特開 2024-150701 エッチング方法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】P2024150701

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】エッチング方法及びプラズマ処理システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20241016BHJP

   H05H 1/46 20060101ALN20241016BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

H05H1/46 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024120636

(22)【出願日】2024-07-25

(62)【分割の表示】P 2023512996の分割

【原出願日】2022-03-31

(31)【優先権主張番号】63/172,316

(32)【優先日】2021-04-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(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】須田 隆太郎

(72)【発明者】

【氏名】戸村 幕樹

(72)【発明者】

【氏名】木原 嘉英

(72)【発明者】

【氏名】三浦 太樹

(72)【発明者】

【氏名】朴 宰永

(72)【発明者】

【氏名】福永 裕介

(57)【要約】      （修正有）

【課題】エッチングの形状異常を抑制する。
【解決手段】エッチング方法は、シリコン含有膜とマスクを有する基板を、チャンバ内に提供する工程と、シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、エッチングする工程は、フッ化水素（ＨＦ）ガスとＨＦと、シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスと、を含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする。第１の処理ガスは、反応制御ガスとして反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む。工程はまた、ＨＦガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする。第２の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含むか、反応を抑制する反応抑制ガスを第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか又は反応制御ガスを含まない。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、
（ａ）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を、チャンバ内に提供する工程と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記（ｂ）の工程は、
（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、
（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、
エッチング方法。

【請求項2】

前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－１）の工程の後に、前記（ｂ－２）の工程を行う、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項3】

前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－２）の工程の後に、前記（ｂ－１）の工程を行う、請求項１に記載のエッチング方法。

【請求項4】

前記（ｂ）の工程において、前記（ｂ－１）の工程と前記（ｂ－２）の工程とを交互に繰り返す、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項5】

前記（ｂ）の工程において、エッチングにより前記シリコン含有膜に形成される凹部の深さ、当該凹部のアスペクト比、及び、エッチング時間の少なくとも一つに基づいて、前記（ｂ－１）の工程と前記（ｂ－２）の工程との切り換えを行う、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項6】

前記（ｂ－１）の工程において、第１のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、前記第１の処理ガスからプラズマを生成し、
前記（ｂ－２）の工程において、前記第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、前記第２の処理ガスからプラズマを生成する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項7】

前記反応促進ガスは、リン含有ガス、窒素含有ガス及び水素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項8】

前記リン含有ガスは、ハロゲン化リンガスである、請求項７に記載のエッチング方法。

【請求項9】

前記窒素含有ガスは、ＮＨ₃ガス、ＮＦ₃ガス、ＮＯガス及びＮＯ₂ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項７に記載のエッチング方法。

【請求項10】

前記水素含有ガスは、ＯＨ基を有するガスである、請求項７に記載のエッチング方法。

【請求項11】

前記反応抑制ガスは、塩素含有ガスである、請請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項12】

前記塩素含有ガスは、Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₂ガス、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₄ガス、Ｓｉ₂Ｃｌ₆ガス、ＣＨＣｌ₃ガス、ＣＣｌ₄ガス及びＢＣｌ₃ガスからなる群から選択される少なくとも１種である、請求項１１に記載のエッチング方法。

【請求項13】

前記第１の処理ガス及び前記第２の処理ガスのいずれにおいても、不活性ガスを除きフッ化水素ガスの分圧が最も大きい、請求項１乃至請求項３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１の処理ガス及び前記第２の処理ガスの少なくとも一方は、炭素含有ガス、酸素含有ガス、炭素を含まないフッ素含有ガス及びフッ素以外のハロゲン含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種をさらに含む、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項15】

前記第１の処理ガスに含まれる反応抑制ガスと、前記第２の処理ガスに含まれる反応抑制ガスとが互いに同一の種類のガスである、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項16】

前記第１の処理ガスに含まれる反応促進ガスと、前記第２の処理ガスに含まれる反応促進ガスとが互いに同一の種類のガスである、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエッチング方法。

【請求項17】

チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、
（ａ）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を、チャンバ内に提供する工程と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
（ｂ－１）第１の処理ガスから生成される、フッ化水素の活性種を含むプラズマを用いて、前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、
（ｂ－２）第２の処理ガスから生成される、フッ化水素の活性種を含むプラズマを用いて、前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、
エッチング方法。

【請求項18】

前記フッ化水素の活性種は、フッ化水素ガス又はハイドロフルオロカーボンガスの少なくとも１種のガスから生成される、請求項１７に記載のエッチング方法。

【請求項19】

前記フッ化水素の活性種は、フッ素含有ガス及び水素含有ガスから生成される、請求項１７に記載のエッチング方法。

【請求項20】

チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、プラズマ生成部、及び、制御部を備え、
前記制御部は、
（ａ）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を、チャンバ内の基板支持部上に提供する制御と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする制御と、を実行し、
前記（ｂ）の制御は、
（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする制御であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む制御と、
（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする制御であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない制御と、を含む、
プラズマ処理システム。

【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システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、シリコンを含有する基板内の膜を、アモルファスカーボン又は有機ポリマーを含むマスクを用いてエッチングする技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－３９３１０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、エッチングの形状異常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、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、（ａ）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を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、前記（ｂ）の工程は、（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、エッチング方法が提供される。

【発明の効果】

【0006】

本開示の一つの例示的実施形態によれば、エッチングの形状異常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】例示的なプラズマ処理システムを概略的に示す図である。

【図2】本処理方法の例示的な実施形態を示すフローチャートである。

【図3】基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図4】反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。

【図5】反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。

【図6A】Ｈ期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図6B】Ｌ期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図7】反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。

【図8】反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。

【図9A】Ｈ１期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図9B】Ｌ１期間終了時の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。

【図10】本処理方法の変形例を示すフローチャートである。

【図11】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】

【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、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、（ａ）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基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、（ｂ）シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、（ｂ）の工程は、（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする工程であって、第１の処理ガスは、反応制御ガスとして、反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする工程であって、第２の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は反応を抑制する反応抑制ガスを第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、反応制御ガスを含まない工程と、を含むエッチング方法が提供される。

【0010】

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程において、（ｂ－１）の工程の後に、（ｂ－２）の工程を行うエッチング方法を提供する。

【0011】

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程において、（ｂ－２）の工程の後に、（ｂ－１）の工程を行うエッチング方法を提供する。

