特開 2023-109497 エッチング方法及びプラズマ処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023109497

(43)【公開日】2023-08-08

(54)【発明の名称】エッチング方法及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20230801BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022011043

(22)【出願日】2022-01-27

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122507

【弁理士】

【氏名又は名称】柏岡 潤二

(74)【代理人】

【識別番号】100140453

【弁理士】

【氏名又は名称】戸津 洋介

(72)【発明者】

【氏名】松尾 瑞稀

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004AA14

5F004BA09

5F004BB22

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004CA02

5F004CA03

5F004CA04

5F004CA06

5F004DA00

5F004DA22

5F004DA23

5F004DA26

5F004DB03

5F004DB07

5F004EA28

(57)【要約】

【課題】良好な形状を有する凹部を形成できるエッチング方法及びプラズマ処理装置を提供する。
【解決手段】エッチング方法は、（ａ）基板を準備する工程であり、基板は、シリコン含有膜と、シリコン含有膜上のマスクとを有する、工程と、（ｂ）（ａ）の後、第１処理ガスから生成される第１プラズマによりシリコン含有膜をエッチングして凹部を形成する工程と、（ｃ）（ｂ）の後、タングステンを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを基板に供給する工程と、（ｄ）（ｃ）の後、第３処理ガスから生成される第３プラズマにより凹部をエッチングする工程と、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ）基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン含有膜と、前記シリコン含有膜上のマスクとを有する、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シリコン含有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、タングステンを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを前記基板に供給する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）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。

【請求項2】

前記（ｃ）において、前記凹部の側壁にタングステン含有層が形成される、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項3】

前記（ｂ）では、第１圧力で前記第１プラズマが生成され、
前記（ｃ）では、前記第１圧力よりも高い第２圧力で前記第２プラズマが生成される、請求項１又は２に記載のエッチング方法。

【請求項4】

前記（ｂ）では、前記第１プラズマを生成するために第１高周波電力が供給され、
前記（ｃ）では、前記第２プラズマを生成するために、前記第１高周波電力よりも小さい第２高周波電力が供給される、請求項１～３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項5】

（ｅ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間において、前記（ｂ）によって前記マスクの開口に堆積した堆積物を除去する工程を更に含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項6】

（ｆ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間において、酸素含有ガスを含む第４処理ガスから生成される第４プラズマを前記基板に供給する工程を更に含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項7】

前記（ｄ）の後、前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返す、請求項１～６のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項8】

前記シリコン含有膜は、シリコンを含む第１材料を含む第１層と、第１材料とは異なる第２材料を含む第２層とを含み、前記第１層と前記第２層とが交互に積層される、請求項１～７のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項9】

前記第１材料はシリコン酸化物を含む、請求項８に記載のエッチング方法。

【請求項10】

前記第２材料はシリコン窒化物を含む、請求項８又は９に記載のエッチング方法。

【請求項11】

前記第２処理ガスがタングステン含有ガスを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項12】

前記第２処理ガスが六フッ化タングステンガスを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項13】

前記第１処理ガスが、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項14】

前記第３処理ガスが、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項15】

（ａ）基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン含有膜と、前記シリコン含有膜上のマスクとを有し、前記シリコン含有膜は、交互に積層されたシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む、工程と、
（ｂ）前記（ａ）の後、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスと酸素含有ガスとを含む第１処理ガスから生成される第１プラズマにより前記シリコン含有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、六フッ化タングステンガスを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを前記基板に供給することによって、前記凹部の側壁にタングステン含有層を形成する工程と、
（ｄ）前記（ｃ）の後、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスと酸素含有ガスとを含む第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。

【請求項16】

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、シリコン含有膜と、前記シリコン含有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であり、前記第２処理ガスはタングステンを含む、ガス供給部と、
前記チャンバ内で前記第１処理ガス、前記第２処理ガス及び前記第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シリコン含有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プラズマを前記基板に供給し、
前記第２プラズマを前記基板に供給した後、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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の例示的実施形態は、エッチング方法及びプラズマ処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

