WO2023214521A1 - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents

プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023214521A1
WO2023214521A1 PCT/JP2023/016122 JP2023016122W WO2023214521A1 WO 2023214521 A1 WO2023214521 A1 WO 2023214521A1 JP 2023016122 W JP2023016122 W JP 2023016122W WO 2023214521 A1 WO2023214521 A1 WO 2023214521A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas
plasma processing
frequency power
region
carbon
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/016122
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
由太 中根
翔 熊倉
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東京エレクトロン株式会社 filed Critical 東京エレクトロン株式会社
Publication of WO2023214521A1 publication Critical patent/WO2023214521A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture 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
    • H01L21/18—Manufacture 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
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment 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
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching

Definitions

  • the exemplary embodiments of the present disclosure relate to a plasma processing method and a plasma processing apparatus.
  • Patent Document 1 discloses a method of atomic layer etching (ALE). In this method, the substrate is exposed to hydrogen fluoride gas to form a fluorinated surface layer on the metal oxide film. The substrate is then exposed to a boron-containing gas to remove the fluorinated surface layer from the metal oxide film.
  • ALE atomic layer etching
  • the present disclosure provides a plasma processing method and a plasma processing apparatus that provide high productivity.
  • a plasma processing method includes the steps of: (a) providing a substrate comprising a first region comprising a first material and a second region comprising a second material different from the first material. (b) supplying a reformed gas and a carbon-containing precursor to modify the surface of the first region; (c) supplying a first high-frequency power to modify the reformed gas and the carbon-containing precursor; modifying the surface of the first region to form a modified layer with plasma generated from a mixed gas containing; and (d) stopping the supply of the first high frequency power; The method includes a step of removing the modified layer by supplying a second high-frequency power smaller than the first high-frequency power to cause the modified layer and the carbon-containing precursor to react.
  • a plasma processing method and a plasma processing apparatus that provide high productivity are provided.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart of a plasma processing method according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an example substrate to which the method of FIG. 3 may be applied.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of an example substrate during a step in a plasma processing method according to an example embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an example substrate during a step in a plasma processing method according to an example embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an example substrate during a step in a plasma processing method according to an example embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of temporal changes in high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • FIG. 9 is a timing chart showing another example of temporal changes in the high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • FIG. 10 is a timing chart showing another example of temporal changes in high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an etching device included in a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • the plasma processing method includes the steps of: (a) providing a substrate comprising a first region containing a first material and a second region containing a second material different from the first material; a step of supplying a reformed gas and a carbon-containing precursor to modify the surface of the first region; (c) a mixed gas containing the reformed gas and the carbon-containing precursor by supplying a first high-frequency power; modifying the surface of the first region to form a modified layer with plasma generated from the plasma; and (d) stopping the supply of the first high frequency power or starting the first high frequency power. and a step of removing the modified layer by supplying a second high-frequency power with a lower level of power to cause the modified layer and the carbon-containing precursor to react.
  • the first region may include a metal-containing film
  • the second region may include a mask.
  • the metal-containing film can be etched using a mask.
  • the carbon-containing precursor does not need to contain metal.
  • metal derived from the carbon-containing precursor is not generated, so metal contamination of the substrate can be suppressed.
  • the carbon-containing precursor may include at least one of alcohol, ⁇ -diketone, amidine, acetamidine, and ⁇ -diketimine.
  • the reformed gas and the carbon-containing precursor may be continuously supplied during the period including the above (c) and the above (d). .
  • formation of the modified layer and removal of the modified layer can be performed continuously.
  • the plasma processing method may further include the step of (e) repeating the above (c) and the above (d). In this case, the amount of etching in the first region can be increased.
  • the substrate may be heated in (d). In this case, the reaction between the modified layer and the carbon-containing precursor can be promoted.
  • the reformed gas may contain at least one of a halogen-containing gas and an oxygen-containing gas.
  • the reformed gas may contain at least one of a fluorine-containing gas and a chlorine-containing gas.
  • the reformed gas is fluorocarbon gas, HF gas, NF 3 gas, SF 6 gas, chlorocarbon gas, Cl 2 gas, NCl 3 gas, It may contain at least one selected from the group consisting of SCl 6 gas, O 2 gas, CO gas, and CO 2 gas.
  • a carbon-containing deposit may be formed on the second region in (c). In this case, the second region can be protected by the carbon-containing deposit.
  • bias power may be supplied to an electrode in a substrate supporter that supports the substrate.
  • ions originating from the reformed gas in the plasma are drawn to the surface of the first region, thus promoting the formation of the modified layer.
  • the period during which the bias power is supplied may be shorter than the period during which the first high frequency power is supplied. In this case, the formation of carbon-containing deposits on the second region is promoted during the period in which bias power is not supplied.
  • the bias power may include a first bias power and a second bias power larger than the first bias power.
  • formation of carbon-containing deposits on the second region is promoted during the period in which the first bias power is supplied.
  • Formation of the modified layer is promoted during the period in which the second bias power is supplied.
  • the plasma processing method includes (a) providing a substrate including a metal-containing film and a mask on the metal-containing film; and (b) using a modifying gas to modify the surface of the metal-containing film. and (c) the surface of the metal-containing film by plasma generated from a mixed gas containing the reformed gas and the carbon-containing precursor by supplying a first high-frequency power. (d) removing the modified layer by stopping the supply of the first high-frequency power and causing the modified layer to react with the carbon-containing precursor; and a step of doing so.
  • the plasma processing method includes the steps of: (a) providing a substrate on a substrate support including an electrode, the substrate comprising a first region containing a metal and a second region containing a material other than the metal; ) supplying a gas containing at least one of halogen and oxygen and a carbon-containing precursor; and (c) removing the first region; (c2) a second period alternating with the first period in which the first high frequency power is not supplied or a second high frequency power smaller than the first high frequency power is supplied; a second period of supplying
  • the first high frequency power and the second high frequency power may be high frequency power for plasma generation.
  • the plasma processing apparatus includes a chamber and a substrate support for supporting a substrate in the chamber, and the substrate has a first region including a first material and a second region different from the first material.
  • a substrate support comprising a second region containing a material; and a gas supply configured to supply a carbon-containing precursor and a reforming gas for modifying the surface of the first region into the chamber.
  • a plasma generation unit configured to generate plasma from a mixed gas containing the reformed gas and the carbon-containing precursor by supplying a first high-frequency power in the chamber, and a control unit,
  • the control unit modifies the surface of the first region using the plasma to form a modified layer, stops supplying the first high-frequency power, or modifies the surface of the first region using the plasma, or stops supplying the first high-frequency power to a second high-frequency power smaller than the first high-frequency power.
  • the gas supply section and the plasma generation section are configured to be controlled so as to remove the modified layer by supplying high-frequency power and causing the modified layer and the carbon-containing precursor to react. .
  • FIG. 1 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.
  • the plasma processing chamber 10 has a plasma processing space.
  • the plasma processing chamber 10 also includes at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas exhaust port for discharging 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 section 11 is disposed within the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.
  • the plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space.
  • the plasmas formed in the plasma processing space include capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), and ECR plasma (Electron-Cyclotron-resonance).
  • CCP capacitively coupled plasma
  • ICP inductively coupled plasma
  • ECR plasma Electro-Cyclotron-resonance
  • plasma helicon wave excited plasma
  • SWP surface wave plasma
  • various types of plasma generation units may be used, including an AC (Alternating Current) plasma generation unit and a DC (Direct Current) plasma generation unit.
  • the AC signal (AC power) used in the AC plasma generator has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal.
  • the RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 150MHz.
  • the control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform various steps described in this disclosure.
  • the control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various steps described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 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 realized by, for example, a computer 2a.
  • the processing unit two a1 may be configured to read a program from the storage unit two a2 and perform various control operations by 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, and is read out 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 includes a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. You can.
  • the communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network).
  • FIG. 2 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 inlet is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10 .
  • the gas introduction section includes a shower head 13.
  • Substrate support 11 is arranged within plasma processing chamber 10 .
  • the shower head 13 is arranged above the substrate support section 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 10s defined by a shower head 13, a side wall 10a of the plasma processing chamber 10, and a substrate support 11. Plasma processing chamber 10 is grounded.
  • the shower head 13 and the substrate support section 11 are electrically insulated from the casing of the plasma processing chamber 10.
  • the substrate support section 11 includes a main body section 111 and a ring assembly 112.
  • the main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112.
  • a wafer is an example of a substrate W.
  • the annular region 111b of the main body 111 surrounds the central region 111a of the main body 111 in plan view.
  • the substrate W is placed on the central region 111a of the main body 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a of the main body 111. Therefore, the central region 111a is also called a substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called a ring support surface for supporting the ring assembly 112.
  • the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111.
  • Base 1110 includes a conductive member.
  • the conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode.
  • Electrostatic chuck 1111 is placed on base 1110.
  • Electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic electrode 1111b disposed within ceramic member 1111a.
  • Ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, 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.
  • ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulation member, or may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulation member.
  • at least one RF/DC electrode coupled to an RF power source 31 and/or a DC power source 32, which will be described later, may be disposed within the ceramic member 1111a.
  • at least one RF/DC electrode functions as a bottom electrode.
  • An RF/DC electrode is also referred to as a bias electrode if a bias RF signal and/or a DC signal, as described below, is supplied to at least one RF/DC 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. Therefore, the substrate support 11 includes at least one lower 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 or insulating material
  • the cover ring is made of an insulating material.
  • the substrate support unit 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 a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof.
  • a heat transfer fluid such as brine or gas flows through the flow path 1110a.
  • a channel 1110a is formed within the base 1110 and one or more heaters are disposed within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111.
  • the substrate support section 11 may include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.
  • the shower head 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply section 20 into the plasma processing space 10s.
