(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理する処理室と、
前記処理室の底部に基板を保持する基板保持部と、
前記処理室の上部に配設され、前記処理室内に反応性ガスを導入するガス導入部と、
前記処理室の天板面に配設され、ＵＶ光を発光させるＵＶ光源と、
前記ＵＶ光源からの前記ＵＶ光を前記処理室に透過させる窓部材と、
前記処理室の底部に接続され、前記処理室内部を減圧するための排気口と、
前記基板保持部と前記ガス導入部との間に位置し開口を有する複数のガス分散板と、
を備え、
前記複数のガス分散板のそれぞれのガス分散板に開口した前記開口の位置は、鉛直方向に重複しない位置に配置され、
前記複数のガス分散板は、第１のガス分散板と第２のガス分散板から構成され、前記第１のガス分散板は中心から所定の位置までの領域に開口が存在し、該所定の位置は前記第１のガス分散板の半径の３０％以上６０％以下の範囲であり、かつ前記第１のガス分散板と前記第２のガス分散板の間隔は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記複数のガス分散板の開口径は、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング装置。
【請求項３】
前記第２のガス分散板の開口径は、前記第１のガス分散板の開口径より小さいことを特徴とする請求項１ないし２の何れか１項に記載のエッチング装置。
【請求項４】
前記複数のガス分散板は、酸化アルミニウムや酸化イットリウムなどのセラミックより構成されることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載のエッチング装置。
【請求項５】
前記反応性ガスは、ＳＦ６もしくはＮＦ３であることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のエッチング装置。
【請求項６】
前記窓部材は、石英もしくは酸化イットリウムをコーティングした石英からなることを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載のエッチング装置。
【請求項７】
前記基板保持部に基板を加熱するための加熱機構を備えたことを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載のエッチング装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載のエッチング装置を用いたエッチング方法であって、
基板を前記基板保持部に載置する工程と、
前記処理室内を前記処理室の底部に接続された前記排気口より排気することにより減圧する工程と、
前記反応性ガスを前記ガス導入部より導入させる工程と、
前記反応性ガスに前記ＵＶ光源より前記ＵＶ光を照射する工程と、
前記反応性ガスに前記ＵＶ光が照射されて生成したラジカルを基板上に供給することにより半導体基板をエッチングする工程と、
を備えることを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板のエッチング装置及びエッチング方法に関するものである。更に具体的には、ＵＶ光を照射して反応性ガスを励起することにより発生させたラジカルを用いてウェハ等の基板をエッチングするエッチング装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程において、プラズマを用いた基板のエッチングが行われている。プラズマを用いたエッチングにおいては、プラズマで発生するイオンが基板にダメージを与える問題がある。この問題を回避する技術として特許文献１に反応性ガスにＵＶ光を照射して発生させたラジカルを用いてシリコンをエッチングする技術が記載されている。
【０００３】
図９は特許文献１に記載されたエッチング装置の概略構成を示す断面図である。基板Ｗをエッチング処理するための空間を有する処理室２に、反応性ガスを導入するガス導入口５と、処理室２内の圧力を制御する真空ポンプ７が連通接続されている。ウェハＷは、エッチング処理のためにサセプタ６に載置されている。処理室２の上部に光源３が配置され、光源３の処理室２側にＵＶ光を透過させる光透過窓４が配置されている。エッチング処理の間、処理室２内は真空ポンプ７により真空が保持されている。ガス導入口５よりＣＦ４ガスなどの反応性ガスが処理室２内に導入されると、光源３より光透過窓４を通して透過したＵＶ光に照射される。導入されたＣＦ４ガスはＵＶ光が照射されることにより励起してＦラジカルが生成される。すなわちＣＦ４の結合エネルギーよりもＵＶ光のエネルギーの方が大きいために、ＣＦ４は励起し、解離することによってＦラジカルが生成される。