電子デバイスの製造においては、プラズマによるシリコン含有膜のエッチングが行われている。シリコン含有膜は、酸化シリコン、窒化シリコンといったシリコン含有材料から形成されている。例えば、三次元構造を有するＮＡＮＤ型フラッシュメモリの製造においては、シリコン含有膜として、交互に積層された複数のシリコン酸化膜及び複数のシリコン窒化膜を含む多層膜のエッチングが行われている。シリコン含有膜のエッチングでは、マスクとして、アモルファスカーボンといった炭素を含有するマスクが用いられている。マスクには、開口が形成されている。

【0003】

多層膜のエッチングについては、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されたエッチングでは、ハイドロフルオロカーボンガスのプラズマが生成され、プラズマからのフッ素の活性種により、多層膜がエッチングされる。多層膜のエッチング中には、マスク上に炭素を含有する堆積物が形成され、当該堆積物によりマスクが保護される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１３／００５９４５０号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、良好な形状を有する凹部を形成できるエッチング方法及びプラズマ処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、（ａ）基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン含有膜と、前記シリコン含有膜上のマスクとを有する、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シリコン含有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、タングステンを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを前記基板に供給する工程と、（ｄ）前記（ｃ）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。

【発明の効果】

【0007】

一つの例示的実施形態によれば、良好な形状を有する凹部を形成できるエッチング方法及びプラズマ処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】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】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】図３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4】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】図５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6】図６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7】図７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8】図８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平面図である。

【図9】図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。

【図10】図１０は、エッチングにより形成される凹部のエッジラフネスが悪化するメカニズムの例を示す断面図である。

【図11】図１１は、エッチングにより形成される凹部のエッジラフネスが改善するメカニズムの例を示す断面図である。

【図12】図１２は、第４実験及び第５実験においてエッチングにより形成される凹部の例を模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、種々の例示的実施形態について説明する。

【0010】

一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、（ａ）基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン含有膜と、前記シリコン含有膜上のマスクとを有する、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シリコン含有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、タングステンを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを前記基板に供給する工程と、（ｄ）前記（ｃ）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。

【0011】

上記エッチング方法によれば、凹部のエッジラフネスを改善できる。よって、良好な形状を有する凹部を形成できる。メカニズムは以下のように推測されるが、これに限定されない。エッチングにより凹部を形成する際に、正の電荷が凹部の側壁において偏って帯電することによって、凹部の側壁の一部に正の帯電領域が形成される。（ｃ）を行わない場合、エッチングのためのプラズマ中の正イオンが、正の帯電領域に跳ね返されて反対の側壁をエッチングすることになる。これにより、凹部のエッジラフネスが悪化してしまう。一方、（ｃ）を行うと、凹部の側壁に導電性のタングステン含有層が形成されるので、帯電した側壁の正の電荷を除去できる。よって、正イオンの直進性が向上するので、凹部のエッジラフネスが改善する。

【0012】

前記（ｃ）において、前記凹部の側壁にタングステン含有層が形成されてもよい。この場合、タングステン含有層により凹部の側壁の電荷を除去できる。

【0013】

前記（ｂ）では、第１圧力で前記第１プラズマが生成され、前記（ｃ）では、前記第１圧力よりも高い第２圧力で前記第２プラズマが生成されてもよい。この場合、（ｃ）において凹部の側壁にタングステン含有層が形成され易くなる。

【0014】

前記（ｂ）では、前記第１プラズマを生成するために第１高周波電力が供給され、前記（ｃ）では、前記第２プラズマを生成するために、前記第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、（ｃ）において凹部の側壁にタングステン含有層が形成され易くなる。

【0015】

上記エッチング方法は、（ｅ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間において、前記（ｂ）によって前記マスクの開口に堆積した堆積物を除去する工程を更に含んでもよい。この場合、マスクの開口の寸法の縮小を抑制できる。

