特開 2024-130804 プラズマ処理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】P2024130804

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240920BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20240920BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

H05H1/46 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040709

(22)【出願日】2023-03-15

(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】王 湯貴

【テーマコード（参考）】

2G084

5F004

【Ｆターム（参考）】

2G084AA02

2G084BB11

2G084CC12

2G084CC13

2G084CC15

2G084CC16

2G084CC17

2G084CC33

2G084DD23

2G084DD24

2G084DD38

2G084FF15

5F004AA09

5F004BA09

5F004BB12

5F004BB13

5F004BB22

5F004BB23

5F004BB25

5F004BB26

5F004BB28

5F004CA03

5F004CA06

5F004CA08

5F004DB03

5F004DB07

5F004EA03

5F004EA28

5F004EB05

(57)【要約】

【課題】エッチング処理において閉塞を抑制する技術を提供する。
【解決手段】本開示に係るプラズマ処理方法は、プラズマ処理チャンバを備えるプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、（ａ）プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する工程と、（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する工程と、（ｃ）第１のＲＦ信号及び第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって基板上に形成された堆積物を改質する工程と、（ｄ）第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によってプラズマ中に形成された活性種を基板に引き込む工程であって、第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、工程と、（ｅ）（ｄ）の工程の後に、工程（ｄ）において形成されたプラズマ中の活性種を第３のＲＦ信号によって基板に引き込む工程と、を含む。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマ処理チャンバを備えるプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
（ａ）前記プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する工程と、
（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する工程と、
（ｃ）前記第１のＲＦ信号及び前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって前記基板上に形成された堆積物を改質する工程と、
（ｄ）前記第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、前記第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によって当該プラズマ中に形成された活性種を前記基板に引き込む工程であって、前記第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、工程と、
（ｅ）前記の（ｄ）の工程の後に、前記（ｄ）の工程において形成されたプラズマ中の活性種を前記第３のＲＦ信号によって前記基板に引き込む工程と、
を含む、プラズマ処理方法。

【請求項2】

前記（ｂ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは第１の電力レベルであり、
前記（ｃ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルである、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項3】

前記（ｄ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１の電力レベルと前記第２の電力レベルの間の第３の電力レベルである、請求項２に記載のプラズマ処理方法。

【請求項4】

前記（ｃ）の工程において、前記第２のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１のＲＦ信号の電力レベルよりも高い、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項5】

前記（ｄ）の工程において、前記３のＲＦ信号の電力レベルは、前記（ｃ）の工程における前記第２のＲＦ信号の電力レベルよりも低い、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項6】

前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｂ）の工程が実行される期間よりも長い、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項7】

前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｃ）の工程が実行される期間よりも長い、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項8】

前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｅ）の工程が実行される期間よりも長い、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項9】

前記プラズマ処理装置は、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された上部電極及び下部電極を備え、
前記第１のＲＦ信号は前記上部電極に供給され、
前記第２のＲＦ信号及び前記第３のＲＦ信号は前記下部電極に供給される、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項10】

前記（ｂ）の工程から前記（ｅ）の工程が複数回繰り返される、請求項１に記載のプラズマ処理方法。

【請求項11】

プラズマ処理チャンバ及び制御部を備えるプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
（ａ）前記プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する制御と、
（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する制御と、
（ｃ）前記第１のＲＦ信号及び前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって前記基板上に形成された堆積物を改質する制御と、
（ｄ）前記第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、前記第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によって当該プラズマ中に形成された活性種を前記基板に引き込む制御であって、前記第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、制御と、
（ｅ）前記（ｄ）の制御の後に、前記（ｄ）の制御において形成されたプラズマ中の活性種を前記第３のＲＦ信号によって前記基板に引き込む制御と、
を実行するように構成された、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、プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板処理に用いられる、ＲＦ電力を供給する技術として、特許文献１に記載されたＲＦ電力供給方法がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１７／００９９７２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、エッチング処理において閉塞を抑制する技術を提供する。

