(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器と、前記処理容器内にて被処理体を載置するサセプタと、ガスを供給するガス供給源と、ガスの流量を制御するガス流量制御機器と、を備えるエッチング装置で、前記処理容器内にてガスを励起させて高周波電力を連続印加しながら、前記被処理体に対し高アスペクト比エッチングを行うエッチングプロセスにおいて、
前記エッチングプロセスに使用される、前記被処理体をエッチングする第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと、
前記エッチングプロセスに使用される、前記被処理体をエッチングする第２のエッチングガスを前記処理容器内に供給するステップと、を含み、
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、組成の異なるフルオロカーボンガスであって、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの一方は他方より堆積性の強いガスであり、
前記第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと前記第２のエッチングガスを処理容器内に供給するステップは交互に切り替えられ、
前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第１のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、
前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第２のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの流量は、ガス流量制御機器により制御されることを特徴とするエッチングガスの供給方法。
【請求項２】
前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、及び、前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されないガスが複数存在する場合、該複数のガスのそれぞれを微少量ずつ供給し続けることを特徴とする請求項１に記載のエッチングガスの供給方法。
【請求項３】
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、ガス種毎に設けられた複数の個別ガス供給ラインを流れ、該複数の個別ガス供給ラインに接続された共通配管にて合流し、前記処理容器内に供給されることを特徴とする請求項１又は２に記載のエッチングガスの供給方法。
【請求項４】
処理容器と、前記処理容器内にて被処理体を載置するサセプタと、ガスを供給するガス供給源と、ガスの流量を制御するガス流量制御機器と、を備え、前記処理容器内にてガスを励起させて高周波電力を連続印加しながら、前記被処理体に対し高アスペクト比エッチングを行うエッチング装置であって、
前記ガス供給源は、エッチングプロセスに使用される、それぞれ前記被処理体をエッチングするガスである、第１のエッチングガスと第２のエッチングガスとを前記処理容器内に供給し、
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、組成の異なるフルオロカーボンガスであって、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの一方は他方より堆積性の強いガスであり、
前記ガス流量制御機器は、前記第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと前記第２のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと、を交互に切り替え、
前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第１のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、
前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第２のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの流量は、ガス流量制御機器により制御されることを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングガスの供給方法及びエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、半導体製造装置におけるガスの供給系統では、装置外に設けられたガスボックスから複数のガスが出力され、複数の個別ガス供給ラインを介して１本の共通配管（マニホールド）にて合流し、半導体製造装置の処理容器内へと導かれるようになっている。
