(57)【要約】【課題】インピーダンス整合を短時間で行うことができるエッチング装置を提供する。【解決手段】エッチング装置１は、処理チャンバ１１と、エッチングガス及び耐エッチング層形成ガスを処理チャンバ１１内に供給するガス供給装置２０と、アンテナ３１に高周波電力を印加してプラズマを生成する高周波電源３２と、アンテナ３１と高周波電源３２との間に接続された整合装置３３と、エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを交互に繰り返す制御装置２２とを備え、整合装置３３は、可変コンデンサ３４，３５の静電容量を自動調整してインピーダンス整合を行う自動整合処理を実行する整合制御部３８を有する。整合制御部３８は、各工程の開始時に制御装置２２から送信される工程開始信号を受信すると、自動整合処理を一旦停止して、可変コンデンサ３４，３５の静電容量を各工程開始時における静電容量として予め設定された設定値に合わせる処理を実行する。【選択図】図１
2008053496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞空間を備え、内部にシリコン基板が配置される処理チャンバと、
エッチングガスを主成分とする処理ガスと、耐エッチング層形成ガスを主成分とする処理ガスとの少なくとも２つの処理ガスを前記処理チャンバ内に供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段によって前記処理チャンバ内に供給された処理ガスをプラズマ化するためのプラズマ励起手段と、
前記プラズマ励起手段に高周波電力を印加する第１電力供給手段と、
前記プラズマ励起手段と第１電力供給手段との間に接続された少なくとも１つの可変インピーダンス素子と、この可変インピーダンス素子とプラズマ励起手段とを含む負荷側の合成インピーダンスが前記第１電力供給手段側のインピーダンスと等しくなるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調整する自動整合処理を行う整合制御部とを備えた第１整合手段と、
前記ガス供給手段及び第１電力供給手段の作動を制御する制御手段とからなり、
前記制御手段は、前記ガス供給手段から前記エッチングガスを主成分とする処理ガスを前記処理チャンバ内に供給して前記シリコン基板をエッチングするエッチング工程と、前記ガス供給手段から前記耐エッチング層形成ガスを主成分とする処理ガスを前記処理チャンバ内に供給して前記シリコン基板に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程との少なくとも２つの工程を交互に繰り返して実行するように構成されたエッチング装置であって、
前記制御手段は、前記エッチング工程の開始時にエッチング工程の開始信号を前記整合制御部に送信し、前記耐エッチング層形成工程の開始時に耐エッチング層形成工程の開始信号を前記整合制御部に送信するように構成され、
前記整合制御部は、前記制御手段から前記エッチング工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記エッチング工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行し、前記制御手段から前記耐エッチング層形成工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記耐エッチング層形成工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行するように構成されてなることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記処理チャンバ内の下部側に配設され、シリコン基板が載置される基台と、
前記基台に高周波電力を印加する第２電力供給手段と、
前記基台と第２電力供給手段との間に接続された少なくとも１つの可変インピーダンス素子と、この可変インピーダンス素子と基台とを含む負荷側の合成インピーダンスが前記第２電力供給手段側のインピーダンスと等しくなるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調整する自動整合処理を行う整合制御部とを備えた第２整合手段とを更に備え、
前記制御手段は、前記エッチング工程及び／又は耐エッチング層形成工程の実行時に、前記第２電力供給手段により前記基台に高周波電力を印加するとともに、前記エッチング工程の開始信号及び／又は耐エッチング層形成工程の開始信号を前記第２整合手段の整合制御部にも送信するように構成され、
前記第２整合手段の整合制御部は、前記第１整合手段の整合制御部と同様、前記制御手段から前記エッチング工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記エッチング工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行し、前記制御手段から前記耐エッチング層形成工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記耐エッチング層形成工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行するように構成されてなることを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチングガスをプラズマ化してシリコン基板をエッチングするエッチング工程と、耐エッチング層形成ガスをプラズマ化してシリコン基板に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程とを交互に繰り返し、シリコン基板をエッチングするエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記エッチング装置として、従来、例えば、特開２００５−２５２０５７号公報に開示されたものが知られている。このエッチング装置は、特に図示はしないが、閉塞空間を有する処理チャンバと、処理チャンバ内の下部側に配設され、エッチング対象であるシリコン基板が載置される基台と、処理チャンバ内にエッチングガス及び耐エッチング層形成ガスを供給するガス供給装置と、処理チャンバ外周の上部側に配設されたアンテナ（コイル）と、アンテナに高周波電力を印加する第１高周波電源と、アンテナと第１高周波電源との間に接続された整合装置と、基台に高周波電力を印加する第２高周波電源などを備え、エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを交互に繰り返して実行する。
【０００３】
前記ガス供給装置は、交互に繰り返されるエッチング工程及び耐エッチング層形成工程に対応するようにエッチングガス及び耐エッチング層形成ガスを処理チャンバ内に供給するとともに、エッチング工程時にはエッチングガスの供給流量を耐エッチング層形成ガスよりも多く、耐エッチング層形成工程時には耐エッチング層形成ガスの供給流量をエッチングガスよりも多くする。
【０００４】
前記第１高周波電源は、アンテナに高周波電力を印加することにより処理チャンバ内に磁界を形成し、この磁界によって誘起される電界により処理チャンバ内のガス（エッチングガス及び耐エッチング層形成ガス）をプラズマ化する。また、前記第２高周波電源は、基台に高周波電力を印加することにより当該基台とプラズマとの間に電位差（バイアス電位）を生じさせる。
