(57)【要約】【課題】エッチング性能に関わるパラメータを個別に制御可能で、これによりエッチング条件の最適化を高精度に行うことが可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供する。【解決手段】エッチング処理が施される基板Ｗに高周波電力を印加する基板電極３と、基板電極３上に供給されるプラズマｐを生成するためのソース電極５とを備えたエッチング装置１であって、基板電極３上に供給されるプラズマｐ中の電子密度Ｎｅが所定の設定値となるように、ソース電極５に印加される高周波電力を制御する電子密度制御手段１３と、基板電極３上に供給されるプラズマｐ中のイオンエネルギーＥｉが所定の設定値となるように、基板電極３に印加される高周波電力を制御するイオンエネルギー制御手段１５とを設けたことを特徴としている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング処理が施される基板に高周波電力を印加する基板電極と、当該基板電極上に供給されるプラズマを生成するためのソース電極とを備えたエッチング装置であって、
前記基板電極上に供給されるプラズマ中の電子密度が所定の設定値となるように、前記ソース電極に印加される高周波電力を制御する電子密度制御手段と、
前記基板電極上に供給されるプラズマ中のイオンエネルギーが所定の設定値となるように、前記基板電極に印加される高周波電力を制御するイオンエネルギー制御手段とを設けた
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
請求項１記載のエッチング装置において、
前記電子密度の設定値と前記イオンエネルギーの設定値とを、前記電子密度制御手段と前記イオンエネルギー制御手段とに入力する入力手段を備えた
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項３】
請求項１記載のエッチング装置において、
前記電子密度制御手段は、前記基板電極上に供給されるプラズマ中の電子密度を測定する電子密度測定部を備えると共に、当該電子密度測定部で測定された電子密度に基づいて前記ソース電極に印加される高周波電力を制御する
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項４】
請求項１記載のエッチング装置において、
前記イオンエネルギー制御手段は、前記基板電極に印加される電圧を測定するための電圧測定部を備えると共に、当該電圧測定部で測定された電圧に基づいて前記基板電極に印加される高周波電力を制御する
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項５】
請求項４記載のエッチング装置において、
前記イオンエネルギー制御手段は、前記基板に印加される電圧を前記イオンエネルギーとして当該基板に印加される高周波電力を制御する
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項６】
請求項４記載のエッチング装置において、
前記イオンエネルギー制御手段は、前記電圧測定部で測定された電圧に基づいて前記プラズマ中のイオンエネルギーを算出する演算部を備えると共に、当該演算部で算出されたイオンエネルギーに基づいて前記基板電極に印加される高周波電力を制御する
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項７】
請求項６記載のエッチング装置において、
前記イオンエネルギー制御手段は、前記基板電極上に載置される基板の近傍におけるプラズマ中の電子密度を測定する電子密度測定部を備えており、
前記演算部は、前記電子密度測定部で測定された電子密度、前記基板電極に印加される高周波電力の周波数、および前記プラズマ中のイオンの質量に基づいて前記電圧測定部で測定された電圧を補正して前記イオンエネルギーを算出する
ことを特徴とするエッチング装置。
【請求項８】
基板を載置した基板電極に高周波電力を印加すると共に、当該基板電極の上方に配置されたソース電極に高周波電力を印加することで前記基板の上方にプラズマを生成し、当該基板の表面をエッチングするエッチング方法であって、