【０００３】
同一装置内でガス種を切り替える際、切り替え前後のプロセスに悪影響を及ぼさないための試みがなされている。その一例としては、切り替え後のプロセスを実行する前に５秒程度の安定ステップを実行することが提案されている。これにより、切り替え後のプロセスの安定性（スタビリティ）を確保することができる。また、これにより、マスフローコントローラ（ＭＦＣ：Ｍａｓｓ  Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）のバルブが閉から開に制御されたときの初期に発生するガス流量のハンチング（オーバーシュート）が安定ステップにて吸収されるため、前記ハンチングが切り替え後のプロセスに悪影響を及ぼすことを回避できる。
【０００４】
特許文献１及び特許文献２には、エッチング工程と成膜工程との切り替え工程においてガスを制御する技術が開示されている。例えば、特許文献１では、エッチングガスとデポジションガスとの切り替えの間に、エッチングガスとデポジションガスとの両方を含む遷移工程を設け、これにより、切り替え時のガス種の不連続性を緩和することが提案されている。特許文献２では、エッチングガスとデポジションガスとの切り替え時、各ガス供給ラインに取り付けられたマスフローコントローラで各ガスの流量をそれぞれ制御し、更に共通配管に取り付けられたマスフローコントローラで混合後のガスの総合流量を制御した後、該ガスを処理容器内に供給することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９５６４１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０６８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２には、ガスの切り替え時に発生するガス流量のハンチングを抑制し、ガス流量の安定した制御を行うガスの供給方法については全く開示されていない。
【０００７】
上記課題に対して、本発明の目的とするところは、簡易な方法を用いて、ガスの切り替え時に発生するガス流量のハンチングを抑制し、ガス流量の安定した制御を行うことが可能な、エッチングガスの供給方法及びエッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、処理容器と、前記処理容器内にて被処理体を載置するサセプタと、ガスを供給するガス供給源と、ガスの流量を制御するガス流量制御機器と、を備えるエッチング装置で、前記処理容器内にてガスを励起させて高周波電力を連続印加しながら、前記被処理体に対し高アスペクト比エッチングを行うエッチングプロセスにおいて、前記エッチングプロセスに使用される、前記被処理体をエッチングする第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと、前記エッチングプロセスに使用される、前記被処理体をエッチングする第２のエッチングガスを前記処理容器内に供給するステップと、を含み、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、組成の異なるフルオロカーボンガスであって、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの一方は他方より堆積性の強いガスであり、前記第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと前記第２のエッチングガスを処理容器内に供給するステップは交互に切り替えられ、前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第１のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第２のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの流量は、ガス流量制御機器により制御されることを特徴とするエッチングガスの供給方法が提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、ガスを切り替える際、切り替え前のエッチングガスとして必要であるが、切り替え後のエッチングガスとしては必要でないガスを、切り替え後においても微少量だけ供給し続ける。これにより、マスフローコントローラのバルブが閉から開に切り替えられたときに発生するガス流量のハンチング現象をなくすことができ、切り替え後のエッチングへの前記現象による影響を回避できる。また、かかる構成によれば、切り替え用のバルブや切り替え用の配管が不要であり、既存の装置をそのまま用いた簡易な方法で、ガス流量の安定した制御を行うことができる。