【0016】

上記エッチング方法は、（ｆ）前記（ｂ）と前記（ｃ）との間において、酸素含有ガスを含む第４処理ガスから生成される第４プラズマを前記基板に供給する工程を更に含んでもよい。この場合、基板に付着した有機物を除去することができる。

【0017】

前記（ｄ）の後、前記（ｃ）及び前記（ｄ）を繰り返してもよい。この場合、凹部のエッジラフネスを更に改善できる。

【0018】

前記シリコン含有膜は、シリコンを含む第１材料を含む第１層と、第１材料とは異なる第２材料を含む第２層とを含み、前記第１層と前記第２層とが交互に積層されてもよい。

【0019】

前記第１材料はシリコン酸化物を含んでもよい。

【0020】

前記第２材料はシリコン窒化物を含んでもよい。

【0021】

前記第２処理ガスがタングステン含有ガスを含んでもよい。

【0022】

前記第２処理ガスが六フッ化タングステンガスを含んでもよい。

【0023】

前記第１処理ガスが、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含んでもよい。

【0024】

前記第３処理ガスが、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含んでもよい。

【0025】

一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、（ａ）基板を準備する工程であり、前記基板は、シリコン含有膜と、前記シリコン含有膜上のマスクとを有し、前記シリコン含有膜は、交互に積層されたシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む、工程と、（ｂ）前記（ａ）の後、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスと酸素含有ガスとを含む第１処理ガスから生成される第１プラズマにより前記シリコン含有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、六フッ化タングステンガスを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマを前記基板に供給することによって、前記凹部の側壁にタングステン含有層を形成する工程と、（ｄ）前記（ｃ）の後、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスと酸素含有ガスとを含む第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。

【0026】

一つの例示的実施形態において、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、シリコン含有膜と、前記シリコン含有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であり、前記第２処理ガスはタングステンを含む、ガス供給部と、前記チャンバ内で前記第１処理ガス、前記第２処理ガス及び前記第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シリコン含有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プラズマを前記基板に供給し、前記第２プラズマを前記基板に供給した後、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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

図３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３に示されるエッチング方法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、基板Ｗに適用され得る。

【0046】

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、シリコン含有膜ＳＦと、シリコン含有膜ＳＦ上のマスクＭＫとを有する。基板Ｗは下地領域ＵＲを有してもよい。シリコン含有膜ＳＦは、下地領域ＵＲ上に設けられてもよい。

【0047】

マスクＭＫは炭素を含んでもよい。マスクＭＫはアモルファスカーボンを含んでもよい。マスクＭＫは、シリコン含有膜ＳＦ上に少なくとも１つの開口ＯＰを有してもよい。マスクＭＫは、複数の開口ＯＰを有してもよい。開口ＯＰは、ホールパターンであってもよいし、ラインパターンであってもよい。開口ＯＰの寸法（幅）は、５００ｎｍ以下であってもよい。

【0048】

シリコン含有膜ＳＦは第１層Ｌ１と第２層Ｌ２とを含んでもよい。シリコン含有膜ＳＦは、複数の第１層Ｌ１と複数の第２層Ｌ２とを含んでもよい。第１層Ｌ１と第２層Ｌ２とは、交互に積層されてもよい。

【0049】

第１層Ｌ１は、第１材料を含んでもよい。第１材料はシリコンを含んでもよい。第１材料はシリコン酸化物（ＳｉＯ_ｘ）、ポリシリコンを含んでもよい。第２層Ｌ２は、第２材料を含んでもよい。第２材料はシリコンを含んでもよい。第２材料は、第１材料とは異なる。第２材料は、シリコン窒化物（ＳｉＮ_ｘ）、ポリシリコン、有機物を含んでもよい。