  • the shower head 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of 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 from the plurality of gas introduction ports 13c.
  • the showerhead 13 also includes at least one upper electrode.
  • the gas introduction section may include one or more side gas injectors (SGI) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.
  • SGI side gas injectors
  • the gas supply section 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow rate controller 22.
  • the gas supply 20 is configured to supply at least one process gas from a respective gas source 21 to the showerhead 13 via a respective flow controller 22 .
  • 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 that modulates or pulses 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 source 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • RF power supply 31 can function as at least a part of the plasma generation section 12. Further, by supplying 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 generation section 31a and a second RF generation section 31b.
  • the first RF generation section 31a is coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matching circuit, and generates a source RF signal (source RF power) for plasma generation. It is configured as follows.
  • 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. The generated one or more source RF signals are provided to at least one bottom electrode and/or at least one top electrode.
  • the second RF generating section 31b is coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matching circuit, and is configured to generate a bias RF signal (bias RF power).
  • the frequency of the bias RF signal may be the same or different than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a lower frequency than the frequency of the source RF signal.
  • the bias RF signal has a frequency within the range of 100kHz to 60MHz.
  • the second RF generator 31b may be configured to generate multiple bias RF signals having different frequencies.
  • the generated one or more bias RF signals 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 source 30 may also include a DC power source 32 coupled to plasma processing chamber 10 .
  • the DC power supply 32 includes a first DC generation section 32a and a second DC generation section 32b.
  • the first DC generator 32a is connected to at least one lower 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 upper electrode and configured to generate a second DC signal.
  • the generated second DC signal is applied to the 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 lower electrode and/or at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have a pulse waveform that is rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof.
  • 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 generation section 32a and the waveform generation section constitute a voltage pulse generation section.
  • the voltage pulse generation section is connected to at least one upper electrode.
  • the voltage pulse may have positive polarity or negative polarity.
  • the sequence of voltage pulses may include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one cycle.
  • the first and second DC generation units 32a and 32b may be provided in addition to the RF power source 31, or the first DC generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 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.
  • Evacuation system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure within the plasma processing space 10s is adjusted by the pressure regulating valve.
  • the vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.
  • the plasma processing apparatus 1 may include a heating device for heating the surface of the substrate W.
  • An etching apparatus 105 shown in FIG. 11, which will be described later, may include a heating device for heating the surface of the substrate W.
  • the heating device may include, for example, an energy ray generator. Examples of energy ray generators include infrared ray generators, electromagnetic wave generators, and laser generators.
  • the heating device may be provided outside the plasma processing chamber 10. In this case, the surface of the substrate W can be heated, for example, by irradiating the substrate W with energy rays through a window provided in the side wall 10a of the plasma processing chamber 10.
  • the surface of the substrate W can be heated by irradiating the substrate W with energy rays through the shower head 13 made of a material that transmits energy rays.
  • a heating device may be provided within the plasma processing chamber 10. In this case, the heating device may include a heater provided within the substrate support section 11.
  • the plasma processing apparatus 1 may include a monitor device that monitors the amount of etching.
  • the etching apparatus 105 shown in FIG. 11, which will be described later, may include a monitor device that monitors the amount of etching. The end point of etching can be detected by the monitor device.
  • the monitor device may be an optical emission spectrometer (OES) that analyzes plasma emission.
  • OES optical emission spectrometer
  • the monitor device may be a film thickness meter that measures the thickness of the film to be etched. Examples of film thickness gauges include optical film thickness gauges.
  • the film thickness gauge may be a line-shaped film thickness gauge.
  • the film thickness meter may be provided outside the plasma processing chamber 10.
  • the monitor device may be a mass measuring device that measures the mass of the substrate W. Examples of mass measuring devices include scales.
  • the mass measuring device may be provided under the substrate support 11.
  • FIG. 3 is a flowchart of a plasma processing method according to one exemplary embodiment.
  • the plasma processing method MT shown in FIG. 3 (hereinafter referred to as "method MT") can be executed by the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment.
  • Method MT may be an etching method.
  • Method MT may be an atomic layer etching (ALE) method.
  • Method MT may be applied to substrate W.
  • ALE atomic layer etching
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of an example substrate to which the method of FIG. 3 can be applied.
  • the substrate W includes a first region R1 and a second region R2.
  • the substrate W may include an underlying region UR.
  • the first region R1 may be provided on the base region UR.
  • the second region R2 may be provided on the first region R1.
  • the first region R1 includes a first material.
  • the first region R1 may include metal.
  • the first region R1 may include a metal-containing film.
  • the first region R1 may include at least one of a metal film and a metal compound film.
  • the first region R1 may contain at least one of oxygen and nitrogen.
  • the first region R1 may include at least one of a metal oxide and a metal nitride.
  • the first region R1 includes Al, Hf, Zr, Fe, Ni, Co, Mn, Mg, Rh, Ru, Cr, Si, Ti, Ga, In, Zn, Pb, Ge, Ta, Cu, W, Mo, It may contain at least one of Pt, Cd, and Sn.
  • the second region R2 includes a second material different from the first material.
  • the second region R2 may contain an element (for example, metal, silicon, or carbon) other than the metal contained in the first region R1.
  • the second region R2 may include silicon.
  • the second region R2 may include at least one of silicon oxide and silicon nitride.
  • the second region R2 may contain carbon.
  • the second region R2 may include at least one of photoresist, spin-on carbon, amorphous carbon, and tungsten carbide.
  • the second region R2 may include a mask.
  • the second region R2 may have an opening OP.
  • the base region UR may include a third material different from the first material and the second material.
  • Base region UR may include at least one of silicon, carbon, and metal.
  • FIGS. 3 to 7 are cross-sectional views of an example substrate during a step in a plasma processing method according to an example embodiment.
  • the method MT can be executed in the plasma processing apparatus 1 by controlling each part of the plasma processing apparatus 1 by the control section 2.
  • a substrate W on a substrate support 11 (substrate support) disposed within a plasma processing chamber 10 is processed.
  • method MT may include steps ST1 to ST5. Steps ST1 to ST5 may be performed in order. Step ST5 may not be performed. Steps ST3 to ST5 can be performed while step ST2 has been performed. Steps ST1 to ST5 may be performed in-situ. That is, the method MT may be performed without taking the substrate W out of the plasma processing chamber 10.
  • a substrate W shown in FIG. 4 is provided.
  • a substrate W may be provided on a substrate support 11 within a plasma processing chamber 10, as shown in FIG.
  • the base region UR may be arranged between the substrate support section 11 and the first region R1.
  • a modified gas MD for modifying the surface Ra1 of the first region R1 and a carbon-containing precursor PR are supplied.
  • the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR can be supplied into the plasma processing chamber 10 from a gas supply section 20, as shown in FIG.
  • the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR may be mixed within the plasma processing chamber 10 or may be mixed before being supplied into the plasma processing chamber 10.
  • the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR may be supplied into the plasma processing chamber 10 simultaneously or with a time difference.
  • the reformed gas MD may contain at least one of a halogen-containing gas and an oxygen-containing gas.
  • a halogen-containing gas may be used when the first region R1 includes at least one of a metal oxide film and a metal nitrogen film.
  • the reformed gas MD may contain a fluorine-containing gas.
  • the fluorine-containing gas may include at least one of hydrogen fluoride gas (HF gas), fluorocarbon gas, nitrogen-containing gas, and sulfur-containing gas.
  • the fluorocarbon gas may include at least one of C 4 F 6 gas, C 4 F 8 gas, C 3 F 8 gas, and CF 4 gas.
  • the nitrogen-containing gas may include NF3 gas.
  • the sulfur-containing gas may include SF6 gas.
  • the reformed gas MD may contain a chlorine-containing gas.
  • the chlorine-containing gas may include at least one of Cl2 gas, chlorocarbon gas, nitrogen-containing gas, and sulfur-containing gas .
  • the chlorocarbon gas may include at least one of C 4 Cl 6 gas, C 4 Cl 8 gas, C 3 Cl 8 gas, and CCl 4 gas.
  • the nitrogen-containing gas may include NCl3 gas.
  • the sulfur-containing gas may include SCl6 gas.
  • An oxygen-containing gas may be used when the first region R1 includes a metal film.
  • the oxygen-containing gas may include at least one of O 2 gas, CO gas, and CO 2 gas.
  • the carbon-containing precursor PR does not need to contain metal.
  • the carbon-containing precursor PR may contain at least one of alcohol, ⁇ -diketone, amidine, acetamidine, and ⁇ -diketimine.
  • the ⁇ -diketone may include at least one of acac (acetylacetone), hfac (hexafluoroacetylacetone), tfac (trifluoroacetylacetone), and tmhd (tetramethylheptanedione).
  • an inert gas may be further supplied.
  • the inert gas may include at least one of a noble gas and N2 gas.
  • step ST3 the surface R1a of the first region R1 is modified by plasma PL generated from a mixed gas containing a modified gas MD and a carbon-containing precursor PR to form a modified layer ML. form.
  • Plasma PL is generated by supplying first high frequency power to plasma processing apparatus 1 .
  • the reformed gas MD is dissociated to generate active species (ions or radicals).
  • the modified layer ML may be formed by a reaction between active species generated from the modified gas MD and the first region R1.
  • the reformed gas MD may include a halogen-containing gas
  • the first region R1 may include at least one of a metal oxide film and a metal nitrogen film.
  • the modified layer ML may be formed by a reaction between active species containing halogen generated from the modified gas MD and at least one of the metal oxide film and the metal nitrogen film.
  • a carbon-containing deposit DP may be formed on the second region R2 in step ST3.
  • the carbon-containing deposit DP may be formed from a carbon-containing precursor PR.
  • the carbon-containing precursor PR dissociates to generate active species (ions or radicals).