処理室２内のウェハＷ上空間で生成されるＦラジカルによりウェハＷのシリコンがエッチングされる。このときウェハＷにはＵＶ光も照射されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６８５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術においては、ＵＶ光が照射されることにより生成したラジカルでウェハをエッチングする際、ＵＶ光もウェハに照射される。ＵＶ光がウェハに照射されると、半導体デバイスの製造過程においてはウェハに欠陥を誘発させてしまう事態が生じる。一例として、ＣＭＯＳデバイスプロセスにおいてゲートとなる領域にポリシリコン等のシリコン材料からなるダミーゲート電極を形成し、ダミーゲート電極をエッチングした後に高誘電率のゲート絶縁膜及び低抵抗金属膜が形成されるプロセスがある。このダミーゲート電極をエッチングする際にＵＶ光がウェハに照射されると、ＵＶ光はダミーゲート電極底部及びダミーゲート電極側壁のシリコンやシリコン酸化膜中に侵入し欠陥を誘発させてしまう。すなわち、ＵＶ光のエネルギーが、シリコンとシリコンとの結合エネルギーやシリコンと酸素との結合エネルギーよりも大きいためにこれらの結合に歪が生じたり、結合が切れたりする。その結果、ゲート酸化膜界面の固定電荷が増大し電気的特性を劣化させる。また、ダミーゲート電極周囲の低誘電率膜にＵＶ光が照射されると比誘電率が増大する。比誘電率が増大するとデバイスの配線間容量を増大させるため、デバイスのスイッチング特性を劣化させてしまう。
【０００６】
そこで、本件発明は、基板表面にＵＶ光が到達することを防止しつつ、反応性ガスにＵＶ光を照射することにより生成したラジカルで基板をエッチングするエッチング装置及びエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板を処理する処理室と、前記処理室の底部に基板を保持する基板保持部と、前記処理室の上部に配設され、前記処理室内に反応性ガスを導入するガス導入部と、前記処理室の天板面に配設され、ＵＶ光を発光させるＵＶ光源と、前記ＵＶ光源からの前記ＵＶ光を前記処理室に透過させる窓部材と、前記処理室の底部に接続され、前記処理室内部を減圧するための排気口と、前記基板保持部と前記ガス導入部との間に位置し開口を有する複数のガス分散板と、を備え、前記複数のガス分散板のそれぞれのガス分散板に開口した前記開口の位置は、鉛直方向に重複しない位置に配置され、前記複数のガス分散板は、第１のガス分散板と第２のガス分散板から構成され、前記第１のガス分散板は中心から所定の位置までの領域に開口が存在し、該所定の位置は前記第１のガス分散板の半径の３０％以上６０％以下の範囲であり、かつ前記第１のガス分散板と前記第２のガス分散板の間隔は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることを特徴とするエッチング装置である。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記複数のガス分散板の開口径が、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることを特徴とするエッチング装置である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記第２のガス分散板の開口径が、前記第１のガス分散板の開口径より小さいことを特徴とするエッチング装置である。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記複数のガス分散板が、酸化アルミニウムや酸化イットリウムなどのセラミックより構成されることを特徴とするエッチング装置である。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記反応性ガスが、ＳＦ６もしくはＮＦ３であることを特徴とするエッチング装置である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、前記窓部材が、石英もしくは酸化イットリウムをコーティングした石英からなることを特徴とするエッチング装置である。
【００１４】
請求項７記載の発明は、前記基板保持部に基板を加熱するための加熱機構を備えたことを特徴とするエッチング装置である。
【００１５】
