよい。

第３処理ガスは、ハロゲン含有ガスを含み得る。ハロゲン含有ガスは、フッ素含有ガスを含み得る。フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、フッ化水素ガス及び三フッ化窒素（ＮＦ_３）ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。第３処理ガスは、窒素含有ガスを含み得る。窒素含有ガスは、窒素酸化物ガスを含み得る。

工程ＳＴ４において、基板Ｗを支持するための基板支持部１１にバイアス電力が印加されてもよい。バイアス電力は、図２の電源３０により印加され得る。バイアス電力により、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂのエッチングレートが増大する。

図８に示されるように、工程ＳＴ５では、凹部Ｒ１の深さＤＰが閾値に到達したかを判定してもよい。凹部Ｒ１の深さＤＰは、例えばエンドポイントモニタ等によりモニタされ得る。判定は、基板処理装置の制御部２によって行われ得る。凹部Ｒ１の深さＤＰが閾値に到達している場合、方法ＭＴ１を終了する。凹部Ｒ１の深さＤＰが閾値に到達していない場合、工程ＳＴ１に戻り、工程ＳＴ１～ＳＴ５を繰り返す。工程ＳＴ５では、工程ＳＴ１～工程ＳＴ５の繰り返し回数が閾値に到達したかを判定してもよい。このように、方法ＭＴ１は、工程ＳＴ４の後、工程ＳＴ１と工程ＳＴ２と工程ＳＴ４とを繰り返す工程を更に含んでもよい。これにより、深い凹部Ｒ１を形成できる。

工程ＳＴ４が、工程ＳＴ４の後の工程ＳＴ１と同時に行われる場合、第３プラズマＰ３は第１プラズマＰ１を兼ねる。その結果、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂのエッチング及び第１層Ｆ１の形成は、同時に行われる。

エッチング対象膜ＲＥが例えばシリコン窒化膜など窒素を含有するシリコン含有膜を含み、工程ＳＴ５の後、ＳＴ１が実行される場合、シリコン窒化膜に含まれる窒素が第１層Ｆ１の形成に寄与するため、第１処理ガスは窒素原子を含まなくてもよい。また、エッチング対象膜ＲＥが、水素原子を含むシリコン窒化膜など窒素及び水素を含有するシリコン含有膜の場合、工程ＳＴ４のエッチングによってＮＨ_３を含む反応生成物が凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに形成され、第１層Ｆ１として作用する。そのため、工程ＳＴ５の後、工程ＳＴ１の実行は省略されてもよい。

方法ＭＴ１の終了後において、凹部Ｒ１の深さＤＰは３μｍ以上であってもよいし、凹部Ｒ１のアスペクト比（凹部Ｒ１の幅ＷＤに対する深さＤＰ）は３０以上であってもよい。

上記実施形態の方法ＭＴ１によれば、工程ＳＴ４において、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに保護膜ＰＲが形成されているので、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓのエッチングが抑制される。よって、エッチングにおける凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓの形状不良（ボーイング）を抑制できる。

工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２のうち少なくとも１つにおいて、基板Ｗの温度が３０℃未満であると、低温で保護膜ＰＲを形成できる。工程ＳＴ２において基板Ｗの温度が３０℃未満であると、厚い第２層Ｆ２を形成できる。工程ＳＴ４において基板Ｗの温度が３０℃未満であると、低温で凹部Ｒ１をエッチングできる。

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。

以下、方法ＭＴ１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実験）
第１実験では、シリコン酸化膜とシリコン酸化膜上のマスクＭＫとを備える基板Ｗを準備した。シリコン酸化膜は、マスクＭＫの開口ＯＰに対して設けられた凹部Ｒ１を有している。その後、上記プラズマ処理システムを用いて基板Ｗに対して工程ＳＴ１を実施した。工程ＳＴ１において、第１処理ガスは、水素ガス（Ｈ_２ガス）と窒素ガス（Ｎ_２ガス）との混合ガスである。工程ＳＴ１では、第１プラズマＰ１を用いて、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに第１層Ｆ１を形成した。次に、工程ＳＴ２を実施した。工程ＳＴ２において、第２処理ガスは、メタン（ＣＨ_４）ガスである。工程ＳＴ２では、第２プラズマＰ２を用いて、第１層Ｆ１上に第２層Ｆ２を形成した。次に、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２のそれぞれの実行回数が１０に到達するまで工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２を繰り返した。工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２において、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度は－７０℃であった。

（第２実験）
第２実験では、工程ＳＴ１を行わなかったこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

（第１実験結果）
第１実験及び第２実験において方法が実行された基板Ｗの凹部Ｒ１の断面を観察した。図９及び図１０は、それぞれ第１実験及び第２実験において得られる基板の部分拡大断面図である。図９に示されるように、第１実験では、保護膜ＰＲがコンフォーマルに形成された。一方、図１０に示されるように、第２実験では、保護膜ＰＲ１の厚みが不均一であった。凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにおける保護膜ＰＲ１の厚みは、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにおける保護膜ＰＲ１の厚みよりも大きかった。