前記プラズマ中の電子密度が所定の設定値となるように前記ソース電極に印加される高周波電力を制御すると共に、前記プラズマ中におけるイオンエネルギーが所定の設定値となるように前記基板電極に印加される高周波電力を制御しながらエッチングを行う
ことを特徴とするエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエッチング装置およびエッチング方法に関し、特には高精度にエッチング条件の最適化を高精度に行うことが可能なプラズマ処理によるドライエッチング装置およびエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置の製造工程においては、プラズマ処理を行うエッチング装置を用いたエッチング処理が行われている。このエッチング装置は、例えば、プラズマ処理が行われる処理室と、この処理室内に配置される基板載置台を兼ねた基板電極と、処理室内にプラズマを発生させるためのソース電極とを備えている。このような構成のエッチング装置を用いて基板表面の材料膜（例えば絶縁膜）のエッチングを行う場合、基板電極上に基板を載置した後、処理室内に反応ガスを供給し、基板電極とソース電極とに高周波電力を印加して処理室内の反応ガスをプラズマ化させる。これにより、プラズマ中に生成された活性種（イオンおよび中性ラジカル）の作用によって、基板表面の材料膜のエッチングが進行する。
【０００３】
以上のエッチングにおいて、エッチング速度やエッチングの等方性、異方性、さらにエッチング表面の状態などのエッチング性能の制御は、基板電極に印加するバイアス電力、ソース電極に印加するソース電力、さらには処理室内の圧力等のエッチング条件を調整することによって行っている。この際、特開平１０−１１６８１７に開示されているように、プラズマの発光強度をモニタし、この発光強度が所定値となるように少なくとも１つのエッチング条件を補正することでエッチング条件の最適化を図っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、配線構造の微細化が進展した半導体装置の高速化および低消費電力化を進展させるためには、層間絶縁膜の低誘電率かおよび配線の低抵抗化が必要になってくる。特に、ロジック系のデバイスでは、微細化による配線の抵抗上昇や配線間容量および配線層間容量の増加がデバイスのスピード劣化に繋がるため、層間絶縁膜の低誘電率化による配線間容量および配線層間容量の低減、および配線の低抵抗化は必須である。
【０００５】
そこで、抵抗値の低いＣｕ配線を採用することで配線の低抵抗化を図ると共に、絶縁膜材料に低誘電率膜を用いることで配線間（配線層間）容量の低減を図っている。低誘電率膜としては、ＳｉＯＣＨ系材料（ＭＳＱ等）もしくは有機ポリマーが用いられることが多い。
【０００６】
このうち、ＳｉＯＣＨ系材料は、ＳｉＯ２のＯの一部をメチル基（−ＣＨ３）に置き換えることで、膜自信を低密度化して誘電率を下げることを目標に開発されたものである。したがって、このＳｉＯＣＨ系低誘電率膜は、従来の酸化膜の加工技術をそのまま応用することが可能であることから、既存の設備で微細な穴や溝を形成するドライエッチング技術の採用が可能である。
【０００７】
しかしながら、この材料膜は、膜密度が低いと同時に膜中の酸素が少なく、またＣ，Ｈと言った元素を含んでいることが特徴でもある。このような酸素の減少は、２０００年ドライプロセスシンポジウム予稿集ｐ．３７に示されるように、エッチング表面からの過剰なポリマーの除去能力を著しく低下させるため、ガス圧力などの微小な変化に対するエッチング性能の変化が非常に敏感となることが知られている。したがって、最適な条件から少しでも外れると、エッチストップなどの加工不良が発生し易いため、より厳密なるエッチング条件の設定が求められている。
【０００８】
そして、以上のように厳密なエッチング条件の設定が求められる材料のエッチングにおいては、エッチング速度が極大値を示す付近でエッチングを行うことで、実用的なエッチング速度を維持しつつ滑らかなエッチング表面を得ることができる。この場合のエッチング速度は、図４に示すように、基板に向かって入射する中性ラジカルの量（ラジカルフラックス）との間に相関関係を有している。より厳密には、入射フラックスは気相からの活性種の入射量と共にイオンエネルギーに応じた反応確率にも依存するため、これら双方（活性種とイオン衝撃）とエッチレート変化の関係に注意が必要である。
