WO2026070509A1 - Etching method and plasma processing device - Google Patents

Etching method and plasma processing device

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Abstract

In one exemplary embodiment, an etching method includes: (a) a step for providing a substrate on a substrate support in a chamber, the substrate including a first region and a second region, the first region including a first material which contains nitrogen and silicon, the second region including a second material which differs from the first material; (b) a step for exposing the substrate to a first processing gas which contains a hydrogen fluoride gas; and (c) a step for, after the step (b), exposing the substrate to plasma that has been generated from a second processing gas which contains an inert gas, the plasma containing ions of the inert gas.

Description

エッチング方法及びプラズマ処理装置Etching method and plasma processing apparatus

 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。 The exemplary embodiments of this disclosure relate to etching methods and plasma processing apparatus.

 特許文献1は、窒素及びシリコンを含むシリコン窒化膜を選択的にエッチングする方法を開示する。この方法では、処理容器内にエッチング処理用の処理ガスを供給しながら処理ガスを排気して、処理容器内の圧力を40.0Pa以上(300mTorr以上)の圧力に設定する。その後、処理容器の上部の誘電体窓を介して処理容器にマイクロ波を導入して処理容器内にプラズマを発生させる。そして、処理容器内の基板が載置される載置台にRF(radio frequency)を印加しないノンバイアスの状態で、シリコン窒化膜を選択的にエッチングする。 Patent Document 1 discloses a method for selectively etching silicon nitride films containing nitrogen and silicon. In this method, an etching gas is supplied into a processing chamber while the processing gas is exhausted, setting the pressure inside the chamber to 40.0 Pa or higher (300 mTorr or higher). Then, microwaves are introduced into the processing chamber through a dielectric window at the top of the chamber to generate plasma. Finally, the silicon nitride film is selectively etched in a non-biased state, without applying RF (radio frequency) to the mounting stage on which the substrate is placed inside the processing chamber.

特開2014-060413号公報Japanese Patent Publication No. 2014-060413

 本開示は、窒素及びシリコンを含む領域を選択的にエッチングするエッチング方法及びプラズマ処理装置を提供する。 This disclosure provides an etching method and a plasma processing apparatus for selectively etching regions containing nitrogen and silicon.

 一つの例示的実施形態において、エッチング方法は、(a)チャンバ内の基板支持部上に基板を提供する工程であり、前記基板は、第1領域と第2領域とを含み、前記第1領域は、窒素及びシリコンを含む第1材料を含み、前記第2領域は、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、工程と、(b)前記基板を、フッ化水素ガスを含む第1処理ガスに晒す工程と、(c)前記(b)の後、不活性ガスを含む第2処理ガスから生成されたプラズマに前記基板を晒す工程であり、前記プラズマは前記不活性ガスのイオンを含む、工程と、を含む。 In one exemplary embodiment, the etching method includes: (a) a step of providing a substrate on a substrate support in a chamber, wherein the substrate comprises a first region and a second region, the first region comprising a first material comprising nitrogen and silicon, and the second region comprising a second material different from the first material; (b) a step of exposing the substrate to a first treatment gas comprising hydrogen fluoride gas; and (c) a step of exposing the substrate, after (b), to a plasma generated from a second treatment gas comprising an inert gas, wherein the plasma comprises ions of the inert gas.

 一つの例示的実施形態によれば、窒素及びシリコンを含む領域を選択的にエッチングできる。 According to one exemplary embodiment, regions containing nitrogen and silicon can be selectively etched.

図1は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。Figure 1 is a schematic diagram showing a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment. 図2は、一つの例示的実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す図である。Figure 2 is a schematic diagram showing a plasma processing apparatus according to one exemplary embodiment. 図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。Figure 3 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment. 図4は、図3の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。Figure 4 is a cross-sectional view of an example substrate to which the method shown in Figure 3 may be applied. 図5は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。Figure 5 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図6は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。Figure 6 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図7は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。Figure 7 is a cross-sectional view showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. 図8は、上部電極に電気バイアスが供給された場合のエッチング方法の一工程を示す断面図である。Figure 8 is a cross-sectional view showing one step of the etching method when an electrical bias is supplied to the upper electrode. 図9(a)は、図3の方法が適用され得る他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図9(b)は、図3の方法が適用され得る他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 9(a) is a magnified partial view of a substrate before etching, representing another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 9(b) is a magnified partial view of a substrate after etching, representing another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図10(a)は、図3の方法が適用され得る他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図10(b)は、図3の方法が適用され得る他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 10(a) is a magnified partial view of a substrate before etching, representing another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 10(b) is a magnified partial view of a substrate after etching, representing another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図11(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図11(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 11(a) is a magnified section of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 11(b) is a magnified section of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図12(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図12(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 12(a) is a magnified partial view of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 12(b) is a magnified partial view of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図13(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図13(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 13(a) is a magnified section of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 13(b) is a magnified section of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図14(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図14(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 14(a) is a magnified section of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 14(b) is a magnified section of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図15(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図15(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 15(a) is a magnified section of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 15(b) is a magnified section of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図16(a)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング前の部分拡大図である。図16(b)は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板のエッチング後の部分拡大図である。Figure 16(a) is a magnified section of a substrate before etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. Figure 16(b) is a magnified section of a substrate after etching, representing yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. 図17は、別の例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。Figure 17 is a flowchart of an etching method according to another exemplary embodiment. 図18は、第1実験結果を示す図である。Figure 18 shows the results of the first experiment. 図19は、第2実験結果を示す図である。Figure 19 shows the results of the second experiment.

 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。 The following describes various exemplary embodiments in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in each drawing will be denoted by the same reference numerals.

 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。 Figure 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a plasma processing system. In one embodiment, the plasma processing system includes a plasma processing apparatus 1 and a control unit 2. The plasma processing system is an example of a substrate processing system, and the plasma processing apparatus 1 is an example of a substrate processing apparatus. The plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a substrate support unit 11, and a plasma generation unit 12. The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space. The plasma processing chamber 10 also has at least one gas supply port for supplying at least one processing gas to the plasma processing space, and at least one gas outlet for discharging gas from the plasma processing space. The gas supply port is connected to a gas supply unit 20, which will be described later, and the gas outlet is connected to an exhaust system 40, which will be described later. The substrate support unit 11 is located within the plasma processing space and has a substrate support surface for supporting a substrate.

 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(Electron Cyclotron Resonance)プラズマ、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。 The plasma generation unit 12 is configured to generate plasma from at least one processing gas supplied into the plasma processing space. The plasma formed in the plasma processing space may be capacitively coupled plasma (CCP), inductively coupled plasma (ICP), ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma, helicon wave excited plasma (HWP), or surface wave plasma (SWP), etc. Furthermore, various types of plasma generation units, including AC (Alternating Current) plasma generation units and DC (Direct Current) plasma generation units, may be used. In one embodiment, the AC signal (AC power) used in the AC plasma generation unit has a frequency in the range of 100 kHz to 10 GHz. Therefore, the AC signal includes an RF (Radio Frequency) signal and a microwave signal. In one embodiment, the RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 150 MHz.

 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により実現される。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。本開示に記載されている処理部2a1により実現される機能は、当該記載された機能を実現するようにプログラムされた、汎用プロセッサ、特定用途プロセッサ、集積回路(integrated circuits)、ASICs(Application Specific Integrated Circuits)、CPU(Central Processing Unit)、従来型の回路(conventional circuitry)、及び/又はそれらの組合せを含む、回路(circuitry)又は処理回路(processing circuitry)において実装されてもよい。プロセッサは、トランジスタやその他の回路(other circuitry)を含む、回路又は処理回路とみなされる。プロセッサは、記憶部2a2に格納されたプログラムを実行する、プログラムされたプロセッサであってもよい。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。本開示において、回路、ユニット、手段は、記載された機能を実現するようにプログラムされたハードウェア、又は実行するように構成されたハードウェアである。当該ハードウェアは、本開示に記載されているあらゆるハードウェア、又は、当該記載された機能を実現するようにプログラムされた、又は、実行するものとして知られているあらゆるハードウェアであってもよい。当該ハードウェアが回路のタイプであるとみなされるプロセッサである場合、当該回路、手段、又はユニットは、ハードウェアと、当該ハードウェア及び/又はプロセッサを構成する為に用いられるソフトウェアの組合せである。 The control unit 2 processes computer-executable instructions that cause the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. The control unit 2 may be configured to control each element of the plasma processing apparatus 1 to perform the various processes described herein. In one embodiment, part or all of the control unit 2 may be included in the plasma processing apparatus 1. The control unit 2 is implemented, for example, by a computer 2a. The control unit 2 may include a processing unit 2a1, a storage unit 2a2, and a communication interface 2a3. The functions realized by the processing unit 2a1 described herein may be implemented in a circuit or processing circuit, including a general-purpose processor, an application-specific processor, integrated circuits, ASICs (Application Specific Integrated Circuits), a CPU (Central Processing Unit), a conventional circuit, and/or a combination thereof, programmed to realize the described functions. The processor is considered to be a circuit or processing circuit, including transistors and other circuits. The processor may be a programmed processor that executes a program stored in the storage unit 2a2. This program may be pre-stored in the storage unit 2a2 or retrieved via a medium when needed. The acquired program is stored in the storage unit 2a2 and read from the storage unit 2a2 and executed by the processing unit 2a1. The medium may be any storage medium readable by the computer 2a, or it may be a communication line connected to the communication interface 2a3. The storage unit 2a2 may include RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), or a combination thereof. The communication interface 2a3 may communicate with the plasma processing apparatus 1 via a communication line such as a LAN (Local Area Network). In this disclosure, circuits, units, and means are hardware programmed to perform or configured to perform the functions described. Such hardware may be any hardware described in this disclosure, or any hardware known to be programmed to perform or execute the functions described. If the hardware in question is a processor considered to be a type of circuit, then the circuit, means, or unit is a combination of hardware and software used to constitute the hardware and/or processor.

 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。 The following describes an example configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus, as an example of a plasma processing apparatus 1. Figure 2 is a diagram illustrating an example configuration of a capacitively coupled plasma processing apparatus.

 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、電源システム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。 The capacitively coupled plasma processing apparatus 1 includes a plasma processing chamber 10, a gas supply unit 20, a power supply system 30, and an exhaust system 40. The plasma processing apparatus 1 also includes a substrate support unit 11 and a gas introduction unit. The gas introduction unit is configured to introduce at least one processing gas into the plasma processing chamber 10. The gas introduction unit includes a shower head 13. The substrate support unit 11 is located within the plasma processing chamber 10. The shower head 13 is located above the substrate support unit 11. In one embodiment, the shower head 13 constitutes at least a portion of the ceiling of the plasma processing chamber 10. The plasma processing chamber 10 has a plasma processing space 10s defined by the shower head 13, the side walls 10a of the plasma processing chamber 10, and the substrate support unit 11. The plasma processing chamber 10 is grounded. The shower head 13 and the substrate support unit 11 are electrically insulated from the housing of the plasma processing chamber 10.

 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。 The substrate support portion 11 includes a main body portion 111 and a ring assembly 112. The main body portion 111 has a central region 111a for supporting the substrate W and an annular region 111b for supporting the ring assembly 112. A wafer is an example of the substrate W. The annular region 111b of the main body portion 111 surrounds the central region 111a in a plan view. The substrate W is placed on the central region 111a of the main body portion 111, and the ring assembly 112 is placed on the annular region 111b of the main body portion 111 so as to surround the substrate W on the central region 111a. Therefore, the central region 111a is also called the substrate support surface for supporting the substrate W, and the annular region 111b is also called the ring support surface for supporting the ring assembly 112.