図１１は、第１実験及び第２実験のそれぞれにおいて基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さを示すグラフである。グラフ中、Ｅ１及びＥ２は第１実験及び第２実験の結果をそれぞれ示す。Ｅ１ｓ及びＥ２ｓは、それぞれ第１実験及び第２実験において、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに形成された保護膜ＰＲの厚さを示す。Ｅ１ｂ及びＥ２ｂは、それぞれ第１実験及び第２実験において、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂに形成された保護膜ＰＲの厚さを示す。

図１１に示されるように、第１実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは２０ｎｍであった。一方、第２実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにおける保護膜ＰＲ１の厚さは０ｎｍであり、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにおける保護膜ＰＲ１の厚さは７０ｎｍであった。よって、工程ＳＴ１を行わない場合、保護膜ＰＲ１が側壁Ｒ１ｓに形成されないことが分かった。これは、第１層Ｆ１が形成されないため、第２層Ｆ２も形成されないからと考えられる。

さらに、第１実験及び第２実験において方法が実行された基板Ｗについて工程ＳＴ４及び工程ＳＴ５を行うことにより、図８に示される凹部Ｒ１を形成した。エッチングにおける凹部Ｒ１の側壁のボーイングを評価するために、凹部Ｒ１の幅ＷＤの最大値を測定した。凹部Ｒ１の幅ＷＤの最大値は、第１実験において１０７ｎｍ、第２実験において１１３ｎｍであった。第１実験では、第２実験と比べて、凹部Ｒ１の幅ＷＤの最大値が小さくなった。よって、第１実験では、エッチングにおける凹部Ｒ１の側壁のボーイングも抑制されることが分かった。

（第３実験）
第３実験では、第１処理ガスとして、窒素ガス（Ｎ_２ガス）を用いたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

（第４実験）
第４実験では、第１処理ガスとして、水素ガス（Ｈ_２ガス）を用いたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

（第５実験）
第５実験では、第１処理ガスとしてアルゴンガス（Ａｒガス）を用いて、プラズマを生成しなかったこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

（第２実験結果）
第１実験、第３実験～第５実験において方法が実行された基板Ｗの凹部Ｒ１の断面を観察した。図１２は、第１実験、第３実験～第５実験において基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さを示すグラフである。グラフ中、Ｅ１及びＥ３～Ｅ５は第１実験及び第３実験～第５実験の結果をそれぞれ示す。Ｅ３ｓ～Ｅ５ｓは、それぞれ第３実験～第５実験において、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓに形成された保護膜ＰＲの厚さを示す。Ｅ３ｂ～Ｅ５ｂは、それぞれ第３実験～第５実験において、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂに形成された保護膜ＰＲの厚さを示す。

図１２に示されるように、第３実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは１５ｎｍであった。一方、第４実験及び第５実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにおける保護膜ＰＲ１の厚さは０ｎｍであり、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにおける保護膜ＰＲ１の厚さは７０ｎｍであった。よって、第１処理ガスとして水素ガス又はアルゴンガスを用いた場合、保護膜ＰＲ１が側壁Ｒ１ｓに形成されないことが分かった。これは、第１層Ｆ１が形成されないため、第２層Ｆ２も形成されないからと考えられる。

（第６実験～第１０実験）
第６実験～第１０実験では、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２における基板Ｗ及び基板支持部１１の温度をそれぞれ－３０℃、－１０℃、１０℃、３０℃及び５０℃としたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

（第３実験結果）
第１実験、第６実験～第１０実験において方法が実行された基板Ｗの凹部Ｒ１の断面を観察した。図１３は、第１実験、第６実験～第１０実験において基板処理方法を実行することによって得られる保護膜の厚さと温度との関係の一例を示すグラフである。縦軸は、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さを示す。横軸は、工程ＳＴ１及び工程ＳＴ２における基板Ｗ及び基板支持部１１の温度を示す。グラフ中、実線は凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓにおける保護膜ＰＲの厚さを示す。破線は、凹部Ｒ１の底部Ｒ１ｂにおける保護膜ＰＲの厚さを示す。実線及び破線は互いに重なっていた。

図１３に示されるように、第６実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは１５ｎｍであった。第７実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは１０ｎｍであった。第８実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは５ｎｍであった。第９実験及び第１０実験では、凹部Ｒ１の側壁Ｒ１ｓ及び底部Ｒ１ｂのそれぞれにおける保護膜ＰＲの厚さは０ｎｍであった。よって、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度が低下するに連れて保護膜ＰＲの厚さが大きくなることが分かった。これは、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度が低下するに連れて、工程ＳＴ１において、吸着又は化学反応による作用が高まり第１層Ｆ１が安定して形成され、形成された第１層Ｆ１が再び昇華する確率も低いからと考えられる。あるいは、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度が低下するに連れて、工程ＳＴ２において、第１層Ｆ１へのメタンガスの吸着量が多くなるからと考えられる。なお、第１処理ガスとして、例えばアンモニアガスより沸点が高いメチルアミン又はヒドラジンを用いると、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度を３０℃以上とした場合であっても、保護膜ＰＲを形成できる。あるいは、第２処理ガスとして、例えばメタンガスよりも大きい炭素数を有するハイドロカーボンガスを用いると、基板Ｗ及び基板支持部１１の温度を３０℃以上とした場合であっても、保護膜ＰＲを形成できる。