【０００５】
前記整合装置は、アンテナと第１高周波電源との間に接続された２つの可変コンデンサと、アンテナ及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスが第１高周波電源側のインピーダンスと等しくなるように、各可変コンデンサの静電容量を調整する制御部とからなる。静電容量の調整は、駆動モータを駆動して、可動電極と固定電極との対向面積を変化させることで行われる。
【０００６】
尚、処理チャンバ内に供給されたエッチングガスは、アンテナによって誘起された電界によりイオン，電子，ラジカルなどを含むプラズマとされ、シリコン基板は、ラジカルがシリコン原子と化学反応したり、イオンがバイアス電位によって基台（シリコン基板）側に向け移動して衝突することによりエッチングされる。一方、耐エッチング層形成ガスは、アンテナによって誘起された電界によりイオン，電子，ラジカル原子などを含むプラズマとされ、例えば、このラジカルから重合物が生成されてシリコン基板の表面に堆積し、ラジカルと反応しない耐エッチング層（保護膜）が形成される。
【０００７】
このエッチング装置によれば、エッチング工程と耐エッチング層形成工程とが交互に繰り返されることで、基台上に載置されたシリコン基板がエッチングされるが、エッチング工程では、エッチングガスの供給流量が耐エッチング層形成ガスよりも多いことから、耐エッチング層の形成よりも耐エッチング層の除去及びエッチングが進行し、耐エッチング層形成工程では、耐エッチング層形成ガスの供給流量がエッチングガスよりも多いことから、耐エッチング層の除去及びエッチングよりも耐エッチング層の形成が進行する。
【０００８】
そして、このようなエッチング工程と耐エッチング層形成工程とが交互に繰り返されることで、穴や溝の側壁が耐エッチング層によって保護されつつその深さ方向にエッチングが進行して、所定の幅及び深さを備えた溝や穴がシリコン基板に形成される。
【０００９】
また、各工程の実行中においては、整合装置により、負荷側の合成インピーダンスと第１高周波電源側のインピーダンスとが等しくなるように各可変コンデンサの静電容量が随時調整されている。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２５２０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、アンテナのインピーダンスは、プラズマ化する処理ガスの種類や処理チャンバ内の圧力、プラズマの生成状態などによって変わるため、工程が切り換わって、処理チャンバ内に供給される処理ガスが変わったり、処理チャンバ内の圧力やプラズマの生成状態が変動すると、アンテナのインピーダンスは大きく変化する。また、工程が切り換わってから処理チャンバ内の処理ガスが入れ替わったり、処理チャンバ内の圧力が安定したり、プラズマの生成状態が安定するまでには一定時間を要し（即ち、工程が切り換わってから一定時間が経過するまでは、エッチングガスと耐エッチング層形成ガスとが混在した状態となっており）、その間はアンテナのインピーダンスが不安定で複雑に変化する。
【００１２】
このため、上記従来のエッチング装置では、不安定で複雑に変化するアンテナのインピーダンス変化に応じて、駆動モータの駆動により可変コンデンサの静電容量を調整しても、静電容量の調整に追従遅れを生じたり、負荷側のインピーダンスの不安定な状態を解消することができず、整合状態に至るまでには長い時間がかかっていた。整合状態に至るまでは、反射電力が大きく、アンテナに十分な高周波電力を供給することができないために、プラズマの発生が不安定になるので、シリコン基板に対するエッチングや耐エッチング層の形成を十分に行うことができず、その結果、エッチング速度が低下したり、エッチング形状の精度が低下するという問題を生じる。
【００１３】
また、上記のように、エッチング工程と耐エッチング層形成工程とを交互に繰り返してシリコン基板をエッチングすると、図８に示すように、エッチングによって形成された穴や溝の側壁に凹凸が形成されるので、このような凹凸を小さくするには、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の各処理時間を短くして各工程を短時間で切り換えることが好ましい。尚、図８において、符号Ｍはマスクを、符号Ｋはシリコン基板を、符号Ｔは穴や溝をそれぞれ示している。
【００１４】
しかしながら、上記従来のエッチング装置では、整合状態となるのに長時間かかることから、各工程における、最低限の実質的な処理時間を確保すべく、これらの各工程の処理時間を短くするのには一定の限界がある。
【００１５】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、インピーダンス整合をより短時間で行うことができるエッチング装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、
閉塞空間を備え、内部にシリコン基板が配置される処理チャンバと、
エッチングガスを主成分とする処理ガスと、耐エッチング層形成ガスを主成分とする処理ガスとの少なくとも２つの処理ガスを前記処理チャンバ内に供給するガス供給手段と、
前記ガス供給手段によって前記処理チャンバ内に供給された処理ガスをプラズマ化するためのプラズマ励起手段と、
前記プラズマ励起手段に高周波電力を印加する第１電力供給手段と、
前記プラズマ励起手段と第１電力供給手段との間に接続された少なくとも１つの可変インピーダンス素子と、この可変インピーダンス素子とプラズマ励起手段とを含む負荷側の合成インピーダンスが前記第１電力供給手段側のインピーダンスと等しくなるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調整する自動整合処理を行う整合制御部とを備えた第１整合手段と、
前記ガス供給手段及び第１電力供給手段の作動を制御する制御手段とからなり、
前記制御手段は、前記ガス供給手段から前記エッチングガスを主成分とする処理ガスを前記処理チャンバ内に供給して前記シリコン基板をエッチングするエッチング工程と、前記ガス供給手段から前記耐エッチング層形成ガスを主成分とする処理ガスを前記処理チャンバ内に供給して前記シリコン基板に耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程との少なくとも２つの工程を交互に繰り返して実行するように構成されたエッチング装置であって、
前記制御手段は、前記エッチング工程の開始時にエッチング工程の開始信号を前記整合制御部に送信し、前記耐エッチング層形成工程の開始時に耐エッチング層形成工程の開始信号を前記整合制御部に送信するように構成され、
前記整合制御部は、前記制御手段から前記エッチング工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記エッチング工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行し、前記制御手段から前記耐エッチング層形成工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記耐エッチング層形成工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行するように構成されてなることを特徴とするエッチング装置に係る。
【００１７】
