(57)【要約】本発明は、チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、を備え、前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッチング方法である。
2003085716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚである
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数は、１００ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング工程において、前記高周波電力のパワー密度が、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチング工程において、前記チャンバー内のプラズマ密度が、５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項５】
前記エッチング工程において、前記チャンバー内の圧力が、１３．３Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項６】
前記無機系材料膜は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、及び、シリコン炭化物の少なくとも一つからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項７】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力が印加される
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項８】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力が印加される
ことを特徴とする請求項７に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項９】
前記第２高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１０】
前記第２高周波電力のパワー密度が、０．６４Ｗ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とする請求項９に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１１】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下である
ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１２】
前記一対の電極の電極間距離は、５０ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１３】
前記エッチング工程において、前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場が形成される
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１４】
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に形成される磁場の強度は、０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）である
ことを特徴とする請求項１３に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１５】
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場が形成される際において、前記被処理基板の周囲に設けられたフォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、前記被処理基板上の磁場強度が０．００１Ｔ以下である
ことを特徴とする請求項１４に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１６】
前記シリコン膜は、ポリシリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１７】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、処理ガスはＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含み、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であって、かつ、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下である
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１８】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内にＡｒガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成するプラズマ化工程と、
を備え、
前記プラズマ化工程において、前記チャンバー内のプラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上であって、かつ、電極の自己バイアス電圧が１００Ｖ以下であることを確認する工程が実施される
ことを特徴とするプラズマエッチング条件の確認方法。
【請求項１９】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚである
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２０】
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数は、１００ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２１】
前記高周波電力のパワー密度が、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２２】
前記チャンバー内の圧力が、１３．３Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２３】
前記被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力が印加されることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２４】
前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を印加する第２高周波電源
を更に備えたことを特徴とする請求項２３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２５】
前記第２高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項２４に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２６】
前記第２高周波電力のパワー密度が、０．６４Ｗ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とする請求項２５に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２７】
前記一対の電極の電極間距離は、５０ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２８】
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成する磁場形成手段
を更に備えたことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２９】
前記磁場形成手段が前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に形成する磁場の強度は、０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）である
ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３０】
前記被処理基板の周囲にフォーカスリングが設けられ、
前記磁場形成手段が前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成する際において、前記フォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、前記被処理基板上の磁場強度が０．００１Ｔ以下である
ことを特徴とする請求項２９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３１】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
ＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含むガスを処理ガスとして用いた場合に、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３となって、かつ、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下となる