（第１１実験）
第１１実験では、工程ＳＴ２において第２プラズマＰ２を生成せず第２処理ガスを用いたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。工程ＳＴ２において、第２処理ガスは、メタン（ＣＨ_４）ガスである。

（第４実験結果）
第１１実験において方法が実行された基板Ｗの凹部Ｒ１の断面を観察した。図９に示される形状と同様に、第１１実験では、保護膜ＰＲがコンフォーマルに形成された。これにより、第２プラズマＰ２を用いずとも保護膜ＰＲが形成可能な場合があることが分かる。ただし、第１１実験における保護膜ＰＲの厚みは、図９に示される第１実験における保護膜ＰＲの厚みよりも薄かった。このことから、第２プラズマＰ２を用いる場合、第２プラズマＰ２を用いない場合に比べて、保護膜ＰＲを厚くできることが分かる。

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。

２…制御部、１０…プラズマ処理チャンバ、１１…基板支持部、２０…ガス供給部、Ｆ１…第１層、Ｆ２…第２層、ＭＫ…マスク、ＭＴ１…方法、ＯＰ…開口、Ｒ１…凹部、Ｒ１ｓ…側壁、ＲＥ…エッチング対象膜、Ｗ…基板。

Claims (17)

1. エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法であって、
   （ａ）前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成する工程と、
   （ｂ）前記（ａ）の後、炭素及び水素を含有するガスを含む第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成する工程と、
   （ｃ）前記（ｂ）の後、第３処理ガスを用いて、前記凹部をエッチングする工程と、
   を含む、方法。
2. 前記（ｃ）の前に、前記（ａ）と前記（ｂ）とを繰り返す工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記（ｃ）の後、前記（ａ）と前記（ｂ）と前記（ｃ）とを繰り返す工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記（ａ）及び前記（ｂ）のうち少なくとも１つにおいて、前記基板の温度が３０℃未満である、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記（ｃ）において、前記基板の温度が３０℃未満である、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記（ｃ）では、前記第３処理ガスから生成されるプラズマを用いる、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記（ｂ）では、前記第２処理ガスから生成されるプラズマを用いる、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記（ａ）では、前記第１処理ガスから生成されるプラズマを用いる、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１層が水素を含有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１層は、アンモニア、又はアミノ基を有する化合物を含む、請求項９に記載の方法。
11. 前記第１処理ガスが、窒素含有ガスを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第２処理ガスが、ハイドロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのうち少なくとも１つを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記エッチング対象膜が、シリコン含有膜及び金属膜のうち少なくとも１つを含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）において前記基板がｉｎ－ｓｉｔｕで処理される、請求項１～１３のいずれか一項記載の方法。
15. 前記（ａ）、前記（ｂ）及び前記（ｃ）において前記基板がｉｎ－ｓｙｓｔｅｍで処理される、請求項１～１３のいずれか一項記載の方法。
16. チャンバと、
    前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持部であり、前記基板は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える、基板支持部と、
    第１処理ガス、第２処理ガス及び第３処理ガスのそれぞれを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第２処理ガスは、炭素及び水素を含有するガスを含む、ガス供給部と、
    制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、前記第１処理ガスを用いて、窒素を含有する第１層を形成するよう前記ガス供給部を制御するように構成され、
    前記制御部は、前記第１層を形成した後、前記第２処理ガスを用いて、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成するよう前記ガス供給部を制御するように構成され、
    前記制御部は、前記第２層を形成した後、前記第３処理ガスを用いて、前記凹部をエッチングするよう前記ガス供給部を制御するように構成される、基板処理装置。
17. エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上に設けられ開口を有するマスクとを備える基板を処理する方法であって、
    （ａ）第１処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第１処理ガスは、前記開口に対応して前記エッチング対象膜に設けられた凹部の側壁に、窒素を含有する第１層を形成可能である、工程と、
    （ｂ）前記（ａ）の後、第２処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第２処理ガスは、炭素及び水素を含有するガスを含み、炭素及び水素を含有する第２層を前記第１層上に形成可能である、工程と、
    （ｃ）前記（ｂ）の後、第３処理ガスに前記基板を晒す工程であり、前記第３処理ガスは、前記凹部をエッチング可能である、工程と、
    を含む、方法。
    
    

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