この発明によれば、シリコン基板が処理チャンバ内に適宜配置された後、制御手段による制御の下、エッチング工程から開始されてエッチング工程と耐エッチング層形成工程とが交互に繰り返されたり、耐エッチング層形成工程から開始されて耐エッチング層形成工程とエッチング工程とが交互に繰り返されてシリコン基板がエッチングされる。
【００１８】
エッチング工程では、ガス供給手段からエッチングガスを主成分とする処理ガスが処理チャンバ内に供給されるとともに、第１電力供給手段により高周波電力がプラズマ励起手段に印加される。供給された処理ガスは、高周波電力の印加されたプラズマ励起手段によって、イオン，電子，ラジカルなどを含むプラズマとされる。シリコン基板は、ラジカルやイオンによってエッチングされ、所定の幅及び深さを備えた溝や穴が形成される。
【００１９】
一方、耐エッチング層形成工程では、ガス供給手段から耐エッチング層形成ガスを主成分とする処理ガスが処理チャンバ内に供給されるとともに、第１電力供給手段により高周波電力がプラズマ励起手段に印加される。供給された処理ガスは、高周波電力の印加されたプラズマ励起手段によって、イオン，電子，ラジカルなどを含むプラズマとされ、このラジカルやイオンによって前記溝や穴の側壁及び底面に耐エッチング層（重合物による保護膜や酸化膜など）が形成される。
【００２０】
そして、このようなエッチング工程と耐エッチング層形成工程とが交互に繰り返されると、エッチング工程において、溝や穴の底面では、耐エッチング層の除去及びエッチングが進行し、溝や穴の側壁では、耐エッチング層により側壁のエッチングが防止され、耐エッチング層形成工程において、前記底面及び側壁に耐エッチング層が再度形成される。これにより、穴や溝の側壁が耐エッチング層によって保護されつつその深さ方向にエッチングが進行する。
【００２１】
各工程の実行中においては、第１整合手段の整合制御部により自動整合処理が実行されて可変インピーダンス素子のインピーダンスが随時調整され、この可変インピーダンス素子及びプラズマ励起手段を含む負荷側の合成インピーダンスと第１電力供給手段側のインピーダンスとが等しくされる。
【００２２】
但し、各工程の開始時（各工程の切り換え時）は、制御手段からエッチング工程の開始信号又は耐エッチング層形成工程の開始信号が整合制御部に送信され、これが整合制御部によって受信されると、前記自動整合処理が一旦停止されて、可変インピーダンス素子のインピーダンスが所定の設定値とされる。
【００２３】
具体的には、エッチング工程の開始信号を受信した場合には、可変インピーダンス素子のインピーダンスを、エッチング工程開始時における可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理が実行され、耐エッチング層形成工程の開始信号を受信した場合には、可変インピーダンス素子のインピーダンスを、耐エッチング層形成工程開始時における可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理が実行される。尚、前記予め設定された設定値は、例えば、工程が切り換わってから一定時間が経過し（処理チャンバ内の処理ガスが略入れ替わったり、処理チャンバ内の圧力が略安定したり、プラズマの生成状態が略安定し）、プラズマ励起手段のインピーダンス変化が略安定したときにおける、可変インピーダンス素子のインピーダンスである。また、この設定値は、例えば、経験的に求めることができる。
【００２４】
斯くして、本発明に係るエッチング装置によれば、各工程の開始時に、整合制御部が前記自動整合処理を一旦停止して可変インピーダンス素子のインピーダンスを前記設定値に合わせる処理を実行することで、各工程の開始後、不安定で複雑に変化するプラズマ励起手段のインピーダンスに影響されることなく、可変インピーダンス素子のインピーダンスを前記設定値とすることができる。これにより、可変インピーダンス素子のインピーダンスを速やかに安定させて短時間で整合を行うことが可能となり、各工程開始後、短時間でプラズマ励起手段に十分な高周波電力を供給してプラズマの生成状態を安定させることができる。したがって、各工程において、シリコン基板に対するエッチングや耐エッチング層の形成を十分に行うことができ、エッチング速度を速くしたり、エッチング形状の精度を高めることができる。
【００２５】
また、短時間で整合状態を得ることができるので、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の各処理時間を短くして各工程を短時間で切り換えることが可能となり、各工程を短時間で切り換えることで、エッチングによって穴や溝の側壁に形成される凹凸を小さくすることができ、側壁形状を良好なものとすることができる。
【００２６】
尚、前記エッチング装置は、前記処理チャンバ内の下部側に配設され、シリコン基板が載置される基台と、前記基台に高周波電力を印加する第２電力供給手段と、前記基台と第２電力供給手段との間に接続された少なくとも１つの可変インピーダンス素子、この可変インピーダンス素子と基台とを含む負荷側の合成インピーダンスが前記第２電力供給手段側のインピーダンスと等しくなるように前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを調整する自動整合処理を行う整合制御部を備えた第２整合手段とを更に備え、前記制御手段は、前記エッチング工程及び／又は耐エッチング層形成工程の実行時に、前記第２電力供給手段により前記基台に高周波電力を印加するとともに、前記エッチング工程の開始信号及び／又は耐エッチング層形成工程の開始信号を前記第２整合手段の整合制御部にも送信するように構成され、前記第２整合手段の整合制御部は、前記第１整合手段の整合制御部と同様、前記制御手段から前記エッチング工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記エッチング工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行し、前記制御手段から前記耐エッチング層形成工程の開始信号を受信すると、前記自動整合処理を一旦停止して、前記可変インピーダンス素子のインピーダンスを、前記耐エッチング層形成工程開始時における前記可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行するように構成されていても良い。
【００２７】
第２電力供給手段によって基台に高周波電力が印加されると、基台とプラズマとの間に電位差（バイアス電位）を生じ、このバイアス電位により、イオンがシリコン基板に衝突して、シリコン基板がエッチングされたり、耐エッチング層が除去されたり、耐エッチング層を形成するためのイオンやラジカルがシリコン基板側に引き寄せられて耐エッチング層が効果的に形成される。
【００２８】
基台のインピーダンスは、プラズマの生成状態の影響を受けるため、工程が切り換わってプラズマの生成状態が変動すると、大きく変化する。また、工程が切り換わってからプラズマの生成状態が安定するまでには一定時間を要し、その間は基台のインピーダンスが不安定で複雑に変化する。このため、不安定で複雑に変化する基台のインピーダンス変化に応じて可変インピーダンス素子のインピーダンスを調整し、この可変インピーダンス素子と基台とを含む負荷側の合成インピーダンスが第２電力供給手段側のインピーダンスと等しくなるようにしても、可変インピーダンス素子のインピーダンス調整に追従遅れを生じたり、負荷側のインピーダンスの不安定な状態を解消することができず、整合状態に至るまでには長い時間がかかる。整合状態に至るまでは、反射電力が大きく、基台に十分な高周波電力を供給することができないため、十分なバイアス電位を生じさせることができなかったり、生じるバイアス電位が不安定となる。これにより、イオンの入射量が一定せずにシリコン基板に対するエッチングや耐エッチング層の除去が不均一となったり、イオンやラジカルがシリコン基板側に引き寄せられ難くなって効率的に耐エッチング層を形成することができなかったり、耐エッチング層の形成が不均一となり、エッチング速度が低下したり、エッチング形状の精度が低下するという問題や、プラズマとシリコン基板との間で放電が生じてシリコン基板が損傷するという問題を生じていた。
