JP2023170393A - プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とする。【解決手段】チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法を提供する。この方法は、（ａ）エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する工程と、（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第１の領域を第２の領域に対して選択的に除去する工程と、を含む。【選択図】図２

Description

本発明の例示的な実施形態は、プラズマ処理方法及びプラズマ処理システムに関する。

特許文献１には、非有機膜をトリミングする技術が開示されている。

米国特許出願第２０１７／０２４３７４４号公報

本開示は、金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とするプラズマ処理方法を提供する。

本開示の一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、（ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。

本開示の一つの例示的実施形態によれば、金属含有膜に微細なパターンの形成を可能とするプラズマ処理方法を提供できる。

例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。 本処理方法を示すフローチャートである。 工程ＳＴ１で提供される基板Ｗの断面構造の一例を模式的に示す図である。 工程ＳＴ２の処理後における基板Ｗの断面構造の一例を模式的に示す図である。 工程ＳＴ３の処理後における基板Ｗの断面構造の一例を模式的に示す図である。 工程ＳＴ４の処理後における基板Ｗの断面構造の一例を模式的に示す図である。

以下、本開示の各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、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、（ａ）エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する工程と、（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第１の領域を第２の領域に対して選択的に除去する工程と、を含むプラズマ処理方法が提供される。

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程における改質により、第２の領域の第２のプラズマに対するエッチング耐性が、第１の領域の第２のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる。

一つの例示的実施形態において、（ｃ）の工程は、エッチング対象膜が露出するように第１の領域を除去する。

一つの例示的実施形態において、金属含有膜はスズ又はチタンを含む。

一つの例示的実施形態において、金属含有膜は有機物を含む。

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、ＮＦ_３ガス及びＳＦ_６ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む。

一つの例示的実施形態において、第２の処理ガスは、塩素含有ガスを含む。

一つの例示的実施形態において、塩素含有ガスは、ＢＣｌ_３ガス又はＣｌ_２ガスである。

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、Ｏ_２ガス、ＣＯガス及びＣＯ_２ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む。

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む。

一つの例示的実施形態において、塩素含有ガスは、Ｃｌ_２ガス、ＢＣｌ_３ガス及びＳｉＣｌ_４ガスからなる群から選択される少なくとも一つである。

一つの例示的実施形態において、（ｃ）の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを第２の処理ガスとして第２のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを第２の処理ガスとして第２のプラズマを生成することとを交互に繰り返す。

一つの例示的実施形態において、エッチング対象膜はＳｉ含有膜又は炭素含有膜である。

一つの例示的実施形態において、（ｃ）の工程の後に、（ｄ）金属含有膜をマスクとして用いて、エッチング対象膜をエッチングする工程を含む。

一つの例示的実施形態において、（ａ）乃至（ｄ）の工程を、同一のチャンバ内で行う。

一つの例示的実施形態において、金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、第１の領域は金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、第２の領域は、金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である。

一つの例示的実施形態において、第１の領域は、ＥＵＶにより露光されている。

一つの例示的実施形態において、チャンバ、チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、制御部は、（ａ）エッチング対象膜及びエッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を基板支持部上に準備する制御であって、金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、制御と、（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、金属含有膜を改質する制御と、（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、改質された金属含有膜の第１の領域を第２の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させるプラズマ処理システムを提供する。

以下、図面を参照して、本開示の各実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。

＜プラズマ処理システムの構成例＞
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。図１は、例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。

プラズマ処理システムは、マイクロ波プラズマ源を用いたプラズマ処理装置１と、制御部２とを含む。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理チャンバ１０、マイクロ波プラズマ源２０、ガス供給部３０、バイアス電源４０及び排気システム５０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。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。プラズマ処理チャンバ１０は、リング状の支持部１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２、排気室１０３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。プラズマ処理チャンバ１０は接地される。

基板支持部１１は、本体部１１１、リングアセンブリ１１２及び支持部材１１３を含む。本体部１１１は、基板Ｗを支持するための中央領域１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域１１１ｂとを有する。ウェハは基板Ｗの一例である。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。従って、中央領域１１１ａは、基板Ｗを支持するための基板支持面とも呼ばれ、環状領域１１１ｂは、リングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

一実施形態において、本体部１１１は、基台１１１０及び静電チャック１１１１を含む。基台１１１０は、導電性部材を含む。基台１１１０の導電性部材はバイアス電極として機能し得る。静電チャック１１１１は、基台１１１０の上に配置される。静電チャック１１１１は、セラミック部材１１１１ａとセラミック部材１１１１ａ内に配置される静電電極１１１１ｂとを含む。セラミック部材１１１１ａは、中央領域１１１ａを有する。一実施形態において、セラミック部材１１１１ａは、環状領域１１１ｂも有する。なお、環状静電チャックや環状絶縁部材のような、静電チャック１１１１を囲む他の部材が環状領域１１１ｂを有してもよい。この場合、リングアセンブリ１１２は、環状静電チャック又は環状絶縁部材の上に配置されてもよく、静電チャック１１１１と環状絶縁部材の両方の上に配置されてもよい。また、後述するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）電源４１及び／又はＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源４２に結合される少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよい。この場合、少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極がバイアス電極として機能する。なお、基台１１１０の導電性部材と少なくとも１つのＲＦ／ＤＣ電極とが複数のバイアス電極として機能してもよい。また、静電電極１１１１ｂがバイアス電極として機能してもよい。従って、基板支持部１１は、少なくとも１つのバイアス電極を含む。

リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。一実施形態において、１又は複数の環状部材は、１又は複数のエッジリングと少なくとも１つのカバーリングとを含む。エッジリングは、導電性材料又は絶縁材料で形成され、カバーリングは、絶縁材料で形成される。

支持部材１１３は、本体部１１１を支持する部材である。支持部材１１３は、排気室１０３の底部中央から上方に延びる円筒形状でよい。支持部材１１３は、ＡｌＮ等のセラミック材料で形成される。

また、基板支持部１１は、静電チャック１１１１、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１１１０ａ、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路１１１０ａには、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。一実施形態において、流路１１１０ａが基台１１１０内に形成され、１又は複数のヒータが静電チャック１１１１のセラミック部材１１１１ａ内に配置される。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と中央領域１１１ａとの間の間隙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。

マイクロ波プラズマ源２０は、支持部１０１に支持される。マイクロ波プラズマ源２０は、マイクロ波透過板２１、平面スロットアンテナ２２、遅波材２３、冷却ジャケット２４、同軸導波管２５、モード変換器２６、導波管２７及びマイクロ波発生器２８を含む。

マイクロ波透過板２１は、支持部にシール部材を介して気密に構成されている。したがって、プラズマ処理チャンバ１０は気密に保持される。マイクロ波透過板２１は、例えば石英やＡｌ_２Ｏ_３等のセラミックスから形成される円板形状の誘電体でよい。

平面スロットアンテナ２２は、複数のスロットを有し、マイクロ波透過板２１に対応する円板状で、マイクロ波透過板２１に密着するように構成されている。この平面スロットアンテナ２２はプラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２上端に係止されてよい。

平面スロットアンテナ２２は、例えば円板形状の導電体でよい。また、平面スロットアンテナ２２は、例えば表面が銀または金メッキされた銅板またはアルミニウム板からなり、マイクロ波を放射するための複数のスロットが所定パターンで貫通するように形成されている。スロットのパターンは、マイクロ波が基板Ｗに対して均等に放射されるように設定されてよい。スロットのパターンは、例えばＴ字状に配置された２つのスロットを一対として複数対のスロットが同心円状に配置されているものを挙げることができる。スロットの長さや配列間隔は、マイクロ波の実効波長（λg）に応じて決定され、例えばスロットは、スロットの間隔がλg／４、λg／２またはλgとなるように配置されてよい。なお、スロットは、円形状、円弧状等の他の形状であってもよい。さらに、スロットの配置形態は特に限定されず、同心円状のほか、例えば、螺旋状、放射状に配置することもできる。また、平面スロットアンテナ２２は、マイクロ波透過板２１に対して離間して配置されてよい。

遅波材２３は、平面スロットアンテナ２２の上面に密着して設けられている。遅波材２３は、真空よりも大きい誘電率を誘電体でよい。遅波材２３は、例えば石英、セラミックス（Ａｌ_２Ｏ_３）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミドなどの樹脂等から形成されてよい。遅波材２３は、マイクロ波の波長を真空中より短くしてマイクロ波の位相を調整する機能を有する。また、遅波材２３は、平面スロットアンテナ２２に対して離間して配置されてよい。

マイクロ波透過板２１及び遅波材２３の厚さは、マイクロ波透過板２１、平面スロットアンテナ２２及び遅波材２３で形成される等価回路が共振条件を満たすように調整される。遅波材２３の厚さを調整することにより、マイクロ波の位相を調整することができる。平面スロットアンテナ２２と遅波材２３との接合部が定在波の「はら」になるように、遅波材２３の厚みを調整することにより、マイクロ波の反射が極小化され、マイクロ波の放射エネルギーが最大となる。また、マイクロ波透過板２１及び遅波材２３を同じ材質として、マイクロ波の界面反射を抑制するようにしてよい。

冷却ジャケット２４は、プラズマ処理チャンバ１０の上面において、平面スロットアンテナ２２及び遅波材２３を覆うように設けられている。冷却ジャケット２４は、例えばアルミニウムやステンレス鋼、銅等の金属材からなる熱伝導体でよい。冷却ジャケット２４には、冷却水流路２４ａが設けられている。冷却水流路２４ａに冷却水を流すことで、マイクロ波透過板２１、平面スロットアンテナ２２及び遅波材２３が冷却される。

同軸導波管２５は、冷却ジャケット２４の中央に設けられた開口部の上方からマイクロ波透過板２１に向けて挿入されている。同軸導波管２５には、中空棒状の内導体２５ａと円筒状の外導体２５ｂとが同心状に配置されている。同軸導波管２５の上端はモード変換器２６に接続されている。内導体２５ａの下端は平面スロットアンテナ２２に接続されている。外導体２５ｂの下端は遅波材２３に接続されている。

