JP6990799B2 - エッチング方法、プラズマ処理装置、処理ガス、デバイスの製造方法、プログラム、及び記憶媒体 - Google Patents

エッチング方法、プラズマ処理装置、処理ガス、デバイスの製造方法、プログラム、及び記憶媒体 Download PDF

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Description

本開示の例示的実施形態は、エッチング方法、処理ガス、及びプラズマ処理装置に関するものである。
電子デバイスの製造においては、基板のシリコン含有膜のプラズマエッチングが行われている。プラズマエッチングでは、処理ガスから生成されたプラズマを用いてシリコン含有膜のエッチングが行われる。米国特許出願公開第２０１６／０３４３５８０号明細書は、シリコン含有膜のプラズマエッチングに用いられる処理ガスとして、フルオロカーボンガスを含む処理ガスを開示している。特開２０１６－３９３１０号公報は、シリコン含有膜のプラズマエッチングに用いられる処理ガスとして、炭化水素ガス及びハイドロフルオロカーボンガスを含む処理ガスを開示している。
米国特許出願公開第２０１６／０３４３５８０号明細書 特開２０１６－３９３１０号公報
本開示は、シリコン含有膜のプラズマエッチングにおいてエッチングレートを高める技術を提供する。
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、プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板はシリコン含有膜を含む。エッチング方法は、チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種によりシリコン含有膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、及び水素含有ガスを含む。水素含有ガスは、フッ化水素、Ｈ２、アンモニア、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する。
一つの例示的実施形態によれば、シリコン含有膜のプラズマエッチングにおいてエッチングレートを高め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。 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４の（ａ）は、図１に示すエッチング方法が適用された一例の基板の部分拡大断面図であり、図４の（ｂ）は、リンを含まない処理ガスから形成されたプラズマによってエッチングされた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エッチング方法に関する一例のタイミングチャートである。 図６の（ａ）及び図６の（ｂ）はそれぞれ、工程ＳＴＰにおいてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜をエッチングした実験例において形成された保護膜ＰＦに対するＸＰＳ分析の結果を示す図である。 一つの例示的実施形態に係るエッチング方法に関する別の例のタイミングチャートである。 第１の実験で求めた、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜のエッチングレートとの関係を示すグラフである。 第１の実験で求めた、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜に形成された開口の最大幅との関係を示すグラフである。 第１の実験で求めた、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量と選択比との関係を示すグラフである。 第２の実験で求めた、ＰＦ３ガスの流量とシリコン含有膜のエッチングレート、マスクのエッチングレート、及び選択比の各々との関係を示すグラフである。 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。 図１２に示すエッチング方法が適用された一例の基板の部分拡大断面図である。 図１２に示すエッチング方法が適用された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に関する一例のタイミングチャートである。 第７の実験の結果を示すグラフである。 第８～第１１の実験の結果を示すグラフである。 図１８の（ａ）は第１２の実験の結果を示すグラフであり、図１８の（ｂ）は第１３の実験の結果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、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基板を準備する工程（ａ）を含む。基板はシリコン含有膜を含む。エッチング方法は、チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種によりシリコン含有膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、及び水素含有ガスを含む。水素含有ガスは、フッ化水素、Ｈ２、アンモニア、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含んでいてもよい。
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基板を準備する工程（ａ）を含む。基板はシリコン含有膜を含む。エッチング方法は、チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びハロゲン含有ガスを含む。ハロゲン含有ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有する。
一つの例示的実施形態において、上述のフッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含んでいてもよい。炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスであってもよい。
一つの例示的実施形態において、上述のハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２ガス及び／又はＨＢｒガスであってもよい。
一つの例示的実施形態において、上述の処理ガスにおける第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下であってもよい。第１のガスは、処理ガスに含まれるリン含有ガス以外の全てのガスである。第２のガスは、リン含有ガスである。流量比は、０．０７５以上、０．３以下であってもよい。
一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、エッチングによって形成された開口を画成する側壁面上に処理ガスに含まれるリンと酸素の結合を含む保護膜を形成する工程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）は、チャンバ内にプラズマが存在するときに、基板を支持する基板支持器の下部電極に電気バイアスのパルス波を周期的に与えることを含んでいてもよい。電気バイアスは、高周波バイアス電力であるか負極性の直流電圧のパルス波である。電気バイアスのパルス波が下部電極に与えられる周期を規定する周波数は、５Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下であってもよい。
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）の前に、基板支持器の温度を０℃以下に設定する工程を更に含んでいてもよい。
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、基板をプラズマ処理装置のチャンバ内に準備する工程を含む。基板は、シリコン含有膜及びマスクを有する。エッチング方法は、チャンバ内で処理ガスからプラズマを生成してシリコン含有膜をエッチングする工程を含む。処理ガスは、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む。
一つの例示的実施形態において、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは、希ガスを更に含んでいてもよい。希ガスを除く処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。
一つの例示的実施形態において、基板を支持する基板支持器の温度が工程（ｂ）において０℃以下の温度又は－４０℃以下の温度に設定されてもよい。
一つの例示的実施形態において、リン含有ガスは、ハロゲン元素を含有してもよい。リン含有ガス中のハロゲン元素は、フッ素以外のハロゲン元素であってもよい。
一つの例示的実施形態において、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量の合計におけるリン含有ガスの流量の割合は、２％以上であってもよい。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含んでいてもよい。フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、炭素含有ガス、及びハロゲン含有ガスの流量の合計におけるハロゲン含有ガスの流量の割合は、０％よりも大きく、１０％以下であってもよい。
一つの例示的実施形態において、シリコン含有膜はシリコン酸化膜を含んでいてもよい。シリコン含有膜はシリコン窒化膜を更に含んでいてもよい。
別の例示的実施形態において、シリコン酸化膜のプラズマエッチング用の処理ガスが提供される。処理ガスは、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む。
一つの例示的実施形態において、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。
一つの例示的実施形態において、処理ガスは希ガスを更に含んでいてもよく、希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。
一つの例示的実施形態において、リン含有ガスは、ハロゲン元素を含有してもよい。ハロゲン元素は、フッ素以外のハロゲン元素であってもよい。
一つの例示的実施形態において、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量の合計におけるリン含有ガスの流量の割合は、２％以上であってもよい。
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、シリコン含有膜を有する基板に適用される。方法ＭＴでは、シリコン含有膜がエッチングされる。
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、ＤＲＡＭ、３Ｄ－ＮＡＮＤのようなデバイスの製造に用いられ得る。基板Ｗは、シリコン含有膜ＳＦを有する。基板Ｗは、下地領域ＵＲを更に有していてもよい。シリコン含有膜ＳＦは、下地領域ＵＲ上に設けられ得る。
シリコン含有膜ＳＦは、シリコン含有誘電体膜であり得る。シリコン含有誘電体膜は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を含み得る。シリコン含有誘電体膜は、シリコンを含有する膜であれば、他の膜種を有する膜であってもよい。また、シリコン含有膜ＳＦは、シリコン膜（例えば多結晶シリコン膜）を含んでいてもよい。また、シリコン含有膜ＳＦは、シリコン窒化膜、多結晶シリコン膜、炭素含有シリコン膜、及び低誘電率膜のうち少なくとも一つを含んでいてもよい。炭素含有シリコン膜は、ＳｉＣ膜及び／又はＳｉＯＣ膜を含み得る。低誘電率膜は、シリコンを含有し、層間絶縁膜として用いられ得る。また、シリコン含有膜ＳＦは、互いに異なる膜種を有する二つ以上のシリコン含有膜を含んでいてもよい。二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含んでいてもよい。シリコン含有膜ＳＦは、例えば、交互に積層された一つ以上のシリコン酸化膜及び一つ以上のシリコン窒化膜を含む多層膜であってもよい。シリコン含有膜ＳＦは、交互に積層された複数のシリコン酸化膜及び複数のシリコン窒化膜を含む多層膜であってもよい。或いは、二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン膜を含んでいてもよい。シリコン含有膜ＳＦは、例えば、交互に積層された一つ以上のシリコン酸化膜及び一つ以上のシリコン膜を含む多層膜であってもよい。シリコン含有膜ＳＦは、交互に積層された複数のシリコン酸化膜及び複数の多結晶シリコン膜を含む多層膜であってもよい。或いは、二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及びシリコン膜を含んでいてもよい。
基板Ｗは、マスクＭＫを更に有していてもよい。マスクＭＫは、シリコン含有膜ＳＦ上に設けられている。マスクＭＫは、工程ＳＴ２においてシリコン含有膜ＳＦのエッチングレートよりも低いエッチングレートを有する材料から形成される。マスクＭＫは、有機材料から形成され得る。即ち、マスクＭＫは、炭素を含有してもよい。マスクＭＫは、例えば、アモルファスカーボン膜、フォトレジスト膜、又はスピンオンカーボン膜（ＳＯＣ膜）から形成され得る。或いは、マスクＭＫは、シリコン含有反射防止膜のようなシリコン含有膜から形成されてもよい。或いは、マスクＭＫは、窒化チタン、タングステン、炭化タングステンのような金属含有材料から形成された金属含有マスクであってもよい。マスクＭＫは、３μｍ以上の厚みを有し得る。
マスクＭＫは、パターニングされている。即ち、マスクＭＫは、工程ＳＴ２においてシリコン含有膜ＳＦに転写されるパターンを有している。マスクＭＫのパターンがシリコン含有膜ＳＦに転写されると、シリコン含有膜ＳＦにはホール又はトレンチのような開口（凹部）が形成される。工程ＳＴ２においてシリコン含有膜ＳＦに形成される開口のアスペクト比は２０以上であってよく、３０以上、４０以上、又は５０以上であってもよい。なお、マスクＭＫは、ラインアンドスペースパターンを有していてもよい。
方法ＭＴでは、シリコン含有膜ＳＦのエッチングのためにプラズマ処理装置が用いられる。図３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３に示すプラズマ処理装置１は、チャンバ１０を備える。チャンバ１０は、その中に内部空間１０ｓを提供する。チャンバ１０はチャンバ本体１２を含む。チャンバ本体１２は、略円筒形状を有する。チャンバ本体１２は、例えばアルミニウムから形成される。チャンバ本体１２の内壁面上には、耐腐食性を有する膜が設けられている。耐腐食性を有する膜は、酸化アルミニウム、酸化イットリウムなどのセラミックから形成され得る。
チャンバ本体１２の側壁には、通路１２ｐが形成されている。基板Ｗは、通路１２ｐを通して内部空間１０ｓとチャンバ１０の外部との間で搬送される。通路１２ｐは、ゲートバルブ１２ｇにより開閉される。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る。
チャンバ本体１２の底部上には、支持部１３が設けられている。支持部１３は、絶縁材料から形成される。支持部１３は、略円筒形状を有する。支持部１３は、内部空間１０ｓの中で、チャンバ本体１２の底部から上方に延在している。支持部１３は、基板支持器１４を支持している。基板支持器１４は、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、下部電極１８及び静電チャック２０を有する。基板支持器１４は、電極プレート１６を更に有し得る。電極プレート１６は、アルミニウムなどの導体から形成されており、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート１６上に設けられている。下部電極１８は、アルミニウムなどの導体から形成されており、略円盤形状を有する。下部電極１８は、電極プレート１６に電気的に接続されている。
静電チャック２０は、下部電極１８上に設けられている。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、本体及び電極を有する。静電チャック２０の本体は、略円盤形状を有し、誘電体から形成される。静電チャック２０の電極は、膜状の電極であり、静電チャック２０の本体内に設けられている。静電チャック２０の電極は、スイッチ２０ｓを介して直流電源２０ｐに接続されている。静電チャック２０の電極に直流電源２０ｐからの電圧が印加されると、静電チャック２０と基板Ｗとの間に静電引力が発生する。基板Ｗは、その静電引力によって静電チャック２０に引き付けられて、静電チャック２０によって保持される。
基板支持器１４上には、エッジリング２５が配置される。エッジリング２５は、リング状の部材である。エッジリング２５は、シリコン、炭化シリコン、又は石英などから形成され得る。基板Ｗは、静電チャック２０上、且つ、エッジリング２５によって囲まれた領域内に配置される。
下部電極１８の内部には、流路１８ｆが設けられている。流路１８ｆには、チャンバ１０の外部に設けられているチラーユニットから配管２２ａを介して熱交換媒体（例えば冷媒）が供給される。流路１８ｆに供給された熱交換媒体は、配管２２ｂを介してチラーユニットに戻される。プラズマ処理装置１では、静電チャック２０上に載置された基板Ｗの温度が、熱交換媒体と下部電極１８との熱交換により、調整される。
プラズマ処理装置１には、ガス供給ライン２４が設けられている。ガス供給ライン２４は、伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス（例えばＨｅガス）を、静電チャック２０の上面と基板Ｗの裏面との間の間隙に供給する。
