KR20230161474A - 에칭 방법 및 에칭 장치 - Google Patents

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마주 도무라
노부유키 후쿠이
요시히데 기하라
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판의 에칭 방법으로서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 처리 공간을 형성하는 처리 챔버와, 상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 기판을 유지하는 기판 지지체와, 적어도 상기 기판 지지체에 바이어스 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 에칭 방법은, (a) 하지층과, 상기 하지층 상의 유기 재료층을 갖는 상기 기판을 상기 기판 지지체 위에 제공하는 공정과, (b) 상기 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정과, (c) 상기 기판 지지체에 대한 바이어스 전력의 공급과 정지를 미리 정해진 주기로 반복하는 공정을 포함하고, 상기 (c) 공정시에 있어서, 상기 주기 중 상기 바이어스 전력이 공급되지 않는 OFF 시간을 10 밀리초 이상으로 한다.

Description

에칭 방법 및 에칭 장치
본 개시는, 에칭 방법 및 에칭 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 패턴이 있는 포토레지스트 마스크와, 그 아래에 배치된 중간 마스크층과, 그 아래에 배치된 기능성 유기질 마스크층과, 그 아래에 배치된 에칭층에 의해 형성되는 스택에 있어서, 상기 에칭층 내의 에칭 구성의 한계 치수(CD)를 제어하기 위한 방법이 개시되어 있다.
특허문헌 1 : 일본특허공개 제2010-109373호 공보
본 개시에 따른 기술은, 에칭 대상층에 패턴을 형성하기 위한 마스크가 되는 유기 재료층에 대하여, 고(高)어스펙트비의 홀을 적절하게 형성한다.
본 개시의 일양태는, 기판 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판의 에칭 방법으로서, 상기 기판 처리 장치는, 상기 기판의 처리 공간을 형성하는 처리 챔버와, 상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 기판을 유지하는 기판 지지체와, 적어도 상기 기판 지지체에 바이어스 전력을 공급하는 전원을 구비하고, 상기 에칭 방법은, (a) 하지층과, 상기 하지층 상의 유기 재료층을 갖는 상기 기판을 상기 기판 지지체 위에 제공하는 공정과, (b) 상기 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정과, (c) 상기 기판 지지체에 대한 바이어스 전력의 공급과 정지를 미리 정해진 주기로 반복하는 공정을 포함하고, 상기 (c) 공정에 있어서, 상기 주기 중 상기 바이어스 전력이 공급되지 않는 OFF 시간을 10 밀리초 이상으로 한다.
또, 본 개시의 기술에 있어서 「Duty비」란, 펄스형으로 공급되는 고주파 전력의 1 주기(ON 시간+OFF 시간)당의 ON 시간(고주파 전력을 공급하는 시간)의 비율(on duty)을 말하는 것으로 한다.
또한, 본 개시의 기술에 있어서 「진원도」란, 유기 재료층에 형성되는 홀의 단면 형상에서의 최대 직경에 대한 최소 직경의 비율(min 직경/MAX 직경)을 말하는 것으로 한다.
본 개시에 의하면, 에칭 대상층에 패턴을 형성하기 위한 마스크가 되는 유기 재료층에 대하여, 고어스펙트비의 홀을 적절하게 형성할 수 있다.
도 1은 플라즈마 처리 시스템의 구성의 일례를 모식적으로 나타내는 종단면도이다.
도 2는 에칭 처리 전후의 에칭 대상층 및 유기 재료층의 모습을 나타내는 설명도이다.
도 3은 유기 재료층에서의 진원도의 악화 및 보잉 발생의 모습을 나타내는 설명도이다.
도 4는 기판 지지체에 대한 고주파 전력의 공급예를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실시예에 따른 에칭 처리 결과의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 6은 실시예에 따른 에칭 처리 결과의 일례를 나타내는 설명도이다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 기판(이하, 단순히 「기판」이라고 한다.)의 표면에 적층하여 형성된 에칭 대상층(예컨대 실리콘 함유막)에 대하여, 패턴이 형성된 마스크층(예컨대 Amorphous Carbon Layer : ACL)을 마스크로 한 에칭 처리가 행해지고 있다. 이 마스크층에 대한 패턴의 형성은, 일반적으로 플라즈마 처리 장치로 행해진다.
전술한 특허문헌 1에는, 플라즈마 처리 장치(에칭 챔버)의 내부에서, 마스크층(중간 마스크층 및 기능성 유기질층)을 에칭하기 위한 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는, 마스크층이 형성된 기판이 반입된 에칭 챔버의 내부에 에칭 가스를 도입한 후, 고주파(Radio Frequency : RF)원으로부터의 고주파를 전극에 공급함으로써 에칭 챔버의 내부에 플라즈마를 생성하고, 중간 마스크층 및 기능성 유기질층을 순차적으로, 선택적으로 에칭한다.
그런데, 마스크층에 대한 패턴을 형성함에 있어서는, 홀의 정상에서의 구멍 형상을, 바닥부에서의 구멍 형상에 그대로 전사하는 것이 중요해진다. 그러나 최근, 기판 표면에 형성되는 패턴의 미세화에 따라, 마스크층에 고어스펙트비의 홀(마스크 패턴)을 형성하는 것이 요구되고, 이에 따라 상기 홀의 바닥부에서의 진원도의 악화가 우려되고 있다.
종래, 이 진원도의 개선 수법으로는, 수백 Hz 이상의 고주파 바이어스용의 고주파 전력을 ON/OFF 구동시키는 것이 행해지고 있다. 그러나, 홀의 바닥부에서의 진원도의 개선과 홀의 측벽에서의 보잉(Bowing) 형상의 발생이 트레이드오프 관계에 있어, 이 방법으로는 홀의 단면 형상을 균일하게 제어할 수 없게 된다고 하는 과제가 있었다.