  • a carbon-containing deposit DP may be formed by depositing carbon-containing active species generated from the carbon-containing precursor PR on the second region R2. Since the second region R2 can be protected by the carbon-containing deposit DP, a high etching selectivity with respect to the second region R2 can be obtained in step ST4.
  • bias power may be supplied to the electrodes in the substrate support section 11 that supports the substrate W.
  • Bias power can be radio frequency power.
  • the bias power draws ions originating from the modified gas MD in the plasma PL to the surface R1a of the first region R1, thereby promoting the formation of the modified layer ML.
  • the substrate W may be heated.
  • the temperature of the substrate support 11 may be 100°C or higher, 150°C or higher, or 200°C or higher.
  • the temperature of the substrate support portion 11 may be 450° C. or lower. Heating may be performed by plasma PL generated within plasma processing chamber 10 or by a temperature control module within substrate support 11 . Heating may be performed using energy rays emitted from an energy ray generator. The heating promotes the reaction between the first region R1 and the reformed gas MD.
  • step ST4 as shown in FIG. 7, the supply of the first high-frequency power is stopped and the modified layer ML is caused to react with the carbon-containing precursor PR, thereby removing the modified layer ML.
  • the first region R1 may be removed by step ST3 and step ST4.
  • Supply of the first high frequency power may be stopped so that plasma is not generated.
  • a highly volatile byproduct BP may be generated by the reaction between the modified layer ML and the carbon-containing precursor PR.
  • the modified layer ML can be removed by volatilization of the by-product BP.
  • a recess RS may be formed in the first region R1.
  • second high frequency power smaller than the first high frequency power may be supplied.
  • a byproduct BP may be generated by the reaction between the modified layer ML and the carbon-containing precursor PR.
  • Plasma may be generated by supplying the second high frequency power.
  • a byproduct BP may be generated by the reaction between the undissociated carbon-containing precursor PR in the plasma and the modified layer ML.
  • step ST4 a mixed gas containing the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR may be supplied.
  • the supply of the reformed gas MD may be stopped, or the reformed gas MD may be supplied at a flow rate smaller than the flow rate of the reformed gas MD in step ST3.
  • step ST4 the substrate W may be heated similarly to step ST3. Heating promotes the reaction between the modified layer ML and the carbon-containing precursor PR.
  • the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR may be continuously supplied. That is, switching of gas type and purging of gas may not be performed between step ST3 and step ST4.
  • the flow rates of the reformed gas MD and the carbon-containing precursor PR may be constant or may be changed over time.
  • step ST5 step ST3 and step ST4 may be repeated. Step ST3 and step ST4 may be performed alternately. Step ST3 and step ST4 may be repeated multiple times. Step ST5 may be terminated when the number of executions of step ST3 and step ST4 reaches a threshold value. In step ST5, the etching amount of the first region R1 can be increased, so that a deep recess RS can be formed.
  • step ST3 and step ST4 formation of the modified layer ML and removal of the modified layer ML can be switched by controlling the supply of high frequency power in steps ST3 and ST4.
  • step ST3 and step ST4 there is no need to switch the gas type from the reformed gas MD to the carbon-containing precursor PR and to purge the gas (remove the reformed gas MD). Therefore, the total processing time of step ST3 and step ST4 can be shortened, resulting in high productivity.
  • the carbon-containing precursor PR does not contain metal, even if the carbon-containing precursor PR in the plasma PL dissociates in step ST3, metal derived from the carbon-containing precursor PR is not generated. Therefore, metal contamination of the substrate W and the plasma processing chamber 10 can be suppressed.
  • FIG. 8 is a timing chart showing an example of temporal changes in high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • the horizontal axis indicates time t.
  • the vertical axis shows the magnitude of electric power.
  • the timing chart in FIG. 8 relates to steps S3 to S5 in method MT.
  • the high frequency power for generating the plasma PL in step ST3 may be high frequency power HF given to an electrode in the main body 111 of the substrate support 11 or an electrode facing the substrate support 11.
  • the frequency of the high frequency power HF may be 27 MHz or more and 100 MHz or less.
  • the bias power may be high frequency power LF applied to an electrode in the main body 111 of the substrate support 11 .
  • the frequency of high frequency power LF may be lower than the frequency of high frequency power HF.
  • the frequency of the high frequency power LF may be 100 kHz or more and 40.68 MHz or less.
  • the high frequency power HF and the high frequency power LF may be applied periodically with a period of CY. That is, each of the high frequency power HF and the high frequency power LF may be a pulse.
  • the period CY may include a first period CY1 and a second period CY2.
  • the second period CY2 is a period after the first period CY1.
  • the second period CY2 may be an alternating period with the first period CY1.
  • the first period CY1 corresponds to step ST3.
  • high frequency power HF for generating plasma PL may be supplied.
  • the second period CY2 corresponds to step ST4.
  • high frequency power HF may not be supplied, or high frequency power HF for generating plasma PL may be supplied.
  • the high frequency power HF that can be supplied in the second period CY2 is smaller than the high frequency power HF that can be supplied in the first period CY1.
  • One cycle corresponding to the period CY may be repeated two or more times.
  • the step of repeating the cycle CY corresponds to step ST5.
  • the frequency that defines the period CY may be 0.1 Hz or more and 100 kHz or less, or 10 Hz or more and 100 kHz or less.
  • the time length of the period CY is the reciprocal of the frequency that defines the period CY.
  • high frequency power LF may be maintained at high power L2, and high frequency power HF may be maintained at high power H2.
  • the modified layer ML and the carbon-containing deposit DP may be formed.
  • the high frequency power LF may be maintained at a low power L1 (for example, 0 W) that is smaller than the high power L2
  • the high frequency power HF may be maintained at a low power H1 (for example, 0 W) that is smaller than the high power H2.
  • the modified layer ML and the carbon-containing deposit DP are not formed, and the modified layer ML can be removed.
  • high frequency power HF and high frequency power LF may be synchronous pulses.
  • FIG. 9 is a timing chart showing another example of temporal changes in the high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • the timing chart in FIG. 9 is the same as the timing chart in FIG. 8 except that the power of the high frequency power LF in the first period CY1 is different.
  • the first period CY1 of the cycle CY may include the third period CY11 and the fourth period CY12.
  • the fourth period CY12 is a period after the third period CY11.
  • high frequency power LF may be maintained at low power L1, and high frequency power HF may be maintained at high power H2.
  • the formation of carbon-containing deposits DP is promoted.
  • high frequency power LF may be maintained at high power L2, and high frequency power HF may be maintained at high power H2.
  • formation of the modified layer ML is promoted. In this way, the fourth period CY12, which is the period in which the high frequency power LF is supplied, may be shorter than the first period CY1, which is the period in which the high frequency power HF is supplied.
  • FIG. 10 is a timing chart showing another example of temporal changes in the high frequency power and bias power supplied to the plasma processing apparatus.
  • the timing chart in FIG. 10 is the same as the timing chart in FIG. 9 except that the power of the high frequency power LF in the third period CY11 is different.
  • high frequency power LF may be maintained at medium power L3 (first bias power)
  • high frequency power HF may be maintained at high power H2.
  • Medium power L3 may be between low power L1 and high power L2.
  • the formation of carbon-containing deposits DP is promoted.
  • high frequency power LF is maintained at high power L2 (second bias power).
  • the timing charts in FIGS. 8 to 10 may be modified as follows.
  • the high frequency power HF may be maintained at a high power H2 during a part of the first period CY1, and may be maintained at a power different from the high power H2 and higher than the low power L1 during another part of the first period CY1.
  • the ratio of the period in which the high frequency power HF is maintained at the high power H2 (the duty ratio of the high frequency power HF) may be changed.
  • the ratio of the period in which the high frequency power LF is maintained at the high power L2 (the duty ratio of the high frequency power LF) may be changed.
  • the duty ratio of the high frequency power HF and the high frequency power LF may be adjusted so that almost all of the modified layer ML formed in step ST3 is removed in step ST4.
  • the high power H2, the high power L2, the duty ratio of the high frequency power HF, the duty ratio of the high frequency power LF, the frequency that defines the cycle CY of the high frequency power HF, and the cycle CY of the high frequency power LF are defined. At least one of the frequencies may be changed. For example, as time passes, the high power L2 and the high power H2 may be increased, or the frequency that defines the period CY of the high frequency power LF may be reduced.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an etching device included in a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus may include an etching apparatus 105 shown in FIG.
  • Etching apparatus 105 includes a chamber 140. No plasma is generated within chamber 140.
  • a substrate support section 142 for supporting the substrate W is provided within the chamber 140 .
  • the etching apparatus 105 includes a gas supply section 143 for supplying gas into the chamber 140 and an exhaust system 144 for reducing the pressure inside the chamber 140.
  • the chamber 140 includes a chamber body 151 and a lid portion 152.
  • the chamber body 151 has a side wall portion 151a and a bottom portion 151b.
  • the upper part of the chamber body 151 has an opening.
  • the opening is closed by a lid portion 152.
  • the side wall portion 151a and the bottom portion 151b are sealed by a sealing member.
  • the lid portion 152 includes a lid member 155 located on the outside, and a shower head 156 fitted inside the lid member 155.
  • the shower head 156 is provided so as to face the substrate support section 142.
  • shower head 156 has a main body 157 and a shower plate 158.
  • the main body 157 has, for example, a cylindrical side wall 157a and an upper wall 157b.
  • a shower plate 158 is provided at the bottom of the main body 157.
  • a space 159 is formed between the main body 157 and the shower plate 158.
  • a gas introduction path 161 that penetrates to the space 159 is formed in the lid member 155 and the upper wall 157b.
  • a gas supply pipe 171 of the gas supply section 143 is connected to the gas introduction path 161 .