プラズマ処理装置１は、上部電極３０を更に備える。上部電極３０は、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る。上部電極３０と部材３２は、チャンバ本体１２の上部開口を閉じている。
上部電極３０は、天板３４及び支持体３６を含み得る。天板３４の下面は、内部空間１０ｓの側の下面であり、内部空間１０ｓを画成する。天板３４は、発生するジュール熱の少ない低抵抗の導電体又は半導体から形成され得る。天板３４は、天板３４をその板厚方向に貫通する複数のガス吐出孔３４ａを有する。
支持体３６は、天板３４を着脱自在に支持する。支持体３６は、アルミニウムなどの導電性材料から形成される。支持体３６の内部には、ガス拡散室３６ａが設けられている。支持体３６は、ガス拡散室３６ａから下方に延びる複数のガス孔３６ｂを有する。複数のガス孔３６ｂは、複数のガス吐出孔３４ａにそれぞれ連通している。支持体３６には、ガス導入口３６ｃが形成されている。ガス導入口３６ｃは、ガス拡散室３６ａに接続している。ガス導入口３６ｃには、ガス供給管３８が接続されている。
ガス供給管３８には、流量制御器群４１及びバルブ群４２を介して、ガスソース群４０が接続されている。流量制御器群４１及びバルブ群４２は、ガス供給部を構成している。ガス供給部は、ガスソース群４０を更に含んでいてもよい。ガスソース群４０は、複数のガスソースを含む。複数のガスソースは、方法ＭＴで用いられる処理ガスのソースを含む。流量制御器群４１は、複数の流量制御器を含む。流量制御器群４１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。バルブ群４２は、複数の開閉バルブを含む。ガスソース群４０の複数のガスソースの各々は、流量制御器群４１の対応の流量制御器及びバルブ群４２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では、チャンバ本体１２の内壁面及び支持部１３の外周に沿って、シールド４６が着脱自在に設けられている。シールド４６は、チャンバ本体１２に反応副生物が付着することを防止する。シールド４６は、例えば、アルミニウムから形成された母材の表面に耐腐食性を有する膜を形成することにより構成される。耐腐食性を有する膜は、酸化イットリウムなどのセラミックから形成され得る。
支持部１３とチャンバ本体１２の側壁との間には、バッフルプレート４８が設けられている。バッフルプレート４８は、例えば、アルミニウムから形成された部材の表面に耐腐食性を有する膜（酸化イットリウムなどの膜）を形成することにより構成される。バッフルプレート４８には、複数の貫通孔が形成されている。バッフルプレート４８の下方、且つ、チャンバ本体１２の底部には、排気口１２ｅが設けられている。排気口１２ｅには、排気管５２を介して排気装置５０が接続されている。排気装置５０は、圧力調整弁及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを含む。
プラズマ処理装置１は、高周波電源６２及びバイアス電源６４を備えている。高周波電源６２は、高周波電力ＨＦを発生する電源である。高周波電力ＨＦは、プラズマの生成に適した第１の周波数を有する。第１の周波数は、例えば２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である。高周波電源６２は、整合器６６及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続されている。整合器６６は、高周波電源６２の負荷側（下部電極１８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する。なお、高周波電源６２は、整合器６６を介して、上部電極３０に接続されていてもよい。高周波電源６２は、一例のプラズマ生成部を構成している。
バイアス電源６４は、電気バイアスを発生する電源である。バイアス電源６４は、下部電極１８に電気的に接続されている。電気バイアスは、第２の周波数を有する。第２の周波数は、第１の周波数よりも低い。第２の周波数は、例えば４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚの範囲内の周波数である。電気バイアスは、高周波電力ＨＦと共に用いられる場合には、基板Ｗにイオンを引き込むために基板支持器１４（一例では、下部電極１８）に与えられる。電気バイアスが下部電極１８に与えられると、基板支持器１４上に載置された基板Ｗの電位は、第２の周波数で規定される周期内で変動する。
一実施形態において、電気バイアスは、第２の周波数を有する高周波電力ＬＦであってもよい。高周波電力ＬＦは、高周波電力ＨＦと共に用いられる場合には、基板Ｗにイオンを引き込むための高周波バイアス電力として用いられる。高周波電力ＬＦを発生するように構成されたバイアス電源６４は、整合器６８及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続される。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する。
なお、高周波電力ＨＦを用いずに、高周波電力ＬＦを用いて、即ち、単一の高周波電力のみを用いてプラズマを生成してもよい。この場合には、高周波電力ＬＦの周波数は、１３．５６ＭＨｚよりも大きな周波数、例えば４０ＭＨｚであってもよい。また、この場合には、プラズマ処理装置１は、高周波電源６２及び整合器６６を備えなくてもよい。この場合には、バイアス電源６４は一例のプラズマ生成部を構成する。
別の実施形態において、電気バイアスは、直流電圧のパルス波であってもよい。直流電圧のパルス波は、周期的に発生されて、下部電極１８に与えられる。直流電圧のパルス波の周期は、第２の周波数で規定される。直流電圧のパルス波の周期は、二つの期間を含む。二つの期間のうち一方の期間における直流電圧は、負極性の直流電圧である。二つの期間のうち一方の期間における直流電圧のレベル（即ち、絶対値）は、二つの期間のうち他方の期間における直流電圧のレベル（即ち、絶対値）よりも高い。他方の期間における直流電圧は、負極性、正極性の何れであってもよい。他方の期間における負極性の直流電圧のレベルは、ゼロよりも大きくてもよく、ゼロであってもよい。この実施形態において、バイアス電源６４は、ローパスフィルタ及び電極プレート１６を介して下部電極１８に接続される。なお、電気バイアスとして用いられるパルス波は、直流以外の波形を有するパルス状の電圧を含んでいてもよい。
一実施形態において、バイアス電源６４は、電気バイアスの連続波を下部電極１８に与えてもよい。即ち、バイアス電源６４は、電気バイアスを連続的に下部電極１８に与えてもよい。電気バイアスの連続波は、方法ＭＴの工程ＳＴＰ又は工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３が実行されている期間において、下部電極１８に与えられ得る。
別の実施形態において、バイアス電源６４は、電気バイアスのパルス波を下部電極１８に与えてもよい。電気バイアスのパルス波は、周期的に下部電極１８に与えられ得る。電気バイアスのパルス波の周期は、第３の周波数で規定される。第３の周波数は、第２の周波数よりも低い。第３の周波数は、例えば１Ｈｚ以上、２００ｋＨｚ以下である。他の例では、第３の周波数は、５Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下であってもよい。
電気バイアスのパルス波の周期は、二つの期間、即ちＨ期間及びＬ期間を含む。Ｈ期間における電気バイアスのレベル（即ち、電気バイアスのパルスのレベル）は、Ｌ期間における電気バイアスのレベルよりも高い。即ち、電気バイアスのレベルが増減されることにより、電気バイアスのパルス波が下部電極１８に与えられてもよい。Ｌ期間における電気バイアスのレベルは、ゼロよりも大きくてもよい。或いは、Ｌ期間における電気バイアスのレベルは、ゼロであってもよい。即ち、電気バイアスのパルス波は、電気バイアスの下部電極１８への供給と供給停止とを交互に切り替えることにより、下部電極１８に与えられてもよい。ここで、電気バイアスが高周波電力ＬＦである場合には、電気バイアスのレベルは、高周波電力ＬＦの電力レベルである。電気バイアスが高周波電力ＬＦである場合には、電気バイアスのパルスにおける高周波電力ＬＦのレベルは、２ｋＷ以上であってもよい。電気バイアスが負極性の直流電圧のパルス波である場合には、電気バイアスのレベルは、負極性の直流電圧の絶対値の実効値である。電気バイアスのパルス波のデューティ比、即ち、電気バイアスのパルス波の周期においてＨ期間が占める割合は、例えば１％以上、８０％以下である。別の例では、電気バイアスのパルス波のデューティ比は５％以上５０％以下であってよい。或いは、電気バイアスのパルス波のデューティ比は、５０％以上、９９％以下であってもよい。電気バイアスのパルス波は、方法ＭＴの工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３を実行するために、下部電極１８に与えられ得る。
一実施形態において、高周波電源６２は、高周波電力ＨＦの連続波を供給してもよい。即ち、高周波電源６２は、高周波電力ＨＦを連続的に供給してもよい。高周波電力ＨＦの連続波は、方法ＭＴの工程ＳＴＰ又は工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３が実行されている期間において、供給され得る。
別の実施形態において、高周波電源６２は、高周波電力ＨＦのパルス波を供給してもよい。高周波電力ＨＦのパルス波は、周期的に供給され得る。高周波電力ＨＦのパルス波の周期は、第４の周波数で規定される。第４の周波数は、第２の周波数よりも低い。一実施形態において、第４の周波数は、第３の周波数と同じである。高周波電力ＨＦのパルス波の周期は、二つの期間、即ちＨ期間及びＬ期間を含む。Ｈ期間における高周波電力ＨＦの電力レベルは、二つの期間のうちＬ期間における高周波電力ＨＦの電力レベルよりも高い。Ｌ期間における高周波電力ＨＦの電力レベルは、ゼロよりも大きくてもよく、ゼロであってもよい。
なお、高周波電力ＨＦのパルス波の周期は、電気バイアスのパルス波の周期と同期していてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していてもよい。或いは、高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していなくてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長と同一であってもよく、異なっていてもよい。
プラズマ処理装置１においてプラズマ処理が行われる場合には、ガスがガス供給部から内部空間１０ｓに供給される。また、高周波電力ＨＦ及び／又は電気バイアスが供給されることにより、上部電極３０と下部電極１８との間で高周波電界が生成される。生成された高周波電界が内部空間１０ｓの中のガスからプラズマを生成する。
プラズマ処理装置１は、制御部８０を更に備え得る。制御部８０は、プロセッサ、メモリなどの記憶部、入力装置、表示装置、信号の入出力インターフェイス等を備えるコンピュータであり得る。制御部８０は、プラズマ処理装置１の各部を制御する。制御部８０では、入力装置を用いて、オペレータがプラズマ処理装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができる。また、制御部８０では、表示装置により、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、記憶部には、制御プログラム及びレシピデータが格納されている。制御プログラムは、プラズマ処理装置１で各種処理を実行するために、プロセッサによって実行される。プロセッサは、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１の各部を制御する。
再び図１を参照する。以下、方法ＭＴについて、それがプラズマ処理装置１を用いて図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。プラズマ処理装置１が用いられる場合には、制御部８０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ＭＴが実行され得る。以下の説明においては、方法ＭＴの実行のための制御部８０によるプラズマ処理装置１の各部の制御についても説明する。
以下の説明では、図１に加えて、図４の（ａ）、図４の（ｂ）、及び図５を参照する。図４の（ａ）は、図１に示すエッチング方法が適用された一例の基板の部分拡大断面図であり、図４の（ｂ）は、リンを含まない処理ガスから形成されたプラズマによってエッチングされた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エッチング方法に関する一例のタイミングチャートである。図５において、横軸は時間を示している。図５において、縦軸は、高周波電力ＨＦの電力レベル、電気バイアスのレベル、及び処理ガスの供給状態を示している。高周波電力ＨＦの「Ｌ」レベルは、高周波電力ＨＦが供給されていないか、又は、高周波電力ＨＦの電力レベルが、「Ｈ」で示す電力レベルよりも低いことを示している。電気バイアスの「Ｌ」レベルは、電気バイアスが下部電極１８に与えられていないか、又は、電気バイアスのレベルが、「Ｈ」で示すレベルよりも低いことを示している。また、処理ガスの供給状態の「ＯＮ」は、処理ガスがチャンバ１０内に供給されていることを示しており、処理ガスの供給状態の「ＯＦＦ」は、チャンバ１０内への処理ガスの供給が停止されていることを示している。
図１に示すように、方法ＭＴは、工程ＳＴ１で開始する。工程ＳＴ１では、基板Ｗがチャンバ１０内に準備される。基板Ｗは、チャンバ１０内において静電チャック２０上に載置されて、静電チャック２０によって保持される。なお、基板Ｗは３００ｍｍの直径を有し得る。
方法ＭＴでは、次いで、工程ＳＴＰが実行される。工程ＳＴＰでは、基板Ｗに対するプラズマ処理が実行される。工程ＳＴＰでは、チャンバ１０内で処理ガスからプラズマが生成される。方法ＭＴは、工程ＳＴ２を含む。工程ＳＴ２は、工程ＳＴＰの実行中に行われる。方法ＭＴは、工程ＳＴ３を更に含み得る。工程ＳＴ３は、工程ＳＴＰの実行中に行われる。工程ＳＴ２と工程ＳＴ３は、同時に発生してもよく、或いは、互いから独立して行われてもよい。
工程ＳＴ２では、シリコン含有膜ＳＦが、工程ＳＴＰにおいてチャンバ１０内で処理ガスから生成されたプラズマからの化学種により、エッチングされる。工程ＳＴ３では、保護膜ＰＦが、工程ＳＴＰにおいてチャンバ１０内で処理ガスから生成されたプラズマからの化学種により、基板Ｗ上に形成される。保護膜ＰＦは、シリコン含有膜ＳＦに形成された開口を画成する側壁面上に形成される。
工程ＳＴＰで用いられる処理ガスは、ハロゲン元素及びリンを含む。処理ガスに含まれるハロゲン元素は、フッ素であり得る。処理ガスは、少なくとも一つのハロゲン含有分子を含み得る。処理ガスは、少なくとも一つのハロゲン含有分子として、フルオロカーボン又はハイドロフルオロカーボンの少なくとも一つを含み得る。フルオロカーボンは、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、又はＣ４Ｆ８の少なくとも一つである。ハイドロフルオロカーボンは、例えばＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、又はＣＨ３Ｆの少なくとも一つである。ハイドロフルオロカーボンは、二つ以上の炭素を含んでいてもよい。ハイドロフルオロカーボンは、例えば、三つの炭素、又は四つの炭素を含んでいてもよい。
処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子を含み得る。リン含有分子は、十酸化四リン（Ｐ４Ｏ１０）、八酸化四リン（Ｐ４Ｏ８）、六酸化四リン（Ｐ４Ｏ６）のような酸化物であってもよい。十酸化四リンは、五酸化二リン（Ｐ２Ｏ５）と呼ばれることがある。リン含有分子は、三フッ化リン（ＰＦ３）、五フッ化リン（ＰＦ５）、三塩化リン（ＰＣｌ３）、五塩化リン（ＰＣｌ５）、三臭化リン（ＰＢｒ３）、五臭化リン（ＰＢｒ５）、ヨウ化リン（ＰＩ３）のようなハロゲン化物であってもよい。即ち、リンを含む分子は、ハロゲン元素としてフッ素を含んでいてもよい。或いは、リンを含む分子は、ハロゲン元素としてフッ素以外のハロゲン元素を含んでいてもよい。リン含有分子は、フッ化ホスホリル（ＰＯＦ３）、塩化ホスホリル（ＰＯＣｌ３）、臭化ホスホリル（ＰＯＢｒ３）のようなハロゲン化ホスホリルであってもよい。リン含有分子は、ホスフィン（ＰＨ３）、リン化カルシウム（Ｃａ３Ｐ２等）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、リン酸ナトリウム（Ｎａ３ＰＯ４）、ヘキサフルオロリン酸（ＨＰＦ６）等であってもよい。リン含有分子は、フルオロホスフィン類（ＨｘＰＦｙ）であってもよい。ここで、ｘとｙの和は、３又は５である。フルオロホスフィン類としては、ＨＰＦ２、Ｈ２ＰＦ３が例示される。処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、上記のリン含有分子のうち一つ以上のリン含有分子を含み得る。例えば、処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５，ＰＣｌ５，ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含み得る。なお、処理ガスに含まれる各リン含有分子は、それが液体又は固体である場合には、加熱等によって気化されてチャンバ１０内に供給され得る。
