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特開2023-2466プラズマ処理方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理システム
(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】P2023002466
(43)【公開日】2023-01-10
(54)【発明の名称】プラズマ処理方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理システム
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20221227BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20221227BHJP
C23C 16/30 20060101ALI20221227BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 105A
H01L21/31 C
C23C16/30
【審査請求】未請求
【請求項の数】28
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022092564
(22)【出願日】2022-06-07
(31)【優先権主張番号】P 2021103419
(32)【優先日】2021-06-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100126480
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 睦
(74)【代理人】
【識別番号】100140431
【弁理士】
【氏名又は名称】大石 幸雄
(74)【代理人】
【識別番号】100135677
【弁理士】
【氏名又は名称】澤井 光一
(74)【代理人】
【識別番号】100131598
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 和宗
(72)【発明者】
【氏名】米澤 隆宏
(72)【発明者】
【氏名】熊倉 翔
【テーマコード（参考）】
4K030
5F004
5F045
【Ｆターム（参考）】
4K030AA03
4K030AA06
4K030AA09
4K030AA14
4K030AA17
4K030BA02
4K030BA16
4K030BA18
4K030BA20
4K030BA26
4K030BA29
4K030BA61
4K030BB13
4K030EA04
4K030FA04
4K030GA02
4K030GA12
5F004AA09
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB23
5F004BD04
5F004CA06
5F004DA13
5F004DA17
5F004DA23
5F004DA24
5F004DA25
5F004DA26
5F004DB03
5F004DB07
5F004DB08
5F004EA02
5F004EA04
5F004EA05
5F004EA06
5F004EA07
5F004EA27
5F004EA28
5F004EB01
5F045AA08
5F045AB07
5F045AB32
5F045AB33
5F045AB34
5F045AC03
5F045AC07
5F045AC11
5F045AC16
5F045AF11
5F045DP03
5F045EH11
5F045EH20
5F045EM05
5F045HA13
(57)【要約】
【課題】開口の寸法を制御可能なプラズマ処理方法を提供する。
【解決手段】本開示に係るプラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含む。
【選択図】 図３
【解決手段】本開示に係るプラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含む。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含むプラズマ処理方法。
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含むプラズマ処理方法。
【請求項2】
前記準備工程は、前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成する工程を含む、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項3】
前記準備工程は、
前記被エッチング膜と、前記フォトレジスト膜とを有する基板を準備する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部をトリミングする工程と、
トリミングされた前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
前記被エッチング膜と、前記フォトレジスト膜とを有する基板を準備する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部をトリミングする工程と、
トリミングされた前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
を含む、
請求項１に記載のプラズマ処理方法。
【請求項4】
前記トリミング工程の後に、前記フォトレジスト膜、前記第１の膜及び前記第２の膜をマスクとして、前記被エッチング膜をエッチングするエッチング工程をさらに含む、請求項２記載のプラズマ処理方法。
【請求項5】
前記フォトレジスト膜の前記側面は、凹んだ部分及び前記側面から前記開口に張り出した部分の少なくとも一方を有する、請求項１記載のプラズマ処理方法。
【請求項6】
前記張り出した部分は、前記フォトレジスト膜の前記側面から前記被エッチング膜の前記上面に亘って存する、請求項５記載のプラズマ処理方法。
【請求項7】
前記第１の膜は有機膜であり、前記第２の膜は無機膜である、請求項２記載のプラズマ処理方法。
【請求項8】
前記フォトレジスト膜は、Ｓｎ含有膜である、請求項１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項9】
前記無機膜は、金属含有膜またはＳｉ含有膜である、請求項７記載のプラズマ処理方法。
【請求項10】
前記金属含有膜は、Ｓｎ含有膜である請求項９記載のプラズマ処理方法。
【請求項11】
前記金属含有膜は、Ｗ含有膜、Ｔｉ含有膜またはＡｌ含有膜である、請求項９記載のプラズマ処理方法。
【請求項12】
前記無機膜は、ホウ素、リン又は硫黄を含む非金属無機膜である、請求項７記載のプラズマ処理方法。
【請求項13】
前記トリミング工程は、所定の処理ガスから生成されたプラズマを用いて実行され、
前記生成されたプラズマに対する前記第１の膜のエッチングレートは、前記生成されたプラズマに対する前記第２の膜のエッチングレートよりも大きい、請求項１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記生成されたプラズマに対する前記第１の膜のエッチングレートは、前記生成されたプラズマに対する前記第２の膜のエッチングレートよりも大きい、請求項１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項14】
前記所定の処理ガスは、酸素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含む、請求項１３記載のプラズマ処理方法。
【請求項15】
前記第１の膜及び前記第２の膜は、プラズマＣＶＤにより形成される、請求項２、４及び７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項16】
前記第１の膜は、炭素含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成され、
前記第２の膜は、Ｓｉ含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成される、
請求項１５記載のプラズマ処理方法。
前記第２の膜は、Ｓｉ含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成される、
請求項１５記載のプラズマ処理方法。
【請求項17】
前記炭素含有ガスは、ＣｘＨｙ（ｘ、ｙは１以上の整数），ＣｔＨｕＦｖ（ｔ、ｖは１以上の整数、ｕは０以上の整数）、ＣＯ、またはＣＯ２である、請求項１６記載のプラズマ処理方法。
【請求項18】
前記第１の膜の前記第１の部分の膜厚は、前記フォトレジスト膜の膜厚及び前記第２の膜の膜厚より厚い、請求項２、４及び７から１２のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項19】
前記エッチング工程は、前記被エッチング膜及び前記第２の膜をエッチングする、請求項４記載のプラズマ処理方法。
【請求項20】
前記被エッチング膜はＳｉ含有膜であり、前記第２の膜はＳｉ含有膜である、請求項１９記載のプラズマ処理方法。
【請求項21】
前記トリミング工程及び前記エッチング工程は、同一のチャンバ内で実行される、請求項４、１９又は２０記載のプラズマ処理方法。
【請求項22】
前記トリミング工程は、
前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面によって前記被エッチング膜上に規定される開口の寸法を測定する工程と、
前記測定された寸法に基づいて、前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面上に第３の膜を形成する工程と、
前記第３の膜の一部をエッチングする工程と
をさらに含む、請求項１から２１のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面によって前記被エッチング膜上に規定される開口の寸法を測定する工程と、
前記測定された寸法に基づいて、前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面上に第３の膜を形成する工程と、
前記第３の膜の一部をエッチングする工程と
をさらに含む、請求項１から２１のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項23】
前記第３の膜は、有機膜を含む、請求項２２記載のプラズマ処理方法。
【請求項24】
前記第３の膜は、前記有機膜及び前記有機膜上に形成された無機膜を含む積層膜である、請求項２３記載のプラズマ処理方法。
【請求項25】
前記トリミング工程は、前記開口の寸法を測定する工程、前記第３の膜を形成する工程及び前記第３の膜の一部をエッチングする工程を繰り返す工程を含む、請求項２２から２４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【請求項26】
プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するガス供給部、前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成させるための電力を供給する電源、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する、
プラズマ処理装置。
前記制御部は、
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する、
プラズマ処理装置。
【請求項27】
第１のチャンバを有する第１のプラズマ処理装置及び第２のチャンバを有する第２のプラズマ処理装置を備えたプラズマ処理システムであって、
前記第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を前記第１のチャンバ内に配置し、前記第１のチャンバ内において、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、
前記第２のプラズマ処理装置は、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている、プラズマ処理システム。
前記第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を前記第１のチャンバ内に配置し、前記第１のチャンバ内において、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、
前記第２のプラズマ処理装置は、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている、プラズマ処理システム。
【請求項28】
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを準備する工程と、
前記開口の寸法に対する前記フォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、
前記比率が１以上２未満である場合に前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
前記比率が１未満である場合に、前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含み、
前記第１の膜は、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分と前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚く
前記第２の膜は、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された、
プラズマ処理方法。
前記開口の寸法に対する前記フォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、
前記比率が１以上２未満である場合に前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
前記比率が１未満である場合に、前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含み、
前記第１の膜は、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分と前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚く
前記第２の膜は、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された、
プラズマ処理方法。
【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、プラズマ処理方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
パターンの制御性を改善する技術として、特許文献１に記載された基板を処理する方法および装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１２６９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、開口の寸法を制御可能なプラズマ処理方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含む。
【0006】
本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するガス供給部、前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成させるための電力を供給する電源、及び、制御部を備え、前記制御部は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する。
【0007】
本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理システムが提供される。プラズマ処理システムは、第１のチャンバを有する第１のプラズマ処理装置及び第２のチャンバを有する第２のプラズマ処理装置を備えたプラズマ処理システムであって、前記第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を前記第１のチャンバ内に配置し、前記第１のチャンバ内において、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、前記第２のプラズマ処理装置は、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている。
【0008】
本開示の一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを準備する工程と、前記開口の寸法に対する前記フォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、前記比率が１以上２未満である場合に前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、前記比率が１未満である場合に、前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含み、前記第１の膜は、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分と前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚く前記第２の膜は、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成される。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一つの例示的実施形態によれば、開口の寸法を制御可能なプラズマ処理方法、プラズマ処理装置及びプラズマ処理システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】１つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１を概略的に示す図である。
【図2】１つの例示的実施形態に係る基板処理システムＰＳを概略的に示す図である。
【図3】本処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図4A】基板Ｗの一例を示す図である。
【図4B】基板Ｗの一例を示す図である。
【図5A】基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。
【図5B】基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。
【図5C】基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。
【図5D】基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。
【図5E】基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。
【図6】本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
【図7】本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
【図8】本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
【図9】本処理方法の変形例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本開示の各実施形態について説明する。
【0012】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）被エッチング膜の上面に形成されており、被エッチング膜の上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分はフォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分はフォトレジスト膜の側面に形成された部分であり、第１の部分は第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、フォトレジスト膜の側面の少なくとも一部、及び、第１の膜の第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含む。
【0013】
一つの例示的実施形態において、準備工程は、第１の膜のうち少なくとも第１の部分上に第２の膜を形成する工程を含む。
【0014】
一つの例示的実施形態において、トリミング工程の後に、フォトレジスト膜、第１の膜及び第２の膜をマスクとして、被エッチング膜をエッチングするエッチング工程をさらに含む。
【0015】
一つの例示的実施形態において、フォトレジスト膜の側面は、凹んだ部分及び側面から開口に張り出した部分の少なくとも一方を有する。
【0016】
一つの例示的実施形態において、張り出した部分は、フォトレジスト膜の側面から被エッチング膜の上面に亘って存する。
【0017】
一つの例示的実施形態において、第１の膜は有機膜であり、第２の膜は無機膜である。
【0018】
一つの例示的実施形態において、フォトレジスト膜は、Ｓｎ含有膜である。
【0019】
一つの例示的実施形態において、無機膜は、金属含有膜またはＳｉ含有膜である。
【0020】
一つの例示的実施形態において、金属含有膜は、Ｓｎ含有膜である。
【0021】
一つの例示的実施形態において、金属含有膜は、Ｗ含有膜、Ｔｉ含有膜またはＡｌ含有膜である。
【0022】