 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チャック電極1111bとを含む。なお、静電チャック電極1111bは、吸着電極(clamping electrode)ともいう。一実施形態において、静電チャック電極1111bは、チャック電源に電気的に接続又は結合される。チャック電源は、DC電源であってもよく、AC電源であってもよい。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、後述する電源31及び/又は電源32に電気的に接続又は結合される少なくとも1つのバイアス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つのバイアス電極が下部電極として機能する。また、基台1110の導電性部材とセラミック部材1111a内のバイアス電極とが複数の下部電極として機能してもよい。一実施形態において、後述する電圧パルス生成部として機能する第1の電圧生成部32aは、セラミック部材1111a内のバイアス電極に電気的に接続又は結合され、後述する第1のRF生成部31aは、基台1110の導電性部材に電気的に接続又は結合される。また、静電チャック電極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。 In one embodiment, the main body 111 includes a base 1110 and an electrostatic chuck 1111. The base 1110 includes a conductive member. The conductive member of the base 1110 can function as a lower electrode. The electrostatic chuck 1111 is placed on the base 1110. The electrostatic chuck 1111 includes a ceramic member 1111a and an electrostatic chuck electrode 1111b placed within the ceramic member 1111a. The electrostatic chuck electrode 1111b is also called a clamping electrode. In one embodiment, the electrostatic chuck electrode 1111b is electrically connected or coupled to a chuck power supply. The chuck power supply may be a DC power supply or an AC power supply. The ceramic member 1111a has a central region 111a. In one embodiment, the ceramic member 1111a also has an annular region 111b. Furthermore, other members surrounding the electrostatic chuck 1111, such as an annular electrostatic chuck or an annular insulating member, may have an annular region 111b. In this case, the ring assembly 112 may be placed on the annular electrostatic chuck or the annular insulating member, or it may be placed on both the electrostatic chuck 1111 and the annular insulating member. In addition, at least one bias electrode, which is electrically connected or coupled to the power supply 31 and/or power supply 32 described later, may be placed inside the ceramic member 1111a. In this case, at least one bias electrode functions as a lower electrode. Also, the conductive member of the base 1110 and the bias electrode inside the ceramic member 1111a may function as multiple lower electrodes. In one embodiment, the first voltage generation unit 32a, which functions as a voltage pulse generation unit described later, is electrically connected or coupled to the bias electrode inside the ceramic member 1111a, and the first RF generation unit 31a, described later, is electrically connected or coupled to the conductive member of the base 1110. Furthermore, the electrostatic chuck electrode 1111b may function as a lower electrode. Therefore, the substrate support portion 11 includes at least one lower electrode.

 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。 The ring assembly 112 includes one or more annular members. In one embodiment, the one or more annular members include one or more edge rings and at least one covering ring. The edge rings are formed of a conductive or insulating material, and the covering rings are formed of an insulating material.

 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。 Furthermore, the substrate support section 11 may include a temperature control module configured to adjust at least one of the electrostatic chuck 1111, the ring assembly 112, and the substrate to a target temperature. The temperature control module may include a heater, a heat transfer medium, a flow path 1110a, or a combination thereof. A heat transfer fluid, such as brine or gas, flows through the flow path 1110a. In one embodiment, the flow path 1110a is formed within the base 1110, and one or more heaters are arranged within the ceramic member 1111a of the electrostatic chuck 1111. The substrate support section 11 may also include a heat transfer gas supply section configured to supply heat transfer gas to the gap between the back surface of the substrate W and the central region 111a.

 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。 The showerhead 13 is configured to introduce at least one processing gas from the gas supply unit 20 into the plasma processing space 10s. The showerhead 13 has at least one gas supply port 13a, at least one gas diffusion chamber 13b, and a plurality of gas inlet ports 13c. The processing gas supplied to the gas supply port 13a passes through the gas diffusion chamber 13b and is introduced into the plasma processing space 10s through the plurality of gas inlet ports 13c. The showerhead 13 also includes at least one upper electrode. In addition to the showerhead 13, the gas introduction unit may also include one or more side gas injectors (SGIs) attached to one or more openings formed in the side wall 10a.

 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。 The gas supply unit 20 may include at least one gas source 21 and at least one flow controller 22. In one embodiment, the gas supply unit 20 is configured to supply at least one processing gas to the shower head 13 from a corresponding gas source 21 via a corresponding flow controller 22. Each flow controller 22 may include, for example, a mass flow controller or a pressure-controlled flow controller. Furthermore, the gas supply unit 20 may include at least one flow modulation device that modulates or pulses the flow rate of at least one processing gas.

 電源システム30は、プラズマ処理チャンバ10に電気的に接続又は結合される電源31を含む。一実施形態において、電源31は、少なくとも1つのインピーダンス整合器を介してプラズマ処理チャンバ10に電気的に接続又は結合される。インピーダンス整合器は、機械制御式整合器であってもよく、電子制御式整合器であってもよい。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生成される。従って、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。 The power supply system 30 includes a power supply 31 that is electrically connected to or coupled to the plasma processing chamber 10. In one embodiment, the power supply 31 is electrically connected to or coupled to the plasma processing chamber 10 via at least one impedance matcher. The impedance matcher may be a mechanically controlled or electronically controlled matcher. The power supply 31 is configured to supply at least one RF signal (RF power) to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. This generates plasma from at least one processing gas supplied to the plasma processing space 10s. Therefore, the power supply 31 can function as at least part of the plasma generation unit 12. Furthermore, by supplying a bias RF signal to at least one lower electrode, a bias potential is generated on the substrate W, and ionic components in the formed plasma can be drawn into the substrate W.

 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つの下部電極及び/又は少なくとも1つの上部電極に電気的に接続又は結合され、プラズマ処理空間10sにおいてプラズマを生成するためにソース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、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器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つの上部電極に電気的に接続又は結合される。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。 The power supply 31 includes a first RF generation unit 31a and a second RF generation unit 31b. The first RF generation unit 31a is electrically connected or coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode and is configured to generate a source RF signal (source RF power) for generating plasma in the plasma processing space 10s. In one embodiment, the first RF generation unit 31a is electrically connected or coupled to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode via at least one impedance matcher. In one embodiment, the source RF signal has a frequency in the range of 10 MHz to 150 MHz. In one embodiment, the first RF generation unit 31a may be configured to generate a plurality of source RF signals having different frequencies. The generated one or more source RF signals are supplied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode.

 第2のRF生成部31bは、少なくとも1つの下部電極に電気的に接続又は結合され、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、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器を介して少なくとも1つの下部電極に電気的に接続又は結合される。第1のRF生成部31aが下部電極に電気的に接続又は結合される場合、第2のRF生成部31bは、同じ下部電極に電気的に接続又は結合されてもよく、他の下部電極に電気的に接続又は結合されてもよい。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。 The second RF generation unit 31b is electrically connected or coupled to at least one lower electrode and configured to generate a bias RF signal (bias RF power). In one embodiment, the second RF generation unit 31b is electrically connected or coupled to at least one lower electrode via at least one impedance matcher. When the first RF generation unit 31a is electrically connected or coupled to a lower electrode, the second RF generation unit 31b may be electrically connected or coupled to the same lower electrode, or to a different lower electrode. The frequency of the bias RF signal may be the same as or different from the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency lower than the frequency of the source RF signal. In one embodiment, the bias RF signal has a frequency in the range of 100 kHz to 60 MHz. In one embodiment, the second RF generation unit 31b may be configured to generate a plurality of bias RF signals having different frequencies. One or more generated bias RF signals are supplied to at least one lower electrode. Also, in various embodiments, at least one of the source RF signal and the bias RF signal may be pulsed.

 また、電源システム30は、プラズマ処理チャンバ10に電気的に接続又は結合される電源32を含んでもよい。電源32は、第1の電圧生成部32a及び第2の電圧生成部32bを含む。一実施形態において、第1の電圧生成部32aは、少なくとも1つの下部電極に電気的に接続又は結合され、第1の電圧信号を生成するように構成される。生成された第1の電圧信号は、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の電圧生成部32bは、少なくとも1つの上部電極に電気的に接続又は結合され、第2の電圧信号を生成するように構成される。生成された第2の電圧信号は、少なくとも1つの上部電極に印加される。 Furthermore, the power supply system 30 may include a power supply 32 electrically connected to or coupled to the plasma processing chamber 10. The power supply 32 includes a first voltage generation unit 32a and a second voltage generation unit 32b. In one embodiment, the first voltage generation unit 32a is electrically connected to or coupled to at least one lower electrode and configured to generate a first voltage signal. The generated first voltage signal is applied to at least one lower electrode. In one embodiment, the second voltage generation unit 32b is electrically connected to or coupled to at least one upper electrode and configured to generate a second voltage signal. The generated second voltage signal is applied to at least one upper electrode.

 種々の実施形態において、第1及び/又は第2の電圧信号がパルス化されてもよい。この場合、第1の電圧生成部32a及び/又は第2の電圧生成部32bは、電圧パルスのシーケンスを生成するように構成される電圧パルス生成部として機能する。従って、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。一実施形態において、電圧パルスのシーケンスは、複数のサイクルを有し、各サイクルは、第1の期間に電圧パルスのバーストを含み、第2の期間に一定の基準電圧を含む。即ち、電圧パルスのシーケンスにおいて、電圧パルスのバーストが繰り返される。電圧パルスの電圧レベルの絶対値は、基準電圧の電圧レベルの絶対値よりも大きい。電圧パルスは、矩形、台形、三角形又はこれらの組み合わせを有する任意波形であってもよく、任意波形が経時的に変化してもよい。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サイクル内に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の電圧生成部32a,32bは、電源31に加えて設けられてもよく、第1の電圧生成部32aが第2のRF生成部31bに代えて設けられてもよい。 In various embodiments, the first and/or second voltage signals may be pulsed. In this case, the first voltage generation unit 32a and/or the second voltage generation unit 32b function as voltage pulse generation units configured to generate a sequence of voltage pulses. Thus, the sequence of voltage pulses is applied to at least one lower electrode and/or at least one upper electrode. In one embodiment, the sequence of voltage pulses has a plurality of cycles, each cycle including a burst of voltage pulses in a first period and a constant reference voltage in a second period. That is, in the sequence of voltage pulses, the burst of voltage pulses is repeated. The absolute value of the voltage level of the voltage pulse is greater than the absolute value of the voltage level of the reference voltage. The voltage pulse may be an arbitrary waveform having a rectangular, trapezoidal, triangular, or a combination thereof, and the arbitrary waveform may change over time. The voltage pulse may have positive polarity or negative polarity. The sequence of voltage pulses may also include one or more positive voltage pulses and one or more negative voltage pulses within one cycle. Furthermore, the first and second voltage generation units 32a and 32b may be provided in addition to the power supply 31, and the first voltage generation unit 32a may be provided in place of the second RF generation unit 31b.

 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。 The exhaust system 40 may be connected to, for example, a gas outlet 10e located at the bottom of the plasma processing chamber 10. The exhaust system 40 may include a pressure regulating valve and a vacuum pump. The pressure regulating valve regulates the pressure within the plasma processing space 10s. The vacuum pump may include a turbomolecular pump, a dry pump, or a combination thereof.

 図3は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。図3に示されるエッチング方法(以下、「方法MT1」という)は、上記実施形態のプラズマ処理装置1により実行され得る。方法MT1は、図4の基板Wに適用され得る。 Figure 3 is a flowchart of an etching method according to one exemplary embodiment. The etching method shown in Figure 3 (hereinafter referred to as "Method MT1") can be performed using the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment. Method MT1 can be applied to the substrate W shown in Figure 4.

 図4は、図3の方法が適用され得る一例の基板の断面図である。図4に示されるように、一実施形態において、基板W1は、第1領域R1と第2領域R2とを含む。図4に示されるように、第1領域R1と第2領域R2とが隣り合うように設けられてもよい。この場合、第1領域R1の表面の位置と第2領域R2の表面の位置とは同じ高さであってもよい。すなわち、第1領域R1の表面と第2領域R2の表面とは面一であってもよい。第1領域R1及び第2領域R2のそれぞれの下には、下地領域が設けられてもよい。本実施形態では、基板W1において、第1領域R1がエッチング対象となる領域であり、第2領域R2がエッチング対象とならない領域である。 Figure 4 is a cross-sectional view of a substrate in which the method of Figure 3 may be applied. As shown in Figure 4, in one embodiment, the substrate W1 includes a first region R1 and a second region R2. As shown in Figure 4, the first region R1 and the second region R2 may be arranged adjacent to each other. In this case, the surface positions of the first region R1 and the second region R2 may be at the same height. That is, the surfaces of the first region R1 and the second region R2 may be flush. A base layer may be provided below each of the first region R1 and the second region R2. In this embodiment, in the substrate W1, the first region R1 is the region to be etched, and the second region R2 is the region not to be etched.

