(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置の製造コストの増大を招くことなく、従来に比べてプラズマ処理における処理状態の制御の多様化を図るとのできるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】ダイポールリング磁石は、上下に分割されて設けられた上側ダイポールリング磁石と、この上側ダイポールリング磁石の下側に配置された下側ダイポールリング磁石を具備し、上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定可能とされているプラズマ処理装置。【選択図】図１
2010238819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を収容してプラズマ処理する処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給機構と、
前記処理チャンバー内から排気する排気機構と、
前記ガス供給機構によって前記処理チャンバー内に供給されたガスをプラズマ化するプラズマ発生機構と、
前記処理チャンバーの周囲を囲むように配置され、回転可能とされたダイポールリング磁石を具備したプラズマ処理装置であって、
前記ダイポールリング磁石は、上下に分割されて設けられた上側ダイポールリング磁石と、この上側ダイポールリング磁石の下側に配置された下側ダイポールリング磁石を具備し、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定可能とされていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理装置であって、
前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定した状態で、前記上側ダイポールリング磁石と前記下側ダイポールリング磁石を同一の方向に同一の速度で回転させるよう構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生機構が、前記処理チャンバー内に配置され、互いに対向する上部電極と下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に高周波電力を印加する高周波電源とを具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマ処理装置であって、
前記プラズマ発生機構が、第１の周波数の高周波電力を供給する第１高周波電源と、前記第１の周波数より低い周波数の第２の周波数の高周波電力を供給する第２高周波電源とを具備したことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のプラズマ処理装置であって、
前記基板に、プラズマエッチング処理を施すことを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項６】
基板を収容してプラズマ処理する処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給機構と、
前記処理チャンバー内から排気する排気機構と、
前記ガス供給機構によって前記処理チャンバー内に供給されたガスをプラズマ化するプラズマ発生機構と、
前記処理チャンバーの周囲を囲むように配置され、回転可能とされたダイポールリング磁石とを具備し、
前記ダイポールリング磁石は、上下に分割されて設けられた上側ダイポールリング磁石と、この上側ダイポールリング磁石の下側に配置された下側ダイポールリング磁石を有し、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定可能とされているプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、
前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所定角度ずらした位置に設定することによって、前記基板のプラズマ処理の状態を制御することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項７】
請求項６記載のプラズマ処理方法であって、
前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定した状態で、前記上側ダイポールリング磁石と前記下側ダイポールリング磁石を同一の方向に同一の速度で回転させることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項８】
請求項６又は７記載のプラズマ処理方法であって、
前記基板に、プラズマエッチング処理を施すことを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板にプラズマエッチング処理等のプラズマ処理を施すためのプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プラズマエッチング装置等のプラズマ処理装置は、例えば、半導体装置の微細な電気回路の製造工程等で用いられている。
【０００３】
このようなプラズマ処理装置としては、処理チャンバー内に上下に間隔を設けて対向する対向電極を配置し、これらの対向電極間に高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを発生させる容量結合型のプラズマ処理装置が知られている。また、処理チャンバーの外側に、環状に形成されたダイポールリング磁石を配置し、このダイポールリング磁石を回転させることによって、対向電極間のプラズマ生成空間に磁場を作用させてプラズマ処理の均一化を図るようにしたプラズマ処理装置も知られている（例えば、特許文献１参照、特許文献２参照。）。
【０００４】