【００１２】
前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、及び、前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されないガスが複数存在する場合、該複数のガスのそれぞれを微少量ずつ供給し続けてもよい。
【００１３】
前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、ガス種毎に設けられた複数の個別ガス供給ラインを流れ、該複数の個別ガス供給ラインに接続された共通配管にて合流し、前記処理容器内に供給されてもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、処理容器と、前記処理容器内にて被処理体を載置するサセプタと、ガスを供給するガス供給源と、ガスの流量を制御するガス流量制御機器と、を備え、前記処理容器内にてガスを励起させて高周波電力を連続印加しながら、前記被処理体に対し高アスペクト比エッチングを行うエッチング装置であって、前記ガス供給源は、エッチングプロセスに使用される、それぞれ前記被処理体をエッチングするガスである、第１のエッチングガスと第２のエッチングガスとを前記処理容器内に供給し、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスは、組成の異なるフルオロカーボンガスであって、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの一方は他方より堆積性の強いガスであり、前記ガス流量制御機器は、前記第１のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと前記第２のエッチングガスを処理容器内に供給するステップと、を交互に切り替え、前記第１のエッチングガスを前記第２のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第１のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、前記第２のエッチングガスを前記第１のエッチングガスに切り替える際、切り替え前は前記被処理体をエッチングするガスとして使用され、切り替え後は前記被処理体をエッチングするガスとして使用されない前記第２のエッチングガスを微少量だけ前記処理容器内に供給し続け、前記第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの流量は、ガス流量制御機器により制御されることを特徴とするエッチング装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、簡易な方法を用いて、ガスの切り替え時に発生するガス流量のハンチングを抑制し、ガス流量の安定した制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るエッチング装置を模式的に示した縦断面図である。
【図２】Ｃ４Ｆ６ガスからＣ４Ｆ８ガスへの切り替え時に発生するＣ４Ｆ８ガス流量を示したグラフである。
【図３】Ｃ４Ｆ８ガスからＣ４Ｆ６ガスへの切り替え時に発生するＣ４Ｆ６ガス流量を示したグラフである。
【図４】Ｃ４Ｆ６ガスを微少量供給し続けた場合のＣ４Ｆ６ガスからＣ４Ｆ８ガスへの切り替え時に発生するＣ４Ｆ８ガス流量を示したグラフである。
【図５】Ｃ４Ｆ８ガスを微少量供給し続けた場合のＣ４Ｆ８ガスからＣ４Ｆ６ガスへの切り替え時に発生するＣ４Ｆ６ガス流量を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
（エッチング装置及びガス供給系統）
まず、本発明の一実施形態に係るエッチング装置の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示した縦断面図である。
【００２１】
エッチング装置１０は、内部にてウエハＷをエッチング処理する処理容器１００を有する。処理容器１００の外部には、ガス供給系統２０が設けられている。ガス供給系統２０は、ガスボックス２００と、複数の個別ガス供給ライン２１０，２１２，２１４，２１６と、共通配管（マニホールド）と、混合ガス供給ライン２３０とを有している。ガスボックス２００には、ガス供給源として、Ｏ２ガス供給源２０２、Ａｒガス供給源２０４、Ｃ４Ｆ８ガス供給源２０６、Ｃ４Ｆ６ガス供給源２０８が設けられていて、個別ガス供給ライン２１０，２１２，２１４，２１６の上流側にて各個別ガス供給ラインと一対一に接続されている。個別ガス供給ライン２１０，２１２，２１４，２１６の下流側は、一本の共通配管２２０に連結されている。かかる構成により、各ガス供給源から出力されたＯ２ガス、Ａｒガス、Ｃ４Ｆ８ガス、Ｃ４Ｆ６ガスは、個別ガス供給ライン２１０，２１２，２１４，２１６をそれぞれ流れて、共通配管２２０にて合流する。