 第1領域R1は、第1材料を含む。第1材料は、窒素及びシリコンを含む。第1材料は、窒化シリコン(SiN)、酸窒化(SiON)シリコン、及び炭窒化シリコン(SiCN)からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含んでもよい。xは正の実数である。本実施形態では、第1材料が窒化シリコンを含むものとして説明する。 The first region R1 includes a first material. The first material includes nitrogen and silicon. The first material may include at least one material selected from the group consisting of silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiON), and silicon carbonitride (SiCN). x is a positive real number. In this embodiment, the first material is described as including silicon nitride.

 第2領域R2は、第2材料を含む。第2材料は、第1材料とは異なる。第2材料は、シリコン、ゲルマニウム、又はHigh-k材料を含んでもよい。第2材料は、酸化シリコン(SiO)、ポリシリコン、アモルファスシリコン、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ゲルマニウム(Ge)、及びHigh-k材料からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含んでもよい。xは正の実数である。第2材料は、High-k材料として、炭化タングステン(WC)、タングステン(W)、一酸化タングステン(WO)、二酸化チタン(TiO)、窒化チタン(TiN)、ハフニウム(Hf)、一酸化ハフニウム(HfO)、タンタル(Ta)、窒化タンタル(TaN)、及び二酸化タンタル(TaO)からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含んでもよい。第2材料は、炭素を含んでもよい。第2材料は、フォトレジスト(ポリマー)及びアモルファスカーボンからなる群から選択される少なくとも1つの炭素含有材料であってもよい。 The second region R2 includes a second material. The second material is different from the first material. The second material may include silicon, germanium, or a High-k material. The second material may include at least one material selected from the group consisting of silicon oxide (SiO₂ x ), polysilicon, amorphous silicon, silicon germanium (SiGe), germanium (Ge), and High-k materials. x is a positive real number. As a High-k material, the second material may include at least one material selected from the group consisting of tungsten carbide (WC), tungsten (W), tungsten monoxide (WO), titanium dioxide ( TiO₂ ), titanium nitride (TiN), hafnium (Hf), hafnium monoxide (HfO), tantalum (Ta), tantalum nitride ( TaN ), and tantalum dioxide (TaO₂). The second material may also include carbon. The second material may be at least one carbon-containing material selected from the group consisting of photoresists (polymers) and amorphous carbon.

 以下、方法MT1について、方法MT1が上記実施形態のプラズマ処理装置1を用いて基板W1に適用される場合を例にとって、図3~図7を参照しながら説明する。図5~図7は、一つの例示的実施形態に係るエッチング方法の一工程を示す断面図である。プラズマ処理装置1が用いられる場合には、制御部2によるプラズマ処理装置1の各部の制御により、プラズマ処理装置1において方法MT1が実行され得る。方法MT1では、図2に示されるように、プラズマ処理チャンバ10内に配置された基板支持部11上の基板W1を処理する。 The following describes Method MT1, using the example of applying Method MT1 to the substrate W1 using the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment, with reference to Figures 3 to 7. Figures 5 to 7 are cross-sectional views showing one step of an etching method according to one exemplary embodiment. When the plasma processing apparatus 1 is used, Method MT1 can be executed in the plasma processing apparatus 1 by controlling each part of the plasma processing apparatus 1 by the control unit 2. In Method MT1, as shown in Figure 2, the substrate W1 on the substrate support part 11 arranged in the plasma processing chamber 10 is processed.

 図3に示されるように、方法MT1は、工程ST1~工程ST5を含んでもよい。工程ST1~工程ST5は順に実行され得る。方法MT1は、工程ST3を含まなくてもよいし、工程ST5を含まなくてもよい。 As shown in Figure 3, method MT1 may include steps ST1 to ST5. Steps ST1 to ST5 may be executed in order. Method MT1 does not necessarily include step ST3, nor does it necessarily include step ST5.

(工程ST1)
 工程ST1では、図4に示される基板W1を、プラズマ処理チャンバ10内で基板支持部11上に提供する。
(Process ST1)
In step ST1, the substrate W1 shown in Figure 4 is placed on the substrate support 11 in the plasma processing chamber 10.

(工程ST2)
 工程ST2では、基板W1を、フッ化水素(HF)ガスを含む第1処理ガスに晒す。工程ST2において、第1処理ガスからプラズマが生成されなくてもよい。工程ST2の終了時に第1処理ガスの供給は停止され得る。工程ST2では、図5に示されるように、フッ化水素分子が第1領域R1の表面に吸着して吸着層ABを形成する。吸着層ABはフッ化水素を含んでもよい。吸着層ABは、フッ化水素と第1領域R1との反応により形成される層であってもよい。第1材料が窒化シリコンを含む場合には、吸着層ABは、窒化シリコンとフッ化水素との反応により形成されたフルオロケイ酸アンモニウムを含んでもよい。フッ化水素分子は、第1領域R1の表面に選択的に吸着し、第2領域R2の表面に吸着しなくてもよい。この場合、第2領域R2の表面には、吸着層ABが形成されない。吸着層ABの厚さは、時間の経過に連れて大きくなり、ある値において飽和してもよい。
(Process ST2)
In step ST2, the substrate W1 is exposed to a first processing gas containing hydrogen fluoride (HF) gas. Plasma does not need to be generated from the first processing gas in step ST2. The supply of the first processing gas may be stopped at the end of step ST2. In step ST2, as shown in Figure 5, hydrogen fluoride molecules adsorb to the surface of the first region R1 to form an adsorption layer AB. The adsorption layer AB may contain hydrogen fluoride. The adsorption layer AB may be a layer formed by the reaction between hydrogen fluoride and the first region R1. If the first material contains silicon nitride, the adsorption layer AB may contain ammonium fluorosilicate formed by the reaction between silicon nitride and hydrogen fluoride. Hydrogen fluoride molecules selectively adsorb to the surface of the first region R1 and do not need to adsorb to the surface of the second region R2. In this case, the adsorption layer AB is not formed on the surface of the second region R2. The thickness of the adsorption layer AB increases over time and may saturate at a certain value.

 第1処理ガスは、フッ化水素ガスのほか、メタノール(CHOH)等のアルコール及び酢酸(CHCOOH)等のカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1種を含んでもよい。第1処理ガスは、プロパノール(COH)、ブタノール(COH)、又はペンタノール(C11OH)等のアルコールを含んでもよい。第1処理ガスは、ギ酸(HCOOH)、プロピオン酸(CCOOH)、又は酪酸(CCOOH)等のカルボン酸を含んでもよい。また、第1処理ガスは、貴ガス及び窒素(N)ガスからなる群から選択される少なくとも1つの不活性ガスを更に含んでもよい。貴ガスは、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、キセノン(Xe)ガス、及びネオン(Ne)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んでもよい。第1処理ガスに含まれる全てのガスの流量のうち、フッ化水素ガスの流量が最も大きくてもよい。第1処理ガスに含まれ得る不活性ガスは、工程ST4の第2処理ガスに含まれる不活性ガスと同じであってもよいし、異なってもよい。第1処理ガスは、フッ化水素ガス以外のフッ素含有ガスを含まなくてもよい。 The first treatment gas may contain, in addition to hydrogen fluoride gas, at least one selected from the group consisting of alcohols such as methanol ( CH₃OH ) and carboxylic acids such as acetic acid ( CH₃COOH ). The first treatment gas may also contain alcohols such as propanol ( C₃H₃OH ), butanol ( C₄H₇OH ), or pentanol (C₅H₁¹OH ) . The first treatment gas may also contain carboxylic acids such as formic acid ( HCOOH ), propionic acid ( C₂H₅COOH ), or butyric acid (C₃H₃COOH ) . Furthermore, the first treatment gas may further contain at least one inert gas selected from the group consisting of noble gases and nitrogen ( N₂ ) gas. The noble gas may include at least one gas selected from the group consisting of argon (Ar) gas, helium (He) gas, xenon (Xe) gas, and neon (Ne) gas. Of all the gases in the first treatment gas, the flow rate of hydrogen fluoride gas may be the largest. The inert gas that may be included in the first treatment gas may be the same as or different from the inert gas included in the second treatment gas of step ST4. The first treatment gas does not have to contain any fluorine-containing gases other than hydrogen fluoride gas.

 工程ST2の持続時間は、0.1~200秒であってもよいし、30~80秒であってもよい。 The duration of process ST2 may be 0.1 to 200 seconds, or 30 to 80 seconds.

 工程ST2において、基板支持部11の温度は、20℃から100℃の範囲に制御されてもよいし、40℃から70℃の範囲に制御されてもよい。基板支持部11の温度は、60℃に制御されてもよい。20℃から100℃の範囲において、フッ化水素分子は、窒素及びシリコンを含む第1領域R1に吸着し易い。例えば、フッ化水素分子は、20℃から100℃の範囲において、他の物質に比べて、窒化シリコンと吸着し易い。他の物質とは、例えば、酸化シリコン、ポリシリコン、単結晶シリコン、フォトレジスト等である。 In step ST2, the temperature of the substrate support portion 11 may be controlled to a range of 20°C to 100°C, or to a range of 40°C to 70°C. The temperature of the substrate support portion 11 may also be controlled to 60°C. Within the range of 20°C to 100°C, hydrogen fluoride molecules readily adsorb to the first region R1 containing nitrogen and silicon. For example, within the range of 20°C to 100°C, hydrogen fluoride molecules readily adsorb to silicon nitride compared to other substances. Other substances include, for example, silicon oxide, polysilicon, single-crystal silicon, and photoresist.

 工程ST2において、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は100mTorr(13Pa)以上であってもよい。また、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は、1000mTorr(130Pa)以下であってもよい。プラズマ処理チャンバ10内の圧力は300mT(39Pa)以上であってもよく、800mT(104Pa)以下であってもよい。 In step ST2, the pressure inside the plasma processing chamber 10 may be 100 mT (13 Pa) or higher. Alternatively, the pressure inside the plasma processing chamber 10 may be 1000 mT (130 Pa) or lower. The pressure inside the plasma processing chamber 10 may also be 300 mT (39 Pa) or higher, or 800 mT (104 Pa) or lower.

 工程ST2は以下のように行われてもよい。ガス供給部20により、第1処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。制御部2は、プラズマが生成されないように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。 Step ST2 may be performed as follows: The gas supply unit 20 supplies the first processing gas into the plasma processing chamber 10. The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 to prevent plasma generation.

(工程ST3)
 工程ST3では、プラズマ処理チャンバ10の内部空間をパージする。パージは、プラズマ処理チャンバ10内に不活性ガスを供給することによって行われてもよいし、プラズマ処理チャンバ10の内部空間を真空引きすることによって行われてもよい。パージは、不活性ガスの供給及び真空引きを併用して行われてもよい。工程ST3は、必ずしも実施されなくてもよい。
(Process ST3)
In step ST3, the internal space of the plasma processing chamber 10 is purged. Purging may be performed by supplying an inert gas into the plasma processing chamber 10, or by evacuating the internal space of the plasma processing chamber 10. Purging may also be performed by supplying an inert gas and evacuating in combination. Step ST3 is not necessarily required.

(工程ST4)
 工程ST4では、図6に示されるように、基板W1を、第2処理ガスから生成されるプラズマPLに晒す。第2処理ガスは、工程ST2の第1処理ガスと異なってもよい。第2処理ガスは、貴ガス及び窒素(N)ガスからなる群から選択される少なくとも1つの不活性ガスを含む。貴ガスは、アルゴン(Ar)ガス、ヘリウム(He)ガス、キセノン(Xe)ガス、及びネオン(Ne)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んでもよい。第2処理ガスに含まれる全てのガスの流量のうち、不活性ガスの流量が最も大きくてもよい。第2処理ガスは、シリコン含有ガスを含んでもよい。
(Process ST4)
In step ST4, as shown in Figure 6, the substrate W1 is exposed to plasma PL generated from the second processing gas. The second processing gas may be different from the first processing gas in step ST2. The second processing gas includes at least one inert gas selected from the group consisting of noble gases and nitrogen ( N2 ) gas. The noble gas may include at least one gas selected from the group consisting of argon (Ar) gas, helium (He) gas, xenon (Xe) gas, and neon (Ne) gas. The flow rate of the inert gas may be the largest of all the gases in the second processing gas. The second processing gas may also include a silicon-containing gas.

