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(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】P2024093205
(43)【公開日】2024-07-09
(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 20060101AFI20240702BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 105A
H01L21/302 101B
H01L21/302 101C
H01L21/302 101D
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022209422
(22)【出願日】2022-12-27
(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
(72)【発明者】
【氏名】松橋 泰平
(72)【発明者】
【氏名】石田 和香子
【テーマコード（参考）】
5F004
【Ｆターム（参考）】
5F004BA04
5F004BB12
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB25
5F004BB26
5F004BB29
5F004CA03
5F004CA06
5F004DA01
5F004DA03
5F004DA04
5F004DA15
5F004DA16
5F004DA20
5F004DA23
5F004DA24
5F004DA26
5F004DB03
5F004DB07
5F004EA03
5F004EA28
(57)【要約】
【課題】多層膜のエッチングにより形成される凹部の幅の拡大を抑制する技術を提供する。
【解決手段】開示されるエッチング方法は、チャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、多層膜上に設けられたマスクと、を含む。エッチング方法は、複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。工程（ｂ）及び工程（ｃ）の各々において、プラズマ生成用のソース高周波電力のパルス及びイオン引き込みのための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される。
【選択図】図３
【解決手段】開示されるエッチング方法は、チャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、多層膜上に設けられたマスクと、を含む。エッチング方法は、複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。工程（ｂ）及び工程（ｃ）の各々において、プラズマ生成用のソース高周波電力のパルス及びイオン引き込みのための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、酸化シリコンから形成された複数の第１の膜及び窒化シリコンから形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、前記多層膜上に設けられたマスクと、を含み、前記多層膜は、前記マスクの開口の下方に第１の領域及び該第１の領域に隣接する第２の領域を含んでおり、該第１の領域及び該第２の領域の各々は、それらが並ぶ方向に直交する断面において階段形状を有しており、前記マスクの開口の下方で前記第１の領域が画成する第１の凹部の深さは、前記マスクの開口の下方で前記第２の領域が画成する第２の凹部の深さよりも深い、該工程と、
（ｂ）前記チャンバ内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程と、
（ｃ）前記チャンバ内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記（ｂ）及び前記（ｃ）の各々において、前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルス及び前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される、
エッチング方法。
（ｂ）前記チャンバ内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程と、
（ｃ）前記チャンバ内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記（ｂ）及び前記（ｃ）の各々において、前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルス及び前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される、
エッチング方法。
【請求項2】
前記ソース高周波電力の前記パルスと前記電気バイアスの前記パルスは、同期しており、同時に供給される、請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項3】
前記（ｂ）が行われる期間は、第１の期間及び該第１の期間と交互の第２の期間を含み、
前記（ｃ）が行われる期間は、第３の期間及び該第３の期間と交互の第４の期間を含み、
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
請求項１に記載のエッチング方法。
前記（ｃ）が行われる期間は、第３の期間及び該第３の期間と交互の第４の期間を含み、
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項4】
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
請求項３に記載のエッチング方法。
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
請求項３に記載のエッチング方法。
【請求項5】
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止される、
請求項４に記載のエッチング方法。
請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項6】
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、請求項３～５の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項7】
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
請求項１～３の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
請求項１～３の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項8】
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、請求項１～３の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項9】
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む、該工程と、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記チャンバ内で前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記チャンバ内で前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を含む、エッチング方法。