【0050】

下地領域ＵＲは、シリコン及び金属のうち少なくとも１つを含んでもよい。下地領域ＵＲは、ポリシリコンを含んでもよいし、タングステンを含んでもよい。

【0051】

基板Ｗは、シリコン含有膜ＳＦ内に配置された少なくとも１つの導電性領域ＣＲを有してもよい。複数の導電性領域ＣＲがシリコン含有膜ＳＦ内に配置されてもよい。導電性領域ＣＲは、マスクＭＫから下方に延在してもよい。導電性領域ＣＲは、第１層Ｌ１と第２層Ｌ２との積層方向に延在してもよい。導電性領域ＣＲの下端は、下地領域ＵＲから離れていてもよい。

【0052】

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９を参照しながら説明する。図５～図７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。図８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平面図である。図９は、図８のＩＸ－ＩＸ線に沿った断面図である。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。

【0053】

図３に示されるように、方法ＭＴは、工程ＳＴ１～工程ＳＴ１１を含んでもよい。工程ＳＴ１～工程ＳＴ１１は順に実行され得る。方法ＭＴは、工程ＳＴ３～工程ＳＴ５、工程ＳＴ８～工程ＳＴ１１のうち少なくとも１つを含まなくてもよい。

【0054】

工程ＳＴ１では、図４に示される基板Ｗを準備する。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。下地領域ＵＲは、シリコン含有膜ＳＦと基板支持部１１との間に配置され得る。

【0055】

工程ＳＴ２では、図５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によりシリコン含有膜ＳＦをエッチングして凹部ＲＳを形成する。凹部ＲＳは、側壁ＲＳａ及び底部ＲＳｂを有してもよい。凹部ＲＳは、マスクＭＫの開口ＯＰに対応する。

【0056】

第１処理ガスは、炭素及びフッ素を含有するガスを含んでもよい。第１処理ガスは、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含んでもよい。第１処理ガスは、酸素含有ガスを含んでもよい。酸素含有ガスは、酸素ガス及び硫化カルボニル（ＣＯＳ）ガスを含んでもよい。

【0057】

第１プラズマＰＬ１は、第１圧力で生成されてもよい。第１圧力は、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力であってもよい。工程ＳＴ２では、第１プラズマＰＬ１を生成するために第１高周波電力が供給されてもよい。第１高周波電力は、プラズマ処理装置１の上部電極に与えられるＲＦ電力ＨＦであってもよい。工程ＳＴ２において、基板支持部１１の本体部１１１中の電極にバイアス電力ＬＦが与えられてもよい。

【0058】

工程ＳＴ２は以下のように行われてもよい。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によりシリコン含有膜ＳＦ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。

【0059】

工程ＳＴ３では、工程ＳＴ２によってマスクＭＫの開口ＯＰに堆積した堆積物（ネッキング）を除去する。堆積物は開口ＯＰの寸法を縮小し得る。堆積物は炭素を含んでもよい。工程ＳＴ３において、凹部ＲＳがエッチングされてもよい。工程ＳＴ３では、処理ガスから生成されるプラズマが基板Ｗに供給されてもよい。工程ＳＴ３における処理ガスは、炭素及びフッ素を含有するガスと酸素含有ガスとを含んでもよい。工程ＳＴ３における炭素及びフッ素を含有するガスの流量は、工程ＳＴ２における炭素及びフッ素を含有するガスの流量より小さくてもよい。工程ＳＴ３における酸素含有ガスの流量は、工程ＳＴ２における酸素含有ガスの流量より大きくてもよい。

【0060】

工程ＳＴ４では、工程ＳＴ２の実施回数Ｎが閾値Ｎ_０よりも大きいか否かを判定する。実施回数Ｎが閾値Ｎ_０以下である場合、工程ＳＴ２に戻る。この場合、工程ＳＴ２～工程ＳＴ３が繰り返される。実施回数Ｎが閾値Ｎ_０より大きい場合、次の工程ＳＴ５に移る。例えば閾値Ｎ_０が３に設定されると、工程ＳＴ２は４回実施される。