본 개시에 따른 기술은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 에칭 대상층에 패턴을 형성하기 위한 마스크가 되는 유기 재료층에 대하여, 고어스펙트비의 홀을 적절하게 형성한다. 이하, 일실시형태에 따른 플라즈마 처리 시스템, 및 본 실시형태에 따른 에칭 방법을 포함하는 플라즈마 처리 방법에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 요소에 있어서는, 동일한 부호를 붙이는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.
<플라즈마 처리 시스템>
우선, 일실시형태에 따른 플라즈마 처리 시스템에 대해 설명한다. 도 1은, 플라즈마 처리 시스템의 구성의 개략을 나타내는 종단면도이다.
플라즈마 처리 시스템은, 유도 결합형(ICP)의 플라즈마 처리 장치(1) 및 제어부(2)를 포함한다. 플라즈마 처리 장치(1)는, 플라즈마 처리 챔버(10), 가스 공급부(20), 전원(30) 및 배기 시스템(40)을 포함한다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 유전체창(101)을 포함한다. 또한, 플라즈마 처리 장치(1)는, 기판 지지체(11), 가스 도입부 및 안테나(14)를 포함한다. 기판 지지체(11)는, 플라즈마 처리 챔버(10) 내에 배치된다. 안테나(14)는, 플라즈마 처리 챔버(10) 위, 또는 상방(즉 유전체창(101)의 위, 또는 상방)에 배치된다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 유전체창(101), 플라즈마 처리 챔버(10)의 측벽(102) 및 기판 지지체(11)에 의해 규정된 플라즈마 처리 공간(10s)을 갖는다. 플라즈마 처리 챔버(10)는, 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급하기 위한 적어도 하나의 가스 공급구와, 플라즈마 처리 공간(10s)으로부터 가스를 배출하기 위한 적어도 하나의 가스 배출구를 갖는다.
기판 지지체(11)는, 본체부(111) 및 링어셈블리(112)를 포함한다. 본체부(111)는, 기판(웨이퍼)(W)을 지지하기 위한 중앙 영역(111a)(기판 지지면)과, 링어셈블리(112)를 지지하기 위한 고리형 영역(111b)(링 지지면)을 갖는다. 본체부(111)의 고리형 영역(111b)은, 평면시에서 본체부(111)의 중앙 영역(111a)을 둘러싸고 있다. 기판(W)은, 중앙 영역(111a) 상에 배치되고, 링어셈블리(112)는, 중앙 영역(111a) 상의 기판(W)을 둘러싸도록 고리형 영역(111b) 상에 배치된다.
일실시형태에 있어서, 본체부(111)는, 도시하지 않은 베이스 및 도시하지 않은 정전 척을 포함한다. 베이스는, 도전성 부재를 포함한다. 베이스의 도전성 부재는 하부 전극으로서 기능한다. 정전 척은, 베이스 위에 배치된다. 정전 척의 상면은, 전술한 중앙 영역(111a) 및 고리형 영역(111b)을 갖는다. 링어셈블리(112)는, 하나 또는 복수의 고리형 부재를 포함하고, 하나 또는 복수의 고리형 부재 중 적어도 하나는 엣지 링이다.
또한, 도시는 생략하지만, 기판 지지체(11)는, 정전 척, 링어셈블리(112) 및 기판(W) 중 적어도 하나를 타겟 온도로 조절하도록 구성되는 온도 조절 모듈을 포함해도 좋다. 온도 조절 모듈은, 히터, 전열 매체, 유로, 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다. 유로에는, 브라인이나 가스와 같은 전열 유체가 흐른다. 또한, 기판 지지체(11)는, 기판(W)의 이면과 기판 지지면의 사이에 전열 가스를 공급하도록 구성된 전열 가스 공급부를 포함해도 좋다.
가스 도입부는, 가스 공급부(20)로부터의 적어도 하나의 처리 가스를 플라즈마 처리 공간(10s)에 도입하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 가스 도입부는, 중앙 가스 주입부(Center Gas Injector : CGI)(13)를 포함한다. 중앙 가스 주입부(13)는, 기판 지지체(11)의 상방에 배치되고, 유전체창(101)에 형성된 중앙 개구부에 부착된다. 중앙 가스 주입부(13)는, 적어도 하나의 가스 공급구(13a), 적어도 하나의 가스 유로(13b), 및 적어도 하나의 가스 도입구(13c)를 갖는다. 가스 공급구(13a)에 공급된 처리 가스는, 가스 유로(13b)를 통과하여 가스 도입구(13c)로부터 플라즈마 처리 공간(10s)에 도입된다. 또, 가스 도입부는, 중앙 가스 주입부(13)에 더해 또는 그 대신에, 측벽(102)에 형성된 하나 또는 복수의 개구부에 부착되는 하나 또는 복수의 사이드 가스 주입부(Side Gas Injector : SGI)를 포함해도 좋다.
가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 가스 소스(21) 및 적어도 하나의 유량 제어기(22)를 포함해도 좋다. 일실시형태에 있어서, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스를, 각각에 대응하는 가스 소스(21)로부터 각각에 대응하는 유량 제어기(22)를 통해 중앙 가스 주입부(13)에 공급하도록 구성된다. 각 유량 제어기(22)는, 예컨대 매스플로우 컨트롤러 또는 압력 제어식의 유량 제어기를 포함해도 좋다. 또한, 가스 공급부(20)는, 적어도 하나의 처리 가스의 유량을 변조 또는 펄스화하는 하나 또는 그 이상의 유량 변조 디바이스를 포함해도 좋다.