【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、プラズマ処理チャンバを備えるプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、（ａ）プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する工程と、（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する工程と、（ｃ）第１のＲＦ信号及び第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって基板上に形成された堆積物を改質する工程と、（ｄ）第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によってプラズマ中に形成された活性種を基板に引き込む工程であって、第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、工程と、（ｅ）（ｄ）の工程の後に、（ｄ）の工程において形成されたプラズマ中の活性種を第３のＲＦ信号によって基板に引き込む工程と、を含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一つの例示的実施形態によれば、エッチング処理において閉塞を抑制する技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】本処理方法の一例を示すフローチャートである。

【図4】工程ＳＴ１で提供される基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図5】本処理方法におけるＲＦ１、ＲＦ２及びＲＦ３のタイミングチャートの一例である。

【図6】工程ＳＴ３１における基板Ｗ及び活性種ＲＤの状態を模式的に示す図である。

【図7】工程ＳＴ３２における基板Ｗ及び活性種ＲＤの状態を模式的に示す図である。

【図8】工程ＳＴ３３における基板Ｗ及び活性種ＲＤの状態を模式的に示す図である。

【図9】工程ＳＴ３４における基板Ｗ及び活性種ＲＤの状態を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本開示の各実施形態について説明する。

【0009】

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、プラズマ処理チャンバを備えるプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、（ａ）プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する工程と、（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する工程と、（ｃ）第１のＲＦ信号及び第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって基板上に形成された堆積物を改質する工程と、（ｄ）第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によってプラズマ中に形成された活性種を基板に引き込む工程であって、第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、工程と、（ｅ）（ｄ）の工程の後に、（ｄ）の工程において形成されたプラズマ中の活性種を第３のＲＦ信号によって基板に引き込む工程と、を含む。

【0010】

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程において、第１のＲＦ信号の電力レベルは第１の電力レベルであり、（ｃ）の工程において、第１のＲＦ信号の電力レベルは、第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルである。

【0011】

一つの例示的実施形態において、（ｄ）の工程において、第１のＲＦ信号の電力レベルは、第１の電力レベルと第２の電力レベルの間の第３の電力レベルである。

【0012】

一つの例示的実施形態において、（ｃ）の工程において、第２のＲＦ信号の電力レベルは、第１のＲＦ信号の電力レベルよりも高い。

【0013】

一つの例示的実施形態において、（ｄ）の工程において、３のＲＦ信号の電力レベルは、（ｃ）の工程における第２のＲＦ信号の電力レベルよりも低い。

【0014】

一つの例示的実施形態において、（ｄ）の工程が実行される期間は、（ｂ）の工程が実行される期間よりも長い。

【0015】

一つの例示的実施形態において、（ｄ）の工程が実行される期間は、（ｃ）の工程が実行される期間よりも長い。

【0016】

一つの例示的実施形態において、（ｄ）の工程が実行される期間は、（ｅ）の工程が実行される期間よりも長い。

【0017】

一つの例示的実施形態において、プラズマ処理装置は、プラズマ処理チャンバ内に配置された上部電極及び下部電極を備え、第１のＲＦ信号は上部電極に供給され、第２のＲＦ信号及び第３のＲＦ信号は下部電極に供給される。

【0018】

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程から（ｅ）の工程が複数回繰り返される。

【0019】

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及び制御部を備えるプラズマ処理装置であって、制御部は、（ａ）プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する制御と、（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する制御と、（ｃ）第１のＲＦ信号及び第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって基板上に形成された堆積物を改質する制御と、（ｄ）第１のＲＦ信号によってプラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によってプラズマ中に形成された活性種を基板に引き込む制御であって、第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、制御と、（ｅ）（ｄ）の制御の後に、（ｄ）の制御において形成されたプラズマ中の活性種を第３のＲＦ信号によって基板に引き込む制御と、を実行するように構成される。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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；Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ 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（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）プラズマ生成部を含む、種々のタイプのプラズマ生成部が用いられてもよい。一実施形態において、ＡＣプラズマ生成部で用いられるＡＣ信号（ＡＣ電力）は、１００ｋＨｚ～１０ＧＨｚの範囲内の周波数を有する。従って、ＡＣ信号は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号及びマイクロ波信号を含む。一実施形態において、ＲＦ信号は、 １００ｋＨｚ～１５０ＭＨｚの範囲内の周波数を有する。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

