WO2023127817A1 - 基板処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

基板処理方法及びプラズマ処理装置 Download PDF

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WO2023127817A1
WO2023127817A1 PCT/JP2022/047973 JP2022047973W WO2023127817A1 WO 2023127817 A1 WO2023127817 A1 WO 2023127817A1 JP 2022047973 W JP2022047973 W JP 2022047973W WO 2023127817 A1 WO2023127817 A1 WO 2023127817A1
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WO
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film
gas
region
substrate
plasma
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PCT/JP2022/047973
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English (en)
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隆幸 勝沼
昌伸 本田
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東京エレクトロン株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065Plasma etching; Reactive-ion etching
    • HELECTRICITY
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    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers

Definitions

  • Exemplary embodiments of the present disclosure relate to substrate processing methods and plasma processing apparatuses.
  • Patent Document 1 discloses a technique of forming a film on a mask, then forming a reaction layer on the surface of a substrate, and then removing the reaction layer.
  • Patent Document 2 discloses a method of etching a silicon-containing film with plasma generated from a gas containing carbon fluoride. In this method, first, the silicon-containing film is partially etched. Thereafter, a carbon-containing film is formed on the silicon-containing film without generating plasma. After that, the silicon-containing film on which the carbon-containing film is formed is further etched.
  • the present disclosure provides a technique for adjusting the shape of regions that provide openings in a substrate.
  • a substrate processing method includes step (a) of preparing a substrate.
  • the substrate includes a first region and a second region overlying the first region and providing an opening over the first region.
  • the substrate processing method further includes step (b) of forming a top deposit preferentially on top of the second region using a first plasma generated from the first gas.
  • the substrate processing method further includes a step (c) of forming a first film having a decreasing thickness along the depth direction of the opening on the surface of the top deposit and the sidewall surfaces defining the opening.
  • FIG. 4 illustrates a substrate processing method according to one exemplary embodiment
  • Each of FIGS. 2a-2d is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate produced in corresponding steps of a substrate processing method according to one exemplary embodiment.
  • Each of FIGS. 3a and 3b is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate produced in corresponding steps of a substrate processing method according to one exemplary embodiment.
  • 1 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system
  • FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus
  • FIG. 1 illustrates a substrate processing system in accordance with one exemplary embodiment
  • FIG. FIG. 7 is a schematic diagram of a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an example substrate to which the method of FIG. 8 can be applied.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of an example substrate with deposits comprising a first deposit and a second deposit.
  • FIG. 15 is a diagram showing examples of cross sections of the substrate before and after deposits are formed in the first to fourth experiments.
  • FIG. 16 is a graph showing examples of the dimensions and depths of the recesses before and after the protective film was formed in the first to fifth experiments.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a cross section of the substrate after etching in the first to fifth experiments.
  • FIG. 18 is a graph showing examples of dimensions and depths of recesses before and after etching in the first to fifth experiments.
  • FIG. 19 is a graph showing examples of etching rates normalized in the first to fifth experiments.
  • FIG. 1 is a diagram showing a substrate processing method according to one exemplary embodiment. Each of FIGS. 2(a)-2(d), 3(a), and 3(b) is produced in corresponding steps of a substrate processing method according to one exemplary embodiment.
  • 1 is a partially enlarged cross-sectional view of an example substrate; FIG.
  • the substrate processing method (hereinafter referred to as “method MT”) shown in FIG. 1 includes steps STa to STc.
  • Method MT may further include step STd.
  • Method MT may further include step STe.
  • the method MT may further include a step STbt.
  • a substrate W is prepared in the step STa.
  • the substrate W prepared in step STa includes a first region R1 and a second region R2.
  • the second region R2 is provided on the first region R1.
  • the second region R2 provides an opening OP over the first region R1.
  • Opening OP is defined by sidewall surface SW of second region R2.
  • the width of the opening OP decreases along its depth direction. That is, side wall surface SW has an inclined angle with respect to the vertical direction.
  • the first region R1 is exposed in the opening OP.
  • the substrate W may further include an underlying region UR, and the first region R1 may be provided on the underlying region UR.
  • the second region R2 can function as a mask when etching the first region R1. Therefore, the second region R2 is made of a material having an etching rate lower than that of the first region R1 in the etching of the first region R1.
  • the first region R1 is a silicon-containing film or an organic film.
  • the silicon-containing film forming the first region R1 is, for example, a silicon film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a laminated film containing a silicon oxide film and a silicon nitride film.
  • the organic film forming the first region R1 is, for example, an amorphous carbon film.
  • the second region R2 is, for example, a polycrystalline silicon film, an organic film, or a resist film.
  • the first region R1 is a silicon film and the second region R2 is a silicon oxide film.
  • the first region R1 is a silicon oxide film and the second region R2 is an organic film.
  • the first region R1 is an organic film and the second region R2 is a silicon oxide film.
  • the process STb is performed after the process STa.
  • the top deposit TD is preferentially formed on the top TP of the second region R2 using plasma generated from the deposition process gas.
  • the top deposit TD is formed by plasma CVD, for example.
  • the top deposit TD can be formed of a material having an etch rate lower than that of the material forming the second region R2 in the etching of the first region R1 in the step STe. If the first region R1 is a silicon-containing film, as in the first and second examples of substrate W described above, the top deposit TD contains carbon, boron, or metal. If the first region R1 is an organic film, as in the third example of the substrate W described above, the top deposit TD contains boron or metal. Metals included in the top deposit TD may include tungsten, tin, or molybdenum.
  • the deposition process gas may contain carbon and be fluorine free.
  • Deposition process gases include, for example, carbon monoxide gas (CO gas), carbonyl sulfide gas (COS gas), or hydrocarbon gas.
  • the hydrocarbon gas is, for example , C2H2 gas, C2H4 gas , CH4 gas , or C2H6 gas.
  • the first process gas may not contain hydrogen.
  • the first processing gas may further contain hydrogen gas (H 2 gas) as an additive gas.
  • the first processing gas may further contain a noble gas such as argon gas or helium gas.
  • the gas for the first process may further contain an inert gas such as nitrogen gas ( N2 gas) in addition to or instead of the noble gas.
  • the deposition process gas may include a first component gas and a second component gas.
  • the first component gas is a gas containing carbon and not containing fluorine, such as CO gas or COS gas. That is, the deposition process gas may include a first component that contains carbon and does not contain fluorine.
  • the first component is, for example, carbon monoxide (CO) or carbonyl sulfide.
  • the second component gas is a gas containing carbon and fluorine or hydrogen, such as a hydrofluorocarbon gas, a fluorocarbon gas, or a hydrocarbon gas. That is, the deposition process gas may further include a second component that includes carbon and fluorine or hydrogen.
  • the second component is, for example, a hydrofluorocarbon, fluorocarbon, or hydrocarbon.
  • the hydrofluorocarbon gas is , for example, CHF3 gas, CH3F gas, CH2F2 gas, or the like. Fluorocarbon gas is, for example, C 4 F 6 gas.
  • the second component gas containing carbon and hydrogen is, for example, CH4 gas.
  • the flow rate of the first component gas or first component may be greater than the flow rate of the second component gas or second component.
  • the deposition process gas may include boron trichloride gas (BCl 3 gas).
  • the deposition process gas may further contain noble gases such as argon gas and helium gas.
  • the deposition process gas may further include a nitrogen-containing gas such as N2 gas.
  • the deposition process gas contains tungsten.
  • the deposition process gas may further include at least one of carbon and hydrogen.
  • the deposition process gas may further contain fluorine.
  • the deposition process gas may include at least one of a carbon-containing gas, a hydrogen-containing gas, and a tungsten-containing gas. Fluorine may be included in the carbon-containing gas, the hydrogen-containing gas, or the tungsten-containing gas.
  • the carbon- containing gases are CH4 gas, C2H2 gas, C2H4 gas, CH3F gas, CH2F2 gas , CHF3 gas and CO gas .
  • the hydrogen-containing gas may include at least one of H2 gas, SiH4 gas and NH3 gas.
  • a tungsten-containing gas may include a tungsten halide gas.
  • the tungsten halide gas may include at least one of tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas, tungsten hexabromide (WBr 6 ) gas, tungsten hexachloride (WCl 6 ) gas, and WF 5 Cl gas.
  • the tungsten-containing gas may include hexacarbonyl tungsten (W(CO) 6 ) gas.
  • the deposition process gas may further include noble gases such as argon gas, helium gas, xenon gas, or neon gas.
  • the first processing gas may further include nitrogen (N 2 ) gas, for example.
  • the flow ratio of the tungsten-containing gas may be smaller than the flow ratio of at least one of the carbon-containing gas and the hydrogen-containing gas.
  • the flow ratio of the noble gas may be greater than the flow ratio of at least one of the carbon-containing gas and the hydrogen-containing gas.
  • the flow rate ratio of each gas is the ratio (% by volume) of the flow rate of each gas to the total flow rate of the process gas.
  • the deposition process gas includes a first component gas.
  • the deposition process gas may further include a second component gas.
  • the first component gas contains a tin-containing material.
  • the second component gas is H 2 O, H 2 O 2 , O 2 , O 3 , N 2 O 4 , nitrogen-containing inorganic compounds, sulfur-containing inorganic compounds, halogen compounds, carbon-containing substances, or silicon It can contain inclusions.
  • the second component gas may include at least one of N2 and an oxygen containing material.
  • the oxygen containing substance can be NO or CO2 .
  • Tin-containing substances are, for example, stannane compounds, oxygen-containing tin compounds, nitrogen-containing tin compounds, or halogenated tin compounds.
  • Stannane compounds are, for example, stannane, tetramethylstannane, tributylstannane, phenyltrimethylstannane, tetravinylstannane, dimethyldichlorostannane, butyltrichlorostannane, trichlorophenylstannane, and the like.
  • Oxygen-containing tin compounds are, for example, tributyltin methoxide, tert-butoxide tin, dibutyltin diacetate, triphenyltin acetate, tributyltin oxide, triphenyltin acetate, triphenyltin hydroxide, butylchlorotin dihydroxide, acetyl Acetonatotin and the like.
  • Nitrogen-containing tin compounds include, for example, dimethylaminotrimethyltin, tris(dimethylamino)tert-butyltin, azidotrimethyltin, tetrakis(dimethylamino)tin, N,N'-di-tert-butyl-2,3-diamidobutane Tin (II) and the like.
  • Halogenated tin compounds are, for example, tin chloride, tin bromide, tin iodide, dimethyltin dichloride, butyltin trichloride, phenyltin trichloride, and the like.
  • the halogenated tin compound may be tetravalent tin chloride, tin bromide, or tin iodide.
  • the inorganic compounds containing nitrogen are, for example, NH 3 , N 2 O 4 and the like.
  • Inorganic compounds containing sulfur are for example H2S , SO2 , COS or CS2 .
  • Halogen compounds include CF 4 , F 2 , CCl 4 and the like.
  • the carbon-containing substance is a hydrocarbon, a fluorocarbon, an organic compound having a hydroxyl group, a carboxylic acid, a carboxylic acid anhydride, or a carboxylic acid halide.
  • Hydrocarbons are, for example, methane or propylene.
  • a fluorocarbon is for example CF 4 or C 4 F 6 .
  • Organic compounds having a hydroxyl group are, for example, alcohols such as methanol and ethylene glycol, or phenols.
  • Carboxylic acids are, for example, acetic acid or oxalic acid.
  • Silicon-containing substances are, for example, silicon chloride or aminosilanes.
  • the deposition process gas contains a molybdenum-containing material.
  • Deposition process gases include, for example, molybdenum halides. Molybdenum halides are, for example, molybdenum hexafluoride (MoF 6 ) or molybdenum hexachloride (MoCl 6 ).
  • the deposition process gas may further contain noble gases such as argon gas and helium gas.
  • the deposition process gas may further include a hydrogen-containing gas such as H2 gas.
  • the process STc is performed.
  • the first film F1 is formed along the surface of the top deposit TD and the side wall surface SW defining the opening OP, as shown in FIG. 2(c).
  • the first film F1 is a subconformal film.
  • the thickness of the first film F1 decreases along the depth direction of the opening OP.
  • the first film F1 is formed so as to increase the verticality of the sidewall surfaces defining the opening OP in the substrate W after its formation.
  • the first film F1 can be a silicon oxide film, a carbon-containing film or a metal-containing film.
  • the first film F1 may be formed by an unsaturated ALD method or a CVD method.
  • unsaturated ALD method unsaturated atomic layer deposition method
  • a cycle including the first to fourth steps is repeated as in the ALD method.
  • the substrate W is supplied with a first gas (precursor gas).
  • the chamber in which the substrate W is housed is purged.
  • the substrate W is supplied with a second gas (reactive gas).
  • a plasma may be generated from the second gas.
  • the chamber in which the substrate W is housed is purged.
  • the first gas includes, for example, an aminosilane-based gas, SiCl4 gas, or SiF4 gas
  • the second gas includes, for example, an oxygen-containing gas such as O2 gas.
  • Including gas when the first film F1 is a carbon-containing film, the first gas contains, for example, an organic compound gas.
  • Organic compound gases include, for example, epoxides, carboxylic acids, carboxylic acid halides, carboxylic anhydrides, isocyanates and phenols.
  • the second gas is, for example, an inorganic compound gas having an N—H bond, an inert gas, water vapor (H 2 O gas), nitrogen gas, and hydrogen gas. and a mixed gas of hydrogen gas and oxygen gas.
  • the unsaturated ALD method is performed by either the first technique or the second technique.
  • the first method is to adsorb the precursor contained in the first gas to the entire surface of the substrate W in the first step, and prevent the second gas from spreading over the entire surface of the substrate W in the third step. to control the supply of the second gas. That is, the first technique utilizes local reactions.
  • a second method is to adsorb the precursor to only a part of the surface of the substrate W in the first step, and supply the second gas to the entire surface of the substrate W in the third step. That is, the second approach utilizes local adsorption of precursors.
  • the local reaction and local adsorption depend on the temperature of the substrate supporting portion that supports the substrate W, the pressure in the chamber, the flow rate and supply time of the first gas (precursor gas), the second gas (reactive gas). It is performed by controlling one or more of the flow rate and supply time of and processing time. Also, when plasma is used in the unsaturated ALD method, the power level of the RF power supplied for plasma generation may be adjusted.
  • the process STd is performed after the process STc.
  • step STd as shown in FIG. 2D, the precursor is adsorbed on the substrate W, and the precursor on the substrate W is modified to form the second film F2.
  • Modification of the precursor proceeds, for example, by reaction between the precursor derived from the precursor gas and the reactive substance derived from the reactive gas.
  • the second film F2 may be formed on the substrate W by atomic layer deposition (ALD).
  • the second film F2 is conformally formed on the surface of the substrate W.
  • the second film F2 may be a subconformal film. In this case, the thickness of the second film F2 decreases along the depth direction of the opening OP.
  • the second film F2 can be formed by an unsaturated ALD method.
  • the second film F2 is, for example, a tungsten-containing film, a tin-containing film, an aluminum-containing film, or a hafnium-containing film.
  • a cycle including first to fourth steps is repeated.
  • the substrate W is supplied with a first gas (precursor gas).
  • the chamber in which the substrate W is housed is purged.
  • the substrate W is supplied with a second gas (reactive gas).
  • the chamber in which the substrate W is housed is purged.
  • the first gas includes, for example, WF 6 , WCl 5 , and WCl 6
  • the second gas includes, for example, a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas. including at least one.
  • the hydrogen-containing gas may be, for example, hydrogen gas ( H2 gas).
  • the oxygen-containing gas may be, for example, oxygen gas ( O2 gas).
  • a hydrogen-containing gas may include, for example, nitrogen. Examples of hydrogen-containing gas containing nitrogen include ammonia gas and mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas.
  • the first gas includes, for example, SnCl 4 , SnBr 4 and SnI 4
  • the second gas includes, for example, the hydrogen-containing gas and the oxygen-containing gas.
  • the first gas contains trimethylaluminum gas, for example, and the second gas contains water vapor (H 2 O gas), for example.
  • the first gas contains HfCl4 , for example, and the second gas contains water vapor ( H2O gas), for example.
  • the process STbt is performed between the process STd and the process STe.
  • step STbt as shown in FIG. 3A, the second film F2 is partially removed. That is, the second film F2 is removed on the first region R1, that is, on the bottom of the opening OP.
  • a recess may be formed in the first region R1 by etching the first region R1.
  • the second film F2 may be partially removed by generating plasma from the removing gas.
  • the removing gas contains, for example, fluorocarbon gas.
  • the removal gas includes, for example, a hydrogen-containing gas (such as hydrogen gas).