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項３２】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
Ａｒガスを処理ガスとして用いた場合に、前記チャンバー内のプラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上となって、かつ、電極の自己バイアス電圧が１００Ｖ以下となる
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、シリコン膜とそれに隣接する無機材料膜とを有する半導体ウエハ等の被処理基板のシリコン膜をプラズマエッチングするプラズマエッチング方法および装置に関する。
背景技術
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハにポリシリコン膜等のシリコン膜や絶縁膜等の多層膜が形成された後、所定の配線パターンを形成するためにプラズマエッチングが行われる。
このようなプラズマエッチングを行うために、種々の装置が用いられている。その中でも、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置が主流である。容量結合型平行平板プラズマ処理装置では、チャンバー内に一対の平行平板電極（上部および下部電極）が配置され、処理ガスがチャンバー内に導入されるとともに、電極の少なくとも一方に高周波電力が印加されて電極間に高周波電界が形成される。この高周波電界により、処理ガスのプラズマが形成され、被処理基板に対してプラズマエッチング処理が施される。
このようなプラズマ処理装置においては、下部電極に１３．５６〜４０ＭＨｚ程度の高周波電力が供給されてエッチングが行われている。
このような条件で、例えばＳｉＯ２等の無機系材料膜をマスクとして用いてポリシリコン膜等のシリコン膜をエッチングする場合には、無機材料膜に対するエッチング選択比を向上させるために、比較的高圧の圧力条件でエッチングが行われている。
しかしながら、従来のように比較的高圧の圧力条件でエッチングが行われる場合には、シリコン膜の無機材料膜に対するエッチング選択比は向上するものの、エッチング形状制御性が悪いという問題がある。このような問題は、無機材料膜をマスクとして用いる場合のみならず、シリコン膜の下地に無機材料膜が形成されている場合でも同様に生じる。
発明の要旨
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、無機系材料膜に隣接したシリコン膜をエッチングする際に、高エッチング選択比を維持したまま、形状制御性を良好にすることができるプラズマエッチング方法および装置を提供することを目的とする。
本発明者らの検討結果によれば、ポリシリコン膜等のシリコン膜のエッチングでは、プラズマ密度が支配的であって、イオンエネルギーの寄与が小さいのに対し、ＳｉＯ２やＳｉＮ膜等の無機系材料膜のエッチングでは、プラズマ密度とイオンエネルギーの両方が必要である。したがって、プラズマ密度が高く、かつ、イオンエネルギーがある程度低ければ、無機系材料膜に対するシリコン膜のエッチング選択比を高くすることができる。この場合、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの際における電極の自己バイアス電圧と間接的に対応する。従って、無機系材料膜に対するシリコン膜のエッチング選択比を高くするためには、結局、高プラズマ密度かつ低バイアスの条件でエッチングすることが必要である。
一方、エッチングの形状制御性を良好なものにするためには、プロセスが低圧で行われることが必要である。しかしながら、上記の条件であれば、より低圧のプロセスで高エッチング選択比を実現することができる。すなわち、高プラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現されれば、より低圧条件下で無機系材料膜に対するシリコン膜のエッチング選択比を高くすることができ、高エッチング選択比と良好なエッチング形状制御性とを両立させることができる。
本発明者らの更なる検討結果によれば、電極に印加する高周波電力の周波数が高ければ、プラズマ密度が高くかつ自己バイアス電圧が小さい状態を実現することができることが判明した。
本発明は、チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、を備え、前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッチング方法である。
本発明によれば、電極に印加される高周波電力の周波数が５０〜１５０ＭＨｚであって従来よりも高いため、より低圧の条件であっても、高プラズマ密度と低い自己バイアス電圧とを実現することができ、シリコン膜を、無機系材料膜に対して高エッチング選択比で、かつ、良好な形状制御性で、エッチングすることができる。
電極に印加される高周波電力の周波数は、７０〜１００ＭＨｚ、特には１００ＭＨｚ、であることがより好ましい。
また、前記エッチング工程において、前記高周波電力のパワー密度は、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２であることが好ましい。
また、前記エッチング工程において、前記チャンバー内のプラズマ密度は、５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であることが好ましい。
また、前記エッチング工程において、前記チャンバー内の圧力は、１３．３Ｐａ以下であることが好ましい。
また、本発明は、チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、を備え、前記エッチング工程において、処理ガスはＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含み、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であって、かつ、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下であることを特徴とするプラズマエッチング方法である。
本発明によれば、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であり、かつ、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下であるという条件で、ＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含むガスのプラズマが形成されるため、シリコン膜を、無機系材料膜に対して高エッチング選択比でかつ良好な形状制御性でエッチングすることができる。
以上において、前記無機系材料膜は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、及び、シリコン炭化物の少なくとも一つからなる。
また、前記高周波電力は、前記被処理基板を支持する電極に印加されることが好ましい。この場合に、被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力が印加されてもよい。このように、より低い周波数の第２高周波電力を重畳させることにより、プラズマ密度およびイオン引き込み作用を調整することができ、無機系材料膜に対するエッチング選択比を確保した上でシリコン膜のエッチングレートをより上昇させることが可能である。
重畳させる第２高周波電力は、１３．５６ＭＨｚであることが好ましい。重畳させる高周波電力の周波数が１３．５６ＭＨｚの場合、そのパワー密度は０．６４Ｗ／ｃｍ２以下であることが好ましい。また、３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力が印加される場合、前記被処理基板を支持する電極の自己バイアス電圧は、２００Ｖ以下であることが好ましい。
また、本発明は、シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、前記チャンバー内を排気する排気系と、前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と、を備え、前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッチング装置である。
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数は、７０〜１００ＭＨｚ、特には１００ＭＨｚ、であることが好ましい。
好ましくは、前記高周波電力のパワー密度は、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２である。
また、前記チャンバー内の圧力は、１３．３Ｐａ以下であることが好ましい。
また、好ましくは、前記被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力が印加される。
また、好ましくは、前記プラズマエッチング装置は、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を印加する第２高周波電源を更に備える。この場合、好ましくは、前記第２高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚである。また、好ましくは、前記第２高周波電力のパワー密度は、０．６４Ｗ／ｃｍ２以下である。