工程ＳＴＰで用いられる処理ガスは、炭素及び水素を更に含んでいてもよい。処理ガスは、水素を含む分子として、Ｈ２、フッ化水素（ＨＦ）、炭化水素（ＣｘＨｙ）、ハイドロフルオロカーボン（ＣＨｘＦｙ）、又はＮＨ３の少なくとも一つを含んでいてもよい。炭化水素は、例えばＣＨ４又はＣ３Ｈ６である。ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である。処理ガスは、炭素を含む分子として、フルオロカーボン又は炭化水素（例えばＣＨ４）を含んでいてもよい。処理ガスは、酸素を更に含んでいてもよい。処理ガスは、例えばＯ２を含んでいてもよい。或いは、処理ガスは、酸素を含んでいなくてもよい。
一実施形態において、処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、及び水素含有ガスを含む。水素含有ガスは、フッ化水素（ＨＦ）、Ｈ２、アンモニア（ＮＨ３）、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する。リン含有ガスは、上述したリン含有分子のうち少なくも一つを含む。フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む。フルオロカーボンガスは、上述したフルオロカーボンを含有するガスである。炭素を含有しないフッ素含有ガスは、例えば三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）又は六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）である。また、処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを更に含んでいてもよい。ハイドロフルオロ－カーボンガスは、上述したハイドロフルオロカーボンのガスである。また、処理ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含んでいてもよい。ハロゲン含有ガスは、例えばＣｌ２ガス及び／又はＨＢｒガスである。
一例の処理ガスは、リン含有ガス、フルオロカーボンガス、水素含有ガス、及び酸素含有ガス（例えばＯ２ガス）を含むか、実質的にこれらからなる。別の一例の処理ガスは、リン含有ガス、炭素を含有しないフッ素含有ガス、フルオロカーボンガス、水素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含むか、実質的にこれらからなる。
別の実施形態において、処理ガスは、上述のリン含有ガス、上述のフッ素含有ガス、上述のハイドロフルオロカーボンガス、及び上述のフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含むか、実質的にこれらからなる。
一実施形態において、処理ガスは、第１のガス及び第２のガスを含み得る。第１のガスは、リンを含有しないガスである。即ち、第１のガスは、処理ガスに含まれるリン含有ガス以外の全てのガスである。第１のガスは、ハロゲン元素を含み得る。第１のガスは、上述した少なくとも一つのハロゲン含有分子のガスを含み得る。第１のガスは、炭素及び水素を更に含んでいてもよい。第１のガスは、上述した水素を含む分子のガス及び／又は炭素を含む分子のガスを更に含んでいてもよい。第１のガスは、酸素を更に含んでいてもよい。第１のガスは、Ｏ２ガスを含んでいてもよい。或いは、第１のガスは、酸素を含んでいなくてもよい。第２のガスは、リンを含有するガスである。即ち、第２のガスは、上述のリン含有ガスである。第２のガスは、上述した少なくとも一つのリン含有分子のガスを含んでいてもよい。
工程ＳＴＰで用いられる処理ガスにおいて、第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下に設定されてもよい。流量比は、０．０７５以上、０．３以下に設定されてもよい。流量比は、０．１以上、０．２５以下に設定されてもよい。
図５に示すように、工程ＳＴＰでは、チャンバ１０内に処理ガスが供給される。工程ＳＴＰでは、チャンバ１０内のガスの圧力が指定された圧力に設定される。工程ＳＴＰでは、チャンバ１０内のガスの圧力は、５ｍＴｏｒｒ（０．６５Ｐａ）以上、１００ｍＴｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以下の圧力に設定され得る。また、工程ＳＴＰでは、チャンバ１０内で処理ガスからプラズマを生成するために、高周波電力ＨＦが供給される。図５において実線で示すように、工程ＳＴＰでは、高周波電力ＨＦの連続波が供給されてもよい。工程ＳＴＰでは、高周波電力ＨＦの代わりに高周波電力ＬＦが用いられてもよい。工程ＳＴＰでは、高周波電力ＨＦ及び電気バイアスの双方が供給されてもよい。図５において実線で示すように、工程ＳＴＰでは、電気バイアスの連続波が下部電極１８に与えられてもよい。高周波電力ＨＦの電力レベルは、２ｋＷ以上、１０ｋＷ以下のレベルに設定され得る。電気バイアスとして高周波電力ＬＦが用いられる場合には、高周波電力ＬＦの電力レベルは、２ｋＷ以上のレベルに設定され得る。高周波電力ＬＦの電力レベルは、１０ｋＷ以上のレベルに設定されてもよい。
工程ＳＴＰの実行のために、制御部８０は、処理ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部を制御する。また、制御部８０は、チャンバ１０内でのガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。また、制御部８０は、高周波電力ＨＦ、高周波電力ＬＦ、又は高周波電力ＨＦ及び電気バイアスを供給するように高周波電源６２及びバイアス電源６４を制御する。
工程ＳＴ２の実行のために、制御部８０は、処理ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部を制御する。また、制御部８０は、チャンバ１０内でのガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。また、制御部８０は、高周波電力ＨＦ、高周波電力ＬＦ、又は高周波電力ＨＦ及び電気バイアスを供給するように高周波電源６２及びバイアス電源６４を制御する。
一実施形態の方法ＭＴにおいて、工程ＳＴ２（又は工程ＳＴＰ）の開始時の基板Ｗの温度は、０℃以下の温度に設定されてもよい。このような温度に基板Ｗの温度が設定されると、工程ＳＴ２におけるシリコン含有膜ＳＦのエッチングレートが高くなる。工程ＳＴ２の開始時の基板Ｗの温度を設定するために、制御部８０はチラーユニットを制御し得る。なお、工程ＳＴ２（又は工程ＳＴＰ）の実行中の基板Ｗの温度は、２００℃以下の温度であってもよい。工程ＳＴ２（又は工程ＳＴＰ）の実行中の基板Ｗの温度が、２００℃以下の温度であれば、シリコン含有膜ＳＦに形成される開口の底部にまで、エッチャントであるリン化学種が十分に供給され得る。
反応速度が温度と共に増加することを規定するアレニウスの速度則によれば、低温（例えば、０℃以下）では、サイドエッチ量が減少する。低温では、保護膜（Ｐ－Ｏ）の揮発性（材料の揮発する傾向の尺度）が減少する。上述したように、低い揮発性（化学的に強固）のため、側壁が横方向にエッチングされることを防止する保護膜の有効性は、低温において増す。さらに、高アスペクトエッチングのために、イオンエネルギーがより高くなる傾向があり、したがって、本発明者は、保護膜の有効性を高めるためにより低くあるべきエッチング温度の利益を認識している。故に、本開示においては、（基板Ｗの温度を低くするように制御することで達成される）より低い揮発性を有する保護膜は、側壁のエッチング（ボーイング）を抑制することに役立つので、より望ましい。
一実施形態において、方法ＭＴは、工程ＳＴＴを更に含んでいてもよい。工程ＳＴＴは、工程ＳＴ２（又は工程ＳＴＰ）の前に実行される。基板Ｗの温度は、工程ＳＴＴにおいて、０℃以下の温度に設定される。工程ＳＴ２の開始時の基板Ｗの温度は、工程ＳＴＴにおいて設定される。工程ＳＴＴにおいて基板Ｗの温度を設定するために、制御部８０は、チラーユニットを制御し得る。
工程ＳＴ２では、シリコン含有膜ＳＦが、処理ガスから生成されたプラズマからのハロゲン化学種により、エッチングされる。一実施形態では、シリコン含有膜ＳＦの全領域のうちマスクＭＫから露出されている部分がエッチングされる（図４の（ａ）を参照）。
処理ガスが、リン含有分子として、ＰＦ３のようにリンとハロゲン元素を含有する分子を含んでいる場合には、かかる分子に由来するハロゲン化学種は、シリコン含有膜ＳＦのエッチングに寄与する。したがって、ＰＦ３のようにリンとハロゲン元素を含有するリン含有分子は、工程ＳＴ２においては、シリコン含有膜ＳＦのエッチングレートを高める。
工程ＳＴ３では、保護膜ＰＦが、工程ＳＴ２のエッチングによってシリコン含有膜ＳＦに形成された開口を画成する側壁面上に形成される（図４の（ａ）を参照）。保護膜ＰＦは、工程ＳＴＰにおいてチャンバ１０内で処理ガスから生成されたプラズマからの化学種により形成される。工程ＳＴ３は、工程ＳＴ２と同時に進行し得る。図４の（ａ）に示すように、一実施形態において、保護膜ＰＦは、その厚さがシリコン含有膜ＳＦに形成された開口の深さ方向に沿って減少するように形成されてもよい。
保護膜ＰＦは、シリコン及び工程ＳＴＰで用いられる処理ガスに含まれるリンを含む。一実施形態では、保護膜ＰＦは、処理ガスに含まれる炭素及び／又は水素を更に含んでいてもよい。一実施形態では、保護膜ＰＦは、処理ガスに含まれるか又はシリコン含有膜ＳＦに含まれる酸素を更に含んでいてもよい。一実施形態では、保護膜ＰＦは、リンと酸素の結合を含んでいてもよい。
図６の（ａ）及び図６の（ｂ）はそれぞれ、工程ＳＴＰにおいてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜をエッチングした実験例において形成された保護膜ＰＦに対するＸＰＳ分析の結果を示す図である。図６の（ａ）及び図６の（ｂ）の各々は、Ｐ２ｐスペクトルを示している。実験例の工程ＳＴＰの条件を以下に示す。
＜工程ＳＴＰの条件＞
チャンバ１０内のガスの圧力：１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）
処理ガス：５０ｓｃｃｍのＰＦ３ガス及び１５０ｓｃｃｍのＡｒガス
高周波電力ＨＦ（連続波）：４０ＭＨｚ、４５００Ｗ
高周波電力ＬＦ（連続波）：４００ｋＨｚ、７０００Ｗ
基板の温度（エッチング開始前の基板支持器の温度）：－７０℃
工程ＳＴＰの実行期間の時間長：３０秒
工程ＳＴＰにおいてシリコン酸化膜をエッチングした実験例によれば、保護膜ＰＦのＸＰＳ分析の結果、図６の（ａ）に示すように、Ｓｉ－Ｏの結合ピークとＰ－Ｏの結合ピークが観察された。また、工程ＳＴＰにおいてシリコン窒化膜をエッチングした実験例によれば、保護膜ＰＦのＸＰＳ分析の結果、図６の（ｂ）に示すように、Ｓｉ－Ｐの結合ピークとＰ－Ｎの結合ピークが観察された。
一実施形態において、上述した処理ガスのプラズマは、フッ化水素から生成されたプラズマを含む。一実施形態において、処理ガスから生成されたプラズマに含まれる化学種のうちフッ化水素が最も多くてもよい。リン含有ガス（上述のリン含有分子を含むガス）から生成されるリン化学種が基板Ｗの表面に存在する状態では、フッ化水素、即ちエッチャントの基板Ｗへの吸着が促進される。即ち、リン含有ガスから生成されるリン化学種が基板Ｗの表面に存在する状態では、開口（凹部）の底へのエッチャントの供給が促進されて、シリコン含有膜ＳＦのエッチングレートが高められる。
また、処理ガスにリンが含まれなければ、図４の（ｂ）に示すように、シリコン含有膜ＳＦは、横方向にもエッチングされる。その結果、シリコン含有膜ＳＦに形成される開口の幅が一部で広くなる。例えば、シリコン含有膜ＳＦに形成される開口の幅はマスクＭＫの近傍で部分的に広くなる。
一方、方法ＭＴでは、保護膜ＰＦが、エッチングによってシリコン含有膜ＳＦに形成された開口を画成する側壁面上に形成される。この保護膜ＰＦにより側壁面が保護されつつ、シリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。したがって、方法ＭＴによれば、シリコン含有膜ＳＦのプラズマエッチングにおいて、横方向のエッチングを抑制することが可能となる。
一実施形態においては、工程ＳＴＰが継続されている期間、即ち工程ＳＴＰにおいて処理ガスからプラズマが生成されている期間中に、工程ＳＴ２と工程ＳＴ３を各々が含む一つ以上のサイクルが順に実行されてもよい。工程ＳＴＰにおいては、二つ以上のサイクルが順に実行されてもよい。
一実施形態では、図５において破線で示すように、上述した電気バイアスのパルス波が、工程ＳＴＰにおいてバイアス電源６４から下部電極１８に与えられてもよい。即ち、処理ガスから生成されたプラズマがチャンバ１０内に存在するときに、電気バイアスのパルス波が、バイアス電源６４から下部電極１８に与えられてもよい。この実施形態においては、工程ＳＴ２のシリコン含有膜ＳＦのエッチングは、主に、電気バイアスのパルス波の周期内のＨ期間において生じる。また、工程ＳＴ３の保護膜ＰＦの形成は、主に、電気バイアスのパルス波の周期内のＬ期間において生じる。
なお、電気バイアスが高周波電力ＬＦである場合には、電気バイアスのパルス波の周期内のＨ期間において、高周波電力ＬＦの電力レベルは、２ｋＷ以上のレベルに設定され得る。電気バイアスのパルス波の周期内のＨ期間において、高周波電力ＬＦの電力レベルは、１０ｋＷ以上のレベルに設定されてもよい。
一実施形態では、図５において破線で示すように、上述した高周波電力ＨＦのパルス波が、工程ＳＴＰにおいて供給されてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波の周期内のＨ期間において、高周波電力ＨＦの電力レベルは、１ｋＷ以上、１０ｋＷ以下のレベルに設定され得る。図５に示すように、高周波電力ＨＦのパルス波の周期は、電気バイアスのパルス波の周期と同期していてもよい。図５に示すように、高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していてもよい。或いは、高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していなくてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長と同一であってもよく、異なっていてもよい。
図７は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法に関する別の例のタイミングチャートである。図７において、横軸は時間を示している。図７において、縦軸は、高周波電力ＨＦの電力レベル、電気バイアスのレベル、第１のガスの供給状態、及び第２のガスの供給状態を示している。高周波電力ＨＦの「Ｌ」レベルは、高周波電力ＨＦが供給されていないか、又は、高周波電力ＨＦの電力レベルが、「Ｈ」で示す電力レベルよりも低いことを示している。電気バイアスの「Ｌ」レベルは、電気バイアスが下部電極１８に与えられないか、又は、電気バイアスのレベルが、「Ｈ」で示すレベルよりも低いことを示している。また、第１のガスの供給状態の「ＯＮ」は、第１のガスがチャンバ１０内に供給されていることを示しており、第１のガスの供給状態の「ＯＦＦ」は、チャンバ１０内への第１のガスの供給が停止されていることを示している。また、第２のガスの供給状態の「ＯＮ」は、第２のガスがチャンバ１０内に供給されていることを示しており、第２のガスの供給状態の「ＯＦＦ」は、チャンバ１０内への第２のガスの供給が停止されていることを示している。
図７に示すように、工程ＳＴＰにおいては、第１のガスと第２のガスは、互いに交互にチャンバ１０内に供給されてもよい。工程ＳＴ２のシリコン含有膜ＳＦのエッチングは、主に、第１のガスがチャンバ１０内に供給される期間において生じる。また、工程ＳＴ３の保護膜ＰＦの形成は、主に、第２のガスがチャンバ１０内に供給される期間において生じる。
図７において実線で示すように、工程ＳＴＰにおいて、高周波電力ＨＦの連続波が供給されてもよい。或いは、図５に示した高周波電力ＨＦのパルス波と同じように、工程ＳＴＰにおいて、高周波電力ＨＦのパルス波が供給されてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波は、図７において破線で示されている。高周波電力ＨＦのパルス波の周期内のＨ期間は、第１のガスがチャンバ１０内に供給される期間と同期するか又は部分的に重複する。また、高周波電力ＨＦのパルス波の周期内のＬ期間は、第２のガスがチャンバ１０内に供給される期間と同期するか又は部分的に重複する。
また、図７において実線で示すように、工程ＳＴＰにおいて、電気バイアスの連続波が下部電極１８に与えられてもよい。或いは、図５に示した電気バイアスのパルス波と同じように、工程ＳＴＰにおいて、電気バイアスのパルス波が下部電極１８に与えられてもよい。電気バイアスのパルス波は、図７において破線で示されている。電気バイアスのパルス波の周期内のＨ期間は、第１のガスがチャンバ１０内に供給される期間と同期するか、部分的に重複する。また、電気バイアスのパルス波の周期内のＬ期間は、第２のガスがチャンバ１０内に供給される期間と同期するか、部分的に重複する。
エッチング中にバイアス用の電力をパルス化することにより得られる効果は、主に堆積にあるのではなく、また、主にエッチングにあるのでもなく、エッチングのフェーズと堆積のフェーズの分岐が生み出されることにある。また、バイアス電力が下部電極に供給されているときに、エッチングが主に生じる。他方、バイアス電力が下部電極に供給されていないときに、堆積が主に生じる。パルス化されたバイアス電力を与えることによって、交互のエッチングのフェーズ及び堆積のフェーズが実現される。エッチングのフェーズでは、保護膜が形成されて凹部（開口）の側壁がサイドエッチから保護された後に、エッチングが生じる。したがって、保護膜の形成（堆積）とこれに続くエッチングの連続するフェーズにより、側壁のボーイングを抑制し、一方で凹部（開口）の深さを増加させることを継続する制御されたエッチングがもたらされる。また、パルスのデューティーサイクル（（バイアスのオン時間）／（バイアスのオン時間＋バイアスのオフ時間））を変化させることにより、エッチングのフェーズと堆積のフェーズとの間でのバランスを制御するメカニズムが提供される。より長いバイアスのオフ時間は、より厚い保護膜の形成を支援して、サイドエッチからの更なる保護をもたらす。より長いバイアスのオン時間は、エッチングレートを増加させて、所定のエッチング深さに到達するのに必要な時間を制御する。