【００２９】
そこで、第２整合手段についても、第１整合手段と同様に、整合制御部が、制御手段からエッチング工程又は耐エッチング層形成工程の開始信号を受信すると、自動整合処理を一旦停止して、可変インピーダンス素子のインピーダンスを、エッチング工程開始時又は耐エッチング層形成工程開始時における可変インピーダンス素子のインピーダンスとして予め設定された設定値に合わせる処理を実行するように構成している。
【００３０】
このように構成することで、エッチング工程及び／又は耐エッチング層形成工程の開始後、不安定で複雑に変化する基台のインピーダンスに影響されることなく、可変インピーダンス素子のインピーダンスを前記設定値とし、可変インピーダンス素子のインピーダンスを速やかに安定させて短時間で整合を行うことが可能となり、エッチング工程及び／又は耐エッチング層形成工程の開始後、短時間で基台に十分な高周波電力を供給して安定したバイアス電位を生じさせることができる。これにより、シリコン基板に対するエッチングや耐エッチング層の除去、耐エッチング層の形成を十分に行ったり、耐エッチング層を効率的に形成することができ、エッチング速度を速くしたり、エッチング形状の精度を高めることができる。また、プラズマとシリコン基板との間で放電が生じるのを防止してシリコン基板が損傷するのを防止することができる。
【００３１】
尚、前記プラズマ励起手段としては、例えば、誘導結合型のもの、容量結合型のもの、ヘリコン波を利用するものなどを挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、プラズマを生成するための各種のものを採用することができる。
【００３２】
誘導結合型のプラズマ励起手段は、処理チャンバ外に配置された螺旋状、環状、渦巻状のアンテナ（コイル）、又は処理チャンバ内に配置された環状のアンテナ（コイル）を備え、このアンテナに高周波電力が印加されるように構成されたものである。アンテナに高周波電力が印加されると、処理チャンバ内に磁界が形成され、この磁界によって誘起される電界により、処理チャンバ内に供給された処理ガスがプラズマ化される。
【００３３】
また、容量結合型のプラズマ励起手段は、処理チャンバ内に２つの平板電極が一定間隔を隔てて平行に配置されるとともに、一方の電極が接地され、他方の電極に高周波電力が印加されるように構成されたものである。他方の電極に高周波電力が印加されると、電極間に電界が形成され、この電界により、処理チャンバ内に供給された処理ガスがプラズマ化される。
【００３４】
また、ヘリコン波を利用するプラズマ励起手段は、処理チャンバの外周部に巻かれたアンテナと、アンテナの外周側に設けられた磁界形成コイルとを備え、アンテナに高周波電力が印加されるように構成されたものである。アンテナに高周波電力が印加されると、処理チャンバ内に電界が形成され、この形成された電界により、磁界と平行に右回りに伝播するヘリコン波が励起されて、このヘリコン波により、処理チャンバ内に供給された処理ガスがプラズマ化される。
【発明の効果】
【００３５】
以上のように、本発明に係るエッチング装置によれば、第１整合手段及び第２整合手段の可変インピーダンス素子のインピーダンスを速やかに安定させて、プラズマの生成状態やバイアス電位を安定させることで、エッチング速度を速くしたり、エッチング形状の精度を高めることができる。また、各工程を短時間で切り換え、穴や溝の側壁に形成される凹凸を小さくすることができ、側壁形状を良好なものとすることができる。また、プラズマとシリコン基板との間で放電が生じるのを防止してシリコン基板が損傷するの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】
【００３６】
以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、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一部ブロック図で示した断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本例のエッチング装置１は、閉塞空間を有する処理チャンバ１１と、処理チャンバ１１内に昇降自在に配設され、エッチング対象であるシリコン基板Ｋが載置される基台１５と、基台１５を昇降させる昇降シリンダ１８と、処理チャンバ１１内の圧力を減圧する排気装置１９と、処理チャンバ１１内に処理ガスを供給するガス供給装置２０と、処理チャンバ１１の外部に配設されたアンテナ（コイル）３１と、アンテナ３１に高周波電力を印加する第１高周波電源３２と、アンテナ３１と第１高周波電源３２との間に接続された第１整合装置３３と、基台１５に高周波電力を印加する第２高周波電源２１と、基台１５と第２高周波電源２１との間に接続された第２整合装置４０と、昇降シリンダ１８，排気装置１９，ガス供給装置２０，第１高周波電源３２，第１整合装置３３，第２高周波電源２１及び第２整合装置４０の作動を制御する制御装置２２とを備える。
【００３８】
前記処理チャンバ１１は、基台１５及びシリコン基板Ｋが収容される下部容器１２と、この下部容器１２の上側に設けられ、下部容器１２よりも小さい上部容器１３とから構成される。下部容器１２の上面には、貫通穴１２ａが形成されるとともに、下部容器１２の側壁には、シリコン基板Ｋを搬入したり、搬出するための開口部１２ｂと、内部の気体を外部に排気するための排気口１２ｃとがそれぞれ形成される。下部容器１２の内部空間と上部容器１３の内部空間とは、前記貫通穴１２ａを介して互いに連通している。また、前記開口部１２ｂは、シャッタ１４によって開閉されるようになっている。
【００３９】
前記基台１５は、上下に配設された上部材１６及び下部材１７からなり、上部材１６上にシリコン基板Ｋが載置され、下部材１７には前記昇降シリンダ１８が接続されている。
【００４０】
前記排気装置１９は、排気ポンプ１９ａと、排気ポンプ１９ａと前記排気口１２ｃとを接続する排気管１９ｂと、排気ポンプ１９ａの作動を制御する圧力制御部１９ｃとを備えており、排気管１９ｂを介して下部容器１２内の気体を排気し、処理チャンバ１１の内部を所定圧力にする。尚、圧力制御部１９ｃは、制御装置２２から耐エッチング層形成工程の実行に係る信号及びエッチング工程の実行に係る信号をそれぞれ受信して、処理チャンバ１１内の圧力を、耐エッチング層形成工程の実行時及びエッチング工程の実行時にそれぞれ対応した圧力とする。
【００４１】