一つの例示的実施形態において、無機膜は、ホウ素、リン又は硫黄を含む非金属無機膜である。
【0023】
一つの例示的実施形態において、トリミング工程は、所定の処理ガスから生成されたプラズマを用いて実行され、生成されたプラズマに対する第１の膜のエッチングレートは、生成されたプラズマに対する第２の膜のエッチングレートよりも大きい。
【0024】
一つの例示的実施形態において、所定の処理ガスは、酸素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含む。
【0025】
一つの例示的実施形態において、第１の膜及び第２の膜は、プラズマＣＶＤにより形成される。
【0026】
一つの例示的実施形態において、第１の膜は、炭素含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成され、第２の膜は、Ｓｉ含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成される。
【0027】
一つの例示的実施形態において、炭素含有ガスは、ＣｘＨｙ（ｘ、ｙは１以上の整数），ＣｔＨｕＦｖ（ｔ、ｖは１以上の整数、ｕは０以上の整数）、ＣＯ、またはＣＯ２である。
【0028】
一つの例示的実施形態において、第１の膜の第１の部分の膜厚は、フォトレジスト膜の膜厚及び第２の膜の膜厚より厚い。
【0029】
一つの例示的実施形態において、エッチング工程は、被エッチング膜及び第２の膜をエッチングする。
【0030】
一つの例示的実施形態において、被エッチング膜はＳｉ含有膜であり、第２の膜はＳｉ含有膜である。
【0031】
一つの例示的実施形態において、トリミング工程及びエッチング工程は、同一のチャンバ内で実行される。
【0032】
一つの例示的実施形態において、トリミング工程は、トリミング工程においてエッチングされた側面によって被エッチング膜上に規定される開口の寸法を測定する工程と、測定された寸法に基づいて、トリミング工程においてエッチングされた側面上に第３の膜を形成する工程と、第３の膜の一部をエッチングする工程とをさらに含む。
【0033】
一つの例示的実施形態において、第３の膜は、有機膜を含む。
【0034】
一つの例示的実施形態において、第３の膜は、有機膜及び有機膜上に形成された無機膜を含む積層膜である。
【0035】
一つの例示的実施形態において、トリミング工程は、開口の寸法を測定する工程、第３の膜を形成する工程及び第３の膜の一部をエッチングする工程を繰り返す工程を含む。
【0036】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置が提供される。プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ、プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するガス供給部、プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成させるための電力を供給する電源、及び、制御部を備え、制御部は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）被エッチング膜の上面に形成されており、被エッチング膜の上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及びフォトレジスト膜の側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、第１の部分は第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）第１の膜のうち少なくとも第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、フォトレジスト膜の側面の少なくとも一部、及び、第１の膜の第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する。
【0037】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理システムが提供される。プラズマ処理システムは、第１のチャンバを有する第１のプラズマ処理装置及び第２のチャンバを有する第２のプラズマ処理装置を備えたプラズマ処理システムであって、第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）被エッチング膜の上面に形成されており、被エッチング膜の上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を第１のチャンバ内に配置し、第１のチャンバ内において、（ｃ）フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及びフォトレジスト膜の側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、第１の部分は第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）第１の膜のうち少なくとも第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、第２のプラズマ処理装置は、フォトレジスト膜の側面の少なくとも一部、及び、第１の膜の第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている。
【0038】
一つの例示的実施形態において、プラズマ処理方法が提供される。プラズマ処理方法は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）被エッチング膜の上面に形成されており、被エッチング膜の上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを準備する工程と、開口の寸法に対するフォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、比率が１以上２未満である場合にフォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、比率が１未満である場合に、フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、フォトレジスト膜の側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程とを含み、第１の膜は、（ｃ）フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分とフォトレジスト膜の側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、第１の部分は第２の部分より膜厚が厚く、第２の膜は、（ｄ）第１の膜のうち少なくとも第１の部分上に形成される。
【0039】
以下、図面を参照して、本開示の各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または同様の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づいて上下左右等の位置関係を説明する。図面の寸法比率は実際の比率を示すものではなく、また、実際の比率は図示の比率に限られるものではない。
【0040】
＜プラズマ処理装置１の構成＞
図１は、１つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１を概略的に示す図である。１つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法（以下「本処理方法」という）は、プラズマ処理装置１を用いて実行されてよい。
図１は、１つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置１を概略的に示す図である。１つの例示的実施形態に係るプラズマ処理方法（以下「本処理方法」という）は、プラズマ処理装置１を用いて実行されてよい。
【0041】
プラズマ処理装置１は、誘導結合型プラズマ処理装置である。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。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１を含む。また、プラズマ処理装置１は、基板支持部１１、ガス導入部及びアンテナ１４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。アンテナ１４は、プラズマ処理チャンバ１０上又はその上方（すなわち誘電体窓１０１上又はその上方）に配置される。プラズマ処理チャンバ１０は、誘電体窓１０１、プラズマ処理チャンバ１０の側壁１０２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。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。
【0042】
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（ウェハ）Ｗを支持するための中央領域（基板支持面）１１１ａと、リングアセンブリ１１２を支持するための環状領域（リング支持面）１１１ｂとを有する。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。一実施形態において、本体部１１１は、基台及び静電チャックを含む。基台は、導電性部材を含む。基台の導電性部材は下部電極として機能する。静電チャックは、基台の上に配置される。静電チャックの上面は、基板支持面１１１ａを有する。リングアセンブリ１１２は、１又は複数の環状部材を含む。１又は複数の環状部材のうち少なくとも１つはエッジリングである。また、図示は省略するが、基板支持部１１は、静電チャック、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、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。流路には、ブラインやガスのような伝熱流体が流れる。また、基板支持部１１は、基板Ｗの裏面と基板支持面１１１ａとの間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。
【0043】
ガス導入部は、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。一実施形態において、ガス導入部は、中央ガス注入部（ＣＧＩ：Ｃｅｎｔｅｒ Ｇａｓ Ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１３を含む。中央ガス注入部１３は、基板支持部１１の上方に配置され、誘電体窓１０１に形成された中央開口部に取り付けられる。中央ガス注入部１３は、少なくとも１つのガス供給口１３ａ、少なくとも１つのガス流路１３ｂ、及び少なくとも１つのガス導入口１３ｃを有する。ガス供給口１３ａに供給された処理ガスは、ガス流路１３ｂを通過してガス導入口１３ｃからプラズマ処理空間１０ｓ内に導入される。なお、ガス導入部は、中央ガス注入部１３に加えて又はその代わりに、側壁１０２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。