以下、方法ＭＴの評価のために行った第１の実験について説明する。第１の実験では、複数のサンプル基板を準備した。複数のサンプル基板の各々は、シリコン酸化膜及び当該シリコン酸化膜上に設けられたマスクを有していた。マスクは、アモルファスカーボン膜から形成されたマスクであった。第１の実験では、複数のサンプル基板に方法ＭＴの工程ＳＴＰを適用した。複数のサンプル基板それぞれに対して用いた処理ガスは、互いに異なる流量のＰＦ３ガスを含んでいた。工程ＳＴＰにおける他の条件を以下に示す。なお、ＰＦ３ガスの流量はそれぞれ、０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、３０ｓｃｃｍ、５０ｓｃｃｍ、及び１００ｓｃｃｍであった。即ち、第１の実験において、第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比はそれぞれ、０、０．０７５、０．１５、０．２５、０．５であった。
＜工程ＳＴＰの条件＞
チャンバ１０内のガスの圧力：２５ｍＴｏｒｒ（３．３Ｐａ）
処理ガス：５０ｓｃｃｍのＣＨ４ガス、１００ｓｃｃｍのＣＦ４ガス、５０ｓｃｃｍのＯ２ガス
高周波電力ＨＦ（連続波）：４０ＭＨｚ、４５００Ｗ
高周波電力ＬＦ（連続波）：４００ｋＨｚ、７０００Ｗ
サンプル基板の温度（エッチング開始前の基板支持器の温度）：－３０℃
工程ＳＴＰの実行期間の時間長：６００秒
第１の実験では、複数のサンプル基板の各々について、シリコン酸化膜に形成された開口の最大幅、シリコン酸化膜のエッチングレート、及び選択比を求めた。選択比は、シリコン酸化膜のエッチングレートをマスクのエッチングレートで除した値である。そして、工程ＳＴＰで用いた処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜のエッチングレートとの関係を求めた。また、工程ＳＴＰで用いた処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜に形成された開口の最大幅との関係を求めた。また、工程ＳＴＰで用いた処理ガス中のＰＦ３ガスの流量と選択比との関係を求めた。処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜のエッチングレートとの関係を図８に示す。また、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量とシリコン酸化膜に形成された開口の最大幅との関係を図９に示す。また、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量と選択比との関係を図１０に示す。
図８及び図１０に示すように、処理ガスがリンを含む場合、即ち、流量比が０よりも大きい場合に、シリコン酸化膜のエッチングレート及び選択比が高くなることが確認された。また、図１０に示すように、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量が１５ｓｃｃｍ以上、６０ｓｃｃｍ又は５０ｓｃｃｍ以下である場合、相当に高い選択比が得られることが確認された。即ち、即ち流量比が０．０７５以上、０．３又は０．２５以下である場合に、相当に高い選択比が得られることが確認された。また、図８に示すように、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量が２０ｓｃｃｍ以上である場合、即ち、流量比が０．１以上である場合に、ＰＦ３を添加しない場合に比べ、エッチングレートが１．５倍程度になることが確認された。
また、図９に示すように、処理ガスがリンを含む場合に、シリコン酸化膜の開口の最大幅が小さくなること、即ち、シリコン酸化膜の開口の幅が一部で広くなることを抑制することが可能であることが確認された。特に、処理ガス中のＰＦ３ガスの流量が５０ｓｃｃｍ以上である場合に、シリコン酸化膜の開口の幅が一部で広くなることがより顕著に抑制され得ることが確認された。
また、図９において、横軸は、ＰＦ３ガスの流量を示しており、縦軸は、エッチング凹部（開口）の最大幅を示している。エッチャントであるフッ素の量は、ＰＦ３ガスの流量の増加につれて増加し、エッチャントの増加は、エッチングレートの増加をもたらしている（図８参照）。ＰＦ３ガスの流量の増加につれて、垂直方向のエッチングレートが増加している。しかしながら、ＰＦ３ガスの流量が増加しても、凹部（開口）の最大幅は、１５ｓｃｃｍ（７．５％）の流量までは（僅かに小さくはなるものの）略一定である。１５ｓｃｃｍ（７．５％）を越える流量では、凹部（開口）の最大幅は、減少している。したがって、エッチング中のリン含有ガスの使用により、効果的にサイドエッチ（ボーイング）が抑制される。
Ｐ－Ｏ結合を含む保護膜に関しては、Ｐ－Ｏ結合を有する保護膜は、低い揮発性を有する（即ち、化学的に強固である）。本発明者が認識しているように、Ｐ－Ｏ結合を有する保護膜の存在は、シリコン含有膜における凹部の側壁を比較的低いエネルギーを有するイオンによる浸食から保護することに有効である。他方、凹部（開口）の底に入射するイオンは、高いエネルギーを有しており、したがって、保護膜が凹部の底に形成されていても凹部の底を除去する（エッチングする）。故に、Ｐ－Ｏ結合の保護膜は、望まれない側壁のエッチングに対する選択的な保護機能を有する。これは、Ｐ－Ｏ結合の保護膜は、側壁に対して浅い角度で衝突する低いエネルギーのイオンによって除去されることを回避するに足るよう、十分に化学的に強固であるからである。一方で、直接的な衝撃により凹部の底に衝突する高いエネルギーのイオンは、凹部の底でＰ－Ｏ結合の保護膜をエッチングして除去するよう、十分に高いエネルギーを有するからである。ひいては、これにより、側壁のボーイングの抑制と共により高いアスペクト比のエッチングが可能となる。
以下、方法ＭＴの評価のために行った第２の実験について説明する。第２の実験では、複数のサンプル基板を準備した。複数のサンプル基板の各々は、シリコン含有膜及び当該シリコン含有膜上に設けられたマスクを有していた。シリコン含有膜は、複数のシリコン酸化膜と複数のシリコン窒化膜の交互の積層膜であった。マスクは、アモルファスカーボン膜から形成されたマスクであった。第２の実験では、複数のサンプル基板に方法ＭＴの工程ＳＴＰを適用した。複数のサンプル基板それぞれに対して用いた処理ガスは、互いに異なる流量のＰＦ３ガスを含んでいた。工程ＳＴＰにおける他の条件を以下に示す。なお、ＰＦ３ガスの流量はそれぞれ、０ｓｃｃｍ、５ｓｃｃｍ、２０ｓｃｃｍ、及び３０ｓｃｃｍであった。
＜工程ＳＴＰの条件＞
チャンバ１０内のガスの圧力：２５ｍＴｏｒｒ（３．３Ｐａ）
処理ガス：フッ素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガス、及びＰＦ３ガスの混合ガス
高周波電力ＨＦ：４０ＭＨｚ、５５００Ｗ
高周波電力ＬＦ：４００ｋＨｚ、８４００Ｗ
サンプル基板の温度（エッチング開始前の基板支持器の温度）：－３０℃
第２の実験では、複数のサンプル基板の各々について、シリコン含有膜のエッチングレート、マスクのエッチングレート、及び選択比を求めた。選択比は、シリコン含有膜のエッチングレートをマスクのエッチングレートで除した値である。そして、第２の実験では、ＰＦ３ガスの流量とシリコン含有膜のエッチングレート、マスクのエッチングレート、及び選択比の各々との関係を求めた。図１１に、第２の実験で求めたＰＦ３ガスの流量とシリコン含有膜のエッチングレート、マスクのエッチングレート、及び選択比の各々との関係を示す。図１１に示すように、第２の実験の結果、処理ガスに添加されたＰＦ３ガスの流量が小さくても、シリコン含有膜のエッチングレートの増加が確認された。また、処理ガスに添加されたＰＦ３ガスの流量が小さくても、選択比の増加が確認された。
以下、図１２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１２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１２に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ２」という）は、シリコン含有膜を有する基板に適用される。方法ＭＴ２が適用される基板は、例えば図２に示した基板Ｗであり、シリコン含有膜ＳＦを有する。方法ＭＴ２では、シリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。方法ＭＴ２においてエッチングされるシリコン含有膜は、方法ＭＴに関連して上述したシリコン含有膜ＳＦである。方法ＭＴ２が適用される基板Ｗは、方法ＭＴに関連して上述したように、マスクＭＫ及び下地領域ＵＲを更に有していてもよい。
方法ＭＴ２では、シリコン含有膜ＳＦのエッチングのためにプラズマ処理装置が用いられる。方法ＭＴ２において用いられるプラズマ処理装置は、例えば上述したプラズマ処理装置１である。
以下、方法ＭＴ２を、それがプラズマ処理装置１を用いて図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。プラズマ処理装置１が用いられる場合には、制御部８０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ＭＴ２が実行され得る。以下の説明においては、方法ＭＴ２の実行のための制御部８０によるプラズマ処理装置１の各部の制御についても説明する。
以下の説明では、図１２に加えて、図１３、図１４、及び図１５を参照する。図１３及び図１４の各々は、図１２に示すエッチング方法が適用された一例の基板の部分拡大断面図である。図１５は、別の例示的実施形態に係るエッチング方法に関する一例のタイミングチャートである。図１５において、横軸は時間を示している。図１５において、縦軸は、図７における縦軸と同様に、高周波電力ＨＦの電力レベル、電気バイアスのレベル、及び処理ガスの供給状態を示している。高周波電力ＨＦの「Ｌ」レベルは、高周波電力ＨＦが供給されていないか、又は、高周波電力ＨＦの電力レベルが、「Ｈ」で示す電力レベルよりも低いことを示している。電気バイアスの「Ｌ」レベルは、電気バイアスが下部電極１８に与えられていないか、又は、電気バイアスのレベルが、「Ｈ」で示すレベルよりも低いことを示している。また、処理ガスの供給状態の「ＯＮ」は、処理ガスがチャンバ１０内に供給されていることを示しており、処理ガスの供給状態の「ＯＦＦ」は、チャンバ１０内への処理ガスの供給が停止されていることを示している。
図１２に示すように、方法ＭＴ２は、工程ＳＴ２１で開始する。工程ＳＴ２１では、基板Ｗが、方法ＭＴの工程ＳＴ１と同様にチャンバ１０内に準備される。
方法ＭＴ２では、次いで、工程ＳＴ２２が実行される。工程ＳＴ２２では、シリコン含有膜ＳＦが、チャンバ１０内で処理ガスから生成されたプラズマからの化学種により、エッチングされる。
工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスは、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む。処理ガスは、希ガスを更に含んでいてもよい。処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含んでいてもよい。フッ素を含有しないハロゲン含有ガスは、例えばＣｌ２、ＨＢｒ、及びＢＣｌ３のうち少なくとも一つを含有する。処理ガスは、酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。酸素含有ガスは、例えばＯ２を含有する。
工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスにおいて、リン含有ガスは、方法ＭＴに関連して上述したリン含有ガスである。工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスにおいて、炭素含有ガスは、炭化水素（ＣｘＨｙ）、ハイドロフルオロカーボン（ＣｓＨｔＦｕ）、及びフルオロカーボン（ＣｖＦｗ）のうち少なくとも一つを含む。ここで、ｘ、ｙ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｗの各々は自然数である。炭化水素は、例えば、ＣＨ４、Ｃ３Ｈ６等のうち少なくとも一つである。ハイドロフルオロカーボンは、例えば、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ３Ｈ２Ｆ４等のうちの少なくとも一つである。フルオロカーボンは、例えば、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８等のうちの少なくとも一つである。二つ以上の炭素原子を含む炭素含有ガスが用いられる場合には、マスクＭＫ及びシリコン含有膜ＳＦにおいて開口を画成する側壁面の保護効果がより大きくなり得る。
一実施形態では、工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスにおいて、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスが希ガスを含む場合には、希ガスを除く処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。処理ガスが希ガスを含まない場合には処理ガスの流量に対して、処理ガスが希ガスを含む場合には希ガスを除く処理ガスの流量に対して、フッ化水素ガスの流量の割合は、５０％以上、９９％未満であってもよい。また、処理ガスが希ガスを含まない場合には処理ガスの流量に対して、処理ガスが希ガスを含む場合には希ガスを除く処理ガスの流量に対して、リン含有ガスの流量の割合は、１％以上、２０％以下であってもよい。また、処理ガスにおいて、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、及び炭素含有ガスの流量の合計におけるリン含有ガスの流量の割合は、２％以上であってもよい。また、処理ガスが希ガスを含まない場合には処理ガスの流量に対して、処理ガスが希ガスを含む場合には希ガスを除く処理ガスの流量に対して、炭素含有ガスの流量の割合は、０％より大きく、２０％以下であってもよい。
一実施形態では、工程ＳＴ２２で用いられる処理ガスにおいて、フッ化水素ガスの流量、リン含有ガスの流量、炭素含有ガス、及びハロゲン含有ガスの流量の合計におけるハロゲン含有ガスの流量の割合は、０％よりも大きく、１０％以下であってもよい。
工程ＳＴ２２の実行のために、制御部８０は、処理ガスをチャンバ１０内に供給するようにガス供給部を制御する。また、制御部８０は、チャンバ１０内でのガスの圧力を指定された圧力に設定するように排気装置５０を制御する。また、制御部８０は、処理ガスからプラズマを生成するようにプラズマ生成部を制御する。プラズマ処理装置１では、制御部８０は、高周波電力ＨＦ、高周波電力ＬＦ、又は高周波電力ＨＦ及び電気バイアスを供給するように高周波電源６２及びバイアス電源６４を制御する。
一実施形態では、工程ＳＴ２２における基板支持器１４（特に静電チャック２０）の温度は、０℃以下又は－４０℃以下の温度に設定されてもよい。このような温度に基板Ｗの温度が設定されると、工程ＳＴ２２におけるシリコン含有膜ＳＦのエッチングレートが高くなる。工程ＳＴ２２において基板支持器１４の温度を設定するために、制御部８０はチラーユニットを制御し得る。
工程ＳＴ２２では、図１３及び図１４に示すように、処理ガスから生成されたプラズマからのハロゲン化学種によりシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。ハロゲン化学種は、フッ化水素ガスから生成されたフッ素化学種を含む。フッ化水素は小さい分子量の分子であり、それから生成される化学種のマスクＭＫに対するスパッタ効果は小さいので、マスクＭＫのエッチングが抑制される。したがって、フッ化水素ガスから生成されるプラズマは、マスクＭＫのエッチングを抑制しつつ、シリコン含有膜ＳＦをエッチングし得る。また、フッ化水素ガスから生成されるプラズマは、シリコン含有膜ＳＦのエッチングレートを高め得る。また、炭素含有ガスから生成される化学種は、マスクＭＫを保護する。炭素含有ガスに含まれる分子における炭素原子の数が大きいほど、マスクＭＫの保護効果は高くなる。また、リン含有ガスから生成されるプラズマは、マスクＭＫのエッチングを抑制し得る。さらに、リン含有ガスから生成されるリン化学種が基板Ｗの表面に存在する状態では、フッ化水素から生成される化学種、即ちエッチャントの基板Ｗへの吸着が促進される。即ち、リン含有ガスから生成されるリン化学種が基板Ｗの表面に存在する状態では、開口（凹部）の底へのエッチャントの供給が促進されて、シリコン含有膜ＳＦのエッチングレートが高められる。したがって、方法ＭＴ２によれば、シリコン含有膜ＳＦのプラズマエッチングにおいてエッチングレート及びエッチング選択性を高めることが可能となる。また、処理ガスに含まれるリン含有ガスが上述のハロゲン元素を含む場合、及び／又は、処理ガスが上述のハロゲン含有ガスを含む場合には、シリコン含有膜ＳＦのエッチングレートが更に高められる。なお、フッ化水素ガスの代わりに、水素含有ガスとフッ素含有ガスがリン含有ガスと共に用いられても、フッ化水素ガスにより発揮される効果と同様の効果が発揮され得る。水素含有ガスは、例えばＨ２ガス及び／又はハイドロフルオロカーボンガスである。フッ素含有ガスは例えばフルオロカーボンガスである。
また、工程ＳＴ２２では、リン化学種（イオン及び／又はラジカル）が、リン含有ガスから生成されたプラズマから基板Ｗに供給される。リン化学種は、図１３に示すように、リンを含む保護膜ＰＦを基板Ｗの表面上に形成してもよい。保護膜ＰＦは、処理ガスに含まれる炭素及び／又は水素を更に含んでいてもよい。一実施形態では、保護膜ＰＦは、処理ガスに含まれるか又はシリコン含有膜ＳＦに含まれる酸素を更に含んでいてもよい。一実施形態では、保護膜ＰＦは、リンと酸素の結合を含んでいてもよい。