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記チャンバ内で前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記チャンバ内で前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を含む、エッチング方法。
【請求項10】
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
請求項９に記載のエッチング方法。
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
請求項９に記載のエッチング方法。
【請求項11】
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
請求項１０に記載のエッチング方法。
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
請求項１０に記載のエッチング方法。
【請求項12】
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止される、
請求項１１に記載のエッチング方法。
請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項13】
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、請求項１０～１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項14】
前記複数の第１の膜の各々は、酸化シリコンから形成されており、
前記複数の第２の膜の各々は、窒化シリコンから形成されており、
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
請求項９～１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記複数の第２の膜の各々は、窒化シリコンから形成されており、
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
請求項９～１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項15】
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、請求項９～１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
【請求項16】
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためのプラズマ生成部と、
前記基板支持部に電気的に結合されたバイアス電源と、
前記プラズマ生成部及び前記バイアス電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む基板が前記基板支持部上に載置されている状態で、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を行うように構成されている、プラズマ処理装置。
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためのプラズマ生成部と、
前記基板支持部に電気的に結合されたバイアス電源と、
前記プラズマ生成部及び前記バイアス電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む基板が前記基板支持部上に載置されている状態で、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を行うように構成されている、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】
基板に対するプラズマエッチングでは、基板の膜がエッチングされて、凹部を画成する形状が当該膜に形成される。下記の特許文献１は、基板の多層膜をエッチングして凹部を画成する階段形状を形成する方法を開示している。多層膜は、複数のシリコン酸化膜と当該複数のシリコン酸化膜と交互に積層された複数のシリコン窒化膜を含んでいる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－１１８３０４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、多層膜のエッチングにより形成される凹部の幅の拡大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】
一つの例示的実施形態において、エッチング方法が提供される。エッチング方法は、プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程（ａ）を含む。基板は、酸化シリコンから形成された複数の第１の膜及び窒化シリコンから形成されており複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、多層膜上に設けられたマスクと、を含む。多層膜は、マスクの開口の下方に第１の領域及び該第１の領域に隣接する第２の領域を含んでいる。第１の領域及び第２の領域の各々は、それらが並ぶ方向に直交する断面において階段形状を有している。マスクの開口の下方で第１の領域が画成する第１の凹部の深さは、マスクの開口の下方で第２の領域が画成する第２の凹部の深さよりも深い、エッチング方法は、チャンバ内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。エッチング方法は、チャンバ内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程（ｃ）を更に含む。工程（ｂ）及び工程（ｃ）の各々において、チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルス及びチャンバ内のプラズマから基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される。
【発明の効果】
【0006】
一つの例示的実施形態によれば、多層膜のエッチングにより形成される凹部の幅の拡大を抑制することが可能となる。
【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】一つの例示的実施形態に係るエッチング方法について説明する。
【図8】ソース高周波電力及び電気バイアスの一例のタイミングチャートである。
【図9】ソース高周波電力及び電気バイアスの一例のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
以下、図３を参照して、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法について説明する。図３は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の流れ図である。以下、プラズマ処理装置１が用いられる場合を例にとって、図３に示すエッチング方法（以下、「方法ＭＴ」という）について説明する。また、方法ＭＴにおける制御部２によるプラズマ処理装置１の各部の制御について説明する。なお、方法ＭＴは、プラズマ処理装置１以外のプラズマ処理装置を用いて行われてもよい。
【0027】