전원(30)은, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 RF 전원(31)을 포함한다. RF 전원(31)은, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호와 같은 적어도 하나의 RF 신호(RF 전력)를, 기판 지지체(11)의 도전성 부재(하부 전극) 및 안테나(14)에 공급하도록 구성된다. 이것에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)에 공급된 적어도 하나의 처리 가스로부터 플라즈마가 형성된다. 따라서, RF 전원(31)은, 플라즈마 처리 챔버(10)에 있어서 하나 또는 그 이상의 처리 가스로부터 플라즈마를 생성하도록 구성되는 플라즈마 생성부의 적어도 일부로서 기능할 수 있다. 또한, 바이어스 RF 신호를 하부 전극에 공급하는 것에 의해, 기판(W)에 바이어스 전위가 발생하고, 형성된 플라즈마 중의 이온을 기판(W)에 인입할 수 있다.
일실시형태에 있어서, RF 전원(31)은, 제1 RF 생성부(31a) 및 제2 RF 생성부(31b)를 포함한다. 제1 RF 생성부(31a)는, 안테나(14)에 결합되고, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 플라즈마 생성용의 소스 RF 신호(소스 RF 전력 : 이하, 「고주파 전력 HF」이라고 하는 경우가 있다.)를 생성하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 소스 RF 신호는, 13 MHz∼150 MHz의 범위 내의 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 제1 RF 생성부(31a)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 소스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 하나 또는 복수의 소스 RF 신호는 안테나(14)에 공급된다.
제2 RF 생성부(31b)는, 적어도 하나의 임피던스 정합 회로를 통해 하부 전극에 결합되고, 바이어스 전력으로서의 바이어스 RF 신호(바이어스 RF 전력 : 이하, 「고주파 전력 LF」이라고 하는 경우가 있다.)를 생성하도록 구성된다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 소스 RF 신호보다 낮은 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 RF 신호는, 400 kHz∼13.56 MHz의 범위 내의 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 제2 RF 생성부(31b)는, 상이한 주파수를 갖는 복수의 바이어스 RF 신호를 생성하도록 구성되어도 좋다. 생성된 하나 또는 복수의 바이어스 RF 신호는, 하부 전극에 공급된다. 또한, 여러가지 실시형태에 있어서, 소스 RF 신호 및 바이어스 RF 신호 중 적어도 하나가 펄스화되어도 좋다.
또한, 전원(30)은, 일례에서는, 플라즈마 처리 챔버(10)에 결합되는 DC 전원(32)을 포함해도 좋다. DC 전원(32)은, 바이어스 DC 생성부(32a)를 포함한다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 DC 생성부(32a)는, 하부 전극에 접속되고, 바이어스 DC 신호를 생성하도록 구성된다. 생성된 바이어스 DC 신호는 하부 전극에 공급된다. 일실시형태에 있어서, 바이어스 DC 신호가, 정전 척 내의 전극과 같은 다른 전극에 공급되어도 좋다. 여러가지 실시형태에 있어서, 바이어스 DC 신호는 펄스화되어도 좋다. 또, 바이어스 DC 생성부(32a)는, RF 전원(31)에 더해 설치되어도 좋고, 제2 RF 생성부(31b) 대신 설치되어도 좋다.
안테나(14)는, 하나 또는 복수의 코일을 포함한다. 일실시형태에 있어서, 안테나(14)는, 동축 상에 배치된 외측 코일 및 내측 코일을 포함해도 좋다. 이 경우, RF 전원(31)은, 외측 코일 및 내측 코일의 쌍방에 접속되어도 좋고, 외측 코일 및 내측 코일 중 어느 한쪽에 접속되어도 좋다. 전자의 경우, 동일한 RF 생성부가 외측 코일 및 내측 코일의 쌍방에 접속되어도 좋고, 별개의 RF 생성부가 외측 코일 및 내측 코일에 따로따로 접속되어도 좋다.
배기 시스템(40)은, 예컨대 플라즈마 처리 챔버(10)의 바닥부에 설치된 가스 배출구(10e)에 접속될 수 있다. 배기 시스템(40)은, 압력 조정 밸브 및 진공 펌프를 포함해도 좋다. 압력 조정 밸브에 의해, 플라즈마 처리 공간(10s)의 내부 압력이 조정된다. 진공 펌프는, 터보 분자 펌프, 드라이 펌프 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다.
제어부(2)는, 본 개시에 있어서 설명되는 여러 공정을 플라즈마 처리 장치(1)에 실행시키는 컴퓨터 실행 가능한 명령을 처리한다. 제어부(2)는, 여기서 설명되는 여러 공정을 실행하도록 플라즈마 처리 장치(1)의 각 요소를 제어하도록 구성될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어부(2)의 일부 또는 전부가 플라즈마 처리 장치(1)에 포함되어도 좋다. 제어부(2)는, 예컨대 컴퓨터(2a)를 포함해도 좋다. 컴퓨터(2a)는, 예컨대, 처리부(CPU)(2a1), 기억부(2a2) 및 통신 인터페이스(2a3)를 포함해도 좋다. 처리부(2a1)는, 기억부(2a2)에 저장된 프로그램에 기초하여 여러가지 제어 동작을 행하도록 구성될 수 있다. 기억부(2a2)는, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), 또는 이들의 조합을 포함해도 좋다. 통신 인터페이스(2a3)는, LAN(Local Area Network) 등의 통신 회선을 통해 플라즈마 처리 장치(1)와의 사이에서 통신해도 좋다.
이상, 여러가지 예시적 실시형태에 대해 설명했지만, 전술한 예시적 실시형태에 한정되지 않고, 다양한 추가, 생략, 치환 및 변경이 이루어져도 좋다. 또한, 상이한 실시형태에서의 요소를 조합하여 다른 실시형태를 형성하는 것이 가능하다.
예컨대, 본 실시형태에 있어서는 플라즈마 처리 시스템이 유도 결합형(Inductively Coupled Plasma : ICP)의 플라즈마 처리 장치(1)를 갖는 경우를 예를 들어 설명했지만, 플라즈마 처리 시스템의 구성은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대 플라즈마 처리 시스템은, 용량 결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma : CCP), ECR 플라즈마(Electron-Cyclotron-resonance plasma), 헬리콘파 여기 플라즈마(Helicon Wave Plasma : HWP), 또는, 표면파 플라즈마(Surface Wave Plasma : SWP) 등의 플라즈마 생성부를 포함하는 처리 장치를 갖고 있어도 좋다. 또한, AC(Alternating Current) 플라즈마 생성부 및 DC(Direct Current) 플라즈마 생성부를 포함하는, 여러 타입의 플라즈마 생성부를 포함하는 처리 장치가 이용되어도 좋다.