保護膜ＰＦの形成に代えて、又は、保護膜ＰＦの形成に加えて、リン化学種は、シリコン含有膜ＳＦにおいて開口を画成する側壁面においてシリコン含有膜ＳＦに含まれる元素とリンの結合を形成してもよい。シリコン含有膜ＳＦがシリコン酸化膜を含む場合には、リン化学種は、リンと酸素の結合をシリコン含有膜ＳＦの側壁面において形成する。リンは、図１４において「Ｐ」を囲む円で示されている。工程ＳＴ２２では、シリコン含有膜ＳＦの側壁面がリン化学種により不活性化（又は不動態化）される。即ち、シリコン含有膜ＳＦの側壁面のパッシベーションが行われる。
したがって、方法ＭＴ２によれば、シリコン含有膜ＳＦの側壁面がエッチングされてシリコン含有膜ＳＦの開口が横方向において広がることが抑制される。
なお、マスクＭＫが炭素を含有する場合には、リン化学種は、マスクＭＫの表面に炭素とリンの結合を形成し得る。炭素とリンの結合は、マスクＭＫにおける炭素間結合よりも高い結合エネルギーを有する。したがって、方法ＭＴ２によれば、シリコン含有膜ＳＦのプラズマエッチングにおいて、マスクＭＫが保護される。
図１５に示すように、工程ＳＴ２２では、高周波電力ＨＦの連続波又はパルス波が、図７を参照して説明した工程ＳＴＰにおける高周波電力ＨＦの連続波又はパルス波と同様に、供給されてもよい。また、工程ＳＴ２２では、電気バイアスの連続波又はパルス波が、図７を参照して説明した工程ＳＴＰにおける電気バイアスの連続波又はパルス波と同様に、供給されてもよい。
即ち、一実施形態では、図１５において破線で示すように、上述した電気バイアスのパルス波が、工程ＳＴ２２においてバイアス電源６４から下部電極１８に与えられてもよい。換言すると、処理ガスから生成されたプラズマがチャンバ１０内に存在するときに、電気バイアスのパルス波が、バイアス電源６４から下部電極１８に与えられてもよい。この実施形態においては、工程ＳＴ２２のシリコン含有膜ＳＦのエッチングは、主に、電気バイアスのパルス波の周期内のＨ期間において生じる。また、工程ＳＴ２２の保護膜ＰＦの形成及び／又はパッシベーション処理、主に、電気バイアスのパルス波の周期内のＬ期間において生じる。
一実施形態では、図１５において破線で示すように、上述した高周波電力ＨＦのパルス波が、工程ＳＴ２２において供給されてもよい。図１５に示すように、高周波電力ＨＦのパルス波の周期は、電気バイアスのパルス波の周期と同期していてもよい。図１５に示すように、高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していてもよい。或いは、高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間と同期していなくてもよい。高周波電力ＨＦのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長は、電気バイアスのパルス波の周期におけるＨ期間の時間長と同一であってもよく、異なっていてもよい。
以下、方法ＭＴ２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３～第６の実験）
第３～第６の実験では、図２に示した基板Ｗと同一の構造を有する複数のサンプル基板を準備した。複数のサンプル基板の各々は、シリコン含有膜及び当該シリコン含有膜上に設けられたマスクを有していた。シリコン含有膜は、交互に積層された複数のシリコン酸化膜と複数のシリコン窒化膜を有する多層膜であった。マスクは、アモルファスカーボン膜から形成されたマスクであった。第３～第６の実験の各々では、プラズマ処理装置１を用いて処理ガスからプラズマを生成してサンプル基板のシリコン含有膜をエッチングした。第３の実験で用いた処理ガスは、Ｈ２ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、フルオロカーボンガス、フッ素含有ガス、及びハロゲン含有ガスを含んでいた。第４の実験で用いた処理ガスは、第３の実験の処理ガスに加えて、ＰＦ３ガスを含んでいた。第５の実験で用いた処理ガスは、フッ化水素ガス、フルオロカーボンガス、及び酸素ガスを含んでいた。第６の実験で用いた処理ガスは、フッ化水素ガス、フルオロカーボンガス、及びＰＦ３ガスを含んでいた。第３～第６の実験の各々の他の条件を以下に示す。
＜第３～第６の実験の各々の他の条件＞
チャンバ１０内のガスの圧力：２７ｍＴｏｒｒ（３．６Ｐａ）
高周波電力ＨＦ（連続波）：４０ＭＨｚ、４４００Ｗ
高周波電力ＬＦ（連続波）：４００ｋＨｚ、６０００Ｗ
基板支持器１４の温度：－４０℃
第３～第６の実験の各々では、シリコン含有膜のエッチングの結果から、シリコン含有膜のエッチングレート、選択比、及びシリコン含有膜に形成された開口の最大幅（ボーイングＣＤ）を求めた。選択比は、シリコン含有膜のエッチングレートをマスクのエッチングレートで除した値である。第３～第６の実験におけるシリコン含有膜のエッチングレートはそれぞれ、３１０ｎｍ／分、３３６ｎｍ／分、２９６ｎｍ／分、５９７ｎｍ／分であった。また、第３～第６の実験における選択比はそれぞれ、３．２４、４．１、６．５２、７．９４であった。また、第３～第６の実験におけるボーイングＣＤはそれぞれ、１０６ｎｍ、１０４ｎｍ、１２８ｎｍ、１０４ｎｍであった。第３～第６の実験の結果から、第４の実験及び第６の実験では、第３の実験及び第５の実験に比べて高いエッチングレートと高い選択比の双方が得られ、且つ、小さいボーイングＣＤが得られることが確認された。特に第６の実験では、第３の実験に比べて２倍程度のエッチングレートが得られていた。したがって、シリコン含有膜のプラズマエッチングにおいてフッ化水素ガス、炭素含有ガス、及びリン含有ガスを含む処理ガスを用いることにより、エッチングレート及びエッチング選択性を高めることが可能であることが確認された。また、シリコン含有膜のプラズマエッチングにおいてフッ化水素ガス、炭素含有ガス、及びリン含有ガスを含む処理ガスを用いることにより、シリコン含有膜の開口が横方向において広がることが抑制されることが確認された。
（第７の実験）
第７の実験では、第３～第６の実験で準備した複数のサンプル基板と同じ複数のサンプル基板を準備した。第７の実験では、プラズマ処理装置１を用いて処理ガスからプラズマを生成して複数のサンプル基板のシリコン含有膜をエッチングした。第７の実験で用いた処理ガスは、フッ化水素ガス及びフルオロカーボンガスを含んでいた。第７の実験では、複数のサンプル基板に対して用いた処理ガスのそれぞれにおけるＰＦ３ガスの流量の割合は、互いに異なっていた。ここで、ＰＦ３ガスの流量の割合は、処理ガスの流量に対するＰＦ３ガスの流量の割合である。第７の実験における他の条件は、第３～第６の実験に関して上述した対応の条件と同一であった。
第７の実験では、複数のサンプル基板の各々のシリコン含有膜のエッチングの結果から、シリコン含有膜のエッチングレートを求めた。そして、ＰＦ３ガスの流量の割合とシリコン含有膜のエッチングレートの関係を求めた。その結果を図１６に示す。図１６に示すように、処理ガスの流量に対するＰＦ３ガスの流量の割合が２％以上（又は２．５％以上）であれば、高いエッチングレートが得られることが確認された。即ち、フッ化水素ガス、炭素含有ガス、及びリン含有ガスを含む処理ガスの流量に対してリン含有ガスの流量が２％以上（又は２．５％以上）であれば、高いエッチングレートが得られることが確認された。
（第８～第１１の実験）
第８実験及び第９の実験の各々では、各々がシリコン酸化膜を有する複数の基板を準備した。第８の実験及び第９の実験の各々では、プラズマ処理装置１を用いて処理ガスからプラズマを生成して複数のサンプル基板のシリコン酸化膜をエッチングした。第８の実験及び第９の実験の各々において複数のサンプル基板のシリコン酸化膜をエッチングしたときの基板支持器１４の温度は互いに異なっていた。第１０の実験及び第１１の実験の各々では、各々がシリコン窒化膜を有する複数の基板を準備した。第１０の実験及び第１１の実験の各々では、プラズマ処理装置１を用いて処理ガスからプラズマを生成して複数のサンプル基板のシリコン窒化膜をエッチングした。第１０の実験及び第１１の実験の各々において複数のサンプル基板のシリコン窒化膜をエッチングしたときの基板支持器１４の温度は互いに異なっていた。第８～第１１の実験の各々で用いた処理ガスは、フッ化水素ガス及びフルオロカーボンガスを含んでいた。第８の実験及び第１０の実験で用いた処理ガスの流量に対するＰＦ３ガスの流量の割合は２．５％であった。第９の実験及び第１１の実験で用いた処理ガスは、ＰＦ３ガスを含んでいなかった。第８～第１１の実験の各々の他の条件は、第３～第６の実験に関して上述した対応の条件と同一であった。
第８の実験及び第９の実験では、複数のサンプル基板の各々のシリコン酸化膜のエッチングの結果から、シリコン酸化膜のエッチングレートを求めた。第１０の実験及び第１１の実験では、複数のサンプル基板の各々のシリコン窒化膜のエッチングの結果から、シリコン窒化膜のエッチングレートを求めた。第８～第１１の実験において設定した基板支持器１４の温度と得られたエッチングレートの関係を、図１７に示す。図１７において、凡例Ｎｏ．８、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１はそれぞれ、第８～第１１の実験の結果を指している。図１７に示すように、ＰＦ３ガスを処理ガスに含めた第８の実験では、シリコン酸化膜のエッチングレートが、ＰＦ３ガスを含まない処理ガスを用いた第９の実験のシリコン酸化膜のエッチングレートに比して高くなることが確認された。また、第８の実験の結果から、ＰＦ３ガスを含む処理ガスを用いる場合において基板支持器１４の温度が０℃以下に設定されることにより、シリコン酸化膜のエッチングレートがより高くなることが確認された。また、ＰＦ３ガスを含む処理ガスを用いる場合において基板支持器１４の温度が－４０℃以下に設定されることにより、シリコン酸化膜のエッチングレートが顕著に高くなることが確認された。
（第１２の実験及び第１３の実験）
第１２の実験では、プラズマ処理装置１を用い、フッ化水素ガス及びアルゴンガスの混合ガスである処理ガスからプラズマを生成して、シリコン酸化膜をエッチングした。第１３の実験では、プラズマ処理装置１を用い、フッ化水素ガス、アルゴンガス、及びＰＦ３ガスの混合ガスである処理ガスからプラズマを生成して、シリコン酸化膜をエッチングした。第１２の実験及び第１３の実験では、静電チャック２０の温度を変更しながら、シリコン酸化膜をエッチングした。第１２の実験及び第１３の実験では、四重極型質量分析計を用いて、シリコン酸化膜のエッチング時の気相中のフッ化水素（ＨＦ）の量とＳｉＦ３の量を測定した。図１８の（ａ）及び図１８の（ｂ）に第１２の実験の結果及び第１３の実験の結果を示す。図１８の（ａ）は、第１２の実験におけるシリコン酸化膜のエッチング時の静電チャック２０の温度とフッ化水素（ＨＦ）の量及びＳｉＦ３の量の各々との関係を示している。また、図１８の（ｂ）は、第１３の実験におけるシリコン酸化膜のエッチング時の静電チャック２０の温度とフッ化水素（ＨＦ）の量及びＳｉＦ３の量の各々との関係を示している。
図１８の（ａ）に示すように、第１２の実験では、静電チャック２０の温度が約－６０℃以下の温度である場合に、エッチャントであるフッ化水素（ＨＦ）の量が減少し、シリコン酸化膜のエッチングにより生成される反応生成物であるＳｉＦ３の量が増加していた。即ち、第１２の実験では、静電チャック２０の温度が約－６０℃以下の温度である場合に、シリコン酸化膜のエッチングにおいて利用されるエッチャントの量が増加していた。一方、図１８の（ｂ）に示すように、第１３の実験では、静電チャック２０の温度が２０℃以下の温度である場合に、フッ化水素（ＨＦ）の量が減少し、ＳｉＦ３の量が増加していた。即ち、第１３の実験では、静電チャック２０の温度が２０℃以下の温度である場合に、シリコン酸化膜のエッチングにおいて利用されるエッチャントの量が増加していた。第１３の実験で用いた処理ガスはＰＦ３ガスを含んでいる点で、第１２の実験で用いた処理ガス異なっている。したがって、第１３の実験では、シリコン酸化膜のエッチング時に、シリコン酸化膜の表面にリン化学種が存在する状態が形成されていた。よって、リン化学種がシリコン酸化膜の表面に存在する状態では、静電チャック２０の温度が２０℃以下の比較的高い温度であっても、エッチャントのシリコン酸化膜への吸着が促進されていたことが理解できる。このことから、リン化学種が基板の表面に存在する状態では、開口（凹部）の底へのエッチャントの供給が促進されて、シリコン含有膜のエッチングレートが高められることが確認された。
以下、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の評価のために行った第１４～第１６の実験について説明する。第１４～第１６の実験では、プラズマ処理装置１を用いて、互いに異なる処理ガスのプラズマを生成した。第１４の実験で用いた処理ガスは、水素含有ガス、フッ素含有ガス、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフルオロカーボンガス、及び炭化水素ガスを含んでいた。第１５の実験で用いた処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガス、フッ素含有ガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含んでいた。第１６の実験で用いた処理ガスは、フッ化水素ガス及びフルオロカーボンガスを含んでいた。第１４～第１６の実験の各々では、四重極型質量分析計を用いて、チャンバ１０内の気相中のプラズマの化学種の量を測定した。その結果、第１４～第１６の実験の各々では、測定された化学種の量のうち最もその量が多い化学種は、フッ化水素であった。具体的には、第１４～第１６の実験において測定されたフッ化水素の量はそれぞれ、３５．５％、４５．５％、６６．７％であった。このことから、処理ガスにフッ化水素が含まれる場合に、プラズマ中でのフッ化水素の量が最も多くなることが確認された。
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。
例えば、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の各々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以外の容量結合型のプラズマ処理装置であってもよい。或いは、方法ＭＴ及び方法ＭＴ２の各々において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、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）プラズマ処理装置、又はマイクロ波といった表面波を用いてプラズマを生成するプラズマ処理装置等であってもよい。
また、プラズマ処理装置は、高周波電力ＬＦを下部電極１８に供給するバイアス電源６４に加えて、負極性の直流電圧のパルスを断続的に又は周期的に下部電極１８に印加するように構成された別のバイアス電源を備えていてもよい。
また、開示する実施形態は、以下の（Ａ１）項～（Ａ１７）項、（Ｂ１）項～（Ｂ９２）項、及び（Ｃ１）項～（Ｃ１９）項の態様を更に含む。
（Ａ１）． プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスは、ハロゲン元素及びリンを含む、該工程と、
を含むエッチング方法。
（Ａ２）． 前記エッチングによって形成された開口を画成する側壁面上に保護膜を形成する工程を更に含み、
前記保護膜は前記処理ガスに含まれるリンを含む、（Ａ１）に記載のエッチング方法。
（Ａ３）． エッチングする前記工程と保護膜を形成する前記工程が同時に発生する、（Ａ２）に記載のエッチング方法。
（Ａ４）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５，ＰＣｌ５，ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含む、（Ａ１）～（Ａ３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ５）． 前記処理ガスは炭素及び水素を更に含む、（Ａ１）～（Ａ４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ６）． 前記処理ガスは、前記水素を含む分子として、Ｈ２、ＨＦ、ＣｘＨｙ、ＣＨｘＦｙ、又はＮＨ３の少なくとも一つを含み、ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である、（Ａ５）に記載のエッチング方法。
（Ａ７）． 前記ハロゲン元素はフッ素である、（Ａ１）～（Ａ６）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ８）． 前記処理ガスは酸素を更に含む、（Ａ１）～（Ａ７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ９）． 前記シリコン含有膜はシリコン含有誘電体膜である、（Ａ１）～（Ａ８）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ１０）． 前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はシリコン膜の少なくとも一つの膜を含む、（Ａ１）～（Ａ９）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ１１）． 前記シリコン含有膜は、互いに異なる膜種を有する二つ以上のシリコン含有膜を含む、（Ａ１）～（Ａ８）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ１２）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む、（Ａ１１）に記載のエッチング方法。