【0012】

一つの例示的実施形態において、ｂ）の工程において、（ｂ－１）の工程と（ｂ－２）の工程とを交互に繰り返す。

【0013】

一つの例示的実施形態において、（ｂ）の工程において、エッチングによりシリコン含有膜に形成される凹部の深さ、凹部のアスペクト比、及び、エッチング時間の少なくとも一つに基づいて、（ｂ－１）の工程と（ｂ－２）の工程との切り換えを行う。

【0014】

一つの例示的実施形態において、（ｂ－１）の工程において、第１のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、第１の処理ガスからプラズマを生成し、（ｂー２）の工程において、第１のデューティ比よりも小さい第２のデューティ比を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いて、第２の処理ガスからプラズマを生成する。

【0015】

一つの例示的実施形態において、反応促進ガスは、リン含有ガス、窒素含有ガス及び水素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。

【0016】

一つの例示的実施形態において、リン含有ガスは、ハロゲン化リンガスである。

【0017】

一つの例示的実施形態において、窒素含有ガスは、ＮＨ₃ガス、ＮＦ₃ガス、ＮＯガス及びＮＯ₂ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。

【0018】

一つの例示的実施形態において、水素含有ガスは、ＯＨ基を有するガスである。

【0019】

一つの例示的実施形態において、反応抑制ガスは、塩素含有ガスである。

【0020】

一つの例示的実施形態において、塩素含有ガスは、Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₂ガス、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₄ガス、Ｓｉ₂Ｃｌ₆ガス、ＣＨＣｌ₃ガス、ＣＣｌ₄ガス及びＢＣｌ₃ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。

【0021】

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスのいずれにおいても、不活性ガスを除きフッ化水素ガスの分圧が最も大きい。

【0022】

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの少なくとも一方は、炭素含有ガス、酸素含有ガス、炭素を含まないフッ素含有ガス及びフッ素以外のハロゲン含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種をさらに含む。

【0023】

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスに含まれる反応抑制ガスと、第２の処理ガスに含まれる反応抑制ガスとが互いに同一の種類のガスである。

【0024】

一つの例示的実施形態において、第１の処理ガスに含まれる反応促進ガスと、第２の処理ガスに含まれる反応促進ガスとが互いに同一の種類のガスである。

【0025】

一つの例示的実施形態において、チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるエッチング方法であって、（ａ）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基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、（ｂ）シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、（ｂ－１）第１の処理ガスから生成される、フッ化水素の活性種を含むプラズマを用いて、シリコン含有膜をエッチングする工程であって、第１の処理ガスは、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとして、反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、（ｂ－２）第２の処理ガスから生成される、フッ化水素の活性種を含むプラズマを用いて、シリコン含有膜をエッチングする工程であって、第２の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は反応を抑制する反応抑制ガスを第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、反応制御ガスを含まない工程と、を含むエッチング方法が提供される。

【0026】

一つの例示的実施形態において、フッ化水素の活性種は、フッ化水素ガス又はハイドロフルオロカーボンガスの少なくとも１種のガスから生成される。

【0027】

一つの例示的実施形態において、フッ化水素の活性種は、フッ素含有ガス及び水素含有ガスから生成される。

【0028】

一つの例示的実施形態において、チャンバ、チャンバ内に設けられた基板支持部、プラズマ生成部、及び、制御部を備え、制御部は、（ａ）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基板を、チャンバ内の基板支持部上に提供する制御と、（ｂ）シリコン含有膜をエッチングする制御と、を実行し、（ｂ）の制御は、（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする制御であって、第１の処理ガスは、反応制御ガスとして、反応を促進する反応促進ガス及び反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む制御と、（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いてシリコン含有膜をエッチングする制御であって、第２の処理ガスは、反応を促進する反応促進ガスを第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は反応を抑制する反応抑制ガスを第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、反応制御ガスを含まない制御と、を含むプラズマ処理システムが提供される。

【0029】

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。

【0030】

＜プラズマ処理システムの構成例＞
以下に、プラズマ処理システムの構成例について説明する。図１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。

【0031】

プラズマ処理システムは、容量結合型のプラズマ処理装置１及び制御部２を含む。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、少なくとも１つの処理ガスをプラズマ処理空間１０ｓ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。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筐体とは電気的に絶縁される。

【0032】

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、エッジリングアセンブリ１１２を支持するためのリング支持面とも呼ばれる。

【0033】

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、ＲＦ又はＤＣ電極がセラミック部材１１１１ａ内に配置されてもよく、この場合、ＲＦ又はＤＣ電極が下部電極として機能する。後述するバイアスＲＦ信号又はＤＣ信号がＲＦ又はＤＣ電極に接続される場合、ＲＦ又は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ＲＦ又はＤＣ電極との両方が２つの下部電極として機能してもよい。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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、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。

【0037】

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１又はそれ以上の流量変調デバイスを含んでもよい。

【0038】

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、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、プラズマ処理チャンバ１０において１又はそれ以上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生成部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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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のバイアス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。

【0042】

種々の実施形態において、第１及び第２のＤＣ信号のうち少なくとも１つがパルス化されてもよい。この場合、ＤＣに基づく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。

【0043】

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。

【0044】

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、例えばコンピュータ２ａを含んでもよい。コンピュータ２ａは、例えば、処理部（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）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。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。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。

【0045】

＜エッチング方法の一例＞
図２は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法（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２に示すように、本処理方法は、基板を提供する工程ＳＴ１と、基板のシリコン含有膜をエッチングする工程ＳＴ２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。

【0046】

（工程ＳＴ１：基板の提供）
工程ＳＴ１において、基板Ｗは、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に提供される。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。

【0047】

図３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、シリコン含有膜ＳＦ及びマスクＭＦがこの順で積層されている。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。

【0048】

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。

【0049】

シリコン含有膜ＳＦは、本処理方法において、エッチングの対象となる膜である。シリコン含有膜ＳＦは、一例では、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜、多結晶シリコン膜である。シリコン含有膜ＳＦは、複数の膜が積層されて構成されてよい。例えば、シリコン含有膜ＳＦは、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とが交互に積層されて構成されてよい。また例えば、シリコン含有膜ＳＦは、シリコン酸化膜と多結晶シリコン膜とが交互に積層されて構成されてよい。

【0050】

マスクＭＦは、シリコン含有膜ＳＦのエッチングにおいてマスクとして機能する膜である。マスクＭＦは、例えば、ポリシリコン膜、ホウ素ドープシリコン膜、タングステン含有膜（例えば、ＷＣ膜、ＷＳｉ膜等）、アモルファスカーボン膜又は酸化ズズ膜又はチタン含有膜（例えば、ＴｉＮ膜等）でよい。