 プラズマPLは、不活性ガスの複数のイオンINを含む。プラズマPLは、不活性ガスの複数のラジカルRDを更に含んでもよい。例えば、第2処理ガスに、アルゴンガスが含まれている場合、複数のアルゴンイオン(Ar)及び複数のアルゴンラジカルが生成されてもよい。 The plasma PL contains multiple ions IN of the inert gas. The plasma PL may further contain multiple radicals RD of the inert gas. For example, if the second processing gas contains argon gas, multiple argon ions (Ar + ) and multiple argon radicals may be generated.

 工程ST4では、基板支持部11に電気バイアスが供給されてもよい。電気バイアスは、バイアスRF電力であってもよい。この場合、電気バイアスのレベルは、バイアスRF電力のパワーレベル(実効値)である。電気バイアスのレベルは、500W以下であってもよいし、200W以下であってもよいし、100W以下であってもよい。 In step ST4, an electrical bias may be supplied to the substrate support section 11. The electrical bias may be bias RF power. In this case, the level of the electrical bias is the power level (effective value) of the bias RF power. The level of the electrical bias may be 500W or less, 200W or less, or 100W or less.

 電気バイアスは、直流(DC)電圧であってもよい。直流電圧は、電圧パルスを含んでもよい。この場合、電気バイアスのレベルは、電圧パルスの電圧レベルの絶対値である。電気バイアスのレベルは、1kV以下であってもよいし、500V以下であってもよいし、100V以下であってもよい。 The electrical bias may be a direct current (DC) voltage. The DC voltage may include voltage pulses. In this case, the electrical bias level is the absolute value of the voltage level of the voltage pulses. The electrical bias level may be 1 kV or less, 500 V or less, or 100 V or less.

 工程ST4の持続時間は、工程ST2の持続時間より短くてもよい。工程ST4の持続時間は、工程ST2の持続時間の1/3以下であってもよい。工程ST4の持続時間は、0.1~100秒であってもよいし、0.1~20秒であってもよい。 The duration of process ST4 may be shorter than the duration of process ST2. The duration of process ST4 may be less than or equal to one-third of the duration of process ST2. The duration of process ST4 may be between 0.1 and 100 seconds, or between 0.1 and 20 seconds.

 工程ST4における基板支持部11の温度は、工程ST2における基板支持部11の温度と同じ温度に制御されてもよい。或いは、工程ST4における基板支持部11の温度は、工程ST2における基板支持部11の温度よりも高い温度に制御されてもよいし、低い温度に制御されてもよい。工程ST4において、基板支持部11の温度は、20℃から200℃の範囲に制御されてもよいし、50℃から100℃の範囲に制御されてもよい。 The temperature of the substrate support portion 11 in step ST4 may be controlled to the same temperature as the substrate support portion 11 in step ST2. Alternatively, the temperature of the substrate support portion 11 in step ST4 may be controlled to a higher or lower temperature than the temperature of the substrate support portion 11 in step ST2. In step ST4, the temperature of the substrate support portion 11 may be controlled within a range of 20°C to 200°C, or within a range of 50°C to 100°C.

 工程ST4におけるプラズマ処理チャンバ10内の圧力は、工程ST2におけるプラズマ処理チャンバ10内の圧力より小さくてもよい。工程ST4において、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は10mTorr(1.3Pa)以上であってもよい。また、プラズマ処理チャンバ10内の圧力は、100mTorr(13Pa)以下であってもよい。 The pressure inside the plasma processing chamber 10 in step ST4 may be lower than the pressure inside the plasma processing chamber 10 in step ST2. In step ST4, the pressure inside the plasma processing chamber 10 may be 10 mTorr (1.3 Pa) or higher. Alternatively, the pressure inside the plasma processing chamber 10 may be 100 mTorr (13 Pa) or lower.

 工程ST4は以下のように行われてもよい。まず、ガス供給部20により、第2処理ガスをプラズマ処理チャンバ10内に供給する。次に、プラズマ生成部12により、プラズマ処理チャンバ10内で第2処理ガスからプラズマPLを生成する。制御部2は、プラズマPLが生成されるように、ガス供給部20及びプラズマ生成部12を制御する。制御部2は、電気バイアスが基板支持部11に供給されるように電源システム30を制御する。 Step ST4 may be performed as follows: First, the gas supply unit 20 supplies the second processing gas into the plasma processing chamber 10. Next, the plasma generation unit 12 generates plasma PL from the second processing gas within the plasma processing chamber 10. The control unit 2 controls the gas supply unit 20 and the plasma generation unit 12 so that plasma PL is generated. The control unit 2 controls the power supply system 30 so that an electrical bias is supplied to the substrate support unit 11.

(工程ST5)
 工程ST5では、工程ST2~工程ST4を繰り返す。これにより、第1領域R1のエッチング量を大きくできる。工程ST5では、基板支持部11の温度、プラズマ処理チャンバ10内の圧力、及び電気バイアスのレベル等の制御パラメータが工程を繰り返す度に変更されてもよい。
(Process ST5)
In step ST5, steps ST2 to ST4 are repeated. This allows for a larger etching amount in the first region R1. In step ST5, control parameters such as the temperature of the substrate support 11, the pressure inside the plasma processing chamber 10, and the level of the electrical bias may be changed each time the process is repeated.

 上記エッチング方法(方法MT1)によれば、工程ST2では、第1処理ガスに含まれるフッ化水素分子が第1領域R1の表面に選択的に吸着し、吸着層ABが形成される。工程ST4では、不活性ガスのイオンINのエネルギーによって、吸着層ABが除去されることにより、第1領域R1がエッチングされる。よって、上記エッチング方法によれば、窒素及びシリコンを含む領域を選択的にエッチングできる。 According to the etching method described above (Method MT1), in step ST2, hydrogen fluoride molecules contained in the first processing gas are selectively adsorbed onto the surface of the first region R1, forming an adsorption layer AB. In step ST4, the energy of the ions IN of the inert gas removes the adsorption layer AB, thereby etching the first region R1. Therefore, according to the etching method described above, regions containing nitrogen and silicon can be selectively etched.

 工程ST4では、第1領域R1のエッチングが進行する。エッチングが進行するメカニズムは以下のように推測されるがこれに限られない。プラズマPL中のイオンIN又はラジカルRDが吸着層ABにエネルギーを供給することによって、吸着層ABが揮発する。 In process ST4, etching of the first region R1 proceeds. The mechanism of etching is presumed to be as follows, but is not limited to this: Ions IN or radicals RD in the plasma PL supply energy to the adsorption layer AB, causing the adsorption layer AB to volatilize.

 工程ST4では、基板支持部11に電気バイアスが供給されてもよい。この場合、図6に示されるように、電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが基板W1に衝突する。複数のイオンINの衝突エネルギーによって、第1領域R1の表面に形成された吸着層ABが揮発する。例えば、吸着層ABがフルオロケイ酸アンモニウムを含む場合、複数のイオンINの衝突エネルギーによって、フルオロケイ酸アンモニウムが揮発して吸着層ABが除去される。この結果、基板W1において、図7に示されるように、第1領域R1の表面の位置が第2領域R2の表面の位置よりも低くなってもよい。すなわち、第1領域R1が選択的にエッチングされる。なお、複数のイオンINの衝突に加えて、複数のラジカルRDが吸着層ABに供給され、複数のラジカルRDのエネルギーによって、吸着層ABの除去が促進されてもよい。 In step ST4, an electrical bias may be supplied to the substrate support 11. In this case, as shown in Figure 6, the electrical bias causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the substrate W1. The collision energy of the multiple ions IN causes the adsorption layer AB formed on the surface of the first region R1 to volatilize. For example, if the adsorption layer AB contains ammonium fluorosilicate, the collision energy of the multiple ions IN causes the ammonium fluorosilicate to volatilize and the adsorption layer AB is removed. As a result, on the substrate W1, as shown in Figure 7, the position of the surface of the first region R1 may be lower than the position of the surface of the second region R2. That is, the first region R1 is selectively etched. In addition to the collision of multiple ions IN, multiple radicals RD may be supplied to the adsorption layer AB, and the energy of the multiple radicals RD may promote the removal of the adsorption layer AB.

 工程ST2では、基板支持部11の温度が20℃から100℃の範囲に制御されてもよい。この場合、20℃から100℃の範囲において、フッ化水素分子は、窒素及びシリコンを含む第1領域R1に吸着し易い性質を示す。これにより、第1材料とフッ化水素との反応をさらに促進させることができる。 In step ST2, the temperature of the substrate support portion 11 may be controlled within a range of 20°C to 100°C. In this case, within the range of 20°C to 100°C, hydrogen fluoride molecules exhibit a tendency to adsorb to the first region R1 containing nitrogen and silicon. This further promotes the reaction between the first material and hydrogen fluoride.

 方法MT1における工程ST4では、プラズマ処理チャンバ10内において基板支持部11の上方に配置された上部電極に電気バイアスが供給されてもよい。図8は、上部電極に電気バイアスが供給された場合の工程ST4を示す断面図である。図8では、基板W1の上方に配置されたシャワーヘッド13を図示している。図8の例では、シャワーヘッド13が上部電極である場合を説明する。なお、上部電極は、シャワーヘッド13においてプラズマ処理空間10sと面した表面上に設けられてもよい。 In step ST4 of method MT1, an electrical bias may be supplied to the upper electrode located above the substrate support portion 11 within the plasma processing chamber 10. Figure 8 is a cross-sectional view showing step ST4 when an electrical bias is supplied to the upper electrode. Figure 8 shows a shower head 13 located above the substrate W1. In the example of Figure 8, the case where the shower head 13 is the upper electrode is explained. Note that the upper electrode may be provided on the surface of the shower head 13 facing the plasma processing space 10s.

 工程ST4では、上部電極に電気バイアスが供給された場合においても、第1領域R1のエッチングが進行する。エッチングが進行するメカニズムは以下のように推測されるがこれに限られない。図8に示されるように、電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが上部電極(シャワーヘッド13)に衝突する。この際に上部電極に含まれる材料がチャンバ内に放出され得る。上部電極に含まれる材料は、例えば、シリコンである。放出された材料は、第2領域R2上に堆積し、堆積層DPを形成する。 In step ST4, etching of the first region R1 proceeds even when an electrical bias is supplied to the upper electrode. The mechanism by which etching proceeds is presumed to be as follows, but is not limited to this. As shown in Figure 8, the electrical bias causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the upper electrode (showerhead 13). At this time, material contained in the upper electrode may be released into the chamber. The material contained in the upper electrode is, for example, silicon. The released material deposits on the second region R2, forming the deposited layer DP.

 堆積層DPは、イオンINが上部電極に衝突してシリコンが放出されること以外によって形成されてもよい。例えば、第2処理ガスがシリコン含有ガスを含む場合では、第2処理ガスに含まれるシリコンが第2領域R2上に堆積し、堆積層DPが形成される。この場合、堆積層DPは、化学気相成長によって形成されてもよい。 The deposited layer DP may be formed by means other than the collision of ions IN with the upper electrode, which releases silicon. For example, if the second processing gas contains a silicon-containing gas, the silicon contained in the second processing gas will deposit on the second region R2, forming the deposited layer DP. In this case, the deposited layer DP may be formed by chemical vapor deposition.