  • a plurality of gas discharge holes 162 are formed in the shower plate 158.
  • the gas introduced into the space 159 through the gas supply pipe 171 and the gas introduction path 161 is discharged from the gas discharge hole 162 into the space within the chamber 140 .
  • a gate 153 for transporting the substrate W between the space inside the chamber 140 and the space outside the chamber 140 is provided on the side wall portion 151a.
  • the gate 153 can be opened and closed by a gate valve 154.
  • the substrate support part 142 is connected to the bottom part 151b of the chamber 140.
  • a temperature regulator 165 is provided within the substrate support section 142 to adjust the temperature of the substrate support section 142 .
  • the temperature regulator 165 includes a conduit through which a temperature regulating medium such as water flows. The temperature of the substrate support portion 142 is regulated by heat exchange between the temperature regulating medium flowing in the conduit and the outer portion of the conduit. Thereby, the temperature of the substrate W on the substrate support section 142 is controlled.
  • the gas supply unit 143 includes a first gas supply source 175 that supplies a first gas, and a second gas supply source 176 that supplies a second gas.
  • the first gas is, for example, reformed gas MD.
  • the second gas is, for example, a carbon-containing precursor PR.
  • One end of the first gas supply pipe 172 is connected to the first gas supply source 175 .
  • the other end of the first gas supply pipe 172 is connected to the gas supply pipe 171.
  • One end of the second gas supply pipe 173 is connected to the second gas supply source 176 .
  • the other end of the second gas supply pipe 173 is connected to the gas supply pipe 171.
  • Each of the first gas supply pipe 172 and the second gas supply pipe 173 is provided with a flow rate controller 179 that opens and closes the flow path and controls the flow rate.
  • the first gas is supplied from the first gas supply source 175 to the shower head 156 via the first gas supply pipe 172.
  • the second gas is supplied from the second gas supply source 176 to the shower head 156 via the second gas supply pipe 173. These gases are discharged toward the substrate W in the chamber 140 from the gas discharge hole 162 of the shower head 156.
  • the exhaust system 144 has an exhaust pipe 182 connected to an exhaust port 181 formed in the bottom 151b of the chamber 140.
  • the exhaust system 144 includes an automatic pressure control (APC) 183 provided in an exhaust pipe 182 and a vacuum pump 184.
  • APC automatic pressure control
  • Automatic pressure controller 183 can control the pressure within chamber 140 .
  • Vacuum pump 184 can exhaust gas within chamber 140 out of chamber 140 .
  • Two capacitance manometers 186a and 186b are provided on the side wall of the chamber 140 as pressure gauges for measuring the pressure inside the chamber 140. Capacitance manometers 186a, 186b pass through the sidewalls of chamber 140. Capacitance manometer 186a can measure high pressure. Capacitance manometer 186b can measure low pressure. A temperature sensor that detects the temperature of the substrate W may be provided near the substrate W on the substrate support part 142.
  • the gate 153 of the chamber 140 of the etching apparatus 105 may be connected to a vacuum transfer module (VTM).
  • VTM vacuum transfer module
  • the plasma processing chamber 10 of the plasma processing apparatus 1 shown in FIG. 2 may be connected to the vacuum transfer module. Thereby, the substrate W can be transferred between the chamber 140 of the etching apparatus 105 and the plasma processing chamber 10 of the plasma processing apparatus 1 while maintaining the reduced pressure state.
  • step ST3 may be performed in the plasma processing chamber 10 of the plasma processing apparatus 1 in FIG. 2. Thereafter, the substrate W may be transported by a vacuum transport module, and step ST4 may be performed in the chamber 140 of the etching apparatus 105 in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment.
  • the plasma processing apparatus PS shown in FIG. 12 can be used for carrying out the method MT.
  • the plasma processing apparatus PS includes tables 3a to 3d, containers 4a to 4d, a loader module LM, an aligner AN, load lock modules LL1 and LL2, process modules PM1 to PM6, a transfer module TF, and a control section 2.
  • the number of units, containers, and load lock modules in the plasma processing apparatus PS may be any number greater than or equal to one.
  • the number of process modules in the plasma processing apparatus PS may be any number greater than or equal to two.
  • the stands 3a to 3d are arranged along one edge of the loader module LM.
  • Containers 4a to 4d are mounted on stands 3a to 3d, respectively.
  • Each of the containers 4a to 4d is, for example, a container called a FOUP (Front Opening Unified Pod).
  • Each of the containers 4a to 4d is configured to accommodate a substrate W therein.
  • the loader module LM has a chamber. The pressure within 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, an articulated robot, and is controlled by the control unit 2.
  • 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 4a to 4d and the aligner AN, between the aligner AN and each of the load lock modules LL1 to LL2, and between each of the load lock modules LL1 to LL2 and each of the containers 4a to 4d.
  • the substrate W can be transported between them.
  • Aligner AN is connected to loader module LM.
  • the aligner AN is configured to adjust the position 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 TF.
  • Each of load lock module LL1 and load lock module LL2 provides a preliminary vacuum chamber.
  • the transfer module TF is connected to each of the load lock module LL1 and the load lock module LL2 via gate valves.
  • the transfer module TF has a transfer chamber TC that can be depressurized.
  • the transport module TF has a transport device TU2.
  • the transport device TU2 is, for example, an articulated robot, and is controlled by the control unit 2.
  • the transport device TU2 is configured to transport the substrate W through the transport chamber TC.