  • the removal gas is, for example, a halogen-containing gas ( BCl3 gas, Cl2 gas) and an oxygen-containing gas ( O2 gas, CO gas, CO 2 gas, N 2 O gas).
  • a bias signal such as a bias RF signal or a pulsed DC signal may be supplied to the substrate supporting portion that supports the substrate W within the chamber 10 . If the second film F2 is a subconformal film, the step STbt may not be performed because the second film F2 is not formed on the bottom of the opening OP.
  • the process STe is performed after the process STd.
  • the first region R1 is etched as shown in FIG. 3(b).
  • the first region R1 may be etched by generating plasma from the etching gas.
  • the etching gas may contain a halogen-containing gas such as HBr or Cl2 gas.
  • the etching gas may be a fluorocarbon gas, a hydrofluorocarbon gas, a nitrogen trifluoride gas, or a hexafluorocarbon gas.
  • the etching gas may contain one or more fluorine-containing gases, such as sulfur fluoride gas.
  • the etching gas may contain an oxygen-containing gas such as O2 gas.
  • the etching gas may contain N2 gas and H2 gas.
  • a bias signal such as a bias RF signal or a pulsed DC signal may be supplied to the substrate support that supports the substrate W within the chamber 10 .
  • the top deposit TD is preferentially formed on the top TP of the second region R2 to increase the thickness of the region providing the opening over the first region R1.
  • the first film F1 and the second film F2 increase the verticality of the side wall surfaces that define the opening OP. Therefore, according to the method MT, the shape of the region providing the opening OP in the substrate W is adjusted. Further, in the method MT, the etching resistance of the mask in the etching of the first region R1 in the step STe is enhanced by the top deposit TD and the second film F2.
  • a plasma processing apparatus and a substrate processing system according to various exemplary embodiments used in the method MT will be described below.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration example of a plasma processing system.
  • a plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a controller 2 .
  • the plasma processing system is an example of a substrate processing system
  • the plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus.
  • the plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10 , a substrate support section 11 and a plasma generation section 12 .
  • Plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also has at least one gas inlet for supplying at least one process gas to the plasma processing space and at least one gas outlet for exhausting gas from the plasma processing space.
  • the gas supply port is connected to a gas supply section 20, which will be described later, and the gas discharge port is connected to an exhaust system 40, which will be described later.
  • the substrate support 11 is arranged in the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting the substrate.
  • the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasma formed in the plasma processing space includes capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), ECR plasma (Electron-Cyclotron-resonance plasma), helicon wave excited plasma (HWP). Wave Plasma), surface wave plasma (SWP: Surface Wave Plasma), or the like.
  • various types of plasma generators may be used, including AC (Alternating Current) plasma generators and DC (Direct Current) plasma generators.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency within the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, AC signals include RF (Radio Frequency) signals and microwave signals.
  • the RF signal has a frequency within the range of 100 kHz-150 MHz.
  • the controller 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described in this disclosure. Controller 2 may be configured to control elements of plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the controller 2 may be included in the plasma processing apparatus 1 .
  • the control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3.
  • the control unit 2 is implemented by, for example, a computer 2a.
  • Processing unit 2a1 can be configured to perform various control operations by reading a program from storage unit 2a2 and executing the read program. This program may be stored in the storage unit 2a2 in advance, or may be acquired via a medium when necessary.
  • the acquired program is stored in the storage unit 2a2, read from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1.
  • the medium may be various storage media readable by the computer 2a, or may be a communication line connected to the communication interface 2a3.
  • the processing unit 2a1 may be a CPU (Central Processing Unit).
  • the storage unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration example of a capacitively coupled plasma processing apparatus.
  • the capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply section 20, a power supply 30 and an exhaust system 40. Further, the plasma processing apparatus 1 includes a substrate support section 11 and a gas introduction section. The gas introduction is configured to introduce at least one process gas into the plasma processing chamber 10 .
  • the gas introduction section includes a showerhead 13 .
  • a substrate support 11 is positioned within the plasma processing chamber 10 .
  • the showerhead 13 is arranged above the substrate support 11 . In one embodiment, showerhead 13 forms at least a portion of the ceiling of plasma processing chamber 10 .
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10 s defined by a showerhead 13 , side walls 10 a of the plasma processing chamber 10 and a substrate support 11 . Plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the showerhead 13 and substrate support 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10 .
  • the substrate support section 11 includes a body section 111 and a ring assembly 112 .
  • the body portion 111 has a central region 111 a for supporting the substrate W and an annular region 111 b for supporting the ring assembly 112 .
  • a wafer is an example of a substrate W;
  • the annular region 111b of the body portion 111 surrounds the central region 111a of the body portion 111 in plan view.
  • the substrate W is arranged on the central region 111 a of the main body 111
  • the ring assembly 112 is arranged on the annular region 111 b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111 a of the main body 111 .
  • the central region 111a is also referred to as a substrate support surface for supporting the substrate W
  • the annular region 111b is also referred to as a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the body portion 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111 .
  • Base 1110 includes a conductive member.
  • a conductive member of the base 1110 can function as a bottom electrode.
  • An electrostatic chuck 1111 is arranged on the base 1110 .
  • the electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within the ceramic member 1111a.
  • Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Note that another member surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have the annular region 111b.
  • the ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, described below, may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • at least one RF/DC electrode functions as the bottom electrode. If a bias RF signal and/or a DC signal, described below, is applied to at least one RF/DC electrode, the RF/DC electrode is also called a bias electrode.
  • the conductive member of the base 1110 and at least one RF/DC electrode may function as a plurality of lower electrodes.
  • the electrostatic electrode 1111b may function as a lower electrode. Accordingly, the substrate support 11 includes at least one bottom electrode.
  • Ring assembly 112 includes one or more annular members.
  • the one or more annular members include one or more edge rings and at least one cover ring.
  • the edge ring is made of a conductive material or an insulating material
  • the cover ring is made of an insulating material.
  • the substrate supporter 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature.
  • the temperature control module may include heaters, heat transfer media, channels 1110a, or combinations thereof.
  • channels 1110 a are formed in base 1110 and one or more heaters are positioned in ceramic member 1111 a of electrostatic chuck 1111 .
  • the substrate support 11 may also include a heat transfer gas supply configured to supply a heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the showerhead 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s.
  • the showerhead 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and multiple gas introduction ports 13c.
  • the processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s through a plurality of gas introduction ports 13c.
  • showerhead 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction part may include one or more side gas injectors (SGI: Side Gas Injector) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
  • SGI Side Gas Injector
  • the gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22 .
  • gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from respective gas sources 21 through respective flow controllers 22 to showerhead 13 .
  • Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure controlled flow controller.
  • gas supply 20 may include at least one flow modulation device for modulating or pulsing the flow rate of at least one process gas.
  • Power supply 30 includes an RF power supply 31 coupled to plasma processing chamber 10 via at least one impedance matching circuit.
  • RF power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • RF power supply 31 can function as at least part of the plasma generator 12 .
  • a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated in the substrate W, and ion components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.
  • the RF power supply 31 includes a first RF generator 31a and a second RF generator 31b.
  • the first RF generator 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit to generate a source RF signal (source RF power) for plasma generation.
  • the source RF signal has a frequency within the range of 10 MHz to 150 MHz.
  • the first RF generator 31a may be configured to generate multiple source RF signals having different frequencies.
  • One or more source RF signals generated are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • the second RF generator 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit and configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 100 kHz to 60 MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • One or more bias RF signals generated are provided to at least one bottom electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.
  • Power supply 30 may also include a DC power supply 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
  • the DC power supply 32 includes a first DC generator 32a and a second DC generator 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to the at least one bottom electrode and configured to generate a first DC signal.
  • the generated first DC signal is applied to at least one bottom electrode.
  • the second DC generator 32b is connected to the at least one top electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to at least one top electrode.
  • the first and second DC signals may be pulsed.
  • a sequence of voltage pulses is applied to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • the voltage pulses may have rectangular, trapezoidal, triangular, or combinations thereof pulse waveforms.
  • a waveform generator for generating a sequence of voltage pulses from a DC signal is connected between the first DC generator 32a and the at least one bottom electrode. Therefore, the first DC generator 32a and the waveform generator constitute a voltage pulse generator.
  • the second DC generator 32b and the waveform generator constitute a voltage pulse generator, the voltage pulse generator is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have a positive polarity or a negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses in one cycle.
  • the first and second DC generators 32a and 32b may be provided in addition to the RF power supply 31, and the first DC generator 32a may be provided instead of the second RF generator 31b. good.
  • the exhaust system 40 may be connected to a gas exhaust port 10e provided at the bottom of the plasma processing chamber 10, for example.
  • Exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump.
  • the pressure regulating valve regulates the pressure in the plasma processing space 10s.
  • Vacuum pumps may include turbomolecular pumps, dry pumps, or combinations thereof.
  • All steps of the method MT can be performed in the plasma processing apparatus 1.
  • Each step of the method MT can be brought about by controlling each part of the plasma processing apparatus 1 by the controller 2 .
  • step STa the substrate W is placed on the substrate supporting portion 11 .
  • Gases used in each of steps STb to STe of method MT are supplied from gas supply unit 20 into chamber 10 .
  • the pressure in chamber 10 is adjusted to a specified pressure by exhaust system 40 .
  • the plasma is generated in the chamber 10 in each of the steps STb to STe of the method MT, the plasma is generated by the plasma generator 12 .
  • plasma is generated by supplying a source RF signal from the first RF generator 31a.
  • the bias signal is supplied from at least one of the second RF generator 31b and the first DC generator 32a. supplied to at least one bottom electrode.
  • the bias signal is at least one of a bias RF signal and a pulsed first DC signal.
  • FIG. 6 is a diagram of a substrate processing system according to one exemplary embodiment.
  • the substrate processing system PS shown in FIG. 6 can be used in method MT.
  • the substrate processing system PS includes tables LP1 to LP4, containers FP1 to FP4, a loader module LM, an aligner AN, load lock modules LL1 and LL2, process modules PM1 to PM6, a transfer module TM, and a controller MC.
  • the number of tables, the number of containers, and the number of load lock modules in the substrate processing system PS may be one or more.
  • the number of process modules in the substrate processing system PS may be any number of two or more.
  • the platforms LP1-LP4 are arranged along one edge of the loader module LM. Each of the platforms LP1-LP4 is, for example, a load port. Containers FP1-FP4 are mounted on platforms LP1-LP4, respectively. Each of the containers FP1 to FP4 is, for example, a container called a FOUP (Front Opening Unified Pod). Each of the containers FP1-FP4 is configured to accommodate a substrate W therein.
  • FOUP Front Opening Unified Pod
  • the loader module LM has a chamber. The pressure inside the chamber of the loader module LM is set to atmospheric pressure.
  • the loader module LM has a transport device TU1.
  • the transport device TU1 is, for example, a transport robot, and is controlled by the controller MC.
  • the transport device TU1 is configured to transport the substrate W through the chamber of the loader module LM.
  • the transport device TU1 is arranged between each of the containers FP1 to FP4 and the aligner AN, between the aligner AN and each of the load lock modules LL1 and LL2, and between each of the load lock modules LL1 and LL2 and each of the containers FP1 to FP4. In between, a substrate W may be transported.
  • the aligner AN is connected to the loader module LM.
  • the aligner AN is configured to adjust the position and/or orientation of the substrate W (position calibration).
  • Each of the load lock module LL1 and the load lock module LL2 is provided between the loader module LM and the transport module TM.
  • Each of load lock module LL1 and load lock module LL2 provides a pre-decompression chamber.
  • the transport module TM is connected to each of the load lock module LL1 and the load lock module LL2 via gate valves.
  • the transfer module TM has a transfer chamber TC whose internal space is configured to be decompressible.
  • the transport module TM has a transport device TU2.
  • the transport device TU2 is, for example, a transport robot, and is controlled by the controller MC.
  • the transport device TU2 is configured to transport the substrate W through the transport chamber TC.
  • the transport device TU2 can transport substrates W between each of the load lock modules LL1 and LL2 and each of the process modules PM1 to PM6 and between any two process modules among the process modules PM1 to PM6. .
  • Each of the process modules PM1 to PM6 is an apparatus configured to perform dedicated substrate processing.
  • Each of the process modules PM1-PM6 may be a plasma processing apparatus like the plasma processing apparatus 1.
  • FIG. The plasma generated by the plasma generator of each of the process modules PM1-PM6 may be capacitively coupled plasma, inductively coupled plasma, ECR plasma, helicon wave excited plasma, surface wave plasma, or the like.
  • the controller MC is configured to control each part of the substrate processing system PS.
  • the control unit MC can be a computer including a processor, storage device, input device, display device, and the like.
  • the controller MC executes a control program stored in the storage device and controls each part of the substrate processing system PS based on the recipe data stored in the storage device.
  • Each step of the method MT can be brought about by controlling each part of the substrate processing system PS by the control part MC.
  • the substrate W may be transported by the transport apparatus TU1 and the transport apparatus TU2 to one of the process modules PM1 to PM6 used in the process STb.
  • the process STb, the process STc, and the process STd may be performed in one of the process modules PM1 to PM6.
  • the process STbt and the process STe may be performed in another one of the process modules PM1 to PM6, or in two different process modules.
  • the step STb may be performed in one process module among the process modules PM1 to PM6, and the step STc and the step STd may be performed in another one of the process modules PM1 to PM6. may be broken. In this case, the process STbt and the process STe may be performed in another one of the process modules PM1 to PM6, or in two different process modules.
  • the process STb, the process STc, and the process STd may each be performed in three process modules out of the process modules PM1 to PM6.
  • the process STbt and the process STe may be performed in another one of the process modules PM1 to PM6, or in two different process modules.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus 1 of FIG. 5 may further include an optical observation device OC.
  • Optical viewing device OC may include a chamber communicable with plasma processing chamber 10 .
  • the substrate W can be moved between the plasma processing chamber 10 and the chamber of the optical observation apparatus OC by a transfer robot.
  • the substrate W is accommodated in the chamber of the optical observation device OC by the transport robot, and alignment of the substrate W can be performed in the chamber of the optical observation device OC.
  • the optical observation device OC can measure the dimension (CD: Critical Dimension) of the recess RS (see FIG. 10) of the substrate W.
  • the optical observation device OC may measure the thickness of the protective film PR of the substrate W (see FIG. 12). Measurement results can be transmitted from the optical observation device OC to the control unit 2 .
  • FIG. 8 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • An etching method MT1 (hereinafter referred to as "method MT1") shown in FIG. 8 can be performed by the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment.
  • Method MT1 may be applied to substrate W.
  • Method MT1 is an example of a substrate processing method.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an example substrate to which the method of FIG. 8 can be applied.
  • the substrate W has a film to be etched RE and a mask MK over the film to be etched RE.
  • the etching target film RE may be provided on the base film UR1.
  • the mask MK may have at least one opening OP1.
  • the etching target film RE may include at least one of a silicon-containing film and an organic film.
  • the silicon-containing film may include at least one of a silicon film, a silicon germanium film, a silicon oxide film and a silicon nitride film.
  • the silicon-containing film may be a laminated film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are alternately laminated.
  • the organic film may be an amorphous carbon film.
  • the etching target film RE may be a film for memory devices such as DRAM or 3D-NAND.
  • the mask MK may contain at least one of a silicon-containing substance, an organic substance, and a metal.
  • the silicon-containing material may include polysilicon.
  • the organic material may include at least one of photoresist and SOC (Spin On Carbon).
  • the etching target layer RE includes a silicon-containing layer
  • the mask MK may include at least one of a second silicon-containing material different from the first silicon-containing material forming the silicon-containing layer, an organic material, and a metal.
  • the mask MK may include at least one of a silicon-containing material, a second organic layer different from the first organic layer forming the organic layer, and a metal.
  • the base film UR1 may contain a material different from that of the etching target film RE.
  • the underlayer UR1 may include at least one of a silicon-containing film, an organic film, and a metal-containing film.
  • FIGS. 10-13 are cross-sectional views showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment.
  • the method MT1 can be executed in the plasma processing apparatus 1 by controlling each section of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2 .
  • a substrate W on a substrate support 11 (substrate supporter) placed in a plasma processing chamber 10 is processed.
  • method MT1 may include steps ST1 to ST7. Steps ST1 to ST7 may be performed in order. Method MT1 may not include at least one of step ST2, step ST3, step ST6, and step ST7. Step ST5 may be performed after step ST3 and before step ST4.
  • a substrate W shown in FIG. 9 is provided.
  • a substrate W may be provided in the plasma processing chamber 10 .