モード変換器２６は、水平に延びる断面矩形状の導波管２７を介してマイクロ波発生器２８が接続されるように構成されている。モード変換器２６は、マイクロ波の振動モードを変換する機能を有する。

導波管２７は、一端がモード変換器２６、他端がマイクロ波発生器２８に接続されるように構成されている。導波管２７にはマッチング回路２７ａが介在されている。

マイクロ波発生器２８は、例えば周波数が２．４５ＧＨｚのマイクロ波を生成する。発生したマイクロ波は、導波管２７を伝播し、モード変換器２６で振動モードがＴＥモードからＴＥＭモードへ変換され、同軸導波管２５を介して遅波材２３に向けて伝播する。マイクロ波は、遅波材２３の内部を径方向外側に向かって放射状に広がり、平面スロットアンテナ２２のスロットから放射される。放射されたマイクロ波は、マイクロ波透過板２１を透過して直下のプラズマ処理空間１０ｓ内に電界を生じさせ、プラズマ処理空間１０ｓ内の処理ガスからマイクロ波プラズマを生成させる。マイクロ波透過板２１の下面には、テーパ状に凹んだ環状の凹部２１ａが形成されてよく、マイクロ波プラズマが効率よく生成可能になっている。

なお、マイクロ波の周波数としては、２．４５ＧＨｚの他、８．３５ＧＨｚ、１．９８ＧＨｚ、８６０ＭＨｚ、９１５ＭＨｚ等、種々の周波数を用いてよい。また、一例では、マイクロ波のパワーは２０００以上５０００Ｗ以下、パワー密度は２．８以上７．１Ｗ／ｃｍ_２以下でよい。

ガス供給部３０は、少なくとも１つのガスソース３１及び少なくとも１つの流量制御器３２を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部３０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３１からそれぞれに対応の流量制御器３２を介してガス導入部に供給するように構成される。各流量制御器３２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３０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。

ガス導入部は、ガス供給部３０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。一実施形態において、ガス導入部は、モード変換器２６および同軸導波管２５の内導体２５ａの内部に形成されたガス流路３３を含み、このガス流路の先端のガス供給口３４は、例えばマイクロ波透過板２１の中央部において、プラズマ処理空間１０ｓ内に開口している。ガス供給部３０からガス導入部に導入された処理ガスは、ガス流路３３を通過してガス供給口３４からプラズマ処理空間１０ｓ内に供給される。なお、ガス導入部は、ガス流路３３に加えて又はその代わりに、側壁１０２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。

バイアス電源４０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４１を含む。ＲＦ電源４１は、ＲＦ信号（ＲＦ電力）をバイアス電極に供給するように構成される。これにより、少なくとも１つのバイアスＲＦ信号をバイアス電極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４１は、ＲＦ生成部４１ａを含む。ＲＦ生成部４１ａは、少なくとも１つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも１つのバイアス電極に結合され、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、１００ｋＨｚ～６０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、ＲＦ生成部４１ａ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、少なくとも１つのバイアス電極に供給される。また、種々の実施形態において、バイアスＲＦ信号がパルス化されてもよい。

また、バイアス電源４０は、プラズマ処理チャンバ１０に結合されるＤＣ電源４２を含んでもよい。ＤＣ電源４２は、バイアスＤＣ生成部４２ａを含む。一実施形態において、バイアスＤＣ生成部４２ａは、少なくとも１つのバイアス電極に接続され、バイアスＤＣ信号を生成するように構成される。生成されたバイアスＤＣ信号は、少なくとも１つのバイアス電極に印加される。

種々の実施形態において、バイアスＤＣ信号は、パルス化されてもよい。この場合、電圧パルスのシーケンスが少なくとも１つのバイアス電極に印加される。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせのパルス波形を有してもよい。一実施形態において、ＤＣ信号から電圧パルスのシーケンスを生成するための波形生成部がバイアスＤＣ生成部４２ａと少なくとも１つのバイアス電極との間に接続される。従って、バイアスＤＣ生成部４２ａ及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。電圧パルスは、正の極性を有してもよく、負の極性を有してもよい。また、電圧パルスのシーケンスは、１周期内に１又は複数の正極性電圧パルスと１又は複数の負極性電圧パルスとを含んでもよい。なお、バイアスＤＣ生成部４２ａは、ＲＦ電源４１に加えて設けられてもよい。

排気システム５０は、例えば排気室１０３に設けられたガス排出口５１に接続され得る。排気システム５０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。

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、処理部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。制御部２は、例えばコンピュータ２ａにより実現される。処理部２ａ１は、記憶部２ａ２からプログラムを読み出し、読み出されたプログラムを実行することにより種々の制御動作を行うように構成され得る。このプログラムは、予め記憶部２ａ２に格納されていてもよく、必要なときに、媒体を介して取得されてもよい。取得されたプログラムは、記憶部２ａ２に格納され、処理部２ａ１によって記憶部２ａ２から読み出されて実行される。媒体は、コンピュータ２ａに読み取り可能な種々の記憶媒体であってもよく、通信インターフェース２ａ３に接続されている通信回線であってもよい。処理部２ａ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよい。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。