【００２２】
個別ガス供給ライン２１０，２１２，２１４，２１６には、ガスの流量を制御するマスフローコントローラ２４０，２４２，２４４，２４６、各個別ガス供給ラインの開閉を行うためにマスフローコントローラＭＦＣの前後に設けられたバルブＶ１〜Ｖ４及びバルブＶ５〜Ｖ８が設けられている。
【００２３】
共通配管２２０の下流側は、混合ガス供給ライン２３０に接続されている。混合ガス供給ライン２３０は、エッチング処理が行われる処理容器１００に接続されている。混合ガス供給ライン２３０には、混合ガス中のパーティクルを除去するためにフィルタ２５０及びバルブＶ９が設けられている。
【００２４】
処理容器１００は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状のチャンバである。処理容器１００は接地されている。処理容器１００の底部には、例えばアルミニウムからなるサセプタ１０５が設けられている。サセプタ１０５は下部電極を構成し、その上に被処理体である半導体ウエハＷが載置される。エッチング装置１０は、サセプタ１０５と上部電極１１５とが対向配置された容量結合型平行平板プラズマエッチング装置である。エッチング装置１０の外部には高周波電源１１０が設置され、高周波電源１１０からサセプタ１０５にプラズマ生成用の２７ＭＨｚ以上の周波数、例えば４０ＭＨｚの高周波（ＲＦ）電力が印加されるようになっている。
【００２５】
上部電極１１５は、絶縁性遮蔽部材１２０を介して処理容器１００の上部に支持されている。上部電極１１５は、多数の吐出孔ｈを有している。上部電極１１５の内部には、ガス拡散室１２５が設けられ、このガス拡散室１２５から下方に向かってガス吐出孔ｈに連通する多数のガス通流孔１３０が延びている。かかる構成により、上部電極１１５は所望のガスを供給するためのガスシャワーヘッドとして機能し、混合ガス供給ライン２３０を流れた混合ガスは、上部電極１１５内に形成されたガスシャワーヘッドを介して処理容器内部に導入される。
【００２６】
処理容器１００の底部には排気口１３５が設けられ、この排気口１３５に排気管を介して排気装置１４０が接続されている。排気装置１４０は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、処理容器１００内を所望の真空度まで減圧可能となっている。
【００２７】
制御装置３００は、エッチングの処理手順が示されたレシピに従い、ガスや高周波電力の供給を制御し、これにより、エッチング装置１０の処理容器内にてプラズマエッチングを実行させる。レシピは、図示しないハードディスクや半導体メモリに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の読み取り可能な記憶媒体に収容されていてもよい。
【００２８】
かかる構成のエッチング装置１０において、本実施形態では、プラズマエッチング中に異なるガスを短い時間で交互に切り替えてエッチング処理を行う。その一例として、本実施形態では、第１のプロセス条件では堆積性の強いエッチングガスＣ４Ｆ６を用いてエッチングを行い、第２のプロセス条件では第１のプロセス条件で用いたガスより堆積性の弱いエッチングガスＣ４Ｆ８を用いてエッチングを行う。このエッチングプロセスは、第１及び第２のプロセス条件のエッチングを交互に連続して繰り返し実行することにより、アスペクト比の高い深い穴を形成することができる。また、堆積性ガスと非堆積性ガスとを交互に切り替えながら連続的にエッチング処理するため、処理中に高周波電力を連続印加でき、生産性を高めることができる。
【００２９】
制御装置３００は、この場合の堆積性のエッチングガスＣ４Ｆ６と非堆積性のエッチングガスＣ４Ｆ８との流量を制御する。つまり、制御装置３００は、プロセス条件の切り替えのタイミングに、マスフローコントローラ２４０、２４２、２４４、２４６に流量制御信号を出力する。マスフローコントローラ２４０、２４２、２４４、２４６は、流量制御信号に基づき、マスフローコントローラ２４０、２４２、２４４、２４６の弁体の開度を制御することにより、各ガスの流量を所望の値に制御する。以下、各ガスを流量制御するエッチングガスの供給方法について詳述する。
【００３０】
（エッチングガスの供給方法）
以下では、図２〜５を参照しながら、従来のエッチングガスの供給方法と比較した、本実施形態に係るエッチングガスの供給方法について説明する。
【００３１】
（従来のエッチングガスの供給方法）