  • a substrate W may be supported by a substrate support 11 within the plasma processing chamber 10 .
  • the etching target film RE is etched by the first plasma PL1 generated from the first processing gas to form the recesses RS.
  • the recess RS may correspond to the opening OP1 of the mask MK.
  • the dimension of the recess RS at the upper end of the recess RS may be 100 nm or less.
  • the dimensions of the recess RS may gradually decrease from the top to the bottom of the recess RS.
  • the aspect ratio of the recess RS may be 5 or more.
  • the bottom of the recess RS may or may not reach the base film UR1.
  • the recess RS may be an opening.
  • the first processing gas may include a halogen-containing gas.
  • the halogen-containing gas may include at least one of fluorine-containing gas and chlorine-containing gas.
  • the etching target film RE may contain a silicon oxide film or a silicon nitride film.
  • the etching target film RE may contain a silicon film or a silicon germanium film.
  • fluorine- containing gases include fluorocarbon ( CxFy ) gas, hydrofluorocarbon ( CxHyFz ) gas and nitrogen trifluoride ( NF3 gas). x, y and z are natural numbers.
  • the first process gas may contain an oxygen-containing gas.
  • the first processing gas may include an oxygen-containing gas.
  • oxygen-containing gases include oxygen gas, carbon monoxide gas, carbonyl sulfide (COS) gas and sulfur oxide ( SO2 ) gas.
  • the process ST2 can be performed as follows. First, the gas supply unit 20 supplies the first processing gas into the plasma processing chamber 10 . Next, the plasma generator 12 generates the first plasma PL1 from the first processing gas in the plasma processing chamber 10 . The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so that the etching target film RE is etched by the first plasma PL1 to form the recess RS.
  • the process ST2 may be performed simultaneously with the process ST1.
  • the base film UR1 constitutes a first region.
  • the etching target layer RE and the mask MK constitute a second region.
  • the opening OP1 (first opening) of the mask MK and the recess RS (second opening) of the etching target film RE constitute the opening OP.
  • step ST3 deposits adhering to the mask MK in step ST2 are removed by the fourth plasma generated from the fourth processing gas.
  • the film to be etched RE includes a silicon-containing film
  • the deposits may contain fluorine and carbon.
  • the fourth process gas may contain an oxygen-containing gas. Examples of oxygen-containing gases include oxygen gas. If the etching target film RE includes an organic film, the deposit may not adhere to the mask MK in step ST2. In this case, step ST3 may be omitted.
  • the process ST3 can be performed as follows. First, the gas supply unit 20 supplies the fourth processing gas into the plasma processing chamber 10 . Next, the fourth plasma is generated from the fourth processing gas in the plasma processing chamber 10 by the plasma generator 12 . The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so as to remove deposits adhering to the mask MK with the fourth plasma.
  • a deposit DP is formed on the upper surface MKt of the mask MK by the second plasma PL2 generated from the second processing gas.
  • the deposit DP may not be formed on the side walls of the opening OP1 of the mask MK.
  • Deposits DP are top deposits preferentially formed on top of mask MK.
  • the deposit DP may contain at least one of silicon, carbon, boron and metal.
  • metals include titanium, tungsten and tin.
  • the second process gas may include at least one of a silicon-containing gas, a carbon-containing gas, a boron-containing gas, and a metal-containing gas.
  • silicon-containing gases include SiCl4 gas, SiF4 gas and Si2Cl6 gas.
  • carbon - containing gases include hydrocarbon gases such as CH4 gas, C2H2 gas or C3H6 gas.
  • boron-containing gases include BCl3 gas.
  • the metal-containing gas may include at least one of a tungsten-containing gas and a tin-containing gas. Examples of tungsten-containing gases include tungsten hexafluoride (WF 6 ) gas.
  • tin-containing gases examples include TDMASn (tetrakisdimethylaminotin (IV)) gas, SnCl4 gas, SnBr4 gas and SnI4 gas.
  • the second process gas may include hydrogen gas.
  • the second process gas may contain a noble gas.
  • the process ST4 can be performed as follows. First, the gas supply unit 20 supplies the second processing gas into the plasma processing chamber 10 . Next, the plasma generator 12 generates the second plasma PL2 from the second processing gas in the plasma processing chamber 10 . The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so that the deposit DP is formed on the upper surface MKt of the mask MK by the second plasma PL2.
  • a protective film PR is formed on the sidewall RSa of the recess RS.
  • the protective film PR may also be formed on the sidewalls of the opening OP1.
  • the protective film PR may also be formed on the upper surface DPt of the deposit DP.
  • the protective film PR may also be formed on the side surfaces of the deposit DP.
  • the protective film PR may have a first thickness at the top surface DPt of the deposit DP.
  • the protective film PR may have a second thickness at the sidewall RSa of the recess RS. The second thickness is less than the first thickness.
  • the thickness of the protective film PR may gradually decrease from the upper surface DPt of the deposit DP toward the bottom of the recess RS.
  • the protective film PR is a non-conformal film (sub-conformal film).
  • the protective film PR may not be formed on the bottom of the recess RS.
  • the protective film PR can be formed on the upper surface MKt of the mask MK.
  • the deposit DP can be formed on the protective film PR on the upper surface MKt of the mask MK.
  • the protective film PR may contain the same material as the deposit DP, or may contain a material different from the deposit DP.
  • the protective film PR may include at least one of a silicon-containing film, an organic film, and a metal-containing film.
  • the silicon-containing film may include at least one of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
  • the protective film PR may be formed using the fifth processing gas.
  • the fifth process gas may include at least one of a silicon-containing gas, a carbon-containing gas, and a metal-containing gas.
  • the protective film PR can be formed by ALD or CVD.
  • ALD methods include thermal ALD and PE (Plasma Enhanced)-ALD.
  • the step ST5 includes an adsorption step of supplying the precursor (fifth processing gas) to the sidewall RSa of the recess RS and an activation step of activating the adsorbed precursor. Activation may be performed by a plasma generated from the process gas. The adsorption and activation steps can be alternately repeated. A purge step may be performed between the adsorption step and the activation step.
  • the thickness of the protective film PR may be adjusted by controlling the precursor not to adhere to a portion of the surface of the substrate W (for example, the bottom of the recess) in the adsorption step.
  • the adsorption position can be controlled by forming a factor that inhibits adsorption of the precursor on a part of the substrate W surface.
  • the thickness of the protective film PR may be adjusted by controlling the plasma not to reach a part of the surface of the substrate W (for example, the bottom of the recess).
  • a silicon-containing gas is used as a precursor in the adsorption step.
  • examples of silicon-containing gas include aminosilane gas, SiCl4 gas and SiF4 gas.
  • An oxygen-containing gas is used as the process gas in the activation process. Examples of oxygen-containing gases include oxygen gas.
  • examples of silicon-containing gas include aminosilane gas, SiCl4 gas, dichlorosilane gas and hexachlorodisilane gas.
  • a nitrogen-containing gas is used as the process gas in the activation process. Examples of nitrogen-containing gases include nitrogen gas and ammonia gas.
  • an organic gas is used as a precursor in the adsorption step.
  • organic gases include epoxides, carboxylic acids, carboxylic acid halides, carboxylic anhydrides, isocyanates and phenols.
  • gases are used as process gases in the activation process.
  • examples of various gases include an inorganic compound gas having an NH bond, an inert gas, water vapor (H 2 O gas), a mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas, and a mixed gas of hydrogen gas and oxygen gas. include.
  • the metal-containing gas may contain at least one of oxygen-containing metal compounds, nitrogen-containing metal compounds, sulfur-containing metal compounds and metal halides.
  • metal halides include TiCl4 , WF6 , WCl5 , WCl6 , SnCl4 , SnBr4 and SnI4 .
  • At least one of a hydrogen-containing gas and an oxygen-containing gas is used as the process gas in the activation process.
  • a hydrogen-containing gas is used, the protective film PR becomes a metal-containing film.
  • the oxygen-containing gas is used, the protective film PR becomes a metal oxide film.
  • the hydrogen-containing gas may contain nitrogen. In this case, the protective film PR becomes a metal nitride film.
  • hydrogen-containing gas containing nitrogen include ammonia gas, mixed gas of nitrogen gas and hydrogen gas.
  • the process ST5 can be performed as follows. First, the gas supply unit 20 supplies the fifth processing gas into the plasma processing chamber 10 . Next, plasma is generated from the processing gas in the plasma processing chamber 10 by the plasma generator 12 . The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so as to form the protective film PR on the sidewall RSa of the recess RS by plasma.
  • step ST6 the recess RS is etched by the third plasma PL3 generated from the third processing gas.
  • the protective film PR, deposit DP and mask MK may also be etched.
  • the sidewall RSa of the recess RS is mainly etched in step ST6. In this case, etching progresses in the lateral direction, so the dimension of the recess RS increases.
  • the bottom of the recess RS does not reach the base film UR1 in step ST2, the bottom of the recess RS is mainly etched in step ST6. In this case, since etching proceeds in the vertical direction, the depth of the recess RS increases.
  • the dimensions of the recess RS (opening OP) may be measured by the optical observation device OC or calculated from the SEM image.
  • the third processing gas may contain the same gas as the first processing gas.
  • the third processing gas may include a halogen-containing gas.
  • the third processing gas may include an oxygen-containing gas.
  • the process ST6 can be performed as follows. First, the gas supply unit 20 supplies the third processing gas into the plasma processing chamber 10 . Next, the plasma generator 12 generates the third plasma PL3 from the third processing gas in the plasma processing chamber 10 . The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so as to etch the recess RS with the third plasma PL3.
  • step ST7 steps ST3 to ST6 are repeated.
  • the mask MK is protected by the deposit DP formed on the upper surface MKt of the mask MK when the recess RS is etched in the process ST6. Therefore, a high etching selectivity with respect to the mask MK is obtained when etching the recess RS in step ST6.
  • the side wall RSa of the recess RS is protected by the protective film PR, etching of the side wall RSa of the recess RS in step ST6 can be suppressed. Therefore, the shape abnormality (bowing) of the concave portion RS can be suppressed.
  • the protective film PR When the protective film PR is formed on the upper surface DPt of the deposit DP, the protective film PR protects the deposit DP and the mask MK. Therefore, when etching the recess RS, a higher etching selectivity with respect to the mask MK can be obtained.
  • the protective film PR may have a first thickness on the top surface DPt of the deposit DP and a second thickness on the sidewall RSa of the recess RS, and the second thickness may be smaller than the first thickness. In this case, the protective film PR can protect the deposit DP and the mask MK while suppressing the clogging of the recess RS.
  • the deposit DP can be formed on the upper surface MKt of the mask MK with the deposit removed.
  • the etching amount of the recess RS can be increased.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of an example substrate with deposits including a first deposit and a second deposit.
  • the deposit DP may include a first deposit DP1 formed on the upper surface MKt of the mask MK and a second deposit DP2 formed on the first deposit DP1.
  • the second deposit DP2 may contain a different material than the first deposit DP1. Examples of materials for the first deposit DP1 and the second deposit DP2 are the same as those for the deposit DP.
  • the first deposit DP1 may contain carbon and the second deposit DP2 may contain tungsten.
  • the material of the first deposit DP1 and the material of the second deposit DP2 are determined in consideration of the materials of the etching target film RE and the mask MK. A suitable combination can be selected.
  • first experiment In the first experiment, a substrate W having a film to be etched RE and a mask MK was prepared.
  • the etching target film RE has a SiO 2 film and a SiN film on the SiO 2 film.
  • a mask MK is provided on the SiN film.
  • Mask MK includes polysilicon.
  • the substrate W was provided in the plasma processing chamber 10 of the plasma processing apparatus 1 (step ST1).
  • step ST2 the SiN film and the SiO 2 film were etched by the first plasma PL1 generated from the first processing gas containing the fluorocarbon gas to form the recesses RS.
  • deposits adhering to the mask MK were removed by a fourth plasma generated from a fourth processing gas containing oxygen gas (step ST3).
  • Deposits contain carbon and fluorine.
  • a deposit DP was formed on the upper surface MKt of the mask MK by a second plasma PL2 generated from a second processing gas containing SiCl 4 gas, hydrogen gas, and argon gas (step ST4).
  • the deposit DP contains silicon.
  • a silicon-containing gas was adsorbed on the side wall RSa of the recess RS, and a protective film PR was formed on the side wall RSa of the recess RS by plasma generated from the processing gas containing the oxygen-containing gas (step ST5).
  • the protective film PR was also formed on the upper surface of the deposit DP.
  • the protective film PR was a silicon-containing film.
  • the protective film PR was formed by the ALD method.
  • the protective film PR had a first thickness on the upper surface DPt of the deposit DP and a second thickness on the sidewall RSa of the recess RS. The second thickness is less than the first thickness.
  • the recesses RS were etched with a third plasma PL3 generated from a third processing gas containing fluorocarbon gas (step ST6).
  • steps ST3 to ST6 were repeated (step ST7).
  • step ST4 was not performed. Therefore, no deposit DP is formed.
  • FIG. 15 is a diagram showing examples of cross sections of the substrate before and after deposits are formed in the first to fourth experiments.
  • BF shows an example of a cross-section of the substrate before deposits were formed in Experiments 1-4.
  • EX1-EX4 respectively show examples of cross-sections of the substrates after deposits were formed in the first to fourth experiments.
  • the thickness of the deposit DP was 41 nm.
  • the thickness of the deposit DP was 40 nm.
  • the thickness of the deposit DP was 44 nm.
  • the thickness of deposit DP was 48 nm.
  • the thickness of the deposit DP did not change even when the protective film PR was formed in step ST5.
  • the thickness of the deposit DP was 22 nm. It is presumed that this is because the deposit DP is etched by plasma generated from oxygen gas in the activation process when the protective film PR is formed by the ALD method.
  • FIG. 16 is a graph showing examples of the dimensions and depths of the recesses before and after the protective film was formed in the first to fifth experiments.
  • FIG. 16(a) shows the graph of the fifth experiment.
  • FIG. 16(b) shows the graph of the first experiment.
  • FIG. 16(c) shows the graph of the second experiment.
  • FIG. 16(d) shows the graph of the third experiment.
  • FIG. 16(e) shows the graph of the fourth experiment.
  • the vertical axis indicates the depth of the recess RS.
  • the depth range of 0-0.3 ⁇ m corresponds to the mask MK.
  • the depth range of 0.3-0.5 ⁇ m corresponds to the SiN film.
  • the depth range of 0.5-2.0 ⁇ m corresponds to the SiO 2 film.
  • the horizontal axis indicates the dimension (CD: Critical Dimension) of the recess RS.
  • the depth and dimensions of the recess RS can be calculated from the SEM image.
  • a dashed-dotted line RF1 indicates the dimension of the recess RS before the protective film PR is formed.
  • Solid lines E1 to E5 indicate the dimensions of the recess RS after the protective film PR is formed in the first to fifth experiments, respectively. From each graph, it can be seen that the dimension of the recess RS becomes smaller due to the protective film PR.
  • the thickness of the protective film PR is almost the same as in the fifth experiment.
  • the thickness of the protective film PR is smaller in the third experiment than in the fifth experiment.
  • the thickness of the protective film PR is smaller than in the third experiment. Since the opening OP1 of the mask MK is narrowed by the deposit DP, it becomes difficult to form the protective film PR in the recess RS, so it is presumed that the thickness of the protective film PR is reduced. However, the thickness of the protective film PR is not reduced in the second experiment. It is presumed that this is because the opening OP1 of the mask MK is difficult to narrow because the thickness of the deposit DP is small.
  • FIG. 17 is a diagram showing an example of a cross section of the substrate after etching in the first to fifth experiments.
  • EX1 to EX5 show examples of cross sections of substrates after etching in the first to fifth experiments, respectively.
  • the residual thickness of mask MK was 208 nm.
  • the residual thickness of mask MK was 218 nm.
  • the residual thickness of mask MK was 231 nm.
  • the residual thickness of mask MK was 230 nm.
  • the residual thickness of mask MK was 263 nm.
  • the remaining thickness of the mask MK was larger than in the fifth experiment.
  • the remaining thickness of the mask MK was larger than in the first experiment.
  • the remaining thickness of the mask MK was larger than in the second and third experiments. As the remaining thickness of the mask MK increases, the etching selectivity with respect to the mask MK increases.
  • FIG. 18 is a graph showing examples of dimensions and depths of recesses before and after etching in the first to fifth experiments.
  • FIG. 18(a) shows the graph of the fifth experiment.
  • FIG. 18(b) shows the graph of the first experiment.
  • FIG. 18(c) shows the graph of the second experiment.