（Ａ１３）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン膜を含む、（Ａ１１）に記載のエッチング方法。
（Ａ１４）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及びシリコン膜を含む、（Ａ１１）に記載のエッチング方法。
（Ａ１５）． 前記基板は、前記シリコン含有膜上に設けられたマスクを更に有する、（Ａ１）～（Ａ１４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ１６）． エッチングする前記工程の開始時において、前記基板の温度が０℃以下の温度に設定される、（Ａ１）～（Ａ１５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ａ１７）． チャンバと、
前記チャンバ内において基板を支持するように構成された基板支持器と、
シリコン含有膜をエッチングするための処理ガス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、該処理ガスはハロゲン元素及びリンを含む、該ガス供給部と、
前記チャンバ内で前記処理ガスからプラズマを生成するために高周波電力を発生するように構成された高周波電源と、
を備えるプラズマ処理装置。
（Ｂ１）． プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスは、ハロゲン元素及びリンを含む、該工程と、
を含み、
前記処理ガスは、リンを含有しない第１のガス及びリンを含有する第２のガスを含み、
前記第１のガスの流量に対する前記第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下である、
エッチング方法。
（Ｂ２）． 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、（Ｂ１）に記載のエッチング方法。
（Ｂ３）． 前記流量比は、０．１以上、０．２５以下である、（Ｂ１）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３を含む、（Ｂ１）～（Ｂ３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ５）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５，ＰＣｌ５，ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含む、（Ｂ１）～（Ｂ３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６）． 前記処理ガスは炭素及び水素を更に含む、（Ｂ１）～（Ｂ５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７）． 前記処理ガスは、前記水素を含む分子として、Ｈ２、ＨＦ、ＣｘＨｙ、ＣＨｘＦｙ、又はＮＨ３の少なくとも一つを含み、ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である、（Ｂ６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ８）． 前記ハロゲン元素はフッ素である、（Ｂ１）～（Ｂ７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ９）． 前記処理ガスは、前記ハロゲン元素を含む分子としてフルオロカーボンを含む、（Ｂ１）～（Ｂ８）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１０）． 前記処理ガスは酸素を更に含む、（Ｂ１）～（Ｂ９）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１１）． 前記処理ガスは、酸素を含まない、（Ｂ１）～（Ｂ９）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１２）． エッチングする前記工程において、前記エッチングによって形成された開口を画成する側壁面上に保護膜が形成される、（Ｂ１）～（Ｂ１１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１３）． 前記保護膜は、リンと酸素との結合を含む、（Ｂ１２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ１４）． 前記保護膜は、リンとシリコンとの結合を更に含む、（Ｂ１３）に記載のエッチング方法。
（Ｂ１５）． エッチングする前記工程の開始時において、前記基板の温度が０℃以下の温度に設定される、（Ｂ１）～（Ｂ１４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１６）． エッチングする前記工程において、前記基板を支持する基板支持器内の下部電極に２ｋＷ以上の電力レベルを有する高周波バイアス電力が供給される、（Ｂ１）～（Ｂ１５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ１７）． 前記電力レベルは、１０ｋＷ以上である、（Ｂ１６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ１８）． プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスは、ハロゲン元素及びリンを含む、該工程と、
前記エッチングによって形成された開口を画成する側壁面上に前記処理ガスに含まれるリンと酸素の結合を含む保護膜を形成する工程と、
を含む、エッチング方法。
（Ｂ１９）． エッチングする前記工程と保護膜を形成する前記工程が同時に発生する、（Ｂ１８）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２０）． エッチングする前記工程と保護膜を形成する前記工程とが、互いから独立して行われる、（Ｂ１８）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２１）． 前記保護膜の厚さは、前記開口の深さ方向に沿って減少する、（Ｂ１８）～（Ｂ２０）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ２２）． エッチングする前記工程及び保護膜を形成する前記工程を実行するために、電気バイアスのパルス波が、前記基板を支持する基板支持器内の下部電極に与えられ、
前記電気バイアスは、高周波バイアス電力であるか負極性の直流電圧のパルス波である、
（Ｂ１８）～（Ｂ２１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ２３）． エッチングする前記工程において前記下部電極に与えられる前記高周波バイアス電力は、２ｋＷ以上の電力レベルを有する、（Ｂ２２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２４）． 前記電力レベルは、１０ｋＷ以上である、（Ｂ２３）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２５）． 前記プラズマを生成するために高周波電力のパルス波が用いられる、（Ｂ１８）～（Ｂ２４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ２６）． 前記処理ガスは、リンを含有しない第１のガス及びリンを含有する第２のガスを含む、（Ｂ１８）～（Ｂ２５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ２７）． 前記第１のガスと前記第２のガスとが交互に前記チャンバに供給される、（Ｂ２６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２８）． 前記第１のガスの流量に対する前記第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下である、（Ｂ２６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ２９）． 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、（Ｂ２８）．に記載のエッチング方法。
（Ｂ３０）． 前記流量比は、０．１以上、０．２５以下である、（Ｂ２８）に記載のエッチング方法。
（Ｂ３１）． 前記保護膜は、リンとシリコンの結合を更に含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３０）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３２）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３を含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３３）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５，ＰＣｌ５，ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３４）． 前記処理ガスは炭素及び水素を更に含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３５）． 前記処理ガスは、前記水素を含む分子として、Ｈ２、ＨＦ、ＣｘＨｙ、ＣＨｘＦｙ、又はＮＨ３の少なくとも一つを含み、ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である、（Ｂ３４）に記載のエッチング方法。
（Ｂ３６）． 前記ハロゲン元素はフッ素である、（Ｂ１８）～（Ｂ３５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３７）． 前記処理ガスは、前記ハロゲン元素を含む分子としてフルオロカーボンを含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３６）何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３８）． 前記酸素は、前記シリコン含有膜から与えられる、（Ｂ１８）～（Ｂ３７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ３９）． 前記処理ガスは、酸素を含まない、（Ｂ３８）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４０）． 前記処理ガスは酸素を更に含む、（Ｂ１８）～（Ｂ３７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ４１）． エッチングする前記工程の開始時において、前記基板の温度が０℃以下の温度に設定される、（Ｂ１８）～（Ｂ４０）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ４２）． プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
前記チャンバ内でハロゲン元素及びリンを含む処理ガスからプラズマを生成する工程と、
前記チャンバ内に前記プラズマが存在するときに、前記基板を支持する基板支持器の下部電極に電気バイアスのパルス波を与える工程と、
を含み、
前記電気バイアスは、高周波バイアス電力であるか負極性の直流電圧のパルス波である、
エッチング方法。
（Ｂ４３）． 前記電気バイアスの前記下部電極への供給と供給停止が交互に切り替えられることにより、前記電気バイアスの前記パルス波が前記下部電極に与えられる、（Ｂ４２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４４）． 前記電気バイアスのレベルが増減されることにより、前記電気バイアスの前記パルス波が前記下部電極に与えられる、（Ｂ４２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４５）． 前記電気バイアスの前記パルス波は、前記下部電極に周期的に与えられ、
前記電気バイアスの前記パルス波の周期は、二つの期間を含み、
前記二つの期間のうち一方の期間における前記電気バイアスの前記パルス波のレベルは、前記二つの期間のうち他方の期間における前記電気バイアスの前記パルス波のレベルよりも高く、
前記周期において前記一方の期間が占める割合であるデューティ比は、１％以上、８０％以下である、
（Ｂ４２）～（Ｂ４４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ４６）． 前記周期を規定する周波数は、５Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下である、（Ｂ４５）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４７）． 前記電気バイアスは、前記一方の期間において２ｋＷ以上の電力レベルを有する、（Ｂ４５）又は（Ｂ４６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４８）． 前記電力レベルは、１０ｋＷ以上である、（Ｂ４７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ４９）． 前記処理ガスは、リンを含有しない第１のガス及びリンを含有する第２のガスを含む、（Ｂ４２）～（Ｂ４８）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ５０）． 前記第１のガスと前記第２のガスとが交互に前記チャンバに供給される、（Ｂ４９）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５１）． 前記第１のガスが供給される期間は、前記パルス波の周期において前記電気バイアスが前記下部電極に与えられている期間と少なくとも部分的に重複する、（Ｂ５０）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５２）． 前記第１のガスの流量に対する前記第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下である、（Ｂ４９）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５３）． 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、（Ｂ５２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５４）． 前記流量比は、０．１以上、０．２５以下である、（Ｂ５２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５５）． 電気バイアスのパルス波を与える前記工程において、前記シリコン含有膜をエッチングし開口を形成する段階と、前記開口を画成する側壁面上に保護膜を形成する段階とが含まれ、開口を形成する前記段階と保護膜を形成する前記段階とが、互いから独立して行われる、（Ｂ４２）～（Ｂ５４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ５６）． 前記保護膜は、リンと酸素との結合を含む、（Ｂ５５）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５７）． 前記保護膜は、リンとシリコンの結合を更に含む、（Ｂ５６）に記載のエッチング方法。
（Ｂ５８）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３を含む、（Ｂ４２）～（Ｂ５７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ５９）． 前記処理ガスは、前記リンを含む分子として、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５，ＰＣｌ５，ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含む、（Ｂ４２）～（Ｂ５７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６０）． 前記処理ガスは炭素及び水素を更に含む、（Ｂ４２）～（Ｂ５９）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６１）． 前記処理ガスは、前記水素を含む分子として、Ｈ２、ＨＦ、ＣｘＨｙ、ＣＨｘＦｙ、ＣｘＨｙＦｚ、又はＮＨ３の少なくとも一つを含み、ここで、ｘ、ｙ、及びｚの各々は自然数である、（Ｂ６０）に記載のエッチング方法。
（Ｂ６２）． 前記ハロゲン元素はフッ素である、（Ｂ４２）～（Ｂ６１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６３）． 前記処理ガスは、前記ハロゲン元素を含む分子としてフルオロカーボンを含む、（Ｂ４２）～（Ｂ６２）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６４）． 前記処理ガスは酸素を更に含む、（Ｂ４２）～（Ｂ６３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６５）． 前記処理ガスは、酸素を含まない、（Ｂ４２）～（Ｂ６３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６６）． エッチングする前記工程の開始時において、前記基板の温度が０℃以下の温度に設定される、（Ｂ４２）～（Ｂ６５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ６７）． プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板は互いに異なる膜種を有する二つ以上のシリコン含有膜を含む、該工程と、