ところで、パッシェンの法則（Ｐａｓｃｈｅｎ’ｓ  ｌａｗ）より、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極間距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最小値）をとり、パッシェン最小値をとる積ｐｄの値は、高周波電力の周波数が大きいほど小さくなる。従って、高周波電力の周波数が大きい場合に、放電開始電圧Ｖｓを小さくして放電を容易にして安定させるためには、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小さくする必要がある。そのため、本発明では、電極間距離を５０ｍｍ未満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０ｍｍ未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデンスタイムを短くすることができる。これにより、反応生成物が効率的に排出され、エッチングストップを低減することができるという効果も得られる。
また、前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成する磁場形成手段を更に備えることが好ましい。
印加する高周波電力の周波数が高い場合には、エッチングレートが周辺部に比較して給電位置である中央部において高くなるという現象が生じ得るが、一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成することにより、プラズマ閉じこめ効果が発揮されて、印加する高周波電力の周波数が高い場合でも、処理空間にある被処理基板におけるエッチングレートを、被処理基板のエッジ部（周辺部）と中央部とでほぼ同等とすることができる。すなわち、エッチングレートを均一化することができる。
前記磁場形成手段が前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に形成する磁場の強度は、０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）であることが好ましい。
また、被処理基板を支持する電極の周囲にフォーカスリングが設けられ、前記プラズマ領域の周囲に磁場が形成された際に、フォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、被処理基板上の磁場強度が０．００１Ｔ以下であることが好ましい。
フォーカスリング上の磁場強度を０．００１Ｔ以上とすることにより、フォーカスリング上で電子のドリフト運動が生じ、周辺部のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化される。一方、被処理基板上の磁場強度を実質的に被処理基板に影響を及ぼさない０．００１Ｔ以下とすることにより、チャージアップダメージを防止することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施に用いられるプラズマエッチング装置を示す断面図である。このエッチング装置は、気密に構成され、小径の上部１ａと大径の下部１ｂとからなる段つき円筒状のチャンバー１を備えている。チャンバー１の壁部は、例えばアルミニウム製である。
チャンバー１内には、被処理基板であるウエハＷを水平に支持する支持テーブル２が設けられている。支持テーブル２は例えばアルミニウムで構成され、絶縁板３を介して導体の支持台４上に支持されている。また、支持テーブル２の上方の外周には、導電性材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５が設けられている。ウエハＷの直径が２００ｍｍφの場合、フォーカスリング５は２４０〜２８０ｍｍφであることが好ましい。支持テーブル２、絶縁板３、支持台４及びフォーカスリング５は、ボールねじ７を含むボールねじ機構により昇降可能となっている。支持台４の下方の昇降駆動部分は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われている。チャンバー１は接地されている。また、支持テーブル２の中には冷媒流路（図示せず）が設けられて支持テーブル２を冷却可能となっている。また、ベローズ８の外側にはベローズカバー９が設けられている。
支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されている。この給電線１２には、マッチングボックス１１を介して高周波電源１０が接続されている。高周波電源１０からは、所定の周波数の高周波電力が支持テーブル２に供給されるようになっている。一方、支持テーブル２の上方には、後述するシャワーヘッド１６が互いに平行に対向するように設けられている。シャワーヘッド１６は、接地されている。したがって、支持テーブル２は下部電極として機能し、シャワーヘッド１６は上部電極として機能して、すなわち、支持テーブル２とシャワーヘッド１６とは一対の平板電極を構成している。
なお、これらの電極間の距離は、５０ｍｍ未満に設定されることが好ましい。その理由は以下のとおりである。
パッシェンの法則（Ｐａｓｃｈｅｎ’ｓ  ｌａｗ）により、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極間距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最小値）をとり、パッシェン最小値をとる積ｐｄの値は、高周波電力の周波数が大きいほど小さくなる。従って、本実施形態のように高周波電力の周波数が大きい場合に、放電開始電圧Ｖｓを小さくして放電を容易にして安定させるためには、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小さくする必要がある。そのため、電極間距離を５０ｍｍ未満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０ｍｍ未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデンスタイムを短くすることができる。これにより、反応生成物が効率的に排出され、エッチングストップを低減することができるという効果も得られる。
しかし、電極間距離を小さくしすぎると、被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布（中心部と周辺部の圧力差）が大きくなる。この場合、エッチング均一性の低下等の問題が生じ得る。ガス流量によらず、圧力差を０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）より小さくするためには、電極間距離は３５ｍｍ以上であることが好ましい。
支持テーブル２の表面上には、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が介在されて構成されている。電極６ａには直流電源１３が接続されている。そして、電極６ａに直流電源１３から電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によって半導体ウエハＷが吸着されるようになっている。
支持テーブル２の内部には、図示しない冷媒流路が形成されている。その中に適宜の冷媒を循環させることによって、ウエハＷを所定の温度に制御可能となっている。また、冷媒からの冷熱を効率よくウエハＷに伝達するために、ウエハＷの裏面にＨｅガスを供給するガス導入機構（図示せず）が設けられている。さらに、フォーカスリング５の外側にはバッフル板１４が設けられている。バッフル板１４は、支持台４及びベローズ８を通して、チャンバー１と導通している。
チャンバー１の天井壁部分には、支持テーブル２に対向するようにシャワーヘッド１６が設けられている。シャワーヘッド１６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を有している。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、エッチング用の反応ガス及び希釈ガスからなる処理ガスを供給する処理ガス供給系１５が接続されている。
反応ガスとしては、ハロゲン系のガスが用いられ、希釈ガスとしては、Ａｒガス、Ｈｅガス等、通常この分野で用いられるガスが用いられ得る。
このような処理ガスが、処理ガス供給系１５からガス供給配管１５ａ及びガス導入部１６ａを介してシャワーヘッド１６の空間１７に至り、ガス吐出孔１８から吐出され、ウエハＷに形成された膜がエッチングされる。
チャンバー１の下部１ｂの側壁には、排気ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には真空ポンプを有する排気系２０が接続されている。そして真空ポンプを作動させることにより、チャンバー１内は所定の真空度まで減圧され得るようになっている。一方、処理室１の下部１ｂの側壁上側には、ウエハＷの搬入出口と、当該搬入出口を開閉するゲートバルブ２４と、が設けられている。
一方、チャンバー１の上部１ａの周囲には、同心状に、リング磁石２１が配置されており、支持テーブル２とシャワーヘッド１６との間の処理空間の周囲に磁界を形成するようになっている。このリング磁石２１は、回転機構２５により配置の中心軸周りに（周方向に）回転可能となっている。
リング磁石２１は、図２の水平断面図に示すように、永久磁石からなる複数のセグメント磁石２２が図示しない支持部材により支持された状態でリング状に配置されて構成されている。この例では、１６個のセグメント磁石２２がリング状（同心円状）にマルチポール状態で配置されている。すなわち、リング磁石２１においては、隣接するセグメント磁石２２同士の磁極の向きが互いに逆向きになるように配置されている。したがって、磁力線は図示のように隣接するセグメント磁石２２間に形成され、処理空間の周辺部のみに例えば０．０２〜０．２Ｔ（２００〜２０００Ｇａｕｓｓ）、好ましくは０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）の磁場が形成される。一方、ウエハ配置領域は、実質的に無磁場状態となる。前記のような磁場強度が規定されるのは、磁場が強すぎると洩れ磁場の原因となり得るし、磁場が弱すぎるとプラズマ閉じこめ効果が得られなくなるためである。もっとも、適正な磁場強度は、装置構造等にも依存する。すなわち、適正な磁場強度の範囲は、装置によって異なり得る。