上記のダイポールリング磁石は、複数のセグメント磁石を環状に並べて配置して構成されている。そして、ダイポールリング磁石全体として、磁場ベクトルが対向電極面に平行で一方向に向くように、各セグメント磁石の着磁方向が調整されて配列されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１４４６６２号公報
【特許文献２】特開２００１−１５６０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ダイポールリング磁石を具備したプラズマ処理装置では、ダイポールリング磁石が上下に２分割され、上側ダイポールリング磁石とこの上側ダイポールリング磁石の下部に配置された下側ダイポールリング磁石とから構成されたものが考えられる。
【０００７】
近年、半導体装置の高集積化に伴う回路の微細化が進んでおり、これに伴ってプラズマ処理装置における処理状態の制御にも、さらなる多様化が求められている。このため、例えば上記した上側ダイポールリング磁石と下側ダイポールリング磁石を具備したプラズマ処理装置では、上側ダイポールリング磁石と下側ダイポールリング磁石との上下方向の間隔を可変とすることによって、プラズマ処理における処理状態の制御を行うことが考えられている。
【０００８】
しかしながら、上記のように上側ダイポールリング磁石と下側ダイポールリング磁石との上下方向の間隔を可変とするためには、上側ダイポールリング磁石と下側ダイポールリング磁石の少なくとも一方を上下動させるための駆動機構が必要となる。このため、プラズマ処理装置の製造コストが増大するという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記課題に対処してなされたもので、プラズマ処理装置の製造コストの増大を招くことなく、従来に比べてプラズマ処理における処理状態の制御の多様化を図るとのできるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１のプラズマ処理装置は、基板を収容してプラズマ処理する処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給機構と、前記処理チャンバー内から排気する排気機構と、前記ガス供給機構によって前記処理チャンバー内に供給されたガスをプラズマ化するプラズマ発生機構と、前記処理チャンバーの周囲を囲むように配置され、回転可能とされたダイポールリング磁石を具備したプラズマ処理装置であって、前記ダイポールリング磁石は、上下に分割されて設けられた上側ダイポールリング磁石と、この上側ダイポールリング磁石の下側に配置された下側ダイポールリング磁石を具備し、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２のプラズマ処理装置は、請求項１記載のプラズマ処理装置であって、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定した状態で、前記上側ダイポールリング磁石と前記下側ダイポールリング磁石を同一の方向に同一の速度で回転させるよう構成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３のプラズマ処理装置は、請求項１又は２記載のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生機構が、前記処理チャンバー内に配置され、互いに対向する上部電極と下部電極と、前記上部電極と前記下部電極との間に高周波電力を印加する高周波電源とを具備したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４のプラズマ処理装置は、請求項３記載のプラズマ処理装置であって、前記プラズマ発生機構が、第１の周波数の高周波電力を供給する第１高周波電源と、前記第１の周波数より低い周波数の第２の周波数の高周波電力を供給する第２高周波電源とを具備したことを特徴とする。
【００１４】
請求項５のプラズマ処理装置は、請求項１〜４いずれか１項記載のプラズマ処理装置であって、前記基板に、プラズマエッチング処理を施すことを特徴とする。
【００１５】
請求項６のプラズマ処理方法は、基板を収容してプラズマ処理する処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に所定のガスを供給するガス供給機構と、前記処理チャンバー内から排気する排気機構と、前記ガス供給機構によって前記処理チャンバー内に供給されたガスをプラズマ化するプラズマ発生機構と、前記処理チャンバーの周囲を囲むように配置され、回転可能とされたダイポールリング磁石とを具備し、前記ダイポールリング磁石は、上下に分割されて設けられた上側ダイポールリング磁石と、この上側ダイポールリング磁石の下側に配置された下側ダイポールリング磁石を有し、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定可能とされているプラズマ処理装置を用いたプラズマ処理方法であって、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所定角度ずらした位置に設定することによって、前記基板のプラズマ処理の状態を制御することを特徴とする。
【００１６】
請求項７のプラズマ処理方法は、請求項６記載のプラズマ処理方法であって、前記上側ダイポールリング磁石の磁極の方向と前記下側ダイポールリング磁石の磁極の方向を、所望角度ずらした位置に設定した状態で、前記上側ダイポールリング磁石と前記下側ダイポールリング磁石を同一の方向に同一の速度で回転させることを特徴とする。
【００１７】
請求項８のプラズマ処理方法は、請求項６又は７記載のプラズマ処理方法であって、前記基板に、プラズマエッチング処理を施すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、プラズマ処理装置の製造コストの増大を招くことなく、従来に比べてプラズマ処理における処理状態の制御の多様化を図るとのできるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラズマ処理装置の概略構成を模式的に示す図。