  • the transport device TU2 can transport the substrate W between each of the load lock modules LL1 to 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 a processing device configured to perform dedicated substrate processing.
  • One of the process modules PM1 to PM6 may be the plasma processing chamber 10 of FIG. 2.
  • Another one of the process modules PM1-PM6 may be the chamber 140 in FIG. 11.
  • One of the process modules PM1 to PM6 may include a film thickness gauge as a monitoring device for monitoring the amount of etching.
  • the transport module TF may include a film thickness gauge. In this case, the amount of etching can be measured while the substrate W is being transferred from one process module to another process module.
  • control section 2 is configured to control each part of the plasma processing apparatus PS.
  • the plasma processing apparatus PS can transport the substrate W between process modules without exposing it to the atmosphere.
  • SYMBOLS 1 Plasma processing apparatus, 2... Control part, 10... Plasma processing chamber, 11... Substrate support part, 12... Plasma generation part, 20... Gas supply part, MD... Modified gas, ML... Modified layer, PR... Carbon Containing precursor, R1...first region, R1a...surface, R2...second region, W...substrate.

Abstract

プラズマ処理方法では、（ａ）第１材料を含む第１領域と、第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える基板を提供する。（ｂ）第１領域の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する。（ｃ）第１高周波電力の供給によって改質ガスと炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、第１領域の表面を改質して改質層を形成する。（ｄ）第１高周波電力の供給を停止して、又は第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、改質層と炭素含有プリカーサとを反応させることにより、改質層を除去する。

Description

プラズマ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、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関するものである。
　特許文献１は、原子層エッチング（ＡＬＥ）の方法を開示する。この方法では、基板をフッ化水素ガスに曝露して、金属酸化物膜上にフッ素化表面層を形成する。その後、基板をホウ素含有ガスに曝露して、フッ素化表面層を金属酸化物膜から除去する。
特開２０１８－２６５６６号公報
　本開示は、高い生産性が得られるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置を提供する。
　一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法は、（ａ）第１材料を含む第１領域と、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える基板を提供する工程と、（ｂ）前記第１領域の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、（ｃ）第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、前記第１領域の前記表面を改質して改質層を形成する工程と、（ｄ）前記第１高周波電力の供給を停止して、又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去する工程と、を含む。
　一つの例示的実施形態によれば、高い生産性が得られるプラズマ処理方法及びプラズマ処理装置が提供される。
図１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２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。 図３は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法のフローチャートである。 図４は、図３の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。 図５は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の一工程における一例の基板の断面図である。 図６は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の一工程における一例の基板の断面図である。 図７は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の一工程における一例の基板の断面図である。 図８は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。 図９は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の他の一例を示すタイミングチャートである。 図１０は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の他の一例を示すタイミングチャートである。 図１１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置が備えるエッチング装置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プラズマ処理装置を示す図である。
　以下、種々の例示的実施形態（１）～（１５）について説明する。
　（１）プラズマ処理方法は、（ａ）第１材料を含む第１領域と、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える基板を提供する工程と、（ｂ）前記第１領域の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、（ｃ）第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、前記第１領域の前記表面を改質して改質層を形成する工程と、（ｄ）前記第１高周波電力の供給を停止して、又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去する工程と、を含む。
　上記プラズマ処理方法によれば、高周波電力の供給を制御することによって、改質層の形成と改質層の除去とを切り替えることができる。（ｃ）と（ｄ）との間において、ガスのパージが必要ない。よって、高い生産性が得られる。
　（２）上記（１）において、前記第１領域は金属含有膜を含んでもよく、前記第２領域はマスクを含んでもよい。この場合、マスクを用いて金属含有膜をエッチングできる。
　（３）上記（１）又は（２）において、前記炭素含有プリカーサが金属を含有しなくてもよい。この場合、（ｃ）において、プラズマ中の炭素含有プリカーサが解離しても、炭素含有プリカーサに由来する金属が発生しないので、基板の金属汚染を抑制できる。
　（４）上記（３）において、前記炭素含有プリカーサは、アルコール、β-ジケトン、アミジン、アセトアミジン及びβ-ジケチミンのうち少なくとも１つを含んでもよい。
　（５）上記（１）～（４）のいずれか１つにおいて、前記（ｃ）及び前記（ｄ）を含む期間において、前記改質ガス及び前記炭素含有プリカーサが連続的に供給されてもよい。この場合、改質層の形成と改質層の除去とを連続的に行うことができる。
　（６）上記（１）～（５）のいずれか１つにおいて、上記プラズマ処理方法は、（ｅ）前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返す工程を更に含んでもよい。この場合、第１領域のエッチング量を大きくできる。
　（７）上記（１）～（６）のいずれか１つにおいて、前記（ｄ）において前記基板が加熱されてもよい。この場合、改質層と炭素含有プリカーサとの反応を促進できる。
　（８）上記（１）～（７）のいずれか１つにおいて、前記改質ガスが、ハロゲン含有ガス及び酸素含有ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。
　（９）上記（１）～（８）のいずれか１つにおいて、前記改質ガスが、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。
　（１０）上記（１）～（９）のいずれか１つにおいて、前記改質ガスが、フルオロカーボンガス、ＨＦガス、ＮＦ３ガス、ＳＦ６ガス、クロロカーボンガス、Ｃｌ２ガス、ＮＣｌ３ガス、ＳＣｌ６ガス、Ｏ２ガス、ＣＯガス及びＣＯ２ガスからなる群から選択される少なくとも１種を含んでもよい。
　（１１）上記（１）～（１０）のいずれか１つにおいて、前記（ｄ）において、プラズマが生成されないように前記第１高周波電力の供給が停止されてもよい。
　（１２）上記（１）～（１１）のいずれか１つにおいて、前記（ｃ）において前記第２領域上に炭素含有堆積物が形成されてもよい。この場合、炭素含有堆積物により第２領域を保護できる。
　（１３）上記（１）～（１２）のいずれか１つにおいて、前記（ｃ）において、前記基板を支持する基板支持器中の電極にバイアス電力が供給されてもよい。この場合、プラズマ中の改質ガスに由来するイオンが第１領域の表面に引き込まれるので、改質層の形成が促進される。
　（１４）上記（１３）において、前記バイアス電力が供給される期間は、前記第１高周波電力が供給される期間よりも短くてもよい。この場合、バイアス電力が供給されない期間において、第２領域上における炭素含有堆積物の形成が促進される。
　（１５）上記（１３）又は（１４）において、前記バイアス電力は、第１バイアス電力と、前記第１バイアス電力よりも大きい第２バイアス電力とを含んでもよい。この場合、第１バイアス電力が供給される期間において、第２領域上における炭素含有堆積物の形成が促進される。第２バイアス電力が供給される期間において、改質層の形成が促進される。
　（１６）プラズマ処理方法は、（ａ）金属含有膜と前記金属含有膜上のマスクとを備える基板を提供する工程と、（ｂ）前記金属含有膜の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、（ｃ）第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、前記金属含有膜の前記表面を改質して改質層を形成する工程と、（ｄ）前記第１高周波電力の供給を停止して前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去する工程と、を含む。
　（１７）プラズマ処理方法は、（ａ）電極を含む基板支持器上に、金属を含む第１領域と、前記金属以外の材料を含む第２領域とを備える基板を提供する工程と、（ｂ）ハロゲン及び酸素のうち少なくとも１つを含むガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、（ｃ）前記第１領域を除去する工程と、を含み、前記（ｃ）は、（ｃ１）第１高周波電力を供給する第１期間と、（ｃ２）前記第１期間と交互の第２期間であって、前記第１高周波電力を供給しない又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給する第２期間と、を含む
　（１８）上記（１７）において、前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力は、プラズマ生成用の高周波電力であってもよい。
　（１９）プラズマ処理装置は、チャンバと、前記チャンバ内において基板を支持するための基板支持器であり、前記基板は、第１材料を含む第１領域と、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える、基板支持器と、前記第１領域の表面を改質するための改質ガスと炭素含有プリカーサと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、前記チャンバ内で第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合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、制御部と、を備え、前記制御部は、前記プラズマにより、前記第１領域の前記表面を改質して改質層を形成し、前記第１高周波電力の供給を停止して、又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去するように、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。