また、処理空間の周辺部に前記のような磁場が形成される場合、フォーカスリング５上の磁場強度は０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上となることが望ましい。この場合、フォーカスリング上に電子のドリフト運動（Ｅ×Ｂドリフト）が生じて、ウエハ周辺部のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化される。一方、ウエハＷのチャージアップダメージを防止する観点から、ウエハＷの存在部分の磁場強度は０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以下となることが望ましい。
ここで、ウエハ配置領城における実質的に無磁場とは、ウエハ配置領域におけるエッチング処理に影響を与える磁場が形成されていないことをいう。すなわち、実質的にウエハ処理に影響を与えない磁場が存在する場合も含まれる。
図２に示す状態では、ウエハ周辺部に、例えば磁束密度０．４２ｍＴ（４．２Ｇａｕｓｓ）以下の磁場が印加されている。これにより、プラズマを閉じ込める機能が発揮される。
このようなマルチポール状態のリング磁石によって磁場が形成されると、チャンバー１の壁部の磁極に対応する部分（例えば図２にＰで示す部分）が局部的に削られる現象が生じるおそれがある。従って、上記回転機構２５によりリング磁石２１がチャンバーの円周方向に沿って回転させられる。これにより、チャンバー壁に対して局部的に磁極が当接する（位置する）ことが回避され、チャンバー壁が局部的に削られることが防止される。
上記各セグメント磁石２２は、図示しないセグメント磁石回転機構により、垂直方向の軸を中心に回転自在に構成されている。このように、セグメント磁石２２を回転させることにより、実質的にマルチポール磁場が形成される状態とマルチポール磁場が形成されない状態との間での切替が可能となっている。条件によっては、マルチポール磁場が有効に作用する場合と作用しない場合とがある。従って、このようにマルチポール磁場が形成される状態と形成されない状態とを切替可能とすることにより、条件に応じて適切な状態を選択することができる。
磁場の状態はセグメント磁石の配置に応じて変化するから、セグメント磁石の配置を種々変化させることにより、種々の磁場強度プロファイルを形成することができる。従って、必要な磁場強度プロファイルが得られるように、セグメント磁石を配置することが好ましい。
なお、セグメント磁石の数はこの例に限定されるものではない。また、その断面形状もこの例のように長方形に限らず、円、正方形、台形等、任意の形状を採用することができる。セグメント磁石２２を構成する磁石材料も特に限定されるものではなく、例えば、希土類系磁石、フェライト系磁石、アルニコ磁石等、公知の磁石材料を適用することができる。
上記構成のプラズマエッチング装置は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の無機系材料膜に隣接するポリシリコンをエッチングする場合に適用可能である。以下、上記構成のプラズマエッチング装置を用いてこのようなエッチングを行う場合の処理動作について説明する。
エッチング対象のウエハＷは、例えば、図３に示すように、シリコン基板３１の上にポリシリコン膜３２が形成され、当該シリコン膜３２上にハードマスクとして所定のパターンの無機系材料膜３３が形成された構成を有している。あるいは、ウエハＷは、図４に示すように、シリコン基板４１の上にゲート酸化膜としてＳｉＯ２からなる無機系材料膜４２が形成され、当該無機系材料膜４２の上にゲートとなるポリシリコン膜４３が形成され、さらに当該ポリシリコン膜４３の上にマスクとなる所定パターンのレジスト膜４４が形成された構成を有している。
無機系材料膜３３は、一般的にハードマスクとして用いられる材料で構成されている。シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、シリコン炭化物等が、好適な例として挙げられ得る。すなわち、無機系材料膜３３は、これらの少なくとも一つからなることが好ましい。
これらの構造のウエハＷについて、ポリシリコン膜３２または４３がエッチングされる。まず、ゲートバルブ２４が開けられて、搬送アームにてウエハＷがチャンバー１内に搬入され、支持テーブル２上に載置される。その後、搬送アームが退避されてゲートバルブ２４が閉じられ、支持テーブル２が図１に示す位置まで上昇される。また、排気系２０の真空ポンプにより、排気ポート１９を介してチャンバー１内が所定の真空度とされる。
その後、チャンバー１内に処理ガス供給系１５から所定の処理ガス、例えばＨＢｒガス、が例えば０．０２〜０．４Ｌ／ｍｉｎ（２０〜４００ｓｃｃｍ）で導入され、チャンバー１内が所定の圧力に維持される。この状態で、高周波電源１０から支持テーブル２に、周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、好ましくは７０〜１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。この際の単位面積当たりのパワー、すなわちパワー密度は、約０．１５〜約５．０Ｗ／ｃｍ２の範囲であることが好ましい。このとき、直流電源１３から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばクーロン力により静電チャック６に吸着される。
このように下部電極である支持テーブル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と下部電極である支持テーブル２との間の処理空間に高周波電界が形成される。これにより、処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化され、そのプラズマによりウエハＷ上のポリシリコン膜がエッチングされる。
このエッチング工程の際に、マルチポール状態のリング磁石２１により、処理空間の周囲に図２に示すような磁場が形成され得る。この場合、プラズマ閉じこめ効果が発揮され、本実施形態のようにプラズマの不均一が生じやすい高周波数の場合でも、ウエハＷのエッチングレートが均一化され得る。また、条件によっては、このような磁場を形成しない方がよい場合もある。その場合には、セグメント磁石２２を回転させて、処理空間の周囲に実質的に磁場が形成されない状態にして処理を行えばよい。
上記磁場が形成された場合には、支持テーブル２上のウエハＷの周囲に設けられた導電性または絶縁性のフォーカスリング５により、プラズマ処理の均一化効果を一層高めることができる。すなわち、ウエハ周辺部のプラズマ密度が高く、ウエハ周辺部のエッチングレートがウエハ中心部のエッチングレートに比べて大きい場合は、シリコンやＳｉＣ等の導電性材料で形成されたフォーカスリングを用いることによって、フォーカスリング領域までが下部電極として機能するため、プラズマ形成領域がフォーカスリング５上まで広がり、ウエハＷの周辺部におけるプラズマ処理が促進されエッチングレートの均一性が向上される。一方、ウエハ周辺部のプラズマ密度が低く、ウエハ周辺部のエッチングレートがウエハ中心部のエッチングレートに比べて小さい場合は、石英等の絶縁性材料で形成されたフォーカスリングを用いることによって、フォーカスリング５とプラズマ中の電子やイオンとの間で電荷が授受され得ないので、プラズマを閉じこめる作用が増大され得てエッチングレートの均一性が向上される。
プラズマ密度およびイオン引き込み作用を調整するために、プラズマ生成用の前記高周波とプラズマ中のイオンを引き込むための第２高周波とを重畳させてもよい。具体的には、図５に示すように、プラズマ生成用の高周波電源１０の他に、イオン引き込み用の第２高周波電源２６がマッチングボックス１１に接続されて、これらが重畳される。この場合に、イオン引き込み用の第２高周波電源２６の周波数は、３．２〜１３．５６ＭＨｚが好ましく、この範囲では１３．５６ＭＨｚが特に好ましい。これにより、イオンエネルギーを制御するパラメータが増加するので、必要十分な無機系材料膜に対するエッチング選択比を確保した上でポリシリコン膜のエッチングレートをより上昇させることができるような最適な処理条件を容易に設定することができる。
ところで、本発明者等の検討結果によると、ポリシリコン膜のエッチングでは、プラズマ密度が支配的であってイオンエネルギーの寄与が小さいのに対し、無機系材料のエッチングでは、プラズマ密度とイオンエネルギーの両方が必要である。したがって、図３及び図４に示すように無機系材料膜に隣接したポリシリコン膜のエッチングにおいては、無機系材料膜に対するエッチング選択比を高くしてエッチングするためには、プラズマ密度が高く、かつ、イオンエネルギーが低いことが必要である。つまり、無機系材料のエッチングに必要なイオンエネルギーを低く、ポリシリコンのエッチングに支配的なプラズマ密度を高くすれば、ポリシリコン膜が選択的にエッチングされることとなる。ここで、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの際における電極の自己バイアス電圧と間接的に対応するから、ポリシリコン膜を高エッチング選択比でエッチングするためには、結局、高プラズマ密度かつ低自己バイアス電圧の条件でエッチングすることが必要である。一方、エッチングの形状制御性を良好なものにするためには、エッチングが低圧で行われることが必要であるが、上記の条件が満たされれば、より低圧のプロセスで高エッチング選択比を実現することができる。すなわち、高プラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現されれば、より低圧の条件下でも、無機系材料膜に対するポリシリコン膜のエッチング選択比を高くすることができ、高エッチング選択比と良好なエッチング形状制御性とを両立させることができることとなる。そして、そのためには、電極に印加する高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨｚと従来よりも高くすればよいことが判明した。