【０００９】
したがって、滑らかなエッチング表面を得るためには、例えば、イオンエネルギーを一定とした条件下でラジカルフラックスのみを制御することで、エッチング速度を最適化する必要がある。
【００１０】
ところが、上述したエッチング装置においてエッチング速度を最適化しようとした場合、反応ガスの導入量を変化させることで、反応室内において生成される活性種（イオンと中性ラジカル）の発生量を制御することになる。しかしながら、このような制御では、中性ラジカルの発生量だけではなく、電子密度も変化してしまうことが多く、結果的にイオンの発生量も変化する。またこれに加えて、イオンエネルギーの制御は基板電極に印加する電力によって一定に制御されているため、イオンの発生量が変化した場合、イオンエネルギーも変化することになる。
【００１１】
このため、上述したエッチング装置では、イオンエネルギーを一定とした条件下で中性ラジカルの発生量のみを制御すると言った、エッチング性能に関わる複数のパラメータのうちの１つのみを変化させるようなエッチング条件の制御を行うことができず、高精度にエッチング条件を最適化することができなかった。
【００１２】
そこで本発明は、エッチング性能に関わる複数のパラメータを個別に制御する可能で、これによりエッチング条件の最適化を高精度に行うことが可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明のエッチング装置は、エッチング処理が施される基板に高周波電力を印加する基板電極と、当該基板電極上に供給されるプラズマを生成するためのソース電極とを備えたエッチング装置である。そして、基板電極上に供給されるプラズマ中の電子密度が所定の設定値となるように、ソース電極に印加される高周波電力を制御する電子密度制御手段、および基板電極上に供給されるプラズマ中のイオンエネルギーが所定の設定値となるように、基板電極に印加される高周波電力を制御するイオンエネルギー制御手段を設けたことを特徴としている。
【００１４】
また本発明は、このようなエッチング装置を用いたエッチング方法でもあり、プラズマ中の電子密度が所定の設定値となるようにソース電極に印加される高周波電力を制御すると共に、プラズマ中におけるイオンエネルギーが所定の設定値となるように基板電極に印加される高周波電力を制御しながらエッチングを行うことを特徴としている。
【００１５】
一般的に、プラズマ処理によるドライエッチングにおいては、プラズマ中に生成されるイオンと中性ラジカルとの作用によってエッチングが進められる。このようなドライエッチングにおいて、エッチング速度やエッチング表面の平坦性などのエッチング性能は、
▲１▼　イオンの生成量、
▲２▼　イオンエネルギー、
▲３▼　中性ラジカルの生成量、
▲４▼　基板表面においての中性ラジカルの反応確率
の４つのパラメータによって制御される。
このうち、「▲１▼イオンの生成量」は電子密度Ｎｅとほぼ等しい関係にある。また、「▲４▼基板表面においての中性ラジカルの反応確率」は「▲２▼イオンエネルギーＥｉ」の関数として示される。
【００１６】
したがって、上述した本発明のエッチング装置およびエッチング方法のように、プラズマ中の電子密度ＮｅとイオンエネルギーＥｉとを所定の設定値とすることで、あるエッチング条件の変更によって２つ以上のパラメータが変動する場合であっても、上述した▲１▼〜▲４▼のパラメータのうちの３つのパラメータ（▲１▼，▲２▼，▲４▼）が所定の設定値に制御される。また、「▲３▼中性ラジカルの生成量」は、処理雰囲気内の圧力によって制御される。このため、他のパラメータを固定した状態で、任意の１つのパラメータ（例えば▲３▼中性ラジカルの生成量）のみを変更したエッチングが行われ、エッチング条件の最適化が容易になるとともにエッチングパラメータを高精度に制御したエッチングが行われる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエッチング装置およびエッチング方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態のエッチング装置を示す構成図である。