図３に示すように、方法ＭＴは、工程ＳＴａで開始する。基板Ｗが、基板支持部１１上に準備される。基板Ｗは、静電チャック１１１１上に載置されて、静電チャック１１１１によって保持される。
【0028】
図４の（ａ）及び図４の（ｂ）の各々は、一例の基板を示す断面図である。図４の（ａ）は、図４の（ｂ）に示す基板ＷのＩＶＡ－ＩＶＡ線に沿ってとった断面を示している。基板Ｗは、多層膜ＭＬを含んでいる。基板Ｗは、マスクＭＫを更に含んでいてもよい。マスクＭＫは、多層膜ＭＬ上に設けられ得る。マスクＭＫは、多層膜ＭＬをマスクＭＫに対して選択的にエッチングするために選択された材料から形成される。マスクＭＫは、アモルファスカーボンのような有機膜から形成されていてもよい。また、基板Ｗは、下地領域ＵＲを更に含んでいてもよい。多層膜ＭＬは、下地領域ＵＲ上に設けられ得る。下地領域ＵＲは、タングステンから形成されていてもよい。
【0029】
多層膜ＭＬは、複数の第１の膜Ｆ１及び複数の第２の膜Ｆ２を含んでいる。複数の第１の膜Ｆ１及び複数の第２の膜Ｆ２は、交互に積層されている。複数の第１の膜Ｆ１及び複数の第２の膜Ｆ２は、複数の積層膜ＳＬを構成している。複数の積層膜ＳＬは、順に重ねられている。複数の積層膜ＳＬは、第１の膜Ｆ１と第２の膜Ｆ２を含む。積層膜ＳＬにおいて、第１の膜Ｆ１は、第２の膜Ｆ２上に設けられている。
【0030】
複数の第１の膜Ｆ１の各々は、複数の第２の膜Ｆ２の各々の材料とは異なる材料から形成されている。複数の第１の膜Ｆ１の各々と複数の第２の膜Ｆ２の各々は、互いに異なるシリコン含有材料から形成されていてもよい。複数の第１の膜Ｆ１の各々は、酸化シリコンから形成されていてもよく、複数の第２の膜Ｆ２の各々は、窒化シリコンから形成されていてもよい。複数の第１の膜Ｆ１の各々は、窒化シリコンから形成されていてもよく、複数の第２の膜Ｆ２の各々は、酸化シリコンから形成されていてもよい。
【0031】
一実施形態において、多層膜ＭＬは、図４の（ｂ）に示すように、マスクＭＫの開口の下方に第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２を提供している。第２の領域Ｒ２は、第１の領域Ｒ１に隣接している。第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２の各々は、図４の（ａ）に示すように、それらが並ぶ方向に直交する断面において階段形状を有している。図４の（ｂ）に示すように、マスクＭＫの開口の下方で第１の領域Ｒ１が画成する第１の凹部Ｃ１の深さは、マスクＭＫの開口の下方で第２の領域Ｒ２が画成する第２の凹部Ｃ２の深さよりも深い。なお、以下の説明では、第１の領域Ｒ１及び第２の領域Ｒ２が並ぶ方向をＸ方向とよぶ。また、多層膜ＭＬの深さ方向及びＸ方向に直交する方向をＹ方向とよぶ。
【0032】
以下、図３、図４の（ａ）、及び図４の（ｂ）と共に、図５の（ａ）、図５の（ｂ）、図６の（ａ）、図６の（ｂ）、図７の（ａ）、及び図７の（ｂ）を参照する。図５の（ａ）、図５の（ｂ）、図６の（ａ）、図６の（ｂ）、図７の（ａ）、及び図７の（ｂ）の各々は、図３に示すエッチング方法の対応の工程が適用された一例の基板を示す断面図である。
【0033】
図３に示すように、方法ＭＴでは、工程ＳＴａの後に、工程ＳＴｂが実行される。工程ＳＴｂでは、チャンバ１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、図５の（ａ）及び図５の（ｂ）に示すように、複数の第１の膜Ｆ１のうち一つ以上の第１の膜Ｆ１がエッチングされる。工程ＳＴｂでは、一つ以上の第１の膜Ｆ１各々の全領域のうちその上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の層が存在していない領域がエッチングされる。第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含んでいてもよい。第１の処理ガスは、酸素含有ガス（例えば酸素ガス）及び／又は貴ガスを更に含んでいてもよい。
【0034】
工程ＳＴｂでは、制御部２は、第１の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｂでは、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｂでは、制御部２は、チャンバ１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第１の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦ（即ち、第１のＲＦ信号）を供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。また、工程ＳＴｂでは、制御部２は、チャンバ１０内でプラズマからイオンを引き込むために、基板支持部１１（又は下部電極）に電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源を制御する。バイアス電源は、第２のＲＦ生成部３１ｂ又は第１のＤＣ生成部３２ａである。即ち、電気バイアスＥＢは、バイアス高周波電力であってもよい。或いは、電気バイアスＥＢは、パルス化された第１のＤＣ信号、即ち、電圧パルスのシーケンスであってもよい。
【0035】
図３に示すように、方法ＭＴでは、工程ＳＴｂの後に、工程ＳＴｃが行われる。工程ＳＴｃでは、チャンバ１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、図６の（ａ）及び図６の（ｂ）に示すように、複数の第２の膜Ｆ２のうち一つ以上の第２の膜Ｆ２がエッチングされる。工程ＳＴｃでは、一つ以上の第２の膜Ｆ２各々の全領域のうちその上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の層が存在していない領域がエッチングされる。第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含んでいてもよい。第２の処理ガスは、酸素含有ガス（例えば酸素ガス）及び貴ガスを更に含んでいてもよい。第２の処理ガスは、フルオロカーボンガスを更に含んでいてもよい。
【0036】
工程ＳＴｃでは、制御部２は、第２の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｃでは、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｃでは、制御部２は、チャンバ１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第２の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦを供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。また、工程ＳＴｃでは、制御部２は、チャンバ１０内でプラズマからイオンを引き込むために、基板支持部１１（又は下部電極）に電気バイアスＥＢを供給するよう、バイアス電源を制御する。
【0037】
一実施形態において、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃは交互に繰り返されてもよい。この場合には、工程ＳＴＪ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、工程ＳＴｂと工程ＳＴｃの交互の繰り返しの回数が所定回数に達しているときに満たされる。工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃが順に繰り返される。工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃの交互の繰り返しにより、多層膜ＭＬは、図７の（ａ）及び図７の（ｂ）に示すように、エッチングされる。一方、工程ＳＴＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、方法ＭＴは、終了する。