<플라즈마 처리 방법>
다음으로, 이상과 같이 구성된 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 행해지는 유기 재료층의 에칭 처리에 대해 설명한다.
본 실시형태에서는, 도 2의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기판(W) 상에, 에칭 대상층(E)(예컨대 SiOx막), 하지층(G)(예컨대 SiN막), 유기 재료층(M) 및 마스크 패턴(P)이 이 순으로 아래로부터 형성되어 있다. 유기 재료층(M)은, 예컨대, 비정질 카본층(Amorphous Carbon Layer : ACL)을 갖는다. 그리고 플라즈마 처리 장치(1)에서는, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이 본 실시형태에 따른 에칭 방법에 의해 유기 재료층(M)에 패턴을 형성한다. 또한, 유기 재료층(M)을 마스크로 하여 에칭 대상층(E)에 에칭 처리를 행하여, 에칭 대상층(E)에 패턴 형성해도 좋다.
우선, 플라즈마 처리 챔버(10)의 내부에 기판(W)을 반입하고, 기판 지지체(11) 상에 기판(W)을 배치한다. 그 후, 정전 척 내의 전극에 직류 전압을 공급하는 것에 의해, 기판(W)은 쿨롱력에 의해 정전 척에 정전 흡착된다. 또한, 기판(W)의 반입 후, 배기 시스템(40)에 의해 플라즈마 처리 챔버(10)의 내부를 원하는 진공도까지 감압한다.
다음으로, 가스 공급부(20)로부터 중앙 가스 주입부(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s)에 유기 재료층(M)용의 에칭 가스를 포함하는 처리 가스를 공급한다. 유기 재료층(M)용의 에칭 가스는, 예컨대 CO 가스, CO2 가스, O2 가스, O3 가스, COS 가스 및 H2O 가스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 산소 함유 가스여도 좋다. 처리 가스는, Ar 가스 등의 희석 가스를 포함해도 좋다. 또한, 제1 RF 생성부(31a)에 의해 플라즈마 생성용의 고주파 전력 HF를 안테나(14)에 공급하고, 처리 가스를 여기시켜 플라즈마를 생성한다. 또한, 제2 RF 생성부(31b)에 의해 바이어스용의 고주파 전력 LF를 하부 전극에 공급하고, 기판(W)에 대하여 이온을 인입함으로써, 유기 재료층(M)을 에칭한다. 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 유기 재료층(M)이 에칭되고, 유기 재료층(M)에 마스크 패턴으로서의 홀(H)이 형성된다. 또, 유기 재료층(M)에 형성되는 홀(H)은, 본 개시의 기술에 있어서는 「오목부」로 표현되는 경우가 있다.
여기서, 최근의 마스크 패턴의 미세화의 요구에 따라 고어스펙트비의 홀(H)을 형성하는 경우, 홀(H)이 깊게 형성됨에 따라서, 상기 홀(H)의 바닥부에 도달하는 이온량이 감소한다. 그렇게 되면, 전술한 바와 같이, 홀(H)의 바닥부에서의 진원도가 악화하는 것이 우려된다.
이러한 홀(H)의 바닥부에서의 진원도를 개선하는 수법으로서, 종래, 수백 Hz 이상의 고주파수로 바이어스용의 고주파 전력 LF를 ON/OFF 구동시키는 것, 즉, 고주파 전력 LF의 공급과 정지를 미리 정해진 주기로 반복하는 것이 행해지고 있지만, 이러한 경우, 홀(H)의 측벽이 활처럼 굽은 형상이 되는, 소위 보잉(홀(H)의 CD값 불균일)이 생길 우려가 있다(도 3을 참조).
따라서 본 실시형태에 있어서는, 이러한 홀(H)에 대한 보잉의 형성, 및 상기 홀(H)의 바닥부에서의 진원도의 악화를 억제하기 위해, 에칭시에, 바이어스 전력인 고주파 전력 LF를, 미리 정해진 주기로 ON/OFF를 반복하는 펄스로 기판 지지체에 공급한다. 일례에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기판 지지체에 고주파 전력 LF를 공급(ON)하는 제1 기간(P1)과, 고주파 전력 LF의 공급을 정지(OFF)하는 제2 기간(P2)을 반복하는 주기를 규정하는 주파수(이하, 「펄스 주파수」라고도 한다.)를 100 Hz 이하, 제1 기간(P1)과 제2 기간(P2)의 합계 시간에 대한 제1 기간(P1)의 시간의 비율(P1/(P1+P2))을 나타내는 Duty비를 20% 이상 60% 이하로 하는 고주파 전력 LF를 기판 지지체(하부 전극)에 공급한다. 또, 고주파 전력 LF는, ON/OFF를 반복하는 펄스가 아니라, 도 4에 도시한 바와 같이 High-Low 제어로 기판 지지체(하부 전극)에 공급되어도 좋다.
도 5는, 실시예에 따른 에칭 처리 결과의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도이고, (a) 비교예로서 고주파 전력 LF를 연속파(Continuous Wave : CW)로 공급한 경우, (b)∼(e) 실시예로서 고주파 전력 LF를 펄스 주파수 2 Hz∼200 Hz, Duty비 50%의 펄스로 공급한 경우의 각각의 「진원도」 및 「보잉 CD값(BB Bias : 홀(H)에서의 MAXCD값과 보텀 CD값의 차분)」을 나타낸 것이다.