【図２】図１のプラズマ処理装置のダイポールリング磁石の構成を説明するための図。
【図３】回転角度０°の場合の磁場強度の分布を模式的に示す図。
【図４】回転角度０°の場合の磁場強度の分布及び磁場角度を示すグラフ。
【図５】回転角度４５°の場合の磁場強度の分布を模式的に示す図。
【図６】回転角度４５°の場合の磁場強度の分布及び磁場角度を示すグラフ。
【図７】回転角度９０°の場合の磁場強度の分布を模式的に示す図。
【図８】回転角度９０°の場合の磁場強度の分布及び磁場角度を示すグラフ。
【図９】回転角度１８０°の場合の磁場強度の分布を模式的に示す図。
【図１０】回転角度１８０°の場合の磁場強度の分布及び磁場角度を示すグラフ。
【図１１】回転角度によるエッチング状態の違いを測定した結果を示す図。
【図１２】回転角度によるエッチング状態の違いを測定した結果を示す図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマ処理装置としてのプラズマエッチング装置の構成を示すものである。プラズマエッチング装置は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理チャンバー１を有している。
【００２１】
この処理チャンバー１は、円筒状とされ、例えば表面に陽極酸化皮膜を形成されたアルミニウム等から構成されている。処理チャンバー１内には、被処理基板である半導体ウエハＷが略水平に載置される載置台２が設けられている。この載置台２は、下部電極を兼ねたものであり、例えばアルミニウム等の導電性材料で構成されており、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持されている。また、載置台２上の外周部分には、半導体ウエハＷの周囲を囲むように、環状に形成されたフォーカスリング５が設けられている。
【００２２】
載置台２には、第１マッチングボックス１１ａを介して第１高周波電源１０ａが接続されるとともに、第２マッチングボックス１１ｂを介して第２高周波電源１０ｂが接続されている。第１高周波電源１０ａからは、所定周波数（例えば４０ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給されるようになっている。一方、第２高周波電源１０ｂからは、第１高周波電源１０ａより低い所定周波数（例えば３．２ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給されるようになっている。
【００２３】
一方、載置台２に対向してその上方には、シャワーヘッド１６が載置台２と平行に対向して設けられており、このシャワーヘッド１６は接地電位とされている。したがって、これらのシャワーヘッド１６と載置台２とは、一対の対向電極（上部電極と下部電極）として機能するようになっている。
【００２４】
載置台２の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａを介在させて構成されており、電極６ａには直流電源１２が接続されている。そして電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加されることにより、クーロン力等によって半導体ウエハＷが吸着されるよう構成されている。
【００２５】
載置台２の内部には、図示しない冷媒流路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環させてその温度を制御できるようになっている。また、載置台２には、半導体ウエハＷの裏面側にヘリウムガス等のバックサイドガス（裏面側伝熱ガス）を供給するためのバックサイドガス供給配管３０ａ，３０ｂが形成されており、バックサイドガス供給源３１から半導体ウエハＷの裏面側にバックサイドガスを供給できるようになっている。なお、バックサイドガス供給配管３０ａは半導体ウエハＷの中央部に、バックサイドガス供給配管３０ｂは半導体ウエハＷの周縁部にバックサイドガスを供給するためのものである。このような構成によって、半導体ウエハＷを所定の温度に制御可能となっている。また、フォーカスリング５の外側下方には排気リング１３が設けられている。排気リング１３は支持台４を通して処理チャンバー１と導通している。
【００２６】
処理チャンバー１の天壁部分に、載置台２に対向するように設けられたシャワーヘッド１６には、その下面に多数のガス吐出孔１８が設けられており、かつその上部にガス導入部１６ａが設けられている。そして、その内部には空間１７が形成されている。ガス導入部１６ａにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、プラズマエッチング用のガス（エッチングガス）等を供給する処理ガス供給系１５が接続されている。
【００２７】
処理ガス供給系１５から供給されるガスは、ガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介してシャワーヘッド１６内部の空間１７に至り、ガス吐出孔１８から、半導体ウエハＷに向けて吐出される。
【００２８】
処理チャンバー１の下部には、排気ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設けられた真空ポンプを作動させることにより処理チャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。一方、処理チャンバー１の側壁には、半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
【００２９】