＜プラズマ処理方法の一例＞
図２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法（以下「本処理方法」ともいう。）を示すフローチャートである。図２に示すように、本処理方法は、基板を準備する工程ＳＴ１と、金属含有膜を改質する（以下「改質処理」ともいう）工程ＳＴ２と、金属含有膜を現像する（以下「現像処理」ともいう）工程ＳＴ３とを含む。本処理方法は、エッチング対象膜をエッチングする工程ＳＴ４をさらに含んでよい。各工程における処理は、図１に示すプラズマ処理システムで実行されてよい。以下では、制御部２がプラズマ処理装置１の各部を制御して、基板Ｗに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。

（工程ＳＴ１：基板の準備）
工程ＳＴ１において、基板Ｗは、プラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０ｓ内に準備される。基板Ｗは、基板支持部１１の中央領域１１１ａに配置される。そして、基板Ｗは、静電チャック１１１１により基板支持部１１に保持される。

基板Ｗが基板支持部１１の中央領域１１１ａに配置された後、基板支持部１１の温度が温調モジュールにより設定温度に調整されてよい。設定温度は、例えば、６０℃以下の温度（一例では常温）でよい。一例では、基板支持部１１の温度を調整又は維持することは、流路１１１０ａを流れる伝熱流体の温度を設定温度又は設定温度と異なる温度に調整又は維持することを含む。一例では、基板支持部１１の温度を調整又は維持することは、静電チャック１１１１と基板Ｗの裏面との間の伝熱ガス（例えばＨｅ）の圧力を制御することを含む。なお、流路１１１０ａに伝熱流体が流れ始めるタイミングは、基板Ｗが基板支持部１１に載置される前でも後でもよく、また同時でもよい。また、本処理方法において、基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ１の前に設定温度に調整されてよい。すなわち、基板支持部１１の温度が設定温度に調整された後に、基板支持部１１に基板Ｗを準備してよい。本処理方法の以降の工程において、基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ１で調整した設定温度に維持される。

図３は、工程ＳＴ１で準備される基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。基板Ｗは、下地膜ＵＦ上に、エッチング対象膜ＥＦ及び金属含有膜ＭＦがこの順で積層されている。基板Ｗは、半導体デバイスの製造に用いられてよい。半導体デバイスは、例えば、ＤＲＡＭ、３Ｄ－ＮＡＮＤフラッシュメモリ等の半導体メモリデバイスを含む。

下地膜ＵＦは、一例では、シリコンウェハやシリコンウェハ上に形成された炭素含有膜、誘電体膜、金属膜、半導体膜等である。下地膜ＵＦは、複数の膜が積層されて構成されてよい。

エッチング対象膜ＥＦは、下地膜ＵＦとは異なる膜である。エッチング対象膜ＥＦは、例えば、炭素含有膜、誘電膜、半導体膜、金属膜でよい。エッチング対象膜ＥＦは、一つの膜で構成されてよく、また複数の膜が積層されて構成されてもよい。例えば、エッチング対象膜ＥＦは、シリコン含有膜、炭素含有膜、スピンオングラス（ＳＯＧ）膜、Ｓｉ含有反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）等の膜が１又は複数積層されて構成されてよい。

基板Ｗを構成する下地膜ＵＦ及びエッチング対象膜ＥＦは、それぞれ、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スピンコート法等により形成されてよい。上記下地膜ＵＦ及びエッチング対象膜ＥＦは、平坦な膜であってよく、また、凹凸を有する膜であってもよい。

金属含有膜ＭＦは、エッチング対象膜ＥＦの上面に形成されている。金属含有膜ＭＦは、金属を含有する膜であり、露光された第１の領域ＭＦ１と、露光されていない第２の領域ＭＦ２とを有している。

金属含有膜ＭＦは「ネガ型」の膜である。すなわち、現像処理に用いるプラズマに対するエッチング耐性は、露光された第１の領域ＭＦ１が、露光されていない第２の領域ＭＦ２よりも高い。例えば、工程ＳＴ３の現像処理に用いる第２のプラズマに金属含有膜ＭＦを曝した場合、露光されていない第２の領域ＭＦ２が除去され、露光された第１の領域ＭＦ１が残る。

金属含有膜ＭＦは、スズ又はチタンを含有する膜でよい。一例では、金属含有膜は、酸化スズを含んでよい。金属含有膜ＭＦは、有機物を含んでもよい。金属含有膜ＭＦは、第１の領域ＭＦ１と、第２の領域ＭＦ２とで、含有成分及び／又はその含有比が異なってよい。一例では、第１の領域ＭＦ１を構成する膜は、酸素、炭素及びスズを含んでよい。一例では、第２の領域ＭＦ２を構成する膜は、炭素及びスズを含んでよい。第１の領域ＭＦ１及び／又は第２の領域ＭＦ２を構成する膜は、さらに、シリコンを含んでよい。