【0038】
方法ＭＴの工程ＳＴｂ及び工程ｃの各々では、ソース高周波電力ＨＦのパルスＨＦＰ及び電気バイアスＥＢのパルスＥＢＰが、間欠的又は周期的に供給されてもよい。
【0039】
以下、図８及び図９を参照する。図８及び図９の各々は、ソース高周波電力及び電気バイアスの一例のタイミングチャートである。図８及び図９の各々において、ソース高周波電力ＨＦがＯＮであることは、パルスＨＦＰが供給されていることを示しており、ソース高周波電力ＨＦがＯＦＦであることは、パルスＨＦＰが供給されていないことを示している。図８及び図９の各々において、電気バイアスＥＢがＯＮであることは、パルスＥＢＰが供給されていることを示しており、電気バイアスＥＢがＯＦＦであることは、パルスＥＢＰが供給されていないことを示している。
【0040】
一実施形態においては、図８に示すように、パルスＨＦＰとパルスＥＢＰは、同期されていてもよい。即ち、パルスＨＦＰの供給開始タイミングとパルスＥＢＰの供給開始タイミングは互いに同一であってもよく、パルスＨＦＰの終了タイミングとパルスＥＢＰの終了タイミングは互いに同一であってもよい。この場合において、パルスＨＦＰとパルスＥＢＰの各々のデューティ比は、４０％以上、８０％以下であってもよい。なお、デューティ比は、パルスＨＦＰとパルスＥＢＰの各々が供給されている期間の時間長の、パルス周期ＰＣの時間長に対する割合（％）である。
【0041】
別の実施形態においては、図９に示すように、工程ＳＴｂにおけるパルス周期ＰＣは、第１の期間Ｐ１及び第２の期間Ｐ２を含んでいてもよい。また、工程ＳＴｃにおけるパルス周期ＰＣは、第３の期間Ｐ３及び第４の期間Ｐ４を含んでいてもよい。パルスＨＦＰは、第１の期間Ｐ１及び第３の期間Ｐ３において供給されてもよく、パルスＥＢＰは、第２の期間Ｐ２及び第４の期間Ｐ４において供給されてもよい。
【0042】
第２の期間Ｐ２におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、第１の期間Ｐ１におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルよりも低くてもよい。また、第４の期間Ｐ４におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、第３の期間Ｐ３におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルよりも低くてもよい。
【0043】
電気バイアスＥＢは、第２の期間Ｐ２における電気バイアスＥＢのレベルよりも低いレベルを第１の期間Ｐ１において有するか、第１の期間Ｐ１において停止されてもよい。また、電気バイアスＥＢは、第４の期間Ｐ４における電気バイアスＥＢのレベルよりも低いレベルを第３の期間Ｐ３において有するか、第３の期間Ｐ３において停止されてもよい。なお、電気バイアスＥＢのレベルは、電気バイアスＥＢがバイアス高周波電力である場合には、そのパワーレベルである。電気バイアスＥＢのレベルは、電気バイアスＥＢが電圧パルスを含む場合には、当該電圧パルスの電圧レベルが基準電圧（例えば０Ｖ）に対して負方向に大きな差を有するほど大きく、且つ、負の電圧レベルの絶対値が大きいほど、大きい。
【0044】
パルス周期ＰＣにおいて第１の期間Ｐ１の時間長が占める割合及びパルス周期ＰＣにおいて第３の期間Ｐ３の時間長が示す割合の各々、即ちデューティ比は、５０％以上であってもよい。このデューティ比は、６５％以上又は７０％以上であってもよい。
【0045】
かかる方法ＭＴによれば、多層膜ＭＬのエッチングにより基板Ｗの凹部の深さを増加させても、凹部の幅の拡大が抑制される。例えば、第１の凹部Ｃ１の最深部におけるＸ方向の幅Ｗ１（図７の（ｂ）参照）及びＹ方向の幅Ｗ３の拡大が抑制される。また、第２の凹部Ｃ２の最深部におけるＸ方向の幅Ｗ２（図７の（ｂ）参照）及びＹ方向の幅の拡大が抑制される。
【0046】
以下、図１０、図１１の（ａ）、図１１の（ｂ）、図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）、図１３、図１４の（ａ）、図１４の（ｂ）、図１５の（ａ）、及び図１５の（ｂ）を参照する。図１０は、図３に示すエッチング方法の工程ＳＴｂの例を示す流れ図である。図１３は、図３に示すエッチング方法の工程ＳＴｃの例を示す流れ図である。図１１の（ａ）、図１１の（ｂ）、図１２の（ａ）、図１２の（ｂ）、図１４の（ａ）、図１４の（ｂ）、図１５の（ａ）、及び図１５の（ｂ）の各々は、図３に示すエッチング方法の対応の工程が適用された一例の基板を示す断面図である。
【0047】
一実施形態において、工程ＳＴｂは、図１０に示すように、第１のサイクルＣＹ１を繰り返すことを含んでいてもよい。第１のサイクルＣＹ１は、工程ＳＴｂ１及び工程ＳＴｂ２を含む。
【0048】
工程ＳＴｂ１は、第１の期間において行われる。工程ＳＴｂ１では、図１１の（ａ）及び図１１の（ｂ）に示すように、堆積物Ｄ１（第１の堆積物）が、複数の第１の膜Ｆ１のうち一つ以上の第１の膜Ｆ１上に形成される。堆積物Ｄ１は、一つ以上の第１の膜Ｆ１の各々の全領域のうち、その上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の膜が存在していない領域に形成される。なお、堆積物Ｄ１は、基板Ｗの表面の全体に形成されてもよい。堆積物Ｄ１は、チャンバ１０内で上述の第１の処理ガスから生成されたプラズマから基板Ｗに供給される。工程ＳＴｂ１が行われる期間は、上述の第１の期間Ｐ１であってもよい。即ち、工程ＳＴｂ１では、パルスＨＦＰが供給されてもよい。工程ＳＴｂ１では、電気バイアスＥＢは供給されなくてもよく、電気バイアスＥＢのレベルが工程ＳＴｂ２における電気バイアスＥＢのレベルよりも低いレベルに設定されてもよい。
【0049】
工程ＳＴｂ１では、制御部２は、第１の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｂ１では、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｂ１では、制御部２は、チャンバ１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第１の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦ（又はそのパルスＨＦＰ）を供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。
【0050】
工程ＳＴｂ２は、第１の期間の後の第２の期間において行われる。工程ＳＴｂ２では、一つ以上の第１の膜Ｆ１が、図１２の（ａ）及び図１２の（ｂ）に示すように、チャンバ１０内で上述の第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いてエッチングされる。工程ＳＴｂ２では、一つ以上の第１の膜Ｆ１の各々の全領域のうち、その上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の膜が存在していない領域がエッチングされる。また、工程ＳＴｂ２では、エッチングによって生じた反応生成物が、堆積物Ｄ３（第３の堆積物）として基板Ｗ上に堆積する。堆積物Ｄ３の一部は、基板Ｗに形成されている凹部を画成する側壁面、具体的には第２の膜Ｆ２の断面を含む側壁面に形成される。工程ＳＴｂ２が行われる期間は、上述の第２の期間Ｐ２であってもよい。即ち、工程ＳＴｂ２では、電気バイアスＥＢが供給される。工程ＳＴｂ２では、ソース高周波電力ＨＦが供給されてもよい。工程ＳＴｂ２では、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、工程ＳＴｂ１におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルよりも低いレベルに設定され得る。