 一方で、第1領域R1の表面に形成された吸着層ABでは、不活性ガスのイオンINのエネルギーによって、吸着層ABの揮発が進行し、エッチングが進行する。さらに、複数のラジカルRDのエネルギーによってエッチングが進行してもよいし、基板支持部11の温度を制御することによってエッチングが進行してもよい。 On the other hand, in the adsorption layer AB formed on the surface of the first region R1, the energy of the inert gas ions IN causes the volatilization of the adsorption layer AB, leading to etching. Furthermore, etching may also proceed due to the energy of multiple radicals RD, or by controlling the temperature of the substrate support portion 11.

 あるいは、プラズマPLが生成されなくても、吸着層ABにエネルギーが供給されることによって、第1領域R1のエッチングが進行し得る。基板支持部11の温度を制御する場合は、例えば、基板支持部11の温度が120℃以上になるように制御される。ただし、複数のイオンINの衝突エネルギーによってエッチングが促進される場合に比べ、エッチング速度は低下し得る。例えば、エッチング速度は、複数のイオンINの衝突エネルギーによってエッチングが促進される場合に比べ、1/2の速度に低下し得る。 Alternatively, even without the generation of plasma PL, etching of the first region R1 can proceed by supplying energy to the adsorption layer AB. When controlling the temperature of the substrate support 11, for example, it is controlled to reach 120°C or higher. However, the etching rate may be lower compared to the case where etching is promoted by the collision energy of multiple ions IN. For example, the etching rate may be reduced to half the rate compared to the case where etching is promoted by the collision energy of multiple ions IN.

 第2領域R2が堆積層DPによって保護されることにより、第2領域R2のエッチングが抑制される。これにより、第2領域R2に対する第1領域R1のエッチング選択比が向上される。上部電極に電気バイアスが供給された場合、基板支持部11に電気バイアスが供給された場合に比べて、高いエッチング選択比で第1領域R1を選択的にエッチングできる。 The second region R2 is protected by the deposited layer DP, thereby suppressing etching of the second region R2. This improves the etching selectivity ratio of the first region R1 to the second region R2. When an electrical bias is supplied to the upper electrode, the first region R1 can be selectively etched with a higher etching selectivity ratio compared to when an electrical bias is supplied to the substrate support portion 11.

 工程ST4では、基板支持部11のみに電気バイアスが供給されてもよいし、上部電極のみに電気バイアスが供給されてもよい。或いは、基板支持部11及び上部電極の双方に電気バイアスが供給されてもよい。この場合、基板支持部11に供給する電気バイアスのレベルと上部電極に供給する電気バイアスのレベルは同じであってもよい。又は、基板支持部11に供給する電気バイアスのレベルは、上部電極に供給する電気バイアスのレベルよりも高くてもよいし、低くてもよい。 In step ST4, electrical bias may be supplied only to the substrate support portion 11, or only to the upper electrode. Alternatively, electrical bias may be supplied to both the substrate support portion 11 and the upper electrode. In this case, the level of electrical bias supplied to the substrate support portion 11 and the level of electrical bias supplied to the upper electrode may be the same. Alternatively, the level of electrical bias supplied to the substrate support portion 11 may be higher or lower than the level of electrical bias supplied to the upper electrode.

 工程ST4では、必ずしも第2処理ガスからプラズマPLが生成されなくてもよい。前述したように、基板支持部11の温度を制御することによってもエッチングが進行し得る。工程ST4では、プラズマPLが生成されることに代えて、基板支持部11の温度が120℃以上になるように制御されることにより、エッチングが進行してもよい。 In step ST4, plasma PL is not necessarily generated from the second processing gas. As mentioned above, etching can also proceed by controlling the temperature of the substrate support portion 11. In step ST4, instead of generating plasma PL, etching may proceed by controlling the temperature of the substrate support portion 11 to 120°C or higher.

 図9及び図10は、図3の方法が適用され得る他の一例の基板の部分拡大図である。図9(a)及び図10(a)に示されるように、基板W2は、第1領域R1と第2領域R2とを含む。第1領域R1は、第2領域R2上に設けられる。第2領域R2は、第1部分R21と第2部分R22と第3部分R23とを含む。第1部分R21、第2部分R22、及び第3部分R23の材料は、全て同じ材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。第1部分R21及び第3部分R23は、第2部分R22上に設けられる。第2領域R2は、凹部RSを含む。凹部RSは、第2部分R22を底面RSaとし、第2部分R22から上方に向けて、第3部分R23及び第1部分R21を貫通するように形成される。すなわち、凹部RSの側面RSbは、第3部分R23から第1部分R21にかけて連続的に形成される。凹部RSは、第1部分R21の貫通孔RS1と第3部分R23の貫通孔RS2とから構成されてもよい。貫通孔RS2の直径は、貫通孔RS1の直径よりも小さくてもよい。この場合、第3部分R23の一部は、第1部分R21よりも、凹部RSの中心の近くに突出している。第3部分R23における突出部分R23aは、側面RSbの一部を構成してもよい。 Figures 9 and 10 are enlarged partial views of a substrate of another example to which the method of Figure 3 may be applied. As shown in Figures 9(a) and 10(a), the substrate W2 includes a first region R1 and a second region R2. The first region R1 is provided on the second region R2. The second region R2 includes a first portion R21, a second portion R22, and a third portion R23. The materials of the first portion R21, the second portion R22, and the third portion R23 may all be the same material or may be different materials. The first portion R21 and the third portion R23 are provided on the second portion R22. The second region R2 includes a recess RS. The recess RS is formed with the second portion R22 as its bottom surface RSa, extending upward from the second portion R22 and penetrating the third portion R23 and the first portion R21. In other words, the side surface RSb of the recess RS is formed continuously from the third portion R23 to the first portion R21. The recess RS may consist of a through hole RS1 in the first portion R21 and a through hole RS2 in the third portion R23. The diameter of the through hole RS2 may be smaller than the diameter of the through hole RS1. In this case, a portion of the third portion R23 protrudes closer to the center of the recess RS than the first portion R21. The protruding portion R23a in the third portion R23 may constitute a portion of the side surface RSb.

 第1領域R1は、第2部分R22の上に設けられる。第1領域R1は、凹部RSの底面RSaにおいて、第2部分R22上に形成される。更に、第1領域R1は、側面RSbに沿って、第3部分R23及び第1部分R21上に形成される。更に、第1領域R1は、第1部分R21の上面R21a上に形成される。 The first region R1 is provided on the second portion R22. The first region R1 is formed on the second portion R22 at the bottom surface RSa of the recess RS. Furthermore, the first region R1 is formed along the side surface RSb on the third portion R23 and the first portion R21. Furthermore, the first region R1 is formed on the upper surface R21a of the first portion R21.

 図9(b)は、基板支持部11に電気バイアスを供給した場合における基板W2のエッチング後の部分拡大図である。基板支持部11に供給した電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが基板W2に衝突する。これにより、異方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上、第3部分R23の突出部分R23a上、及び底面RSa上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図9(b)に示されるように、上面R21a、突出部分R23a、及び底面RSaが露出してもよい。 Figure 9(b) is a partially enlarged view of the substrate W2 after etching when an electrical bias is supplied to the substrate support 11. The electrical bias supplied to the substrate support 11 causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the substrate W2. This promotes anisotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a of the first portion R21, the protruding portion R23a of the third portion R23, and the bottom surface RSa to be etched. As a result, as shown in Figure 9(b), the upper surface R21a, the protruding portion R23a, and the bottom surface RSa may be exposed.

 図10(b)は、上部電極に電気バイアスを供給した場合における基板W2のエッチング後の部分拡大図である。上部電極に電気バイアスを供給した場合では、複数のラジカルRDのエネルギーによるエッチング又は基板支持部11の温度を制御することによるエッチングが進行してもよい。これにより、等方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上、凹部RSの側面RSb上、及び底面RSa上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図10(b)に示されるように、上面R21a、側面RSb、及び底面RSaが露出してもよい。 Figure 10(b) is a partially enlarged view of the substrate W2 after etching when an electrical bias is supplied to the upper electrode. When an electrical bias is supplied to the upper electrode, etching may proceed by the energy of multiple radicals RD or by controlling the temperature of the substrate support portion 11. This promotes isotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a of the first portion R21, the side surface RSb of the recess RS, and the bottom surface RSa to be etched. As a result, as shown in Figure 10(b), the upper surface R21a, the side surface RSb, and the bottom surface RSa may be exposed.

 基板W2に対して方法MT1を適用した場合、凹部RSの底面RSaにおいて、第2領域R2の第2部分R22に対して高いエッチング選択比で第1領域R1のエッチングを実施することができる。 When method MT1 is applied to substrate W2, etching of the first region R1 can be performed with a high etching selectivity ratio for the second portion R22 of the second region R2 at the bottom surface RSa of the recess RS.

 図11~図14は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板の部分拡大図である。基板W3は、第1領域R1と第2領域R2とを含む。第1領域R1は、第2領域R2上に設けられる。基板W3は、図11(a)及び図13(a)に示されるように、第2領域R2が第1部分R21と第2部分R22とを含む第1パターンを含む。基板W3は、図12(a)及び図14(a)に示されるように、第2領域R2が第1部分R21と第2部分R22と第3部分R23とを含む第2パターンを含む。第1パターンと第2パターンは、例えば基板W3の面内方向において交互に形成される。第1部分R21、第2部分R22、及び第3部分R23の材料は、全て同じ材料であってもよいし、互いに異なる材料であってもよい。第1部分R21は、ポリシリコンを含んでもよい。第2部分R22は、酸化シリコンを含んでもよい。第3部分R23は、単結晶シリコンを含んでもよい。 Figures 11 to 14 are enlarged partial views of a substrate of yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. The substrate W3 includes a first region R1 and a second region R2. The first region R1 is provided on the second region R2. The substrate W3 includes a first pattern in which the second region R2 includes a first portion R21 and a second portion R22, as shown in Figures 11(a) and 13(a). The substrate W3 includes a second pattern in which the second region R2 includes a first portion R21, a second portion R22, and a third portion R23, as shown in Figures 12(a) and 14(a). The first and second patterns are formed alternately, for example, in the in-plane direction of the substrate W3. The materials of the first portion R21, the second portion R22, and the third portion R23 may all be the same material or may be different materials. The first portion R21 may contain polysilicon. The second portion R22 may contain silicon oxide. The third portion R23 may contain single-crystal silicon.

 図11(a)及び図13(a)に示されるように、第1パターンでは、第1部分R21は、第2部分R22上に設けられる。第2領域R2は、少なくとも一つの凹部RSを含む。凹部RSは、第2部分R22を底面RSa1とし、第2部分R22から上方に向けて、第1部分R21を貫通するように形成される。すなわち、凹部RSの側面RSbは、第1部分R21から構成されてもよい。 As shown in Figures 11(a) and 13(a), in the first pattern, the first portion R21 is provided on the second portion R22. The second region R2 includes at least one recess RS. The recess RS is formed with the second portion R22 as its bottom surface RSa1, extending upward from the second portion R22 and penetrating the first portion R21. That is, the side surface RSb of the recess RS may be composed of the first portion R21.

 第1領域R1は、凹部RSの底面RSa1において、第2部分R22上に形成される。更に、第1領域R1は、側面RSbに沿って、第1部分R21上に形成される。更に、第1領域R1は、第1部分R21の上面R21a上に形成される。 The first region R1 is formed on the second portion R22 at the bottom surface RSa1 of the recess RS. Furthermore, the first region R1 is formed on the first portion R21 along the side surface RSb. Finally, the first region R1 is formed on the upper surface R21a of the first portion R21.

 図11(b)は、基板支持部11に電気バイアスを供給した場合における基板W3の第1パターンのエッチング後の部分拡大図である。基板支持部11に供給した電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが基板W3に衝突する。これにより、異方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上及び底面RSa1上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図11(b)に示されるように、上面R21a及び底面RSa1が露出してもよい。 Figure 11(b) is a partially enlarged view of the first pattern on the substrate W3 after etching when an electrical bias is supplied to the substrate support 11. The electrical bias supplied to the substrate support 11 causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the substrate W3. This promotes anisotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a and the bottom surface RSa1 of the first portion R21 to be etched. As a result, as shown in Figure 11(b), the upper surface R21a and the bottom surface RSa1 may be exposed.