前記基板を０℃以下に設定する工程と、
前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスはＰＦ３を含む、該工程と、
を含むエッチング方法。
（Ｂ６８）． 前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜を含む、（Ｂ６７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ６９）． 前記処理ガスは、リンを含有しない第１のガス及びＰＦ３を含有する第２のガスを含む、（Ｂ６７）又は（Ｂ６８）に記載のエッチング方法。
（Ｂ７０）． 前記第１のガスの流量に対する前記第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下である、（Ｂ６９）に記載のエッチング方法。
（Ｂ７１）． 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、（Ｂ７０）に記載のエッチング方法。
（Ｂ７２）． 前記流量比は、０．１以上、０．２５以下である、（Ｂ７０）に記載のエッチング方法。
（Ｂ７３）． 前記処理ガスは、フルオロカーボンを更に含む、（Ｂ６７）～（Ｂ７２）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７４）． 前記処理ガスは炭素及び水素を更に含む、（Ｂ６７）～（Ｂ７３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７５）． 前記処理ガスは、前記水素を含む分子として、Ｈ２、ＨＦ、ＣｘＨｙ、ＣＨｘＦｙ、又はＮＨ３の少なくとも一つを含み、ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である、（Ｂ７４）に記載のエッチング方法。
（Ｂ７６）． 前記処理ガスは酸素を更に含む、（Ｂ６７）～（Ｂ７５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７７）． 前記処理ガスは、酸素を含まない、（Ｂ６７）～（Ｂ７５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７８）． エッチングする前記工程では、前記エッチングにより形成される開口を画成する側壁面上に保護膜が形成される、（Ｂ６７）～（Ｂ７７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ７９）． エッチングする前記工程は、前記シリコン含有膜をエッチングして開口を形成する段階と、前記開口を画成する側壁面上に保護膜を形成する段階と、を含み、
開口を形成する前記段階と保護膜を形成する前記段階とが、互いから独立して行われる、（Ｂ６７）～（Ｂ７７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８０）． 前記保護膜は、リンと酸素との結合を含む、（Ｂ７８）又は（Ｂ７９）に記載のエッチング方法。
（Ｂ８１）． 前記保護膜は、リンとシリコンの結合を更に含む、（Ｂ８０）に記載のエッチング方法。
（Ｂ８２）． エッチングする前記工程において、前記基板を支持する基板支持器内の下部電極に２ｋＷ以上の電力レベルを有する高周波バイアス電力が供給される、（Ｂ６７）～（Ｂ８１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８３）． 前記電力レベルは、１０ｋＷ以上である、（Ｂ８２）に記載のエッチング方法。
（Ｂ８４）． エッチングする前記工程において、前記基板を支持する基板支持器内の下部電極に負極性の直流電圧のパルス波が供給される、（Ｂ６７）～（Ｂ８３）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８５）． 前記シリコン含有膜はシリコン含有誘電体膜である、（Ｂ１）～（Ｂ８４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８６）． 前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はシリコン膜の少なくとも一つの膜を含む、（Ｂ１）～（Ｂ８５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８７）． 前記シリコン含有膜は、互いに異なる膜種を有する二つ以上のシリコン含有膜を含む、（Ｂ１）～（Ｂ８４）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｂ８８）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む、（Ｂ８７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ８９）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、交互に積層された複数のシリコン酸化膜及び複数のシリコン窒化膜を含む、（Ｂ８７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ９０）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン膜を含む、（Ｂ８７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ９１）． 前記二つ以上のシリコン含有膜は、交互に積層された複数のシリコン酸化膜及び複数のポリシリコン膜を含む、（Ｂ８７）に記載のエッチング方法。
（Ｂ９２）． 前記基板は、前記シリコン含有膜上に設けられたマスクを更に有する、（Ｂ１）～（Ｂ９１）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ１）． （ａ）シリコン含有膜及びマスクを有する基板をプラズマ処理装置のチャンバ内に準備する工程と、
（ｂ）前記チャンバ内で処理ガスからプラズマを生成して前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、該処理ガスは、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む、該工程と、
を含む、エッチング方法。
（Ｃ２）． 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、（Ｃ１）に記載のエッチング方法。
（Ｃ３）． 前記処理ガスは、希ガスを更に含み、
前記希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、（Ｃ１）に記載のエッチング方法。
（Ｃ４）． 前記（ｂ）において、前記基板を支持する基板支持器の温度が０℃以下の温度に設定される、（Ｃ１）～（Ｃ３）．の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ５）． 前記（ｂ）において、前記基板を支持する基板支持器の温度が－４０℃以下の温度に設定される、（Ｃ４）に記載のエッチング方法。
（Ｃ６）． 前記リン含有ガスは、ハロゲン元素を含有する、（Ｃ１）～（Ｃ５）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ７）． 前記ハロゲン元素は、フッ素以外のハロゲン元素である、（Ｃ６）に記載のエッチング方法。
（Ｃ８）． 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量の合計における前記リン含有ガスの流量の割合は、２％以上である、（Ｃ１）～（Ｃ７）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ９）． 前記処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含む、（Ｃ１）～（Ｃ８）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ１０）． 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、前記炭素含有ガス、及び前記ハロゲン含有ガスの流量の合計における前記ハロゲン含有ガスの流量の割合は、０％よりも大きく、１０％以下である、（Ｃ９）に記載のエッチング方法。
（Ｃ１１）． 前記シリコン含有膜はシリコン酸化膜を含む、（Ｃ１）～（Ｃ１０）の何れか一項に記載のエッチング方法。
（Ｃ１２）． 前記シリコン含有膜はシリコン窒化膜を更に含む、（Ｃ１１）に記載のエッチング方法。
（Ｃ１３）． シリコン酸化膜のプラズマエッチング用の処理ガスであって、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む、処理ガス。
（Ｃ１４）． 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、（Ｃ１３）に記載の処理ガス。
（Ｃ１５）． 前記処理ガスは、希ガスを更に含み、
前記希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、（Ｃ１３）に記載の処理ガス。
（Ｃ１６）． 前記リン含有ガスは、ハロゲン元素を含む、（Ｃ１３）～（Ｃ１５）の何れか一項に記載の処理ガス。
（Ｃ１７）． 前記ハロゲン元素は、フッ素以外のハロゲン元素である、（Ｃ１６）に記載の処理ガス。
（Ｃ１８）． 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量の合計における前記リン含有ガスの流量の割合は、２％以上である、（Ｃ１３）～（Ｃ１５）の何れか一項に記載の処理ガス。
（Ｃ１９）． チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む処理ガス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と、
前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
前記基板支持器によって支持された基板のシリコン含有膜をエッチングするために、前記チャンバ内に前記処理ガスを供給するよう前記ガス供給部を制御し、且つ、前記チャンバ内の前記処理ガスからプラズマを生成するよう前記プラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
を備えるプラズマ処理装置。
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。
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１４…基板支持器、８０…制御部、Ｗ…基板、ＳＦ…シリコン含有膜。

Claims (99)

  1. （ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
    （ｂ）前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、並びに、フッ化水素、Ｈ２、アンモニア、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する水素含有ガスを含む、該工程と、
    を含む、エッチング方法。
  2. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項１に記載のエッチング方法。
  3. 前記処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを更に含む、請求項２に記載のエッチング方法。
  4. 前記フルオロカーボンガスは、ＣＦ ４ 、Ｃ ３ Ｆ ８ 、Ｃ ４ Ｆ ６ 、及びＣ ４ Ｆ ８ からなる群から選択される少なくとも一つのフルオロカーボンを含む、請求項２に記載のエッチング方法。
  5. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項４に記載のエッチング方法。
  6. 前記処理ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含む、請求項１～５の何れか一項に記載のエッチング方法。
  7. （ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内に基板を準備する工程であり、該基板はシリコン含有膜を含む、該工程と、
    （ｂ）前記チャンバ内で処理ガスから形成されたプラズマからの化学種により前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、前記処理ガスは、リン含有ガス、フッ素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含む、該工程と、
    を含む、エッチング方法。
  8. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項７に記載のエッチング方法。
  9. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項８に記載のエッチング方法。
  10. 前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ２ガス及び／又はＨＢｒガスである、請求項６～９の何れか一項に記載のエッチング方法。
  11. 前記処理ガスにおける第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下であり、
    前記第１のガスは、前記処理ガスに含まれる前記リン含有ガス以外の全てのガスであり、
    前記第２のガスは、前記リン含有ガスである、
    請求項１～１０の何れか一項に記載のエッチング方法。
  12. 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、請求項１１に記載のエッチング方法。
  13. 前記エッチングによって形成された開口を画成する側壁面上に前記処理ガスに含まれるリンと酸素の結合を含む保護膜を形成する工程を更に含む、請求項１～１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
  14. 前記（ｂ）は、前記チャンバ内に前記プラズマが存在するときに、前記基板を支持する基板支持器の下部電極に電気バイアスのパルス波を周期的に与えることを含み、
    前記電気バイアスは、高周波バイアス電力であるか負極性の直流電圧のパルス波である、
    請求項１～１３の何れか一項に記載のエッチング方法。
  15. 前記電気バイアスの前記パルス波が前記下部電極に与えられる周期を規定する周波数は、５Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下である、請求項１４に記載のエッチング方法。
  16. 前記（ｂ）の前に、前記基板を支持する基板支持器の温度を０℃以下に設定する工程を更に含む、請求項１～１５の何れか一項に記載のエッチング方法。
  17. （ａ）シリコン含有膜及びマスクを有する基板をプラズマ処理装置のチャンバ内に準備する工程と、
    （ｂ）前記チャンバ内で処理ガスからプラズマを生成して前記シリコン含有膜をエッチングする工程であり、該処理ガスは、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む、該工程と、
    を含む、エッチング方法。
  18. 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、請求項１７に記載のエッチング方法。
  19. 前記処理ガスは、希ガスを更に含み、
    前記希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、請求項１７に記載のエッチング方法。
  20. 前記（ｂ）において、前記基板を支持する基板支持器の温度が０℃以下又は－４０℃以下の温度に設定される、請求項１７～１９の何れか一項に記載のエッチング方法。
  21. 前記処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含む、請求項１７～２０の何れか一項に記載のエッチング方法。
  22. 前記マスクはカーボンを含む、請求項１７～２１の何れか一項に記載のエッチング方法。
  23. 前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜、又は、シリコン酸化膜及び多結晶シリコン膜を含む、請求項１～２２の何れか一項に記載のエッチング方法。
  24. 前記リン含有ガスは、ハロゲンを含む、請求項１～２３の何れか一項に記載のエッチング方法。
  25. 前記リン含有ガスは、ＰＦ３、ＰＣｌ３、ＰＦ５、ＰＣｌ５、ＰＯＣｌ３、ＰＨ３、ＰＢｒ３、又はＰＢｒ５の少なくとも一つを含む、請求項１～２３の何れか一項に記載のエッチング方法。
  26. 前記リン含有ガスは、フッ素を含む、請求項１～２３の何れか一項に記載のエッチング方法。
  27. 前記リン含有ガスは、ＰＦ３又はＰＦ５を含む、請求項２６に記載のエッチング方法。
  28. 前記炭素含有ガスは、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンのうち少なくとも一つを含む、請求項１７～２２の何れか一項に記載のエッチング方法。
  29. 前記炭素含有ガスは、二つ以上の炭素原子を含む、請求項２８に記載のエッチング方法。
  30. 前記処理ガスは酸素含有ガスを更に含む、請求項１～２９の何れか一項に記載のエッチング方法。