前記ガス供給装置２０は、ＳＦ６ガスを主成分とするエッチング用の処理ガス（以後、単に『ＳＦ６ガス』という）と、Ｃ４Ｆ８ガスを主成分とする耐エッチング層形成用の処理ガス（以後、単に『Ｃ４Ｆ８ガス』という）とを、それぞれ流量調整しつつ供給する供給部２０ａと、供給部２０ａと上部容器１３の天井部の中央とを接続する供給管２０ｂと、供給部２０ａから上部容器１３内に供給されるＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスの流量を制御する流量制御部２０ｃとを備えている。尚、流量制御部２０ｃは、制御装置２２から耐エッチング層形成工程の実行に係る信号及びエッチング工程の実行に係る信号をそれぞれ受信して、ＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスの供給流量を、耐エッチング層形成工程の実行時及びエッチング工程の実行時にそれぞれ対応した供給流量とする（図４参照）。
【００４２】
前記アンテナ３１は、環状に形成され、上部容器１３の周囲に上下に並設される。前記第１高周波電源３２は、アンテナ３１に高周波電力を印加することで、上部容器１３内に磁界を形成し、この磁界によって誘起される電界により上部容器１３内の処理ガスをプラズマ化する。前記第２高周波電源２１は、基台１５に高周波電力を印加することで、基台１５とプラズマとの間に電位差（バイアス電位）を生じさせる。
【００４３】
前記第１整合装置３３は、アンテナ３１と第１高周波電源３２とを接続する回路３３ａに一方端が接続され、他方端が接地された、可変インピーダンス素子たる第１可変コンデンサ３４と、第１可変コンデンサ３４との接続部よりもアンテナ３１側の回路３３ａ上に配置された、可変インピーダンス素子たる第２可変コンデンサ３５と、第１可変コンデンサ３４との接続部よりも第１高周波電源３２側の回路３３ａ上に配置され、電流と電圧との位相差を検出する検出器３６と、後述のエッチング工程及び耐エッチング層形成工程の開始時における第１可変コンデンサ３４及び第２可変コンデンサ３５の静電容量として予め設定された設定値をそれぞれ記憶する第１設定値記憶部３７と、検出器３６によって検出された位相差や、第１設定値記憶部３７に格納された設定値を基に、第１可変コンデンサ３４及び第２可変コンデンサ３５の静電容量を調整する第１整合制御部３８とからなる。
【００４４】
前記各可変コンデンサ３４，３５は、固定電極及び可動電極と、可動電極を駆動して可動電極と固定電極との対向面積を変化させる駆動モータなどから構成されるもので、駆動モータによって電極の対向面積が調整されることで静電容量が調整されるようになっている。
【００４５】
前記第１設定値記憶部３７には、例えば、工程が切り換わってから一定時間が経過し（処理チャンバ１１内の処理ガスが略入れ替わったり、処理チャンバ１１内の圧力が略安定したり、プラズマの生成状態が略安定し）、アンテナ３１のインピーダンス変化が略安定したときにおける、第１可変コンデンサ３４及び第２可変コンデンサ３５の静電容量（設定値）であって、例えば、経験的に求められる静電容量（設定値）が格納される。
【００４６】
前記第１整合制御部３８は、検出器３６によって検出される電流と電圧との位相差を基に、これらの位相差が無くなるように各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を調整してこれらのインピーダンスを調整することで、各可変コンデンサ３４，３５、検出器３６及びアンテナ３１などを含む負荷側の合成インピーダンスを第１高周波電源３２側のインピーダンスと等しくする第１処理（自動整合処理）と、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の開始時に、前記第１処理を一旦停止して、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を前記第１設定値記憶部３７に格納された設定値に合わせる第２処理との２つの処理を実行する。
【００４７】
具体的には、図２及び図３に示すような一連の処理を順次行って前記第１処理及び第２処理を実行する。第１整合制御部３８は、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を開始した旨の信号を受信して一連の処理を開始し、まず、第１処理を開始する（ステップＳ１）。
【００４８】
この後、制御装置２２から耐エッチング層形成工程の開始信号を受信するまで第１処理を継続して行い（ステップＳ２）、当該開始信号を受信すると、第１設定値記憶部３７に格納された、耐エッチング層形成工程開始時の設定値を認識した後（ステップＳ３）、第１処理を停止するとともに第２処理を開始する（ステップＳ４）。
【００４９】
そして、ステップＳ５では、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量がステップＳ３で認識した設定値となったか否かを確認し、設定値となったことを確認すると、第２処理を終了するとともに第１処理を再開する（ステップＳ６）。
【００５０】
この後、制御装置２２からエッチング工程の開始信号を受信するまで第１処理を継続して行い（ステップＳ７）、当該開始信号を受信すると、第１設定値記憶部３７に格納された、エッチング工程開始時の設定値を認識した後（ステップＳ８）、第１処理を停止するとともに第２処理を開始する（ステップＳ９）。
【００５１】
そして、ステップＳ１０では、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量がステップＳ８で認識した設定値となったか否かを確認し、設定値となったことを確認すると、第２処理を終了するとともに第１処理を再開する（ステップＳ１１）。ステップ１２では、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を終了した旨の信号を受信したかなどにより処理終了か否かを判断して、処理終了と判断するまで前記ステップ２以降の処理を繰り返して行う。
【００５２】
尚、ステップＳ６やステップＳ１１で再開された第１処理の間は、アンテナ３１のインピーダンスが緩やかに変化するため、これに応じて各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を調整する。
【００５３】
前記第２整合装置４０は、基台１５と第２高周波電源２１とを接続する回路４０ａに一方端が接続され、他方端が接地された、可変インピーダンス素子たる第１可変コンデンサ４１と、第１可変コンデンサ４１との接続部よりも基台１５側の回路４０ａ上に配置された、可変インピーダンス素子たる第２可変コンデンサ４２と、第２可変コンデンサ４２よりも基台１５側の回路４０ａ上に配置された、固定インピーダンス素子たるコイル４３と、第１可変コンデンサ４１との接続部よりも第２高周波電源２１側の回路４０ａ上に配置され、電流と電圧との位相差を検出する検出器４４と、後述のエッチング工程及び耐エッチング層形成工程の開始時における第１可変コンデンサ４１及び第２可変コンデンサ４２の静電容量として予め設定された設定値をそれぞれ記憶する第２設定値記憶部４５と、検出器４４によって検出された位相差や、第２設定値記憶部４５に格納された設定値を基に、第１可変コンデンサ４１及び第２可変コンデンサ４２の静電容量を調整する第２整合制御部４６とからなる。
【００５４】
前記各可変コンデンサ４１，４２は、固定電極及び可動電極と、可動電極を駆動して可動電極と固定電極との対向面積を変化させる駆動モータなどから構成されるもので、駆動モータによって電極の対向面積が調整されることで静電容量が調整されるようになっている。
【００５５】
前記第２設定値記憶部４５には、例えば、工程が切り換わってから一定時間が経過し（プラズマの生成状態が略安定し）、基台１５のインピーダンス変化が略安定したときにおける、第１可変コンデンサ４１及び第２可変コンデンサ４２の静電容量（設定値）であって、例えば、経験的に求められる静電容量（設定値）が格納される。