【００１９】
この図に示すエッチング装置１は、例えば平行平板型のエッチング装置であり、エッチング処理が行われる処理室２、この内部に対向配置される基板電極３およびソース電極５、処理室２内に反応ガスを導入するガス導入手段７を備えている。また、以上説明した構成要素に加えて、特にこのエッチング装置１は、電子密度制御手段１３、イオンエネルギー制御手段１５、および入力手段１７を備えている。このうち、電子密度制御手段１３は、電子密度測定部１３ａと制御部１３ｂとで構成され、またイオンエネルギー制御手段１５は、電圧測定部１５ａと制御部１５ｂとで構成されている。
【００２０】
ここで、処理室２には、ここでの図示を省略した排気部が設けられており、エッチング雰囲気が所定の圧力に保たれるように構成されている。
【００２１】
そして、基板電極３は、このエッチング装置を用いたエッチング処理が施される基板Ｗの載置台を兼ねており、載置された基板Ｗに高周波電力（バイアス電力）を印加するための高周波電源９に接続されている。またこの基板電極３は、温度調整機能（図示省略）を備えたもので、載置された基板Ｗの温度が調整可能である。
【００２２】
一方、ソース電極５は、基板電極３に対向配置されており、基板電極３との間に供給された反応ガスＧをプラズマ化するための高周波電力（ソース電力）を印加にするための、高周波電源１１に接続されている。
【００２３】
また、ガス導入手段７は、処理室１内に所定の流量で反応ガスＧを導入するための、制御部（図示省略）を備えていることとする。
【００２４】
そして、電子密度測定部１３ａは、基板電極３の上方に供給されるプラズマ中の電子密度Ｎｅを測定するためのものである。この電子密度測定部１３ａは、例えば発光分光器、マイクロ波干渉計、またはプラズマ吸収プローブのようなプラズマ密度（すなわち略電子密度Ｎｅ）の測定が行われる測定機器で有ればよい。ただし、特定のプラズマのみが測定される測定機器（例えば発光分光器）を用いた場合、測定された測定値と用いられる反応ガスの分圧等に基づいてプラズマｐ中における全プラズマ密度を電子密度Ｎｅとして算出する機能も備えていることとする。
【００２５】
また、制御部１３ｂは、電子密度測定部１３ａで測定された値をフィードバックし、電子密度Ｎｅが所定の設定値となるように高周波電源１１からソース電極５に印加する高周波電力（ソース電力）を制御する。
【００２６】
一方、電圧測定部１５ａは、プラズマ生成中に高周波電源１１から基板電極３にバイアス電力を印加した場合に、実際に基板電極３に印加される電圧Ｖｐｐ（実際に印加される電圧の正弦波の振幅）を測定するためのものであり、高周波電源１１と基板電極３との間に設けられている。ここで、プラズマ生成中に実際に基板電極３に印加される電圧Ｖｐｐは、基板電極３の直上に供給されたプラズマｐに影響を受けてシフトするため、実際に測定する必要があるのである。
【００２７】
また、制御部１５ｂは、電圧測定部１５ａで測定された電圧Ｖｐｐの値をイオンエネルギーＥｉとしてフィードバックし、電圧Ｖｐｐが所定の設定値となるように高周波電源９から基板電極３に印加する高周波電力（バイアス電力）を制御する。尚、基板電極３に印加する高周波電力の周波数に追従して基板３に印加される電圧Ｖｐｐが変化することから、高周波電源９から基板電極３に印加される高周波電力の制御には、その周波数も含まれることとする。
【００２８】
そして、入力手段１７は、電子密度制御手段１３の制御部１３ｂに電子密度Ｎｅの設定値を入力すると共に、イオンエネルギー制御手段１５の制御部１５ｂにイオンエネルギーＥｉ（ここでは電圧Ｖｐｐ）の設定値を入力する。この入力手段１７から入力される電子密度Ｎｅの設定値およびイオンエネルギーＥｉの設定値は、一定の値に限定されることはなく、所定状態で変化する値であっても良い。
【００２９】
このような構成のエッチング装置１では、エッチング雰囲気の圧力、高周波電源９から基板電極３に印加される高周波電力、基板Ｗの温度、高周波電源１１からソース電極５に印加されるソース電力、および反応ガスＧの種類や流量（流量比）等の各値がエッチング条件として調整可能である。そして、これらのエッチング条件を調整して最適化するにあたり、プラズマ内における電子密度ＮｅおよびイオンエネルギーＥｉ（電圧Ｖｐｐ）の各値を、エッチング性能に関わるパラメータとして所定の設定値に維持することが可能である。