또한 도 6은, 실시예에 따른 에칭 처리 결과의 일례를 모식적으로 나타내는 설명도이고, (a) 비교예로서 고주파 전력 LF를 연속파로 공급한 경우, (b)∼(d) 실시예로서 고주파 전력 LF를 Duty비 30%∼90%, OFF 시간 50 msec(펄스파에 있어서 고주파 전력 LF가 공급되지 않는 시간)의 펄스로 공급한 경우에서의 각각의 「진원도」 및 「보잉 CD값」을 나타낸 것이다. 또, 비교예인 도 6의 (a)는, 도 5의 (a)에 나타낸 비교예와 동일한 것이다.
도 5의 (a) 및 도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 에칭 처리에 있어서 하부 전극에 고주파 전력 LF를 연속파로 공급한 경우, 홀(H)의 바닥부에서의 진원도는 어느 정도 개선되지만, 측벽에 보잉이 생긴 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 홀(H)의 바닥부 형상(Hole 바닥 형상)은 대략 원형으로 되어 있지만, 단면 형상에 있어서 MAXCD값과 보텀 CD값에 차분이 생기고, 홀(H)의 형상이 활처럼 구부러진 것을 알 수 있다.
한편, 도 5의 (b)∼(e)에 나타내는 바와 같이, 에칭 처리에 있어서 하부 전극에 공급하는 고주파 전력 LF의 ON/OFF의 주기가 길어짐에 따라서, 홀(H)의 바닥부에서의 진원도가 개선되어 가는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, (c) 펄스 주파수 50 Hz에 있어서 진원도가 (a) 비교예와 거의 동일한 값이 되고, (d) 펄스 주파수10 Hz 이하에 있어서는 진원도가 「1」에 근접, 즉 홀(H)의 최대 직경과 최소 직경의 차가 작아지고 진원도가 개선된 것을 알 수 있다.
계속해서, 도 6의 (b)∼(d)에 나타내는 바와 같이, 하부 전극에 공급하는 고주파 전력 LF의 Duty비에 상관없이, 홀(H)의 보잉이 억제되는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5의 (e)와 도 6의 (b)를 비교하는 것에 의해, 동일한 펄스 주파수 조건으로 Duty비를 변화시키는 경우에는, Duty비가 작아지면, 보잉이 개선되는 것을 알 수 있다. 바꾸어 말하면, 고주파 전력 LF의 Duty비가 작아짐에 따라서, 홀(H)의 보잉이 개선 경향이 있는 것이 예측된다.
한편, 도 6의 (b)∼(d)에 도시한 바와 같이, OFF 시간을 고정(도 6의 예에 있어서는 50 msec)하여 고주파 전력 LF의 Duty비를 크게 한 경우, 고주파 전력 LF의 ON/OFF의 주기인 펄스 주파수가 작아지기 때문에, 진원도가 개선되는 경향이 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 하부 전극에 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스형으로 공급함으로써, 홀(H)의 바닥부에서의 진원도를 개선할 수 있고, 상기 홀(H)에 생기는 보잉을 저감할 수 있다.
이것은, 바이어스용의 고주파 전력 LF를 펄스형으로 공급함으로써, 상기 고주파 전력 LF의 ON 시간에 있어서는 홀(H)에 이온을 적극적으로 인입하여 에칭을 진행시킬 수 있고, OFF 시간에 있어서는 홀(H)의 바닥부에 이온을 인입하는 작용이 작아져 홀(H)의 측벽에 보호막으로서의 폴리머(에칭 가스에 의한 반응 생성물)를 균일하고 견고하게 생성하는 작용이 커지는 것에 기인한다고 생각된다. 바꾸어 말하면, OFF 시간에 있어서 형성된 폴리머에 의해, ON 시간에서의 에칭으로부터 홀(H)의 측벽을 보호할 수 있고, 이것에 의해 보잉의 발생이 억제된다.
또한, 고주파 전력 LF로서 저주파수인 것을 이용하면, 고어스펙트비의 홀(H)의 바닥부에 도달하는 이온을 증가시킬 수 있고, 이것에 의해 상기 바닥부에서의 에칭을 종래와 비교하여 촉진할 수 있다.
이상, 도 5 및 도 6에 나타내는 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 에칭에 있어서 하부 전극에 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스형의 출력으로 공급함으로써, 홀(H)의 진원도를 개선하고, 트레이드오프 관계인 보잉도 억제할 수 있다.
일례의 플라즈마 처리 장치(1)를 이용하여 행해지는 기판(W)의 플라즈마 처리의 설명으로 되돌아간다.
유기 재료층(M)의 에칭에 의해 마스크 패턴이 형성되면, RF 전원(31)으로부터의 고주파 전력 HF 및 고주파 전력 LF의 공급, 및 가스 공급부(20)에 의한 처리 가스의 공급을 정지한다.
다음으로, 가스 공급부(20)로부터 중앙 가스 주입부(13)를 통해 플라즈마 처리 공간(10s)에 에칭 대상층(E)용의 에칭 가스를 포함하는 처리 가스를 공급한다. 에칭 대상층(E)용의 에칭 가스는, 예컨대 CF4, CHF3 및 O2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스여도 좋다. 처리 가스는, Ar 가스 등의 희석 가스를 포함해도 좋다. 또한, 제1 RF 생성부(31a)에 의해 플라즈마 생성용의 고주파 전력 HF를 안테나(14)에 공급하고, 처리 가스를 여기시켜 플라즈마를 생성한다. 그리고, 생성된 플라즈마의 작용에 의해, 기판(W)에 에칭 처리가 실시된다. 이 에칭 처리에서는, 도 2의 (c)에 도시한 바와 같이 유기 재료층(M)을 마스크로 하여 에칭 대상층(E) 및 하지층(G)이 에칭되고, 기판(W) 상에 마스크 패턴이 전사된다.
