【手続補正書】
【提出日】平成24年6月1日(2012.6.1)
【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】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
比誘電率が２．２以下である多孔性の低誘電率絶縁膜を誘導結合プラズマによってエッチングするドライエッチング方法において、
一般式ＣａＦｂＸｃ（ＸはＨ，Ｃｌ，Ｂｒのいずれか１つ、ａ＝１〜５、ｂ＝２ａ＋２−ｃ、及びｃ＝０，１）にて表されるフルオロカーボン系のガス、又はＣ４Ｆ８をエッチングガスとして用いて該エッチングガスの圧力を０．５Ｐａ〜５．０Ｐａに維持しつつ、高周波アンテナに１００Ｗ〜６００Ｗの範囲で１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加して前記エッチングガスを用いたプラズマを誘起し、前記低誘電率絶縁膜を有する基板を前記プラズマに曝しつつ、該基板に対し５０Ｗ〜３００Ｗの範囲で１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加することによって、前記プラズマ中のイオン成分によるエッチング反応が支配的となる条件で前記低誘電率絶縁膜をエッチングする
ことを特徴とするドライエッチング方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、真空プロセスを用いたＣＶＤ法やスピンコータ等を用いた塗布法によって形成される低い誘電率を有する絶縁膜、例えば、多孔質のシリカ膜とこれに気相重合された有機ケイ素化合物等の疎水性化合物とを含んで構成される絶縁膜をドライエッチングする方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、比誘電率が２．２以下である多孔性の低誘電率絶縁膜を誘導結合プラズマによってエッチングするドライエッチング方法において、一般式ＣａＦｂＸｃ（ＸはＨ，Ｃｌ，Ｂｒのいずれか１つ、ａ＝１〜５、ｂ＝２ａ＋２−ｃ、及びｃ＝０，
１）にて表されるフルオロカーボン系のガス、又はＣ４Ｆ８をエッチングガスとして用いて該エッチングガスの圧力を０．５Ｐａ〜５．０Ｐａに維持しつつ、高周波アンテナに１００Ｗ〜６００Ｗの範囲で１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加して前記エッチングガスを用いたプラズマを誘起し、前記低誘電率絶縁膜を有する基板を前記プラズマに曝しつつ、該基板に対し５０Ｗ〜３００Ｗの範囲で１３．５６ＭＨｚの高周波電力を印加することによって、前記プラズマ中のイオン成分によるエッチング反応が支配的となる条件で前記低誘電率絶縁膜をエッチングすることをその要旨とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項１に記載の方法では、低誘電率絶縁膜にドライエッチング処理を施すに際し、一般式ＣａＦｂＸｃにて表されるフルオロカーボン系のガス、又はＣ４Ｆ８をエッチングガスとして用いて、該エッチングガスの圧力が０．５Ｐａ〜５．０Ｐａ、また、基板に印加される電力、いわゆるバイアスパワーが５０Ｗ〜３００Ｗ、そして、エッチングガスのプラズマを誘起する高周波電力、いわゆるアンテナパワーが１００Ｗ〜６００Ｗとなる条件、すなわちプラズマ中のイオン成分によるエッチング反応が支配的となる条件でエッチングを実行する。このようなエッチングガス圧力とアンテナパワーとが設定されることにより、上記ＣＦラジカルの生成量をＣＦイオンの生成量よりも抑えることが可能となる。加えて、上記バイアスパワーを設定することにより、エッチングの対象である絶縁膜側にＣＦイオンを優先的に引き込むことができ、絶縁膜に対するエッチングがＣＦイオンによって進行されるようになる。つまり、上記ＣＦラジカルの生成量を抑えるためにＣＦイオンの生成量までもが抑えられることとなっても、こうしたバイアスパワーが設定されることによって、該ＣＦイオンの絶縁膜側への引き込みを強くすることができ、絶縁膜のエッチングを進行させることができるようにもなる。それゆえ、同じ量の低誘電率絶縁膜をエッチングするのであれば、プラズマ中のＣＦラジカルによるエッチング反応が支配的となる態様と比較して、空孔を構成するための官能基、例えば絶縁膜の構成材料における終端基や疎水性の官能基等の欠損が抑制可能となる。ひいては、絶縁膜における比誘電率の増大を抑制しつつ、そのドライエッチング処理を実施することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