【0051】
工程ＳＴｂ２では、制御部２は、第１の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｂ２では、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｂ２では、制御部２は、チャンバ１０内で第１の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第１の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦを供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。また、制御部２は、基板支持部１１（又は下部電極）に電気バイアスＥＢ（又はそのパルスＥＢＰ）を供給するよう、バイアス電源を制御する。
【0052】
工程ＳＴｂは、工程ＳＴｂＪを更に含んでいてもよい。工程ＳＴｂＪでは、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、第１のサイクルＣＹ１の実行回数が所定回数に達しているときに満たされる。工程ＳＴｂＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、再び第１のサイクルＣＹ１が実行される。一方、工程ＳＴｂＪにおいて停止条件が満たされていると判定されると、工程ＳＴｂが終了し、工程ＳＴｃに処理が移る。
【0053】
一実施形態において、工程ＳＴｃは、図１３に示すように、第２のサイクルＣＹ２を繰り返すことを含んでいてもよい。第２のサイクルＣＹ２は、工程ＳＴｃ１及び工程ＳＴｃ２を含む。
【0054】
工程ＳＴｃ１は、第３の期間において行われる。工程ＳＴｃ１では、図１４の（ａ）及び図１４の（ｂ）に示すように、堆積物Ｄ２（第２の堆積物）が、複数の第２の膜Ｆ２のうち一つ以上の第２の膜Ｆ２の上に形成される。堆積物Ｄ２は、一つ以上の第２の膜Ｆ２の各々の全領域のうち、その上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の膜が存在していない領域に形成される。なお、堆積物Ｄ２は、基板Ｗの表面の全体に形成されてもよい。堆積物Ｄ２は、チャンバ１０内で上述の第２の処理ガスから生成されたプラズマから基板Ｗに供給される。工程ＳＴｃ１が行われる期間は、上述の第３の期間Ｐ３であってもよい。即ち、工程ＳＴｃ１では、パルスＨＦＰが供給されてもよい。工程ＳＴｃ１では、電気バイアスＥＢは供給されなくてもよく、電気バイアスＥＢのレベルが工程ＳＴｃ２における電気バイアスＥＢのレベルよりも低いレベルに設定されてもよい。
【0055】
工程ＳＴｃ１では、制御部２は、第２の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｃ１では、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｃ１では、制御部２は、チャンバ１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第２の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦ（又はそのパルスＨＦＰ）を供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。
【0056】
工程ＳＴｃ２は、第３の期間の後の第４の期間において行われる。工程ＳＴｃ２では、一つ以上の第２の膜Ｆ２が、図１５の（ａ）及び図１５の（ｂ）に示すように、チャンバ１０内で上述の第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いてエッチングされる。工程ＳＴｃ２では、一つ以上の第２の膜Ｆ２の各々の全領域のうち、その上にマスクＭＫ及び多層膜ＭＬの他の膜が存在していない領域がエッチングされる。工程ＳＴｃ２では、堆積物Ｄ３が、一つ以上の第２の膜Ｆ２と共にエッチングされる。
【0057】
工程ＳＴｃ２が行われる期間は、上述の第４の期間Ｐ４であってもよい。即ち、工程ＳＴｃ２では、電気バイアスＥＢが供給される。工程ＳＴｃ２では、ソース高周波電力ＨＦが供給されてもよい。工程ＳＴｃ２では、ソース高周波電力ＨＦのパワーレベルは、工程ＳＴｃ１におけるソース高周波電力ＨＦのパワーレベルよりも低いレベルに設定され得る。
【0058】
工程ＳＴｃ２では、制御部２は、第２の処理ガスをチャンバ１０内に供給するよう、ガス供給部２０を制御する。工程ＳＴｃ２では、制御部２は、チャンバ１０内の圧力を指定圧力に設定するよう、排気システム４０を制御する。工程ＳＴｃ２では、制御部２は、チャンバ１０内で第２の処理ガスからプラズマを生成するよう、プラズマ生成部１２を制御する。一実施形態では、制御部２は、第２の処理ガスからプラズマを生成するために、ソース高周波電力ＨＦを供給するよう、第１のＲＦ生成部３１ａを制御する。また、制御部２は、基板支持部１１（又は下部電極）に電気バイアスＥＢ（又はそのパルスＥＢＰ）を供給するよう、バイアス電源を制御する。
【0059】
工程ＳＴｃは、工程ＳＴｃＪを更に含んでいてもよい。工程ＳＴｃＪでは、停止条件が満たされるか否かが判定される。停止条件は、第２のサイクルＣＹ２の実行回数が所定回数に達しているときに満たされる。工程ＳＴｃＪにおいて停止条件が満たされないと判定されると、再び第２のサイクルＣＹ２が実行される。一方、工程ＳＴｃＪにおいて停止条件が満たされていると判定されると、工程ＳＴｃが終了する。
【0060】
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。
【0061】
例えば、方法ＭＴが適用される基板Ｗの多層膜ＭＬは、階段形状を有していなくてもよい。また、方法ＭＴが適用される前の状態における基板Ｗの多層膜ＭＬは、凹部を有していなくてもよい。
【0062】
また、上述の第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、ハロゲン元素及びリンを更に含んでいてもよい。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々に含まれるハロゲン元素は、フッ素であり得る。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、少なくとも一つのハロゲン含有分子を含み得る。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、少なくとも一つのハロゲン含有分子として、フルオロカーボン又はハイドロフルオロカーボンの少なくとも一つを含み得る。フルオロカーボンは、例えばＣＦ４、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、又はＣ４Ｆ８の少なくとも一つである。ハイドロフルオロカーボンは、例えばＣＨ２Ｆ２、ＣＨＦ３、又はＣＨ３Ｆの少なくとも一つである。ハイドロフルオロカーボンは、二つ以上の炭素を含んでいてもよい。ハイドロフルオロカーボンは、例えば、三つの炭素、又は四つの炭素を含んでいてもよい。
【0063】