  • (d) of FIG. 18 shows the graph of the third experiment.
  • FIG. 18(e) shows the graph of the fourth experiment.
  • the vertical axis indicates the depth of the recess RS.
  • the depth range of 0-0.3 ⁇ m corresponds to the mask MK.
  • the depth range of 0.3-0.5 ⁇ m corresponds to the SiN film.
  • the depth range of 0.5-2.0 ⁇ m corresponds to the SiO 2 film.
  • the horizontal axis indicates the dimensions of the recess RS.
  • the dashed-dotted line RF2 indicates the dimension of the recess RS before etching.
  • Solid lines E11 to E15 indicate the dimensions of the recesses RS after etching in the first to fifth experiments, respectively. From each graph, it can be seen that etching increases the dimension of the recess RS.
  • the dimension of the recess RS at the maximum point P1 at the deep position and the dimension of the recess RS at the maximum point P2 at the shallow position difference BB was 13 nm.
  • the difference BB was similarly calculated for the first to fourth experiments. In the first to fourth experiments, the difference BB was 9.3 nm, 9.9 nm, 9.6 nm and 10.0 nm respectively after etching was performed. Therefore, it can be seen that in the first to fourth experiments, the degree of bowing after etching is smaller than in the fifth experiment.
  • FIG. 19 is a graph showing examples of etching rates normalized in the first to fifth experiments.
  • the vertical axis indicates the etching rate normalized by setting the etching rate of the mask MK in the fifth experiment to 1.
  • the etching rates of the first to fourth experiments are calculated by dividing the total etching amount of the deposit DP and the mask MK by the etching time. From the graph, it can be seen that the etching resistance of the deposit DP of the fourth experiment is higher than that of the deposit DP of the second experiment. It can be seen that the etching resistance of the deposit DP of the second experiment is higher than that of the deposit DP of the third experiment. It can be seen that the etching resistance of the deposit DP of the third experiment is higher than that of the deposit DP of the first experiment.
  • [E1] (a) providing a substrate, the substrate having a first region and a second region overlying the first region and providing an opening over the first region; and (b) forming a top deposit preferentially on top of said second region using a gas-generated plasma; (c) forming a first film having a decreasing thickness along the depth of the opening on the surface of the top deposit and on sidewall surfaces defining the opening; (d) after (c), forming a second film on the substrate by adsorbing a precursor onto the substrate and modifying the precursor on the substrate; including wherein the first region is a silicon-containing film and the top deposit contains carbon, boron, or metal, or the first region is an organic film and the top deposit contains boron or metal; Substrate processing method.
  • the first film is formed so as to increase the verticality of sidewall surfaces defining the opening in the substrate after the formation thereof, any one of [E1] to [E3].
  • the first region according to any one of [E1] to [E9], wherein the first region is a silicon film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a laminated film containing a silicon oxide film and a silicon nitride film, or an amorphous carbon film.
  • the control unit controls the gas supply unit and the plasma generation unit to (e) after (d), etching the first region;
  • the plasma processing apparatus of [E11] further configured to provide:
  • the control unit controls the plurality of process modules and the transfer module to (a) providing a substrate, the substrate having a first region and a second region overlying the first region and providing an opening over the first region; and (b) forming a top deposit preferentially on top of said second region using a first plasma generated from a first gas; (c) forming a first film having a decreasing thickness along the depth of the opening on the surface of the top deposit and on sidewall surfaces defining the opening; (d) after (c), forming a second film on the substrate by adsorbing a precursor onto the substrate and modifying the precursor on the substrate; is configured to provide wherein the first region is a silicon-containing film and the top deposit contains carbon, boron,
  • control unit controls at least one of the plurality of process modules and the transfer module to (e) after (d), etching the first region;
  • [E15] (a) providing a substrate having a film to be etched and a mask on the film to be etched; (b) after (a), etching the etching target film with a first plasma generated from a first process gas to form a recess; (c) after (b), forming a deposit on the upper surface of the mask with a second plasma generated from a second process gas; (d) forming a protective film on the sidewall of the recess after (b); (e) after (c) and (d), etching the recess with a third plasma generated from a third process gas;
  • a method of etching comprising:
  • the mask is protected by deposits formed on the upper surface of the mask when etching the concave portion. Therefore, when etching the concave portion, a high etching selectivity with respect to the mask can be obtained.
  • deposits can be formed on the upper surface of the mask with the deposits removed.
  • the film to be etched comprises a silicon-containing film;
  • the film to be etched includes an organic film;
  • the etching amount of the concave portion can be increased.
  • the deposits include a first deposit formed on the top surface of the mask and a second deposit formed on the first deposit, wherein the second deposit is the first deposit.
  • the etching method according to any one of [E15] to [E19], which contains a material different from the
  • an appropriate combination of the material of the first deposit and the material of the second deposit can be selected in consideration of the film to be etched and the material of the mask.
  • the film to be etched comprises a silicon-containing film;
  • the film to be etched includes an organic film;
  • the deposit and mask are protected by the protective film. Therefore, when etching the concave portion, a higher etching selectivity with respect to the mask can be obtained.
  • the protective film is formed using a fifth process gas;
  • the film to be etched comprises a silicon-containing film;
  • the film to be etched includes an organic film;
  • the mask is protected by deposits formed on the upper surface of the mask when etching the concave portion. Therefore, when etching the concave portion, a high etching selectivity with respect to the mask can be obtained.
  • [E35] (a) providing a substrate, the substrate having a first region and a second region overlying the first region and providing an opening over the first region; and (b) forming a top deposit preferentially on top of said second region using a gas-generated plasma; (c) forming a first film having a decreasing thickness along the depth of the opening on the surface of the top deposit and sidewall surfaces defining the opening; Substrate processing method.
  • the first film is formed so as to increase the verticality of sidewall surfaces defining the opening in the substrate after the formation thereof, any one of [E35] to [E39].
  • the first region is a base film
  • the second region includes a film to be etched on the base film, and a mask on the film to be etched, and the opening is the base film. including a first opening in the mask and a second opening in the film to be etched;
  • [E47] According to any one of [E35] to [E46], wherein the first region is a silicon film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a laminated film containing a silicon oxide film and a silicon nitride film, or an amorphous carbon film.
  • a chamber a chamber; a substrate support provided within the chamber; a gas supply configured to supply gas into the chamber; a plasma generator configured to generate a plasma from a gas within the chamber; a control unit configured to control the gas supply unit and the plasma generation unit; with The control unit controls the gas supply unit and the plasma generation unit to (a) providing a substrate, the substrate having a first region and a second region overlying the first region and providing an opening over the first region; and (b) forming a top deposit preferentially on top of said second region using a first plasma generated from a first gas; (c) forming a first film having a decreasing thickness along the depth of the opening on the surface of the top deposit and on sidewall surfaces defining the opening; is configured to bring about Plasma processing equipment.
  • SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus, 2... Control part, 10... Chamber, 11... Substrate support part, 12... Plasma generation part, 20... Gas supply part, W... Substrate, R1... 1st area

Abstract

開示される基板処理方法は、基板を準備する工程を含む。基板は、第1の領域と、該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む。基板処理方法は、第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程を更に含む。基板処理方法は、頂部堆積物の表面及び開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程を更に含む。

Description

基板処理方法及びプラズマ処理装置
 本開示の例示的実施形態は、基板処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
 基板処理では、マスクの形状が調整されることがある。下記の特許文献1は、マスク上に膜を形成し、次いで、基板の表面に反応層を形成し、しかる後に反応層を除去する技術を開示している。
 特許文献2は、フッ化炭素を含むガスから生成されたプラズマにより、シリコン含有膜をエッチングする方法を開示する。この方法では、まず、シリコン含有膜を途中までエッチングする。その後、シリコン含有膜上にプラズマを生成せずにカーボン含有膜を成膜する。その後、カーボン含有膜が形成されたシリコン含有膜を更にエッチングする。
特開2020-088355号公報 特開2016-21546号公報
 本開示は、基板において開口を提供する領域の形状を調整する技術を提供する。
 一つの例示的実施形態において、基板処理方法が提供される。基板処理方法は、基板を準備する工程(a)を含む。基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む。基板処理方法は、第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程(b)を更に含む。基板処理方法は、頂部堆積物の表面及び開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程(c)を更に含む。
 一つの例示的実施形態によれば、基板において開口を提供する領域の形状を調整することが可能となる。