【0051】

図３に示すとおり、マスクＭＦは、シリコン含有膜ＳＦ上において少なくとも一つの開口ＯＰを規定する。開口ＯＰは、シリコン含有膜ＳＦ上の空間であって、マスクＭＦの側壁に囲まれている。すなわち、シリコン含有膜ＳＦの上面は、マスクＭＦによって覆われた領域と、開口ＯＰの底部において露出した領域とを有する。

【0052】

開口ＯＰは、基板Ｗの平面視、すなわち、基板Ｗを図３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。マスクＭＦは、複数の側壁を有し、複数の側壁が複数の開口ＯＰを規定してもよい。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。また、複数の開口ＯＰは、それぞれ穴形状を有し、アレイパターンを構成してもよい。

【0053】

基板Ｗを構成する各膜（下地膜ＵＦ、シリコン含有膜ＳＦ、マスクＭＦ）は、それぞれ、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スピンコート法等により形成されてよい。開口ＯＰは、マスクＭＦをエッチングすることで形成されてよい。またマスクＭＦは、リソグラフィによって形成されてもよい。なお、上記各膜は、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。また基板Ｗが下地膜ＵＦの下に他の膜をさらに有し、シリコン含有膜ＳＦ及び下地膜ＵＦの積層膜が多層マスクとして機能してもよい。すなわち、シリコン含有膜ＳＦ及び下地膜ＵＦの積層膜を多層マスクとして、当該他の膜をエッチングしてもよい。

【0054】

基板Ｗの各膜を形成するプロセスの少なくとも一部は、プラズマ処理チャンバ１０の空間内で行われてよい。一例では、マスクＭＦをエッチングして開口ＯＰを形成する工程は、プラズマ処理チャンバ１０で実行されてよい。すなわち、開口ＯＰ及び後述するシリコン含有膜ＳＦのエッチングは、同一のチャンバ内で連続して実行されてよい。また、基板Ｗの各膜の全部又は一部がプラズマ処理装置１の外部の装置やチャンバで形成された後、基板Ｗがプラズマ処理装置１のプラズマ処理空間１０ｓ内に搬入され、基板支持部１１の中央領域１１１ａに配置されることで、基板が提供されてもよい。

【0055】

基板Ｗを基板支持部１１の中央領域１１１ａに提供後、基板支持部１１の温度が温調モジュールにより設定温度に調整される。設定温度は、例えば、７０℃以下、０℃以下、－１０℃以下、－２０℃以下、－３０℃以下、－４０℃以下、－５０℃以下、－６０℃以下又は－７０℃以下でよい。一例では、基板支持部１１の温度を調整又は維持することは、流路１１１０ａを流れる伝熱流体の温度を設定温度又は設定温度と異なる温度に調整又は維持することを含む。一例では、基板支持部１１の温度を調整又は維持することは、静電チャック１１１１と基板Ｗの裏面との間の伝熱ガス（例えばＨｅ）の圧力を制御することを含む。なお、流路１１１０ａに伝熱流体が流れ始めるタイミングは、基板Ｗが基板支持部１１に載置される前でも後でもよく、また同時でもよい。また、本処理方法において、基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ１の前に設定温度に調整されてよい。すなわち、基板支持部１１の温度が設定温度に調整された後に、基板支持部１１に基板Ｗを提供してよい。

【0056】

（工程ＳＴ２：エッチング）
工程ＳＴ２において、基板Ｗのシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。工程ＳＴ２は、第１のエッチング工程ＳＴ２１と、第２のエッチング工程ＳＴ２２とを備える。また工程ＳＴ２は、エッチングの停止条件を満たしているか判定する工程ＳＴ２３を備えてよい。すなわち、工程ＳＴ２３において停止条件を満たすと判定されるまで、工程ＳＴ２１と工程ＳＴ２２とを交互に繰り返してよい。工程ＳＴ２における処理の間、基板支持部１１の温度は、工程ＳＴ１で調整した設定温度に維持される。

【0057】

（工程ＳＴ２１：第１のエッチング）
工程ＳＴ２１において、第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて、シリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。まず、ガス供給部２０から第１の処理ガスがプラズマ処理空間１０ｓ内に供給される。第１の処理ガスは、フッ化水素（ＨＦ）ガスと、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む。第１の処理ガスは、反応制御ガスとして、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を促進する反応促進ガスを含んでよい。第１の処理ガスは、当該反応を抑制する反応抑制ガスを含んでよい。なお、第１の処理ガスは、反応促進ガスと反応抑制ガスの双方を含んでもよい。

【0058】

次に、基板支持部１１の下部電極及び／又はシャワーヘッド１３の上部電極にソースＲＦ信号が供給される。これにより、シャワーヘッド１３と基板支持部１１との間で高周波電界が生成され、プラズマ処理空間１０ｓ内の第１の処理ガスからプラズマが生成される。また、基板支持部１１の下部電極にバイアス信号が供給されて、プラズマと基板Ｗとの間にバイアス電位が発生する。バイアス電位によって、プラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Ｗに引きよせられ、当該活性種によってシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。

【0059】

（工程ＳＴ２２：第２のエッチング）
第２のエッチング工程ＳＴ２２において、第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて、シリコン含有膜ＳＦがさらにエッチングされる。まず、ガス供給部２０から第２の処理ガスがプラズマ処理空間１０ｓ内に供給される。第２の処理ガスは、フッ化水素（ＨＦ）ガスを含む。

【0060】

第２の処理ガスは、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を促進する反応促進ガス及び当該反応を抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含んでよい。第２の処理ガスが反応促進ガスを含む場合、当該反応促進ガスの分圧は、第１の処理ガス中の反応促進ガスの分圧よりも小さくてよい。第２の処理ガスが反応抑制ガスを含む場合、当該反応抑制ガスの分圧は、第１の処理ガス中の反応抑制ガスの分圧よりも大きくてよい。第２の処理ガスが反応促進ガスと反応抑制ガスの双方を含む場合、反応促進ガスの分圧が第１の処理ガス中の反応促進ガスの分圧に比べて小さいか、反応抑制ガスの分圧が第１の処理ガス中の反応抑制ガスの分圧に比べて大きいか、又はその両方であってよい。