＜プラズマ処理方法の一例＞
図３は、一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」ともいう。）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、基板を配置する工程ＳＴ１と、処理ガスを供給する工程ＳＴ２と、ＲＦ信号を供給する工程ＳＴ３とを含む。各工程における処理は、図１に示すプラズマ処理システム及び／又は図２に示すプラズマ処理装置で実行されてよい。以下では、制御部２がプラズマ処理装置１の各部を制御して、基板Ｗに対して本処理方法を実行する場合を例に説明する。なお、工程ＳＴ２及び工程ＳＴ３は、同時に実行され得る。

【0039】

工程ＳＴ１において、基板Ｗが、プラズマ処理装置１のプラズマ処理空間１０ｓ内に提供される。基板Ｗは、基板支持部１１の中央領域１１１ａに配置される。そして、基板Ｗは、静電チャック１１１１により基板支持部１１に保持される。

【0040】

図４は、工程ＳＴ１で提供される基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。基板Ｗは、下地膜ＵＦ上に、エッチング膜ＥＦ、中間膜ＭＦ及びフォトレジスト膜ＰＲがこの順で積層されている。エッチング膜ＥＦは、本処理方法においてエッチングの対象となる膜の一例である。中間膜ＭＦ及び／又はフォトレジスト膜ＰＲは、エッチング膜ＥＦのエッチングにおいて、マスクとして機能し得る膜の一例である。基板Ｗは、半導体デバイスの製造に用いられてよい。半導体デバイスは、例えば、ＤＲＡＭ、３Ｄ－ＮＡＮＤフラッシュメモリ等の半導体メモリデバイスを含む。

【0041】

下地膜ＵＦは、一例では、シリコンウェハやシリコンウェハ上に形成された有機膜、誘電体膜、金属膜、半導体膜等である。下地膜ＵＦは、複数の膜が積層されて構成されてよい。

【0042】

エッチング膜ＥＦは、下地膜ＵＦとは異なる膜である。エッチング膜ＥＦは、例えば、有機膜、誘電膜、半導体膜、金属膜でよい。エッチング膜ＥＦは、一つの膜で構成されてよく、また複数の膜が積層されて構成されてもよい。例えば、エッチング膜ＥＦは、シリコン含有膜、炭素含有膜、スピンオングラス（ＳＯＧ）膜、Ｓｉ含有反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）等の膜が１又は複数積層されて構成されてよい。一例として、エッチング膜ＥＦは、シリコン酸化膜又はシリコン酸化膜であり得る。また、エッチング膜ＥＦは、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜の積層膜であり得る。

【0043】

中間膜ＭＦは、エッチング膜ＥＦと異なる膜である。中間膜ＭＦは、エッチング膜ＥＦのエッチングにおいて、マスクとして機能し得る膜であり得る。中間膜ＭＦは、複数種の膜が積層された積層膜であり得る。一例として、中間膜ＭＦは、炭素含有膜であり得る。炭素含有膜は、例えば、スピンオングラス（ＳＯＧ）膜であり得る。

【0044】

フォトレジスト膜ＰＲは、中間膜ＭＦ及び／又はエッチング膜ＥＦのエッチングにおいて、マスクとして機能し得る膜であり得る。一例として、フォトレジスト膜ＰＲは、ＥＵＶレジストを含む膜であり得る。フォトレジスト膜ＰＲは、金属含有膜であり得る。金属含有膜は、スズを含有する膜である。フォトレジスト膜ＰＲは、酸化スズ又は水酸化スズの少なくともいずれかを含んでよい。スズ含有膜は、有機物を含んでよい。

【0045】

基板Ｗは、開口ＯＰ１及び開口ＯＰ２を含む開口パターンを含み得る。開口ＯＰ１及び開口ＯＰ２は、異なる開口径を有し得る（以下、開口ＯＰ１及び開口ＯＰ２を総称して「開口ＯＰ」ともいう。）。開口ＯＰは、基板Ｗの平面視（基板Ｗを図４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、線、矩形、円、楕円やこれらの１種類以上を組み合わせた形状であってよい。