【００３０】
次に、このような構成のエッチング装置を用いたエッチング方法の一例を説明する。尚、ここで説明するエッチング方法は、詳しくはエッチング条件の最適化方法であることとする。
【００３１】
先ず、電子密度制御手段１３によってプラズマｐ中における電子密度Ｎｅを一定の設定値に保つとともに、イオンエネルギー制御手段１５によって基板Ｗに印加される電圧Ｖｐｐ（すなわちイオンエネルギーＥｉ）を一定の設定値に保ちつつ、中性ラジカルの生成量に関わるエッチング条件のうちの１つを変化させたエッチングを実験的に行う。中性ラジカルの生成量に関わるエッチング条件とは、例えば反応ガスの流量であることとする。
【００３２】
具体的には、低誘電膜であるＳｉＯＣＨ系の酸化膜を、Ｃ４Ｆ８（８フッ化シクロブタン）／Ａｒ／Ｏ２を反応ガスとして用いてエッチングする場合、次のように行う。先ず、電子密度Ｎｅ＝１．８個／ｃｍ３、イオンエネルギーＥｉ（電圧Ｖｐｐ）＝１５００Ｖ、エッチング雰囲気内圧力を４Ｐａ程度に保った状態で、反応ガスの流量をＣ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２＝２〜３０／５００／１０ｓｃｃｍ（標準状態におけるｃｍ３／ｍｉｎ．）の範囲で変化させたエッチングを実験的に行う。
【００３３】
また、以上の実験的なエッチングにおいては、各エッチングの際のエッチング速度を測定しておく。
【００３４】
そして、測定されたエッチング速度から、最もエッチング速度が速くなるエッチングにおいての反応ガスの流量条件を、最適な条件として選択する。
【００３５】
以上のようなエッチング方法によれば、電子密度ＮｅおよびイオンエネルギーＥｉ一定の条件下で、中性ラジカルの生成量のみをパラメータとして変化させたエッチングを行うことが可能になる。
【００３６】
ここで、プラズマ処理によるエッチングにおいては、プラズマ中に生成されるイオンと中性ラジカルとの作用によってエッチングが進められる。このようなドライエッチングにおいて、エッチング速度やエッチング表面の平坦性などのエッチング性能は、
▲１▼　イオンの生成量、
▲２▼　イオンエネルギー、
▲３▼　中性ラジカルの生成量、
▲４▼　基板表面においての中性ラジカルの反応確率
の４つのパラメータによって制御される。
このうち、「▲１▼イオンの生成量」は電子密度Ｎｅとほぼ等しい関係にある。また、「▲４▼基板表面においての中性ラジカルの反応確率」は「▲２▼イオンエネルギーＥｉ」の関数として示される。
【００３７】
このため、上述したエッチング方法のように、プラズマ中の電子密度ＮｅとイオンエネルギーＥｉとを一定とした条件下において、「▲３▼中性ラジカルの生成量」に関わるエッチング条件のうちの１つとして反応ガスの流量を変化させた場合、反応ガスの流量の変化によって他のパラメータ▲１▼，▲２▼、▲４▼が変動することはない。つまり、このエッチング方法では、他のパラメータ▲１▼，▲２▼、▲４▼を固定した状態で「▲３▼中性ラジカルの生成量」のみを変化させたエッチングを行うことができるのである。
【００３８】
これに対して、「▲３▼中性ラジカルの生成量」を変化させることを目的として、従来通り、ソース電力を２０００Ｗ、バイアス電力を１４００Ｗ、エッチング雰囲気内圧力を４Ｐａ程度に固定制御した状態で、反応ガスの流量をＣ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２Ｓｉ＝２〜３０／５００／１０ｓｃｃｍ（標準状態におけるｃｍ３／ｍｉｎ．）の範囲で変化させたエッチングを行った場合、反応ガスの流量の変化に伴い、「▲１▼イオンの量」が１．５×１０１１〜２．１×１０１１個／ｃｍ３の範囲で変化し、またこれにより基板電極３に印加される電圧Ｖｐｐ、すなわち「▲２▼イオンエネルギーＥｉ」も変化する。このため、１つのパラメータのみを変化させることができないのである。
【００３９】