 図13(b)は、上部電極に電気バイアスを供給した場合における基板W3の第1パターンのエッチング後の部分拡大図である。上部電極に電気バイアスを供給した場合では、複数のラジカルRDのエネルギーによるエッチング又は基板支持部11の温度を制御することによるエッチングが進行してもよい。これにより、等方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上、凹部RSの側面RSb上、及び底面RSa上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図13(b)に示されるように、第1領域R1の厚さがエッチング前よりも小さくなってもよい。底面RSa1が露出してもよい。 Figure 13(b) is a partially enlarged view of the first pattern on the substrate W3 after etching when an electrical bias is supplied to the upper electrode. When an electrical bias is supplied to the upper electrode, etching may proceed due to the energy of multiple radicals RD or by controlling the temperature of the substrate support portion 11. This promotes isotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a of the first portion R21, the side surface RSb of the recess RS, and the bottom surface RSa to be etched. As a result, as shown in Figure 13(b), the thickness of the first region R1 may become smaller than before etching. The bottom surface RSa1 may be exposed.

 図12(a)及び図14(a)に示されるように、第2パターンでは、第1部分R21及び第3部分R23は、第2部分R22上に設けられる。第2領域R2は、少なくとも一つの凹部RSを含む。凹部RSは、第3部分R23を底面RSa2とし、第3部分R23から上方に向けて、第1部分R21を貫通するように形成される。すなわち、凹部RSの側面RSbは、第1部分R21から構成されてもよい。 As shown in Figures 12(a) and 14(a), in the second pattern, the first portion R21 and the third portion R23 are provided on the second portion R22. The second region R2 includes at least one recess RS. The recess RS is formed with the third portion R23 as its bottom surface RSa2, extending upward from the third portion R23 and penetrating the first portion R21. That is, the side surface RSb of the recess RS may be composed of the first portion R21.

 第1領域R1は、凹部RSの底面RSa2において、第3部分R23上に形成される。更に、第1領域R1は、側面RSbに沿って、第1部分R21上に形成される。更に、第1領域R1は、第1部分R21の上面R21a上に形成される。 The first region R1 is formed on the third portion R23 at the bottom surface RSa2 of the recess RS. Furthermore, the first region R1 is formed along the side surface RSb on the first portion R21. Finally, the first region R1 is formed on the upper surface R21a of the first portion R21.

 図12(b)は、基板支持部11に電気バイアスを供給した場合における基板W3の第2パターンのエッチング後の部分拡大図である。基板支持部11に供給した電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが基板W3に衝突する。これにより、異方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上及び底面RSa2上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図12(b)に示されるように、上面R21a及び底面RSa2が露出してもよい。 Figure 12(b) is a partially enlarged view of the second pattern of the substrate W3 after etching when an electrical bias is supplied to the substrate support 11. The electrical bias supplied to the substrate support 11 causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the substrate W3. This promotes anisotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a and the bottom surface RSa2 of the first portion R21 to be etched. As a result, as shown in Figure 12(b), the upper surface R21a and the bottom surface RSa2 may be exposed.

 図14(b)は、上部電極に電気バイアスを供給した場合における基板W3の第2パターンのエッチング後の部分拡大図である。上部電極に電気バイアスを供給した場合では、複数のラジカルRDのエネルギーによるエッチング又は基板支持部11の温度を制御することによるエッチングが進行してもよい。これにより、等方性エッチングが促進されることから、第1部分R21の上面R21a上、凹部RSの側面RSb上、及び底面RSa2上に形成された第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図14(b)に示されるように、底面RSa2が露出してもよい。加えて、第1部分R21の上面R21a上に形成された第1領域R1の厚さ及び側面RSb上に形成された第1領域R1の厚さがエッチング前よりも小さくなってもよい。 Figure 14(b) is a partially enlarged view of the second pattern of the substrate W3 after etching when an electrical bias is supplied to the upper electrode. When an electrical bias is supplied to the upper electrode, etching may proceed by the energy of multiple radicals RD or by controlling the temperature of the substrate support portion 11. This promotes isotropic etching, allowing the first region R1 formed on the upper surface R21a of the first portion R21, the side surface RSb of the recess RS, and the bottom surface RSa2 to be etched. As a result, the bottom surface RSa2 may be exposed, as shown in Figure 14(b). In addition, the thickness of the first region R1 formed on the upper surface R21a of the first portion R21 and the thickness of the first region R1 formed on the side surface RSb may become smaller than before etching.

 基板W3に対して方法MT1を適用した場合、第1パターンでは、凹部RSの底面RSa1において、第2領域R2の第2部分R22に対して高いエッチング選択比で第1領域R1のエッチングを実施することができる。同様に、第2パターンでは、凹部RSの底面RSa2において、第2領域R2の第3部分R23に対して高いエッチング選択比で第1領域R1のエッチングを実施することができる。 When method MT1 is applied to substrate W3, in the first pattern, etching of the first region R1 can be performed with a high etching selectivity ratio for the second portion R22 of the second region R2 at the bottom surface RSa1 of the recess RS. Similarly, in the second pattern, etching of the first region R1 can be performed with a high etching selectivity ratio for the third portion R23 of the second region R2 at the bottom surface RSa2 of the recess RS.

 図15及び図16は、図3の方法が適用され得る更に他の一例の基板の部分拡大図である。図15(a)及び図16(a)に示されるように、基板W4は、第1領域R1と第2領域R2とを含む。基板W4は、第1下地領域UR1と第2下地領域UR2とを更に含む。第1下地領域UR1は、第2下地領域UR2上に設けられる。第1領域R1は、第1下地領域UR1上に設けられる。更に、開口RHを含む第2領域R2は、第1領域R1上に設けられる。すなわち、基板W4では、第2下地領域UR2、第1下地領域UR1、第1領域R1、及び第2領域R2がこの順に積層される。 Figures 15 and 16 are enlarged partial views of a substrate of yet another example to which the method of Figure 3 may be applied. As shown in Figures 15(a) and 16(a), the substrate W4 includes a first region R1 and a second region R2. The substrate W4 further includes a first base region UR1 and a second base region UR2. The first base region UR1 is provided on the second base region UR2. The first region R1 is provided on the first base region UR1. Furthermore, the second region R2, which includes an opening RH, is provided on the first region R1. That is, in the substrate W4, the second base region UR2, the first base region UR1, the first region R1, and the second region R2 are stacked in this order.

 図15(b)は、基板支持部11に電気バイアスを供給した場合における基板W4のエッチング後の部分拡大図である。基板支持部11に供給した電気バイアスにより、プラズマPL中の複数のイオンINが基板W4に衝突する。これにより、異方性エッチングが促進されることから、第2領域R2をマスクとして第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図15(b)に示されるように、第1領域R1には、凹部R1aが形成される。凹部R1aは、第2領域R2の開口RHと連通する。凹部R1aは貫通孔であり、第1下地領域UR1に到達してもよい。この場合、凹部R1aの底面において、第1下地領域UR1が露出してもよい。 Figure 15(b) is a partially enlarged view of the substrate W4 after etching when an electrical bias is supplied to the substrate support 11. The electrical bias supplied to the substrate support 11 causes multiple ions IN in the plasma PL to collide with the substrate W4. This promotes anisotropic etching, allowing the first region R1 to be etched using the second region R2 as a mask. As a result, as shown in Figure 15(b), a recess R1a is formed in the first region R1. The recess R1a communicates with the opening RH of the second region R2. The recess R1a is a through hole and may reach the first base region UR1. In this case, the first base region UR1 may be exposed at the bottom surface of the recess R1a.

 図16(b)は、上部電極に電気バイアスを供給した場合における基板W4のエッチング後の部分拡大図である。上部電極に電気バイアスを供給した場合では、複数のラジカルRDのエネルギーによるエッチング又は基板支持部11の温度を制御することによるエッチングが進行してもよい。これにより、等方性エッチングが促進されることから、第2領域R2をマスクとして第1領域R1がエッチングされ得る。この結果、図16(b)に示されるように、第1領域R1には、凹部R1aが形成される。凹部R1aは、マスクとなった第2領域R2の下においてアンダーカットを含む。また、凹部R1aは非貫通孔であり、第1下地領域UR1に到達していなくてもよい。 Figure 16(b) is a partially enlarged view of the substrate W4 after etching when an electrical bias is supplied to the upper electrode. When an electrical bias is supplied to the upper electrode, etching may proceed by the energy of multiple radicals RD or by controlling the temperature of the substrate support portion 11. This promotes isotropic etching, allowing the first region R1 to be etched using the second region R2 as a mask. As a result, as shown in Figure 16(b), a recess R1a is formed in the first region R1. The recess R1a includes an undercut below the second region R2, which acted as a mask. Furthermore, the recess R1a is a non-through hole and does not necessarily reach the first substrate region UR1.

 基板W4に対して方法MT1を適用した場合、第2領域R2に対して高いエッチング選択比で第1領域R1のエッチングを実施することができる。 When method MT1 is applied to substrate W4, etching of the first region R1 can be performed with a high etching selectivity ratio for the second region R2.

 図17は、別の例示的実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。図17に示されるエッチング方法(以下、「方法MT2」という)は、上記実施形態のプラズマ処理装置1により実行され得る。方法MT2は、方法MT1における工程ST4に代えて工程ST6を備える点のみにおいて方法MT1と相違する。工程ST6では、基板Wにエネルギーを供給する。工程ST6では、基板Wにエネルギーが供給されることによって、第1領域R1の表面に形成された吸着層ABが揮発する。供給されるエネルギーは、プラズマ処理チャンバ10内で生成されたイオンを含むプラズマ、基板Wを加熱する熱、基板Wに照射される電磁波及びガスクラスターイオンビームからなる群から選択される少なくとも1種を含んでもよい。プラズマ処理チャンバ10内で生成されたイオンを含むプラズマは、例えば、方法MT1における工程ST4と同様に、第2処理ガスから生成されるプラズマPLであってもよい。プラズマPLは、不活性ガスの複数のイオンINを含んでもよい。或いは、プラズマ処理チャンバ10内で生成されたイオンを含むプラズマは、第2処理ガスとは異なる処理ガスから生成されたプラズマであって、不活性ガスのイオン以外のイオンを含んでもよい。 Figure 17 is a flowchart of an etching method according to another exemplary embodiment. The etching method shown in Figure 17 (hereinafter referred to as "Method MT2") can be performed by the plasma processing apparatus 1 of the above embodiment. Method MT2 differs from Method MT1 only in that it includes a step ST6 instead of step ST4 in Method MT1. In step ST6, energy is supplied to the substrate W. In step ST6, the adsorption layer AB formed on the surface of the first region R1 volatilizes due to the supply of energy to the substrate W. The supplied energy may include at least one selected from the group consisting of plasma containing ions generated in the plasma processing chamber 10, heat to heat the substrate W, electromagnetic waves irradiated onto the substrate W, and a gas cluster ion beam. The plasma containing ions generated in the plasma processing chamber 10 may be, for example, plasma PL generated from a second processing gas, similar to step ST4 in Method MT1. Plasma PL may include a plurality of ions IN of an inert gas. Alternatively, the plasma containing ions generated in the plasma processing chamber 10 may be plasma generated from a processing gas different from the second processing gas, and may contain ions other than those of the inert gas.

 供給されるエネルギーが基板Wを加熱する熱である場合、プラズマ処理装置1は、加熱源を含んでもよい。供給されるエネルギーが電磁波である場合、プラズマ処理装置1は、電磁波照射源を含んでもよい。電磁波は、例えば、光又はレーザーである。供給されるエネルギーがガスクラスターイオンビーム(以下、「GCIB」という)である場合、プラズマ処理装置1は、GCIB照射源を含んでもよい。GCIB照射源は、複数のガス分子が集まって形成されたクラスター(集団)をイオン化し、それをビームとして加速して基板W表面に照射する。加熱源、電磁波照射源、又はGCIB照射源は、プラズマ処理チャンバ10内に設けられてもよい。 If the supplied energy is heat to heat the substrate W, the plasma processing apparatus 1 may include a heating source. If the supplied energy is electromagnetic waves, the plasma processing apparatus 1 may include an electromagnetic wave irradiation source. Electromagnetic waves are, for example, light or lasers. If the supplied energy is a gas cluster ion beam (hereinafter referred to as "GCIB"), the plasma processing apparatus 1 may include a GCIB irradiation source. The GCIB irradiation source ionizes clusters (groups) formed by the aggregation of multiple gas molecules, accelerates them as a beam, and irradiates the substrate W surface with it. The heating source, electromagnetic wave irradiation source, or GCIB irradiation source may be provided within the plasma processing chamber 10.