【0044】
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を介してガス導入部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。
【0045】
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、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号のような少なくとも１つのＲＦ信号（ＲＦ電力）を、基板支持部１１の導電性部材及びアンテナ１４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信号を基板支持部１１の導電性部材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を基板Ｗに引き込むことができる。
【0046】
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アンテナ１４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、１３ＭＨｚ～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、アンテナ１４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基板支持部１１の導電性部材に結合され、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。一実施形態において、バイアスＲＦ信号は、ソースＲＦ信号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、４００ｋＨｚ～１３．５６ＭＨｚ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、基板支持部１１の導電性部材に供給される。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。
【0047】
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、バイアスＤＣ生成部３２ａを含む。一実施形態において、バイアスＤＣ生成部３２ａは、基板支持部１１の導電性部材に接続され、バイアスＤＣ信号を生成するように構成される。生成されたバイアスＤＣ信号は、基板支持部１１の導電性部材に印加される。一実施形態において、バイアスＤＣ信号が、静電チャック内の電極のような他の電極に印加されてもよい。種々の実施形態において、バイアスＤＣ信号は、パルス化されてもよい。なお、バイアスＤＣ生成部３２ａは、ＲＦ電源３１に加えて設けられてもよく、第２のＲＦ生成部３１ｂに代えて設けられてもよい。
【0048】
アンテナ１４は、１又は複数のコイルを含む。一実施形態において、アンテナ１４は、同軸上に配置された外側コイル及び内側コイルを含んでもよい。この場合、ＲＦ電源３１は、外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、外側コイル及び内側コイルのうちいずれか一方に接続されてもよい。前者の場合、同一のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルの双方に接続されてもよく、別個のＲＦ生成部が外側コイル及び内側コイルに別々に接続されてもよい。
【0049】
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。
【0050】
制御部５０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５０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５０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５０は、例えばコンピュータ５０ａを含んでもよい。コンピュータ５０ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）５０ａ１、記憶部５０ａ２、及び通信インターフェース５０ａ３を含んでもよい。処理部５０ａ１は、記憶部５０ａ２に格納されたプログラムに基づいて種々の制御動作を行うように構成され得る。記憶部５０ａ２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５０ａ３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。
【0051】
＜基板処理システムＰＳの構成＞
図２は、１つの例示的実施形態に係る基板処理システムＰＳを概略的に示す図である。本処理方法は、基板処理システムＰＳを用いて実行されてもよい。
図２は、１つの例示的実施形態に係る基板処理システムＰＳを概略的に示す図である。本処理方法は、基板処理システムＰＳを用いて実行されてもよい。
【0052】
基板処理システムＰＳは、基板処理室ＰＭ１～ＰＭ６（以下、総称して「基板処理モジュールＰＭ」ともいう。）と、搬送モジュールＴＭと、ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２（以下、総称して「ロードロックモジュールＬＬＭ」ともいう。）と、ローダーモジュールＬＭ、ロードポートＬＰ１からＬＰ３（以下、総称して「ロードポートＬＰ」ともいう。）とを有する。制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所定の処理を実行する。
【0053】
基板処理モジュールＰＭは、その内部において、基板Ｗに対して、エッチング処理、トリミング処理、成膜処理、アニール処理、ドーピング処理、リソグラフィ処理、クリーニング処理、アッシング処理等の処理を実行する。基板処理モジュールＰＭの一部は、測定モジュールであってよく、基板Ｗ上に形成された膜の膜厚や、基板Ｗ上に形成されたパターンの寸法等を例えば光学的手法を用いて測定してもよい。図１に示すプラズマ処理装置１は、基板処理モジュールＰＭの一例である。
【0054】
搬送モジュールＴＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、基板処理モジュールＰＭ間又は基板処理モジュールＰＭとロードロックモジュールＬＬＭとの間で、基板Ｗを搬送する。基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、搬送モジュールＴＭに隣接して配置されている。搬送モジュールＴＭと基板処理モジュールＰＭ及びロードロックモジュールＬＬＭは、開閉可能なゲートバルブによって空間的に隔離又は連結される。
【0055】
ロードロックモジュールＬＬＭ１及びＬＬＭ２は、搬送モジュールＴＭとローダーモジュールＬＭとの間に設けられている。ロードロックモジュールＬＬＭは、その内部の圧力を、大気圧又は真空に切り替えることができる。ロードロックモジュールＬＬＭは、大気圧であるローダーモジュールＬＭから真空である搬送モジュールＴＭへ基板Ｗを搬送し、また、真空である搬送モジュールＴＭから大気圧であるローダーモジュールＬＭへ搬送する。
【0056】
ローダーモジュールＬＭは、基板Ｗを搬送する搬送装置を有し、ロードロックモジュールＬＬＭとロードボードＬＰとの間で基板Ｗを搬送する。ロードポートＬＰ内の内部には、例えば２５枚の基板Ｗが収納可能なＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）または空のＦＯＵＰが載置できる。ローダーモジュールＬＭは、ロードポートＬＰ内のＦＯＵＰから基板Ｗを取り出して、ロードロックモジュールＬＬＭに搬送する。また、ローダーモジュールＬＭは、ロードロックモジュールＬＬＭから基板Ｗを取り出して、ロードボードＬＰ内のＦＯＵＰに搬送する。
【0057】
制御部ＣＴは、基板処理システムＰＳの各構成を制御して、基板Ｗに所定の処理を実行する。制御部ＣＴは、プロセスの手順、プロセスの条件、搬送条件等が設定されたレシピを格納しており、当該レシピに従って、基板Ｗに所定の処理を実行するように、基板処理システムＰＳの各構成を制御する。制御部ＣＴは、図１に示すプラズマ処理装置１の制御部５０の一部又は全部の機能を兼ねてもよい。
【0058】
＜本処理方法の一例＞
図３は、本処理方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本処理方法は、基板を準備する工程（準備工程：工程ＳＴ１）と、フォトレジスト膜をトリミングする工程（トリミング工程：工程ＳＴ２）と、被エッチング膜をエッチングする工程（エッチング工程：工程ＳＴ３）とを含む。なお、各工程は、基板処理システムＰＳ内における任意の基板処理モジュールＰＭで実行されてよい。また、複数の工程が、１つの基板処理モジュールＰＭ内で連続して実行されてよい。また、工程ＳＴ１ではパターニングしたレジストが形成された基板が提供されてもよい。すなわち、工程ＳＴ１１及びＳＴ１２が基板処理システムＰＳ内の１以上の基板処理モジュールＰＭで実行された後に、工程ＳＴ１３及びＳＴ１４が当該１以上の基板処理モジュールとは異なる他の基板処理モジュールＰＭで実行されてよい。また、工程ＳＴ１１及び／又はＳＴ１２は、基板処理システムＰＳの外部で実行されてよい。
図３は、本処理方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本処理方法は、基板を準備する工程（準備工程：工程ＳＴ１）と、フォトレジスト膜をトリミングする工程（トリミング工程：工程ＳＴ２）と、被エッチング膜をエッチングする工程（エッチング工程：工程ＳＴ３）とを含む。なお、各工程は、基板処理システムＰＳ内における任意の基板処理モジュールＰＭで実行されてよい。また、複数の工程が、１つの基板処理モジュールＰＭ内で連続して実行されてよい。また、工程ＳＴ１ではパターニングしたレジストが形成された基板が提供されてもよい。すなわち、工程ＳＴ１１及びＳＴ１２が基板処理システムＰＳ内の１以上の基板処理モジュールＰＭで実行された後に、工程ＳＴ１３及びＳＴ１４が当該１以上の基板処理モジュールとは異なる他の基板処理モジュールＰＭで実行されてよい。また、工程ＳＴ１１及び／又はＳＴ１２は、基板処理システムＰＳの外部で実行されてよい。
【0059】