【0061】

工程ＳＴ５では、酸素含有ガスを含む第４処理ガスから生成される第４プラズマを基板Ｗに供給する。これにより、アッシングが行われる。酸素含有ガスは酸素ガスを含んでもよい。第４処理ガスは、不活性ガスを含んでもよい。不活性ガスは貴ガスを含んでもよい。貴ガスは、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス及びキセノンガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。

【0062】

工程ＳＴ６では、図６に示されるように、タングステンを含む第２処理ガスから生成される第２プラズマＰＬ２を基板Ｗに供給する。第２プラズマＰＬ２は凹部ＲＳに供給されてもよい。凹部ＲＳの側壁ＲＳａにタングステン含有層ＷＬが形成されてもよい。タングステン含有層ＷＬは凹部ＲＳの底部ＲＳｂに形成されてもよい。工程ＳＴ６において、凹部ＲＳがエッチングされてもよい。

【0063】

第２処理ガスは、タングステン含有ガスを含んでもよい。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_６）ガス、六臭化タングステン（ＷＢｒ_６）ガス、六塩化タングステン（ＷＣｌ_６）ガス及びＷＦ_５Ｃｌガスの少なくとも１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）_６）ガスを含んでもよい。タングステン含有ガスの流量は、１０ｓｃｃｍ以下であってもよい。

【0064】

第２処理ガスは、酸素含有ガス及び不活性ガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。酸素含有ガスは酸素ガスを含んでもよい。不活性ガスは貴ガスを含んでもよい。貴ガスは、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガス及びキセノンガスのうち少なくとも１つを含んでもよい。第２処理ガスは、炭素を含まなくてもよい。

【0065】

第２プラズマＰＬ２は、第２圧力で生成されてもよい。第２圧力は、プラズマ処理チャンバ１０内の圧力であってもよい。第２圧力は、工程ＳＴ２における第１圧力よりも高い。この場合、工程ＳＴ６において凹部ＲＳの側壁ＲＳａにタングステン含有層ＷＬが形成され易くなる。第２圧力は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３Ｐａ）以上であってもよい。第２圧力は、１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）以下であってもよい。

【0066】

工程ＳＴ６では、第２プラズマＰＬ２を生成するために第２高周波電力が供給されてもよい。第２高周波電力は、プラズマ処理装置１の上部電極に与えられるＲＦ電力ＨＦであってもよい。第２高周波電力は、工程ＳＴ２における第１高周波電力よりも小さい。この場合、工程ＳＴ６において凹部ＲＳの側壁ＲＳａにタングステン含有層ＷＬが形成され易くなる。第２高周波電力は、１００Ｗ以上であってもよい。第２高周波電力は、１０００Ｗ以下であってもよい。工程ＳＴ６において、基板支持部１１の本体部１１１中の電極にバイアス電力ＬＦが与えられなくてもよい。すなわち、バイアス電力ＬＦは０Ｗであってもよい。

【0067】

工程ＳＴ６において、基板支持部１１の温度は－２０℃以上であってもよい。基板支持部１１の温度は１００℃以下であってもよい。

【0068】

工程ＳＴ６の処理時間は、工程ＳＴ２の処理時間より短くてもよい。工程ＳＴ６の処理時間は、凹部ＲＳの深さに応じて調整されてもよい。例えば、凹部ＲＳが深くなるに連れて工程ＳＴ６の処理時間を長くしてもよい。

【0069】

工程ＳＴ６は以下のように行われてもよい。まず、ガス供給部２０により、タングステンを含む第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を基板Ｗに供給するように、ガス供給部２０及びプラズマ生成部１２を制御する。

【0070】

工程ＳＴ７では、図７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ＳＴ７のエッチング条件は、工程ＳＴ２のエッチング条件と同じであってもよい。

【0071】

第３処理ガスは、炭素及びフッ素を含有するガスを含んでもよい。第３処理ガスは、Ｃ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ及びｚは１以上の整数、ｙは０以上の整数）ガスを含んでもよい。第３処理ガスは、酸素含有ガスを含んでもよい。酸素含有ガスは、酸素ガス及び硫化カルボニル（ＣＯＳ）ガスを含んでもよい。