【0061】

第２の処理ガスは、フッ化水素とシリコン含有膜との反応を制御（抑制又は促進）するガスを含まなくてもよい。

【0062】

次に、工程ＳＴ２１と同様に、基板支持部１１の下部電極及び／又はシャワーヘッド１３の上部電極にソースＲＦ信号が供給される。これにより、シャワーヘッド１３と基板支持部１１との間で高周波電界が生成され、プラズマ処理空間１０ｓ内の第２の処理ガスからプラズマが生成される。また、基板支持部１１の下部電極にバイアス信号が供給されて、プラズマと基板Ｗとの間にバイアス電位が発生する。バイアス電位によって、プラズマ中のイオン、ラジカル等の活性種が基板Ｗに引きよせられ、当該活性種によってシリコン含有膜ＳＦがさらにエッチングされる。

【0063】

工程ＳＴ２１から工程ＳＴ２２への切り換えは、例えば、エッチングによりシリコン含有膜ＳＦに形成される凹部の深さ、当該凹部のアスペクト比、及び、エッチング時間の少なくともいずれか一つに基づいて行ってよい。

【0064】

工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２において、バイアス信号は、第２のＲＦ生成部３１ｂから供給されるバイアスＲＦ信号であってよい。またバイアス信号は、ＤＣ生成部３２ａから供給されるバイアスＤＣ信号であってもよい。なお、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２においてバイアス信号が供給されなくてもよい。

【0065】

工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２において、ソースＲＦ信号及びバイアス信号は、双方が連続波又はパルス波でよく、また一方が連続波で他方がパルス波でもよい。ソースＲＦ信号及びバイアス信号の双方がパルス波である場合、双方のパルス波の周期は同期してよい。バイアスＤＣ信号を用いる場合、パルス波は、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせの波形を有してよい。バイアスＤＣ信号の極性は、プラズマと基板との間に電位差を与えてイオンを引き込むように基板Ｗの電位が設定されれば、負であっても正であってもよい。

【0066】

ソースＲＦ信号又はバイアス信号としてパルス波を用いる場合、パルス波のデューティ比は適宜設定してよく、例えば、１～８０％でよく、また５～５０％でよい。ここで、デューティ比は、パルス波の周期における、電力又は電圧レベルが高い期間が占める割合である。また、パルス波のデューティ比は、工程ＳＴ２１と工程ＳＴ２２とで同一でよく、また異なっていてもよい。一例では、工程ＳＴ２２におけるソースＲＦ信号のパルス波のデューティ比を、工程ＳＴ２１におけるソースＲＦ信号のパルス波のデューティ比よりも小さくしてよい。デューティ比を小さくすることで、プラズマによる基板Ｗへの入熱が抑制され、工程ＳＴ２２に比べて基板Ｗの温度が低くなる。フッ化水素は、基板Ｗの温度が低いほどシリコン含有膜ＳＦに吸着しやすい傾向があるので、デューティ比を小さくすることで、フッ化水素のシリコン含有膜ＳＦへの吸着を促進し得る。

【0067】

（工程ＳＴ２３：終了判定）
工程ＳＴ２３において、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、例えば、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を１サイクルとし、当該サイクルの繰り返し回数が所与の回数に達しているか否かでよい。停止条件は、例えば、エッチング時間が所与の時間に達しているかでもよい。停止条件は、例えば、エッチングにより形成される凹部の深さが所与の深さに達しているかでもよい。工程ＳＴ２３において停止条件が満たされていないと判定されると、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２を含むサイクルが繰り返される。工程ＳＴ２３において停止条件が満たされると判定されると、本処理方法を終了する。なお、停止条件が満たされるか否かの判断を、工程ＳＴ２３に加え、工程ＳＴ２１と工程ＳＴ２２との間でも実行してもよい。

【0068】

（処理ガスの構成）
第１の処理ガスにおいて、不活性ガスを除く全ガスのうち、ＨＦガスの分圧が最も大きくてよい。また第２の処理ガスにおいて、不活性ガスを除く全ガスのうち、ＨＦガスの分圧が最も大きくてよい。一例では、第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスにおいて、ＨＦガスは、不活性ガスを除く総流量に対して、５０体積％以上、６０体積％以上、７０体積％以上でよく、また８０体積％以上含まれてよい。なお、ＨＦガスとしては、高純度のもの、例えば、純度が９９．９９９％以上のものを用いてよい。

【0069】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスに含まれる反応促進ガスは、例えば、プラズマ中のフッ化水素の活性種がシリコン含有膜ＳＦに吸着することを促進するガス（吸着促進ガス）でよい。ここで、フッ化水素の活性種は、フッ化水素のガス、ラジカル及びイオンの少なくともいずれかを含む。反応促進ガスとしては、リン含有ガス、窒素含有ガス及び水素含有ガスからなる群から選択される少なくとも１種を使用してよい。第１の処理ガスと第２の処理ガスの双方が反応促進ガスを含む場合、第１の処理ガスに含まれる反応促進ガスの種類と、第２の処理ガスに含まれる反応促進ガスの種類とは同一でよく、また異なっていてもよい。

【0070】

リン含有ガスは、リン含有分子を含むガスである。リン含有分子は、十酸化四リン（Ｐ₄Ｏ₁₀）、八酸化四リン（Ｐ₄Ｏ₈）、六酸化四リン（Ｐ₄Ｏ₆）等の酸化物であってもよい。十酸化四リンは、五酸化二リン（Ｐ₂Ｏ₅）と呼ばれることがある。リン含有分子は、三フッ化リン（ＰＦ₃）、五フッ化リン（ＰＦ₅）、三塩化リン（ＰＣｌ₃）、五塩化リン（ＰＣｌ₅）、三臭化リン（ＰＢｒ₃）、五臭化リン（ＰＢｒ₅）、ヨウ化リン（ＰＩ₃）のようなハロゲン化物（ハロゲン化リン）であってもよい。すなわち、リン含有分子は、フッ化リン等、ハロゲン元素としてフッ素を含んでもよい。或いは、リン含有分子は、ハロゲン元素としてフッ素以外のハロゲン元素を含んでもよい。リン含有分子は、フッ化ホスホリル（ＰＯＦ₃）、塩化ホスホリル（ＰＯＣｌ₃）、臭化ホスホリル（ＰＯＢｒ₃）のようなハロゲン化ホスホリルであってよい。リン含有分子は、ホスフィン（ＰＨ₃）、リン化カルシウム（Ｃａ₃Ｐ₂等）、リン酸（Ｈ₃ＰＯ₄）、リン酸ナトリウム（Ｎａ₃ＰＯ₄）、ヘキサフルオロリン酸（ＨＰＦ₆）等であってよい。リン含有分子は、フルオロホスフィン類（Ｈ_gＰＦ_h）であってよい。ここで、ｇとｈの和は、３又は５である。フルオロホスフィン類としては、ＨＰＦ₂、Ｈ₂ＰＦ₃が例示される。処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、上記のリン含有分子のうち一つ以上のリン含有分子を含み得る。例えば、処理ガスは、少なくとも一つのリン含有分子として、ＰＦ₃、ＰＣｌ₃、ＰＦ₅、ＰＣｌ₅、ＰＯＣｌ₃、ＰＨ₃、ＰＢｒ₃、又はＰＢｒ₅の少なくとも一つを含み得る。なお、各リン含有分子が液体又は固体である場合、各リン含有分子は、加熱等によって気化されてプラズマ処理空間１０ｓ内に供給され得る。