第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、上述のリンとして、少なくとも一つのリン含有分子を含み得る。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）のような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であってもよい。即ち、リンを含む分子は、ハロゲン元素としてフッ素を含んでいてもよい。或いは、リンを含む分子は、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いてもよい。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もよい。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）等であってもよい。リン含有分子は、フルオロホスフィン類（ＨｘＰＦｙ）であってもよい。ここで、ｘとｙ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。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、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、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、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、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々に含まれる各リン含有分子は、それが液体又は固体である場合には、加熱等によって気化されてチャンバ１０内に供給され得る。
【0064】
第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、炭素及び水素を更に含んでいてもよい。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、水素を含む分子として、Ｈ２、フッ化水素（ＨＦ）、炭化水素（ＣｘＨｙ）、ハイドロフルオロカーボン（ＣＨｘＦｙ）、又はＮＨ３の少なくとも一つを含んでいてもよい。炭化水素は、例えばＣＨ４又はＣ３Ｈ６である。ここで、ｘ及びｙの各々は自然数である。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、炭素を含む分子として、フルオロカーボン又は炭化水素（例えばＣＨ４）を含んでいてもよい。第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、酸素を更に含んでいてもよい。処理ガスは、例えばＯ２を含んでいてもよい。或いは、処理ガスは、酸素を含んでいなくてもよい。
【0065】
一実施形態において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、リン含有ガス、フッ素含有ガス、及び水素含有ガスを含んでいてもよい。水素含有ガスは、フッ化水素（ＨＦ）、Ｈ２、アンモニア（ＮＨ３）、及び炭化水素からなる群から選択される少なくとも一つを含有する。リン含有ガスは、上述したリン含有分子のうち少なくも一つを含む。フッ素含有ガスは、フルオロカーボンガス及び炭素を含有しないフッ素含有ガスからなる群から選択される少なくとも一つのガスを含む。フルオロカーボンガスは、上述したフルオロカーボンを含有するガスである。炭素を含有しないフッ素含有ガスは、例えば三フッ化窒素ガス（ＮＦ３ガス）又は六フッ化硫黄ガス（ＳＦ６ガス）である。また、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、ハイドロフルオロカーボンガスを更に含んでいてもよい。ハイドロフルオロ－カーボンガスは、上述したハイドロフルオロカーボンのガスである。また、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、フッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを更に含んでいてもよい。ハロゲン含有ガスは、例えばＣｌ２ガス及び／又はＨＢｒガスである。
【0066】
一例において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、リン含有ガス、フルオロカーボンガス、水素含有ガス、及び酸素含有ガス（例えばＯ２ガス）を含むか、実質的にこれらからなっていてもよい。別の一例において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、リン含有ガス、炭素を含有しないフッ素含有ガス、フルオロカーボンガス、水素含有ガス、ハイドロフルオロカーボンガス、及びフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含むか、実質的にこれらからなっていてもよい。
【0067】
別の実施形態において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、上述のリン含有ガス、上述のフッ素含有ガス、上述のハイドロフルオロカーボンガス、及び上述のフッ素以外のハロゲン元素を含有するハロゲン含有ガスを含むか、実質的にこれらからなっていてもよい。
【0068】
一実施形態において、第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々は、第１のガス及び第２のガスを含み得る。第１のガスは、リンを含有しないガスである。即ち、第１のガスは、処理ガスに含まれるリン含有ガス以外の全てのガスである。第１のガスは、ハロゲン元素を含み得る。第１のガスは、上述した少なくとも一つのハロゲン含有分子のガスを含み得る。第１のガスは、炭素及び水素を更に含んでいてもよい。第１のガスは、上述した水素を含む分子のガス及び／又は炭素を含む分子のガスを更に含んでいてもよい。第１のガスは、酸素を更に含んでいてもよい。第１のガスは、Ｏ２ガスを含んでいてもよい。或いは、第１のガスは、酸素を含んでいなくてもよい。第２のガスは、リンを含有するガスである。即ち、第２のガスは、上述のリン含有ガスである。第２のガスは、上述した少なくとも一つのリン含有分子のガスを含んでいてもよい。
【0069】
第１の処理ガス及び第２の処理ガスの各々において、第１のガスの流量に対する第２のガスの流量の比である流量比は、０より大きく、０．５以下に設定されてもよい。流量比は、０．０７５以上、０．３以下に設定されてもよい。流量比は、０．１以上、０．２５以下に設定されてもよい。
【0070】
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。なお、方法ＭＴは、以下に説明する種々の実験によって限定されるものではない。
【0071】
（第１～第３の実験）
【0072】
第１～第３の実験の各々では、図４の（ａ）及び図４の（ｂ）に示した基板Ｗと同じ構造のサンプル基板を準備した。サンプル基板において、複数の第１の膜Ｆ１の各々はシリコン酸化膜であり、複数の第２の膜Ｆ２の各々はシリコン窒化膜であった。第１～第３の実験の各々では、プラズマ処理装１を用いて、サンプル基板の多層膜ＭＬを、下地領域ＵＲが露出するまでエッチングした。第１～第３の実験の各々では、第１の処理ガスとして、フルオロカーボンガス、酸素ガス、及びアルゴンガスを含む混合ガスを用いた。また、第１～第３の実験の各々では、第２の処理ガスとして、ハイドロフルオロカーボンガス、フルオロカーボンガス、酸素ガス、及びアルゴンガスを含む混合ガスを用いた。第１の実験では、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃの各々において、ソース高周波電力ＨＦ及び電気バイアスを連続的に供給した。第２の実験では、方法ＭＴの工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃの各々において、図８に示すように互いに同期されたパルスＨＦＰ及びパルスＥＢＰを供給した。第２の実験において、パルス周期ＰＣの時間長の逆数であるパルス周波数は、５ｋＨｚであり、デューティ比は８０％であった。第３の実験では、方法ＭＴの工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃの各々において、図９に示すようにパルスＨＦＰ及びパルスＥＢＰを供給した。第３の実験において、パルス周期ＰＣの時間長の逆数であるパルス周波数は、２ｋＨｚであった。また、第３の実験では、パルス周期ＰＣにおいて第１の期間Ｐ１の時間長が占める割合及びパルス周期ＰＣにおいて第３の期間Ｐ３の時間長が示す割合の各々、即ちデューティ比は、７０％であった。