에칭 대상층(E)의 에칭 처리에 있어서는, 전술한 바와 같이 유기 재료층(M)에 대하여 적절하게, 즉 진원도가 양호하고 보잉이 억제된 마스크 패턴(홀(H))이 형성되어 있기 때문에, 상기 마스크 패턴을 적절하게 에칭 대상층(E)에 전사할 수 있다.
그 후, 기판(W)의 표면에 형성된 에칭 대상층(E)에 대한 마스크 패턴의 전사가 완료하면, 에칭 대상층에 대한 에칭 처리를 종료한다. 에칭 처리를 종료할 때에는, 먼저, RF 전원(31)으로부터의 고주파 전력 HF의 공급 및 가스 공급부(20)에 의한 처리 가스의 공급을 정지한다. 또한, 플라즈마 처리 중에 고주파 전력 LF를 공급했던 경우에는, 이 고주파 전력 LF의 공급도 정지한다. 이어서, 기판(W)의 이면으로의 전열 가스의 공급을 정지하고, 정전 척에 의한 기판(W)의 흡착 유지를 정지한다.
에칭 처리가 실시된 기판(W)은, 그 후, 도시하지 않은 기판 반송 기구에 의해 플라즈마 처리 챔버(10)로부터 반출되고, 기판(W)에 대한 일련의 플라즈마 처리가 종료한다. 또, 이 예에서는, 유기 재료층(M)의 에칭과, 에칭 대상층(E)의 에칭을 공통의 플라즈마 처리 장치(1)로 행하는 것을 나타냈지만, 각각을 별도의 플라즈마 처리 장치를 이용하여 행해도 좋다.
이상과 같이 본 실시형태에 의하면, 유기 재료층(M)의 에칭에 있어서, 바이어스용의 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스형의 출력으로 하부 전극에 공급함으로써, 적절하게 홀(H)(마스크 패턴)의 바닥부에서의 진원도를 개선할 수 있고, 상기 홀(H)의 측벽에 생기는 보잉을 억제할 수 있다. 종래, 이들 홀(H)에서의 진원도를 개선하는 경우에는, 상기 홀(H)에 대한 보잉의 발생이 트레이드오프의 관계였지만, 본 실시형태에 의하면, 하부 전극에 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스형의 출력으로 공급함으로써 적절하게 홀(H)의 진원도를 개선하고, 보잉을 억제할 수 있다.
또 이때, 고주파 전력 LF의 펄스 주파수를 2 Hz 이상 100 Hz 미만, 또한 Duty비를 20% 이상 90% 이하로 제어, 바람직하게는 펄스 주파수를 2 Hz 이상 50 Hz 이하, Duty비를 30% 이상 90% 이하로 제어함으로써, 더욱 적절하게 홀(H)에서의 진원도, 및 보잉의 개선을 도모할 수 있다.
구체적으로는, 상기 에칭 방법에 의해 형성된 홀(H)은, 도 5 및 도 6에도 도시한 바와 같이, 진원도가 0.90 이상이고, 또한, 보잉 CD값(BB Bias)이 40 nm 이하가 되는 것을 확인할 수 있었다.
또, 이상의 실시형태에 있어서는 고주파 전력 LF의 펄스 주파수 및 Duty비를 제어함으로써 홀(H)의 진원도 및 보잉을 개선했지만, 본 개시에 따른 기술에서의 에칭 처리에서의 제어 항목은 이것에 한정되는 것이 아니다.
도 5에 도시한 바와 같이, 상기 실시형태에 있어서는 고주파 전력 LF의 ON 시간의 비율인 Duty비를 50%로 일정하게 제어한 상태로, ON/OFF 주기(펄스 주파수)를 낮춤으로써 홀(H)의 진원도를 개선했다. 그러나, 도 5로부터도 알 수 있는 바와 같이, 고주파 전력 LF의 ON 시간의 비율인 Duty비를 50%로 일정하게 제어한 상태로 OFF 시간을 증가시킴으로써, 홀(H)의 진원도를 개선할 수 있다고 할 수 있다. 즉, 펄스형으로 공급되는 고주파 전력 LF의 OFF 시간을 제어함으로써, 홀(H)의 진원도를 개선할 수 있다.
구체적으로는, 도 5에 도시한 바와 같이, 하부 전극에 대하여 고주파 전력 LF를 펄스형의 출력으로 공급하고, 이러한 펄스 출력의 OFF 시간을 10 msec 이상으로 제어함으로써, 상기 실시형태와 마찬가지로 홀(H)의 진원도, 및 보잉의 개선을 도모할 수 있다. 일례에서는, 펄스 출력의 OFF 시간이 10 msec 이상이 되도록 고주파 전력 LF의 펄스 주파수 및 Duty비를 설정해도 좋다. 예컨대, 펄스 주파수 50 Hz를 선택하는 경우, Duty는 50% 이하로 하면 된다. 또한 펄스 주파수 2 Hz를 선택하는 경우, Duty는 98% 이하로 하면 된다. 예컨대, Duty비가 20%이면, 고주파 전력 LF의 펄스 주파수를 80 Hz 이하로 하면 된다. Duty비가 90%이면, 고주파 전력 LF의 펄스 주파수를 10 Hz 이하로 하면 된다. 또한 별도의 예에서는, 펄스 출력의 Duty비는 20% 이상 60% 이하, 바람직하게는 50%로 제어하는 것이 바람직하다.
또, 이상의 실시예의 결과를 총괄하면, 하부 전극에 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스로 공급하고, 플라즈마 처리 공간(10s)에 발생한 산소 래디컬과 유기 재료층(M)의 반응 시간을 길게(반응성을 높게) 함으로써, 홀(H)의 진원도를 개선할 수 있는 것으로 생각된다. 이러한 점을 감안하면, 예컨대 고주파 전력 LF를 저주파의 펄스형의 출력으로 공급하는 것에 더해, 예컨대, 플라즈마 처리 챔버(10)의 내부 압력이나 내부 온도를 상승, 또는 처리 가스 중의 산소 함유 가스 비율을 상승시키고, 산소 래디컬과 유기 재료층(M)의 반응성을 향상시킴으로써, 홀(H)의 진원도를 더욱 개선할 수 있다고 생각된다.