以上のように、上述した本第１実施形態のエッチング方法では、エッチング性能に関わる複数のパラメータのうちの１つのパラメータのみを変化させたエッチングが行われ、これによりエッチング条件の最適化が容易になると共に、エッチング条件を高精度に最適化することが可能になる。また、複数のパラメータを個別に制御可能となるため、エッチング途中におけるエッチング条件の変動によらず、複数のパラメータを設定値に保つことができ、エッチング性能の維持確保が可能である。
【００４０】
この結果、低誘電率材料であるＳｉＯＣＨ系材料のような極めて微細なパラメータ変動によってエッチング性能が変動し易い材料であっても、高精度にエッチング性能がコントロールされたエッチングを行うことが可能になる。またこれにより、各種低誘電率材料の加工、さらにはデュアルだマシンのような溝配線法による配線の形成を高精度に行うことが可能になり、高速低消費電力のデバイスの信頼性の歩留まりの向上を図ることが可能になる。
【００４１】
尚、上述したエッチング方法では、プラズマｐ中における電子密度Ｎｅと、基板Ｗ（基板電極３）に印加される電圧Ｖｐｐ（すなわちイオンエネルギーＥｉ）を一定の設定値に保ち、中性ラジカルの生成量を変化させる方法を説明した。しかし、本発明は、このような方法に限定されることはなく、中性ラジカルの生成量に関わるエッチング条件を一定とした状態で、プラズマｐ中における電子密度Ｎｅ、または基板Ｗ（基板電極３）に印加される電圧Ｖｐｐ（すなわちイオンエネルギーＥｉ）の一方に関わるエッチング条件を変化させることで、エッチング条件の最適化を行うことも可能である。
【００４２】
＜第２実施形態＞
図２は、第２実施形態のエッチング装置を示す構成図である。
【００４３】
この図に示すエッチング装置１’と、第１実施形態において図１を用いて説明したエッチング装置（１）との異なる点は、イオンエネルギー制御手段２５の構成にあり、他の構成要素は同様であることとする。
【００４４】
すなわち、このエッチング装置１’に設けられたイオンエネルギー制御手段２５は、電圧測定部２５ａ、電子密度測定部２５ｂ、および演算制御手段２５ｃとで構成されている。
【００４５】
ここで、電圧測定部２５ａは、第１実施形態のイオンエネルギー（１５）を構成する手段電圧測定部（１５ａ）と同様であることとする。
【００４６】
また、電子密度測定部２５ｂは、電子密度制御手段１３を構成する電子密度測定部１３ａと同様の構成であり、電子密度測定部１３ａを兼ねるものであっても良い。ただし、この電子密度測定部２５ｂは、基板電極３上に載置される基板Ｗ上の近傍におけるプラズマｐの電子密度Ｎｅが測定されるように配置されることとする。
【００４７】
そして、演算制御部２５ｃは、ａ）「電圧測定部２５ａで測定された電圧Ｖｐｐ」、ｂ）「電子密度測定部２５ｂで測定された電子密度Ｎｅ」、さらにはｃ）「基板電極３に印加されるバイアス電力の周波数ｆ」、およびｄ）「プラズマｐ中のイオンの質量」に基づいてプラズマ中のイオンエネルギーＥｉを算出する。尚、ｃ）「基板電極３に印加されるバイアス電力の周波数ｆ」、およびｄ）「プラズマｐ中のイオンの質量」は、入力手段１７から入力されることとする。
【００４８】
ここで、イオンエネルギーＥｉは、基板Ｗに印加される電圧Ｖｐｐに依存するが、実際には、図３（出典：Ｙ．Ｈｉｋｏｓａｋａ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊｐｎ．　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　３８　（１９９９）　４４６５．）に示すような２重ピーク（バイモーダル）の分布を有している。この２重ピークは、図３中下方に示されている基板Ｗに印加される電圧Ｖｐｐに追従し、電圧Ｖｐｐの極値に対応する２箇所にピークを有する。このうち、エッチング反応に影響を及ぼすのは高エネルギー側のピークである。
【００４９】
このため、演算制御部２５ｃでは、上述した各値に基づいて、最も高いエネルギーの値（高エネルギーピークＶｈ）を、イオンエネルギーＥｉとして算出するように設定されていることとする。この高エネルギーピークＶｈの値は、上述したａ）「電圧測定部２５ａで測定された電圧Ｖｐｐ」を最大値として算出される。そして、ｄ）「プラズマｐ中のイオンの質量」に応じて、ｂ）「電子密度測定部２５ｂで測定された電子密度Ｎｅ」から算出されるシースの厚さｄと、ｃ）「基板電極３に印加されるバイアス電力の周波数ｆ」とから、ａ）「電圧測定部２５ａで測定された電圧Ｖｐｐ」を補正するように算出される。