一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を示す図である。 図2の(a)~図2の(d)の各々は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の対応の工程において作成される一例の基板の部分拡大断面図である。 図3の(a)及び図3の(b)の各々は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の対応の工程において作成される一例の基板の部分拡大断面図である。 プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。 容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。 一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。 図7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8は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。 図9は、図8の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。 図10は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。 図11は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。 図12は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。 図13は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。 図14は、第1堆積物及び第2堆積物を含む堆積物を備える一例の基板の断面図である。 図15は、第1実験~第4実験において堆積物が形成される前及び堆積物が形成された後の基板の断面の例を示す図である。 図16は、第1実験~第5実験において保護膜が形成される前及び保護膜が形成された後の凹部の寸法及び深さの例を示すグラフである。 図17は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われた後の基板の断面の例を示す図である。 図18は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われる前及びエッチングが行われた後の凹部の寸法及び深さの例を示すグラフである。 図19は、第1実験~第5実験において規格化されたエッチングレートの例を示すグラフである。
 以下、図面を参照して種々の例示的実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
 図1は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法を示す図である。図2の(a)~図2の(d)、図3の(a)、及び図3の(b)の各々は、一つの例示的実施形態に係る基板処理方法の対応の工程において作成される一例の基板の部分拡大断面図である。図1に示す基板処理方法(以下、「方法MT」という)は、工程STa~工程STcを含む。方法MTは、工程STdを更に含んでいてもよい。方法MTは、工程STeを更に含んでいてもよい。また、方法MTは、工程STbtを更に含んでいてもよい。
 工程STaでは、基板Wが準備される。図2の(a)に示すように、工程STaで準備される基板Wは、第1の領域R1及び第2の領域R2を含む。第2の領域R2は、第1の領域R1上に設けられている。第2の領域R2は、第1の領域R1上で開口OPを提供している。開口OPは、第2の領域R2の側壁面SWによって画成されている。開口OPの幅は、その深さ方向に沿って減少している。即ち、側壁面SWは、垂直方向に対して傾斜した角度を有している。第1の領域R1は、開口OPにおいて露出されている。基板Wは、下地領域URを更に含んでいてもよく、第1の領域R1は、下地領域UR上に設けられていてもよい。
 第2の領域R2は、第1の領域R1をエッチングする際にマスクとして機能し得る。したがって、第2の領域R2は、第1の領域R1のエッチングにおいて、第1の領域R1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。第1の領域R1は、シリコン含有膜であるか、有機膜である。第1の領域R1を構成するシリコン含有膜は、例えば、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む積層膜である。第1の領域R1を構成する有機膜は、例えば、アモルファスカーボン膜である。第2の領域R2は、例えば多結晶シリコン膜、有機膜、又はレジスト膜である。
 基板Wの第1例において、第1の領域R1は、シリコン膜であり、第2の領域R2は、シリコン酸化膜である。基板Wの第2例において、第1の領域R1は、シリコン酸化膜であり、第2の領域R2は、有機膜である。基板Wの第3例において、第1の領域R1は、有機膜であり、第2の領域R2は、シリコン酸化膜である。
 工程STbは、工程STaの後に行われる。工程STbでは、図2の(b)に示すように、堆積処理ガスから生成されたプラズマを用いて、頂部堆積物TDが、第2の領域R2の頂部TP上に優先的に形成される。頂部堆積物TDは、例えば、プラズマCVD法により形成される。
 頂部堆積物TDは、工程STeにおける第1の領域R1のエッチングにおいて、第2の領域R2を構成する材料のエッチングレートよりも低いエッチグレートを有する材料から形成され得る。上述した基板Wの第1例及び第2例のように第1の領域R1がシリコン含有膜である場合には、頂部堆積物TDは炭素、ホウ素、又は金属を含有する。上述した基板Wの第3例のように第1の領域R1が有機膜である場合には、頂部堆積物TDはホウ素又は金属を含有する。頂部堆積物TDに含まれる金属は、タングステン、スズ、又はモリブデンを含み得る。
 頂部堆積物TDが炭素を含有する場合には、堆積処理ガスは、炭素を含みフッ素を含まなくてもよい。堆積処理ガスは、例えば一酸化炭素ガス(COガス)、硫化カルボニルガス(COSガス)、又は炭化水素ガスを含む。炭化水素ガスは、例えば、Cガス、Cガス、CHガス、又はCガスである。第1処理のガスは、水素を含んでいなくてもよい。第1処理のガスは、添加ガスとして、水素ガス(Hガス)を更に含んでいてもよい。第1処理のガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスのような貴ガスを更に含んでいてもよい。第1処理のガスは、貴ガスに加えて、或いは貴ガスの代わりに、窒素ガス(Nガス)のような不活性ガスを更に含んでいてもよい。
 頂部堆積物TDが炭素を含有する場合には、堆積処理ガスは、第1の成分ガス及び第2の成分ガスを含んでいてもよい。第1の成分ガスは、炭素を含みフッ素を含まないガスであり、例えば、COガス又はCOSガスである。即ち、堆積処理ガスは、炭素を含みフッ素を含まない第1の成分を含んでいてもよい。第1の成分は、例えば、一酸化炭素(CO)又は硫化カルボニルである。第2の成分ガスは、炭素とフッ素又は水素とを含むガスであり、例えば、ハイドロフルオロカーボンガス、フルオロカーボンガス、又は炭化水素ガスである。即ち、堆積処理ガスは、炭素とフッ素又は水素とを含む第2の成分を更に含んでいてもよい。第2の成分は、例えば、ハイドロフルオロカーボン、フルオロカーボン、又は炭化水素である。ハイドロフルオロカーボンガスは、例えばCHFガス、CHFガス、CHガス等である。フルオロカーボンガスは、例えばCガス等である。炭素と水素を含む第2の成分ガスは、例えば、CHガスである。第1の成分ガス又は第1の成分の流量は、第2の成分ガス又は第2の成分の流量よりも多くてもよい。
 頂部堆積物TDがホウ素を含有する場合には、堆積処理ガスは、三塩化ホウ素ガス(BClガス)を含んでいてもよい。堆積処理ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスのような貴ガスを更に含んでいてもよい。堆積処理ガスは、Nガスのような窒素含有ガスを更に含んでいてもよい。
 頂部堆積物TDがタングステンを含有する場合には、堆積処理ガスは、タングステンを含有する。堆積処理ガスは、炭素及び水素のうち少なくとも一つを更に含んでいてもよい。堆積処理ガスは、フッ素を更に含んでいてもよい。堆積処理ガスは、炭素含有ガス及び水素含有ガスのうち少なくとも一つと、タングステン含有ガスとを含んでもよい。フッ素は、炭素含有ガスに含まれてもよいし、水素含有ガスに含まれてもよいし、タングステン含有ガスに含まれてもよい。
 頂部堆積物TDがタングステンを含有する場合において、炭素含有ガスは、CHガス、Cガス、Cガス、CHFガス、CHガス、CHFガス及びCOガスのうち少なくとも一つを含んでもよい。水素含有ガスは、Hガス、SiHガス及びNHガスのうち少なくとも一つを含んでもよい。タングステン含有ガスは、ハロゲン化タングステンガスを含んでもよい。ハロゲン化タングステンガスは、六フッ化タングステン(WF)ガス、六臭化タングステン(WBr)ガス、六塩化タングステン(WCl)ガス及びWFClガスの少なくとも一つを含んでもよい。タングステン含有ガスは、ヘキサカルボニルタングステン(W(CO))ガスを含んでもよい。堆積処理ガスは、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、キセノンガス又はネオンガス等の貴ガスを更に含んでもよい。第1処理ガスは、例えば窒素(N)ガスを更に含んでもよい。
 タングステン含有ガスの流量比は、炭素含有ガス及び水素含有ガスのうち少なくとも一つの流量比より小さくてもよい。貴ガスの流量比は、炭素含有ガス及び水素含有ガスのうち少なくとも一つの流量比より大きくてもよい。本開示において、各ガスの流量比は、処理ガスの全流量に対する各ガスの流量の比率(体積%)である。
 頂部堆積物TDがスズを含有する場合には、堆積処理ガスは、第1の成分ガスを含む。堆積処理ガスは、第2の成分ガスを更に含んでいてもよい。第1の成分ガスは、スズ含有物質を含む。第2の成分ガスは、HO、H、O、O、N、窒素を含有する無機化合物、硫黄を含有する無機化合物、ハロゲン化合物、炭素含有物質、又はシリコン含有物質を含み得る。或いは、第2の成分ガスは、N及び酸素含有物質のうち少なくとも一つを含み得る。酸素含有物質は、NO又はCOであり得る。
 スズ含有物質は、例えば、スタンナン化合物、酸素含有スズ化合物、窒素含有スズ化合物、又はハロゲン化スズ化合物である。
 スタンナン化合物は、例えば、スタンナン、テトラメチルスタンナン、トリブチルスタンナン、フェニルトリメチルスタンナン、テトラビニルスタンナン、ジメチルジクロロスタンナン、ブチルトリクロロスタンナン、トリクロロフェニルスタンナン等である。
 酸素含有スズ化合物は、例えば、トリブチルスズメトキシド、tert-ブトキシドスズ、ジブチルスズジアセタート、トリフェニルスズアセタート、トリブチルスズオキシド、トリフェニルスズアセタート、トリフェニルスズヒドロキシド、ブチルクロロスズジヒドロキシド、アセチルアセトナトスズ等である。
 窒素含有スズ化合物は、例えば、ジメチルアミノトリメチルスズ、トリス(ジメチルアミノ)tert-ブチルスズ、アジドトリメチルスズ、テトラキス(ジメチルアミノ)スズ、N,N’-ジ-tert-ブチル-2,3-ジアミドブタンスズ(II)等である。
 ハロゲン化スズ化合物は、例えば、塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ、ジメチルスズジクロリド、ブチルスズトリクロリド、フェニルスズトリクロリド等である。なお、ハロゲン化スズ化合物は、4価の塩化スズ、臭化スズ、又はヨウ化スズであり得る。
 頂部堆積物TDがスズを含有する場合において、窒素を含有する無機化合物は、例えば、NH、N等である。硫黄を含有する無機化合物は、例えばHS、SO、COS、又はCSである。ハロゲン化合物は、CF、F、CCl等である。炭素含有物質は、炭化水素、フッ化炭素、水酸基を有する有機化合物、カルボン酸、無水カルボン酸、又はカルボン酸ハロゲン化物である。炭化水素は、例えばメタン又はプロピレンである。フッ化炭素は、例えばCF又はCである。水酸基を有する有機化合物は、例えば、メタノール、エチレングリコールといったアルコール類又はフェノール類である。カルボン酸は、例えば酢酸又はシュウ酸である。シリコン含有物質は、例えば塩化ケイ素又はアミノシランである。
 頂部堆積物TDがモリブデンを含有する場合には、堆積処理ガスは、モリブデン含有物質を含む。堆積処理ガスは、例えばハロゲン化モリブデンを含む。ハロゲン化モリブデンは、例えば六フッ化モリブデン(MoF)又は六塩化モリブデン(MoCl)である。堆積処理ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガスのような貴ガスを更に含んでいてもよい。堆積処理ガスは、Hガスのような水素含有ガスを更に含んでいてもよい。
 工程STbの後には、工程STcが行われる。工程STcでは、第1の膜F1が、図2の(c)に示すように、頂部堆積物TDの表面及び開口OPを画成する側壁面SWに沿って形成される。第1の膜F1は、サブコンフォーマルな膜である。第1の膜F1の厚さは、開口OPの深さ方向に沿って減少している。工程STcにおいて、第1の膜F1は、その形成後の基板Wにおいて開口OPを画成する側壁面の垂直性を高めるように形成される。第1の膜F1は、シリコン酸化膜、炭素含有膜又は金属含有膜であり得る。
 工程STcにおいて、第1の膜F1は、不飽和ALD法又はCVD法により形成されてもよい。不飽和ALD法(不飽和原子層堆積法)では、ALD法と同様に、第1~第4の工程を含むサイクルが繰り返される。第1の工程では、基板Wに対して第1のガス(前駆体ガス)が供給される。第2の工程では、基板Wがその中に収容されているチャンバのパージが行われる。第3の工程では、基板Wに第2のガス(反応性ガス)が供給される。第3の工程では、第2のガスからプラズマが生成されてもよい。第4の工程では、基板Wがその中に収容されているチャンバのパージが行われる。第1の膜F1がシリコン酸化膜である場合には、第1のガスは、例えばアミノシラン系ガス、SiCl4ガス、又はSiF4ガスを含み、第2のガスは、例えばOガスのような酸素含有ガスを含む。第1の膜F1が炭素含有膜である場合には、第1のガスは、例えば有機化合物ガスを含む。有機化合物ガスは、例えば、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート及びフェノール類を含む。第1の膜F1が炭素含有膜である場合には、第2のガスは、例えばN-H結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、水蒸気(HOガス)、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、及び水素ガスと酸素ガスとの混合ガスを含む。
 不飽和ALD法は、第1の手法又は第2の手法のうち何れかによって行われる。第1の手法は、第1の工程において第1のガスに含まれる前駆体を基板Wの表面全体に吸着させ、第3の工程において第2のガスが基板Wの表面全体にいきわたらないように第2のガスの供給を制御する。即ち、第1の手法は、局所的反応を利用する。第2の手法は、第1の工程において前駆体を基板Wの表面の一部のみに吸着させ、第3の工程において第2のガスを基板Wの表面全体に供給する。即ち、第2の手法は、前駆体の局所的吸着を利用する。局所的反応及び局所的吸着は、基板Wを支持する基板支持部の温度、チャンバ内の圧力、第1のガス(前駆体ガス)の流量の流量及び供給時間、第2のガス(反応ガス)の流量及び供給時間、並びに処理時間等のうち一つ以上を制御することにより、行われる。また、不飽和ALD法においてプラズマが利用される場合には、プラズマ生成のために供給される高周波電力のパワーレベルが調整されてもよい。
 工程STdは、工程STcの後に行われる。工程STdでは、図2の(d)に示すように、基板W上に前駆体を吸着させ、基板W上の当該前駆体を改質することにより、第2の膜F2が形成される。前駆体の改質は、例えば、前駆体ガス由来の前駆体と、反応性ガス由来の反応性物質との反応により進行する。第2の膜F2は原子層堆積法(ALD法)により基板W上に形成されてもよい。第2の膜F2は、基板Wの表面上でコンフォーマルに形成される。第2の膜F2は、サブコンフォーマルな膜であってもよい。この場合、第2の膜F2の厚さは、開口OPの深さ方向に沿って減少する。第2の膜F2は、不飽和ALD法により形成され得る。第2の膜F2は、例えばタングステン含有膜、スズ含有膜、アルミニウム含有膜、又はハフニウム含有膜である。ALD法では、第1~第4の工程を含むサイクルが繰り返される。第1の工程では、基板Wに対して第1のガス(前駆体ガス)が供給される。第2の工程では、基板Wがその中に収容されているチャンバのパージが行われる。第3の工程では、基板Wに第2のガス(反応性ガス)が供給される。第4の工程では、基板Wがその中に収容されているチャンバのパージが行われる。
 第2の膜F2が、タングステン含有膜である場合には、第1のガスは、例えばWF、WCl、WClを含み、第2のガスは、例えば水素含有ガス及び酸素含有ガスのうち少なくとも1つを含む。水素含有ガスは、例えば、水素ガス(Hガス)であってもよい。酸素含有ガスは、例えば、酸素ガス(Oガス)であってもよい。水素含有ガスは、例えば、窒素を含んでもよい。窒素を含む水素含有ガスの例は、アンモニアガスや、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを含む。第2の膜F2が、スズ含有膜である場合には、第1のガスは、例えばSnCl、SnBr及びSnIを含み、第2のガスは、例えば前記水素含有ガス及び前記酸素含有ガスのうち少なくとも1つを含む。第2の膜F2が、アルミニウム含有膜である場合には、第1のガスは、例えばトリメチルアルミニウムガスを含み、第2のガスは、例えば水蒸気(HOガス)を含む。第2の膜F2が、ハフニウム含有膜である場合には、第1のガスは、例えばHfClを含み、第2のガスは、例えば水蒸気(HOガス)を含む。
 工程STbtは、工程STdと工程STeの間で行われる。工程STbtでは、図3の(a)に示すように、第2の膜F2が部分的に除去される。即ち、第1の領域R1上、即ち開口OPの底部において、第2の膜F2が除去される。工程STbtにおいて、第1の領域R1がエッチングされることによって、第1の領域R1に凹部が形成されてもよい。工程STbtでは、除去ガスからプラズマを生成することにより第2の膜F2が部分的に除去されてもよい。第2の膜F2が、タングステン含有膜である場合には、除去ガスは、例えばフルオロカーボンガスを含む。第2の膜F2が、スズ含有膜である場合には、除去ガスは、例えば水素含有ガス(水素ガスなど)を含む。第2の膜F2が、アルミニウム含有膜又はハフニウム含有膜である場合には、除去ガスは、例えばハロゲン含有ガス(BClガス、Clガス)に酸素含有ガス(Oガス、COガス、COガス、NOガス)を混合した処理ガスを含む。なお、工程STbtでは、チャンバ10内で基板Wを支持する基板支持部にバイアスRF信号又はパルス化されたDC信号のようなバイアス信号が供給されてもよい。第2の膜F2がサブコンフォーマルな膜である場合、開口OPの底部に第2の膜F2が形成されないので、工程STbtを行わなくてもよい。
 工程STeは、工程STdの後に行われる。工程STeでは、図3の(b)に示すように、第1の領域R1がエッチングされる。第1の領域R1は、エッチングガスからプラズマを生成することにより、エッチングされてもよい。第1の領域R1がシリコン膜である場合には、エッチングガスは、HBr、Clガスのようなハロゲン含有ガスを含んでいてもよい。第1の領域R1がシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、又はシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む積層膜である場合には、エッチングガスは、フルオロカーボンガス、ハイドロフルオロカーボンガス、三フッ化窒素ガス、六フッ化硫黄ガスのような一つ以上のフッ素含有ガスを含んでいてもよい。第1の領域R1が有機膜である場合には、エッチングガスは、Oガスのような酸素含有ガスを含んでいてもよい。或いは、第1の領域R1が有機膜である場合には、エッチングガスは、Nガス及びHガスを含んでいてもよい。なお、工程STeでは、チャンバ10内で基板Wを支持する基板支持部にバイアスRF信号又はパルス化されたDC信号のようなバイアス信号が供給されてもよい。
 方法MTでは、頂部堆積物TDが優先的に第2の領域R2の頂部TP上に形成されて、第1の領域R1上で開口を提供する領域の厚さが増加される。また、第1の膜F1及び第2の膜F2により、開口OPを画成する側壁面の垂直性が高められる。したがって、方法MTによれば、基板Wにおいて開口OPを提供する領域の形状が調整される。また、方法MTでは、頂部堆積物TD及び第2の膜F2により、工程STeにおける第1の領域R1のエッチングにおけるマスクのエッチング耐性が高められる。
 以下、方法MTにおいて用いられる種々の例示的実施形態に係るプラズマ処理装置及び基板処理システムについて説明する。
 図4は、プラズマ処理システムの構成例を説明するための図である。一実施形態において、プラズマ処理システムは、プラズマ処理装置1及び制御部2を含む。プラズマ処理システムは、基板処理システムの一例であり、プラズマ処理装置1は、基板処理装置の一例である。プラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、基板支持部11及びプラズマ生成部12を含む。プラズマ処理チャンバ10は、プラズマ処理空間を有する。また、プラズマ処理チャンバ10は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間に供給するための少なくとも1つのガス供給口と、プラズマ処理空間からガスを排出するための少なくとも1つのガス排出口とを有する。ガス供給口は、後述するガス供給部20に接続され、ガス排出口は、後述する排気システム40に接続される。基板支持部11は、プラズマ処理空間内に配置され、基板を支持するための基板支持面を有する。
 プラズマ生成部12は、プラズマ処理空間内に供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマを生成するように構成される。プラズマ処理空間において形成されるプラズマは、容量結合プラズマ(CCP;CapacitivelyCoupled Plasma)、誘導結合プラズマ(ICP;Inductively Coupled Plasma)、ECRプラズマ(Electron-Cyclotron-resonance plasma)、ヘリコン波励起プラズマ(HWP:Helicon Wave Plasma)、又は、表面波プラズマ(SWP:Surface Wave Plasma)等であってもよい。また、AC(Alternating Current)プラズマ生成部及びDC(DirectCurrent)プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ACプラズマ生成部で用いられるAC信号(AC電力)は、100kHz~10GHzの範囲内の周波数を有する。従って、AC信号は、RF(Radio Frequency)信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、RF信号は、100kHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。