　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、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（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、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２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。
　プラズマ処理装置１は、基板Ｗの表面を加熱するための加熱装置を備えてもよい。後述の図１１に示されるエッチング装置１０５が、基板Ｗの表面を加熱するための加熱装置を備えてもよい。加熱装置は、例えばエネルギー線発生装置等を備えてもよい。エネルギー線発生装置の例は、赤外線発生装置、電磁波発生装置及びレーザ発生装置を含む。加熱装置は、プラズマ処理チャンバ１０外に設けられてもよい。この場合、例えばプラズマ処理チャンバ１０の側壁１０ａに設けられた窓を介して基板Ｗにエネルギー線を照射することによって、基板Ｗの表面を加熱できる。あるいは、エネルギー線透過性の材料から形成されたシャワーヘッド１３を介して基板Ｗにエネルギー線を照射することによって、基板Ｗの表面を加熱できる。加熱装置は、プラズマ処理チャンバ１０内に設けられてもよい。この場合、加熱装置は、基板支持部１１内に設けられるヒータを備えてもよい。
　プラズマ処理装置１は、エッチング量をモニタするモニタ装置を備えてもよい。後述の図１１に示されるエッチング装置１０５が、エッチング量をモニタするモニタ装置を備えてもよい。モニタ装置によりエッチングの終点を検出することができる。モニタ装置は、プラズマ発光を分析する発光分析装置（ＯＥＳ：Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）であってもよい。モニタ装置は、エッチング対象膜の厚さを測定する膜厚計であってもよい。膜厚計の例は、光学式の膜厚計を含む。膜厚計はライン状の膜厚計であってもよい。膜厚計は、プラズマ処理チャンバ１０外に設けられてもよい。一例では、エッチング後の基板Ｗが搬送される搬送経路上（例えば、基板が通過するチャンバに形成された開口部）に設けられてもよい。モニタ装置は、基板Ｗの質量を測定する質量測定器であってもよい。質量測定器の例は、秤を含む。質量測定器は、基板支持部１１の下に設けられてもよい。
　図３は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法のフローチャートである。図３に示されるプラズマ処理方法ＭＴ（以下、「方法ＭＴ」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ＭＴはエッチング方法であってもよい。方法ＭＴは原子層エッチング（ＡＬＥ）法であってもよい。方法ＭＴは、基板Ｗに適用され得る。
　図４は、図３の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。図４に示されるように、一実施形態において、基板Ｗは、第１領域Ｒ１と、第２領域Ｒ２とを含む。基板Ｗは、下地領域ＵＲを含んでもよい。第１領域Ｒ１は下地領域ＵＲ上に設けられてもよい。第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１上に設けられてもよい。
　第１領域Ｒ１は第１材料を含む。第１領域Ｒ１は金属を含んでもよい。第１領域Ｒ１は金属含有膜を含んでもよい。第１領域Ｒ１は、金属膜及び金属化合物膜のうち少なくとも１つを含んでもよい。第１領域Ｒ１は、酸素及び窒素のうち少なくとも１つを含んでもよい。第１領域Ｒ１は、金属酸化物及び金属窒化物のうち少なくとも１つを含んでもよい。第１領域Ｒ１は、Ａｌ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｇｅ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｗ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｃｄ及びＳｎのうち少なくとも１つを含んでもよい。
　第２領域Ｒ２は、第１材料とは異なる第２材料を含む。第２領域Ｒ２は、第１領域Ｒ１に含まれる金属以外の元素（例えば金属、シリコン又は炭素）を含んでもよい。第２領域Ｒ２はシリコンを含んでもよい。第２領域Ｒ２は、シリコン酸化物及びシリコン窒化物のうち少なくとも１つを含んでもよい。第２領域Ｒ２は炭素を含んでもよい。第２領域Ｒ２は、フォトレジスト、スピンオンカーボン、アモルファスカーボン及びタングステンカーバイドのうち少なくとも１つを含んでもよい。第２領域Ｒ２はマスクを含んでもよい。第２領域Ｒ２は開口ＯＰを有してもよい。
　下地領域ＵＲは、第１材料及び第２材料とは異なる第３材料を含んでもよい。下地領域ＵＲはシリコン、炭素及び金属のうち少なくとも１つを含んでもよい。
　以下、方法ＭＴについて、方法ＭＴ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３～図７を参照しながら説明する。図５～図７は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法の一工程における一例の基板の断面図である。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ＭＴが実行され得る。方法ＭＴでは、図２に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０内に配置された基板支持部１１（基板支持器）上の基板Ｗを処理する。
　図３に示されるように、方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ５を含み得る。工程ＳＴ１～工程ＳＴ５は、順に実行され得る。工程ＳＴ５は実行されなくてもよい。工程ＳＴ３～工程ＳＴ５は工程ＳＴ２が行われた状態で実行され得る。工程ＳＴ１～工程ＳＴ５は、インサイチュ（ｉｎ－ｓｉｔｕ）で行われてもよい。すなわち、基板Ｗをプラズマ処理チャンバ１０外に取り出すことなく方法ＭＴが行われてもよい。
　工程ＳＴ１では、図４に示される基板Ｗを提供する。基板Ｗは、図２に示されるように、プラズマ処理チャンバ１０内の基板支持部１１上に提供されてもよい。下地領域ＵＲは、基板支持部１１と第１領域Ｒ１との間に配置され得る。
　工程ＳＴ２では、図５に示されるように、第１領域Ｒ１の表面Ｒａ１を改質するための改質ガスＭＤと、炭素含有プリカーサＰＲとを供給する。改質ガスＭＤ及び炭素含有プリカーサＰＲは、図２に示されるように、ガス供給部２０からプラズマ処理チャンバ１０内に供給され得る。改質ガスＭＤ及び炭素含有プリカーサＰＲは、プラズマ処理チャンバ１０内で混合されてもよいし、プラズマ処理チャンバ１０内に供給される前に混合されてもよい。改質ガスＭＤ及び炭素含有プリカーサＰＲは、プラズマ処理チャンバ１０内に同時に供給されてもよいし、時間差で供給されてもよい。
　改質ガスＭＤはハロゲン含有ガス及び酸素含有ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。ハロゲン含有ガスは、第１領域Ｒ１が金属酸化膜及び金属窒素膜のうち少なくとも１つを含む場合に使用され得る。改質ガスＭＤはフッ素含有ガスを含んでもよい。フッ素含有ガスは、フッ化水素ガス（ＨＦガス）、フルオロカーボンガス、窒素含有ガス及び硫黄含有ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。フルオロカーボンガスは、Ｃ４Ｆ６ガス、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ３Ｆ８ガス、及びＣＦ４ガスの少なくとも１つを含み得る。窒素含有ガスは、ＮＦ３ガスを含み得る。硫黄含有ガスは、ＳＦ６ガスを含み得る。改質ガスＭＤは塩素含有ガスを含んでもよい。塩素含有ガスは、Ｃｌ２ガス、クロロカーボンガス、窒素含有ガス及び硫黄含有ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。クロロカーボンガスは、Ｃ４Ｃｌ６ガス、Ｃ４Ｃｌ８ガス、Ｃ３Ｃｌ８ガス、及びＣＣｌ４ガスの少なくとも１つを含み得る。窒素含有ガスは、ＮＣｌ３ガスを含み得る。硫黄含有ガスは、ＳＣｌ６ガスを含み得る。
　酸素含有ガスは、第１領域Ｒ１が金属膜を含む場合に使用され得る。酸素含有ガスは、Ｏ２ガス、ＣＯガス及びＣＯ２ガスのうち少なくとも１つを含み得る。
　炭素含有プリカーサＰＲは金属を含有しなくてもよい。炭素含有プリカーサＰＲは、アルコール、β-ジケトン、アミジン、アセトアミジン及びβ-ジケチミンのうち少なくとも１つを含んでもよい。β-ジケトンは、ａｃａｃ（アセチルアセトン）、ｈｆａｃ（ヘキサフルオロアセチルアセトン）、ｔｆａｃ（トリフルロアセチルアセトン)及びｔｍｈｄ（テトラメチルヘプタンジオン）のうち少なくとも１つを含んでもよい。
　工程ＳＴ２において、不活性ガスが更に供給されてもよい。不活性ガスは、貴ガス及びＮ２ガスのうち少なくとも１つを含み得る。
　工程ＳＴ３では、図６に示されるように、改質ガスＭＤと炭素含有プリカーサＰＲとを含む混合ガスから生成されるプラズマＰＬにより、第１領域Ｒ１の表面Ｒ１ａを改質して改質層ＭＬを形成する。プラズマＰＬは、プラズマ処理装置１に第１高周波電力が供給されることによって生成される。プラズマＰＬ中において、改質ガスＭＤが解離して活性種（イオン又はラジカル）が生成される。
　改質層ＭＬは、改質ガスＭＤから生成される活性種と第１領域Ｒ１との反応によって形成され得る。例えば、改質ガスＭＤがハロゲン含有ガスを含み、第１領域Ｒ１が金属酸化膜及び金属窒素膜のうち少なくとも１つを含んでもよい。この場合、改質ガスＭＤから生成されハロゲンを含む活性種と金属酸化膜及び金属窒素膜のうち少なくとも１つとの反応によって改質層ＭＬが形成され得る。
　工程ＳＴ３において第２領域Ｒ２上に炭素含有堆積物ＤＰが形成されてもよい。炭素含有堆積物ＤＰは、炭素含有プリカーサＰＲから形成され得る。プラズマＰＬ中において、炭素含有プリカーサＰＲが解離して活性種（イオン又はラジカル）が生成される。炭素含有プリカーサＰＲから生成され炭素を含む活性種が第２領域Ｒ２上に堆積されることによって、炭素含有堆積物ＤＰが形成され得る。炭素含有堆積物ＤＰにより第２領域Ｒ２を保護できるので、工程ＳＴ４において第２領域Ｒ２に対する高いエッチング選択比が得られる。
　工程ＳＴ３において、基板Ｗを支持する基板支持部１１中の電極にバイアス電力が供給されてもよい。バイアス電力は高周波電力であり得る。バイアス電力によって、プラズマＰＬ中の改質ガスＭＤに由来するイオンが第１領域Ｒ１の表面Ｒ１ａに引き込まれるので、改質層ＭＬの形成が促進される。
　工程ＳＴ３において、基板Ｗは加熱されてもよい。基板支持部１１の温度は、１００℃以上、１５０℃以上、又は２００℃以上であり得る。基板支持部１１の温度は、４５０℃以下であり得る。加熱は、プラズマ処理チャンバ１０内に生成されるプラズマＰＬ又は基板支持部１１内の温調モジュールによって行われ得る。加熱は、エネルギー線発生装置から照射されるエネルギー線によって行われてもよい。加熱により、第１領域Ｒ１と改質ガスＭＤとの反応が促進される。
　工程ＳＴ４では、図７に示されるように、第１高周波電力の供給を停止して、改質層ＭＬと炭素含有プリカーサＰＲとを反応させることにより、改質層ＭＬを除去する。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４により、第１領域Ｒ１が除去され得る。プラズマが生成されないように第１高周波電力の供給は停止され得る。工程ＳＴ４では、改質層ＭＬと炭素含有プリカーサＰＲとの反応により、揮発性の高い副生成物ＢＰが生成され得る。副生成物ＢＰが揮発することによって、改質層ＭＬが除去され得る。改質層ＭＬが除去されることによって、第１領域Ｒ１に凹部ＲＳが形成され得る。工程ＳＴ４では、第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力が供給されてもよい。この場合であっても、改質層ＭＬと炭素含有プリカーサＰＲとの反応により、副生成物ＢＰが生成され得る。第２高周波電力の供給によりプラズマが生成されてもよい。この場合、プラズマ中の解離していない炭素含有プリカーサＰＲと改質層ＭＬとの反応により、副生成物ＢＰが生成され得る。
　工程ＳＴ４では、改質ガスＭＤと炭素含有プリカーサＰＲとを含む混合ガスが供給され得る。工程ＳＴ４において、改質ガスＭＤの供給が停止されてもよいし、工程ＳＴ３における改質ガスＭＤの流量よりも小さい流量の改質ガスＭＤが供給されてもよい。
　工程ＳＴ４において、工程ＳＴ３と同様に、基板Ｗが加熱されてもよい。加熱により、改質層ＭＬと炭素含有プリカーサＰＲとの反応が促進される。
　工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４を含む期間において、改質ガスＭＤ及び炭素含有プリカーサＰＲが連続的に供給されてもよい。すなわち、工程ＳＴ３と工程ＳＴ４との間において、ガス種の切り替え及びガスのパージが行われなくてもよい。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４を含む期間において、改質ガスＭＤ及び炭素含有プリカーサＰＲの流量は、一定であってもよいし、時間の経過と共に変更されてもよい。
　工程ＳＴ５では、工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４を繰り返してもよい。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４は交互に実行され得る。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４は複数回繰り返されてもよい。工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４の実行回数が閾値に到達した場合に工程ＳＴ５を終了してもよい。工程ＳＴ５により、第１領域Ｒ１のエッチング量を大きくできるので、深い凹部ＲＳを形成できる。