請求項８記載の発明は、請求項１〜８の何れか１項に記載のエッチング装置を用いたエッチング方法であって、基板を前記基板保持部に載置する工程と、前記処理室内を前記処理室の底部に接続された前記排気口より排気することにより減圧する工程と、前記反応性ガスを前記ガス導入部より導入させる工程と、前記反応性ガスに前記ＵＶ光源より前記ＵＶ光を照射する工程と、前記反応性ガスに前記ＵＶ光が照射されて生成したラジカルを基板上に供給することにより半導体基板をエッチングする工程と、を備えることを特徴とするエッチング方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のエッチング装置及びエッチング方法は、ＵＶ光が基板に到達することを防止しつつラジカルが基板に供給される。ラジカルにより基板がエッチングされるので、基板に対するダメージもなく、また低誘電率膜の比誘電率を増大させることもない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施形態に係るランプハウスを窓部材側から見た平面図である。
【図３】実施形態に係る第１のガス分散板の概略構成を示す平面図である。
【図４】実施形態に係る第２のガス分散板の概略構成を示す平面図である。
【図５】実施形態に係る第１のガス分散板と第２のガス分散板の開口領域を拡大した断面図である。
【図６】実施形態の変形例に係るエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【図７】エッチング前後のデバイス構造の概略断面図である。
【図８】実施形態の処理の流れを説明するためのフロー図である。
【図９】従来技術に係るエッチング装置の概略構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係るエッチング装置の断面図である。
第１の実施の形態に係るエッチング装置１は、処理室１０と、ＵＶ光源１１を収容したランプハウス１２と、処理室１０内に反応性ガスを導入するガス導入部１６と、処理室１０内を減圧するために図示しない真空ポンプに接続された排気口１９と、を備える。
【００２０】
処理室１０は円筒形状をなしている。処理室１０の底部にはウェハＷを保持するウェハホルダー１７が、ウェハホルダー１７の上方には第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５とが設置されている。第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５は、ガス導入部１６とウェハホルダー１７との間に位置しており、窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間と、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間の空間と、第２のガス分散板１５とウェハホルダー１７との間の空間を形成している。ウェハホルダー１７にはウェハＷを加熱するヒーター１８が内蔵されている。
【００２１】
ランプハウス１２内にはＵＶ光を発光させるＵＶ光源１１が設置されている。ランプハウス１２の底部には窓部材１３が備えられている。ＵＶ光源１１から発光されたＵＶ光は窓部材１３を透過して処理室１０内のウェハＷに照射される。
【００２２】
図２はランプハウス１２を窓部材１３側から見た平面図である。ランプハウス１２はステンレス等の金属製の筐体１２ａで囲われており、ＵＶ光を照射する領域である窓部材１３のみ石英等のＵＶ光を透過させる材質でできている。ＵＶ光源１１として棒状のエキシマランプが等間隔に配列され、ＵＶ光源１１がＵＶ光を発光すると窓部材１３からＵＶ光が処理室１０内のウェハＷに均一に照射される。
【００２３】
処理室１０の上部隔壁には開口が形成され、当該開口にはガス導入部１６が連通接続されている。ガス導入部１６は、エッチングに使用する反応性ガスを図示しない流量制御装置により流量制御して処理室１０内に導入する。処理室１０の底部外周２箇所の隔壁には開口が形成され、当該開口には排気口１９が連通接続されている。排気口１９は図示しない真空ポンプに接続され、処理室１０内を所定の真空度に減圧する。
【００２４】
この実施の形態のエッチング装置１において、ウェハＷは図示しない搬送系により搬送され、ウェハホルダー１７上に載置、保持される。ウェハＷのエッチング処理のために図示しない真空ポンプが作動し、処理室１０に連通接続された排気口１９から処理室１０内が減圧される。処理室１０に連通接続されたガス導入部１６から反応性ガスとしてＮＦ３が処理室１０内に導入される。導入されたＮＦ３はランプハウス１２と第１のガス分散板１４との間の空間においてＵＶ光に照射される。
【００２５】