 制御部2は、本開示において述べられる種々の工程をプラズマ処理装置1に実行させるコンピュータ実行可能な命令を処理する。制御部2は、ここで述べられる種々の工程を実行するようにプラズマ処理装置1の各要素を制御するように構成され得る。一実施形態において、制御部2の一部又は全てがプラズマ処理装置1に含まれてもよい。制御部2は、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。
 以下に、プラズマ処理装置1の一例としての容量結合型のプラズマ処理装置の構成例について説明する。図5は、容量結合型のプラズマ処理装置の構成例を説明するための図である。
 容量結合型のプラズマ処理装置1は、プラズマ処理チャンバ10、ガス供給部20、電源30及び排気システム40を含む。また、プラズマ処理装置1は、基板支持部11及びガス導入部を含む。ガス導入部は、少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に導入するように構成される。ガス導入部は、シャワーヘッド13を含む。基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10内に配置される。シャワーヘッド13は、基板支持部11の上方に配置される。一実施形態において、シャワーヘッド13は、プラズマ処理チャンバ10の天部(ceiling)の少なくとも一部を構成する。プラズマ処理チャンバ10は、シャワーヘッド13、プラズマ処理チャンバ10の側壁10a及び基板支持部11により規定されたプラズマ処理空間10sを有する。プラズマ処理チャンバ10は接地される。シャワーヘッド13及び基板支持部11は、プラズマ処理チャンバ10の筐体とは電気的に絶縁される。
 基板支持部11は、本体部111及びリングアセンブリ112を含む。本体部111は、基板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の導電性部材は下部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電源31及び/又はDC電源32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電極が下部電極として機能する。後述するバイアスRF信号及び/又はDC信号が少なくとも1つのRF/DC電極に供給される場合、RF/DC電極はバイアス電極とも呼ばれる。なお、基台1110の導電性部材と少なくとも1つのRF/DC電極とが複数の下部電極として機能してもよい。また、静電電極1111bが下部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つの下部電極を含む。
 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。
 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。
 シャワーヘッド13は、ガス供給部20からの少なくとも1つの処理ガスをプラズマ処理空間10s内に導入するように構成される。シャワーヘッド13は、少なくとも1つのガス供給口13a、少なくとも1つのガス拡散室13b、及び複数のガス導入口13cを有する。ガス供給口13aに供給された処理ガスは、ガス拡散室13bを通過して複数のガス導入口13cからプラズマ処理空間10s内に導入される。また、シャワーヘッド13は、少なくとも1つの上部電極を含む。なお、ガス導入部は、シャワーヘッド13に加えて、側壁10aに形成された1又は複数の開口部に取り付けられる1又は複数のサイドガス注入部(SGI:Side Gas Injector)を含んでもよい。
 ガス供給部20は、少なくとも1つのガスソース21及び少なくとも1つの流量制御器22を含んでもよい。一実施形態において、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスを、それぞれに対応のガスソース21からそれぞれに対応の流量制御器22を介してシャワーヘッド13に供給するように構成される。各流量制御器22は、例えばマスフローコントローラ又は圧力制御式の流量制御器を含んでもよい。さらに、ガス供給部20は、少なくとも1つの処理ガスの流量を変調又はパルス化する少なくとも1つの流量変調デバイスを含んでもよい。
 電源30は、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介してプラズマ処理チャンバ10に結合されるRF電源31を含む。RF電源31は、少なくとも1つのRF信号(RF電力)を少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給するように構成される。これにより、プラズマ処理空間10sに供給された少なくとも1つの処理ガスからプラズマが形成される。従って、RF電源31は、プラズマ生成部12の少なくとも一部として機能し得る。また、バイアスRF信号を少なくとも1つの下部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成分を基板Wに引き込むことができる。
 一実施形態において、RF電源31は、第1のRF生成部31a及び第2のRF生成部31bを含む。第1のRF生成部31aは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に結合され、プラズマ生成用のソースRF信号(ソースRF電力)を生成するように構成される。一実施形態において、ソースRF信号は、10MHz~150MHzの範囲内の周波数を有する。一実施形態において、第1のRF生成部31aは、異なる周波数を有する複数のソースRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のソースRF信号は、少なくとも1つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に供給される。
 第2のRF生成部31bは、少なくとも1つのインピーダンス整合回路を介して少なくとも1つの下部電極に結合され、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。バイアスRF信号の周波数は、ソースRF信号の周波数と同じであっても異なっていてもよい。一実施形態において、バイアスRF信号は、ソースRF信号の周波数よりも低い周波数を有する。一実施形態において、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、第2のRF生成部31bは、異なる周波数を有する複数のバイアスRF信号を生成するように構成されてもよい。生成された1又は複数のバイアスRF信号は、少なくとも1つの下部電極に供給される。また、種々の実施形態において、ソースRF信号及びバイアスRF信号のうち少なくとも1つがパルス化されてもよい。
 また、電源30は、プラズマ処理チャンバ10に結合されるDC電源32を含んでもよい。DC電源32は、第1のDC生成部32a及び第2のDC生成部32bを含む。一実施形態において、第1のDC生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に接続され、第1のDC信号を生成するように構成される。生成された第1のDC信号は、少なくとも1つの下部電極に印加される。一実施形態において、第2のDC生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に接続され、第2のDC信号を生成するように構成される。生成された第2のDC信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。
 種々の実施形態において、第1及び第2のDC信号が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つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に印加される。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第1のDC生成部32aと少なくとも1つの下部電極との間に接続される。従って、第1のDC生成部32a及び波形生成部は、電圧パルス生成部を構成する。第2のDC生成部32b及び波形生成部が電圧パルス生成部を構成する場合、電圧パルス生成部は、少なくとも1つの上部電極に接続される。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、第1及び第2のDC生成部32a,32bは、RF電源31に加えて設けられてもよく、第1のDC生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。
 排気システム40は、例えばプラズマ処理チャンバ10の底部に設けられたガス排出口10eに接続され得る。排気システム40は、圧力調整弁及び真空ポンプを含んでもよい。圧力調整弁によって、プラズマ処理空間10s内の圧力が調整される。真空ポンプは、ターボ分子ポンプ、ドライポンプ又はこれらの組み合わせを含んでもよい。
 方法MTの全ての工程は、プラズマ処理装置1において行われ得る。方法MTの各工程は、制御部2によるプラズマ処理装置1の各部の制御によりもたらされ得る。工程STaでは、基板Wが基板支持部11上に載置される。方法MTの工程STb~工程STeの各々において用いられるガスは、ガス供給部20からチャンバ10内に供給される。方法MTの工程STb~工程STeの各々において、チャンバ10内の圧力は、指定された圧力に排気システム40によって調整される。方法MTの工程STb~工程STeの各々においてチャンバ10内でプラズマが生成される場合には、プラズマはプラズマ生成部12によって生成される。例えば、プラズマは、第1のRF生成部31aからソースRF信号を供給することにより生成される。また、方法MTの工程STb~工程STeの各々においてプラズマからのイオンを基板Wに引き込む場合には、バイアス信号が、第2のRF生成部31b及び第1のDC生成部32aのうち少なくとも一方から少なくとも一つの下部電極に供給される。バイアス信号は、バイアスRF信号及びパルス化された第1のDC信号のうちの少なくとも一方である。
 以下、図6を参照する。図6は、一つの例示的実施形態に係る基板処理システムを示す図である。図6に示す基板処理システムPSは、方法MTにおいて用いられ得る。基板処理システムPSは、台LP1~LP4、容器FP1~FP4、ローダモジュールLM、アライナAN、ロードロックモジュールLL1,LL2、プロセスモジュールPM1~PM6、搬送モジュールTM、及び制御部MCを備えている。なお、基板処理システムPSにおける台の個数、容器の個数、ロードロックモジュールの個数は一つ以上の任意の個数であり得る。また、基板処理システムPSにおけるプロセスモジュールの個数は、二つ以上の任意の個数であり得る。
 台LP1~LP4は、ローダモジュールLMの一縁に沿って配列されている。台LP1~LP4の各々は、例えば、ロードポートである。容器FP1~FP4はそれぞれ、台LP1~LP4上に搭載される。容器FP1~FP4の各々は、例えば、FOUP(Front Opening Unified Pod)と称される容器である。容器FP1~FP4の各々は、その内部に基板Wを収容するように構成されている。
 ローダモジュールLMは、チャンバを有する。ローダモジュールLMのチャンバ内の圧力は、大気圧に設定される。ローダモジュールLMは、搬送装置TU1を有する。搬送装置TU1は、例えば搬送ロボットであり、制御部MCによって制御される。搬送装置TU1は、ローダモジュールLMのチャンバを介して基板Wを搬送するように構成されている。搬送装置TU1は、容器FP1~FP4の各々とアライナANとの間、アライナANとロードロックモジュールLL1,LL2の各々との間、ロードロックモジュールLL1,LL2の各々と容器FP1~FP4の各々との間で、基板Wを搬送し得る。アライナANは、ローダモジュールLMに接続されている。アライナANは、基板Wの位置及び/又は基板Wの向きの調整(位置の較正)を行うように構成されている。
 ロードロックモジュールLL1及びロードロックモジュールLL2の各々は、ローダモジュールLMと搬送モジュールTMとの間に設けられている。ロードロックモジュールLL1及びロードロックモジュールLL2の各々は、予備減圧室を提供している。
 搬送モジュールTMは、ロードロックモジュールLL1及びロードロックモジュールLL2の各々にゲートバルブを介して接続されている。搬送モジュールTMは、その内部空間が減圧可能に構成された搬送チャンバTCを有している。搬送モジュールTMは、搬送装置TU2を有している。搬送装置TU2は、例えば搬送ロボットであり、制御部MCによって制御される。搬送装置TU2は、搬送チャンバTCを介して基板Wを搬送するように構成されている。搬送装置TU2は、ロードロックモジュールLL1,LL2の各々とプロセスモジュールPM1~PM6の各々との間、及び、プロセスモジュールPM1~PM6のうち任意の二つのプロセスモジュールの間において、基板Wを搬送し得る。
 プロセスモジュールPM1~PM6の各々は、専用の基板処理を行うように構成された装置である。プロセスモジュールPM1~PM6の各々は、プラズマ処理装置1のようなプラズマ処理装置であってもよい。プロセスモジュールPM1~PM6の各々のプラズマ生成部によって生成されるプラズマは、容量結合プラズマ、誘導結合プラズマ、ECRプラズマ、ヘリコン波励起プラズマ、又は表面波プラズマ等であってもよい。
 制御部MCは、基板処理システムPSの各部を制御するように構成されている。制御部MCは、プロセッサ、記憶装置、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり得る。制御部MCは、記憶装置に記憶されている制御プログラムを実行し、当該記憶装置に記憶されているレシピデータに基づいて基板処理システムPSの各部を制御する。方法MTの各工程は、制御部MCによる基板処理システムPSの各部の制御によりもたらされ得る。
 工程STaでは、基板Wが、プロセスモジュールPM1~PM6のうち工程STbで用いられる一つのプロセスモジュールに搬送装置TU1及び搬送装置TU2によって搬送されてもよい。
 一実施形態において、工程STb、工程STc、及び工程STdは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち一つのプロセスモジュールで行われてもよい。この場合において、工程STbt及び工程STeは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち別の一つのプロセスモジュールで行われてもよく、別の二つのプロセスモジュールでそれぞれ行われてもよい。
 別の実施形態において、工程STbは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち一つのプロセスモジュールで行われてもよく、工程STc及び工程STdは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち別の一つのプロセスモジュールで行われてもよい。この場合において、工程STbt及び工程STeは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち別の一つのプロセスモジュールで行われてもよく、別の二つのプロセスモジュールでそれぞれ行われてもよい。
 更に別の実施形態において、工程STb、工程STc、及び工程STdは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち三つのプロセスモジュールでそれぞれ行われてもよい。この場合において、工程STbt及び工程STeは、プロセスモジュールPM1~PM6のうち別の一つのプロセスモジュールで行われてもよく、別の二つのプロセスモジュールでそれぞれ行われてもよい。
 図7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7に示されるように、図5のプラズマ処理装置1は、光学観察装置OCを更に備えてもよい。光学観察装置OCは、プラズマ処理チャンバ10と連通可能なチャンバを含んでもよい。基板Wは、搬送ロボットによって、プラズマ処理チャンバ10と光学観察装置OCのチャンバとの間で移動され得る。基板Wは、搬送ロボットによって光学観察装置OCのチャンバ内に収容され、光学観察装置OCのチャンバ内において基板Wの位置合わせが行われ得る。その後、光学観察装置OCは、基板Wの凹部RS(図10参照)の寸法(CD:Critical Dimension)を測定することができる。光学観察装置OCは、基板Wの保護膜PR(図12参照)の厚みを測定してもよい。測定結果は、光学観察装置OCから制御部2に送信され得る。
 図8は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。図8に示されるエッチング方法MT1(以下、「方法MT1」という)は、上記実施形態のプラズマ処理装置1により実行され得る。方法MT1は、基板Wに適用され得る。方法MT1は、基板処理方法の一例である。
 図9は、図8の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。図9に示されるように、一実施形態において、基板Wは、エッチング対象膜REとエッチング対象膜RE上のマスクMKとを有する。エッチング対象膜REは、下地膜UR1上に設けられてもよい。マスクMKは少なくとも1つの開口OP1を有してもよい。
 エッチング対象膜REは、シリコン含有膜及び有機膜のうち少なくとも1つを含んでもよい。シリコン含有膜は、シリコン膜、シリコンゲルマニウム膜、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のうち少なくとも1つを含んでもよい。シリコン含有膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に積層された積層膜であってもよい。有機膜は、アモルファスカーボン膜であってもよい。エッチング対象膜REは、例えばDRAM又は3D-NAND等のメモリデバイスのための膜であってもよい。
 マスクMKは、シリコン含有物質、有機物及び金属のうち少なくとも1つを含んでもよい。シリコン含有物質はポリシリコンを含んでもよい。有機物は、フォトレジスト及びSOC(Spin On Carbon)のうち少なくとも1つを含んでもよい。エッチング対象膜REがシリコン含有膜を含む場合、マスクMKは、シリコン含有膜を構成する第1シリコン含有物質と異なる第2シリコン含有物質、有機物及び金属のうち少なくとも1つを含んでもよい。エッチング対象膜REが有機膜を含む場合、マスクMKは、シリコン含有物質、有機膜を構成する第1有機物と異なる第2有機物及び金属のうち少なくとも1つを含んでもよい。
 下地膜UR1は、エッチング対象膜REと異なる材料を含んでもよい。下地膜UR1は、シリコン含有膜、有機膜及び金属含有膜のうち少なくとも1つを含んでもよい。
 以下、方法MT1について、方法MT1が上記実施形態のプラズマ処理装置1を用いて基板Wに適用される場合を例にとって、図8~図13を参照しながら説明する。図10~図13のそれぞれは、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。プラズマ処理装置1が用いられる場合には、制御部2によるプラズマ処理装置1の各部の制御により、プラズマ処理装置1において方法MT1が実行され得る。方法MT1では、図7に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内に配置された基板支持部11(基板支持器)上の基板Wを処理する。
 図8に示されるように、方法MT1は、工程ST1~工程ST7を含み得る。工程ST1~工程ST7は順に実行され得る。方法MT1は、工程ST2、工程ST3、工程ST6及び工程ST7のうち少なくとも1つを含まなくてもよい。工程ST5は、工程ST3の後、工程ST4の前に行われてもよい。
 工程ST1では、図9に示される基板Wを提供する。基板Wは、プラズマ処理チャンバ10内に提供され得る。基板Wは、プラズマ処理チャンバ10内において基板支持部11により支持され得る。
 工程ST2では、図10に示されるように、第1処理ガスから生成される第1プラズマPL1により、エッチング対象膜REをエッチングして凹部RSを形成する。凹部RSは、マスクMKの開口OP1に対応し得る。凹部RSの上端における凹部RSの寸法は、100nm以下であってもよい。凹部RSの寸法は、凹部RSの上端から底に向かって徐々に小さくなってもよい。凹部RSのアスペクト比は、5以上であってもよい。凹部RSの底は、下地膜UR1に到達してもよいし、到達しなくてもよい。凹部RSは開口であってもよい。
 エッチング対象膜REがシリコン含有膜を含む場合、第1処理ガスはハロゲン含有ガスを含んでもよい。ハロゲン含有ガスは、フッ素含有ガス及び塩素含有ガスのうち少なくとも1つを含んでもよい。第1処理ガスがフッ素含有ガスを含む場合、エッチング対象膜REはシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を含んでもよい。第1処理ガスが塩素含有ガスを含む場合、エッチング対象膜REはシリコン膜又はシリコンゲルマニウム膜を含んでもよい。フッ素含有ガスの例は、フルオロカーボン(C)ガス、ハイドロフルオロカーボン(C)ガス及び三フッ化窒素(NFガス)を含む。x、y及びzは自然数である。第1処理ガスは酸素含有ガスを含んでもよい。
 エッチング対象膜REが有機膜を含む場合、第1処理ガスは酸素含有ガスを含んでもよい。酸素含有ガスの例は酸素ガス、一酸化炭素ガス、硫化カルボニル(COS)ガス及び酸化硫黄(SO)ガスを含む。
 工程ST2は以下のように行われ得る。まず、ガス供給部20により、第1処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で第1処理ガスから第1プラズマPL1を生成する。制御部2は、第1プラズマPL1によりエッチング対象膜REをエッチングして凹部RSを形成するように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。
 工程ST2は、工程ST1と同時に行われてもよい。下地膜UR1は第1の領域を構成する。エッチング対象膜RE及びマスクMKが第2の領域を構成する。マスクMKの開口OP1(第1開口)及びエッチング対象膜REの凹部RS(第2開口)は開口OPを構成する。
 工程ST3では、第4処理ガスから生成される第4プラズマにより、工程ST2においてマスクMKに付着した付着物を除去する。エッチング対象膜REがシリコン含有膜を含む場合、付着物は、フッ素及び炭素を含み得る。第4処理ガスは酸素含有ガスを含んでもよい。酸素含有ガスの例は、酸素ガスを含む。エッチング対象膜REが有機膜を含む場合、工程ST2においてマスクMKに付着物が付着しないことがある。この場合、工程ST3は省略され得る。
 工程ST3は以下のように行われ得る。まず、ガス供給部20により、第4処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で第4処理ガスから第4プラズマを生成する。制御部2は、第4プラズマによりマスクMKに付着した付着物を除去するように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。