【0073】
第１～第３の実験の各々では、エッチング後のサンプル基板における幅Ｗ１と幅Ｗ２の合計に対する幅Ｗ１の比の値を求めた。なお、方法ＭＴの適用前に、サンプル基板における幅Ｗ１と幅Ｗ２の合計に対する幅Ｗ２の比の値は、約０．５であった。そして、第１～第３の実験での方法ＭＴの適用後の比の値はそれぞれ、０．３２、０．４６、０．４３であった。したがって、工程ＳＴｂ及び工程ＳＴｃの各々において、パルスＨＦＰ及びパルスＥＢＰを供給することにより、エッチング前のサンプル基板における幅Ｗ１と幅Ｗ２の合計に対する幅Ｗ２の比の値に対して、エッチング後の当該比の値の変化が低減されることが確認された。よって、方法ＭＴによれば、多層膜ＭＬのエッチングにより凹部の深さが増加されても、凹部の幅の拡大が抑制されることが確認された。
【0074】
ここで、本開示に含まれる種々の例示的実施形態を、以下の［Ｅ１］～［Ｅ１６］に記載する。
【0075】
［Ｅ１］
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、酸化シリコンから形成された複数の第１の膜及び窒化シリコンから形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、前記多層膜上に設けられたマスクと、を含み、前記多層膜は、前記マスクの開口の下方に第１の領域及び該第１の領域に隣接する第２の領域を含んでおり、該第１の領域及び該第２の領域の各々は、それらが並ぶ方向に直交する断面において階段形状を有しており、前記マスクの開口の下方で前記第１の領域が画成する第１の凹部の深さは、前記マスクの開口の下方で前記第２の領域が画成する第２の凹部の深さよりも深い、該工程と、
（ｂ）前記チャンバ内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程と、
（ｃ）前記チャンバ内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記（ｂ）及び前記（ｃ）の各々において、前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルス及び前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される、
エッチング方法。
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、酸化シリコンから形成された複数の第１の膜及び窒化シリコンから形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を含む多層膜と、前記多層膜上に設けられたマスクと、を含み、前記多層膜は、前記マスクの開口の下方に第１の領域及び該第１の領域に隣接する第２の領域を含んでおり、該第１の領域及び該第２の領域の各々は、それらが並ぶ方向に直交する断面において階段形状を有しており、前記マスクの開口の下方で前記第１の領域が画成する第１の凹部の深さは、前記マスクの開口の下方で前記第２の領域が画成する第２の凹部の深さよりも深い、該工程と、
（ｂ）前記チャンバ内で第１の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜をエッチングする工程と、
（ｃ）前記チャンバ内で第２の処理ガスからプラズマを生成することにより、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜をエッチングする工程と、
を含み、
前記（ｂ）及び前記（ｃ）の各々において、前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルス及び前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが間欠的又は周期的に供給される、
エッチング方法。
【0076】
［Ｅ２］
前記ソース高周波電力の前記パルスと前記電気バイアスの前記パルスは、同期しており、同時に供給される、Ｅ１に記載のエッチング方法。
前記ソース高周波電力の前記パルスと前記電気バイアスの前記パルスは、同期しており、同時に供給される、Ｅ１に記載のエッチング方法。
【0077】
［ＥＥ］
前記（ｂ）が行われる期間は、第１の期間及び該第１の期間と交互の第２の期間を含み、
前記（ｃ）が行われる期間は、第３の期間及び該第３の期間と交互の第４の期間を含み、
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
Ｅ１に記載のエッチング方法。
前記（ｂ）が行われる期間は、第１の期間及び該第１の期間と交互の第２の期間を含み、
前記（ｃ）が行われる期間は、第３の期間及び該第３の期間と交互の第４の期間を含み、
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
Ｅ１に記載のエッチング方法。
【0078】
［Ｅ４］
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
Ｅ３に記載のエッチング方法。
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
Ｅ３に記載のエッチング方法。
【0079】
［Ｅ５］
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止され、
Ｅ３又はＥ４に記載のエッチング方法。
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止され、
Ｅ３又はＥ４に記載のエッチング方法。
【0080】
［Ｅ６］
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、Ｅ３～Ｅ５の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、Ｅ３～Ｅ５の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0081】
［Ｅ７］
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
Ｅ１～Ｅ６の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
Ｅ１～Ｅ６の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0082】
［Ｅ８］
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、Ｅ１～Ｅ７の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、Ｅ１～Ｅ７の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0083】