前述の通り、一般に、エッチング装置１０におけるガスの供給系統２０では、各ガス供給源２０２、２０４、２０６，２０８が、個別ガス供給ライン２１０、２１２、２１４、２１６と一対一に接続され、個別ガス供給ライン２１０、２１２、２１４、２１６がさらに１本の共通配管２２０に接続された構成を有する。かかる構成によれば、複数種のガスは、各個別ガス供給ライン２１０、２１２、２１４、２１６を流れて、共通配管２２０にて合流し、混合ガス供給ライン２３０を介してエッチング装置１０の処理容器内へと導かれる。
【００３２】
従来、同一装置内でガス種を切り替える際、切り替えガスの流量を制御するマスフローコントローラのバルブを閉から開に制御していた。このとき、ガス配管中に溜まったガスが、バルブを開く際に一気に流れてから、流量制御が開始される。このため、マスフローコントローラのバルブが閉から開に制御されたときの初期には、ガス流量のハンチング（オーバーシュート）が発生する。例えば、図２のＡ及び図３のＢは、第１及び第２のプロセスの切り替え時の初期に発生するガス流量のハンチングを示している。
【００３３】
図２及び図３の結果を導くためのプロセス条件は、以下のとおりである。
・第１のプロセス条件
圧力  ４０ｍＴｏｒｒ
ガス種及び流量  Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２＝０／５７／５００／２０ｓｃｃｍ
エッチング時間  １０秒
【００３４】
・第２のプロセス条件
圧力  ４０ｍＴｏｒｒ
ガス種及び流量  Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２＝５７／０／５００／４０ｓｃｃｍ
エッチング時間  １０秒
【００３５】
プラズマエッチング中、上記第１及び第２のプロセス条件でガスを切り替えた。図２は、Ｃ４Ｆ６ガスからＣ４Ｆ８ガスへの切り替えの際に発生するＣ４Ｆ８ガス流量を示したグラフである。図２のグラフから、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６＝０／５７（ｓｃｃｍ）を供給する第１のプロセス条件から、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６＝５７／０（ｓｃｃｍ）を供給する第２のプロセス条件の切り替えの初期にガス流量のハンチングＡが発生していることがわかる。
【００３６】
また、図３は、Ｃ４Ｆ８ガスからＣ４Ｆ６ガスへの切り替えの際に発生するＣ４Ｆ６ガス流量を示したグラフである。図３のグラフから、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６＝５７／０（ｓｃｃｍ）を供給する第２のプロセス条件から、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６＝０／５７（ｓｃｃｍ）を供給する第１のプロセス条件の切り替えの初期にガス流量のハンチングＢが発生していることがわかる。
【００３７】
なお、図２及び図３は、ウエハ１１枚（ウエハｓ１〜ｓ１１）のそれぞれについてガスの切り替え時に発生するガス流量の変化を調べた。この結果、すべてのウエハについてガスの切り替えの初期に、ほとんどバラツキなく、ガス流量のハンチングＡ，Ｂが発生していることがわかった。この結果から、第１及び第２のプロセス条件を交互に切り替えてエッチング処理を実行する場合、ガス切り替えの初期にガス流量のオーバーシュートの２段波形が発生することを確認できた。
【００３８】
（本実施形態に係るエッチングガスの供給方法）
次に、本実施形態に係るエッチングガスの供給方法について説明する。本実施形態では、簡易な方法を用いて、ガスの切り替え時に発生するガス流量のハンチングを抑制し、ガス流量の安定した制御を行うことが可能な、エッチングガスの供給方法を提案する。
【００３９】
本実施形態に係るエッチングガスの供給方法では、上記第１及び第２のプロセス条件において、Ｃ４Ｆ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスの一方から他方にガスを切り替える際、切り替え前のエッチングガスとして必要であるが、切り替え後のエッチングガスとして本来的には必要でないガスを微少量だけ供給し続ける。
【００４０】
すなわち、本実施形態では、第１のプロセス条件でのガス流量は、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２＝３／５７／５００／２０ｓｃｃｍとなり、第２のプロセス条件でのガス流量は、Ｃ４Ｆ８／Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２＝５７／３／５００／４０ｓｃｃｍとなる。ここでは、第１のプロセス条件から第２のプロセス条件にガスを切り替える際、切り替え後のエッチングガスとして本来的には必要でないエッチングガスＣ４Ｆ６を切り替え後に３ｓｃｃｍだけ供給し続ける。逆に、第２のプロセス条件から第１のプロセス条件にガスを切り替える際、切り替え後のエッチングガスとして本来的には必要でないエッチングガスＣ４Ｆ８を切り替え後に３ｓｃｃｍだけ供給し続ける。