【００５０】
ここで、ｄ）「プラズマｐ中のイオンの質量」は、最も高いエネルギーの値を有する特定のイオンの質量を用いる。ここでは、例えば、最も流量が多く（成膜雰囲気内における分圧が高く）最も合計のエネルギーが高いＡｒの質量（ｍ／ｅ＝４０）を用いることとする。
【００５１】
また、シース厚さｄは、下記式（１）に示すＣｈｉｌｄ　Ｌａｎｇｍｕｉｒ　ｅｑｕａｔｉｏｎに基づいて算出する。
Ｊ０＝４／９＊（２ｅ／ｍｉ）１／２＊Ｖ０３／２／ｄ２…（１）
Ｊ０：イオン電流，
ｅ　：単位電荷、
ｍｉ：イオン質量、
Ｖ０：加速電界（＝Ｖｄｃ）
ｄ　：シース厚さ
尚、シース厚さｄについては、Ｎ．Ｍｉｚｕｔａｎｉ，　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊｐｎ．　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　３６（１９９７）　Ｌ１４７０．を参照してより細かい値として算出しても良い。
【００５２】
また、この高エネルギーピークＶｈの算出に際しては、あらかじめ上述したａ）〜ｄ）の値と高エネルギーピークＶｈとの関係を求めておき、この関係と、プロセス中におけるａ）〜ｄ）の値とに基づいて高エネルギーピークＶｈが算出されるようにしておく。
【００５３】
またさらにこの演算制御部２５ｃは、算出されたイオンエネルギーＥｉ（高エネルギーピークＶｈ）をフィードバックし、このイオンエネルギーＥｉが所定の設定値となるように高周波電源９から基板電極３に印加する高周波電力（バイアス電力）を制御する。尚、基板電極３に印加する高周波電力の周波数に追従して、基板３に印加される電圧Ｖｐｐが変化することから、高周波電源９から基板電極３に印加される高周波電力の制御には、その周波数も含まれることとする。
【００５４】
このような構成のエッチング装置１’では、第１実施形態で説明したエッチング装置（１）との比較において、より実際のイオンエネルギーＥｉの値に近い高エネルギーピークＶｈを用いたバイアス電力の制御が可能になる。
【００５５】
また、このような構成のエッチング装置１’を用いたエッチング方法は、上述した第１実施形態と同様に行うこととする。
【００５６】
これにより、第１実施形態で説明したエッチング装置（１）を用いてのエッチング方法との比較において、さらに高精度にエッチング性能を制御した状態でのエッチングが可能になる。この結果、本第２実施形態のエッチング装置１’およびこれを用いたエッチング方法によれば、第１実施形態が奏する効果をより高精度なものとすることができるのである。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のエッチング装置およびエッチング方法によれば、エッチング性能に関わる複数のパラメータをそれぞれ個別に制御したエッチングを行うことが可能になるため、エッチング条件を高精度に最適化することが容易になると共に、高精度にエッチング性能がコントロールされたエッチングを行うことが可能になる。したがって、ＳｉＯＣＨ系材料のような極めて微細なパラメータ変動によってエッチング性能が変動し易い材料であっても、高精度にエッチング加工を施すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のエッチング装置を示す構成図である。
【図２】第２実施形態のエッチング装置を示す構成図である。
【図３】プラズマ中のイオンエネルギーと基板に印加される電圧を示す図である。
【図４】エッチングにおけるラジカル密度とエッチング速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
１，１’…エッチング装置、３…基板電極、５…ソース電極、１３…電子密度制御手段、１３ａ，２５ｂ…電子密度測定部、１５，２５…イオンエネルギー制御手段、１５ａ，２５ａ…電圧測定部、１７…入力手段、２５ｃ…演算制御部、ｐ…プラズマ、Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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