図４Ａ及び図４Ｂは、基板Ｗの一例を示す図である。図４Ａは、基板Ｗの上面図である。また、図４Ｂは、基板ＷのＡＡ’断面図である。図４Ａ及び図４Ｂは、後述する準備工程の一部における基板Ｗを示している。基板Ｗは、下地膜ＵＦ、被エッチング膜ＥＦ及びフォトレジスト膜ＰＲが積層された構造を有する。フォトレジスト膜ＰＲには、所定のパターンが形成されている。図４Ａに示すように、本例のフォトレジスト膜ＰＲは、基板Ｗの平面視（基板Ｗを図４Ｂの上から下に向かう方向に見た場合）において複数の開口ＯＰが一定の間隔で繰り返し配列されたパターンを有する。
【0060】
図５は、基板Ｗの断面構造の一例を、本処理方法のフローに沿って模式的に示した図である。図５Ａが工程ＳＴ１１及び工程ＳＴ１２、図５Ｂが工程ＳＴ１３、図５Ｃが工程ＳＴ１４、図５Ｄが工程ＳＴ２、図５Ｅが工程ＳＴ３でそれぞれ処理された後の基板Ｗの断面構造を示す。
【0061】
以下、各図を参照しつつ、図３に示す本処理方法の一例を説明する。各工程における処理は、基板処理システムＰＳの基板処理モジュールＰＭ（図２参照）において実行されてよい。各工程におけるエッチング処理は、図１に示すプラズマ処理装置１において実行されてよい。本処理方法の１つ工程における処理が基板処理モジュールＰＭの１つのモジュールで実行され、本処理方法の他の工程における処理が基板処理モジュールＰＭの他のモジュールで実行されてよい。本処理方法の複数の工程における処理が、基板処理モジュールＰＭの１つのモジュールにおいて連続して実行されてよい。
【0062】
工程ＳＴ１において、基板Ｗを準備する。工程ＳＴ１は、被エッチング膜ＥＦを形成する工程（工程ＳＴ１１）、フォトレジスト膜ＰＲを形成する工程（工程ＳＴ１２）、第１の膜ＴＤ１を形成する工程（工程ＳＴ１３）、及び、第２の膜を形成する工程（工程ＳＴ１４）を有する。
【0063】
工程ＳＴ１１において、下地膜ＵＦ上に、被エッチング膜ＥＦが形成される（図５Ａ）。下地膜ＵＦは、例えば、シリコンウェハ上に形成された（シリコンウェハの表面に形成される場合及びシリコンウェハ上に形成された他の膜の上に形成される場合の双方を含む。）スピンオンカーボン膜（ＳＯＣ）、アモルファスカーボン膜等の有機膜である。被エッチング膜ＥＦは、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＳｉＡＲＣ、ＳｉＯＮ等の誘電膜である。下地膜ＵＦ及び／又は被エッチング膜ＥＦは、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スピンコート法等により形成されてよい。下地膜ＵＦ及び／又は被エッチング膜ＥＦは、平坦な膜であってよく、また、凹凸を有する膜であってもよい。
【0064】
工程ＳＴ１２において、被エッチング膜ＥＦ上に、フォトレジスト膜ＰＲが形成される（図５Ａ参照）。面ＴＳ、上面ＴＳから連続する側面ＳＳ、及び、被エッチング膜ＥＦと接する下面を有する。また、フォトレジスト膜ＰＲは、少なくとも１つの開口ＯＰを有する。開口ＯＰは、フォトレジスト膜ＰＲの側面ＳＳによって規定される。開口ＯＰは、側面ＳＳに囲まれた、被エッチング膜ＥＦ上の空間である。すなわち、図５Ａにおいて、被エッチング膜ＥＦの上面は、フォトレジスト膜ＰＲフォトレジスト膜ＰＲは、上によって覆われた部分と、開口ＯＰの底面ＢＳにおいて露出した部分とを有する。
【0065】
フォトレジスト膜ＰＲの側面ＳＳは、当該側面ＳＳから開口ＯＰに張り出した部分ＳＣを有する。部分ＳＣは、例えば、フォトレジスト膜ＰＲの側面ＳＳから被エッチング膜ＥＦの上面の少なくとも一部に延びる、当該側面ＳＳから張り出した部分である。部分ＳＣは、例えば、開口ＯＰの底面ＢＳの周囲又は周辺に存在する、フォトレジスト膜ＰＲのスカムであってよい。当該スカムは、例えば、フォトレジスト膜ＰＲに開口ＯＰを形成するプロセス（例えば現像プロセス）において除去しきれなかったレジストの残りである。また、部分ＳＣは、側面ＳＳのうち底面ＢＳから離れた領域において、側面ＳＳ上から開口ＯＰに向かって突出した突部であってよい。当該突部は、側面ＳＳにおいてその周囲又は周辺よりも開口ＯＰに張り出した部分である。当該突部は、フォトレジスト膜ＰＲのスカムであってよい。なお、側面ＳＳは、凹みや亀裂（ラインパターン等のパターンの途切れを含む）等を有してよい。
【0066】
開口ＯＰは、基板Ｗの平面視（基板Ｗを図５Ａの上から下に向かう方向に見た場合）において、任意の形状を有してよい。当該形状は、例えば、円、楕円、矩形、線やこれらの１種類以上を組み合わせた形状であってよい。フォトレジスト膜ＰＲは、複数の開口ＯＰを有してもよい。複数の開口ＯＰは、図４Ａに示すように、それぞれ穴形状を有し、一定の間隔で配列されたアレイパターンを構成してもよい。また、複数の開口ＯＰは、それぞれ線形状を有し、一定の間隔で並んでライン＆スペースのパターンを構成してもよい。
【0067】
フォトレジスト膜ＰＲ、被エッチング膜ＥＦ及び下地膜ＵＦのうちの２以上の積層膜が、多層レジストとして機能してもよい。例えば、基板Ｗが下地膜ＵＦの下に他の膜をさらに有し、フォトレジスト膜ＰＲ、被エッチング膜ＥＦ及び下地膜ＵＦの積層膜を多層レジストとして、当該他の膜をエッチングしてよい。多層レジスト膜は、例えば、有機膜やその他の誘電膜、無機膜を含んでよい。有機膜は、例えば、スピンオンカーボン膜（ＳＯＣ）、アモルファスカーボンである。誘電膜は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ＳｉＡＲＣ、ＳｉＯＮである。フォトレジスト膜ＰＲは、金属含有膜ＭＦは、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、インジウム（Ｉｎ）、チタン(Ｔｉ)及びジルコニウム（Ｚｒ）からなる群から選択される少なくとも１種の金属を含有する膜であってよく、一例ではＳｎ含有膜であってよい。フォトレジスト膜ＰＲは、ＣＶＤ法、ＭＬＤ法又はＡＬＤ法などの気相堆積法により形成されてもよく、スピンコート法等の液相堆積法により形成されてもよい。開口ＯＰは、フォトレジスト膜ＰＲにおいてリソグラフィで形成されてよく、また、フォトレジスト膜ＰＲをエッチングして形成されてよい。一例では、まず、被エッチング膜ＥＦ上に、スズ等の金属を含有するフォトレジスト膜を形成する。そして、露光マスクを用いて、当該フォトレジスト膜に選択的に光（例えば、ＥＵＶエキシマレーザ等）を照射して、当該フォトレジスト膜に露光マスクに応じた形状のパターンを露光する。露光前に、フォトレジスト膜から溶媒を除去する露光前ベークを行ってもよく、露光後に、フォトレジスト膜を硬化させる露光後ベークを行ってもよい。そして、露光後のフォトレジスト膜を現像する。現像は、熱やプラズマ等を利用するドライ現像で行ってもよく、現像液を利用するウェット現像で行ってもよい。例えば、プラズマを利用して現像する場合、露光後のレジスト膜をフッ化水素などのハロゲン化合物を含むガスから生成したプラズマに暴露することによって行ってよい。以上により、開口ＯＰを有するフォトレジスト膜ＰＲが形成されてよい。
【0068】
工程ＳＴ１３において、第１の膜ＴＤ１が形成される（図５Ｂ参照）。第１の膜ＴＤ１は、フォトレジスト膜ＰＲの上面ＴＳ上に形成された部分、及び、フォトレジスト膜ＰＲの側面ＳＳ上に形成された部分を少なくとも有するように形成される。また、第１の膜ＴＤ１は、開口ＯＰの底面ＢＳに露出した被エッチング膜ＥＦ上にも形成されてよい。第１の膜ＴＤ１のうち、上面ＴＳ上に形成された部分の膜厚は、側面ＳＳ上に形成された部分の膜厚及び底面ＢＳ上に形成された部分の膜厚よりも厚くてよい。また、第１の膜ＴＤ１のうち、側面ＳＳ上に形成された部分の表面は、フォトレジスト膜ＰＲの側面ＳＳよりも表面粗さ（凹凸の数や大きさを含む）が少なくてよい。
【0069】
また、第１の膜ＴＤ１のうち、フォトレジスト膜ＰＲの上面ＴＳ上に形成された部分は、基板Ｗの平面視において、上面ＴＳから開口ＯＰに張り出すように形成されてよい。当該部分は、例えば、基板Ｗの平面視において、部分ＳＣの一部又は全部と重なるように形成される。また、当該部分の表面は、曲面であってよく、また、平面であってよい。
【0070】
第１の膜ＴＤ１は、例えば、有機膜である。第１の膜ＴＤ１は、例えば、炭化水素（ＣｘＨｙ）系のガスを含む処理ガスから生成したプラズマを用いたＰＥＣＶＤにより形成される（ｘ及びｙは正の数）。当該処理ガスは、ＣtＨuＦv系を含むガスであってもよい（ｔ及びｖは正の数。ｕは０以上の数）。一例として、処理ガスは、ＣＨ3ＦやＣ4Ｆ6を含むガスであってよい。また、処理ガスは、Ｎ2等の不活性ガスを更に含んでもよい。第１の膜ＴＤ１は、成膜条件を調整することにより、上面ＴＳにおける膜厚が、側面ＳＳ及び底面ＢＳにおける膜厚よりも厚くなるように形成される。なお、第１の膜ＴＤ１は、例えばＳｉ含有膜等の無機膜であってもよい。
【0071】
工程ＳＴ１４において、第２の膜ＴＤ２が形成される（図５Ｃ参照）。第２の膜ＴＤ２は、少なくとも、第１の膜ＴＤ１のうち上面ＴＳ上に形成された部分の上に形成される。第２の膜ＴＤ２は、第１の膜ＴＤ１のうち上面ＴＳ上に形成された部分の上に選択的に形成されてよい。また、第２の膜ＴＤ２は、第１の膜ＴＤ１のうち側面ＳＳ及び底面ＢＳ上に形成された部分の上に、さらに形成されてもよい。当該部分の表面は、曲面であってよく、また、平面であってよい。
【0072】
第２の膜ＴＤ２は、例えば、Ｓｉ含有膜等の無機膜である。第２の膜ＴＤ２は、Ｓｉを含むガスから生成したプラズマを用いたＰＥＣＶＤにより形成される。第２の膜ＴＤ２は、成膜条件を調整することにより、第１の膜ＴＤ１のうち上面ＴＳ上に形成された部分の上に選択的に形成される。また、第２の膜ＴＤ２は、一例として、ホウ素、リン、または硫黄等を含む非金属無機膜、又は、スズ、タングステン、チタン、またはアルミニウム等を含む金属膜であってもよい。
【0073】
工程ＳＴ２において、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする（図５Ｄ参照）。部分ＳＣのトリミングは、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、第１の膜ＴＤ１の一部、第２の膜ＴＤ２の一部、及び、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣを異方性エッチングすることにより行われてよい。また、第１の膜ＴＤ１の一部及び第２の膜ＴＤ２の一部は、異方性エッチングされるとともに、等方的にエッチングされてもよい。当該１つ以上の処理ガスは、当該プラズマに対するフォトレジスト膜ＰＲ及び／又は第１の膜ＴＤ１のエッチングレートが、当該プラズマに対する第２の膜ＴＤ２のエッチングレートよりも大きくなるような１つ以上のガスである。例えば、第１の膜ＴＤ１が有機膜であり、第２の膜ＴＤ２がＳｉ含有膜である場合、当該１つ以上のガスは、酸素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含んでよい。
【0074】