この実施の形態のエッチング装置１に用いるＵＶ光源１１は、ＮＦ３の結合エネルギー（６．６ｅＶ）より大きなフォトンエネルギーを有するＵＶ光を発するものであればよい。ＮＦ３の結合エネルギーより大きなフォトンエネルギーのＵＶ光が窓部材１３を通してガス導入部１６より処理室１０内に導入されたＮＦ３に照射される。照射されるＵＶ光のエネルギーがＮＦ３の結合エネルギーよりも大きいためにＮＦ３は励起される。励起されたＮＦ３は解離し、Ｆラジカルが生成される。ＮＦ３の結合エネルギー（６．６ｅＶ）より大きなフォトンエネルギーを有するＵＶ光を発するＵＶ光源１１は一般的に市販されたものを用いることができる。例えば、キセノンエキシマランプ（フォトンエネルギー７．２ｅＶ）、クリプトンエキシマランプ（フォトンエネルギー８．５ｅＶ）、アルゴンエキシマランプ（フォトンエネルギー９．８ｅＶ）を用いることができる。また、用いられる反応性ガスの種類としては、ＮＦ３の他にＳＦ６（結合エネルギー３．８ｅＶ）を用いることも可能である。用いられる反応性ガスの種類は、これらに限られるものではない。
【００２６】
この実施の形態のエッチング装置１における窓部材１３は、ＵＶ光源１１のＵＶ光を減衰することなく処理室１０に透過させるため、ＵＶ光の吸収がなく良好に透過する材質である必要がある。そこで、窓部材１３の材質はＵＶ光の吸収がほとんどない石英であることが好ましい。また、透過率の高い酸化イットリウムを表面にコーティングした石英を用いることもできる。
【００２７】
この実施の形態のエッチング装置１に用いられるガス分散板は、図１に示すようにガス導入部１６に近い側から第１のガス分散板１４、第２のガス分散板１５が設置されている。ガス分散板に用いられる材質は、Ｆラジカルによる反応を防止するために酸化アルミニウムや酸化イットリウムなどのセラミックであることが好ましい。
【００２８】
第１のガス分散板１４は、図３に示すように円形状の平板であり、中心から径方向に対して複数の開口を有している。第１のガス分散板１４は、ガス導入部１６から処理室１０に導入された反応性ガスを窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間において効率的に励起させるためのものである。
【００２９】
このため、窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間内で反応性ガスが十分励起されるだけの滞在時間を確保することと、該空間内で生成されたラジカルが第１のガス分散板１４の開口を通過した後、第２のガス分散板１５の開口を通過してウェハＷ上に均一に供給されるように構成する必要がある。
【００３０】
例えば３００ｍｍシリコンウェハをエッチングする場合、ガス分散板の径は３２０ｍｍを用いることができる。ガス分散板の厚さは３ｍｍを用いている。ただし、ガス分散板の径はこれよりも大きくてもよく、厚さはこれよりも厚くてもよい。
【００３１】
図３に示すように第１のガス分散板１４は、外径３２０ｍｍの円板に内径０．１ｍｍの開口１４ａが、中心から径方向に半径の５０％の位置まで５ｍｍ間隔で開口している。図３において、開口の間隔及び数は概略を記載している。
【００３２】
窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間において反応性ガスが励起するための十分な滞在時間が必要であるため、第１のガス分散板１４の開口は可能な限り小さいことが望ましい。しかしながら、製作のための加工上の制約から内径０．１ｍｍが好適である。また、開口径が大きすぎるとＵＶ光が遮光されない事態が生じる。鋭意検討した結果、開口径は０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３３】
また、第１のガス分散板１４の開口を全面に形成するとウェハＷのエッチング均一性は悪くなる。第１のガス分散板１４の開口を通過するＦラジカルの流れは、外周に拡がるためにウェハＷの外周領域のエッチング量が大きくなり均一性に問題が生じる。第１のガス分散板１４の中心から径方向に半径の５０％の位置、すなわち第１のガス分散板１４の中間位置までに開口を形成することが好適であることがわかった。鋭意検討した結果、開口を形成する領域は中心から径方向に半径の３０％以上６０％以下であることが好ましい。
【００３４】
第１のガス分散板１４の開口を通過したＦラジカルは、第２のガス分散板１５の開口を通してウェハＷに供給される。このとき第１のガス分散板１４の開口からはＵＶ光も通過している。ウェハＷにＵＶ光が照射されないように第１のガス分散板１４の開口を通過したＵＶ光の大半は第２のガス分散板１５において遮光される。詳細は後述する。
【００３５】
第２のガス分散板１５は、図４に示すように開口が全面に形成されている。第２のガス分散板１５の開口径は、第１のガス分散板１４の開口径よりも小さく、第１のガス分散板１４の開口径が０．１ｍｍのときには０．０５ｍｍが好適である。第２のガス分散板１５の開口は、開口径０．０５ｍｍ、開口間の間隔５ｍｍで全面に開口している。図４においては、開口間の間隔及び数は概略を記載している。
【００３６】