 以下、方法MT1の評価のために行った種々の実験について説明する。以下に説明する実験は、本開示を限定するものではない。 The following describes various experiments conducted to evaluate Method MT1. The experiments described below are not intended to limit this disclosure.

(第1実験)
 第1実験では、まず、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提供した(工程ST1)。基板は、第1材料を含む第1領域と、第2材料を含む第2領域とを含む。第1材料は、SiNであり、第2材料は、SiOである。次に、プラズマを生成することなく、基板上に、HFガス及びArガスを含む第1処理ガスを供給した(工程ST2)。工程ST2の持続時間は240秒であった。次に、チャンバ内にArガスを供給してチャンバの内部空間をパージした(工程ST3)。工程ST3の持続時間は30秒であった。次に、基板支持部に電気バイアスを供給しながら、Arガスから生成されるプラズマを基板に供給した(工程ST4)。工程ST4の持続時間は10秒であった。次に、工程ST2~工程ST4の各実行回数(サイクル数)が10回となるように、工程ST2~工程ST4を繰り返した(工程ST5)。工程ST2~工程ST5における基板支持部の温度は60℃であった。
(Experiment 1)
In the first experiment, a substrate was first placed on a substrate support within the chamber of the plasma processing apparatus (step ST1). The substrate included a first region containing a first material and a second region containing a second material. The first material was SiN, and the second material was SiO2 . Next, without generating plasma, a first processing gas containing HF gas and Ar gas was supplied onto the substrate (step ST2). The duration of step ST2 was 240 seconds. Next, Ar gas was supplied into the chamber to purge the internal space of the chamber (step ST3). The duration of step ST3 was 30 seconds. Next, while supplying an electrical bias to the substrate support, plasma generated from the Ar gas was supplied to the substrate (step ST4). The duration of step ST4 was 10 seconds. Next, steps ST2 to ST4 were repeated so that the number of executions (cycles) of each step ST2 to ST4 was 10 (step ST5). The temperature of the substrate support during steps ST2 to ST5 was 60°C.

(第2実験)
 第2材料がポリシリコンであること以外は、第1実験と同じようにして第2実験を行った。
(Experiment 2)
The second experiment was conducted in the same manner as the first experiment, except that the second material was polysilicon.

(第3実験)
 第2材料がフォトレジストであること以外は、第1実験と同じようにして第3実験を行った。
(Experiment 3)
The third experiment was conducted in the same manner as the first experiment, except that the second material was a photoresist.

(第4実験)
 工程ST4において、基板支持部に電気バイアスを供給せず、上部電極に電気バイアスを供給したこと以外は、第1実験と同じようにして第4実験を行った。
(Experiment 4)
The fourth experiment was conducted in the same manner as the first experiment, except that in step ST4, no electrical bias was supplied to the substrate support section, and an electrical bias was supplied to the upper electrode.

(第5実験)
 工程ST4において、基板支持部に電気バイアスを供給せず、上部電極に電気バイアスを供給したこと以外は、第2実験と同じようにして第5実験を行った。
(Experiment 5)
The fifth experiment was conducted in the same manner as the second experiment, except that in step ST4, no electrical bias was supplied to the substrate support section, and an electrical bias was supplied to the upper electrode.

(第6実験)
 工程ST4において、基板支持部に電気バイアスを供給せず、上部電極に電気バイアスを供給したこと以外は、第3実験と同じようにして第6実験を行った。
(Experiment 6)
The sixth experiment was conducted in the same manner as the third experiment, except that in step ST4, no electrical bias was supplied to the substrate support and an electrical bias was supplied to the upper electrode.

(第1実験結果)
 第1実験~第6実験のそれぞれにおいて、第1領域及び第2領域のそれぞれにおけるエッチング量を測定した。結果を図18に示す。図18において、EX1~EX6は第1実験~第6実験の測定結果をそれぞれ示す。ポリシリコンはPoly-Siと表記し、フォトレジストはPRと表記する。
(Results of the first experiment)
In each of the six experiments (Experiment 1 to Experiment 6), the amount of etching in the first and second regions was measured. The results are shown in Figure 18. In Figure 18, EX1 to EX6 show the measurement results for Experiments 1 to Experiment 6, respectively. Polysilicon is denoted as Poly-Si, and photoresist is denoted as PR.

 まず、SiNのエッチング量において、第1実験におけるエッチング量は、第4実験におけるエッチング量の約2倍であった。これは、基板支持部に電気バイアスを供給したことで、複数のイオンの衝突エネルギーによってエッチングが促進されたためと考えられる。フォトレジストのエッチング量においても同様の傾向がみられる。第3実験におけるエッチング量は、第6実験におけるエッチング量の約3倍であった。 First, regarding the etching amount of SiN, the etching amount in the first experiment was approximately twice that of the fourth experiment. This is thought to be because the etching was accelerated by the collision energy of multiple ions due to the supply of an electrical bias to the substrate support. A similar trend was observed in the etching amount of photoresist. The etching amount in the third experiment was approximately three times that of the sixth experiment.

 一方で、SiOのエッチング量において、第1実験では、エッチング量がSiNのエッチング量に比べて極めて低いことが分かる。これは、第2材料がSiOである場合に、第2領域のエッチングの進行が第1領域のエッチングの進行に比べて、極めて遅いことがいえる。また、第4実験では、エッチング量がマイナスとなっている。これは、上部電極から放出されたSiが第2領域上に堆積したことで、堆積量がエッチング量を上回ったためと考えられる。ポリシリコンのエッチング量においても同様の傾向がみられる。 On the other hand, in the first experiment, the etching amount of SiO₂ was found to be extremely low compared to that of SiN. This suggests that when the second material is SiO₂ , the etching of the second region progresses much more slowly than that of the first region. Furthermore, in the fourth experiment, the etching amount was negative. This is thought to be because the Si released from the upper electrode deposited on the second region, and the amount of deposition exceeded the etching amount. A similar trend is observed in the etching amount of polysilicon.

(第2実験結果)
 第1実験~第6実験のそれぞれにおける第1実験結果に基づいて、SiOに対するSiNのエッチング選択比、ポリシリコンに対するSiNのエッチング選択比、及びフォトレジストに対するSiNのエッチング選択比を算出した。結果を図19に示す。図19において、基板支持部に電気バイアスを供給した場合のエッチング選択比をSL1と表記し、上部電極に電気バイアスを供給した場合のエッチング選択比をSL2と表記する。エッチング選択比は、図18に示したエッチング量から算出された。
(Results of the second experiment)
Based on the results of the first experiment in each of the first to sixth experiments, the etching selectivity ratios of SiN to SiO2 , SiN to polysilicon, and SiN to photoresist were calculated. The results are shown in Figure 19. In Figure 19, the etching selectivity ratio when an electrical bias is supplied to the substrate support is denoted as SL1, and the etching selectivity ratio when an electrical bias is supplied to the upper electrode is denoted as SL2. The etching selectivity ratios were calculated from the etching amounts shown in Figure 18.

 基板支持部に電気バイアスを供給した場合、SiOに対するSiNのエッチング選択比は、約14であった。一方で、上部電極に電気バイアスを供給した場合、SiOに対するSiNのエッチング選択比は、100を超えた。これは、第4実験では、SiOのエッチング量がマイナスとなったためである。ポリシリコンに対するSiNのエッチング選択比においておいても同様の傾向がみられた。よって、基板支持部に電気バイアスを供給した場合においても、上部電極に電気バイアスを供給した場合においても、第2領域に対して第1領域を選択的にエッチングできることがいえる。 When an electrical bias was supplied to the substrate support, the etching selectivity ratio of SiN to SiO2 was approximately 14. On the other hand, when an electrical bias was supplied to the upper electrode, the etching selectivity ratio of SiN to SiO2 exceeded 100. This is because, in the fourth experiment, the amount of SiO2 etching was negative. A similar trend was observed for the etching selectivity ratio of SiN to polysilicon. Therefore, it can be said that selective etching of the first region relative to the second region is possible whether an electrical bias is supplied to the substrate support or to the upper electrode.

 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。 While various exemplary embodiments have been described above, the invention is not limited to these exemplary embodiments, and various additions, omissions, substitutions, and modifications may be made. Furthermore, it is possible to combine elements from different embodiments to form other embodiments.

 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]~[E20]に記載する。 Herein, various exemplary embodiments included in this disclosure are described in [E1] to [E20] below.

[E1]
 (a)チャンバ内の基板支持部上に基板を提供する工程であり、前記基板は、第1領域と第2領域とを含み、前記第1領域は、窒素及びシリコンを含む第1材料を含み、前記第2領域は、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、工程と、
 (b)前記基板を、フッ化水素ガスを含む第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記(b)の後、不活性ガスを含む第2処理ガスから生成されたプラズマに前記基板を晒す工程であり、前記プラズマは前記不活性ガスのイオンを含む、工程と、を含む、エッチング方法。
[E1]
(a) A step of providing a substrate on a substrate support portion in a chamber, wherein the substrate includes a first region and a second region, the first region includes a first material including nitrogen and silicon, and the second region includes a second material different from the first material,
(b) A step of exposing the substrate to a first treatment gas containing hydrogen fluoride gas,
(c) After (b), an etching method comprising the step of exposing the substrate to a plasma generated from a second processing gas containing an inert gas, wherein the plasma contains ions of the inert gas.

[E2]
 前記(c)では、前記基板支持部に電気バイアスが供給される、[E1]に記載のエッチング方法。
[E2]
In (c) above, an electrical bias is supplied to the substrate support portion, the etching method according to [E1].

[E3]
 前記(c)では、前記チャンバ内において前記基板支持部の上方に配置された上部電極に電気バイアスが供給される、[E1]又は[E2]に記載のエッチング方法。
[E3]
The etching method according to [E1] or [E2], wherein in (c), an electrical bias is supplied to the upper electrode located above the substrate support within the chamber.

[E4]
 前記上部電極がシリコンを含む、[E3]に記載のエッチング方法。
[E4]
The etching method according to [E3], wherein the upper electrode contains silicon.

[E5]
 前記第2処理ガスは、シリコン含有ガスを含む、[E1]~[E4]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E5]
The etching method according to any one of [E1] to [E4], wherein the second processing gas contains a silicon-containing gas.

[E6]
 (d)前記(b)と前記(c)を繰り返す工程を更に含む、[E1]~[E5]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E6]
(d) The etching method according to any one of [E1] to [E5], further comprising the step of repeating (b) and (c).

[E7]
 前記プラズマは、前記不活性ガスのラジカルを更に含む、[E1]~[E6]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E7]
The etching method according to any one of [E1] to [E6], wherein the plasma further comprises radicals of the inert gas.

[E8]
 前記(b)では、前記基板支持部の温度が20℃から100℃の範囲に制御される、[E1]~[E7]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E8]
The etching method according to any one of [E1] to [E7], wherein the temperature of the substrate support portion is controlled to be in the range of 20°C to 100°C, in the case of (b) above.

[E9]
 前記(b)における前記チャンバ内の圧力が、前記(c)における前記チャンバ内の圧力よりも大きい、[E1]~[E8]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E9]
The etching method according to any one of [E1] to [E8], wherein the pressure inside the chamber in (b) is greater than the pressure inside the chamber in (c).

[E10]
 前記第1処理ガスは、不活性ガスを更に含む、[E1]~[E9]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E10]
The etching method according to any one of [E1] to [E9], wherein the first processing gas further comprises an inert gas.