以下、そのことが図６を参照して説明される。図６は、高周波電力の周波数が４０ＭＨｚ、１００ＭＨｚにおける自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜とプラズマ密度との関係を示す図である。横軸が自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜であり、縦軸がプラズマ密度である。ここで、プラズマガスとしては、実際のエッチングガスではなく、評価用にＡｒが用いられた。なお、各周波数において、印加する高周波パワーを変化させることにより、プラズマ密度Ｎｅおよび自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜の値が変化された。つまり、各周波数とも、印加する高周波パワーが大きくなるほど、プラズマ密度Ｎｅおよび自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜はともに大きくなる。また、プラズマ密度は、マイクロ波干渉計により測定された。
図６に示すように、高周波電力の周波数が従来の４０ＭＨｚの場合には、ポリシリコン膜のエッチングレートを高くすべくプラズマ密度を上昇させると、｜Ｖｄｃ｜も大きく上昇した。一方、高周波電力の周波数が従来よりも高い１００ＭＨｚの場合には、プラズマ密度を上昇させても｜Ｖｄｃ｜はあまり上昇せず、ほぼ１００Ｖ以下に抑えられた。すなわち、高プラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現可能であることが見出された。すなわち、従来のように比較的周波数が低い場合には、低圧下においては、実際のエッチングにおいてポリシリコン膜のエッチングレートを上昇させると、同程度に無機系材料膜もエッチングされて良好な選択エッチング性が得られない一方、１００ＭＨｚという高い周波数により、ポリシリコン膜を無機系材料膜に対する高エッチング選択比でエッチングすることが可能であることが知見された。
また、図６からも理解されるように、低圧下において、従来よりも高プラズマ密度および低自己バイアス電圧にしてポリシリコン膜をより高選択比でエッチングするためには、アルゴンガスのプラズマを形成した場合、プラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上かつ電極の自己バイアス電圧が１００Ｖ以下、あるいは、プラズマ密度が５×１０１０ｃｍ−３以上かつ電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下、となるような条件でプラズマを形成することが好ましいと考えられる。そして、そのようなプラズマ条件を満足するためには、高周波電力が５０ＭＨｚ以上必要なことが推測される。
従って、プラズマ形成用の高周波電力の周波数は、上述したように５０ＭＨｚ以上とされる。ただし、プラズマ形成用の高周波電力の周波数が１５０ＭＨｚを超えると、プラズマの均一性が損なわれ得る。このため、プラズマ形成用の高周波電力の周波数は１５０ＭＨｚ以下とすることが好ましい。特に上記効果を有効に発揮させるためには、プラズマ形成用の高周波電力の周波数は７０〜１００ＭＨｚが好ましい。
エッチングの際のチャンバー内圧力は、１３．３Ｐａ（１００ｍＴ）以下とすることが好ましい。無機系材料膜に対するポリシリコン膜のエッチング選択比とエッチング形状制御性とを両立させる観点からは、チャンバー内圧力は４Ｐａ（３０ｍＴ）以下がより好ましい。エッチング形状制御性をより重視すれば、チャンバー内圧力は１．３３ｐａ（１０ｍＴ）以下が更に好ましい。
次に、ポリシリコン膜の実際のエッチングレートおよび無機系材料膜に対するエッチング選択比を把握するために、ポリシリコン膜および無機系材料膜であるＳｉＯ２の全面形成膜のエッチングを行った実験結果について説明する。
ここでは、ウエハＷとして２００ｍｍウエハを用い、エッチングガスとして、ＨＢｒガス：０．２Ｌ／ｍｉｎ（圧力が０．１３３Ｐａのときのみ０．０２Ｌ／ｍｉｎ）が供給され、電極間ギャップは２７ｍｍ、チャンバー内圧力は４Ｐａとしてエッチング処理が施された。
図７Ａは、高周波電力が１００ＭＨｚの場合における、ウエハの位置に対するポリシリコン膜のエッチングレートの値を、高周波電力パワーが５００Ｗ（１．５９Ｗ／ｃｍ２）、１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）、１５００Ｗ（４．７７Ｗ／ｃｍ２）の各場合について示す図である。図７Ｂは、高周波電力が４０ＭＨｚの場合における、ウエハの位置に対するポリシリコン膜のエッチングレートの値を、高周波電力パワーが５００Ｗ（１．５９Ｗ／ｃｍ２）、１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）、１５００Ｗ（４．７７Ｗ／ｃｍ２）の各場合について示す図である。また、図８は、高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係を、４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。図９は、高周波電力パワーとＳｉＯ２膜のエッチングレートとの関係を、４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。図１０は、高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、及び、高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレート比（図１０においてエッチング選択比と記載）との関係を、４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。図１１は、ポリシリコン膜のエッチングレートとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレート比（図１１においてもエッチング選択比と記載）との関係を、４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。
これらの図から、ポリシリコン膜のエッチングレートは、高周波電力パワーが増加すると大きくなる傾向にあるが、４０ＭＨｚでのエッチングレートと１００ＭＨｚでのエッチングレートとに大きな開きはない。また、同じガス圧力および同じパワーでは、ポリシリコン膜の４０ＭＨｚでのエッチングレートと１００ＭＨｚでのエッチングレートとは同程度であるが、ＳｉＯ２膜のエッチングレートは１００ＭＨｚの場合よりも４０ＭＨｚの場合のほうが高い。従って、４０ＭＨｚの場合よりも１００ＭＨｚの場合のほうがＳｉＯ２膜に対するポリシリコン膜のエッチング選択比に相当する、ポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレート比が高いことが確認された。すなわち、評価用サンプルでの実験結果から、４Ｐａにおいて、４０ＭＨｚよりも１００ＭＨｚの高周波電力を用いるほうが、ポリシリコン膜を高エッチング選択比でエッチングできる可能性が高いことが確認された。ポリシリコン膜のエッチングレートとエッチング選択比とはトレードオフの関係にあるので、高周波電力パワーを大きくしすぎるとポリシリコン膜のエッチングレートは増大するがエッチング選択比が低下する。従って、１００ＭＨｚの高周波電力のパワー密度は、５Ｗ／ｃｍ２（約１５００Ｗ）以下が好ましい。
一方、１００ＭＨｚでは、パワー密度が低い方向で、ポリシリコン膜のエッチングレートが低下し、ＳｉＯ２膜に対するエッチング選択比は向上する。エッチング対象膜の下地がＳｉＯ２等のゲート酸化膜の場合には、その厚さは通常数ｎｍ程度であるため、ＳｉＯ２のエッチングレートを０．１ｎｍ／ｍｉｎオーダーまで下げる必要がある。例えば、１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）の圧力条件の場合、１．５Ｗ／ｃｍ２（約５００Ｗ）のパワー密度では、ポリシリコン膜のエッチングレートは１００ｎｍ／ｍｉｎ、エッチング選択比は７０であり、ＳｉＯ２のエッチングレートは１．４３ｎｍ／ｍｉｎである。従って、ＳｉＯ２のエッチングレートを０．１ｎｍ／ｍｉｎオーダーまで下げるためには、パワー密度を０．１５〜０．３Ｗ／ｃｍ２（約５０〜１００Ｗ）程度まで下げる必要があると予想される。以上の点を考慮すると、最低の高周波電力パワーは０．３Ｗ／ｃｍ２以上が好ましく更に０．１５Ｗ／ｃｍ２（約５０Ｗ）以上が好ましい。エッチング選択性のみの観点では、高周波電力パワーは１．５Ｗ／ｃｍ２（約５００Ｗ）以下が好ましい。
次に、ＨＢｒガスの流量が０．０２〜０．２Ｌ／ｍｉｎの間で変化されて、チャンバー内圧力が０．１３３〜１３．３Ｐａの間で変化されて、高周波電力パワーを５００Ｗに固定し、その他は上記条件にて、エッチングが行われた。