【0046】

（工程ＳＴ２：処理ガスの供給）
工程ＳＴ２において、ガス供給部２０からプラズマ処理空間１０ｓに処理ガスが供給される。処理ガスは、フォトレジスト膜ＰＲ、中間膜ＭＦ及び／又はエッチング膜ＥＦの種類に応じて、適宜選択され得る。一例として、処理ガスは、炭素含有ガスを含み得る。炭素含有ガスは、フルオロカーボンガス（ＣＦ系ガス）及び／又はハイドロフルオロカーボンガス（ＣＨＦ系）ガスを含み得る。

【0047】

（工程ＳＴ３：ＲＦ信号の供給）
工程ＳＴ３において、上部電極及び下部電極に、複数のＲＦ信号が供給される。工程ＳＴ３は、第１のＲＦ信号ＲＦ１を供給する工程ＳＴ３１、第１のＲＦ信号ＲＦ１及び第２のＲＦ信号ＲＦ２を供給する工程ＳＴ３２、第１のＲＦ信号ＲＦ１及び第３のＲＦ信号ＲＦ３を供給する工程ＳＴ３３、及び、第３のＲＦ信号ＲＦ３を供給する工程ＳＴ３４を含む。

【0048】

第１のＲＦ信号ＲＦ１（以下「ＲＦ１」ともいう。）は、ソースＲＦ信号として機能する信号であり得る。すなわち、ＲＦ１は、プラズマ処理空間１０ｓに供給された処理ガスからプラズマを形成し得る信号であり得る。ＲＦ１は、上部電極に供給されてよい。一例として、ＲＦ１は、４０ＭＨｚ～１５０ＭＨｚの周波数を有し得る。一例として、ＲＦ１は、１００ＭＨｚの周波数を有し得る。

【0049】

第２のＲＦ信号ＲＦ２（以下「ＲＦ２」ともいう。）は、ソースＲＦ信号及びバイアスＲＦ信号として機能する信号であり得る。すなわち、ＲＦ２は、プラズマ処理空間１０ｓに供給された処理ガスからプラズマを形成し得る信号であり得る。また、ＲＦ２は、プラズマ処理空間１０ｓにおいて形成されたプラズマ中に含まれる活性種を、基板Ｗに引き寄せる信号であり得る。当該活性種は、ＲＦ１及び／又はＲＦ２によって形成された活性種であり得る。一例として、ＲＦ２は、１３ＭＨｚ～６０ＭＨｚの周波数を有し得る。一例として、ＲＦ２は、４０ＭＨｚの周波数を有し得る。

【0050】

第３のＲＦ信号ＲＦ３（以下「ＲＦ３」ともいう。）は、バイアスＲＦ信号として機能する信号であり得る。すなわち、ＲＦ３は、プラズマ処理空間１０ｓにおいて形成されたプラズマ中に含まれる活性種を、基板Ｗに引き寄せる信号であり得る。当該活性種は、ＲＦ１及び／又はＲＦ２によって形成された活性種であり得る。一例として、ＲＦ３は、１ＭＨｚ未満の周波数を有し得る。一例として、ＲＦ３は、４００ｋＨｚの周波数を有し得る。ＲＦ３は、プラズマ処理空間１０ｓにおいてプラズマを形成しない周波数を有してよい。

【0051】

図５は、本処理方法におけるＲＦ１、ＲＦ２及びＲＦ３のタイミングチャートの一例である。図５において、横軸は時間を示す。また、図５において、縦軸（縦方向）は、ＲＦ１からＲＦ３の各信号における電力レベルの相対関係を示す。すなわち、電力レベルＰ１からＰ８は、ＲＦ１からＲＦ３の電力レベルの絶対値を必ずしも示すものではない。図５において、Ｐ１はＰ２よりも相対的に電力レベルが高いことを示しているものの、図５におけるＰ１とＰ２との差が、Ｐ１とＰ２との絶対的な差を必ずしも示すものではない。また、図５において、Ｐ５はＰ６よりも相対的に電力レベルが高いことを示しているものの、図５におけるＰ５とＰ６との差が、Ｐ５とＰ６との絶対的な差を必ずしも示すものではない。図５において、Ｐ７はＰ８よりも相対的に電力レベルが高いことを示しているものの、図５におけるＰ７とＰ８との差が、Ｐ７とＰ８との絶対的な差を必ずしも示すものではない。