또, 이상의 실시형태에 있어서는, 제2 RF 생성부(31b)에 의해 하부 전극에 바이어스 RF 신호(고주파 전력 LF)를 공급하는 경우를 예를 들어 설명했지만, 바이어스용의 전력의 종류는 이것에 한정되는 것이 아니다. 구체적으로는, 제2 RF 생성부(31b)로부터의 바이어스 RF 신호 대신에, 또는 바이어스 RF 신호에 더해, 도 1에 도시한 DC 전원(32)의 바이어스 DC 생성부(32a)로부터 바이어스용의 직류 전압(바이어스 DC 신호)을 하부 전극에 공급해도 좋다. 바이어스용의 직류 전압은, 기판(W)에 마이너스의 전위가 생기도록 하부 전극에 공급해도 좋다. 일례에서는, 바이어스용의 직류 전압은, 부극성을 갖는 펄스 전압으로서 하부 전극에 공급된다. 이 경우, 펄스 전압은, 직사각형파의 펄스여도 좋고, 삼각파의 펄스여도 좋고, 임펄스여도 좋고, 또는 그 밖의 전압파형의 펄스를 갖고 있어도 좋다.
그리고, 이와 같이 바이어스 DC 생성부(32a)로부터 직류 전압을 하부 전극에 공급하는 경우에도, 상기 직류 전압을 10 밀리초의 OFF 기간을 갖도록 펄스화함으로써, 홀(H)의 진원도의 악화를 억제할 수 있고, 홀(H)의 측벽에 보잉이 생기는 것을 적절하게 억제할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서는, 고주파 전력 LF의 ON/OFF 제어에 의해 플라즈마 처리 장치(1)에서의 에칭 처리를 행하는 경우를 예를 들어 설명했지만, 상기와 같이, 플라즈마 처리 장치(1)에 있어서는, 고주파 전력 LF의 ON/OFF 제어 대신에 High-Low 제어에 의해 에칭 처리를 행해도 좋다.
구체적으로는, 에칭시에, 도 4에 도시한 바와 같이 기판 지지체에 대하여 바이어스 전력인 고주파 전력 LF를 제1 레벨(High 레벨)로 공급하는 제1 기간과, 기판 지지체에 대하여 바이어스 전력인 고주파 전력 LF를 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨(Low 레벨)로 공급하는 제2 기간을 미리 정해진 주기로 반복한다.
본 실시형태에서는, 제2 레벨(Low 레벨)로 고주파 전력 LF를 공급하는 제2 기간이 상기 실시형태에서의 OFF 시간에 상당하고, 홀(H)의 바닥부에 이온을 인입하는 작용이 작아지고, 홀(H)의 측벽에 보호막으로서의 폴리머를 형성한다.
또한, 제1 레벨(High 레벨)로 고주파 전력 LF를 공급하는 제1 기간이 상기 실시형태에서의 ON 시간에 상당하고, 홀(H)의 측벽에 형성된 폴리머(보호막)에 의해 홀(H)의 측벽을 보호하면서, 그 홀(H)에 이온을 적극적으로 인입하여 바닥부에서의 에칭을 진행할 수 있다.
그리고, 본 발명자들이 예의 검토한 바, 이와 같이 기판 지지체에 대한 고주파 전력 LF의 공급을 High-Low 제어하는 경우에도, 상기 ON/OFF 제어의 경우와 동일한 조건으로 에칭을 진행할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 제1 기간과 제2 기간을 포함하는 주기 중, 제2 기간의 시간을 10 밀리초 이상으로 제어함으로써, 상기 실시형태와 마찬가지로 홀(H)의 진원도, 및 보잉을 개선할 수 있다.
또한 이때, 고주파 전력 LF의 펄스 주파수를 2 Hz 이상 100 Hz 미만, 또한 Duty비를 20% 이상 90% 이하로 제어, 바람직하게는 펄스 주파수를 2 Hz 이상 50 Hz 이하, Duty비를 30% 이상 90% 이하로 제어함으로써, 상기 실시형태와 마찬가지로, 더욱 적절하게 홀(H)에서의 진원도, 및 보잉을 개선할 수 있다.
구체적으로는, 본 에칭 방법에 의해 형성된 홀(H)에 있어서도, 상기 실시형태에 나타낸 ON/OFF 제어에 관한 에칭 방법과 마찬가지로, 진원도가 0.90 이상이고, 또한, 보잉 CD값(BB Bias)이 40 nm 이하가 되는 것을 확인할 수 있었다.
또, 이와 같이 고주파 전력 LF를 High-Low 제어하는 경우의 「Duty비」란, 고주파 전력의 1 주기(제1 기간+제2 기간)당의 제1 기간(고주파 전력 LF를 제1 레벨레벨로 공급하는 시간)의 비율을 말하는 것으로 한다.
또한, 이와 같이 고주파 전력 LF를 High-Low 제어하는 경우의 「펄스 주파수」란, 고주파 전력을 High-Low 전환하는 전환 빈도를 말하는 것으로 한다. 바꾸어 말하면, High-Low 제어하는 경우의 「펄스 주파수」란, 제1 기간 및 제2 기간 중 적어도 어느 주기를 규정하는 펄스 주파수라고 할 수 있다.
또, 이상의 실시형태에 있어서는 유기 재료층(M)으로서, 기판(W) 상에 예컨대 ACL막이 형성되어 있는 경우를 예를 들어 설명했지만, 유기 재료층(M)의 종류 및 적층수 등은 이것에 한정되는 것이 아니며, 적절하게 설정할 수 있다.