　方法ＭＴによれば、工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４において高周波電力の供給を制御することによって、改質層ＭＬの形成と改質層ＭＬの除去とを切り替えることができる。工程ＳＴ３と工程ＳＴ４との間において、改質ガスＭＤから炭素含有プリカーサＰＲへのガス種の切り替え及びガスのパージ（改質ガスＭＤの除去）が必要ない。よって、工程ＳＴ３及び工程ＳＴ４の合計処理時間を短くできるので、高い生産性が得られる。
　炭素含有プリカーサＰＲが金属を含有しない場合、工程ＳＴ３において、プラズマＰＬ中の炭素含有プリカーサＰＲが解離しても、炭素含有プリカーサＰＲに由来する金属が発生しない。よって、基板Ｗ及びプラズマ処理チャンバ１０の金属汚染を抑制できる。
　図８は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。横軸は時間ｔを示す。縦軸は電力の大きさを示す。図８のタイミングチャートは、方法ＭＴにおける工程Ｓ３～工程Ｓ５に関連する。工程ＳＴ３においてプラズマＰＬを生成するための高周波電力は、基板支持部１１の本体部１１１中の電極又は基板支持部１１に対向する電極に与えられる高周波電力ＨＦであってもよい。高周波電力ＨＦの周波数は、２７ＭＨｚ以上１００ＭＨｚ以下であってもよい。バイアス電力は、基板支持部１１の本体部１１１中の電極に与えられる高周波電力ＬＦであってもよい。高周波電力ＬＦの周波数は、高周波電力ＨＦの周波数より小さくてもよい。高周波電力ＬＦの周波数は、１００ｋＨｚ以上４０．６８ＭＨｚ以下であってもよい。
　高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦは、周期ＣＹで周期的に印加されてもよい。すなわち、高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦのそれぞれはパルスであってもよい。周期ＣＹは、第１期間ＣＹ１及び第２期間ＣＹ２を含み得る。第２期間ＣＹ２は第１期間ＣＹ１の後の期間である。第２期間ＣＹ２は第１期間ＣＹ１と交互の期間であってもよい。第１期間ＣＹ１は工程ＳＴ３に対応する。第１期間ＣＹ１において、プラズマＰＬを生成するための高周波電力ＨＦが供給されてもよい。第２期間ＣＹ２は工程ＳＴ４に対応する。第２期間ＣＹ２において、高周波電力ＨＦが供給されなくてもよいし、プラズマＰＬを生成するための高周波電力ＨＦが供給されてもよい。第２期間ＣＹ２において供給され得る高周波電力ＨＦは、第１期間ＣＹ１において供給される高周波電力ＨＦよりも小さい。周期ＣＹに対応する１サイクルが２回以上繰り返して実施されてもよい。周期ＣＹを繰り返す工程は工程ＳＴ５に対応する。周期ＣＹを規定する周波数は、０．１Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であってもよいし、１０Ｈｚ以上１００ｋＨｚ以下であってもよい。周期ＣＹの時間長は、周期ＣＹを規定する周波数の逆数である。
　第１期間ＣＹ１において、高周波電力ＬＦは高電力Ｌ２に維持され、高周波電力ＨＦは高電力Ｈ２に維持され得る。第１期間ＣＹ１では、改質層ＭＬ及び炭素含有堆積物ＤＰが形成され得る。第２期間ＣＹ２において、高周波電力ＬＦは高電力Ｌ２よりも小さい低電力Ｌ１（例えば０Ｗ）に維持され、高周波電力ＨＦは高電力Ｈ２よりも小さい低電力Ｈ１（例えば０Ｗ）に維持され得る。第２期間ＣＹ２では、改質層ＭＬ及び炭素含有堆積物ＤＰは形成されず、改質層ＭＬが除去され得る。図８において、高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦは、同期したパルスであり得る。
　図９は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の他の一例を示すタイミングチャートである。図９のタイミングチャートは、第１期間ＣＹ１の高周波電力ＬＦの電力が異なること以外は図８のタイミングチャートと同じである。図９のタイミングチャートでは、周期ＣＹの第１期間ＣＹ１が第３期間ＣＹ１１及び第４期間ＣＹ１２を含み得る。第４期間ＣＹ１２は第３期間ＣＹ１１の後の期間である。
　第３期間ＣＹ１１において、高周波電力ＬＦは低電力Ｌ１に維持され、高周波電力ＨＦは高電力Ｈ２に維持され得る。第３期間ＣＹ１１では、炭素含有堆積物ＤＰの形成が促進される。第４期間ＣＹ１２において、高周波電力ＬＦは高電力Ｌ２に維持され、高周波電力ＨＦは高電力Ｈ２に維持され得る。第４期間ＣＹ１２では、改質層ＭＬの形成が促進される。このように、高周波電力ＬＦが供給される期間である第４期間ＣＹ１２が、高周波電力ＨＦが供給される期間である第１期間ＣＹ１より短くてもよい。
　図１０は、プラズマ処理装置に供給される高周波電力及びバイアス電力の時間変化の他の一例を示すタイミングチャートである。図１０のタイミングチャートは、第３期間ＣＹ１１の高周波電力ＬＦの電力が異なること以外は図９のタイミングチャートと同じである。図１０のタイミングチャートでは、第３期間ＣＹ１１において、高周波電力ＬＦは中電力Ｌ３（第１バイアス電力）に維持され、高周波電力ＨＦは高電力Ｈ２に維持され得る。中電力Ｌ３は、低電力Ｌ１と高電力Ｌ２との間の電力であり得る。第３期間ＣＹ１１では、炭素含有堆積物ＤＰの形成が促進される。第４期間ＣＹ１２において、高周波電力ＬＦは高電力Ｌ２（第２バイアス電力）に維持される。
　図８～図１０のタイミングチャートは以下のように変更されてもよい。
　高周波電力ＨＦは、第１期間ＣＹ１の一部において高電力Ｈ２に維持され、第１期間ＣＹ１の他の一部において高電力Ｈ２とは異なり低電力Ｌ１よりも大きい電力に維持されてもよい。
　周期ＣＹにおいて、高周波電力ＨＦが高電力Ｈ２に維持されている期間が占める割合（高周波電力ＨＦのデューティー比）は変更されてもよい。同様に、周期ＣＹにおいて、高周波電力ＬＦが高電力Ｌ２に維持されている期間が占める割合（高周波電力ＬＦのデューティー比）は変更されてもよい。高周波電力ＨＦ及び高周波電力ＬＦのデューティー比は、工程ＳＴ３において形成される改質層ＭＬのほぼ全てが工程ＳＴ４において除去されるように調整されてもよい。
　時間が経過するに連れて、高電力Ｈ２、高電力Ｌ２、高周波電力ＨＦのデューティー比、高周波電力ＬＦのデューティー比、高周波電力ＨＦの周期ＣＹを規定する周波数及び高周波電力ＬＦの周期ＣＹを規定する周波数のうち少なくとも１つを変更してもよい。例えば、時間が経過するに連れて、高電力Ｌ２及び高電力Ｈ２を増加させてもよいし、高周波電力ＬＦの周期ＣＹを規定する周波数を低減してもよい。
　図１１は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置が備えるエッチング装置を示す断面図である。プラズマ処理装置は、図１１に示されるエッチング装置１０５を備えてもよい。エッチング装置１０５は、チャンバ１４０を備える。チャンバ１４０内にプラズマは生成されない。チャンバ１４０内には、基板Ｗを支持するための基板支持部１４２が設けられている。エッチング装置１０５は、チャンバ１４０内にガスを供給するためのガス供給部１４３と、チャンバ１４０内の圧力を低下させるための排気システム１４４を備える。
　チャンバ１４０は、チャンバ本体１５１と、蓋部１５２とを備える。チャンバ本体１５１は、側壁部１５１ａと底部１５１ｂとを有する。チャンバ本体１５１の上部は開口を有する。開口は、蓋部１５２により閉鎖される。側壁部１５１ａと底部１５１ｂとは、シール部材によって密閉される。
　蓋部１５２は、外側に位置する蓋部材１５５と、蓋部材１５５の内側に嵌め込まれるシャワーヘッド１５６とを有する。シャワーヘッド１５６は基板支持部１４２に臨むように設けられる。シャワーヘッド１５６は、本体１５７とシャワープレート１５８とを有する。本体１５７は、例えば円筒状の側壁１５７ａと上部壁１５７ｂとを有する。シャワープレート１５８は、本体１５７の底部に設けられる。本体１５７とシャワープレート１５８との間には空間１５９が形成されている。
　蓋部材１５５及び上部壁１５７ｂには、空間１５９まで貫通するガス導入路１６１が形成されている。ガス導入路１６１には、ガス供給部１４３のガス供給管１７１が接続される。
　シャワープレート１５８には複数のガス吐出孔１６２が形成されている。ガス供給管１７１及びガス導入路１６１を通って空間１５９に導入されるガスは、ガス吐出孔１６２からチャンバ１４０内の空間に吐出される。
　側壁部１５１ａには、チャンバ１４０内の空間とチャンバ１４０外の空間との間で基板Ｗを搬送するためのゲート１５３が設けられる。ゲート１５３は、ゲートバルブ１５４により開閉可能である。
　基板支持部１４２は、チャンバ１４０の底部１５１ｂに接続される。基板支持部１４２内には、基板支持部１４２の温度を調節するための温度調節器１６５が設けられる。温度調節器１６５は、例えば水等の温度調節用媒体を流すための管路を備える。管路内を流れる温度調節用媒体と管路の外側部分との間で熱交換が行われることにより、基板支持部１４２の温度が調節される。これにより、基板支持部１４２上の基板Ｗの温度が制御される。
　ガス供給部１４３は、第１ガスを供給する第１ガス供給源１７５と、第２ガスを供給する第２ガス供給源１７６とを備える。第１ガスは例えば改質ガスＭＤである。第２ガスは例えば炭素含有プリカーサＰＲである。第１ガス供給源１７５には、第１ガス供給管１７２の一端が接続される。第１ガス供給管１７２の他端はガス供給管１７１に接続される。第２ガス供給源１７６には、第２ガス供給管１７３の一端が接続される。第２ガス供給管１７３の他端はガス供給管１７１に接続される。第１ガス供給管１７２及び第２ガス供給管１７３のそれぞれには、流路の開閉動作及び流量制御を行う流量制御器１７９が設けられる。
　したがって、第１ガスは、第１ガス供給源１７５から第１ガス供給管１７２を経てシャワーヘッド１５６に供給される。第２ガスは、第２ガス供給源１７６から第２ガス供給管１７３を経てシャワーヘッド１５６に供給される。これらのガスは、シャワーヘッド１５６のガス吐出孔１６２からチャンバ１４０内の基板Ｗに向けて吐出される。
　排気システム１４４は、チャンバ１４０の底部１５１ｂに形成された排気口１８１に接続される排気管１８２を有する。排気システム１４４は、排気管１８２に設けられた自動圧力制御部（ＡＰＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）１８３及び真空ポンプ１８４を有する。自動圧力制御部１８３は、チャンバ１４０内の圧力を制御することができる。真空ポンプ１８４は、チャンバ１４０内のガスをチャンバ１４０外に排出することができる。
　チャンバ１４０の側壁には、チャンバ１４０内の圧力を計測するための圧力計として２つのキャパシタンスマノメータ１８６ａ，１８６ｂが設けられる。キャパシタンスマノメータ１８６ａ，１８６ｂは、チャンバ１４０の側壁を貫通する。キャパシタンスマノメータ１８６ａは高圧力を計測できる。キャパシタンスマノメータ１８６ｂは低圧力を計測できる。基板支持部１４２上の基板Ｗの近傍には、基板Ｗの温度を検出する温度センサが設けられてもよい。
　エッチング装置１０５のチャンバ１４０のゲート１５３は、真空搬送モジュール（ＶＴＭ：Ｖａｃｕｕｍ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｍｏｄｕｌｅ）に接続されてもよい。真空搬送モジュールに図２のプラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０が接続されてもよい。これにより、減圧状態を維持したまま、エッチング装置１０５のチャンバ１４０とプラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０との間で基板Ｗを搬送できる。
　方法ＭＴでは、図２のプラズマ処理装置１のプラズマ処理チャンバ１０において工程ＳＴ３が行われてもよい。その後、基板Ｗが真空搬送モジュールにより搬送され、図１１のエッチング装置１０５のチャンバ１４０において工程ＳＴ４が行われてもよい。
　図１２は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。図１２に示すプラズマ処理装置ＰＳは、方法ＭＴの実行のために用いられ得る。
　プラズマ処理装置ＰＳは、台３ａ～３ｄ、容器４ａ～４ｄ、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ＴＦ、及び制御部２を備えている。なお、プラズマ処理装置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１つ以上の任意の個数であり得る。また、プラズマ処理装置ＰＳにおけるプロセスモジュールの個数は、二以上の任意の個数であり得る。
　台３ａ～３ｄは、ローダモジュールＬＭの一縁に沿って配列されている。容器４ａ～４ｄはそれぞれ、台３ａ～３ｄ上に搭載されている。容器４ａ～４ｄの各々は、例えば、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ　Ｏｐｅｎｉｎｇ　Ｕｎｉｆｉｅｄ　Ｐｏｄ）と称される容器である。容器４ａ～４ｄ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、例えば多関節ロボットであり、制御部２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４ａ～４ｄ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４ａ～４ｄ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ＴＦ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ＴＦ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ＴＦは、減圧可能な搬送チャンバＴＣを有している。搬送モジュールＴＦは、搬送装置ＴＵ２を有している。搬送装置ＴＵ２は、例えば、多関節ロボットであり、制御部２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処理装置である。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち１つのプロセスモジュールは、図２のプラズマ処理チャンバ１０であってもよい。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち別の１つのプロセスモジュールは、図１１のチャンバ１４０であってもよい。プロセスモジュールＰＭ１～ＰＭ６のうち１つのプロセスモジュールは、エッチング量をモニタするモニタ装置としての膜厚計を備えてもよい。あるいは、搬送モジュールＴＦが膜厚計を備えてもよい。この場合、１つのプロセスモジュールから別の１つのプロセスモジュールに基板Ｗを搬送する間にエッチング量を測定することができる。