【0072】

工程ＳＴ７は以下のように行われてもよい。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。

【0073】

工程ＳＴ８では、工程ＳＴ７によってマスクＭＫの開口ＯＰに堆積した堆積物を除去する。工程ＳＴ８は、工程ＳＴ３と同じ条件で行われてもよい。

【0074】

工程ＳＴ９では、工程ＳＴ７の実施回数Ｎが閾値Ｎ_０よりも大きいか否かを判定する。実施回数Ｎが閾値Ｎ_０以下である場合、工程ＳＴ７に戻る。この場合、工程ＳＴ７～工程ＳＴ８が繰り返される。実施回数Ｎが閾値Ｎ_０より大きい場合、次の工程ＳＴ１０に移る。

【0075】

工程ＳＴ１０では、工程ＳＴ６の実施回数Ｍが閾値Ｍ_０よりも大きいか否かを判定する。実施回数Ｍが閾値Ｍ_０以下である場合、工程ＳＴ５に戻る。この場合、工程ＳＴ５～工程ＳＴ９が繰り返される。実施回数Ｍが閾値Ｍ_０より大きい場合、次の工程ＳＴ１１に移る。例えば閾値Ｍ_０が３に設定されると、工程ＳＴ６は４回実施される。実施回数Ｍは、凹部ＲＳの深さに応じて調整されてもよい。例えば、凹部ＲＳが深くなるに連れて実施回数Ｍを増やしてもよい。

【0076】

工程ＳＴ１１では、処理ガスから生成されるプラズマにより凹部ＲＳをエッチングする。これにより、図８及び図９に示されるように、凹部ＲＳがオーバーエッチングされる。工程ＳＴ１１の後、凹部ＲＳの底部ＲＳｂは下地領域ＵＲに到達してもよい。工程ＳＴ１１の後、基板Ｗから電子デバイスを製造することができる。電子デバイスは、三次元構造を有するＮＡＮＤ型フラッシュメモリであってもよい。

【0077】

方法ＭＴによれば、凹部ＲＳのエッジラフネスを改善できる。凹部ＲＳがラインパターンである場合、凹部ＲＳのＬＥＲ（ラインエッジラフネス）を改善できる。凹部ＲＳがホールパターンである場合、凹部ＲＳの寸法均一性（例えば真円度）を改善できる。凹部ＲＳのＬＥＲは、シリコン含有膜ＳＦの厚み方向から見て、凹部ＲＳの底部ＲＳｂの１つのエッジに沿った基準直線からの偏差を測定することによって算出される。上記方法ＭＴによれば、良好な形状を有する凹部を形成できる。メカニズムは以下のように推測されるが、これに限定されない。

【0078】

図１０は、エッチングにより形成される凹部のエッジラフネスが悪化するメカニズムの例を示す断面図である。エッチングにより凹部ＲＳを形成する際に、電子ＥＬはマスクＭＫにトラップされる。また、正の電荷が凹部ＲＳの側壁ＲＳａにおいて偏って帯電することによって、凹部ＲＳの側壁ＲＳａの一部に帯電領域ＥＣが形成される。工程ＳＴ６を行わない場合、エッチングのためのプラズマ中の正イオンＥＴが、帯電領域ＥＣに跳ね返されて反対の側壁ＲＳａをエッチングすることになる。これにより、凹部ＲＳのエッジラフネスが悪化してしまう。凹部ＲＳの側壁ＲＳａがエッチングされると、側壁ＲＳａに導電性領域ＣＲが露出するおそれがある。

【0079】

図１１は、エッチングにより形成される凹部のエッジラフネスが改善するメカニズムの例を示す断面図である。工程ＳＴ６を行うと、凹部ＲＳの側壁ＲＳａに導電性のタングステン含有層ＷＬが形成されるので、帯電した側壁ＲＳａの正の電荷を除去できる。よって、正イオンＥＴの直進性が向上するので、凹部ＲＳのエッジラフネスが改善する。