【0052】

図６から図９は、工程ＳＴ３１から工程ＳＴ３４の各工程における基板Ｗ及び活性種ＲＤの状態を模式的に示す図である。なお、工程ＳＴ３において、工程ＳＴ３１から工程ＳＴ３４のサイクルが繰り返し実行され得る。図６は、当該サイクルが１回以上実行されて、工程ＳＴ３１が再度実行された状態を示している。すなわち、図６は、当該サイクルが１回以上実行されて、エッチング膜ＥＦに凹部ＲＣ１及び凹部ＲＣ２が形成された後に、工程ＳＴ３１が再度実行された状態を示している。凹部ＲＣ１及び凹部ＲＣ２は、それぞれ開口ＯＰ１及び開口ＯＰ２の開口径に応じた径を有し得る。凹部ＲＣ１及び凹部ＲＣ２は異なる深さを有し得る。また、図６から図９において、活性種ＲＤに含まれる矢印は、活性種ＲＤが有するエネルギーのベクトルを模式的に示している。例えば、プラズマ中に存在する活性種ＲＤは、主に拡散によって等方的に移動し得る。他方で、シースに到達した活性種ＲＤは、主にプラズマと基板Ｗとの間に発生するバイアス電圧の影響によって異方的に移動して、凹部ＲＣに到達し得る。

【0053】

（工程ＳＴ３１：ＲＦ１の供給）
図５における時間ｔ_０において工程ＳＴ３１が開始すると、ＲＦ１が上部電極に供給される。工程ＳＴ３１において、ＲＦ１の電力レベルは、電力レベルＰ１であり得る。電力レベルＰ１は、第１の電力レベルの一例である。電力レベルＰ１は、本処理方法において、ＲＦ１が取り得る最大の電力レベルであってよい。一例として、電力レベルＰ１は、１００Ｗ～２，０００Ｗであり得る。また、電力レベルＰ１は、１，０００Ｗであり得る。

【0054】

工程ＳＴ３１において、ＲＦ１が供給されると、プラズマ処理空間１０ｓにおいてプラズマが形成される。すなわち、図６に示すように、上部電極と基板Ｗとの間において、処理ガスから複数の活性種ＲＤが生成される。処理ガスが例えばＣＦ系ガスである場合、活性種ＲＤは、炭素（Ｃ）及びフッ素（Ｆ）を含む活性種であり得る。一例として、活性種ＲＤは、ＣＦ^＋、ＣＦ２^＋及び／又はＣＦ３^＋を含み得る。また、工程ＳＴ３１において生成された活性種ＲＤの少なくとも一部が、工程ＳＴ３１の間において、凹部ＲＣ１及び／又は凹部ＲＣ２の一部に堆積し得る。

【0055】

なお、工程ＳＴ３１において、ＲＦ２の電力レベルは、電力レベルＰ６である。また、ＲＦ３の電力レベルは、電力レベルＰ８である。電力レベルＰ６及びＰ８は、いずれもゼロ電力レベル（０Ｗ）であり得る。

【0056】

（工程ＳＴ３２：ＲＦ１及びＲＦ２の供給）
図５における時刻ｔ_１において、工程ＳＴ３１が終了すると共に、工程ＳＴ３２が開始する。工程ＳＴ３２において、ＲＦ１は上部電極に供給される。また、工程ＳＴ３２において、ＲＦ１の電力レベルは、電力レベルＰ１よりも低い電力レベルＰ３である。電力レベルＰ３は、第２の電力レベルの一例である。一例として、電力レベルＰ３は、１０Ｗ～３００Ｗであり得る。また、電力レベルＰ３は、１００Ｗであり得る。

【0057】

また、工程ＳＴ３２において、ＲＦ２が下部電極に供給される。工程ＳＴ３２において、ＲＦ２の電力レベルは、電力レベルＰ６よりも高い電力レベルＰ５である。一例として、電力レベルＰ５は、１００Ｗ～１，０００Ｗであり得る。また、電力レベルＰ５は、６００Ｗであり得る。