上記プラズマ生成領域１１ａには、当該プラズマエッチング装置１０におけるエッチングの対象物である基板Ｓを支持するための基板ステージ１３が配設されている。この基板ステージ１３はバイアス用マッチング回路２０を介してバイアス電源であるバイアス用高周波電源２１に電気的に接続されている。このバイアス用高周波電源２１から出力される１３．５６ＭＨｚの高周波電力にはまず、負荷側からの反射波が小さくなるように上記バイアス用マッチング回路２０によってインピーダンス整合が取られる。次いで、こうしてインピーダンス整合の取られた状態で、上記基板ステージ１３の上面に載置された基板Ｓに対し、基板ステージ１３を通して高周波電力が印加される。そして、プラズマ生成領域１１ａにプラズマが生成されている状態であれば、こうしたバイアス用高周波電源２１からの高周波電力が印加されることによって、プラズマ生成領域１１ａに対する負のバイアス電位が基板Ｓに印加されることとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
具体的には、低誘電率の絶縁膜Ｉにドライエッチング処理の１つである反応性プラズマエッチング処理を施すに際し、ＣＦ系のエッチングガスを用いて、該エッチングガスの圧力Ｐ、基板Ｓに印加される高周波電力（バイアスパワーＰｂｉｓ）、エッチングガスのプラズマを誘起する高周波電力（アンテナパワーＰａｎｔ）をそれぞれ以下の範囲で設定するようにしている。
・０．５（Ｐａ）≦Ｐ≦５．０（Ｐａ）
・５０（Ｗ）≦Ｐｂｉｓ≦３００（Ｗ）・１００（Ｗ）≦Ｐａｎｔ≦６００（Ｗ）
なお、このバイアスパワーＰｂｉｓの値は、基板に印加される単位面積あたり電力として規格化すると０．１２（Ｗ／ｃｍ２）≦Ｐｂｉｓ≦０．７２（Ｗ／ｃｍ２）である。また、単位時間あたりにエッチングされた絶縁膜Ｉの厚さ、いわゆるエッチングレートは０．１μｍ／ｓｅｃ〜１μｍ／ｓｅｃである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態に係るドライエッチング処理によれば、以下に記載の効果が得られるようになる。
（１）基板Ｓが有する絶縁膜Ｉとして、多孔質のシリカ膜に、メチル基を有する疎水性化合物である有機ケイ素化合物が気相重合された絶縁膜Ｉを用い、これに対して以下の条件で反応性イオンエッチング処理を施すようにした。すなわち、四フッ化炭素ガスを用いて、該四フッ化炭素ガスの圧力Ｐを０．５（Ｐａ）≦Ｐ≦５（Ｐａ）、また、基板に印加される高周波電力、いわゆるバイアスパワーＰｂｉｓを５０（Ｗ）≦Ｐｂｉｓ≦３００（Ｗ）、そして、四フッ化炭素ガスのプラズマを誘起する高周波電力、いわゆるアンテナパワーＰａｎｔを１００（Ｗ）≦Ｐａｎｔ≦６００（Ｗ）、にそれぞれ設定するようにした。これにより、プラズマ内のラジカル含有量を低減することが可能となる。加えて、バイアスパワーＰｂｉｓを上記範囲に設定することで、エッチングの対象である絶縁膜Ｉ側にＣＦイオンを優先的に引き込むことができ、絶縁膜Ｉに対するエッチングがＣＦイオンによって進行されるようになる。すなわち、低誘電率を有する絶縁膜Ｉの比誘電率が増大することを抑制しつつ、該絶縁膜Ｉをドライエッチングすることが可能となる。また、こうしてバイアスパワーＰｂｉｓを設定することで、上記四フッ化炭素ガスの圧力ＰとアンテナパワーＰａｎｔとの低下によりラジカルの生成量に加えてＣＦイオンの生成量も低減されたとしても、該ＣＦイオンの絶縁膜Ｉ側への引き込みを強くすることができ、絶縁膜Ｉのエッチングを進行させることができるようにもなる。それゆえに、四フッ化炭素ガスを用いた反応性イオンエッチング処理に際し、四フッ化炭素ガスから乖離したＣＦラジカルやＦラジカル等のラジカルにより、上記ケイ素と炭化水素基との結合が切断されて、ひいては絶縁膜Ｉの比誘電率ｋが大幅に増大することを抑制することができる。