[E11]
 前記不活性ガスは、貴ガス及び窒素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、[E1]~[E10]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E11]
The etching method according to any one of [E1] to [E10], wherein the inert gas comprises at least one gas selected from the group consisting of noble gases and nitrogen gas.

[E12]
 前記貴ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガス、キセノンガス、及びネオン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、[E11]に記載のエッチング方法。
[E12]
The etching method according to [E11], wherein the noble gas comprises at least one gas selected from the group consisting of argon gas, helium gas, xenon gas, and neon gas.

[E13]
 前記第1材料は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び炭窒化シリコンからなる群から選択される少なくとも一つの材料を含む、[E1]~[E12]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E13]
The etching method according to any one of [E1] to [E12], wherein the first material comprises at least one material selected from the group consisting of silicon nitride, silicon oxynitride, and silicon carbonitride.

[E14]
 前記第2材料は、酸化シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、及びHigh-k材料からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含む、[E1]~[E13]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E14]
The etching method according to any one of [E1] to [E13], wherein the second material comprises at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, polysilicon, amorphous silicon, silicon germanium, germanium, and High-k materials.

[E15]
 前記第1領域は、前記第2領域の上に設けられる、[E1]~[E14]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E15]
The first region is provided on the second region, and the etching method is as described in any one of [E1] to [E14].

[E16]
 前記第2領域は、凹部を含み、
 前記(c)では、前記凹部の底面に設けられた前記第1領域をエッチングする、[E15]に記載のエッチング方法。
[E16]
The aforementioned second region includes a recess,
The etching method according to [E15], wherein (c) etches the first region provided on the bottom surface of the recess.

[E17]
 前記第2領域は、開口を有し、前記第1領域の上に設けられる、[E1]~[E16]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E17]
The etching method according to any one of [E1] to [E16], wherein the second region has an opening and is provided on the first region.

[E18]
 (e)前記(b)と前記(c)との間に、前記チャンバの内部空間をパージする工程を更に含む、[E1]~[E17]のいずれか一つに記載のエッチング方法。
[E18]
(e) The etching method according to any one of [E1] to [E17], further comprising the step of purging the internal space of the chamber between (b) and (c).

[E19]
 (a)チャンバ内の基板支持部上に基板を提供する工程であり、前記基板は、第1領域と第2領域とを含み、前記第1領域は、窒素及びシリコンを含む第1材料を含み、前記第2領域は、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、工程と、
 (b)前記基板を、フッ化水素ガスを含む第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記基板にエネルギーを供給する工程と、を含み、
 前記(c)では、前記エネルギーは、前記チャンバ内で生成されたイオンを含むプラズマ、前記基板を加熱する熱、前記基板に照射される電磁波及びガスクラスターイオンビームからなる群から選択される少なくとも1種を含む、エッチング方法。
[E19]
(a) A step of providing a substrate on a substrate support portion in a chamber, wherein the substrate includes a first region and a second region, the first region includes a first material including nitrogen and silicon, and the second region includes a second material different from the first material,
(b) A step of exposing the substrate to a first treatment gas containing hydrogen fluoride gas,
(c) A step of supplying energy to the substrate,
The etching method in (c) above, wherein the energy comprises at least one selected from the group consisting of a plasma containing ions generated in the chamber, heat for heating the substrate, electromagnetic waves irradiated onto the substrate, and a gas cluster ion beam.

[E20]
 チャンバと、
 前記チャンバ内で基板を支持するための基板支持部と、
 第1処理ガス及び第2処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第1処理ガスはフッ化水素ガスを含み、前記第2処理ガスは不活性ガスを含む、ガス供給部と、
 前記チャンバ内で前記第2処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部であり、前記プラズマは前記不活性ガスのイオンを含む、プラズマ生成部と、
 制御部と、
を備え、
 前記制御部は、エッチング方法を実行するように、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成され、前記エッチング方法は、
 (b)前記基板を、前記第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記(b)の後、前記第2処理ガスから生成された前記プラズマに前記基板を晒す工程と、
を含む、プラズマ処理装置。
[E20]
Chamber and,
A substrate support portion for supporting the substrate within the chamber,
A gas supply unit configured to supply a first processing gas and a second processing gas into the chamber, wherein the first processing gas contains hydrogen fluoride gas and the second processing gas contains an inert gas,
A plasma generation unit configured to generate plasma from the second processing gas within the chamber, wherein the plasma contains ions of the inert gas,
Control unit and
Equipped with,
The control unit is configured to control the gas supply unit and the plasma generation unit to perform an etching method, and the etching method is
(b) A step of exposing the substrate to the first processing gas,
(c) After (b), the step of exposing the substrate to the plasma generated from the second processing gas,
A plasma processing device, including a plasma treatment device.

 1…プラズマ処理装置、2…制御部、10…プラズマ処理チャンバ(チャンバ)、11…基板支持部、12…プラズマ生成部、20…ガス供給部、IN…イオン、PL…プラズマ、R1…第1領域、R2…第2領域、W1,W2,W3,W4…基板。 1…Plasma processing apparatus, 2…Control unit, 10…Plasma processing chamber (chamber), 11…Substrate support unit, 12…Plasma generation unit, 20…Gas supply unit, IN…Ion, PL…Plasma, R1…First region, R2…Second region, W1, W2, W3, W4…Substrate.

Claims (20)

 (a)チャンバ内の基板支持部上に基板を提供する工程であり、前記基板は、第1領域と第2領域とを含み、前記第1領域は、窒素及びシリコンを含む第1材料を含み、前記第2領域は、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、工程と、
 (b)前記基板を、フッ化水素ガスを含む第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記(b)の後、不活性ガスを含む第2処理ガスから生成されたプラズマに前記基板を晒す工程であり、前記プラズマは前記不活性ガスのイオンを含む、工程と、を含む、エッチング方法。
(a) A step of providing a substrate on a substrate support portion in a chamber, wherein the substrate includes a first region and a second region, the first region includes a first material including nitrogen and silicon, and the second region includes a second material different from the first material,
(b) A step of exposing the substrate to a first treatment gas containing hydrogen fluoride gas,
(c) After (b), an etching method comprising the step of exposing the substrate to a plasma generated from a second processing gas containing an inert gas, wherein the plasma contains ions of the inert gas.
 前記(c)では、前記基板支持部に電気バイアスが供給される、請求項1に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1, wherein, in (c) above, an electrical bias is supplied to the substrate support portion.  前記(c)では、前記チャンバ内において前記基板支持部の上方に配置された上部電極に電気バイアスが供給される、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein, in (c), an electrical bias is supplied to the upper electrode positioned above the substrate support within the chamber.  前記上部電極がシリコンを含む、請求項3に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 3, wherein the upper electrode contains silicon.  前記第2処理ガスは、シリコン含有ガスを含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the second processing gas includes a silicon-containing gas.  (d)前記(b)と前記(c)を繰り返す工程を更に含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 (d) The etching method according to claim 1 or 2, further comprising the step of repeating (b) and (c).  前記プラズマは、前記不活性ガスのラジカルを更に含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the plasma further comprises radicals of the inert gas.  前記(b)では、前記基板支持部の温度が20℃から100℃の範囲に制御される、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein, in (b), the temperature of the substrate support portion is controlled to be in the range of 20°C to 100°C.  前記(b)における前記チャンバ内の圧力が、前記(c)における前記チャンバ内の圧力よりも大きい、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the pressure in the chamber in (b) is greater than the pressure in the chamber in (c).  前記第1処理ガスは、不活性ガスを更に含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the first processing gas further comprises an inert gas.  前記不活性ガスは、貴ガス及び窒素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、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the inert gas comprises at least one gas selected from the group consisting of noble gases and nitrogen gas.  前記貴ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガス、キセノンガス、及びネオン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、請求項11に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 11, wherein the noble gas comprises at least one gas selected from the group consisting of argon gas, helium gas, xenon gas, and neon gas.  前記第1材料は、窒化シリコン、酸窒化シリコン、及び炭窒化シリコンからなる群から選択される少なくとも一つの材料を含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the first material comprises at least one material selected from the group consisting of silicon nitride, silicon oxynitride, and silicon carbonitride.  前記第2材料は、酸化シリコン、ポリシリコン、アモルファスシリコン、シリコンゲルマニウム、ゲルマニウム、及びHigh-k材料からなる群から選択される少なくとも一つの材料を含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the second material comprises at least one material selected from the group consisting of silicon oxide, polysilicon, amorphous silicon, silicon germanium, germanium, and High-k materials.  前記第1領域は、前記第2領域の上に設けられる、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the first region is provided on the second region.  前記第2領域は、凹部を含み、
 前記(c)では、前記凹部の底面に設けられた前記第1領域をエッチングする、請求項15に記載のエッチング方法。
The aforementioned second region includes a recess,
The etching method according to claim 15, wherein (c) etches the first region provided on the bottom surface of the recess.
 前記第2領域は、開口を有し、前記第1領域の上に設けられる、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 The etching method according to claim 1 or 2, wherein the second region has an opening and is provided on the first region.  (e)前記(b)と前記(c)との間に、前記チャンバの内部空間をパージする工程を更に含む、請求項1又は2に記載のエッチング方法。 (e) The etching method according to claim 1 or 2, further comprising the step of purging the internal space of the chamber between (b) and (c).  (a)チャンバ内の基板支持部上に基板を提供する工程であり、前記基板は、第1領域と第2領域とを含み、前記第1領域は、窒素及びシリコンを含む第1材料を含み、前記第2領域は、前記第1材料とは異なる第2材料を含む、工程と、
 (b)前記基板を、フッ化水素ガスを含む第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記基板にエネルギーを供給する工程と、を含み、
 前記(c)では、前記エネルギーは、前記チャンバ内で生成されたイオンを含むプラズマ、前記基板を加熱する熱、前記基板に照射される電磁波及びガスクラスターイオンビームからなる群から選択される少なくとも1種を含む、エッチング方法。
(a) A step of providing a substrate on a substrate support portion in a chamber, wherein the substrate includes a first region and a second region, the first region includes a first material including nitrogen and silicon, and the second region includes a second material different from the first material,
(b) A step of exposing the substrate to a first treatment gas containing hydrogen fluoride gas,
(c) A step of supplying energy to the substrate,
The etching method in (c) above, wherein the energy comprises at least one selected from the group consisting of a plasma containing ions generated in the chamber, heat for heating the substrate, electromagnetic waves irradiated onto the substrate, and a gas cluster ion beam.
 チャンバと、
 前記チャンバ内で基板を支持するための基板支持部と、
 第1処理ガス及び第2処理ガスを前記チャンバ内に供給するように構成されたガス供給部であり、前記第1処理ガスはフッ化水素ガスを含み、前記第2処理ガスは不活性ガスを含む、ガス供給部と、
 前記チャンバ内で前記第2処理ガスからプラズマを生成するように構成されたプラズマ生成部であり、前記プラズマは前記不活性ガスのイオンを含む、プラズマ生成部と、
 制御部と、
を備え、
 前記制御部は、エッチング方法を実行するように、前記ガス供給部及び前記プラズマ生成部を制御するように構成され、前記エッチング方法は、
 (b)前記基板を、前記第1処理ガスに晒す工程と、
 (c)前記(b)の後、前記第2処理ガスから生成された前記プラズマに前記基板を晒す工程と、
を含む、プラズマ処理装置。
Chamber and,
A substrate support portion for supporting the substrate within the chamber,
A gas supply unit configured to supply a first processing gas and a second processing gas into the chamber, wherein the first processing gas contains hydrogen fluoride gas and the second processing gas contains an inert gas,
A plasma generation unit configured to generate plasma from the second processing gas within the chamber, wherein the plasma contains ions of the inert gas,
Control unit and
Equipped with,
The control unit is configured to control the gas supply unit and the plasma generation unit to perform an etching method, and the etching method is
(b) A step of exposing the substrate to the first processing gas,
(c) After (b), the step of exposing the substrate to the plasma generated from the second processing gas,
A plasma processing device, including a plasma treatment device.
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JP2019012759A (en) * 2017-06-30 2019-01-24 東京エレクトロン株式会社 Etching method and etching apparatus
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