【００５６】
前記第２整合制御部４６は、検出器４４によって検出される電流と電圧との位相差を基に、これらの位相差が無くなるように各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を調整してこれらのインピーダンスを調整することで、各可変コンデンサ４１，４２、コイル４３、検出器４４及び基台１５などを含む負荷側の合成インピーダンスを第２高周波電源２１側のインピーダンスと等しくする第１処理（自動整合処理）と、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の開始時に、前記第１処理を一旦停止して、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を前記第２設定値記憶部４５に格納された設定値に合わせる第２処理との２つの処理を実行する。
【００５７】
具体的には、前記第１整合制御部３８と同様の処理を行って前記第１処理及び第２処理を実行する（図２及び図３参照）。第２整合制御部４６は、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を開始した旨の信号を受信して一連の処理を開始し、まず、第１処理を開始する（ステップＳ１）。
【００５８】
この後、制御装置２２から耐エッチング層形成工程の開始信号を受信するまで第１処理を継続して行い（ステップＳ２）、当該開始信号を受信すると、第２設定値記憶部４５に格納された、耐エッチング層形成工程開始時の設定値を認識した後（ステップＳ３）、第１処理を停止するとともに第２処理を開始する（ステップＳ４）。
【００５９】
そして、ステップＳ５では、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量がステップＳ３で認識した設定値となったか否かを確認し、設定値となったことを確認すると、第２処理を終了するとともに第１処理を再開する（ステップＳ６）。
【００６０】
この後、制御装置２２からエッチング工程の開始信号を受信するまで第１処理を継続して行い（ステップＳ７）、当該開始信号を受信すると、第２設定値記憶部４５に格納された、エッチング工程開始時の設定値を認識した後（ステップＳ８）、第１処理を停止するとともに第２処理を開始する（ステップＳ９）。
【００６１】
そして、ステップＳ１０では、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量がステップＳ８で認識した設定値となったか否かを確認し、設定値となったことを確認すると、第２処理を終了するとともに第１処理を再開する（ステップＳ１１）。ステップ１２では、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を終了した旨の信号を受信したかなどにより処理終了か否かを判断して、処理終了と判断するまで前記ステップ２以降の処理を繰り返して行う。
【００６２】
尚、ステップＳ６やステップＳ１１で再開された第１処理の間は、基台１５のインピーダンスが緩やかに変化するため、これに応じて各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を調整する。
【００６３】
前記制御装置２２は、図４に示すように、ガス供給装置２０からＣ４Ｆ８ガスを上部容器１３内に供給してシリコン基板Ｋに耐エッチング層を形成する耐エッチング層形成工程Ｄと、ガス供給装置２０からＳＦ６ガスを上部容器１３内に供給してシリコン基板Ｋをエッチングするエッチング工程Ｅとを、それぞれ所定時間ずつ交互に繰り返して実行する。耐エッチング層形成工程Ｄでは、耐エッチング層形成工程Ｄの実行に係る信号を流量制御部２０ｃに送信して、この流量制御部２０ｃによる制御の下、所定流量のＣ４Ｆ８ガスを処理チャンバ１１内に供給し、エッチング工程Ｅでは、エッチング工程Ｅの実行に係る信号を流量制御部２０ｃに送信して、この流量制御部２０ｃによる制御の下、所定流量のＳＦ６ガスを処理チャンバ１１内に供給する。
【００６４】
また、制御装置２２は、耐エッチング層形成工程Ｄ及びエッチング工程Ｅの各工程において、第１高周波電源３２及び第２高周波電源２１によりアンテナ３１及び基台１５に高周波電力をそれぞれ印加する。また、耐エッチング層形成工程Ｄの実行に係る信号及びエッチング工程Ｅの実行に係る信号を排気装置１９の圧力制御部１９ｃに送信して、この圧力制御部１９ｃによる制御の下、処理チャンバ１１内をそれぞれ所定圧力にする。
【００６５】
また、制御装置２２は、シリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を開始すると、その旨の信号を第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６に、耐エッチング層形成工程を開始すると、耐エッチング層形成工程の開始信号を第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６に、エッチング工程を開始すると、エッチング工程の開始信号を第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６に、シリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を終了すると、その旨の信号を第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６に送信する。
【００６６】
以上のように構成された本例のエッチング装置１によれば、シリコン基板Ｋが処理チャンバ１１の下部容器１２内の基台１５上に適宜載置された後、制御装置２２による制御の下、耐エッチング層形成工程から開始されて耐エッチング層形成工程とエッチング工程とが交互に繰り返されてシリコン基板Ｋがエッチングされる。
【００６７】
耐エッチング層形成工程では、ガス供給装置２０からＣ４Ｆ８ガスが処理チャンバ１１の上部容器１３内に供給され、排気装置１９により下部容器１２側から処理チャンバ１１内の気体が排気されるとともに、第１高周波電源３２及び第２高周波電源２１により高周波電力がアンテナ３１及び基台１５にそれぞれ印加される。アンテナ３１に高周波電力が印加されると、上部容器１３内に磁界が形成され、この磁界によって誘起される電界により、供給されたＣ４Ｆ８ガスがイオン，電子，ラジカルなどを含むプラズマとされる。そして、このラジカルから重合物が生成されてシリコン基板Ｋの表面（エッチングによって形成される溝や穴の側壁及び底面など）に堆積し、Ｆラジカルと反応しない耐エッチング層（フロロカーボン膜）が形成される。
【００６８】
一方、エッチング工程では、ガス供給装置２０からＳＦ６ガスが処理チャンバ１１の上部容器１３内に供給され、排気装置１９により下部容器１２側から処理チャンバ１１内の気体が排気されるとともに、第１高周波電源３２及び第２高周波電源２１により高周波電力がアンテナ３１及び基台１５にそれぞれ印加される。供給されたＳＦ６ガスは、前記電界によってイオン，電子，Ｆラジカルなどを含むプラズマとされ、シリコン基板Ｋは、Ｆラジカルや、バイアス電位により移動して衝突するイオンによってエッチングされ、所定の幅及び深さを備えた溝や穴が形成される。
【００６９】