金属含有膜ＭＦは、リソグラフィにより形成されてよい。例えば、まず、エッチング対象膜ＥＦ上に金属を含有するフォトレジスト膜を形成する。次に、露光マスクを介して、当該フォトレジスト膜に選択的に光（例えば、ＥＵＶエキシマレーザ等）を照射する。これにより、露光された第１の領域ＭＦ１と、露光されていない第２の領域ＭＦ２とを有する金属含有膜ＭＦが形成される。第１の領域ＭＦ１は、露光マスクに設けられた開口に対応する領域である。第２の領域ＭＦ２は、露光マスクに設けられたパターンに対応する領域である。

基板Ｗの各構成を形成するプロセスの少なくとも一部は、プラズマ処理空間１０ｓ内で行われてよい。また、基板Ｗの各構成の全部又は一部が基板処理装置１の外部の装置又はチャンバで形成された後、基板Ｗがプラズマ処理空間１０ｓ内に提供されてもよい。

（工程ＳＴ２：金属含有膜の改質）
工程ＳＴ２において、金属含有膜ＭＦが改質される。まず、ガス供給部３０から第１の処理ガスがプラズマ処理チャンバ１０ｓ内に供給される。第１の処理ガスはフッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む。次に、プラズマ処理チャンバ１０ｓ内に、マイクロ波プラズマ源２０からマイクロ波が放射される。これにより第１の処理ガスからフッ素又は酸素の活性種を含む第１のプラズマが生成される。第１のプラズマに曝されることで、金属含有膜ＭＦが改質される。改質は、金属含有膜ＭＦがフッ化又は酸化されることを含んでよい。改質は、金属含有膜ＭＦの少なくとも一部の含有成分及び／又はその成分比が変化することを含んでよい。改質は、金属含有膜ＭＦの一部又は全部が硬化すること、又は、金属含有膜ＭＦの一部が他の部分よりも硬化することを含んでよい。

第１の処理ガスは、フッ素含有ガスを含んでよい。フッ素含有ガスは、一例では、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、ＮＦ_３ガス及びＳＦ_６ガスからなる群から選択される少なくとも１種のガスでよい。一例では、フルオロカーボンガスは、ＣＦ_４ガス、Ｃ_２Ｆ_２ガス、Ｃ_２Ｆ_４ガス、Ｃ_３Ｆ_６ガス、Ｃ_３Ｆ_８ガス、Ｃ_４Ｆ_６ガス、Ｃ_４Ｆ_８ガス及びＣ_５Ｆ_８ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。一例では、ハイドロフルオロカーボンガスは、ＣＨＦ_３ガス、ＣＨ_２Ｆ_２ガス、ＣＨ_３Ｆガス、Ｃ_２ＨＦ_５ガス、Ｃ_２Ｈ_２Ｆ_４ガス、Ｃ_２Ｈ_３Ｆ_３ガス、Ｃ_２Ｈ_４Ｆ_２ガス、Ｃ_３ＨＦ_７ガス、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_２ガス、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_４ガス、Ｃ_３Ｈ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_３Ｈ_３Ｆ_５ガス、Ｃ_４Ｈ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_４Ｈ_５Ｆ_５ガス、Ｃ_４Ｈ_２Ｆ_８ガス、Ｃ_５Ｈ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_５Ｈ_２Ｆ_１０ガス及びＣ_５Ｈ_３Ｆ_７ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。

第１の処理ガスは、フッ素含有ガスに代えて、酸素含有ガスを含んでよい。酸素含有ガスは、一例では、Ｏ_２ガス、ＣＯガス、ＣＯ_２ガスなる群から選択される少なくとも１種のガスでよい。第１の処理ガスが酸素含有ガスを含む場合、第１の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含んでよい。塩素含有ガスは、一例では、ＨＣｌガス、Ｃｌ_２ガス、ＢＣｌ_３ガス及びＳｉＣｌ_４ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。

第１の処理ガスは、貴ガスやＮ_２ガス等の不活性ガスをさらに含んでよい。

図４は、工程ＳＴ２の処理後の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。図４では、改質後の金属含有膜ＭＦを金属含有膜ＭＦａ（ＭＦ１ａ、ＭＦ２ａ）として示している。

第１の処理ガスが、フッ素含有ガスを含む場合、金属含有膜ＭＦａは第１のプラズマ中のフッ素の活性種によりフッ化され得る。すなわち、改質処理後の第１の領域ＭＦ１ａ及び第２の領域ＭＦ２ａは、改質処理前の第１の領域ＭＦ１及び第２の領域ＭＦ２に比べて、フッ素の含有量が多くなり得る。これに伴い、改質処理前に含まれていたその余の成分（例えば、酸素、炭素又は、スズ等）の含有比は低下し得る。改質処理後の第１の領域ＭＦ１ａの表面は、第２の領域ＭＦ２ａの表面に比べて硬化してよい。

第１の処理ガスが、酸素含有ガスを含む場合、金属含有膜ＭＦａは第１のプラズマ中の酸素の活性種により酸化され得る。改質処理後の第１の領域ＭＦ１ａ及び第２の領域ＭＦ２ａは、改質処理前の第１の領域ＭＦ１及び第２の領域ＭＦ２に比べて、酸素の含有量が多くなり得る。これに伴い、改質処理前に含まれていたその余の成分（例えば、炭素又はスズ等）の含有比は低下し得る。改質処理後の第１の領域ＭＦ１ａの表面は、第２の領域ＭＦ２ａの表面に比べて硬化してよい。