【００４１】
この場合、制御装置３００は、マスフローコントローラ２４４又はマスフローコントローラ２４６のバルブを全閉せず、１〜３％程度の微少量のガスを供給し続けるようにマスフローコントローラ２４４又はマスフローコントローラ２４６に向けて流量制御信号を出力する。例えば、マスフローコントローラの最大出力量が１００ｓｃｃｍの場合、制御装置３００は、その１〜３％（１〜３ｓｃｃｍ）のガスを供給させるように流量制御信号を出力し、マスフローコントローラに指示する。
【００４２】
その結果を図４及び図５に示す。図４のグラフＲ１は、Ｃ４Ｆ６ガスからＣ４Ｆ８ガスへの切り替え時に、切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ６ガスを３ｓｃｃｍだけ供給し続けた場合のＣ４Ｆ８ガス流量の遷移を示す。つまり、図４のＲ１は、Ｃ４Ｆ６＝５７（ｓｃｃｍ）を供給する第１のプロセスから、Ｃ４Ｆ６＝３（ｓｃｃｍ）、Ｃ４Ｆ８＝５７（ｓｃｃｍ）を供給する第２のプロセスに切り替えた際のＣ４Ｆ８ガス流量の遷移を示す。切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ６ガスを供給しなかった場合を示した図４のグラフＰ１と比較して、ハンチングが発生していないことがわかる。この実験から、切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ６ガスを微少量だけ供給し続けることにより、ガス切り替え後の初期に発生していたハンチングの現象をなくすことができることがわかった。
【００４３】
図５のグラフＲ２は、Ｃ４Ｆ８ガスからＣ４Ｆ６ガスへの切り替え時に、切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ８ガスを３ｓｃｃｍだけ供給し続けた場合のガス流量を示した場合のガス流量の遷移を示す。つまり、図５のＲ２は、Ｃ４Ｆ８＝５７（ｓｃｃｍ）を供給する第２のプロセスから、Ｃ４Ｆ６＝５７（ｓｃｃｍ）、Ｃ４Ｆ８＝３（ｓｃｃｍ）を供給する第１のプロセスに切り替えた際のＣ４Ｆ６ガス流量の遷移を示す。切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ８ガスを供給しなかった場合を示した図５のグラフＰ２と比較して、ハンチングが発生していないことがわかる。この実験から、切り替え後のエッチングガスとして必要でないＣ４Ｆ８ガスを微少量だけ供給し続けることにより、ガス切り替え後の初期に発生していたハンチングの現象をなくすことができることがわかった。
【００４４】
なお、図４に示したＰ１、Ｒ１及び図５に示したＰ２、Ｒ２は、ガスへの切り替え時に発生するガス流量の遷移についての５枚のウエハの平均値であり、また、５枚共に同様な挙動を示している。この結果から、第１のエッチングガス及び前記第２のエッチングガスの一方から他方にガスを切り替える際、切り替え前のエッチングガスとして必要であるが、切り替え後のエッチングガスとして本来的に必要でないガスを微少量だけ供給し続けることにより、ガス切り替えの初期に発生するガス流量のハンチング現象をなくすことができた。これは、マスフローコントローラの弁体を完全に閉めず、わずかに開くことにより、ガス配管中に溜まったガスが、バルブを開く際に一気に流れることを回避できたためと考察される。この結果、ハンチングが切り替え後のプロセスに悪影響を及ぼすことを回避でき、アスペクト比の高い深い穴を形成することができる。
【００４５】
ガス切り替え時に発生するハンチングのピークは、ガスボックス２００から処理容器１００までのガスの配管長や、配管内に溜まっているガスの圧力や温度の違いなどの影響を受けるガスの量によりずれる。このため、ピークのずれによりハンチングが切り替え後のプロセスに及ぼす影響も上記ガスの配管長や配管内に溜まっているガスの量により異なり、画一的にオフセット（補正）することは難しい。しかしながら、本実施形態に係るエッチングガスの供給方法によれば、切り替え時に発生するガスのハンチングをなくすことができるため、結果的に、上記ガスの配管長や配管内に溜まっているガスの量によるハンチングのずれの影響もオフセット（補正）することができる。
【００４６】
また、本実施形態に係るエッチングガスの供給方法によれば、ガス供給系統２０に、新たな切り替え用のバルブや切り替え用の配管を設置する必要がなく、既存の装置をそのまま用いた簡易な方法で、ガス流量の安定した制御を行うことができる。
【００４７】