一方、処理チャンバー１の周囲には、同心状に、ダイポールリング磁石２１が配置されている。このダイポールリング磁石２１は、上側ダイポールリング磁石２１ａと、この上側ダイポールリング磁石２１ａの下側に配置された下側ダイポールリング磁石２１ｂとから構成されており、載置台２とシャワーヘッド１６との間の空間に、ダイポール磁場を形成するようになっている。このダイポールリング磁石２１は、図示しないモータ等の回転手段により回転可能となっている。
【００３０】
上側ダイポールリング磁石２１ａ及び下側ダイポールリング磁石２１ｂは、夫々図２に示すように、複数の円柱状のセグメント磁石２１０を、環状に配列して構成されている。そして、図中各セグメント磁石２１０に付した矢印で示される磁極方向となるように、各セグメント磁石２１０を配列することによって、上側ダイポールリング磁石２１ａ及び下側ダイポールリング磁石２１ｂ全体として中央に矢印で示すように、磁場ベクトルが対向電極面に平行で一方向に向くダイポール磁場が形成されるようになっている。
【００３１】
本実施形態では、上記のダイポールリング磁石２１の上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとが、処理チャンバー１の中心を通る鉛直方向の軸に対する回転方向の位置を任意に設定できるように構成されている。そして、ダイポール磁場の磁場ベクトル（磁極）のそれぞれの方向が同一方向に向いた状態（０°の状態）から３６０°の範囲で、所望の角度ずれた状態、すなわち、上側ダイポールリング磁石２１ａの位相と下側ダイポールリング磁石２１ｂの位相とがずれた状態に設定できるようになっている。なお、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂは、回転可能な構成となっているので、特に新たな駆動源等を設けることなく、回転のための駆動源を用いて上記のように上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとの位相がずれる構成を実現することができる。したがって、プラズマエッチング装置の製造コストの増大を抑制することができる。
【００３２】
上記構成のプラズマエッチング装置は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部６０は、ＣＰＵを備えプラズマエッチング装置の各部を制御するプロセスコントローラ６１と、ユーザインターフェース部６２と、記憶部６３とを具備している。
【００３３】
ユーザインターフェース部６２は、工程管理者がプラズマエッチング装置を管理するためにコマンドの入力操作を行うキーボードや、プラズマエッチング装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等から構成されている。
【００３４】
記憶部６３には、プラズマエッチング装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインターフェース部６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１の制御下で、プラズマエッチング装置での所望の処理が行われる。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３５】
次に、上記構成のプラズマエッチング装置で、半導体ウエハＷをプラズマエッチングする手順について説明する。まず、ゲートバルブ２４が開かれ、半導体ウエハＷが図示しない搬送ロボット等により、図示しないロードロック室を介して処理チャンバー１内に搬入され、載置台２上に載置される。この後、搬送ロボットを処理チャンバー１外に退避させ、ゲートバルブ２４を閉じる。そして、排気系２０の真空ポンプにより排気ポート１９を介して処理チャンバー１内が排気される。
【００３６】
処理チャンバー１内が所定の真空度になった後、処理チャンバー１内には処理ガス供給系１５から所定のエッチングガスが導入され、処理チャンバー１内が所定の圧力、例えば５．３２Ｐａに保持され、この状態で第１高周波電源１０ａ、第２高周波電源１０ｂから載置台２に、高周波電力が供給される。このとき、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の直流電圧が印加され、半導体ウエハＷはクーロン力等により吸着される。
【００３７】
この場合に、上述のようにして下部電極である載置台２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極である載置台２との間には電界が形成される。一方、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極である載置台２との間には、ダイポールリング磁石２１により水平磁界が形成されているから、半導体ウエハＷが存在する処理空間には電子のドリフトによりマグネトロン放電が生じ、それによって形成された処理ガスのプラズマにより、半導体ウエハＷに形成された薄膜がエッチング処理される。
【００３８】
そして、所定のエッチング処理が終了すると、高周波電力の供給及び処理ガスの供給が停止され、上記した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷが処理チャンバー１内から搬出される。
【００３９】
上記のとおり、本実施形態のプラズマエッチング装置では、ダイポールリング磁石２１の上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとが、その回転方向の相対位置を任意に設定できるように構成されている。図３は、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂの磁場の方向を同一とした場合の磁場強度の分布を濃淡で表わした図であり、図４は、縦軸を磁場強度（Ｇ）及び磁場角度（°）、横軸を中心からの距離として、この場合のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸とＹ軸の中間の方向（ＸＹ軸方向）の磁場強度、及びＺ方向の磁場角度（°）を示したものである。
【００４０】