第１のガス分散板１４の開口を通過したＦラジカルを第２のガス分散板１５の開口を通してウェハＷ上に均一に供給するためには、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５の間の空間で、できるだけコンダクタンスを持たせて第２のガス分散板１５の開口を通過させることが効果的である。
【００３７】
また、図４では０．０５ｍｍの開口が等間隔で配列しているが、外周領域において開口の密度を大きくしてもよい。ＦラジカルをウェハＷ上に均一に供給する条件は、反応性ガスの供給量と処理室１０内の減圧の程度にも依存する。このため、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５の開口間の間隔及び配置に関しては上述に限られるものではない。
【００３８】
第１のガス分散板１４の開口と第２のガス分散板１５の開口の位置関係について図５を用いて説明する。図５は２枚のガス分散板の開口領域を拡大した断面図である。矢印はＵＶ光の進行方向を表す。図５ａは本発明に対する比較例である。
【００３９】
図５ａは第１のガス分散板１４ｂの開口の位置と第２のガス分散板１５ｂの開口の位置が鉛直方向に重複している場合である。図５ｂは本発明の第１のガス分散板１４の開口の位置と第２のガス分散板１５の開口の位置が鉛直方向に重複しない位置に形成されている場合である。
【００４０】
図５ａに示すように第１のガス分散板１４ｂの開口の位置と第２のガス分散板１５ｂの開口の位置が鉛直方向に重複していると、開口に対して垂直に入射したＵＶ光はもちろんのこと斜めに入射したＵＶ光も第２のガス分散板１５ｂの開口を通過しやすい。
【００４１】
一方、第１のガス分散板１４の開口の位置と第２のガス分散板１５の開口の位置が鉛直方向に重複しない位置に形成された図５ｂの場合においては、開口に対して垂直に入射したＵＶ光も斜め入射したＵＶ光も第２のガス分散板１５で遮光されることがわかる。図５ｂに示すように本発明においては、ＵＶ光は第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５で遮光されるため、ウェハＷに到達することを防止しつつラジカルがウェハＷに供給される。
【００４２】
ここで、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔も重要となる。第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔が広すぎると、第１のガス分散板１４の開口を通過したＵＶ光が広がり鉛直方向に重複しない位置に形成された第２のガス分散板１５の開口を通過する事態となる。このため、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔は可能な限り小さいことが望ましい。しかしながら、第１のガス分散板１４の開口を通過したＦラジカルが第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間の空間において第２のガス分散板１５の全面に広がらなければならない。このため、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔は５ｍｍが好適であることがわかった。この場合、ＵＶ光を遮光しつつＦラジカルを通過させることができる。鋭意検討した結果、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４３】
エッチング装置１は、ウェハＷを加熱するヒーター１８を有するウェハホルダー１７を備えている。ヒーター１８に関しては、その方式に制約はなく一般的に市販されているものでもよい。Ｆラジカルによるシリコンのエッチングは温度が高くなるほど反応速度が速くなるため、ウェハＷを加熱することが望ましい。加熱温度に関しては５０℃〜１００℃が好適であるが、これに限るものではない。
【００４４】
実施の形態の変形例に係るエッチング装置について説明する。図６は、この発明の実施の形態の変形例に係るエッチング装置１Ａの断面図である。本変形例は、ガス分散板が３枚構成となっている点を除き同じである。
【００４５】
図６に示すように、第３のガス分散板２０が第２のガス分散板１５のさらにウェハＷ側に配置されている。第３のガス分散板２０の開口の位置は、第２のガス分散板１５の開口の位置の鉛直方向に重複しない位置に形成されている。第３のガス分散板２０の開口径及び開口間の間隔は、第２のガス分散板１５の開口径及び開口間の間隔と同じであってもよい。
【００４６】