そして、このような耐エッチング層形成工程とエッチング工程とが交互に繰り返されると、エッチング工程において、イオン照射の多い溝や穴の底面では、耐エッチング層の除去及びエッチングが進行し、イオン照射の少ない溝や穴の側壁では、耐エッチング層により側壁のエッチングが防止され、耐エッチング層形成工程において、前記底面及び側壁に耐エッチング層が再度形成される。これにより、穴や溝の側壁が耐エッチング層によって保護されつつその深さ方向にエッチングが進行する。
【００７０】
各工程の実行中においては、第１整合制御部３８により、通常、前記第１処理が実行されて、検出器３６によって検出される電流と電圧との位相差を基に各可変コンデンサ３４，３５の静電容量が随時調整され、これらの各可変コンデンサ３４，３５、検出器３６及びアンテナ３１などを含む負荷側の合成インピーダンスと第１高周波電源３２側のインピーダンスとが等しくされる。
【００７１】
また、第２整合制御部４６により、通常、前記第１処理が実行されて、検出器４４によって検出される電流と電圧との位相差を基に各可変コンデンサ４１，４２の静電容量が随時調整され、これらの各可変コンデンサ４１，４２、コイル４３、検出器４４及び基台１５などを含む負荷側の合成インピーダンスと第２高周波電源２１側のインピーダンスとが等しくされる。
【００７２】
但し、各工程の開始時（各工程の切り換え時）は、制御装置２２から第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６に工程開始信号が送信され、これが第１整合制御部３８及び第２整合制御部４６によって受信されると、前記第１処理が一旦停止されて前記第２処理が実行される。即ち、検出器３６によって検出される電流と電圧との位相差に関係なく、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量が第１設定値記憶部３７に格納された設定値とされ、また、検出器４４によって検出される電流と電圧との位相差に関係なく、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量が第２設定値記憶部４５に格納された設定値とされる。
【００７３】
このように、本例のエッチング装置１によれば、各工程の開始時に、第１整合制御部３８が前記第１処理を一旦停止して、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を第１設定値記憶部３７に格納された設定値に合わせる第２処理を実行することで、各工程の開始後、不安定で複雑に変化するアンテナ３１のインピーダンスに影響されることなく、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を前記設定値とすることができる。これにより、各可変コンデンサ３４，３５の静電容量を速やかに安定させて短時間で整合を行うことが可能となり、各工程開始後、短時間でアンテナ３１に十分な高周波電力を供給してプラズマの生成状態を安定させることができる。したがって、各工程において、シリコン基板Ｋに対するエッチングや耐エッチング層の形成を十分に行うことができ、エッチング速度を速くしたり、エッチング形状の精度を高めることができる。
【００７４】
また、短時間で整合状態を得ることができるので、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の各処理時間を短くして各工程を短時間で切り換えることが可能となり、各工程を短時間で切り換えることで、エッチングによって穴や溝の側壁に形成される凹凸を小さくすることができ、側壁形状を良好なものとすることができる。
【００７５】
ところで、基台１５のインピーダンスは、プラズマの生成状態の影響を受けるため、工程が切り換わってプラズマの生成状態が変動すると、大きく変化する。また、工程が切り換わってからプラズマの生成状態が安定するまでには一定時間を要し、その間は基台１５のインピーダンスが不安定で複雑に変化する。このため、不安定で複雑に変化する基台１５のインピーダンス変化に応じて、駆動モータの駆動により各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を調整しても、静電容量の調整に追従遅れを生じたり、負荷側のインピーダンスの不安定な状態を解消することができず、整合状態に至るまでには長い時間がかかる。整合状態に至るまでは、反射電力が大きく、基台１５に十分な高周波電力を供給することができないため、十分なバイアス電位を生じさせることができなかったり、生じるバイアス電位が不安定となる。これにより、イオンの入射量が一定せずにシリコン基板Ｋに対するエッチングや耐エッチング層の除去が不均一となったり、ラジカルがシリコン基板Ｋ側に引き寄せられ難くなって効率的に耐エッチング層を形成することができなかったり、耐エッチング層の形成が不均一となり、エッチング速度が低下したり、エッチング形状の精度が低下するという問題や、プラズマとシリコン基板Ｋとの間で放電が生じてシリコン基板が損傷するという問題を生じていた。
【００７６】
そこで、上記のように、各工程の開始時に、第２整合制御部４６が前記第１処理を一旦停止して、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を第２設定値記憶部４５に格納された設定値に合わせる第２処理を実行すれば、各工程の開始後、不安定で複雑に変化する基台１５のインピーダンスに影響されることなく、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を前記設定値とすることができる。これにより、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を速やかに安定させて短時間で整合を行うことが可能となり、各工程の開始後、短時間で基台１５に十分な高周波電力を供給して安定したバイアス電位を生じさせることができる。したがって、シリコン基板Ｋに対するエッチングや耐エッチング層の除去、耐エッチング層の形成を十分に行ったり、耐エッチング層を効率的に形成することができ、エッチング速度を速くしたり、エッチング形状の精度を高めることができる。また、プラズマとシリコン基板Ｋとの間で放電が生じるのを防止してシリコン基板Ｋが損傷するのを防止することができる。
【００７７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。
【００７８】
上例では、前記各整合装置３３，４０の設定値記憶部３７，４５及び整合制御部３８，４６を、制御装置２２から分離した構成としているが、これに限られるものではなく、制御装置２２内に設けるように構成しても良い。この場合においても、前記整合制御部３８，４６は、検出器３６，４４によって検出された位相差や、設定値記憶部３７，４５に格納された設定値、制御装置２２内の適宜制御部から送信される耐エッチング層形成工程の開始信号及びエッチング工程の開始信号を基に、第１可変コンデンサ３４，４１及び第２可変コンデンサ３５，４２の静電容量を調整する。
【００７９】
また、上例では、可変インピーダンス素子として、可変コンデンサ３４，３５，４１，４２を採用したが、これに限られるものではなく、例えば、可変コイル（インダクタ）を採用しても良い。また、エッチング用の処理ガスとしてＳＦ６ガスを主成分とするものを、耐エッチング層形成用の処理ガスとしてＣ４Ｆ８ガスを主成分とするものを一例に挙げたが、これに限られるものではなく、耐エッチング層形成用の処理ガスとして、例えば、酸素ガスを採用しても良い。酸素ガスを採用した場合には、シリコン基板Ｋの穴や溝の底面及び側壁に耐エッチング層たる酸化膜が形成される。
【００８０】