 工程ST4では、図11に示されるように、第2処理ガスから生成される第2プラズマPL2により、マスクMKの上面MKtに堆積物DPを形成する。堆積物DPは、マスクMKの開口OP1の側壁に形成されなくてもよい。堆積物DPは、マスクMKの頂部に優先的に形成される頂部堆積物である。
 堆積物DPは、シリコン、炭素、ホウ素及び金属のうち少なくとも1つを含んでもよい。金属の例は、チタン、タングステン及び錫を含む。
 第2処理ガスは、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、ホウ素含有ガス及び金属含有ガスのうち少なくとも1つを含んでもよい。シリコン含有ガスの例は、SiClガス、SiFガス及びSiClガスを含む。炭素含有ガスの例は、例えばCHガス、Cガス又はCガス等の炭化水素ガスを含む。ホウ素含有ガスの例は、BClガスを含む。金属含有ガスはタングステン含有ガス及び錫含有ガスのうち少なくとも1つを含んでもよい。タングステン含有ガスの例は、六フッ化タングステン(WF)ガスを含む。錫含有ガスの例は、TDMASn(テトラキスジメチルアミノ錫(IV))ガス、SnClガス、SnBrガス及びSnIガスを含む。第2処理ガスは水素ガスを含んでもよい。第2処理ガスは貴ガスを含んでもよい。
 工程ST4は以下のように行われ得る。まず、ガス供給部20により、第2処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で第2処理ガスから第2プラズマPL2を生成する。制御部2は、第2プラズマPL2によりマスクMKの上面MKtに堆積物DPを形成するように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。
 工程ST5では、図12に示されるように、凹部RSの側壁RSaに保護膜PRを形成する。保護膜PRは、開口OP1の側壁にも形成され得る。保護膜PRは、堆積物DPの上面DPtにも形成され得る。保護膜PRは、堆積物DPの側面にも形成され得る。保護膜PRは、堆積物DPの上面DPtにおいて第1厚みを有してもよい。保護膜PRは、凹部RSの側壁RSaにおいて第2厚みを有してもよい。第2厚みは第1厚みよりも小さい。保護膜PRの厚さは、堆積物DPの上面DPtから凹部RSの底に向かって徐々に小さくなってもよい。この場合、保護膜PRは、コンフォーマルではない膜(サブコンフォーマルな膜)である。保護膜PRは、凹部RSの底に形成されなくてもよい。工程ST5が工程ST4の前に行われる場合、保護膜PRは、マスクMKの上面MKt上に形成され得る。工程ST3では、マスクMKの上面MKt上において、堆積物DPが保護膜PR上に形成され得る。
 保護膜PRは、堆積物DPと同じ材料を含んでもよいし、堆積物DPと異なる材料を含でもよい。保護膜PRは、シリコン含有膜、有機膜及び金属含有膜のうち少なくとも1つを含んでもよい。シリコン含有膜は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜のうち少なくとも1つを含んでもよい。
 保護膜PRは、第5処理ガスを用いて形成されてもよい。第5処理ガスは、シリコン含有ガス、炭素含有ガス及び金属含有ガスのうち少なくとも1つを含んでもよい。
 保護膜PRは、ALD法又はCVD法によって形成され得る。ALD法の例は、熱ALD法及びPE(Plasma Enhanced)-ALD法を含む。ALD法により保護膜PRを形成する場合、工程ST5は、プリカーサ(第5処理ガス)を凹部RSの側壁RSaに供給する吸着工程と、吸着したプリカーサのアクティベーションを行うアクティベーション工程とを含む。アクティベーションは、処理ガスから生成されたプラズマにより行われ得る。吸着工程及びアクティベーション工程は交互に繰り返され得る。吸着工程とアクティベーション工程との間においてパージ工程が行われてもよい。吸着工程においてプリカーサが基板Wの表面の一部(例えば凹部の底)に吸着しないように制御することによって、保護膜PRの厚みを調整してもよい。例えば、プリカーサの吸着を阻害する因子を基板Wの表面の一部に形成することによって、吸着位置を制御できる。あるいは、アクティベーション工程において、基板Wの表面の一部(例えば凹部の底)にプラズマが到達しないように制御することによって、保護膜PRの厚みを調整してもよい。
 保護膜PRがシリコン含有膜を含む場合、吸着工程において、プリカーサとしてシリコン含有ガスが用いられる。保護膜PRがシリコン酸化膜を含む場合、シリコン含有ガスの例は、アミノシランガス、SiClガス及びSiFガスを含む。アクティベーション工程において、処理ガスとして酸素含有ガスが用いられる。酸素含有ガスの例は、酸素ガスを含む。保護膜PRがシリコン窒化膜を含む場合、シリコン含有ガスの例は、アミノシランガス、SiClガス、ジクロロシランガス及びヘキサクロロジシランガスを含む。アクティベーション工程において、処理ガスとして窒素含有ガスが用いられる。窒素含有ガスの例は、窒素ガス及びアンモニアガスを含む。
 保護膜PRが有機膜を含む場合、吸着工程において、プリカーサとして有機ガスが用いられる。有機ガスの例は、エポキシド、カルボン酸、カルボン酸ハロゲン化物、無水カルボン酸、イソシアネート及びフェノール類を含む。アクティベーション工程において、処理ガスとして種々のガスが用いられる。種々のガスの例は、N-H結合を有する無機化合物ガス、不活性ガス、水蒸気(HOガス)、窒素ガスと水素ガスとの混合ガス、及び水素ガスと酸素ガスとの混合ガスを含む。
 保護膜PRが金属膜を含む場合、吸着工程において、プリカーサとして金属含有ガスが用いられる。金属含有ガスは、酸素含有金属化合物、窒素含有金属化合物、硫黄含有金属化合物及びハロゲン化金属のうち少なくとも1つを含有してもよい。ハロゲン化金属の例は、TiCl、WF、WCl、WCl、SnCl、SnBr及びSnIを含む。アクティベーション工程において、処理ガスとして水素含有ガス及び酸素含有ガスのうち少なくとも1つが用いられる。水素含有ガスを用いる場合、保護膜PRは金属含有膜となる。酸素含有ガスを用いる場合、保護膜PRは金属酸化膜となる。水素含有ガスは、窒素を含んでもよい。この場合、保護膜PRは金属窒化膜となる。窒素を含む水素含有ガスの例は、アンモニアガス、窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを含む。
 工程ST5は以下のように行われ得る。まず、ガス供給部20により、第5処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で処理ガスからプラズマを生成する。制御部2は、プラズマにより凹部RSの側壁RSaに保護膜PRを形成するように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。
 工程ST6では、図13に示されるように、第3処理ガスから生成される第3プラズマPL3により、凹部RSをエッチングする。工程ST6では、保護膜PR、堆積物DP及びマスクMKもエッチングされ得る。工程ST2において凹部RSの底が下地膜UR1に到達する場合、工程ST6では、凹部RSの側壁RSaが主にエッチングされる。この場合、横方向のエッチングが進むので、凹部RSの寸法が大きくなる。工程ST2において凹部RSの底が下地膜UR1に到達しない場合、工程ST6では、凹部RSの底が主にエッチングされる。この場合、縦方向のエッチングが進むので、凹部RSの深さが大きくなる。凹部RS(開口OP)の寸法は、光学観察装置OCによって測定されてもよいし、SEM画像から算出されてもよい。
 第3処理ガスは、第1処理ガスと同じガスを含んでもよい。エッチング対象膜REがシリコン含有膜を含む場合、第3処理ガスはハロゲン含有ガスを含んでもよい。エッチング対象膜REが有機膜を含む場合、第3処理ガスは酸素含有ガスを含んでもよい。
 工程ST6は以下のように行われ得る。まず、ガス供給部20により、第3処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で第3処理ガスから第3プラズマPL3を生成する。制御部2は、第3プラズマPL3により凹部RSをエッチングするように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。
 工程ST7では、工程ST3~工程ST6を繰り返す。
 上述のプラズマ処理装置1及び方法MT1によれば、工程ST6において凹部RSをエッチングする際に、マスクMKの上面MKtに形成された堆積物DPによってマスクMKが保護される。そのため、工程ST6において凹部RSをエッチングする際に、マスクMKに対して高いエッチング選択比が得られる。
 さらに、保護膜PRによって凹部RSの側壁RSaが保護されるので、工程ST6において凹部RSの側壁RSaがエッチングされることを抑制できる。よって、凹部RSの形状異常(ボーイング)を抑制できる。
 保護膜PRが堆積物DPの上面DPtに形成される場合、保護膜PRによって堆積物DP及びマスクMKが保護される。そのため、凹部RSをエッチングする際に、マスクMKに対して更に高いエッチング選択比が得られる。保護膜PRは、堆積物DPの上面DPtにおいて第1厚みを有し、凹部RSの側壁RSaにおいて第2厚みを有し、第2厚みは第1厚みより小さくてもよい。この場合、保護膜PRによって堆積物DP及びマスクMKを保護しながら凹部RSの閉塞を抑制できる。
 方法MT1が工程ST3を含む場合、付着物が除去された状態でマスクMKの上面MKtに堆積物DPを形成できる。
 方法MT1が工程ST7を含む場合、凹部RSのエッチング量を大きくできる。
 図14は、第1堆積物及び第2堆積物を含む堆積物を備える一例の基板の断面図である。図14に示されるように、堆積物DPは、マスクMKの上面MKtに形成された第1堆積物DP1と、第1堆積物DP1上に形成された第2堆積物DP2とを含んでもよい。第2堆積物DP2は、第1堆積物DP1と異なる材料を含んでもよい。第1堆積物DP1及び第2堆積物DP2の材料の例は、堆積物DPの材料の例と同じである。第1堆積物DP1が炭素を含み、第2堆積物DP2がタングステンを含んでもよい。
 堆積物DPが第1堆積物DP1及び第2堆積物DP2を含む場合、エッチング対象膜RE及びマスクMKの材料を考慮して、第1堆積物DP1の材料と第2堆積物DP2の材料との適切な組み合わせを選択できる。
 以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
 以下、方法MT1の評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。
(第1実験)
 第1実験では、エッチング対象膜RE及びマスクMKを有する基板Wを準備した。エッチング対象膜REは、SiO膜と、SiO膜上のSiN膜とを有する。マスクMKはSiN膜に設けられる。マスクMKはポリシリコンを含む。次に、プラズマ処理装置1のプラズマ処理チャンバ10内に基板Wを提供した(工程ST1)。
 次に、フルオロカーボンガスを含む第1処理ガスから生成される第1プラズマPL1により、SiN膜及びSiO膜をエッチングして凹部RSを形成した(工程ST2)。
 次に、酸素ガスを含む第4処理ガスから生成される第4プラズマにより、マスクMKに付着した付着物を除去した(工程ST3)。付着物は炭素及びフッ素を含む。
 次に、SiClガスと水素ガスとアルゴンガスとを含む第2処理ガスから生成される第2プラズマPL2により、マスクMKの上面MKtに堆積物DPを形成した(工程ST4)。堆積物DPはシリコンを含む。
 次に、シリコン含有ガスを凹部RSの側壁RSaに吸着させ、酸素含有ガスを含む処理ガスから生成されるプラズマにより、凹部RSの側壁RSaに保護膜PRを形成した(工程ST5)。保護膜PRは、堆積物DPの上面にも形成された。保護膜PRはシリコン含有膜であった。保護膜PRは、ALD法により形成された。保護膜PRは、堆積物DPの上面DPtにおいて第1厚みを有し、凹部RSの側壁RSaにおいて第2厚みを有していた。第2厚みは第1厚みよりも小さい。
 次に、フルオロカーボンガスを含む第3処理ガスから生成される第3プラズマPL3により、凹部RSをエッチングした(工程ST6)。
 次に、工程ST3~ST6を繰り返した(工程ST7)。
(第2実験)
 第2実験では、工程ST4において、SiClガスに代えてCHガスを用いたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。堆積物DPは炭素を含む。
(第3実験)
 第3実験では、工程ST4において、SiClガス及び水素ガスに代えてBClガスを用いたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。堆積物DPはホウ素を含む。
(第4実験)
 第4実験では、工程ST4において、SiClガス及び水素ガスに代えてWFガス及びCHガスを用いたこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。堆積物DPはタングステンを含む。
(第5実験)
 第5実験では、工程ST4を行わなかったこと以外は第1実験の方法と同じ方法を実行した。よって、堆積物DPは形成されない。
(堆積物の厚み)
 図15は、第1実験~第4実験において堆積物が形成される前及び堆積物が形成された後の基板の断面の例を示す図である。BFは、第1実験~第4実験において堆積物が形成される前の基板の断面の例を示す。EX1~EX4は、第1実験~第4実験において堆積物が形成された後の基板の断面の例をそれぞれ示す。第1実験において、堆積物DPの厚みは41nmであった。第2実験において、堆積物DPの厚みは40nmであった。第3実験において、堆積物DPの厚みは44nmであった。第4実験において、堆積物DPの厚みは48nmであった。第1実験では、第2実験及び第3実験に比べて堆積物DPによるマスクMKの開口OP1の閉塞が抑制されていた。第2実験及び第3実験では、第4実験に比べて堆積物DPによるマスクMKの開口OP1の閉塞が抑制されていた。
 第1実験、第3実験及び第4実験では、工程ST5において保護膜PRを形成しても堆積物DPの厚みは変わらなかった。第2実験では、工程ST5において保護膜PRを形成した後、堆積物DPの厚みは22nmであった。これは、保護膜PRをALD法により形成する際のアクティベーション工程において、酸素ガスから生成されたプラズマにより、堆積物DPがエッチングされるからであると推測される。
(保護膜の厚み)
 図16は、第1実験~第5実験において保護膜が形成される前及び保護膜が形成された後の凹部の寸法及び深さの例を示すグラフである。図16の(a)は第5実験のグラフを示す。図16の(b)は第1実験のグラフを示す。図16の(c)は第2実験のグラフを示す。図16の(d)は第3実験のグラフを示す。図16の(e)は第4実験のグラフを示す。各グラフにおいて、縦軸は凹部RSの深さを示す。深さ0~0.3μmの範囲はマスクMKに対応する。深さ0.3~0.5μmの範囲はSiN膜に対応する。深さ0.5~2.0μmの範囲はSiO膜に対応する。横軸は凹部RSの寸法(CD:Critical Dimension)を示す。凹部RSの深さ及び寸法はSEM画像から算出され得る。各グラフにおいて、一点鎖線RF1は、保護膜PRが形成される前の凹部RSの寸法を示す。実線E1~E5は、第1実験~第5実験において保護膜PRが形成された後の凹部RSの寸法をそれぞれ示す。各グラフから、保護膜PRにより凹部RSの寸法が小さくなることが分かる。
 図16の(a)~(c)に示されるように、第1実験及び第2実験では、保護膜PRの厚みは第5実験とほぼ同じである。一方、図16の(d)に示されるように、第3実験では、第5実験に比べて保護膜PRの厚みが小さい。図16の(e)に示されるように、第4実験では、第3実験に比べて保護膜PRの厚みが小さい。堆積物DPによりマスクMKの開口OP1が狭くなることにより、凹部RS内において保護膜PRが形成され難くなるので、保護膜PRの厚みが小さくなると推測される。ただし、第2実験では保護膜PRの厚みが小さくなっていない。これは、堆積物DPの厚みが小さいので、マスクMKの開口OP1が狭くなり難いからであると推測される。
(マスクの残り厚さ)
 図17は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われた後の基板の断面の例を示す図である。EX1~EX5は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われた後の基板の断面の例をそれぞれ示す。第5実験において、マスクMKの残り厚さは208nmであった。第1実験において、マスクMKの残り厚さは218nmであった。第2実験において、マスクMKの残り厚さは231nmであった。第3実験において、マスクMKの残り厚さは230nmであった。第4実験において、マスクMKの残り厚さは263nmであった。第1実験では、第5実験に比べてマスクMKの残り厚さが大きくなっていた。第2実験及び第3実験では、第1実験に比べてマスクMKの残り厚さが大きくなっていた。第4実験では、第2実験及び第3実験に比べてマスクMKの残り厚さが大きくなっていた。マスクMKの残り厚さが大きくなる程、マスクMKに対するエッチング選択比が高くなる。
(凹部の寸法及び深さ)
 図18は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われる前及びエッチングが行われた後の凹部の寸法及び深さの例を示すグラフである。図18の(a)は第5実験のグラフを示す。図18の(b)は第1実験のグラフを示す。図18の(c)は第2実験のグラフを示す。図18の(d)は第3実験のグラフを示す。図18の(e)は第4実験のグラフを示す。各グラフにおいて、縦軸は凹部RSの深さを示す。深さ0~0.3μmの範囲はマスクMKに対応する。深さ0.3~0.5μmの範囲はSiN膜に対応する。深さ0.5~2.0μmの範囲はSiO膜に対応する。横軸は凹部RSの寸法を示す。各グラフにおいて、一点鎖線RF2は、エッチングが行われる前の凹部RSの寸法を示す。実線E11~E15は、第1実験~第5実験においてエッチングが行われた後の凹部RSの寸法をそれぞれ示す。各グラフから、エッチングにより凹部RSの寸法が大きくなることが分かる。
 図18の(a)に示されるように、第5実験では、エッチングが行われた後において、深い位置における極大点P1の凹部RSの寸法と、浅い位置における極大点P2の凹部RSの寸法との差BBは13nmであった。差BBが大きい程、ボーイングの程度が大きい。第1実験~第4実験についても同様に差BBを算出した。第1実験~第4実験では、エッチングが行われた後において、差BBはそれぞれ9.3nm、9.9nm、9.6nm及び10.0nmであった。よって、第1実験~第4実験では、エッチングが行われた後において、第5実験に比べてボーイングの程度が小さいことが分かる。
(エッチングレート)
 図19は、第1実験~第5実験において規格化されたエッチングレートの例を示すグラフである。グラフにおいて、縦軸は、第5実験におけるマスクMKのエッチングレートを1として規格化されたエッチングレート示す。第1実験~第4実験のエッチングレートは、堆積物DP及びマスクMKの合計エッチング量をエッチング時間で除することによって算出される。グラフから、第4実験の堆積物DPのエッチング耐性は、第2実験の堆積物DPのエッチング耐性よりも高いことが分かる。第2実験の堆積物DPのエッチング耐性は、第3実験の堆積物DPのエッチング耐性よりも高いことが分かる。第3実験の堆積物DPのエッチング耐性は、第1実験の堆積物DPのエッチング耐性よりも高いことが分かる。
 以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な追加、省略、置換、及び変更がなされてもよい。また、異なる実施形態における要素を組み合わせて他の実施形態を形成することが可能である。
 ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の[E1]~[E49]に記載する。
[E1]
 (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
 (b)ガスから生成されたプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
 (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、
 (d)前記(c)の後に、前記基板上に前駆体を吸着させ、該基板上の該前駆体を改質することにより、前記基板上に第2の膜を形成する工程と、
を含み、
 前記第1の領域はシリコン含有膜であり前記頂部堆積物は炭素、ホウ素、又は金属を含有するか、前記第1の領域は有機膜であり前記頂部堆積物はホウ素又は金属を含有する、
基板処理方法。
[E2]
 (e)前記(d)の後に、前記第1の領域をエッチングする工程を更に含む、[E1]に記載の基板処理方法。
[E3]
 前記頂部堆積物は、前記(e)における前記第1の領域のエッチングにおいて、前記第2の領域を構成する材料よりも低いエッチグレートを有する材料から形成される、[E2]に記載の基板処理方法。
[E4]
 前記(c)において、前記第1の膜は、その形成後の前記基板において前記開口を画成する側壁面の垂直性を高めるように形成される、[E1]~[E3]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E5]
 前記(b)において前記頂部堆積物は、プラズマCVD法により形成される、[E1]~[E4]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E6]
 前記(c)において前記第1の膜は、不飽和ALD法により形成される、[E1]~[E5]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E7]
 前記第1の膜は、シリコン酸化膜又は炭素含有膜である、[E1]~[E6]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E8]
 前記第2の膜は、タングステン含有膜、スズ含有膜、アルミニウム含有膜、又はハフニウム含有膜である、[E1]~[E7]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E9]
 前記第2の領域は、多結晶シリコン膜、有機膜、又はレジスト膜である、[E1]~[E8]の何れか一項の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E10]
 前記第1の領域は、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む積層膜、又はアモルファスカーボン膜である、[E1]~[E9]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E11]
 チャンバと、
 前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