図１２Ａは、エッチングの際のチャンバー内圧力と高周波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるポリシリコン膜のエッチングレートとの関係を示す図であり、図１２Ｂは、エッチングの際のチャンバー内圧力と高周波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるＳｉＯ２膜のエッチングレートとの関係を示す図である。図１３は、チャンバー内圧力とエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比（図１３においてエッチング選択比と記載）との関係を、４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。図１４は、チャンバー内圧力とポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比（図１４においてもエッチング選択比と記載）との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。図１５は、ポリシリコン膜のエッチングレートとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比（図１５においてもエッチング選択比と記載）との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの各場合について示す図である。
これらの図から、同じ高周波電力パワーおよびチャンバー内圧力であれば、４０ＭＨｚの場合よりも１００ＭＨｚの場合のほうがポリシリコン膜のエッチングレートが若干高く、エッチング選択比も高いことが確認された。また、同じ高周波電力パワーであれば、４０ＭＨｚの場合よりも１００ＭＨｚのほうが、より低圧力で高いエッチング選択比が得られることが確認された。さらに、図１５に示すように、同じ高周波電力パワーおよびエッチングレートでは、４０ＭＨｚの場合よりも１００ＭＨｚの場合のほうがエッチング選択比が高いことも確認された。これらのことから、１００ＭＨｚの場合に、エッチング形状制御性に有利な低圧条件下で高いエッチング選択比を得ることができ、高エッチング選択性と良好なエッチング形状制御性の両方を実現可能なことが確認された。
圧力の影響については、４０ＭＨｚの場合も１００ＭＨｚの場合も、高圧の方が、ポリシリコン膜のエッチングレート及びエッチング選択比が良いことが確認された。しかし、ポリシリコン膜のエッチング形状制御性の観点から、低圧の方、具体的には１３．３Ｐａ以下、が好ましいことが確認された。
次に、実際のエッチングガス（ＨＢｒ）を用いて１００ＭＨｚの高周波電力を印加した場合の自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜とプラズマ密度を把握した（測定した）結果について説明する。
図１６は、高周波電力の周波数を１００ＭＨｚとして、ＨＢｒガスでプラズマを形成した場合について、自己バイアス電圧の絶対値とプラズマ密度との関係を比較して示す図である。横軸が自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜であり、縦軸がプラズマ密度である。プラズマ密度は、マイクロ波干渉計により測定された。
このときのチャンバー内圧力は、２．７Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ）であった。また、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを５００〜２０００Ｗの間で変化させることにより、プラズマ密度および自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜が変化された。更に、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーが５００Ｗの場合について、１３ＭＨｚの第２高周波電力が０Ｗ、２００Ｗ、６００Ｗで重畳された。
図１６から分かるように、各周波数とも、印加する高周波パワーが大きくなるほど、プラズマ密度Ｎｅおよび自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜はともに大きくなる。
図１６に示すように、実際のエッチングガスのプラズマでは、Ａｒガスのプラズマに比較して（図６参照）、若干プラズマ密度が低くなる傾向にある。また、より低い周波数の第２高周波電力（１３ＭＨｚ）が重畳されて、そのパワーが増大されると、自己バイアス電圧が高くなって行く傾向にある。
また、図１６から分かるように、第２高周波電力が重畳されない場合において、プラズマ密度を上昇させても｜Ｖｄｃ｜はあまり上昇せず、ほぼ１００Ｖ以下に抑えられた。すなわち、高プラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現可能であることが見出された。
図１７は、第２高周波電力が重畳されない場合についての、高周波電力の高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、高周波電力の高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係について示す図である。
高周波電力パワーが大きくなるとポリシリコン膜のエッチングレートが大きくなるが選択比が小さくなるので約１５００Ｗ（約４．７７Ｗ／ｃｍ２）以下が好ましい。一方、パワーが小さくなるとエッチングレートが小さくなるが選択比が大きくなるので、約５００Ｗ（約１．５Ｗ／ｃｍ２）以上が好ましい。
図１６及び図１７から、１００ＭＨｚという高い周波数により、必要なポリシリコンのエッチングレートが得られ、かつ、ポリシリコン膜を無機系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングすることが可能であることが確認できた。
また、図１６及び図１７から理解されるように、低圧下において、従来よりも高プラズマ密度および低自己バイアス電圧にしてポリシリコン膜をより高選択比かつ必要なエッチングレートでエッチングするためには、プラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であって、かつ、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下であることが好ましいと考えられる。
なお、処理ガスとしては、ＨＢｒガスを含むガスの他に、Ｃｌ２ガスを含むガスも用いられ得るが、後者の場合も、好適なプラズマ密度の範囲は上記と同様であることが確認された。
一方、図１８は、高周波電力の高周波電力パワーが５００Ｗに固定されて、第２高周波電力の高周波電力パワーが重畳される場合についての、第２高周波電力の高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、第２高周波電力の高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係について示す図である。
図１６及び図１８から分かるように、１３ＭＨｚの第２高周波電力が重畳され、そのパワーが増大されていくと、エッチングレートが上昇する一方で、電極の自己バイアス電圧をも増大する。自己バイアス電圧が大きくなると、エッチング選択比が低下する傾向にあり、自己バイアス電圧２００Ｖ、つまり第２高周波電力パワー約２００Ｗ（約０．６４Ｗ／ｃｍ２）までは、エッチング選択比を許容範囲に維持することが可能である。
したがって、重畳される第２高周波電力のパワー（バイアスパワー）が増加されていくことにより、エッチング選択比１０以上を維持しつつエッチングレートを高めることができる。
以上の試験では、電極間ギャップが２７ｍｍであったが、上述したように、電極間距離が小さすぎると、被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布（中心部と周辺部との圧力差）が大きくなって、エッチング均一性の低下等の問題を生じ得る。従って、実際の電極間距離は、３５〜５０ｍｍがより好ましい。このことを図１９を参照して説明する。
図１９は、プラズマガスとしてＡｒガスを用いた場合のＡｒガス流量とウエハ中心部とウエハ周辺部の圧力差△Ｐとの関係を電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０ｍｍの場合とで比較して示す図である。図１９に示すように、ギャップが４０ｍｍのほうが２５ｍｍよりも圧力差△Ｐが小さい。また、ギャップ２５ｍｍの場合には、Ａｒガス流量の上昇にともなって圧力差△Ｐが急激に大きくなる傾向にあり、ガス流量が０．３Ｌ／ｍｉｎ程度以上でエッチング均一性の低下等の問題の生じない許容最大圧力差△Ｐである０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）を超えてしまう。これに対し、ギャップ４０ｍｍの場合には、ガス流量によらず、圧力差が０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）より小さい。従って、電極間ギャップはおよそ３５ｍｍ以上であれば、ガス流量によらずエッチング均一性の低下等の問題の生じない許容最大圧力差を保つことができると予想される。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態では、シリコン膜としてポリシリコン膜が用いられた場合について示したが、これに限らず、単結晶シリコン膜や、アモルファスシリコン膜等の他のシリコン膜が用いられてもよい。
また、上記実施形態では、磁場形成手段として永久磁石からなる複数のセグメント磁石がチャンバーの周囲にリング状に配置されてなるマルチポール状態のリング磁石が用いられたが、処理空間の周囲に磁場を形成してプラズマを閉じこめることができれば、この態様に限定されるものではない。また、このようなプラズマ閉じこめ用の周辺磁場は、必ずしも必要ではない。つまり、磁場が存在しない状態でエッチングを行ってもよい。また、処理空間に水平磁場を印加して直交電磁界中でプラズマエッチングを行うプラズマエッチング処理にも本発明は適用可能である。