【0071】

窒素含有ガスとしては、一例では、ＮＨ₃ガス、ＮＦ₃ガス、ＮＯガス、ＮＯ₂ガスからなる群から選択される少なくとも１種を用いてよい。

【0072】

水素含有ガスとしては、ＯＨ基を有するガスを用いてよく、一例では、Ｈ₂Ｏガス、Ｈ₂Ｏ₂ガス及びアルコールからなる群から選択される少なくとも１種を用いてよい。

【0073】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスに含まれる反応抑制ガスは、例えば、プラズマ中の水素の活性種を除去（スカベンジ）することで、プラズマ中のフッ化水素の活性種とシリコン含有膜ＳＦとの反応を抑制するガスでよい。反応抑制ガスとしては、例えば、塩素含有ガスを用いてよい。一例では、塩素含有ガスは、Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₂ガス、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂ガス、ＳｉＣｌ₄ガス、Ｓｉ₂Ｃｌ₆ガス、ＣＨＣｌ₃ガス、ＣＣｌ₄ガス及びＢＣｌ₃ガスからなる群から選択される少なくとも一種を使用してよい。第１の処理ガスと第２の処理ガスの双方が反応抑制ガスを含む場合、第１の処理ガスに含まれる反応抑制ガスの種類と、第２の処理ガスに含まれる反応抑制ガスの種類とは同一でよく、また異なっていてもよい。

【0074】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、炭素含有ガスをさらに含んでよい。炭素含有ガスは、例えば、フルオロカーボンガス及びハイドロフルオロカーボンガスのいずれかまたは両方でよい。一例では、フルオロカーボンガスは、ＣＦ₄ガス、Ｃ₂Ｆ₂ガス、Ｃ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₃Ｆ₆ガス、Ｃ₃Ｆ₈ガス、Ｃ₄Ｆ₆ガス、Ｃ₄Ｆ₈ガス及びＣ₅Ｆ₈ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。一例では、ハイドロフルオロカーボンガスは、ＣＨＦ₃ガス、ＣＨ₂Ｆ₂ガス、ＣＨ₃Ｆガス、Ｃ₂ＨＦ₅ガス、Ｃ₂Ｈ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₂Ｈ₃Ｆ₃ガス、Ｃ₂Ｈ₄Ｆ₂ガス、Ｃ₃ＨＦ₇ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₂ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₃Ｈ₃Ｆ₅ガス、Ｃ₄Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₄Ｈ₅Ｆ₅ガス、Ｃ₄Ｈ₂Ｆ₈ガス、Ｃ₅Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₅Ｈ₂Ｆ₁₀ガス及びＣ₅Ｈ₃Ｆ₇ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。また、炭素含有ガスは、不飽和結合を有する直鎖状のものであってよい。不飽和結合を有する直鎖状の炭素含有ガスは、例えば、Ｃ₃Ｆ₆（ヘキサフルオロプロぺン）ガス、Ｃ₄Ｆ₈（オクタフルオロ－１－ブテン、オクタフルオロ－２－ブテン）ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₄（１，３，３，３－テトラフルオロプロペン）ガス、Ｃ₄Ｈ₂Ｆ₆（トランス－１，１，１，４，４，４－ヘキサフルオロ－２－ブテン）ガス、Ｃ₄Ｆ₈Ｏ（ペンタフルオロエチルトリフルオロビニルエーテル）ガス、ＣＦ₃ＣＯＦガス（１，２，２，２－テトラフルオロエタン－１－オン）、ＣＨＦ₂ＣＯＦ（ジフルオロ酢酸フルオライド）ガス及びＣＯＦ₂（フッ化カルボニル）ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。

【0075】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、酸素含有ガスをさらに含んでよい。酸素含有ガスは、例えば、Ｏ₂、ＣＯ及びＣＯ₂からなる群から選択される少なくとも１種のガスでよい。

【0076】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、炭素を含まないフッ素含有ガスをさらに含んでよい。一例では、炭素を含まないフッ素含有ガスは、ＳＦ₆、ＮＦ₃、ＸｅＦ₂、ＳｉＦ₄、ＩＦ₅、ＩＦ₇、ＢｒＦ₅、ＡｓＦ₅、ＮＦ₅、ＢＦ₃及びＷＦ₆の群から選択される少なくとも１種であってよい。

【0077】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、フッ素以外のハロゲン含有ガスをさらに含んでよい。フッ素以外のハロゲン含有ガスは、例えば、ＨＢｒガス、ＨＩガス及びＩ₂ガスからなる群から選択される少なくとも１種でよい。

【0078】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、不活性ガスをさらに含んでよい。不活性ガスは、一例では、Ａｒガス、Ｈｅガス、Ｋｒガス等の貴ガス又はＮ₂ガスでよい。

【0079】

第１の処理ガス及び／又は第２の処理ガスは、ＨＦガスに代えて又はＨＦガスに加えて、プラズマ中にＨＦ種を生成可能なガスを含んでよい。

【0080】

ＨＦ種を生成可能なガスは、例えば、ハイドロフルオロカーボンガスである。ハイドロフルオロカーボンガスは、炭素数が２以上、３以上又は４以上でもよい。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、ＣＨ₂Ｆ₂ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₃Ｈ₃Ｆ₅ガス、Ｃ₄Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₄Ｈ₅Ｆ₅ガス、Ｃ₄Ｈ₂Ｆ₈ガス、Ｃ₅Ｈ₂Ｆ₆ガス、Ｃ₅Ｈ₂Ｆ₁₀ガス及びＣ₅Ｈ₃Ｆ₇ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。ハイドロフルオロカーボンガスは、一例では、ＣＨ₂Ｆ₂ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₃Ｈ₂Ｆ₆ガス及びＣ₄Ｈ₂Ｆ₆ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。