上述のとおり、改質処理前の金属含有膜ＭＦは「ネガ型」の膜である。すなわち、現像処理に用いるプラズマに対するエッチング耐性は、第１の領域ＭＦ１が第２の領域ＭＦ２より高い。これに対し、改質処理後の金属含有膜ＭＦａは「ポジ型」の膜になる。すなわち、上記エッチング耐性は、第２の領域ＭＦ２ａが第１の領域ＭＦ１ａより高くなる。これにより、例えば、工程ＳＴ３の現像処理で用いる第２のプラズマに、改質後の金属含有膜ＭＦａを曝した場合、第１の領域ＭＦ１ａが第２の領域ＭＦ２ａに対して選択的にエッチングされて除去される。

（工程ＳＴ３：金属含有膜の現像）
工程ＳＴ３において、金属含有膜ＭＦａが現像される。まず、ガス供給部３０から第２の処理ガスがプラズマ処理チャンバ１０ｓ内に供給される。次に、プラズマ処理チャンバ１０ｓ内に、マイクロ波プラズマ源２０からマイクロ波が放射される。これにより、第２の処理ガスから第２のプラズマが生成される。このとき、基板支持部１１の下部電極にバイアス信号を供給して、第２のプラズマと基板Ｗとの間にバイアス電位を発生させてよい。第２のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Ｗに引きよせられ、当該活性種によって金属含有膜ＭＦａの現像処理が進行する。

第２の処理ガスは、第１の処理ガスに対応して選択されてよい。第１の処理ガスが、フッ素含有ガスを含む場合、第２の処理ガスは、塩素含有ガスを含む。塩素含有ガスは、例えば、ＢＣｌ_３ガス又はＣｌ_２ガスでよい。

第１の処理ガスが、酸素ガスを含む場合、第２の処理ガスは、水素含有ガス（例えばＨ_２ガス）、窒素含有ガス（例えばＮ_２ガス）、及び、塩素含有ガス（例えばＣｌ_２ガス）を含んでよい。これらのガスの供給は、同時でなくてよい。例えば、第２の処理ガスとして、水素含有ガス及び窒素含有ガスと、塩素含有ガスとが交互に供給されてよい。すなわち、第２の処理ガスとして水素含有ガス及び窒素含有ガスを供給して第２のプラズマを生成する工程と、第２の処理ガスとして、塩素含有ガスを供給して第２のプラズマを生成する工程とを交互に繰り返してよい。

図５は、工程ＳＴ３の処理後の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。上述のとおり、現像処理に用いる第２のプラズマに対するエッチング耐性は、第２の領域ＭＦ２ａが第１の領域ＭＦ１ａよりも高い。そのため、図５に示すとおり、現像処理により、第１の領域ＭＦ１ａが第２の領域ＭＦ２ａに対して選択的にエッチングされて除去される。これにより、金属含有膜ＭＦａに開口ＯＰが形成される。

開口ＯＰは、第２の領域ＭＦ２ａの側面によって規定される。開口ＯＰは、当該側面に囲まれた、エッチング対象膜ＥＦ上の空間である。開口ＯＰは、基板Ｗの平面視において、第１の領域ＭＦ１ａに対応する形状（結果的に金属含有膜ＭＦの露光に用いた露光マスクの開口に対応する形状）を有する。当該形状は、例えば、円、楕円、矩形、線やこれらの１種類以上を組み合わせた形状であってよい。金属含有膜ＭＦａには、複数の開口ＯＰが形成されてよい。複数の開口ＯＰは、それぞれ穴形状を有し、一定の間隔で配列されたアレイパターンを構成してよい。また、複数の開口ＯＰは、それぞれ線形状を有し、一定の間隔で並んでライン＆スペースのパターンを構成してもよい。

（工程ＳＴ４：エッチング対象膜のエッチング）
工程ＳＴ４において、エッチング対象膜ＥＦがエッチングされる。まず、ガス供給部３０から第３の処理ガスがプラズマ処理チャンバ１０ｓ内に供給される。第３の処理ガスは、エッチング対象膜ＥＦが金属含有膜ＭＦａに対して十分な選択比をもってエッチングできるように選択されてよい。次に、プラズマ処理チャンバ１０ｓ内に、マイクロ波プラズマ源２０からマイクロ波が放射される。これにより、第３の処理ガスから第３のプラズマが生成される。このとき、基板支持部１１の下部電極にバイアス信号を供給して、第３のプラズマと基板Ｗとの間にバイアス電位を発生させてよい。第３のプラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Ｗに引きよせられ、当該活性種によってエッチング対象膜ＥＦがエッチングされる。

図６は、工程ＳＴ４の処理後の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。工程ＳＴ４においては、金属含有膜ＭＦａがマスクとして機能し、エッチング対象膜ＥＦがエッチングされる。図６に示すように、工程ＳＴ４により、金属含有膜ＭＦａの開口ＯＰの形状に基づいて、エッチング対象膜ＥＦに凹部ＲＣが形成される。