【0080】

方法ＭＴが工程ＳＴ３及び工程ＳＴ８のうち少なくとも１つを含む場合、マスクＭＫの開口ＯＰの寸法の縮小を抑制できる。その結果、凹部ＲＳの寸法の縮小も抑制される。

【0081】

方法ＭＴが工程ＳＴ５を含む場合、基板Ｗに付着した有機物を除去することができる。これにより、タングステン含有層ＷＬが凹部ＲＳの側壁ＲＳａに形成され易くなると推測される。

【0082】

方法ＭＴにおいて、工程ＳＴ６及び工程ＳＴ７を繰り返す場合、凹部ＲＳのエッジラフネスを更に改善できる。これは、工程ＳＴ７による凹部ＲＳのエッチングにより露出した側壁ＲＳａにもタングステン含有層ＷＬが形成されるからと推測される。

【0083】

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。

【0084】

以下、方法ＭＴ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。

【0085】

（第１実験）
シリコン含有膜ＳＦとマスクＭＫとを有する基板Ｗを準備した。シリコン含有膜ＳＦは、交互に積層されたシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を含む。

【0086】

基板Ｗについて、方法ＭＴを実施した。工程ＳＴ５は行わなかった。工程ＳＴ６の実施回数Ｍは１であった。

【0087】

（第２実験）
工程ＳＴ６の実施回数Ｍを４回としたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

【0088】

（第３実験）
工程ＳＴ６の実施回数Ｍを１８回としたこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。

【0089】

（第４実験）
工程ＳＴ６の実施回数Ｍを４回とし、工程ＳＴ５を行ったこと以外は第１実験の方法と同じ方法を実行した。すなわち、工程ＳＴ５を行ったこと以外は第２実験の方法と同じ方法を実行した。

【0090】

（第５実験）
工程ＳＴ６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。

【0091】

（凹部のＬＥＲ評価）
第１実験～第５実験においてエッチングにより形成された凹部ＲＳを観察し、凹部ＲＳのＬＥＲを測定した。図１２は、第４実験及び第５実験においてエッチングにより形成された凹部の例を模式的に示す平面図である。図１２の（ａ）及び（ｂ）は、第４実験及び第５実験の結果をそれぞれ示す。

【0092】

第４実験では、第５実験に比べて、凹部ＲＳのＬＥＲが改善されていた。第４実験において、凹部ＲＳのＬＥＲの値は３１．１ｎｍであった。一方、第５実験において、凹部ＲＳのＬＥＲの値は５６．１ｎｍであった。凹部ＲＳのＬＥＲは、以下のように測定された。３０本のラインパターン（凹部ＲＳ）のそれぞれについて、凹部ＲＳの底部ＲＳｂの１つのエッジに沿った基準直線からの偏差を測定し、測定値の平均値を凹部ＲＳのＬＥＲとした。第１実験～第３実験においても、第５実験に比べて、凹部ＲＳのＬＥＲが改善されていた。

【0093】

（凹部の断面形状評価）
第１実験～第５実験においてエッチングにより形成された凹部ＲＳの断面形状を観察した。第１実験～第４実験の側壁ＲＳａの表面粗さは、第５実験の側壁ＲＳａの表面粗さよりも小さかった。

【0094】

（凹部の底部の形状評価）
第１実験～第５実験において形成された凹部ＲＳの底部ＲＳｂの形状を観察した。第１実験～第４実験の底部ＲＳｂの形状は、第５実験の底部ＲＳｂの形状に比べて円に近かった。

【0095】

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。

【符号の説明】

【0096】

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、ＭＫ…マスク、ＰＬ１…第１プラズマ、ＰＬ２…第２プラズマ、ＰＬ３…第３プラズマ、ＲＳ…凹部、ＳＦ…シリコン含有膜、Ｗ…基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】