さらに、上記実施形態では下部電極にプラズマ形成用の高周波電力が印加されているが、これに限らず、上部電極に印加されてもよい。さらにまた、被処理基板の層構造は、上記実施形態の図３または図４に示されるものに限定されない。更には、被処理基板として半導体ウエハを用いた場合について示したが、これに限らず、他の被処理基板におけるポリシリコン膜のエッチングにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施の形態のプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
図２は、図１のプラズマエッチング装置のチャンバーの周囲に配置されたリング磁石を模式的に示す水平断面図である。
図３は、本発明のプラズマエッチングが適用される半導体ウエハの構造の一例を示す断面図である。
図４は、本発明のプラズマエッチングが適用される半導体ウエハの構造の他の例を示す断面図である。
図５は、プラズマ生成用の高周波電源とイオン引き込み用の高周波電源とを備えたプラズマ処理装置を部分的に示す概略断面図である。
図６は、アルゴンガスのプラズマにおいて、高周波電力の周波数が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合の、自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜とプラズマ密度Ｎｅとの関係を示す図である。
図７Ａは、高周波電力が１００ＭＨｚの場合におけるウエハの位置に対するポリシリコン膜のエッチングレートの値を、高周波電力パワーが５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗの各場合について示す図である。
図７Ｂは、高周波電力が４０ＭＨｚの場合におけるウエハの位置に対するポリシリコン膜のエッチングレートの値を、高周波電力パワーが５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗの各場合について示す図である。
図８は、高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図９は、高周波電力パワーとＳｉＯ２膜のエッチングレートとの関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１０は、高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１１は、ポリシリコン膜のエッチングレートとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１２Ａは、エッチングの際のチャンバー内圧力と高周波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるポリシリコン膜のエッチングレートとの関係を示す図である。
図１２Ｂは、エッチングの際のチャンバー内圧力と高周波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるＳｉＯ２膜のエッチングレートとの関係を示す図である。
図１３は、チャンバー内圧力とエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１４は、チャンバー内圧力とポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１５は、ポリシリコン膜のエッチングレートとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係を、高周波電力が４０ＭＨｚと１００ＭＨｚとの場合について示す図である。
図１６は、ＨＢｒガスのプラズマにおいて、高周波電力の周波数が１００ＭＨｚであり第２高周波電力が１３ＭＨｚであって、各高周波電力パワーが変えられた場合の（高周波電力：５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ、２０００Ｗ、第２高周波電力：０Ｗ、２００Ｗ、６００Ｗ）、自己バイアス電圧の絶対値｜Ｖｄｃ｜とプラズマ密度Ｎｅとの関係を示す図である。
図１７は、高周波電力の高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、高周波電力の高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係について示す図である。
図１８は、第２高周波電力の高周波電力パワーとポリシリコン膜のエッチングレートとの関係、および、第２高周波電力の高周波電力パワーとエッチング選択比に相当するポリシリコン膜のエッチングレート／ＳｉＯ２膜のエッチングレートの比との関係について示す図である。
図１９は、プラズマガスとしてＡｒガスを用いた場合の、Ａｒガス流量とウエハ中心部と周辺部の圧力差△Ｐとの関係を、電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０ｍｍの場合とで比較して示す図である。
【図１】
2003085716.tif 000003
【図２】
2003085716.tif 000004
【図３】
2003085716.tif 000005
【図４】
2003085716.tif 000006
【図５】
2003085716.tif 000007
【図６】
2003085716.tif 000008
【図７Ａ】
2003085716.tif 000009
【図７Ｂ】
2003085716.tif 000010
【図８】
2003085716.tif 000011
【図９】
2003085716.tif 000012
【図１０】
2003085716.tif 000013
【図１１】
2003085716.tif 000014
【図１２Ａ】
2003085716.tif 000015
【図１２Ｂ】
2003085716.tif 000016
【図１３】
2003085716.tif 000017
【図１４】
2003085716.tif 000018
【図１５】
2003085716.tif 000019
【図１６】
2003085716.tif 000020
【図１７】
2003085716.tif 000021
【図１８】
2003085716.tif 000022
【図１９】
2003085716.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月19日(2004.3.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり、前記チャンバー内の圧力が、１３．３Ｐａ以下である
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数は、１００ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング工程において、前記高周波電力のパワー密度が、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチング工程において、前記チャンバー内のプラズマ密度が、５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
前記無機系材料膜は、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物、及び、シリコン炭化物の少なくとも一つからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項７】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力が印加される
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項８】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力が印加される
ことを特徴とする請求項７に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項９】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり、
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力が印加され、
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力が印加され、
前記第２高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚである
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１０】
前記第２高周波電力のパワー密度が、０．６４Ｗ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とする請求項９に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１１】
前記エッチング工程において、前記被処理基板を支持する電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下である
ことを特徴とする請求項８に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１２】