また、上例では、エッチング工程及び耐エッチング層形成工程の実行時に、第２高周波電源２１によって基台１５に高周波電力が印加されるように構成したが、これに限られるものではなく、例えば、エッチング工程の実行時にのみ基台１５に高周波電力が印加されるように構成しても良い。
【００８１】
この場合、制御装置２２は、エッチング工程においてのみ第２高周波電源２１により基台１５に高周波電力を印加するとともに、耐エッチング層形成工程の開始時に、耐エッチング層形成工程の開始信号を第２整合制御部４６には送信しないように構成される。
【００８２】
また、前記第２整合制御部４６は、エッチング工程の実行時において、検出器４４によって検出される電流と電圧との位相差を基に、これらの位相差が無くなるように各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を調整してこれらのインピーダンスを調整することで、各可変コンデンサ４１，４２、コイル４３、検出器４４及び基台１５などを含む負荷側の合成インピーダンスを第２高周波電源２１側のインピーダンスと等しくする第１処理（自動整合処理）と、エッチング工程の開始時に、前記第１処理を一旦停止して、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を前記第２設定値記憶部４５に格納された設定値に合わせる第２処理との２つの処理を実行する。
【００８３】
具体的には、図５に示すような一連の処理を順次行って前記第１処理及び第２処理を実行する。第２整合制御部４６は、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を開始した旨の信号を受信して一連の処理を開始し、まず、第１処理を開始する（ステップＳ２１）。
【００８４】
この後、制御装置２２からエッチング工程の開始信号を受信するまで第１処理を継続して行い（ステップＳ２２）、当該開始信号を受信すると、第２設定値記憶部４５に格納された、エッチング工程開始時の設定値を認識した後（ステップＳ２３）、第１処理を停止するとともに第２処理を開始する（ステップＳ２４）。
【００８５】
そして、ステップＳ２５では、各可変コンデンサ４１，４２の静電容量がステップＳ２３で認識した設定値となったか否かを確認し、設定値となったことを確認すると、第２処理を終了するとともに第１処理を再開する（ステップＳ２６）。ステップ２７では、制御装置２２からシリコン基板Ｋに対する一連のエッチング処理を終了した旨の信号を受信したかなどにより処理終了か否かを判断して、処理終了と判断するまで前記ステップ２２以降の処理を繰り返して行う。
【００８６】
尚、ステップＳ２６で再開された第１処理の間は、基台１５のインピーダンスが緩やかに変化するため、これに応じて各可変コンデンサ４１，４２の静電容量を調整する。
【００８７】
また、耐エッチング層形成工程の実行中にのみ、第２高周波電源２１によって基台１５に高周波電力が印加されるような場合には、上記と同様にして第２整合装置４０を構成し、耐エッチング層形成工程の開始時に前記第１処理を一旦停止して前記第２処理を実行するように構成することができる。
【００８８】
また、上例では、プラズマ励起源として、処理チャンバ１１外に配置された環状のアンテナ３１を備える誘導結合型のプラズマ励起源を一例に挙げたが、これに限られるものではなく、例えば、図６に示した、容量結合型のプラズマ励起源５０や、図７に示した、ヘリコン波を利用するプラズマ励起源５５を採用するなど、各種のものを採用することができる。尚、誘導結合型のプラズマ励起源３１は、上記構成の他、特に図示はしないが、処理チャンバ１１外に配置された螺旋状や渦巻状のアンテナ（コイル）、又は処理チャンバ１１内に配置された環状のアンテナ（コイル）を備えたものであっても良い。
【００８９】
図６に示したプラズマ励起源５０は、処理チャンバ１１内に２つの平板電極５１，５２が一定間隔を隔てて平行に配置されるとともに、一方の電極５１が接地され、他方の電極５２に高周波電力が印加されるように構成されたものである。他方の電極５２に高周波電力が印加されると、電極５１，５２間に電界が形成され、この電界により、処理チャンバ１１内に供給された処理ガスがプラズマ化される。また、他方の電極５２とプラズマとの間にバイアス電位を生じる。尚、シリコン基板Ｋは、他方の電極５２に載置される。また、符号５３は、コンデンサである。その他、前記エッチング装置１と同じ構成部分については同一の符号を付している。
【００９０】
図７に示したプラズマ励起源５５は、石英管などからなる上部容器１３の外周部に巻かれたアンテナ５６と、アンテナ５６の外周側に設けられた磁界形成コイル５７とを備え、アンテナ５６に高周波電力が印加されるように構成されたものである。アンテナ５６に高周波電力が印加されると、処理チャンバ１１内に電界が形成され、この形成された電界により、磁界と平行に右回りに伝播するヘリコン波が励起されて、このヘリコン波により、処理チャンバ１１内に供給された処理ガスがプラズマ化される。尚、符号５８は、プラズマの損失を抑えるために下部容器１２の外周部に設けられた永久磁石である。その他、前記エッチング装置１と同じ構成部分については同一の符号を付している。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】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一部ブロック図で示した断面図である。
【図２】本実施形態の第１整合制御部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図３】本実施形態の第１整合制御部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるＣ４Ｆ８ガス及びＳＦ６ガスの供給流量の制御状態を示したタイミングチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態の第２整合制御部における一連の処理を示したフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るプラズマ励起源などの概略構成を示した断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るプラズマ励起源などの概略構成を示した断面図である。
【図８】エッチングによって形成される溝や穴の側壁形状を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    エッチング装置
１１  処理チャンバ
１５  基台
１９  排気装置
２０  ガス供給装置
２１  第２高周波電源
２２  制御装置
３１  アンテナ
３２  第１高周波電源
３３  第１整合装置
３４  第１可変コンデンサ
３５  第２可変コンデンサ
３６  検出器
３７  第１設定値記憶部
３８  第１整合制御部
４０  第２整合装置
４１  第１可変コンデンサ
４２  第２可変コンデンサ
４３  コイル
４４  検出器
４５  第２設定値記憶部
４６  第２整合制御部
Ｋ    シリコン基板
【図１】
2008053496.tif 000003
【図２】
2008053496.tif 000004
【図３】
2008053496.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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