なお、工程ＳＴ２において、フォトレジスト膜ＰＲをトリミングした後に、少なくともフォトレジスト膜ＰＲの側壁ＳＳ上に、所定の膜をさらに形成してもよい。そして、側壁ＳＳ上に当該所定の膜が形成されたフォトレジスト膜ＰＲをさらにトリミングしてもよい。これにより、第１の膜ＴＤ１及び／又は第２の膜ＴＤ２の厚さが不足した場合であっても、フォトレジスト膜ＰＲを適切にトリミングすることができる。一例では、工程ＳＴ２においてフォトレジスト膜ＰＲをトリミングした後に、フォトレジスト膜ＰＲに形成された開口ＯＰの寸法（径）を測定し、測定された寸法に基づいて、少なくともフォトレジスト膜ＰＲの側壁ＳＳ上に、所定の膜を形成してよい。当該所定の膜は、開口ＯＰを規定する、第１の膜ＴＤ１の側壁及び／又は第２の膜ＴＤ２の側壁にも形成されてよい。また、当該所定の膜は、第２の膜ＴＤ２の上面にも形成されてよい。当該所定の膜は、第１の膜ＴＤ１と同じ材料又は第２の膜ＴＤ２と同じ材料から形成されてよい。また、当該所定の膜は、第１の膜ＴＤ１と同じ材料で形成された膜と第２の膜ＴＤ２と同じ材料から形成された膜との積層膜であってよい。当該所定の膜の膜厚は、フォトレジスト膜ＰＲに形成された開口ＯＰの寸法（径）に基づいて設定されてよい。
【0075】
なお、開口ＯＰの寸法は、光学的な測定装置で測定されてよい。当該測定装置は、図２に示す基板処理モジュールＰＭの１つであってよい。一例として、本処理方法が複数の基板Ｗ（例えば２５枚。）を１つの単位（以下「ロット」ともいう。）として処理する場合、ロットに含まれる基板ごとに開口ＯＰの寸法が測定されてよい。また、１つのロットに含まれる特定の基板について、開口ＯＰの寸法を測定し、当該測定値を、当該特定の基板及び当該１つのロットに含まれる他の基板における開口の寸法としてよい。１つのロットに含まれる複数の基板のうち、測定対象となる基板は、当該ロットで（ａ）最初に本処理方法が実行される基板、（ｂ）最後に本処理方法が実行される基板、又は、（ｃ）最初と最後以外に本処理方法が実行される基板のいずれであってもよい。
【0076】
工程ＳＴ３において、被エッチング膜ＥＦをエッチングする（図５Ｅ参照）。被エッチング膜ＥＦは、フォトレジスト膜ＰＲ、第１の膜ＴＤ１及び第２の膜ＴＤ２をマスクとして、異方性エッチングされる。すなわち、被エッチング膜ＥＦは、開口ＯＰの底面ＢＳにおいて露出した部分から、開口ＯＰの深さ方向に異方性エッチングされる。
【0077】
被エッチング膜ＥＦは、第１の膜ＴＤ１及びフォトレジスト膜ＰＲに対して、被エッチング膜ＥＦを選択的にエッチングする方法でエッチングされてよい。被エッチング膜ＥＦがシリコン酸化膜やシリコン窒化膜、ＳｉＯＮ等のＳｉ含有膜である場合、被エッチング膜ＥＦのエッチングで用いられる処理ガスは、フルオロカーボンガス及び／又はハイドロフルオロカーボンガスであってよい。
【0078】
次に、本処理方法の実施例と参考例について説明する。本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【0079】
＜実施例＞
実施例における基板Ｗは、ＳＯＣ膜（下地膜ＵＦ）、ＳｉＯＮ膜（被エッチング膜ＥＦ）及びフォトレジスト膜（フォトレジスト膜ＰＲ）の積層構造の上に、有機膜（第１の膜ＴＤ１）及びＳｉ含有膜（第２の膜ＴＤ２）がこの順に積層された構造を有する（図５Ｃ参照）。フォトレジスト膜の開口パターンは、参考例と同様に、図４Ａに示すホールパターンである。
実施例における基板Ｗは、ＳＯＣ膜（下地膜ＵＦ）、ＳｉＯＮ膜（被エッチング膜ＥＦ）及びフォトレジスト膜（フォトレジスト膜ＰＲ）の積層構造の上に、有機膜（第１の膜ＴＤ１）及びＳｉ含有膜（第２の膜ＴＤ２）がこの順に積層された構造を有する（図５Ｃ参照）。フォトレジスト膜の開口パターンは、参考例と同様に、図４Ａに示すホールパターンである。
【0080】
実施例では、ＣＨ4及びＡｒの混合ガスを用いたＰＥＣＶＤで有機膜（第１の膜ＴＤ１）を形成した。また、ＳｉＣｌ4、Ｈ2及びＡｒの混合ガスを用いたＰＥＣＶＤでＳｉ含有膜（第２の膜ＴＤ２）を形成した。そして、有機膜及びＳｉ含有膜の形成後に、Ｏ2、ＨＢｒ及びＡｒの混合ガスを用いたプラズマエッチングで、有機膜の一部、Ｓｉ含有膜の一部及びフォトレジスト膜の一部をエッチングした。そして、有機膜、Ｓｉ含有及びフォトレジスト膜をマスクとして、ＳｉＯＮ膜をエッチングした。なお、ＣＨＦ系ガス、ＮＦ3、Ｎ2及びＡｒの混合ガスから生成されたプラズマによってＳｉＯＮ膜をエッチングした。
【0081】
＜参考例＞
参考例における基板Ｗは、実施例と同じく、ＳＯＣ膜（下地膜ＵＦ）、ＳｉＯＮ膜（被エッチング膜ＥＦ）、及び、フォトレジスト膜（フォトレジスト膜ＰＲ）がこの順に積層された構造を有する（図５Ａ参照）。フォトレジスト膜の開口パターンは、図４Ａに示すホールパターンである。参考例では、フォトレジスト膜に開口パターンを形成した後、当該フォトレジスト膜をマスクとして、ＳｉＯＮ膜をエッチングした。なお、ＣＨＦ系ガス、ＮＦ3、Ｎ2及びＡｒの混合ガスから生成されたプラズマによってＳｉＯＮ膜をエッチングした。
参考例における基板Ｗは、実施例と同じく、ＳＯＣ膜（下地膜ＵＦ）、ＳｉＯＮ膜（被エッチング膜ＥＦ）、及び、フォトレジスト膜（フォトレジスト膜ＰＲ）がこの順に積層された構造を有する（図５Ａ参照）。フォトレジスト膜の開口パターンは、図４Ａに示すホールパターンである。参考例では、フォトレジスト膜に開口パターンを形成した後、当該フォトレジスト膜をマスクとして、ＳｉＯＮ膜をエッチングした。なお、ＣＨＦ系ガス、ＮＦ3、Ｎ2及びＡｒの混合ガスから生成されたプラズマによってＳｉＯＮ膜をエッチングした。
【0082】
実施例及び参考例における開口ＯＰのＣＤ（Critical Dimension：寸法）及びＬＣＤＵ（Local Critical Dimension Uniformity：ＣＤの３σ）の測定結果を表１に示す。なお、表１において、「フォトレジスト膜」は、フォトレジスト膜に形成された開口の測定結果である。また、「ＳｉＯＮ膜」は、ＳｉＯＮ膜に形成された開口の測定結果である。また、ＣＤは平均値である。
【表1】
【0083】
表１に示すとおり、実施例における測定結果は、参考例における測定結果よりも良好なものであった。すなわち、まず、実施例におけるＳｉＯＮ膜の開口のＬＣＤＵは、参考例におけるＳｉＯＮ膜の開口のＬＣＤＵよりも大幅に改善された。つまり、実施例では、ＳｉＯＮ膜の開口のＣＤの均一性を大幅に改善することができた。また、実施例では、ＳｉＯＮ膜のＣＤがフォトレジスト膜のＣＤに近いものとなった。なお、参考例のＳｉＯＮ膜のＣＤはフォトレジスト膜のＣＤよりもかなり小さい値となっているが、ＳｉＯＮ膜のＬＣＤＵをＣＤで乗じた値についても同様に、実施例では参考例よりも大幅な改善が見られた。
【0084】
本処理方法では、フォトレジスト膜ＰＲ上に第１の膜ＴＤ１を形成し、第１の膜ＴＤ１上にさらに第２の膜ＴＤ２を形成する。そのため、フォトレジスト膜ＰＲの開口を規定する側面ＳＳに存在する部分ＳＣを選択的に除去又は低減できる。また、フォトレジスト膜ＰＲの開口を規定する側面ＳＳに凹みや亀裂（ラインパターン等のパターンの途切れを含む）等が存在しても、フォトレジスト膜ＰＲ上に第１の膜ＴＤ１を形成することにより、当該凹み等を補填又は低減できる。これにより、フォトレジスト膜ＰＲの開口ＯＰを規定する側面ＳＳの表面粗さを低減させることができるので、当該開口ＯＰの寸法又は形状を適切に制御できる。そして、本処理方法では、かかるフォトレジスト膜ＰＲ（並びに／又は第１の膜ＴＤ１及び／若しくは第２の膜ＴＤ２）をマスクとして被エッチング膜ＥＦをエッチングするので、被エッチング膜ＥＦに形成される開口の寸法又は形状を適切に制御することができる。
【0085】
また、本処理方法では、フォトレジスト膜ＰＲ上に第１の膜ＴＤ１及び第２の膜ＴＤ２を選択的に形成する。すなわち、本処理方法において、第１の膜ＴＤ１及び第２の膜ＴＤ２は、フォトレジスト膜ＰＲの上面ＴＳ上に形成された部分の膜厚が、側面ＳＳに形成された部分の膜厚よりも厚くなるように形成される。これにより、フォトレジスト膜ＰＲの膜厚が薄い場合であっても、被エッチング膜ＥＦとエッチングマスク（フォトレジスト膜ＰＲ並びに第１の膜ＴＤ１及び第２の膜ＴＤ２）との間で十分な選択比をもって、被エッチング膜ＥＦをエッチングすることができる。
【0086】
＜本処理方法の変形例１＞
図６は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。本例では、準備工程ＳＴ１がフォトレジスト膜ＰＲの膜厚を判断する工程ＳＴ１２１をさらに有する点で、図３に示す例と異なる。すなわち、本例では、工程ＳＴ１２において形成されたフォトレジスト膜ＰＲの膜厚に基づいて、準備工程ＳＴ１における残りの工程が異なる。
図６は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。本例では、準備工程ＳＴ１がフォトレジスト膜ＰＲの膜厚を判断する工程ＳＴ１２１をさらに有する点で、図３に示す例と異なる。すなわち、本例では、工程ＳＴ１２において形成されたフォトレジスト膜ＰＲの膜厚に基づいて、準備工程ＳＴ１における残りの工程が異なる。
【0087】
工程ＳＴ１２においてフォトレジスト膜ＰＲが形成された後、工程ＳＴ１２１において、当該フォトレジスト膜ＰＲに形成された開口ＯＰの寸法（一例として、開口ＯＰの径）及び当該フォトレジスト膜ＰＲの厚さを測定する。そして、開口ＯＰの寸法に対するフォトレジスト膜ＰＲの膜厚の比率（以下、「アスペクト比」ともいう。）を算出する。アスペクト比が２以上である場合、工程ＳＴ１３及びＳＴ１４をスキップして、準備工程ＳＴ１を終了する。そして、工程ＳＴ２においてフォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする。当該トリミングは、例えば、フォトレジスト膜ＰＲを異方性エッチングすることにより行われる。第１の厚さは、被エッチング膜ＥＦの厚さや材料、被エッチング膜ＥＦのエッチングに用いられる処理ガスの種類等に基づいて、任意に定められてよい。
【0088】
アスペクト比が１以上２未満である場合、図３と同様に、工程ＳＴ１３において、フォトレジスト膜ＰＲ上に第１の膜ＴＤ１が形成される。そして、工程１４をスキップして、準備工程ＳＴ１を終了する。そして、工程ＳＴ２においてフォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする。第２の厚さは、第１の膜ＴＤ１の厚さや材料、被エッチング膜ＥＦの厚さや材料、被エッチング膜ＥＦのエッチングに用いられる処理ガスの種類等に基づいて、任意に定められてよい。
【0089】
【0090】
なお、工程ＳＴ１２１において、開口ＯＰの寸法及びフォトレジスト膜ＰＲの膜厚は、光学的な測定装置で測定されてよい。当該測定装置は、図２に示す基板処理モジュールＰＭの１つであってよい。一例として、本処理方法が複数の基板Ｗ（例えば２５枚。）を１つの単位（以下「ロット」ともいう。）として処理する場合、ロットに含まれる基板ごとに開口ＯＰの寸法及び／又はフォトレジスト膜ＰＲの膜厚が測定されてよい。また、工程ＳＴ１２１において、１つのロットに含まれる特定の基板について、開口ＯＰの寸法及び／又はフォトレジスト膜ＰＲの膜厚を測定し、当該測定値から算出されたアスペクト比を、当該特定の基板及び当該１つのロットに含まれる他の基板のアスペクト比としてよい。１つのロットに含まれる複数の基板のうち、測定対象となる基板は、当該ロットにおいて（ａ）最初に本処理方法が実行される基板、（ｂ）最後に本処理方法が実行される基板、又は、（ｃ）最初と最後以外に本処理方法が実行される基板のいずれであってもよい。