【0081】

ＨＦ種を生成可能なガスは、例えば、フッ素含有ガス及び水素含有ガスである。フッ素含有ガスは、例えば、フルオロカーボンガスである。フルオロカーボンガスは、一例では、Ｃ₂Ｆ₂ガス、Ｃ₂Ｆ₄ガス、Ｃ₃Ｆ₆ガス、Ｃ₃Ｆ₈ガス、Ｃ₄Ｆ₆ガス、Ｃ₄Ｆ₈ガス及びＣ₅Ｆ₈ガスからなる群から選択される少なくとも１種である。またフッ素含有ガスは、例えば、ＮＦ₃ガス又はＳＦ₆ガスでもよい。水素含有ガスは、一例では、Ｈ₂ガス、ＣＨ₄ガス及びＮＨ₃ガスからなる群から選択される少なくとも一種である。

【0082】

（工程ＳＴ２の一例）
図４は、反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。図４は、反応制御ガスとして反応促進ガスを用い、第１のエッチング工程ＳＴ２１及び第２のエッチング工程ＳＴ２の１サイクルで、シリコン含有膜ＳＦをエッチングする例である。図４において、縦軸は、第１の処理ガス又は第２の処理ガスに含まれる反応促進ガスの分圧、及び、シリコン含有膜ＳＦに対するフッ化水素の吸着レベルを示す。横軸は、エッチング時間を示す。「Ｐ_B」は、反応促進ガスの分圧がゼロであるか、又は、「Ｐ_A」よりも小さいことを示す。「Ｌ_B」は、シリコン含有膜ＳＦに対するフッ化水素の吸着レベル（吸着量）が「Ｌ_A」よりも小さいことを示す。図４では、時間０～ｔ１１が工程ＳＴ２１に対応し（以下この期間を「Ｈ期間」という）、時間ｔ１１～ｔ１２が工程ＳＴ２２に対応する（以下この期間を「Ｌ期間」という）。

【0083】

なお、図４では、反応促進ガスの分圧は、各期間（Ｈ期間及びＬ期間）内で一定であるが、各期間内において段階的又は連続的に変化（減少、増加又は増減）させてよい。この場合、フッ化水素ガスの吸着レベルは当該変化に追随して変化しうる。

【0084】

また図４は、工程ＳＴ２において、反応制御ガスとして反応促進ガスを用いた場合のタイミングチャートであるが、これに代えて／又は加えて、反応制御ガスとして反応抑制ガスを用いてもよい。図５は、反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの一例である。図５に示すように、Ｈ期間において反応抑制ガスの分圧を低く又はゼロにし（Ｐ_D）、Ｌ期間において反応抑制ガスの分圧を高く（Ｐ_C）してよい。これにより、Ｈ期間におけるフッ化水素の吸着レベル（Ｌ_C）は、Ｌ期間における吸着レベル（Ｌ_D）よりも高くなる。

【0085】

図６Ａは、図４又は図５のＨ期間（工程ＳＴ２１）終了時（時間ｔ１１）の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。図６Ｂは、図４又は図５のＬ期間（工程ＳＴ２２）終了時（時間ｔ１２）の基板Ｗの断面構造の一例を示すである。

【0086】

図６Ａに示すように、Ｈ期間（工程ＳＴ２１）における処理により、シリコン含有膜ＳＦのうち、開口ＯＰにおいて露出した部分が深さ方向（図６Ａで上から下に向かう方向）にエッチングされ、凹部ＲＣが形成される。Ｈ期間では、凹部ＲＣの底部が下地膜ＵＦに到達するまで又は到達する直前までシリコン含有膜ＳＦをエッチングしてよい。

【0087】

Ｈ期間（工程ＳＴ２１）において、フッ化水素のシリコン含有膜への吸着レベル（Ｌ_A又はＬ_C）は、Ｌ期間（工程ＳＴ２１）よりも大きい（図４、図５参照）。これにより、Ｈ期間では、フッ化水素のシリコン含有膜ＳＦへの吸着が促進され、Ｌ期間よりも高いエッチングレートでシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。他方、Ｈ期間では、エッチングにより生じる反応生成物（バイプロダクト）がＬ期間に比べて増加する。反応副生成物は、凹部ＲＣの側壁に吸着し、水平方向（図６Ａの左右方向）のエッチングを妨げ得る。これにより、凹部ＲＣは、深さ方向に沿って先細る形状になり得る（図６Ａ参照）。

【0088】

続くＬ期間（工程ＳＴ２２）では、フッ化水素のシリコン含有膜への吸着レベル（Ｌ_B又はＬ_D）は、Ｈ期間（工程ＳＴ２１）よりも小さい（図４、図５参照）。これにより、Ｌ期間では、フッ化水素のシリコン含有膜ＳＦへの吸着が抑制され、Ｈ期間に比べて低いエッチングレートでシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。他方、Ｌ期間では、エッチングにより生じる反応副生成物がＨ期間に比べて減少し、凹部ＲＣの側壁への吸着が抑制される。これにより、水平方向へのエッチングが進行し、凹部ＲＣは先細り形状から矩形状に近づく（図６Ｂ参照）。すなわち凹部ＲＣの垂直性が高まる。

【0089】

このように、図４又は図５に示す例では、Ｈ期間（工程ＳＴ２１）において高いエッチングレードでシリコン含有膜ＳＦをエッチングし、その後、Ｌ期間（工程ＳＴ２２）でシリコン含有膜ＳＦの凹部ＲＣの底部を広げる。これにより、工程ＳＴ２全体におけるエッチングレートの低下を抑制しつつ、エッチングにより形成される凹部の垂直性を高め、形状異常を抑制することができる。

【0090】

（工程ＳＴ２の他の例）
図７は、反応促進ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。図７は、反応制御ガスとして反応促進ガスを用い、第１のエッチング工程ＳＴ２１及び第２のエッチング工程ＳＴ２の１サイクルを複数サイクル繰り返して、シリコン含有膜ＳＦをエッチングする例である。図７の縦軸及び横軸は、図４と同様であり、「Ｐ_B」は、反応促進ガスの分圧がゼロであるか、又は、「Ｐ_A」よりも小さいことを示す。「Ｌ_B」は、シリコン含有膜ＳＦに対するフッ化水素の吸着レベル（吸着量）が「Ｌ_A」よりも小さいことを示す。図７では、時間０～ｔ２１及び時間ｔ２２～ｔ２３などが工程ＳＴ２１に対応する（以下この期間を「Ｈ１期間」「Ｈ２期間」などという）。また時間ｔ２１～ｔ２２及び時間ｔ２３～ｔ２４などが工程ＳＴ２２に対応する（以下この期間を「Ｌ１期間」「Ｌ２期間」などという）。