第３のガス分散板２０を第２のガス分散板１５のさらにウェハＷ側に配置することによりＵＶ光の遮光をより確実なものとすることができる。ＵＶ光は第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５と第３のガス分散板２０とにより遮光されるため、ウェハＷに到達することを防止しつつラジカルがウェハＷに供給される。第３のガス分散板２０と第２のガス分散板１５との間隔は第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間隔と同じく５ｍｍが好適であり、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
次に、上述した構成のエッチング装置１ＡによるウェハＷのエッチングとしてＣＭＯＳデバイスプロセスにおけるダミーゲート電極のエッチングについて説明する。図７にダミーゲート電極のエッチング前後のデバイス構造の概略断面図を示す。
【００４８】
図７ａはエッチング前の状態であり、シリコン基板７１上に層間絶縁膜として低誘電率のシリコン酸化膜７２が形成されている。シリコン酸化膜７２を図示していないマスクによりパターニングした後、ポリシリコンよりなるダミーゲート電極７３が形成されている。図７ｂはダミーゲート電極７３がＦラジカルによりエッチングされた後の状態を示す。
【００４９】
図８を用いて、上記ダミーゲート電極７３のエッチング手順を説明する。図８は、本発明の実施例の処理の流れを説明するためのフロー図である。
【００５０】
ウェハＷを図示しない搬送系により搬送しウェハホルダー１７に載置する（ステップＳ１）。このとき、処理室１０内は大気圧状態である。
【００５１】
次に、ウェハＷがウェハホルダー１７に保持された状態で図示しない真空ポンプを作動させて排気口１９より処理室１０内を減圧する（ステップＳ２）。減圧の程度は、６．６７Ｐａ程度が望ましく、許容範囲としては１．３３〜４０．０２Ｐａである。
【００５２】
処理室１０内が減圧された後、反応性ガスとしてＮＦ３がガス導入部１６より処理室１０の窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間内に供給される（ステップＳ３）。ＮＦ３の供給量は５０ｓｃｃｍが好適である。許容範囲としては３０ｓｃｃｍ〜１００ｓｃｃｍである。
【００５３】
ＮＦ３がガス導入部１６より処理室１０内に供給されると同時にＵＶ光源１１が点灯され窓部材１３を透過したＵＶ光がＮＦ３に照射される（ステップＳ４）。
【００５４】
ＵＶ光源１１としてキセノンエキシマランプを用いた場合、そのエネルギーは７．２ｅＶであるのでＮＦ３の結合エネルギーである６．６ｅＶより大きいためにＮＦ３は励起され解離してＦラジカルが生成される（ステップＳ５）。
【００５５】
ガス導入部１６より導入されたＮＦ３は、窓部材１３と第１のガス分散板１４との間の空間において解離するための十分な時間が確保されるのでＦラジカルの生成効率は高くなる。生成されたＦラジカルは第１のガス分散板１４の開口を通過した後、第１のガス分散板１４と第２のガス分散板１５との間の空間において全面に広がりつつ、第２のガス分散板１５の開口を通過する。第２のガス分散板１５の全面に開口が形成されているので第２のガス分散板１５の開口を通過したＦラジカルは第２のガス分散板１５とウェハホルダー１７との間の空間全面に均一に広がり、ウェハＷ上に供給される。ウェハＷ上に供給されたＦラジカルは、ポリシリコンよりなるダミーゲート電極７３と以下の反応式に従って反応が進行する。
（化１）
Ｓｉ＋４Ｆ＊→ＳｉＦ４↑
すなわち、Ｆラジカル（Ｆ＊）はＳｉと反応してＳｉＦ４となりＳｉＦ４は昇華するためにウェハＷから除去される（ステップＳ６）。
【００５６】
ＵＶ光がウェハＷに照射されずに、Ｆラジカルによりエッチングされるので、ウェハＷに対するダメージもなく、また層間絶縁膜である低誘電率のシリコン酸化膜７２の比誘電率を増大させることもない。
【００５７】
上記実施の形態において、ガス分散板の枚数を２枚の場合と３枚の場合について説明したが、ガス分散板の枚数はこれらに限定されるものではない。また、上記実施の形態において、ガス分散板の厚さは３ｍｍで説明したが、これよりも厚くすることも可能である。厚くすることによりガス分散板の開口に斜めから入射するＵＶ光を遮光する効果が高くなる。
【符号の説明】
【００５８】
Ｗ    ウェハ
１，１Ａ    エッチング装置
１０  処理室
１１  ＵＶ光源
１２  ランプハウス
１３  窓部材
１４  第１のガス分散板
１４ａ  開口
１５  第２のガス分散板
１６  ガス導入部
１７  ウェハホルダー
１８  ヒーター
１９  排気口
２０  第３のガス分散板
７１  シリコン基板
７２  シリコン酸化膜
７３  ダミーゲート電極  
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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