前記一対の電極の電極間距離は、５０ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１３】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり。
前記エッチング工程において、前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲にプラズマ閉じこめ効果を発揮する磁場が形成される
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１４】
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に形成される磁場の強度は、０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）である
ことを特徴とする請求項１３に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１５】
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場が形成される際において、前記被処理基板の周囲に設けられたフォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、前記被処理基板上の磁場強度が０．００１Ｔ以下である
ことを特徴とする請求項１４に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１６】
前記シリコン膜は、ポリシリコンで構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項１７】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記シリコン膜をプラズマエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程において、処理ガスはＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含み、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３であって、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下であり、かつ、前記チャンバー内の圧力が、１３．３Ｐａ以下である
ことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項１８】
チャンバー内に一対の電極を対向して配置し、両電極の間にシリコン膜と無機材料膜とを隣接して有する被処理基板が配置されるように、一方の電極によって当該被処理基板を支持させる配置工程と、
少なくとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内にＡｒガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成するプラズマ化工程と、
を備え、
前記プラズマ化工程において、前記チャンバー内のプラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上であって、かつ、電極の自己バイアス電圧が１００Ｖ以下であることを確認する工程が実施される
ことを特徴とするプラズマエッチング条件の確認方法。
【請求項１９】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり、
前記チャンバー内の圧力が、１３．３Ｐａ以下である
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２０】
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数は、１００ＭＨｚである
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２１】
前記高周波電力のパワー密度が、０．１５〜５Ｗ／ｃｍ２である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２２】
（削除）
【請求項２３】
前記被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力が印加される
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２４】
前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を印加する第２高周波電源
を更に備えたことを特徴とする請求項２３に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２５】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり、
前記被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力が印加され、
前記被処理基板を支持する電極に前記高周波電力に重畳させて３．２〜１３．５６ＭＨｚの第２高周波電力を印加する第２高周波電源を更に備え、
前記第２高周波電力の周波数は、１３．５６ＭＨｚである
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２６】
前記第２高周波電力のパワー密度が、０．６４Ｗ／ｃｍ２以下である
ことを特徴とする請求項２５に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２７】
前記一対の電極の電極間距離は、５０ｍｍ未満である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項２８】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が、５０〜１５０ＭＨｚであり、
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲にプラズマ閉じこめ効果を発揮する磁場を形成する磁場形成手段
を更に備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２９】
前記磁場形成手段が前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に形成する磁場の強度は、０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇａｕｓｓ）である
ことを特徴とする請求項２８に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３０】
前記被処理基板の周囲にフォーカスリングが設けられ、
前記磁場形成手段が前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成する際において、前記フォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、前記被処理基板上の磁場強度が０．００１Ｔ以下である
ことを特徴とする請求項２９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３１】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
ＨＢｒガス及びＣｌ２ガスのいずれか１つを含むガスを処理ガスとして用いた場合に、前記チャンバー内のプラズマ密度が５×１０９〜２×１０１０ｃｍ−３となって、電極の自己バイアス電圧が２００Ｖ以下となって、かつ、前記チャンバー内の圧力が１３．３Ｐａ以下となる
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項３２】
シリコン膜と無機系材料膜とを隣接して有する被処理基板を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内に設けられ、その一方が前記被処理基板を支持する一対の電極と、
前記チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給系と、
前記チャンバー内を排気する排気系と、
前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周波電力を供給する高周波電源と
を備え、
Ａｒガスを処理ガスとして用いた場合に、前記チャンバー内のプラズマ密度が１×１０１０ｃｍ−３以上となって、電極の自己バイアス電圧が１００Ｖ以下となって、かつ、前記チャンバー内の圧力が１３．３Ｐａ以下となる
ことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項３３】
前記エッチング工程において、前記チャンバー内の圧力が、４Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３４】
前記エッチング工程において、前記チャンバー内の圧力が、１．３３Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３５】
前記チャンバー内の圧力が、４Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【請求項３６】
前記チャンバー内の圧力が、１．３３Ｐａ以下である
ことを特徴とする請求項１９に記載のプラズマエッチング装置。
【国際調査報告】
2003085716.tif 000024
2003085716.tif 000025
2003085716.tif 000026