 前記チャンバ内にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
 前記チャンバ内で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、
 前記ガス供給部及び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、
 前記制御部は、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御することにより、
  (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
  (b)第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
  (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、
  (d)前記(c)の後に、前記基板上に前駆体を吸着させ、該基板上の該前駆体を改質することにより、前記基板上に第2の膜を形成する工程と、
 をもたらすように構成されており、
 前記第1の領域はシリコン含有膜であり前記頂部堆積物は炭素、ホウ素、又は金属を含有するか、前記第1の領域は炭素含有膜であり前記頂部堆積物はホウ素又は金属を含有する、
プラズマ処理装置。
[E12]
 前記制御部は、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御することにより、
  (e)前記(d)の後に、前記第1の領域をエッチングする工程、
 を更にもたらすように構成されている、[E11]に記載のプラズマ処理装置。
[E13]
 複数のプロセスモジュールと、
 前記複数のプロセスモジュールの各々に接続可能且つ減圧可能なチャンバ及び該チャンバ内に設けられており基板を搬送するように構成された搬送装置を含む搬送モジュールと、
 前記複数のプロセスモジュール及び前記搬送モジュールを制御するように構成された制御部と、
 前記制御部は、前記複数のプロセスモジュール及び前記搬送モジュールを制御することにより、
  (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
  (b)第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
  (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、
  (d)前記(c)の後に、前記基板上に前駆体を吸着させ、該基板上の該前駆体を改質することにより、前記基板上に第2の膜を形成する工程と、
 をもたらすように構成されており、
 前記第1の領域はシリコン含有膜であり前記頂部堆積物は炭素、ホウ素、又は金属を含有するか、前記第1の領域は炭素含有膜であり前記頂部堆積物はホウ素又は金属を含有する、
基板処理システム。
[E14]
 前記制御部は、前記複数のプロセスモジュールのうち少なくとも一つ及び前記搬送モジュールを制御することにより、
  (e)前記(d)の後に、前記第1の領域をエッチングする工程、
 を更にもたらすように構成されている、[E13]に記載の基板処理システム。
[E15]
 (a)エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上のマスクとを有する基板を提供する工程と、
 (b)前記(a)の後、第1処理ガスから生成される第1プラズマにより、前記エッチング対象膜をエッチングして凹部を形成する工程と、
 (c)前記(b)の後、第2処理ガスから生成される第2プラズマにより、前記マスクの上面に堆積物を形成する工程と、
 (d)前記(b)の後、前記凹部の側壁に保護膜を形成する工程と、
 (e)前記(c)及び前記(d)の後、第3処理ガスから生成される第3プラズマにより、前記凹部をエッチングする工程と、
を含む、エッチング方法。
 上記エッチング方法[E15]によれば、凹部をエッチングする際に、マスクの上面に形成された堆積物によってマスクが保護される。そのため、凹部をエッチングする際に、マスクに対して高いエッチング選択比が得られる。
[E16]
 (f)前記(b)の後、第4処理ガスから生成される第4プラズマにより、前記(b)において前記マスクに付着した付着物を除去する工程を更に含む、[E15]に記載のエッチング方法。
 この場合、付着物が除去された状態でマスクの上面に堆積物を形成できる。
[E17]
 前記堆積物が、シリコン、炭素、ホウ素及び金属のうち少なくとも1つを含む、[E15]又は[E16]に記載のエッチング方法。
[E18]
 前記エッチング対象膜が、シリコン含有膜を含み、
 前記マスクが、前記シリコン含有膜を構成する第1シリコン含有物質と異なる第2シリコン含有物質、有機物及び金属のうち少なくとも1つを含む、[E15]~[E17]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E19]
 前記エッチング対象膜が、有機膜を含み、
 前記マスクが、シリコン含有物質、前記有機膜を構成する第1有機物と異なる第2有機物及び金属のうち少なくとも1つを含む、[E15]~[E17]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E19]
 (g)前記(e)の後、前記(c)~前記(e)を繰り返す工程を更に含む、[E15]~[E18]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
 この場合、凹部のエッチング量を大きくできる。
[E20]
 前記堆積物が、前記マスクの前記上面に形成された第1堆積物と、前記第1堆積物上に形成された第2堆積物とを含み、前記第2堆積物は、前記第1堆積物と異なる材料を含む、[E15]~[E19]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
 この場合、エッチング対象膜及びマスクの材料を考慮して、第1堆積物の材料と第2堆積物の材料との適切な組み合わせを選択できる。
[E21]
 前記エッチング対象膜がシリコン含有膜を含み、
 前記第1処理ガスがハロゲン含有ガスを含む、[E15]~[E20]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E22]
 前記エッチング対象膜が有機膜を含み、
 前記第1処理ガスが酸素含有ガスを含む、[E15]~[E20]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E23]
 前記第2処理ガスが、シリコン含有ガス、炭素含有ガス、ホウ素含有ガス及び金属含有ガスのうち少なくとも1つを含む、[E15]~[E22]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E24]
 前記保護膜が、前記堆積物の上面に形成される、[E15]~[E23]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
 この場合、保護膜によって堆積物及びマスクが保護される。そのため、凹部をエッチングする際に、マスクに対して更に高いエッチング選択比が得られる。
[E25]
 前記保護膜が、前記堆積物の上面において第1厚みを有し、前記凹部の前記側壁において第2厚みを有し、前記第2厚みは前記第1厚みよりも小さい、[E24]に記載のエッチング方法。
 この場合、保護膜によって堆積物及びマスクを保護しながら凹部の閉塞を抑制できる。
[E26]
 前記保護膜が、ALD法又はCVD法により形成される、[E15]~[E25]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E27]
 前記保護膜が、シリコン含有膜、有機膜及び金属含有膜のうち少なくとも1つを含む、[E15]~[E26]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E28]
 前記保護膜が、前記堆積物と同じ材料を含む、[E15]~[E27]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E29]
 前記保護膜が、前記堆積物と異なる材料を含む、[E15]~[E27]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E30]
 前記保護膜が、第5処理ガスを用いて形成され、
 前記第5処理ガスが、シリコン含有ガス、炭素含有ガス及び金属含有ガスのうち少なくとも1つを含む、[E15]~[E29]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E31]
 前記エッチング対象膜がシリコン含有膜を含み、
 前記第3処理ガスがハロゲン含有ガスを含む、[E15]~[E30]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E32]
 前記エッチング対象膜が有機膜を含み、
 前記第3処理ガスが酸素含有ガスを含む、[E15]~[E30]のいずれか一項に記載のエッチング方法。
[E33]
 チャンバと、
 前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持器であり、前記基板は、エッチング対象膜と前記エッチング対象膜上のマスクとを有する、基板支持器と、
 第1処理ガス、第2処理ガス及び第3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、
 前記チャンバ内で前記第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスから第1プラズマ、第2プラズマ及び第3プラズマをそれぞれ生成するように構成されたプラズマ生成部と、
 制御部と、
を備え、
 前記制御部は、
  前記第1プラズマにより、前記エッチング対象膜をエッチングして凹部を形成し、
  前記凹部を形成した後、前記第2プラズマにより、前記マスクの上面に堆積物を形成し、
  前記凹部を形成した後、前記凹部の側壁に保護膜を形成し、
  前記堆積物及び前記保護膜を形成した後、前記第3プラズマにより、前記凹部をエッチングするように、
 前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成される、プラズマ処理装置。
 上記プラズマ処理装置[E33]によれば、凹部をエッチングする際に、マスクの上面に形成された堆積物によってマスクが保護される。そのため、凹部をエッチングする際に、マスクに対して高いエッチング選択比が得られる。
[E34]
 前記凹部の寸法を測定するための光学観察装置を更に備える、[E33]に記載のプラズマ処理装置。
[E35]
 (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
 (b)ガスから生成されたプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
 (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、を含む、
基板処理方法。
[E36]
 (d)前記(c)の後に、前記基板上に前駆体を吸着させ、該基板上の該前駆体を改質することにより、前記基板上に第2の膜を形成する工程を更に含み、
 前記第1の領域はシリコン含有膜であり前記頂部堆積物は炭素、ホウ素、又は金属を含有するか、前記第1の領域は有機膜であり前記頂部堆積物はホウ素又は金属を含有する、[E35]に記載の基板処理方法。
[E37]
 (e)前記(d)の後に、前記第1の領域をエッチングする工程を更に含む、[E36]に記載の基板処理方法。
[E38]
 前記頂部堆積物は、前記(e)における前記第1の領域のエッチングにおいて、前記第2の領域を構成する材料よりも低いエッチグレートを有する材料から形成される、[E37]に記載の基板処理方法。
[E39]
 前記第2の膜は、タングステン含有膜、スズ含有膜、アルミニウム含有膜、又はハフニウム含有膜である、[E36]~[E38]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E40]
 前記(c)において、前記第1の膜は、その形成後の前記基板において前記開口を画成する側壁面の垂直性を高めるように形成される、[E35]~[E39]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E41]
 前記(a)において、前記第1の領域は下地膜であり、前記第2の領域は、前記下地膜上のエッチング対象膜と、前記エッチング対象膜上のマスクとを含み、前記開口は、前記マスクの第1開口と、前記エッチング対象膜の第2開口とを含み、
 前記(a)は、前記第1開口を介して前記エッチング対象膜をエッチングすることにより前記第2開口を形成する工程を含む、[E35]~[E40]に記載の基板処理方法。
[E42]
 (d)前記(c)の後に、前記第2開口を画成する側壁面をエッチングする工程を更に含む、[E41]に記載の基板処理方法。
[E43]
 前記(b)において前記頂部堆積物は、プラズマCVD法により形成される、[E35]~[E42]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E44]
 前記(c)において前記第1の膜は、不飽和ALD法又はCVD法により形成される、[E35]~[E43]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E45]
 前記第1の膜は、シリコン酸化膜、炭素含有膜又は金属含有膜である、[E35]~[E44]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E46]
 前記第2の領域は、多結晶シリコン膜、有機膜、又はレジスト膜である、[E35]~[E45]の何れか一項の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E47]
 前記第1の領域は、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む積層膜、又はアモルファスカーボン膜である、[E35]~[E46]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E48]
 前記頂部堆積物が、シリコン、炭素、ホウ素及び金属のうち少なくとも1つを含む、[E35]~[E47]の何れか一項に記載の基板処理方法。
[E49]
 チャンバと、
 前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
 前記チャンバ内にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
 前記チャンバ内で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、
 前記ガス供給部及び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、
 前記制御部は、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御することにより、
  (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
  (b)第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
  (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、
 をもたらすように構成されている、
プラズマ処理装置。
 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、2…制御部、10…チャンバ、11…基板支持部、12…プラズマ生成部、20…ガス供給部、W…基板、R1…第1の領域、R2…第2の領域、TD…頂部堆積物、F1…第1の膜、F2…第2の膜。

Claims (15)

  1.  (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
     (b)ガスから生成されたプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
     (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、を含む、
    基板処理方法。
  2.  (d)前記(c)の後に、前記基板上に前駆体を吸着させ、該基板上の該前駆体を改質することにより、前記基板上に第2の膜を形成する工程を更に含み、
     前記第1の領域はシリコン含有膜であり前記頂部堆積物は炭素、ホウ素、又は金属を含有するか、前記第1の領域は有機膜であり前記頂部堆積物はホウ素又は金属を含有する、請求項1に記載の基板処理方法。
  3.  (e)前記(d)の後に、前記第1の領域をエッチングする工程を更に含む、請求項2に記載の基板処理方法。
  4.  前記頂部堆積物は、前記(e)における前記第1の領域のエッチングにおいて、前記第2の領域を構成する材料よりも低いエッチグレートを有する材料から形成される、請求項3に記載の基板処理方法。
  5.  前記第2の膜は、タングステン含有膜、スズ含有膜、アルミニウム含有膜、又はハフニウム含有膜である、請求項2~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  6.  前記(c)において、前記第1の膜は、その形成後の前記基板において前記開口を画成する側壁面の垂直性を高めるように形成される、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  7.  前記(a)において、前記第1の領域は下地膜であり、前記第2の領域は、前記下地膜上のエッチング対象膜と、前記エッチング対象膜上のマスクとを含み、前記開口は、前記マスクの第1開口と、前記エッチング対象膜の第2開口とを含み、
     前記(a)は、前記第1開口を介して前記エッチング対象膜をエッチングすることにより前記第2開口を形成する工程を含む、請求項1に記載の基板処理方法。
  8.  (d)前記(c)の後に、前記第2開口を画成する側壁面をエッチングする工程を更に含む、請求項7に記載の基板処理方法。
  9.  前記(b)において前記頂部堆積物は、プラズマCVD法により形成される、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  10.  前記(c)において前記第1の膜は、不飽和ALD法又はCVD法により形成される、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  11.  前記第1の膜は、シリコン酸化膜、炭素含有膜又は金属含有膜である、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  12.  前記第2の領域は、多結晶シリコン膜、有機膜、又はレジスト膜である、請求項1~4の何れか一項の何れか一項に記載の基板処理方法。
  13.  前記第1の領域は、シリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜を含む積層膜、又はアモルファスカーボン膜である、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  14.  前記頂部堆積物が、シリコン、炭素、ホウ素及び金属のうち少なくとも1つを含む、請求項1~4の何れか一項に記載の基板処理方法。
  15.  チャンバと、
     前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
     前記チャンバ内にガスを供給するように構成されたガス供給部と、
     前記チャンバ内で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、
     前記ガス供給部及び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、
     前記制御部は、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御することにより、
      (a)基板を準備する工程であって、該基板は、第1の領域と、該第1の領域上に設けられており該第1の領域上で開口を提供する第2の領域と、を含む、該工程と、
      (b)第1のガスから生成された第1のプラズマを用いて、前記第2の領域の頂部上に優先的に頂部堆積物を形成する工程と、
      (c)前記頂部堆積物の表面及び前記開口を画成する側壁面に該開口の深さ方向に沿ってその厚さが減少する第1の膜を形成する工程と、
     をもたらすように構成されている、
    プラズマ処理装置。
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JP2020119918A (ja) * 2019-01-18 2020-08-06 東京エレクトロン株式会社 膜をエッチングする方法
JP2021077843A (ja) * 2019-02-28 2021-05-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2021118315A (ja) * 2020-01-29 2021-08-10 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法、基板処理装置、及び基板処理システム
JP2021534589A (ja) * 2018-08-24 2021-12-09 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation 高アスペクト比エッチングのための金属含有パシベーション

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021534589A (ja) * 2018-08-24 2021-12-09 ラム リサーチ コーポレーションLam Research Corporation 高アスペクト比エッチングのための金属含有パシベーション
JP2020119918A (ja) * 2019-01-18 2020-08-06 東京エレクトロン株式会社 膜をエッチングする方法
JP2021077843A (ja) * 2019-02-28 2021-05-20 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法および基板処理装置
JP2021118315A (ja) * 2020-01-29 2021-08-10 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法、基板処理装置、及び基板処理システム

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