本処理方法によれば、改質処理により「ネガ型」の金属含有膜ＭＦを「ポジ型」の膜にすることができるので、現像処理により金属含有膜ＭＦに露光されていない第２の領域ＭＦ２ａからなるパターンを形成することができる。これにより、本処理方法によれば、通常の「ネガ型」のフォトレジスト膜では実現が困難な微細なパターン（例えば、微細なホールアレイパターン）を金属含有膜ＭＦに形成し得る。

＜実施例＞
次に、本処理方法の実施例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、プラズマ処理装置１を用いて基板Ｗに本処理方法を適用した。基板Ｗ上の金属含有膜ＭＦは、スズを含有するフォトレジスト膜をＥＵＶで露光して形成した。工程ＳＴ２の改質処理に用いた第１の処理ガスはＣＦ_４ガスを含んでいた。工程ＳＴ３の現像処理に用いた第２の処理ガスは、ＢＣｌ_３ガス及びＣｌ_２ガスを含んでいた。

（参考例１）
参考例１では、実施例１と同様の金属含有膜ＭＦについて、工程ＳＴ２における改質処理を行わずに、実施例１の工程ＳＴ３と同一の条件で、現像処理を行った。

現像処理における実施例１及び参考例１の金属含有膜ＭＦのエッチングレートを表１に示す。「ＥＲ１」は、露光された第１の領域のエッチングレートである。「ＥＲ２」は、露光されていない第２の領域のエッチングレートである。

表１に示すとおり、実施例１では、現像処理における第１の領域のエッチングレートが、第２の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第２の領域が第１の領域よりも大きかった。これに対し、参考例１では、現像処理における第２の領域のエッチングレートが、第１の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第１の領域が第２の領域よりも大きかった。

（実施例２）
実施例２では、プラズマ処理装置１を用いて基板Ｗに本処理方法を適用した。基板Ｗ上の金属含有膜ＭＦは、実施例１と同様に形成した。工程ＳＴ２の改質処理に用いた第１の処理ガスはＣｌ_２ガスとＯ_２ガスとを含んでいた。工程ＳＴ３の現像処理においては、第２の処理ガスとして、Ｎ_２ガス及びＨ_２ガスと、Ｃｌ_２ガスとを交互に供給した。

（参考例２）
参考例２では、工程ＳＴ２における改質処理を行わずに、実施例２と同様の金属含有膜ＭＦについて、実施例２の工程ＳＴ３と同一の条件で、現像処理を行った。

現像処理における実施例２及び参考例２の金属含有膜ＭＦのエッチングレートを表２に示す。「ＥＲ１」は、露光された第１の領域のエッチングレートである。「ＥＲ２」は、露光されていない第２の領域のエッチングレートである。

表２に示すとおり、実施例２では、現像処理における第１の領域のエッチングレートが、第２の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第２の領域が第１の領域よりも大きかった。これに対し、参考例２では、現像処理における第２の領域のエッチングレートが、第１の領域のエッチングレートより大きい。すなわち、現像処理に用いたプラズマに対するエッチング耐性は、第１の領域が第２の領域よりも大きかった。

本処理方法は、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、本処理方法は、マイクロ波プラズマ源を用いたプラズマ処理装置１以外にも、誘導結合型のプラズマ処理装置、容量結合型のプラズマ処理装置等、任意のプラズマ源を用いた基板処理装置を用いて実行してよい。

本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。

（付記１）
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
（ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、
（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する工程と、
を含む、プラズマ処理方法。

（付記２）
前記（ｂ）の工程における前記改質により、前記第２の領域の前記第２のプラズマに対するエッチング耐性が、前記第１の領域の前記第２のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる、付記１に記載のプラズマ処理方法。

（付記３）
前記（ｃ）の工程は、前記エッチング対象膜が露出するように前記第１の領域を除去する、付記１又は付記２に記載のプラズマ処理方法。

（付記４）
前記金属含有膜はスズ又はチタンを含む、付記１から付記３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記５）
前記金属含有膜は有機物を含む、付記４に記載のプラズマ処理方法。

（付記６）
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、ＮＦ_３ガス及びＳＦ_６ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む付記１から付記５のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記７）
前記第２の処理ガスは、塩素含有ガスを含む、付記６に記載のプラズマ処理方法。

（付記８）
前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ_３ガス又はＣｌ_２ガスである、付記７に記載のプラズマ処理方法。

（付記９）
前記第１の処理ガスは、Ｏ_２ガス、ＣＯガス及びＣＯ_２ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む、付記１から付記５のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記１０）
前記第１の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む、付記９に記載のプラズマ処理方法。

（付記１１）
前記塩素含有ガスは、Ｃｌ_２ガス、ＢＣｌ_３ガス及びＳｉＣｌ_４ガスからなる群から選択される少なくとも一つである、付記１０に記載のプラズマ処理方法。