【0091】

なお、図７では、反応促進ガスの分圧は、各期間（Ｈ１期間、Ｈ２期間、Ｌ１期間、Ｌ２期間等）において一定であるが、各期間内において段階的又は連続的に変化（減少、増加又は増減）させてよい。この場合、フッ化水素の吸着レベルは当該変化に追随して変化しうる。

【0092】

また図７は、工程ＳＴ２において、反応制御ガスとして反応促進ガスを用いた場合のタイミングチャートであるが、これに代えて／又は加えて、反応制御ガスとして反応抑制ガスを用いてもよい。図８は、反応抑制ガスを用いた場合の工程ＳＴ２のタイミングチャートの他の例である。図５に示すように、工程ＳＴ１（Ｈ１期間、Ｈ２期間）において反応抑制ガスの分圧を低く又はゼロにし（Ｐ_D）、工程ＳＴ２（Ｌ１期間、Ｌ２期間）において反応抑制ガスの分圧を高く（Ｐ_C）してよい。これにより、工程ＳＴ１（Ｈ１期間、Ｈ２期間）におけるフッ化水素の吸着レベル（Ｌ_C）は、工程ＳＴ２（Ｌ１期間、Ｌ２期間）における吸着レベル（Ｌ_D）よりも高くなる。

【0093】

図９Ａは、図７又は図８のＨ１期間（１サイクル目の工程ＳＴ２１）終了時（時間ｔ２１）の基板Ｗの断面構造の一例を示す図である。図９Ｂは、図７又は図８のＬ１期間（１サイクル目の工程ＳＴ２２）終了時（時間ｔ２２）の基板Ｗの断面構造の一例を示すである。

【0094】

図９Ａに示すように、Ｈ１期間（１サイクル目の工程ＳＴ２１）における処理により、シリコン含有膜ＳＦのうち、開口ＯＰにおいて露出した部分が深さ方向（図９Ａで上から下に向かう方向）にエッチングされ、凹部ＲＣが形成される。Ｈ１期間では、凹部ＲＣが所与の深さ（例えば、工程ＳＴ２１及び工程ＳＴ２２をｎサイクル繰り返す場合において、シリコン含有膜ＳＦの厚みの１／ｎの深さ）になるまでシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる。Ｈ１期間では、上述したＨ期間と同様、Ｌ１期間よりも高いエッチングレートでシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる一方で、凹部ＲＣは、深さ方向に沿って先細る形状になり得る（図９Ａ参照）。

【0095】

続くＬ１期間（１サイクル目の工程ＳＴ２２）では、上述したＬ期間と同様、Ｈ１期間に比べて低いエッチングレートでシリコン含有膜ＳＦがエッチングされる一方で、水平方向へのエッチングが進行し、凹部ＲＣは、先細り形状から矩形に近づく（図９Ｂ参照）。すなわち凹部ＲＣの垂直性が高まる。

【0096】

このように、図６又は図７に示す例では、高いエッチングレードでシリコン含有膜ＳＦをエッチングする工程ＳＴ１（期１期間、Ｈ２期間等）と、シリコン含有膜ＳＦの凹部ＲＣの底部を広げる工程ＳＴ２（Ｌ１期間、Ｌ２期間）とを交互に繰り返す。これにより、工程ＳＴ２におけるエッチングレートの低下を抑制しつつ、エッチングにより形成される凹部の垂直性を高め、形状異常を抑制することができる。

【0097】

＜変形例＞
本開示の実施形態は、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、以下のような変形が可能である。

【0098】

図１０は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。図１０に示すように、エッチング工程において、第１のエッチングと第２のエッチングの順番を逆にしてよい。すなわち、はじめに第２の処理ガスを用いてシリコン含有膜ＳＦのエッチングを行った後（工程ＳＴ２１Ａ）、第１の処理ガスを用いてシリコン含有膜ＳＦのエッチングを行ってよい（工程ＳＴ２３Ａ）。なお、工程ＳＴ２Ａにおいて、停止条件が満たされるか否かの判断を、工程ＳＴ２３に加え、工程ＳＴ２１Ａと工程ＳＴ２２Ａとの間でも実行してもよい。

【0099】

図１１は、本処理方法の変形例を示すフローチャートである。図１１に示すように、エッチング工程において、第１のエッチングのみを行ってもよい。すなわち、エッチング工程ＳＴ２Ｂにおいて、第１の処理ガスを用いてシリコン含有膜ＳＦのエッチングを行う（工程ＳＴ２Ｂ）ようにしてもよい。

【0100】

プラズマからの入熱によって、エッチングの進行に伴って、基板Ｗの温度が大きくなり得る。ここで、フッ化水素は、基板Ｗの温度が低いほどシリコン含有膜ＳＦに吸着しやすい傾向がある。そのため、エッチングの進行に伴い、フッ化水素の吸着量が減少し、エッチングレートが低下しうる。そこで、例えば、エッチングレートが低下し得るエッチング工程の中期から終期にかけて反応促進ガスを供給してよい。これにより、エッチングレートの低下を抑制し得る。なお、反応促進ガスの供給量は、エッチング時間、基板Ｗや基板支持部１１の温度等に基づいて設定してよい。

【0101】

エッチングにより形成される凹部のアスペクト比が大きくなるにつれて、凹部の底部へのエッチャント（フッ化水素の活性種）の供給量は減少する。そこで、凹部のアスペクト比に応じて反応制御ガスの分圧を変更してもよい。例えば、高アスペクト領域のエッチングでは、低アスペクト領域のエッチングよりも、反応促進ガスの分圧を大きくしてよい。これにより、高アスペクト領域において、エッチャントとシリコン含有膜ＳＦとの反応を促進することができる。

【0102】

シリコン含有膜ＳＦのエッチングにより生じる反応副生成物の堆積により、エッチングレートが低下し得る。このため、エッチングの途中で、一時的に反応抑制ガスを供給し、反応副生成物の揮発を促進してよい。反応促進ガスは、予め設定したタイミングで供給してよく、プラズマの発光状態等から推測されるエッチングの状況に応じて供給してもよい。反応抑制ガスの供給量及び供給時間は、反応副生成物の揮発を促進できる限り制限されることはない。

【0103】

また処理方法は、容量結合型のプラズマ処理装置１以外にも、誘導結合型プラズマ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してよい。