【0058】

なお、工程ＳＴ３２において、ＲＦ３の電力レベルは、電力レベルＰ８である。電力レベルＰ８は、ゼロ電力レベル（０Ｗ）であり得る。

【0059】

工程ＳＴ３２において、ＲＦ１及びＲＦ２が供給されると、プラズマ処理空間１０ｓにおいてプラズマが形成される。すなわち、図７に示すように、上部電極と基板Ｗとの間において、処理ガスから複数の活性種ＲＤが生成される。処理ガスが例えばＣＦ系ガスである場合、活性種ＲＤは、炭素（Ｃ）及びフッ素（Ｆ）を含む活性種であり得る。一例として、活性種ＲＤは、ＣＦ^＋、ＣＦ２^＋及び／又はＣＦ３^＋を含み得る。また、工程ＳＴ３２において、ＲＦ２が供給されると、プラズマと基板Ｗとの間に、工程ＳＴ３１よりも高いバイアス電圧が生じ得る。当該バイアス電圧によって、活性種ＲＤは、工程ＳＴ３１よりも高い入射エネルギーを有し得る。当該入射エネルギーにより、プラズマ中の活性種ＲＤの少なくとも一部が、凹部ＲＣに到達し、凹部ＲＣの表面の一部に、堆積物ＤＦが形成され得る。なお、当該入射エネルギーは、適宜調整され得る。例えば、図７に示すように、活性種ＲＤによって凹部ＲＣの上部に堆積物ＤＦが形成されるように、活性種ＲＤが有する入射エネルギーが調整されてよい。また、堆積物ＤＦは、凹部ＲＣから中間膜ＭＦに亘って形成されてよい。

【0060】

また、工程ＳＴ３２において、堆積物ＤＦが改質され得る。工程ＳＴ３２において改質される堆積物ＤＦは、工程ＳＴ３１及び／又は工程ＳＴ３２において堆積した堆積物であり得る。堆積物ＤＦを改質することは、一例として、堆積物ＤＦに含まれるフッ素原子数に対する炭素原子数の比（Ｃ／Ｆ比）を上げることであり得る。一例として、工程ＳＴ３２において、堆積物ＤＦ中の炭素原子の数を増やすことによりＣ／Ｆ比を上げてよい。また、工程ＳＴ３２において、堆積物ＤＦ中のフッ素原子の数を減らすことによりＣ／Ｆ比を上げてよい。また、工程ＳＴ３２において、堆積物ＤＦ中の炭素原子の数を増やすとともに、堆積物ＤＦ中のフッ素原子の数を減らして、Ｃ／Ｆ比を上げてもよい。

【0061】

なお、工程ＳＴ３２において、活性種ＲＤによって、エッチング膜ＥＦの一部がエッチングされてもよい。

【0062】

（工程ＳＴ３３：ＲＦ１及びＲＦ３の供給）
図５における時刻ｔ_２において、工程ＳＴ３２が終了すると共に、工程ＳＴ３３が開始する。工程ＳＴ３３において、ＲＦ１は上部電極に供給される。また、工程ＳＴ３３において、ＲＦ１の電力レベルは、電力レベルＰ１と電力レベルＰ３との間の電力レベルＰ２である。電力レベルＰ２は、第３の電力レベルの一例である。一例として、電力レベルＰ２は、２００Ｗ～８００Ｗであり得る。また、電力レベルＰ３は、４００Ｗであり得る。

【0063】

また、工程ＳＴ３３において、ＲＦ３が下部電極に供給される。工程ＳＴ３３において、ＲＦ３の電力レベルは、電力レベルＰ８よりも高い電力レベルＰ７である。一例として、電力レベルＰ７は、２００Ｗ～８００Ｗであり得る。また、電力レベルＰ７は、４００Ｗであり得る。

【0064】

なお、工程ＳＴ３３において、ＲＦ２の電力レベルは、電力レベルＰ６である。電力レベルＰ６は、ゼロ電力レベル（０Ｗ）であり得る。

【0065】

工程ＳＴ３３において、ＲＦ１が供給されると、プラズマ処理空間１０ｓにおいてプラズマが形成される。すなわち、図８に示すように、上部電極と基板Ｗとの間において、処理ガスから複数の活性種ＲＤが生成される。処理ガスが例えばＣＦ系ガスである場合、活性種ＲＤは、炭素（Ｃ）及びフッ素（Ｆ）を含む活性種であり得る。一例として、活性種ＲＤは、ＣＦ^＋、ＣＦ２^＋及び／又はＣＦ３^＋を含み得る。また、工程ＳＴ３３において、ＲＦ３が供給されると、プラズマと基板Ｗとの間に、工程ＳＴ３２よりも高いバイアス電圧が生じ得る。当該バイアス電圧によって、活性種ＲＤは、工程ＳＴ３２よりも高い入射エネルギーを有し得る。すなわち、工程ＳＴ３３において、活性種ＲＤは、工程ＳＴ３２よりも高い異方性を持って基板Ｗに引き寄せられる。このように、活性種ＲＤが高い入射エネルギー及び高い異方性を有するので、凹部ＲＣに到達した活性種ＲＤは、エッチング膜ＥＦと反応して、エッチング膜ＥＦをエッチングする。