［Ｅ９］
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む、該工程と、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記チャンバ内で前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記チャンバ内で前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を含む、エッチング方法。
（ａ）プラズマ処理装置のチャンバ内で基板支持部上に基板を準備する工程であり、該基板は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む、該工程と、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記チャンバ内で前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記チャンバ内で前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を含む、エッチング方法。
【0084】
［Ｅ１０］
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
Ｅ９に記載のエッチング方法。
前記チャンバ内でプラズマを生成するためのソース高周波電力のパルスが、前記第１の期間及び前記第３の期間の各々において供給され、
前記チャンバ内のプラズマから前記基板にイオンを引き込むための電気バイアスのパルスが、前記第２の期間及び第４の期間の各々において供給される、
Ｅ９に記載のエッチング方法。
【0085】
［Ｅ１１］
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
Ｅ１０に記載のエッチング方法。
前記第２の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第１の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低く、
前記第４の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルは、前記第３の期間における前記ソース高周波電力のパワーレベルよりも低い、
Ｅ１０に記載のエッチング方法。
【0086】
［Ｅ１２］
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止され、
Ｅ１０又はＥ１１に記載のエッチング方法。
前記電気バイアスは、前記第２の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第１の期間において有するか、前記第１の期間において停止され、且つ、前記第４の期間における前記電気バイアスのレベルよりも低いレベルを前記第３の期間において有するか、前記第３の期間において停止され、
Ｅ１０又はＥ１１に記載のエッチング方法。
【0087】
［Ｅ１３］
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、Ｅ１０～Ｅ１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記第１の期間の時間長と前記第２の期間の時間長の合計に占める前記第１の期間の時間長の割合及び前記第３の期間の時間長と前記第４の期間の時間長の合計に占める前記第３の期間の時間長の割合の各々は、６５％以上である、Ｅ１０～Ｅ１２の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0088】
［Ｅ１４］
前記複数の第１の膜の各々は、酸化シリコンから形成されており、
前記複数の第２の膜の各々は、窒化シリコンから形成されており、
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
Ｅ９～Ｅ１３の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記複数の第１の膜の各々は、酸化シリコンから形成されており、
前記複数の第２の膜の各々は、窒化シリコンから形成されており、
前記第１の処理ガスは、フルオロカーボンガスを含み、
前記第２の処理ガスは、ハイドロフルオロカーボンガスを含む、
Ｅ９～Ｅ１３の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0089】
［Ｅ１５］
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、Ｅ９～Ｅ１４の何れか一項に記載のエッチング方法。
前記（ｂ）及び前記（ｃ）が交互に繰り返される、Ｅ９～Ｅ１４の何れか一項に記載のエッチング方法。
【0090】
［Ｅ１６］
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためのプラズマ生成部と、
前記基板支持部に電気的に結合されたバイアス電源と、
前記プラズマ生成部及び前記バイアス電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む基板が前記基板支持部上に載置されている状態で、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を行うように構成されている、プラズマ処理装置。
チャンバと、
前記チャンバ内に設けられた基板支持部と、
前記チャンバ内でガスからプラズマを生成するためのプラズマ生成部と、
前記基板支持部に電気的に結合されたバイアス電源と、
前記プラズマ生成部及び前記バイアス電源を制御するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、複数の第１の膜及び該複数の第１の膜の材料とは異なる材料から形成されており該複数の第１の膜と交互に積層された複数の第２の膜を有する多層膜を含む基板が前記基板支持部上に載置されている状態で、
（ｂ）第１のサイクルを繰り返す工程であって、該第１のサイクルは、
（ｂ１）第１の期間において、前記複数の第１の膜のうち一つ以上の第１の膜上に第１の堆積物を形成する工程であり、該第１の堆積物は前記チャンバ内で第１の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｂ２）第２の期間において前記第１の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第１の膜をエッチングする工程と、
を含む、該工程と、
（ｃ）第２のサイクルを繰り返す工程であって、該第２のサイクルは、
（ｃ１）第３の期間において、前記複数の第２の膜のうち一つ以上の第２の膜上に第２の堆積物を形成する工程であり、該第２の堆積物は前記チャンバ内で第２の処理ガスから生成されたプラズマから供給される、該工程と、
（ｃ２）第４の期間において前記第２の処理ガスから生成されたプラズマを用いて前記一つ以上の前記第２の膜をエッチングする工程であり、前記（ｂ２）において前記基板上に形成された第３の堆積物が、前記一つ以上の第２の膜と共にエッチングされる、該工程と、
を行うように構成されている、プラズマ処理装置。
【0091】
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】
【0092】
１…プラズマ処理装置、１０…チャンバ、１１…基板支持部、２…制御部、１２…プラズマ生成部、２０…ガス供給部、３１ａ…第１のＲＦ生成部、３１ｂ…第２のＲＦ生成部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】