　プラズマ処理装置ＰＳにおいて、制御部２は、プラズマ処理装置ＰＳの各部を制御するように構成されている。プラズマ処理装置ＰＳは、プロセスモジュール間で基板Ｗを大気に接触させることなく搬送することができる。
　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…プラズマ処理チャンバ、１１…基板支持部、１２…プラズマ生成部、２０…ガス供給部、ＭＤ…改質ガス、ＭＬ…改質層、ＰＲ…炭素含有プリカーサ、Ｒ１…第１領域、Ｒ１ａ…表面、Ｒ２…第２領域、Ｗ…基板。

Claims (19)

  1. 　（ａ）第１材料を含む第１領域と、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える基板を提供する工程と、
    　（ｂ）前記第１領域の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、
    　（ｃ）第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、前記第１領域の前記表面を改質して改質層を形成する工程と、
    　（ｄ）前記第１高周波電力の供給を停止して、又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去する工程と、
    を含む、プラズマ処理方法。
  2. 　前記第１領域は金属含有膜を含み、前記第２領域はマスクを含む、請求項１に記載のプラズマ処理方法。
  3. 　前記炭素含有プリカーサが金属を含有しない、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  4. 　前記炭素含有プリカーサは、アルコール、β-ジケトン、アミジン、アセトアミジン及びβ-ジケチミンのうち少なくとも１つを含む、請求項３に記載のプラズマ処理方法。
  5. 　前記（ｃ）及び前記（ｄ）を含む期間において、前記改質ガス及び前記炭素含有プリカーサが連続的に供給される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  6. 　（ｅ）前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返す工程を更に含む、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  7. 　前記（ｄ）において前記基板が加熱される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  8. 　前記改質ガスが、ハロゲン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、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  9. 　前記改質ガスが、フッ素含有ガス及び塩素含有ガスのうち少なくとも１つを含む、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  10. 　前記改質ガスが、フルオロカーボンガス、ＨＦガス、ＮＦ３ガス、ＳＦ６ガス、クロロカーボンガス、Ｃｌ２ガス、ＮＣｌ３ガス、ＳＣｌ６ガス、Ｏ２ガス、ＣＯガス及びＣＯ２ガスからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  11. 　前記（ｄ）において、プラズマが生成されないように前記第１高周波電力の供給が停止される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  12. 　前記（ｃ）において前記第２領域上に炭素含有堆積物が形成される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  13. 　前記（ｃ）において、前記基板を支持する基板支持器中の電極にバイアス電力が供給される、請求項１又は２に記載のプラズマ処理方法。
  14. 　前記バイアス電力が供給される期間は、前記第１高周波電力が供給される期間よりも短い、請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
  15. 　前記バイアス電力は、第１バイアス電力と、前記第１バイアス電力よりも大きい第２バイアス電力とを含む、請求項１３に記載のプラズマ処理方法。
  16. 　（ａ）金属含有膜と前記金属含有膜上のマスクとを備える基板を提供する工程と、
    　（ｂ）前記金属含有膜の表面を改質するための改質ガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、
    　（ｃ）第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合ガスから生成されるプラズマにより、前記金属含有膜の前記表面を改質して改質層を形成する工程と、
    　（ｄ）前記第１高周波電力の供給を停止して前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去する工程と、
    を含む、プラズマ処理方法。
  17. 　（ａ）電極を含む基板支持器上に、金属を含む第１領域と、前記金属以外の元素を含む第２領域とを備える基板を提供する工程と、
    　（ｂ）ハロゲン及び酸素のうち少なくとも１つを含むガスと、炭素含有プリカーサとを供給する工程と、
    　（ｃ）前記第１領域を除去する工程と、
    を含み、
    　前記（ｃ）は、
    　（ｃ１）第１高周波電力を供給する第１期間と、
    　（ｃ２）前記第１期間と交互の第２期間であって、前記第１高周波電力を供給しない又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給する第２期間と、
    を含む、プラズマ処理方法。
  18. 　前記第１高周波電力及び前記第２高周波電力は、プラズマ生成用の高周波電力である、請求項１７に記載のプラズマ処理方法。
  19. 　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、第１材料を含む第１領域と、前記第１材料とは異なる第２材料を含む第２領域とを備える、基板支持器と、
    　前記第１領域の表面を改質するための改質ガスと炭素含有プリカーサと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、
    　前記チャンバ内で第１高周波電力の供給によって前記改質ガスと前記炭素含有プリカーサとを含む混合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、
    　制御部と、
    を備え、
    　前記制御部は、
    　　前記プラズマにより、前記第１領域の前記表面を改質して改質層を形成し、
    　　前記第１高周波電力の供給を停止して、又は前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力を供給して、前記改質層と前記炭素含有プリカーサとを反応させることにより、前記改質層を除去するように、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。
PCT/JP2023/016122 2022-05-02 2023-04-24 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 WO2023214521A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022075745 2022-05-02
JP2022-075745 2022-05-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023214521A1 true WO2023214521A1 (ja) 2023-11-09

Family

ID=88646432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2023/016122 WO2023214521A1 (ja) 2022-05-02 2023-04-24 プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023214521A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06268271A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp 超電導体試料のエッチング方法
JPH11340213A (ja) * 1998-03-12 1999-12-10 Hitachi Ltd 試料の表面加工方法
JP2001160549A (ja) * 1999-12-03 2001-06-12 Matsushita Electronics Industry Corp ドライエッチング方法
JP2016082019A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 東京エレクトロン株式会社 多層膜をエッチングする方法
JP2022521232A (ja) * 2019-02-25 2022-04-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド リソグラフィ応用のための膜積層体

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06268271A (ja) * 1993-03-15 1994-09-22 Mitsubishi Electric Corp 超電導体試料のエッチング方法
JPH11340213A (ja) * 1998-03-12 1999-12-10 Hitachi Ltd 試料の表面加工方法
JP2001160549A (ja) * 1999-12-03 2001-06-12 Matsushita Electronics Industry Corp ドライエッチング方法
JP2016082019A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 東京エレクトロン株式会社 多層膜をエッチングする方法
JP2022521232A (ja) * 2019-02-25 2022-04-06 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド リソグラフィ応用のための膜積層体

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201606873A (zh) 蝕刻方法
CN110544628A (zh) 对膜进行蚀刻的方法和等离子体处理装置
TW201705428A (zh) 在先進圖案化製程中用於間隔物沉積與選擇性移除的設備與方法
US20060021704A1 (en) Method and apparatus for etching Si
US10854470B2 (en) Plasma etching method
US20210151301A1 (en) Method for etching film and plasma processing apparatus
US9653321B2 (en) Plasma processing method
KR20190008226A (ko) 에칭 방법
JP2023118883A (ja) プラズマ処理装置
WO2023214521A1 (ja) プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置
KR20190079565A (ko) 에칭 방법
JP2023551182A (ja) 堆積残留物制御のためのシステム及び方法
JP7309799B2 (ja) エッチング方法及びプラズマ処理装置
TW202407799A (zh) 電漿處理方法及電漿處理裝置
US20230420263A1 (en) Etching method and plasma processing apparatus
US11955333B2 (en) Methods and apparatus for processing a substrate
US20230377851A1 (en) Etching method and plasma processing apparatus
US20240071727A1 (en) Substrate processing method and plasma processing apparatus
US20230086580A1 (en) Etching method and plasma processing apparatus
US20220068629A1 (en) Substrate processing method and plasma processing apparatus
US20220262601A1 (en) Etching method and plasma processing apparatus
WO2023234214A1 (ja) エッチング方法及びプラズマ処理装置
US20200294773A1 (en) Plasma processing method and plasma processing apparatus
TW202333226A (zh) 蝕刻方法及電漿處理裝置
JP2024035043A (ja) 基板処理方法及びプラズマ処理装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23799452

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1