  31. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記フッ化水素ガスの流量の割合は、５０％以上、９９％未満である、請求項１８に記載のエッチング方法。
  32. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記リン含有ガスの流量の割合は、１％以上、２０％以下である、請求項１７又は１８に記載のエッチング方法。
  33. 前記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る、請求項１～３２の何れか一項に記載のエッチング方法。
  34. 前記（ｂ）において、前記プラズマは、前記チャンバ内において前記基板を支持する基板支持器の下部電極に高周波電力を供給することにより、生成される、請求項３３に記載のエッチング方法。
  35. 前記プラズマ処理装置は、前記チャンバ内に設けられた基板支持器と該基板支持器の上方に設けられた上部電極とを含み、
    前記（ｂ）において、前記プラズマは、前記上部電極に高周波電力を供給することにより、生成される、請求項３３に記載のエッチング方法。
  36. 前記高周波電力の周波数は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である、請求項３４又は３５に記載のエッチング方法。
  37. 前記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る、請求項１～３２の何れか一項に記載のエッチング方法。
  38. チャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
    リン含有ガス、フッ素含有ガス、並びに、フッ化水素、Ｈ ２ 、アンモニア、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する水素含有ガスを含む処理ガス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と、
    前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
    前記基板支持器によって支持された基板のシリコン含有膜をエッチングするために、前記チャンバ内に前記処理ガスを供給するよう前記ガス供給部を制御し、且つ、前記チャンバ内の前記処理ガスからプラズマを生成するよう前記プラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
    を備えるプラズマ処理装置。
  39. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項３８に記載のプラズマ処理装置。
  40. 前記処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを更に含む、請求項３９に記載のプラズマ処理装置。
  41. 前記フルオロカーボンガスは、ＣＦ ４ 、Ｃ ３ Ｆ ８ 、Ｃ ４ Ｆ ６ 、及びＣ ４ Ｆ ８ からなる群から選択される少なくとも一つのフルオロカーボンを含む、請求項３９に記載のプラズマ処理装置。
  42. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項４１に記載のプラズマ処理装置。
  43. 前記処理ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含む、請求項３８～４２の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  44. チャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
    リン含有ガス、フッ素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含む処理ガス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と、
    前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
    前記基板支持器によって支持された基板のシリコン含有膜をエッチングするために、前記チャンバ内に前記処理ガスを供給するよう前記ガス供給部を制御し、且つ、前記チャンバ内の前記処理ガスからプラズマを生成するよう前記プラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
    を備えるプラズマ処理装置。
  45. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項４４に記載のプラズマ処理装置。
  46. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項４５に記載のプラズマ処理装置。
  47. 前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ ２ ガス及び／又はＨＢｒガスである、請求項４３～４６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  48. 前記処理ガスにおける第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下であり、
    前記第１のガスは、前記処理ガスに含まれる前記リン含有ガス以外の全てのガスであり、
    前記第２のガスは、前記リン含有ガスである、
    請求項３８～４７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  49. 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、請求項４８に記載のプラズマ処理装置。
  50. 前記基板支持器は下部電極を含み、
    該プラズマ処理装置は、前記下部電極に電気的に接続されたバイアス電源を更に備え、
    前記バイアス電源は、前記チャンバ内に前記プラズマが存在するときに、前記下部電極に電気バイアスのパルス波を周期的に与えるように構成されており、
    前記電気バイアスは、高周波バイアス電力であるか負極性の直流電圧のパルス波である、
    請求項３８～４９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  51. 前記電気バイアスの前記パルス波が前記下部電極に与えられる周期を規定する周波数は、５Ｈｚ以上、１００ｋＨｚ以下である、請求項５０に記載のプラズマ処理装置。
  52. 前記基板支持器の下部電極内の流路に熱交換媒体を供給するように構成されたチラーユニットを更に備え、
    前記制御部は、前記プラズマを生成する前に、前記流路に前記熱交換媒体を供給して前記基板支持器の温度を０℃以下に設定するよう、前記チラーユニットを制御するように構成されている、請求項３８～５１の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  53. シリコン含有膜及びマスクを有する基板の該シリコン含有膜をエッチングするためのプラズマ処理装置であって、
    チャンバと、
    前記チャンバ内に設けられた基板支持器と、
    フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む処理ガス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と、
    前記処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部と、
    前記基板支持器によって支持された前記基板の前記シリコン含有膜をエッチングするために、前記チャンバ内に前記処理ガスを供給するよう前記ガス供給部を制御し、且つ、前記チャンバ内の前記処理ガスからプラズマを生成するよう前記プラズマ生成部を制御するように構成された制御部と、
    を備えるプラズマ処理装置。
  54. 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、請求項５３に記載のプラズマ処理装置。
  55. 前記処理ガスは、希ガスを更に含み、
    前記希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、
    請求項５３に記載のプラズマ処理装置。
  56. 前記基板支持器の下部電極内の流路に熱交換媒体を供給するように構成されたチラーユニットを更に備え、
    前記制御部は、前記プラズマを生成する前に、前記流路に前記熱交換媒体を供給して前記基板支持器の温度を０℃以下又は－４０℃以下の温度に設定するよう、前記チラーユニットを制御するように構成されている、請求項５３～５５の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  57. 前記処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含む、請求項５３～５６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  58. 前記リン含有ガスは、ハロゲンを含む、請求項３８～５７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  59. 前記リン含有ガスは、ＰＦ ３ 、ＰＣｌ ３ 、ＰＦ ５ 、ＰＣｌ ５ 、ＰＯＣｌ ３ 、ＰＨ ３ 、ＰＢｒ ３ 、又はＰＢｒ ５ の少なくとも一つを含む、請求項３８～５７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  60. 前記リン含有ガスは、フッ素を含む、請求項３８～５７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  61. 前記リン含有ガスは、ＰＦ ３ 又はＰＦ ５ を含む、請求項６０に記載のプラズマ処理装置。
  62. 前記炭素含有ガスは、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンのうち少なくとも一つを含む、請求項５３～５７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  63. 前記炭素含有ガスは、二つ以上の炭素原子を含む、請求項６２に記載のプラズマ処理装置。
  64. 前記処理ガスは酸素含有ガスを更に含む、請求項３８～６３の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  65. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記フッ化水素ガスの流量の割合は、５０％以上、９９％未満である、請求項５４に記載のプラズマ処理装置。
  66. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記リン含有ガスの流量の割合は、１％以上、２０％以下である、請求項５３又は５４に記載のプラズマ処理装置。
  67. 前記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る、請求項３８～６６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  68. 前記プラズマ生成部は、高周波電力を発生するように構成された高周波電源を含み、
    前記高周波電源は、前記プラズマを生成するために、前記基板支持器の下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６７に記載のプラズマ処理装置。
  69. 前記基板支持器の上方に設けられた上部電極を更に備え、
    前記プラズマ生成部は、高周波電力を発生するように構成された高周波電源を含み、
    前記高周波電源は、前記プラズマを生成するために、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６７に記載のプラズマ処理装置。
  70. 前記高周波電力の周波数は、２７ＭＨｚ～１００ＭＨｚの範囲内の周波数である、請求項６８又は６９に記載のプラズマ処理装置。
  71. 前記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る、請求項３８～６６の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  72. シリコン含有膜のプラズマエッチング用の処理ガスであって、リン含有ガス、フッ素含有ガス、並びに、フッ化水素、Ｈ ２ 、アンモニア、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する水素含有ガスを含む、処理ガス。
  73. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項７２に記載の処理ガス。
  74. 前記処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを更に含む、請求項７３に記載の処理ガス。
  75. 前記フルオロカーボンガスは、ＣＦ ４ 、Ｃ ３ Ｆ ８ 、Ｃ ４ Ｆ ６ 、及びＣ ４ Ｆ ８ からなる群から選択される少なくとも一つのフルオロカーボンを含む、請求項７３に記載の処理ガス。
  76. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項７５に記載の処理ガス。
  77. 前記処理ガスは、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含む、請求項７２～７６の何れか一項に記載の処理ガス。
  78. シリコン含有膜のプラズマエッチング用の処理ガスであって、リン含有ガス、フッ素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含む、処理ガス。
  79. 前記フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む、請求項７８に記載の処理ガス。
  80. 前記炭素を含有しないフッ素含有ガスは、三フッ化窒素ガス又は六フッ化硫黄ガスである、請求項７９に記載の処理ガス。
  81. 前記ハロゲン含有ガスは、Ｃｌ ２ ガス及び／又はＨＢｒガスである、請求項７７～８０の何れか一項に記載の処理ガス。
  82. 前記処理ガスにおける第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下であり、
    前記第１のガスは、前記処理ガスに含まれる前記リン含有ガス以外の全てのガスであり、
    前記第２のガスは、前記リン含有ガスである、
    請求項７２～８１の何れか一項に記載の処理ガス。
  83. 前記流量比は、０．０７５以上、０．３以下である、請求項８２に記載の処理ガス。
  84. シリコン含有膜及びマスクを有する基板の該シリコン含有膜のプラズマエッチング用の処理ガスであって、フッ化水素ガス、リン含有ガス、及び炭素含有ガスを含む、処理ガス。
  85. 前記フッ化水素ガスの流量、前記リン含有ガスの流量、及び前記炭素含有ガスの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、請求項８４に記載の処理ガス。
  86. 前記処理ガスは、希ガスを更に含み、
    前記希ガスを除く前記処理ガスにおける全てのガスそれぞれの流量のうち、前記フッ化水素ガスの流量が最も大きい、
    請求項８４に記載の処理ガス。
  87. 前記処理ガスは、フッ素を含有しないハロゲン含有ガスを更に含む、請求項８４～８６の何れか一項に記載の処理ガス。
  88. 前記リン含有ガスは、ハロゲンを含む、請求項７２～８７の何れか一項に記載の処理ガス。
  89. 前記リン含有ガスは、ＰＦ ３ 、ＰＣｌ ３ 、ＰＦ ５ 、ＰＣｌ ５ 、ＰＯＣｌ ３ 、ＰＨ ３ 、ＰＢｒ ３ 、又はＰＢｒ ５ の少なくとも一つを含む、請求項７２～８７の何れか一項に記載の処理ガス。
  90. 前記リン含有ガスは、フッ素を含む、請求項７２～８７の何れか一項に記載の処理ガス。
  91. 前記リン含有ガスは、ＰＦ ３ 又はＰＦ ５ を含む、請求項９０に記載の処理ガス。
  92. 前記炭素含有ガスは、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンのうち少なくとも一つを含む、請求項８４～８７の何れか一項に記載の処理ガス。
  93. 前記炭素含有ガスは、二つ以上の炭素原子を含む、請求項９２に記載の処理ガス。
  94. 前記処理ガスは酸素含有ガスを更に含む、請求項７２～９３の何れか一項に記載の処理ガス。
  95. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記フッ化水素ガスの流量の割合は、５０％以上、９９％未満である、請求項８５に記載の処理ガス。
  96. 希ガスを除く前記処理ガスの流量に対する前記リン含有ガスの流量の割合は、１％以上、２０％以下である、請求項８４又は８５に記載の処理ガス。
  97. 請求項１～３７の何れか一項に記載のエッチング方法によって基板のシリコン含有膜をエッチングすることを含む、デバイスの製造方法。
  98. 請求項１～３７の何れか一項に記載のエッチング方法をプラズマ処理装置によって実行させるよう、該プラズマ処理装置のコンピュータによって実行されるプログラム。
  99. 請求項９８に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
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