또한, 이상의 실시형태에 있어서는, 기판(W) 상에 에칭 대상층(E) 및 하지층(G)이 적층하여 형성되어 있는 경우를 예를 들어 설명했지만, 에칭 대상층(E)이나 하지층(G)의 종류나 적층수 등도 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 적절하게 설정할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 상기 실시형태는, 첨부한 청구범위 및 그 주지를 일탈하지 않고 여러가지 형태로 생략, 치환, 변경되어도 좋다.
1 : 플라즈마 처리 장치 10 : 플라즈마 처리 챔버
10s : 플라즈마 처리 공간 11 : 기판 지지체
31 : RF 전원 G : 하지층
LF : 고주파 전력 M : 유기 재료층
W : 기판

Claims (19)

  1. 기판 처리 장치를 이용하여 행해지는 기판의 에칭 방법으로서,
    상기 기판 처리 장치는,
    상기 기판의 처리 공간을 형성하는 처리 챔버와,
    상기 처리 챔버의 내부에 설치되고, 상기 기판을 유지하는 기판 지지체와,
    적어도 상기 기판 지지체에 바이어스 전력을 공급하는 전원
    을 구비하고,
    상기 에칭 방법은,
    (a) 하지층과 상기 하지층 상의 유기 재료층을 갖는 상기 기판을 상기 기판 지지체 위에 제공하는 공정과,
    (b) 상기 처리 챔버 내에서 플라즈마를 생성하는 공정과,
    (c) 상기 기판 지지체에 대한 바이어스 전력의 공급과 정지를 미리 정해진 주기로 반복하는 공정
    을 포함하고, 상기 (c) 공정에 있어서, 상기 주기 중 상기 바이어스 전력이 공급되지 않는 OFF 시간을 10 밀리초 이상으로 하는 에칭 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주기를 규정하는 주파수가 2 Hz 이상 100 Hz 미만인 에칭 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주기를 규정하는 주파수가 2 Hz 이상 50 Hz 이하인 에칭 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이어스 전력의 Duty비가 20% 이상 90% 이하로 설정되는 에칭 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 Duty비는, 상기 OFF 시간을 일정하게 하고, 상기 주기 중 상기 바이어스 전력을 공급하는 ON 시간을 변경하는 것에 의해 조정하는 에칭 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이어스 전력은 고주파 전력인 에칭 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바이어스 전력은 직류 전력인 에칭 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 공간의 분위기 압력, 분위기 온도, 및 처리 가스 중에서의 산소 함유 가스 비율 중, 적어도 어느 것을 더 제어하는 에칭 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 재료층은 비정질 카본막을 포함하는 에칭 방법.
  10. 기판의 에칭 방법으로서,
    (a) 처리 챔버 내의 기판 지지체 상에, 하지층과, 상기 하지층 상의 유기 재료층을 갖는 기판을 제공하는 공정과,
    (b) 산소 함유 가스를 포함하는 처리 가스로부터 생성한 플라즈마를 이용하여, 상기 유기 재료층에 오목부를 형성하는 공정
    을 포함하고, 상기 (b) 공정에 있어서,
    (b1) 상기 기판 지지체에 제1 레벨로 바이어스 전력을 공급함으로써, 상기 유기 재료층을 에칭하는 제1 기간과,
    (b2) 상기 기판 지지체에 상기 바이어스 전력을 공급하지 않거나, 또는 상기 기판 지지체에 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 상기 바이어스 전력을 공급함으로써, 상기 오목부의 측벽에 보호막을 형성하는 제2 기간
    을 반복하는 에칭 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기간에 있어서, 상기 보호막에 의해 상기 오목부의 측벽을 보호하면서, 상기 오목부의 바닥부를 에칭하는 에칭 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2 기간은 10 밀리초 이상인 에칭 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2 기간이 10 밀리초 이상이 되도록, 상기 제1 기간의 주기를 규정하는 주파수, 및 상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 합계에 대하여 상기 제1 기간이 차지하는 비율 중, 적어도 어느 한쪽을 제어하는 에칭 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기간의 주기를 규정하는 주파수는 2 Hz 이상 100 Hz 미만인 에칭 방법.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 기간과 상기 제2 기간의 합계 시간에 대하여 상기 제1 기간이 차지하는 비율은, 20% 이상 90% 이하인 에칭 방법.
  16. 제10항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산소 함유 가스는, CO 가스, CO2 가스, O2 가스, O3 가스, COS 가스 및 H2O 가스로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 가스를 포함하는 에칭 방법.
  17. 제10항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 가스는 불활성 가스를 더 포함하는 에칭 방법.
  18. 제10항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (b2) 공정에 있어서 상기 유기 재료층에 형성된 상기 오목부는, 진원도가 0.90 이상이고, 또한, 보잉 CD값이 40 nm 이하인 에칭 방법.
  19. 에칭 장치로서,
    처리 챔버와,
    상기 처리 챔버 내에 설치되는 기판 지지체와,
    플라즈마 생성부와,
    제어부
    를 구비하고,
    상기 제어부는,
    (a) 상기 처리 챔버 내의 상기 기판 지지체 상에, 하지층과, 상기 하지층 상의 유기 재료층을 갖는 기판을 제공하는 제어와,
    (b) 산소 함유 가스를 포함하는 처리 가스로부터 생성한 플라즈마를 이용하여, 상기 유기 재료층에 오목부를 형성하는 제어
    를 실행하고, 상기 (b) 공정에 있어서,
    (b1) 상기 기판 지지체에 제1 레벨로 바이어스 전력을 공급함으로써, 상기 유기 재료층을 에칭하는 제어와,
    (b2) 상기 기판 지지체에 상기 바이어스 전력을 공급하지 않거나, 또는 상기 기판 지지체에 상기 제1 레벨보다 낮은 제2 레벨로 상기 바이어스 전력을 공급함으로써, 상기 오목부의 측벽에 보호막을 형성하는 제어
    를 반복 실행하는 에칭 장치.
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