【0066】

本処理方法では、工程ＳＴ３２において、凹部ＲＣの一部に堆積物ＤＦが形成される。堆積物ＤＦは、凹部ＲＣの上部、例えば、エッチング膜ＥＦと中間膜ＭＦとの境界近傍に形成され得る。そして、当該堆積物ＤＦにより、工程ＳＴ３３において、凹部ＲＣの上部が保護され得る。従って、工程ＳＴ３３においてエッチング膜ＥＦがエッチングされるときに、凹部ＲＣの上部においてボウイングの発生を抑制することができる。なお、工程ＳＴ３３において、堆積物ＤＦの一部が除去されてもよい。例えば、エッチング膜ＥＦに、径が異なる凹部ＲＣ１及び凹部ＲＣ２が形成される場合において、図８に示すように、凹部ＲＣ１において堆積物ＤＦの少なくとも一部が残る一方で、凹部ＲＣ２において堆積物ＤＦの一部又は全部が除去されてよい。

【0067】

（工程ＳＴ３４：ＲＦ３の供給）
図５における時刻ｔ₃において、工程ＳＴ３３が終了すると共に、工程ＳＴ３４が開始する。工程ＳＴ３３において、ＲＦ３が下部電極に供給される。工程ＳＴ３４において、ＲＦ３の電力レベルは、電力レベルＰ７である。すなわち、工程ＳＴ３４において、ＲＦ３の電力レベルは、工程ＳＴ３３と同じ電力レベルであり得る。

【0068】

また、工程ＳＴ３４において、ＲＦ１の電力レベルは、電力レベルＰ４である。電力レベルＰ４は、電力レベルＰ２及びＰ３よりも低い電力レベルである。電力レベルＰ４は、ゼロ電力レベル（０Ｗ）であり得る。また、工程ＳＴ３４において、ＲＦ２の電力レベルは、工程ＳＴ３３と同じく電力レベルＰ６である。

【0069】

工程ＳＴ３４では、工程ＳＴ３３において生成されたプラズマが、プラズマ処理空間１０ｓに残留する。すなわち、工程ＳＴ３４におけるプラズマは、工程ＳＴ３３におけるプラズマよりも、低いプラズマ密度を有する。従って、工程ＳＴ３４において、ＲＦ３が引き続き下部電極に供給されると、プラズマと基板Ｗとの間に生じたバイアス電圧によって、活性種ＲＤは、工程ＳＴ３３よりも高い異方性を持って基板Ｗに引き寄せられる。このように、活性種ＲＤが高い入射エネルギー及び高い異方性を有するので、凹部ＲＣに到達した活性種ＲＤは、エッチング膜ＥＦと反応して、エッチング膜ＥＦをエッチングする。また、活性種ＲＤは、凹部ＲＣ１及び／又は凹部ＲＣ２において、堆積物ＤＦを除去し得る。

【0070】

本処理方法では、工程ＳＴ３４において、工程ＳＴ３３よりも密度の低いプラズマが存在する一方で、例えば１ＭＨｚ未満の比較的低い周波数を有するＲＦ３によって、活性種ＲＤが基板Ｗに引き寄せられる。これにより、工程ＳＴ３４において堆積物ＤＦを除去できるので、工程ＳＴ３１から工程ＳＴ３４のサイクルを繰り返すことによって生じ得る、凹部ＲＣの上部における閉塞を抑制することができる。すなわち、本処理方法では、工程ＳＴ３１から工程ＳＴ３４のサイクルを繰り返してエッチング膜ＥＦをエッチングする過程において、工程ＳＴ３４で堆積物ＤＦを除去することができる。本処理方法では、当該除去によって、凹部ＲＣの閉塞を抑制しつつ、エッチング膜ＥＦにおいて下地膜ＵＦが露出するまで凹部ＲＣを深く形成することができる。