【0091】
本例によれば、フォトレジスト膜の膜厚に基づいて、当該フォトレジスト膜をトリミングするための準備工程を適切に選択することができる。
【0092】
＜本処理方法の変形例２＞
図７～図９は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。これらの例では、工程ＳＴ２のほかに、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間及び工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間の少なくとも一方において、フォトレジスト膜ＰＲの側面の少なくとも一部をトリミングする工程（ＳＴ１－ａ、ＳＴ１－ｂ）を含む点で、図３に示す例と異なる。より具体的には、図７に示す例では、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ａ）を含む。図８に示す例では、工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、第１の膜ＴＤ１の一部（例えば第１の膜ＴＤの第２の部分少なくとも一部）、及びフォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ｂ）を含む。図９に示す例では、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ａ）、及び、工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、第１の膜ＴＤ１の一部（例えば第１の膜ＴＤの第２の部分少なくとも一部）をトリミングする工程（ＳＴ１－ｂ）を含む。なお、図９の例では、工程ＳＴ１－ａにおいて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣの一部をトリミングし、工程ＳＴ１－ｂにおいて、第１の膜ＴＤの一部と、フォトレジスト膜ＰＲの残り部分とをトリミングしてもよい。
図７～図９は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。これらの例では、工程ＳＴ２のほかに、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間及び工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間の少なくとも一方において、フォトレジスト膜ＰＲの側面の少なくとも一部をトリミングする工程（ＳＴ１－ａ、ＳＴ１－ｂ）を含む点で、図３に示す例と異なる。より具体的には、図７に示す例では、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ａ）を含む。図８に示す例では、工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、第１の膜ＴＤ１の一部（例えば第１の膜ＴＤの第２の部分少なくとも一部）、及びフォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ｂ）を含む。図９に示す例では、工程ＳＴ１２と工程ＳＴ１３との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣをトリミングする工程（ＳＴ１－ａ）、及び、工程ＳＴ１３と工程ＳＴ１４との間に、１つ以上の処理ガスから生成したプラズマを用いて、第１の膜ＴＤ１の一部（例えば第１の膜ＴＤの第２の部分少なくとも一部）をトリミングする工程（ＳＴ１－ｂ）を含む。なお、図９の例では、工程ＳＴ１－ａにおいて、フォトレジスト膜ＰＲの部分ＳＣの一部をトリミングし、工程ＳＴ１－ｂにおいて、第１の膜ＴＤの一部と、フォトレジスト膜ＰＲの残り部分とをトリミングしてもよい。
【0093】
本例によれば、フォトレジスト膜ＰＲの開口を規定する側面ＳＳに存在する部分ＳＣを、より高精度に、選択的に除去又は低減できる。
【0094】
以上の各実施形態は、説明の目的で説明されており、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく種々の変形をなし得る。例えば、本処理方法は、誘導結合型プラズマのプラズマ処理装置１以外にも、容量結合型やマイクロ波プラズマ等、任意のプラズマ源を用いたプラズマ処理装置を用いて実行できる。
【0095】
また、本開示は、以下の実施形態を含む。
【0096】
（付記１）
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含むプラズマ処理方法。
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）第１の部分及び第２の部分を少なくとも含む第１の膜とを有する基板を準備する準備工程であって、前記第１の部分は前記フォトレジスト膜の上面に形成された部分であり、前記第２の部分は前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された部分であり、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、準備工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含むプラズマ処理方法。
【0097】
（付記２）
前記準備工程は、前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成する工程を含む、付記１記載のプラズマ処理方法。
前記準備工程は、前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成する工程を含む、付記１記載のプラズマ処理方法。
【0098】
（付記３）
前記準備工程は、
前記被エッチング膜と、
前記フォトレジスト膜とを有する基板を準備する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部をトリミングする工程と、
トリミングされた前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
を含む、
付記１又は２記載のプラズマ処理方法。
前記準備工程は、
前記被エッチング膜と、
前記フォトレジスト膜とを有する基板を準備する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部をトリミングする工程と、
トリミングされた前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
を含む、
付記１又は２記載のプラズマ処理方法。
【0099】
（付記４）
前記トリミング工程の後に、前記フォトレジスト膜、前記第１の膜及び前記第２の膜をマスクとして、前記被エッチング膜をエッチングするエッチング工程をさらに含む、付記２又は３記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程の後に、前記フォトレジスト膜、前記第１の膜及び前記第２の膜をマスクとして、前記被エッチング膜をエッチングするエッチング工程をさらに含む、付記２又は３記載のプラズマ処理方法。
【0100】
（付記５）
前記フォトレジスト膜の前記側面は、凹んだ部分及び前記側面から前記開口に張り出した部分の少なくとも一方を有する、付記１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記フォトレジスト膜の前記側面は、凹んだ部分及び前記側面から前記開口に張り出した部分の少なくとも一方を有する、付記１から４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0101】
（付記６）
前記張り出した部分は、前記フォトレジスト膜の前記側面から前記被エッチング膜の前記上面に亘って存する、付記５記載のプラズマ処理方法。
前記張り出した部分は、前記フォトレジスト膜の前記側面から前記被エッチング膜の前記上面に亘って存する、付記５記載のプラズマ処理方法。
【0102】
（付記７）
前記第１の膜は有機膜であり、前記第２の膜は無機膜である、付記２記載のプラズマ処理方法。
前記第１の膜は有機膜であり、前記第２の膜は無機膜である、付記２記載のプラズマ処理方法。
【0103】
（付記８）
前記フォトレジスト膜は、Ｓｎ含有膜である、付記１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記フォトレジスト膜は、Ｓｎ含有膜である、付記１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0104】
（付記９）
前記無機膜は、金属含有膜またはＳｉ含有膜である、付記７記載のプラズマ処理方法。
前記無機膜は、金属含有膜またはＳｉ含有膜である、付記７記載のプラズマ処理方法。
【0105】
（付記１０）
前記金属含有膜は、Ｓｎ含有膜である付記９記載のプラズマ処理方法。
前記金属含有膜は、Ｓｎ含有膜である付記９記載のプラズマ処理方法。
【0106】
（付記１１）
前記金属含有膜は、Ｗ含有膜、Ｔｉ含有膜またはＡｌ含有膜である、付記９記載のプラズマ処理方法。
前記金属含有膜は、Ｗ含有膜、Ｔｉ含有膜またはＡｌ含有膜である、付記９記載のプラズマ処理方法。
【0107】
（付記１２）
前記無機膜は、ホウ素、リン又は硫黄を含む非金属無機膜である、付記７記載のプラズマ処理方法。
前記無機膜は、ホウ素、リン又は硫黄を含む非金属無機膜である、付記７記載のプラズマ処理方法。
【0108】
（付記１３）
前記トリミング工程は、所定の処理ガスから生成されたプラズマを用いて実行され、
前記生成されたプラズマに対する前記第１の膜のエッチングレートは、前記生成されたプラズマに対する前記第２の膜のエッチングレートよりも大きい、付記１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程は、所定の処理ガスから生成されたプラズマを用いて実行され、
前記生成されたプラズマに対する前記第１の膜のエッチングレートは、前記生成されたプラズマに対する前記第２の膜のエッチングレートよりも大きい、付記１から７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0109】
（付記１４）
前記所定の処理ガスは、酸素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含む、付記１３記載のプラズマ処理方法。
前記所定の処理ガスは、酸素含有ガス及びハロゲン含有ガスを含む、付記１３記載のプラズマ処理方法。
【0110】
（付記１５）
前記第１の膜及び前記第２の膜は、プラズマＣＶＤにより形成される、付記２、４及び７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記第１の膜及び前記第２の膜は、プラズマＣＶＤにより形成される、付記２、４及び７のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0111】