また、第１及び第２のプロセスを交互に連続的して繰り返し実行するため、第１及び第２のプロセスからなるエッチング処理中に高周波電力を停止する必要がない。また、ガスの切り替え時に安定ステップを設ける必要がない。また、安定ステップ中、実際のプロセスを一時停止する必要もない。この結果、安定ステップに供給されていたガスを無駄に排気せず、Ｆ系ガスの排気を最小限に抑えるため環境にやさしく、かつ資源の有効利用を図ることができる。また、安定ステップがない分スループットを向上させることができ、生産性を高めることができる。
【００４８】
なお、本実施形態では、上記微少量は、マスフローコントローラが制御可能な最大流量の１〜３％に制御されたが、微少量はマスフローコントローラが制御可能な最小値以上であって微少量であればよい。例えば、マスフローコントローラが確実に制御可能な最小値が、マスフローコントローラが制御可能な最大流量の２〜３％であれば、微少量は、マスフローコントローラが制御可能な最大流量の２〜３％に制御されればよい。
【００４９】
また、切り替え後のエッチングプロセスにおいて、必要のないエッチングガスを微少量流し続けることに対するプロセスへの影響は、必要のないエッチングガスを流さない場合に得られるエッチングと同等の結果となるように切り替え後のプロセス条件をチューニングすることにより解消できる。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５１】
例えば、上記実施形態では、マスフローコントローラを用いてガス流量を制御したが、本発明に係るガス流量制御機器は、これに限られず、ＦＣＳ（Ｆｌｏｗ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｙｓｔｅｍ（登録商標））を用いてもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、エッチングプロセスに使用されるデポ系の第１のエッチングガス（Ｃ４Ｆ６ガス）を処理容器内に供給するステップと、前記エッチングプロセスに使用されるデポレス系の第２のエッチングガス（Ｃ４Ｆ８ガス）を処理容器内に供給するステップと、を含んだエッチング処理において、切り替え前のエッチングガスに含まれ、切り替え後のエッチングガスに含まれないガス（すなわち、第１のエッチングガスから第２のエッチングガスに切り替える場合はＣ４Ｆ６ガス、第２のエッチングガスから第１のエッチングガスに切り替える場合はＣ４Ｆ８ガス）が一つずつ存在する場合について説明した。しかしながら、本発明に係るエッチングガスの供給方法はこれに限らず、切り替え前のエッチングガスに含まれ、切り替え後のエッチングガスに含まれないガスが複数存在する場合にも、該複数のガスのそれぞれを微少量ずつ供給し続けることにより、本供給方法を適用可能である。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、前記第１のエッチングガスを供給するステップと前記第２のエッチングガスとを切り替えて供給する２つのプロセス条件について説明した。しかしながら、本発明に係るエッチングガスの供給方法はこれに限らず、３つ以上のプロセス条件の切り替え時にも同様に、切り替え前に必要であって切り替え後に不要なエッチングガスを微少量ずつ供給し続けることにより、本供給方法を適用可能である。
【００５４】
また、本発明にかかるエッチングガスの供給方法では、切り替えから所定時間経過後の切り替えが完了したタイミングにおいても切り替え後のエッチングガスとして必要でないガスを微少量だけ流し続けるほうがよく、次の切り替えのタイミングまで前記ガスを流し続けるとさらに好ましい。
【００５５】
本発明に係るエッチング処理装置は、プラズマ処理装置であれば平行平板型のプラズマ処理装置に限られず、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）プラズマ処理装置等のプラズマ処理装置でもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１０      エッチング装置
２０      ガス供給系統
１００    処理容器
１０５    サセプタ
１１０    高周波電源
１１５    上記電極
２００    ガスボックス
２０２    Ｏ２ガス供給源
２０４    Ａｒガス供給源
２０６    Ｃ４Ｆ８ガス供給源
２０８    Ｃ４Ｆ６ガス供給源
２１０，２１２，２１４，２１６  個別ガス供給ライン
２２０    共通配管
２４０，２４２，２４４，２４６  マスフローコントローラ
２５０    フィルタ
３００    制御装置
Ｖ１〜Ｖ９  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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