（付記１２）
前記（ｃ）の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを前記第２の処理ガスとして前記第２のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを前記第２の処理ガスとして前記第２のプラズマを生成することとを交互に繰り返す、付記９から付記１１のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記１３）
前記エッチング対象膜はＳｉ含有膜又は炭素含有膜である、付記１から付記１２のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記１４）
前記（ｃ）の工程の後に、（ｄ）前記金属含有膜をマスクとして用いて、前記エッチング対象膜をエッチングする工程を含む、付記１から付記１３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記１５）
前記（ａ）乃至（ｄ）の工程を、同一のチャンバ内で行う、付記１４に記載のプラズマ処理方法。

（付記１６）
前記金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、前記第１の領域は前記金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、前記第２の領域は、前記金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である、付記１から付記１５のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。

（付記１７）
前記第１の領域は、ＥＵＶにより露光されている、付記１６に記載のプラズマ処理方法。

（付記１８）
チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、
前記制御部は、
（ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、制御と、
（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させる、
プラズマ処理システム。

（付記１９）
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるデバイス製造方法であって、
（ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、
（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する工程と、
を備える、デバイス製造方法。

（付記２０）
チャンバと、前記チャンバ内に設けられた基板支持部プラズマ生成部を備えるプラズマ処理システムのコンピュータに、
（ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、制御と、
（ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
（ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する制御と、
制御を実行させる、プログラム。

（付記２１）
付記２０に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……プラズマ処理チャンバ、１０ｓ……プラズマ処理空間、１１……基板支持部、２０……マイクロ波プラズマ源、３０……ガス供給部、４０……バイアス電源、５０……排気システム、ＭＦ、ＭＦａ……金属含有膜、ＥＦ……エッチング対象膜、ＵＦ……下地膜、ＭＦ１、ＭＦ１ａ……第１の領域、ＭＦ２、ＭＦ２ａ……第２の領域、ＯＰ……開口、ＲＣ……凹部、Ｗ……基板

Claims (18)

1. チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
   （ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板をチャンバ内の基板支持部上に準備する工程であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、工程と、
   （ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する工程と、
   （ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する工程と、
   を含む、プラズマ処理方法。
2. 前記（ｂ）の工程における前記改質により、前記第２の領域の前記第２のプラズマに対するエッチング耐性が、前記第１の領域の前記第２のプラズマに対するエッチング耐性よりも大きくなる、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
3. 前記（ｃ）の工程は、前記エッチング対象膜が露出するように前記第１の領域を除去する、請求項２に記載のプラズマ処理方法。
4. 前記金属含有膜はスズ又はチタンを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
5. 前記金属含有膜は有機物を含む、請求項４に記載のプラズマ処理方法。
6. 前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、ＮＦ_３ガス及びＳＦ_６ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む請求項１に記載のプラズマ処理方法。
7. 前記第２の処理ガスは、塩素含有ガスを含む、請求項６に記載のプラズマ処理方法。
8. 前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ_３ガス又はＣｌ_２ガスである、請求項７に記載のプラズマ処理方法。
9. 前記第１の処理ガスは、Ｏ_２ガス、ＣＯガス及びＣＯ_２ガスからなる群から選択される少なくとも一つを含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
10. 前記第１の処理ガスは、塩素含有ガスをさらに含む、請求項９に記載のプラズマ処理方法。
11. 前記塩素含有ガスは、Ｃｌ_２ガス、ＢＣｌ_３ガス及びＳｉＣｌ_４ガスからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項１０に記載のプラズマ処理方法。
12. 前記（ｃ）の工程は、水素含有ガス及び窒素含有ガスを含むガスを前記第２の処理ガスとして前記第２のプラズマを生成することと、塩素含有ガスを含むガスを前記第２の処理ガスとして前記第２のプラズマを生成することとを交互に繰り返す、請求項９に記載のプラズマ処理方法。
13. 前記エッチング対象膜はＳｉ含有膜又は炭素含有膜である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
14. 前記（ｃ）の工程の後に、（ｄ）前記金属含有膜をマスクとして用いて、前記エッチング対象膜をエッチングする工程を含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
15. 前記（ａ）乃至（ｄ）の工程を、同一のチャンバ内で行う、請求項１４に記載のプラズマ処理方法。
16. 前記金属含有膜は、金属含有フォトレジスト膜を含み、前記第１の領域は前記金属含有フォトレジスト膜のうち露光された領域であり、前記第２の領域は、前記金属含有フォトレジストのうち露光されていない領域である、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
17. 前記第１の領域は、ＥＵＶにより露光されている、請求項１６に記載のプラズマ処理方法。
18. チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、及び、制御部を有するプラズマ処理システムであって、
    前記制御部は、
    （ａ）エッチング対象膜及び前記エッチング対象膜上に設けられた金属含有膜を有する基板を前記基板支持部上に準備する制御であって、前記金属含有膜は、露光された第１の領域と露光されていない第２の領域とを有する、制御と、
    （ｂ）フッ素含有ガス又は酸素含有ガスのいずれかを含む第１の処理ガスから生成した第１のプラズマを用いて、前記金属含有膜を改質する制御と、
    （ｃ）第２の処理ガスから生成した第２のプラズマを用いて、前記改質された金属含有膜の前記第１の領域を前記第２の領域に対して選択的に除去する制御と、を含む制御を実行させる、
    プラズマ処理システム。

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