【0071】

本開示は、例えば、以下の構成を含み得る。

【0072】

（付記１）
プラズマ処理チャンバを備えるプラズマ処理装置において実行されるプラズマ処理方法であって、
（ａ）前記プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する工程と、
（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する工程と、
（ｃ）前記第１のＲＦ信号及び前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって前記基板上に形成された堆積物を改質する工程と、
（ｄ）前記第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、前記第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によって当該プラズマ中に形成された活性種を前記基板に引き込む工程であって、前記第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、工程と、
（ｅ）前記の（ｄ）の工程の後に、前記（ｄ）の工程において形成されたプラズマ中の活性種を前記第３のＲＦ信号によって前記基板に引き込む工程と、
を含む、プラズマ処理方法。

【0073】

（付記２）
前記（ｂ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは第１の電力レベルであり、
前記（ｃ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１の電力レベルよりも低い第２の電力レベルである、付記１に記載のプラズマ処理方法。

【0074】

（付記３）
前記（ｄ）の工程において、前記第１のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１の電力レベルと前記第２の電力レベルの間の第３の電力レベルである、付記２に記載のプラズマ処理方法。

【0075】

（付記４）
前記（ｃ）の工程において、前記第２のＲＦ信号の電力レベルは、前記第１のＲＦ信号の電力レベルよりも高い、付記１から３のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0076】

（付記５）
前記（ｄ）の工程において、前記３のＲＦ信号の電力レベルは、前記（ｃ）の工程における前記第２のＲＦ信号の電力レベルよりも低い、付記１から４のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0077】

（付記６）
前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｂ）の工程が実行される期間よりも長い、付記１から５のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0078】

（付記７）
前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｃ）の工程が実行される期間よりも長い、付記１から６のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0079】

（付記８）
前記（ｄ）の工程が実行される期間は、前記（ｅ）の工程が実行される期間よりも長い、付記１から７のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0080】

（付記９）
前記プラズマ処理装置は、前記プラズマ処理チャンバ内に配置された上部電極及び下部電極を備え、
前記第１のＲＦ信号は前記上部電極に供給され、
前記第２のＲＦ信号及び前記第３のＲＦ信号は前記下部電極に供給される、付記１から８のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0081】

（付記１０）
前記（ｂ）の工程から前記（ｅ）の工程が複数回繰り返される、付記１から８のいずれか１つに記載のプラズマ処理方法。

【0082】

（付記１１）
プラズマ処理チャンバ及び制御部を備えるプラズマ処理装置であって、
前記制御部は、
（ａ）前記プラズマ処理チャンバ内に基板を配置する制御と、
（ｂ）第１の周波数を有する第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成する制御と、
（ｃ）前記第１のＲＦ信号及び前記第１の周波数よりも低い第２の周波数を有する第２のＲＦ信号によって前記基板上に形成された堆積物を改質する制御と、
（ｄ）前記第１のＲＦ信号によって前記プラズマ処理チャンバ内にプラズマを形成し、前記第２の周波数よりも低い第３の周波数を有する第３のＲＦ信号によって当該プラズマ中に形成された活性種を前記基板に引き込む制御であって、前記第３の周波数は１ＭＨｚ未満である、制御と、
（ｅ）前記（ｄ）の制御の後に、前記（ｄ）の制御において形成されたプラズマ中の活性種を前記第３のＲＦ信号によって前記基板に引き込む制御と、
を実行するように構成された、プラズマ処理装置。

【0083】

以上の例示的実施形態において、本プラズマ処理方法は、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、当業者の通常の創作能力の範囲内で、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態に追加することができる。また、ある実施形態における一部の構成要素を、他の実施形態の対応する構成要素と置換することができる。

【符号の説明】

【0084】

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……プラズマ処理チャンバ、ＤＦ……堆積物、Ｐ１からＰ８……電力レベル、ＲＤ……活性種、ＲＦ１……第１のＲＦ信号、ＲＦ２……第２のＲＦ信号、ＲＦ３……第３のＲＦ信号、Ｗ……基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】