また、図５，６は、上記の図３，４の状態から、上側ダイポールリング磁石２１ａを、下側ダイポールリング磁石２１ｂに対して、反時計方向に９０°回転させた場合、図７，８は、反時計方向に１３５°回転させた場合、図９，１０は、反時計方向に１８０°回転させた場合を示している。これらの図３〜１０に示されるように、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとを相対的に回転した位置、すなわち位相をずらした状態とすることにより、磁場の強度分布、磁場角度は大きく変化する。このような磁場の状態の変化によって、半導体ウエハＷにおけるプラズマエッチングの処理状態を制御することができる。
【００４１】
図１１（ａ）〜（ｅ）は、上記の上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとの回転角度を０°（ａ）、４５°（ｂ）、９０°（ｃ）、１３５°（ｄ）、１８０°（ｅ）として、実際にシリコン酸化膜のプラズマエッチングを行った場合のエッチングレートの分布を測定した結果を、縦軸をエッチングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）、横軸を半導体ウエハ中心からの距離（ｍｍ）としたグラフに示したものである。プラズマエッチングの条件は、
エッチングガス：Ｃ４Ｆ８／ＣＯ／Ａｒ／Ｏ２＝２０／１００／４００／１０ｓｃｃｍ
圧力：５．３２Ｐａ（４０ｍＴｏｒｒ）
高周波電力：１３．５６ＭＨｚ＝４０００Ｗ
温度：上部／側壁部／下部＝６０／６０／１０℃
裏面側冷却ガス圧：中央部／周辺部＝１３３０／６６５０Ｐａ（１０／５０Ｔｏｒｒ）
時間：１分
である。なお、このデータ取得に用いたエッチング装置としては、下部電極２に１つの高周波電力を印加するタイプの装置を使用した。
【００４２】
図１１に示されるとおり、回転角度が０°（ａ）の場合、半導体ウエハＷの全体に亘って略均一なエッチングレートである。そして、回転角度が４５°（ｂ）の場合、半導体ウエハＷの周縁部のエッチングレートが若干上がり、回転角度が９０°（ｃ）、１３５°（ｄ）となると、半導体ウエハＷの周縁部のエッチングレートが次第に下がる。また、回転角度が１８０°（ｅ）になると、一旦下がった半導体ウエハＷの周縁部のエッチングレートが若干上がっている。なお、これらのプラズマエッチングでは、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとを上記の回転角度ずらした状態で、同一の速度で回転させている。したがって、上記の相対的な回転角度を維持した状態で、上側ダイポールリング磁石２１ａ及び下側ダイポールリング磁石２１ｂが一定速度で回転することになる。
【００４３】
上記のように、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとの相対的な回転角度（位相）を変えることによって、半導体ウエハＷの面内におけるプラズマエッチングの処理状態を制御することができる。
【００４４】
図１２（ａ）〜（ｉ）は、図１１の場合と同様に、上記の上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとの回転角度を０°（ａ）、２２．５°（ｂ）、４５°（ｃ）、６７．５°（ｄ）、９０°（ｅ）、１１２．５°（ｆ）、１３５°（ｇ）、１５７．５°（ｈ）、１８０°（ｉ）として、実際にシリコン酸化膜のプラズマエッチングを行った場合のエッチングレートの分布を測定した結果を、縦軸をエッチングレート（ｎｍ／ｍｉｎ）、横軸を半導体ウエハ中心からの距離（ｍｍ）としたグラフに示したものである。プラズマエッチングの条件は、
エッチングガス：ＨＢｒ／ＮＦ３／Ｏ２＝３００／３２／４００／１８ｓｃｃｍ
圧力：２６．６Ｐａ（２００ｍＴｏｒｒ）
高周波電力：４０ＭＨｚ／３．２ＭＨｚ＝９００Ｗ／２１００Ｗ
温度：上部／側壁部／下部＝８０／７０／８０℃
裏面側冷却ガス圧：中央部／周辺部＝２０００／２０００Ｐａ（１５／１５Ｔｏｒｒ）
時間：２分
である。
【００４５】
図１２（ａ）〜（ｉ）に示す結果では、回転角度が０°（ａ）の場合よりも、回転角度が４５°（ｃ）〜６７．５°（ｄ）とした場合の方が、エッチングレートが均一になっており、エッチングレートも高くなっている。このように、上側ダイポールリング磁石２１ａと下側ダイポールリング磁石２１ｂとの相対的な回転角度（位相）を変えることによって、半導体ウエハＷの面内におけるプラズマエッチングの処理状態を制御することができる。
【００４６】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、プラズマエッチング装置は、図に示した平行平板型の下部２周波印加型に限らず、例えば、上部電極と下部電極に夫々高周波を印加するタイプの装置や、下部電極に１周波の高周波電力を印加するタイプ等、各種のプラズマエッチング装置やその他のプラズマ処理装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１……処理チャンバー、２……載置台、１０ａ……第１高周波電源、１０ｂ……第２高周波電源、１５……処理ガス供給系、１６……シャワーヘッド、２１……ダイポールリング磁石、２１ａ……上側ダイポールリング磁石、２１ｂ……下側ダイポールリング磁石、Ｗ……半導体ウエハ。
【図１】
2010238819.tif 000003
【図２】
2010238819.tif 000004
【図４】
2010238819.tif 000005
【図６】
2010238819.tif 000006
【図８】
2010238819.tif 000007
【図１０】
2010238819.tif 000008
【図１１】
2010238819.tif 000009
【図１２】
2010238819.tif 000010
【図３】
2010238819.tif 000011
【図５】
2010238819.tif 000012
【図７】
2010238819.tif 000013
【図９】
2010238819.tif 000014