【0104】

＜実施例＞
次に、本処理方法の実施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。
（実施例１及び実施例２）
プラズマ処理装置１を用いて本処理方法を適用し、図３に示す基板Ｗと同様の構造を有する基板をエッチングした。マスクＭＦとしては、ホール形状の開口ＯＰを有するアモルファスカーボン膜を用いた。シリコン含有膜ＳＦとしては、シリコン酸化膜を用いた。第１の処理ガスは、ＨＦガスに加え、反応抑制ガスとしてＣｌ₂ガスを含んでいた。また第２の処理ガスは、ＨＦガスに加え、反応抑制ガスとしてＣｌ₂ガスを含んでいた。第２の処理ガスにおける反応抑制ガス（Ｃｌ₂ガス）の分圧は、第１の処理における反応抑制ガス（Ｃｌ₂ガス）の分圧よりも小さかった。基板支持部１１の温度は１５℃に設定した。実施例１では、図２の工程ＳＴ２１（６２０秒）及び工程ＳＴ２２（３１０秒）を１サイクル行った。実施例２では、図２の工程ＳＴ２１（１５０秒）及び工程ＳＴ２２（５０秒）をこの順で４サイクル行った。

【0105】

（参考例１）
参考例１では、プラズマ処理装置１を用いて、実施例１及び実施例２と同一の構成の基板Ｗをエッチングした。参考例１では、実施例１及び実施例２で用いた第１の処理ガスと同じ処理ガスを用いて８４０秒連続してエッチングを行った。基板支持部１１の温度は１５℃に設定した。

【0106】

実施例１、実施例２及び参考例１によるシリコン含有膜ＳＦのエッチングレートＥＲ［ｎｍ／分］、ＢＢバイアス［ｎｍ］を表１に示す。ＢＢバイアスは、エッチングにより形成される凹部の最大開口幅と底部の開口幅との差であり、この値が小さいほど、凹部が矩形に近い（垂直性が高い）ことになる。

【0107】

【表1】

【0108】

実施例１は、参考例１に比べて、ややエッチングレートはやや低下したものの、ＢＢバイアスは小さく、凹部の垂直性が向上していた。実施例２は、参考例１に比べてエッチングレートが向上し、かつ、ＢＢバイアスも小さく凹部の垂直性が向上していた。すなわち、実施例１及び実施例２ともに、エッチングレートの低下を抑制しつつ、凹部の垂直性を高める（形状異常を抑制する）ことができていた。

【0109】

（実施例３及び実施例４）
プラズマ処理装置１を用いて本処理方法を適用し、図３に示す基板Ｗと同様の構造を有する基板をエッチングした。マスクＭＦとしては、ホール形状の開口ＯＰを有するアモルファスカーボン膜を用いた。シリコン含有膜ＳＦとしては、シリコン酸化膜を用いた。第１の処理ガスは、ＨＦガスに加え、反応促進ガスとしてＰＦ₃ガスを含んでいた。第２の処理ガスは、ＨＦガスを含み、ＰＦ₃ガスは含んでいなかった。基板支持部１１の温度は－２０℃に設定し、図１０の工程ＳＴ２１Ａ（４０秒）及び工程ＳＴ２２Ａ（１２０秒）を４サイクル行った。実施例３では、工程ＳＴ２１Ａ及び工程ＳＴ２２Ａの双方で、同一のデューティ比（３７％）を有するソースＲＦ信号のパルス波を用いてプラズマを生成した。実施例４では、工程ＳＴ２１Ａでデューティ比２９％のソースＲＦ信号のパルス波を用い、工程ＳＴ２２Ａでデューティ比３７％のソースＲＦ信号のパルス波を用いてプラズマを生成した。

【0110】

実施例３及び実施例４によるシリコン含有膜ＳＦのエッチングレートＥＲ［ｎｍ／分］、ＢＢバイアス［ｎｍ］を表２に示す。

【0111】

【表2】

【0112】

実施例４は、実施例３に比べて、エッチングレートがやや高く、ＢＢバイアスがやや大きかった。実施例４では、工程ＳＴ２１Ａにおいて工程ＳＴ２２Ｂよりもデューティ比を下げることで、基板Ｗへの入熱が抑制され、エッチングレートの低下が抑制されたものと考えられる。

【0113】

本開示の実施形態は、以下の態様をさらに含む。

【0114】

（付記１）
チャンバを有するプラズマ処理装置において実行されるデバイス製造方法であって、
（ａ）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を、チャンバ内の基板支持部上に提供する工程と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする工程と、を含み、
前記（ｂ）の工程は、
（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む工程と、
（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする工程であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない工程と、を含む、デバイス製造方法。

【0115】

（付記２）
チャンバ、前記チャンバ内に設けられた基板支持部、プラズマ生成部を備えるプラズマ処理システムのコンピュータに、
（ａ）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を、チャンバ内の基板支持部上に提供する制御と、
（ｂ）前記シリコン含有膜をエッチングする制御と、を実行させ、
前記（ｂ）の制御は、
（ｂ－１）フッ化水素ガスと、フッ化水素と前記シリコン含有膜との反応を制御する反応制御ガスとを含む第１の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする制御であって、前記第１の処理ガスは、前記反応制御ガスとして、前記反応を促進する反応促進ガス及び前記反応を抑制する抑制する反応抑制ガスの少なくとも一方を含む制御と、
（ｂ－２）フッ化水素ガスを含む第２の処理ガスから生成したプラズマを用いて前記シリコン含有膜をエッチングする制御であって、前記第２の処理ガスは、前記反応を促進する反応促進ガスを前記第１の処理ガス中の反応促進ガスよりも小さい分圧で含む及び／又は前記反応を抑制する反応抑制ガスを前記第１の処理ガス中の反応抑制ガスよりも高い分圧で含むか、又は、前記反応制御ガスを含まない制御と、を含む、プログラム。

【0116】

（付記３）
付記２に記載のプログラムを格納した、記憶媒体。

【符号の説明】

【0117】

１……プラズマ処理装置、２……制御部、１０……プラズマ処理チャンバ、１０ｓ……プラズマ処理空間、１１……基板支持部、１３……シャワーヘッド、２０……ガス供給部、３１ａ……第１のＲＦ生成部、３１ｂ……第２のＲＦ生成部、３２ａ……第１のＤＣ生成部、ＳＦ……シリコン含有膜、ＭＦ……マスク、ＯＰ……開口、ＲＣ……凹部、ＵＦ……下地膜、Ｗ……基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9A】

【図9B】

【図10】

【図11】