（付記１６）
前記第１の膜は、炭素含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成され、
前記第２の膜は、Ｓｉ含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成される、
付記１５記載のプラズマ処理方法。
前記第１の膜は、炭素含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成され、
前記第２の膜は、Ｓｉ含有ガスを含むガスから生成されたプラズマを用いて形成される、
付記１５記載のプラズマ処理方法。
【0112】
（付記１７）
前記炭素含有ガスは、ＣｘＨｙ（ｘ、ｙは１以上の整数），ＣｔＨｕＦｖ（ｔ、ｖは１以上の整数、ｕは０以上の整数）、ＣＯ、またはＣＯ２である、付記１６記載のプラズマ処理方法。
前記炭素含有ガスは、ＣｘＨｙ（ｘ、ｙは１以上の整数），ＣｔＨｕＦｖ（ｔ、ｖは１以上の整数、ｕは０以上の整数）、ＣＯ、またはＣＯ２である、付記１６記載のプラズマ処理方法。
【0113】
（付記１８）
前記第１の膜の前記第１の部分の膜厚は、前記フォトレジスト膜の膜厚及び前記第２の膜の膜厚より厚い、付記２、４及び７から１２のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記第１の膜の前記第１の部分の膜厚は、前記フォトレジスト膜の膜厚及び前記第２の膜の膜厚より厚い、付記２、４及び７から１２のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0114】
（付記１９）
前記エッチング工程は、前記被エッチング膜及び前記第２の膜をエッチングする、付記４記載のプラズマ処理方法。
前記エッチング工程は、前記被エッチング膜及び前記第２の膜をエッチングする、付記４記載のプラズマ処理方法。
【0115】
（付記２０）
前記被エッチング膜はＳｉ含有膜であり、前記第２の膜はＳｉ含有膜である、付記１９記載のプラズマ処理方法。
前記被エッチング膜はＳｉ含有膜であり、前記第２の膜はＳｉ含有膜である、付記１９記載のプラズマ処理方法。
【0116】
（付記２１）
前記トリミング工程及び前記エッチング工程は、同一のチャンバ内で実行される、付記４、１９又は２０記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程及び前記エッチング工程は、同一のチャンバ内で実行される、付記４、１９又は２０記載のプラズマ処理方法。
【0117】
（付記２２）
前記トリミング工程は、
前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面によって前記被エッチング膜上に規定される開口の寸法を測定する工程と、
前記測定された寸法に基づいて、前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面上に第３の膜を形成する工程と、
前記第３の膜の一部をエッチングする工程と
をさらに含む、付記１から２１のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程は、
前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面によって前記被エッチング膜上に規定される開口の寸法を測定する工程と、
前記測定された寸法に基づいて、前記トリミング工程においてエッチングされた前記側面上に第３の膜を形成する工程と、
前記第３の膜の一部をエッチングする工程と
をさらに含む、付記１から２１のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0118】
（付記２３）
前記第３の膜は、有機膜を含む、付記２２記載のプラズマ処理方法。
前記第３の膜は、有機膜を含む、付記２２記載のプラズマ処理方法。
【0119】
（付記２４）
前記第３の膜は、前記有機膜及び前記有機膜上に形成された無機膜を含む積層膜である、付記２３記載のプラズマ処理方法。
前記第３の膜は、前記有機膜及び前記有機膜上に形成された無機膜を含む積層膜である、付記２３記載のプラズマ処理方法。
【0120】
（付記２５）
前記トリミング工程は、前記開口の寸法を測定する工程、前記第３の膜を形成する工程及び前記第３の膜の一部をエッチングする工程を繰り返す工程を含む、付記２２から２４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
前記トリミング工程は、前記開口の寸法を測定する工程、前記第３の膜を形成する工程及び前記第３の膜の一部をエッチングする工程を繰り返す工程を含む、付記２２から２４のいずれか１項記載のプラズマ処理方法。
【0121】
（付記２６）
プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するガス供給部、前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成させるための電力を供給する電源、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する、
プラズマ処理装置。
プラズマ処理チャンバ、前記プラズマ処理チャンバに処理ガスを供給するガス供給部、前記プラズマ処理チャンバ内でプラズマを生成させるための電力を供給する電源、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜と、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜と、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された第２の膜とを有する基板を配置し、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングする、制御を実行する、
プラズマ処理装置。
【0122】
（付記２７）
第１のチャンバを有する第１のプラズマ処理装置及び第２のチャンバを有する第２のプラズマ処理装置を備えたプラズマ処理システムであって、
前記第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を前記第１のチャンバ内に配置し、前記第１のチャンバ内において、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、
前記第２のプラズマ処理装置は、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている、プラズマ処理システム。
第１のチャンバを有する第１のプラズマ処理装置及び第２のチャンバを有する第２のプラズマ処理装置を備えたプラズマ処理システムであって、
前記第１のプラズマ処理装置は、（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを有する基板を前記第１のチャンバ内に配置し、前記第１のチャンバ内において、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分及び前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分を少なくとも含む第１の膜であって、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚い、第１の膜を形成し、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に第２の膜を形成するように構成されており、
前記第２のプラズマ処理装置は、前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部、及び、前記第１の膜の前記第２の部分の少なくとも一部を少なくともエッチングするように構成されている、プラズマ処理システム。
【0123】
（付記２８）
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを準備する工程と、
前記開口の寸法に対する前記フォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、
前記比率が１以上２未満である場合に前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
前記比率が１未満である場合に、前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含み、
前記第１の膜は、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分と前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚く
前記第２の膜は、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された、
プラズマ処理方法。
（ａ）被エッチング膜と、（ｂ）前記被エッチング膜の上面に形成されており、前記被エッチング膜の前記上面に少なくとも１つの開口を規定する側面を有するフォトレジスト膜とを準備する工程と、
前記開口の寸法に対する前記フォトレジスト膜の膜厚の比率を求める工程と、
前記比率が１以上２未満である場合に前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成する工程と、
前記比率が１未満である場合に、前記フォトレジスト膜上に第１の膜を形成し、また、前記第１の膜上に第２の膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜の前記側面の少なくとも一部を少なくともエッチングするトリミング工程と
を含み、
前記第１の膜は、（ｃ）前記フォトレジスト膜の上面に形成された第１の部分と前記フォトレジスト膜の前記側面に形成された第２の部分とを少なくとも含み、前記第１の部分は前記第２の部分より膜厚が厚く
前記第２の膜は、（ｄ）前記第１の膜のうち少なくとも前記第１の部分上に形成された、
プラズマ処理方法。
【符号の説明】
【0124】
１…プラズマ処理装置、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、１３…中央ガス注入部、１３…ガス導入部、１４…アンテナ、２０…ガス供給部、２２…流量制御器、３０…電源、３１…ＲＦ電源、３２…ＤＣ電源、４０…排気システム、５０…制御部、１０１…誘電体窓、１０２…側壁、１１１…本体部、１１２…リングアセンブリ、ＢＳ…底面、ＣＴ…制御部、ＥＦ…被エッチング膜、ＳＣ…部分、ＯＰ…開口、ＰＲ…フォトレジスト膜、ＳＳ…側面、ＴＤ１…第１の膜、ＴＤ２…第２の膜、ＴＳ…上面、ＵＦ…下地膜、Ｗ…基板
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】