(57)【要約】【課題】整合装置による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、シリコン基板Ｋを載置する基台１２と、基台１２に高周波電力を印加する高周波電源１３と、エッチングガス及び保護膜形成ガスをこれらの供給流量を調整しつつ処理チャンバ１１内に供給する処理ガス供給装置２０と、処理チャンバ１１の外周に配設されたコイル３１と、コイル３１に高周波電力を印加して、処理チャンバ１１内のガスをプラズマ化する高周波電源３３と、コイル３１と並列に接続されたコンデンサ３２と、可変コンデンサ３５，３６を有し、コイル３１と高周波電源３３との間に接続された整合装置３４とを備え、シリコン基板Ｋに対し、エッチングガスを主成分とするガスによるエッチング処理と、保護膜形成ガスを主成分とするガスによる保護膜形成処理とを交互に実行するように構成される。【選択図】図１
2005252057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉塞空間を有する処理チャンバと、
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、
処理ガスを前記処理チャンバ内に供給する処理ガス供給手段と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力供給手段と、
前記処理チャンバの外部近傍に配設されたコイルと、
前記コイルに高周波電力を印加して、前記処理チャンバ内に供給された前記処理ガスをプラズマ化するコイル電力供給手段と、
少なくとも１つの可変コンデンサを有し、前記コイルとコイル電力供給手段との間に接続され、前記コイル電力供給手段側のインピーダンスと、前記コイル及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスとが等しくなるように、前記可変コンデンサの静電容量を自動的に調整する整合装置とを備え、
エッチングガスを主成分とする前記処理ガスにより前記シリコン基板をエッチングするエッチング処理と、保護膜形成ガスを主成分とする前記処理ガスにより、前記エッチング処理によって前記シリコン基板に形成された構造面に保護膜を形成する保護膜形成処理との２つの処理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において、
前記コイルに、これと並列にコンデンサを接続してなり、
前記整合装置は、前記コイル、該コイルに並列接続される前記コンデンサ及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスと、前記コイル電力供給手段側のインピーダンスとが等しくなるように、前記可変コンデンサの静電容量を自動的に調整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】
前記コイルに並列接続されるコンデンサの静電容量Ｃは、
Ｃ＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／（（２×π×ｆ）２×Ｌ１×Ｌ２））
（但し、πは円周率、ｆは前記コイル電力供給手段によって印加される高周波電力の周波数、Ｌ１は前記エッチング処理時における前記コイルのインダクタンス、Ｌ２は前記保護膜形成処理時における前記コイルのインダクタンスを示す。）
の関係を満たしてい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、プラズマ化された処理ガスにより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】
従来、前記エッチング装置として、例えば、特開２００３−９２２８６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、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保護膜形成ガスを供給する処理ガス供給装置と、処理チャンバ内のエッチングガス及び保護膜形成ガスをプラズマ化するプラズマ生成装置と、基台に高周波電力を印加して、当該基台とプラズマとの間に自己バイアスを生じさせる第１高周波電源などを備えている。
【０００３】
前記プラズマ生成装置は、処理チャンバ外周の上部側に配設されたコイルと、コイルに高周波電力を印加する第２高周波電源などからなり、コイル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をプラズマ化する。
【０００４】
前記処理ガス供給装置は、エッチングガス及び保護膜形成ガスの供給流量を周期的に変化させ、且つ、エッチングガスの供給流量を多くしたときには保護膜形成ガスの供給流量を少なくし、保護膜形成ガスの供給流量を多くしたときにはエッチングガスの供給流量を少なくして、これらのガスを処理チャンバ内に供給する。
【０００５】
処理チャンバ内に供給されたエッチングガスは、コイルにより生じた磁界内で、イオン，電子，ラジカル原子などを含むプラズマとなり、ラジカル原子は、シリコン原子と化学反応してシリコン基板をエッチングし、イオンは、基台とプラズマとの間に生じる自己バイアスによりシリコン基板側に向け加速されて衝突し、当該シリコン基板をエッチングする。これにより、シリコン基板には、所定の幅及び深さを備えた溝や穴が形成される。
【０００６】
一方、保護膜形成ガスは、プラズマ中で重合物を形成し、この重合物が前記溝や穴の側壁及び底面に堆積して、ラジカル原子と反応しない保護膜を形成する。
【０００７】
このように構成されたエッチング装置では、まず、シリコン基板が処理チャンバ内に搬入され、基台上に載置された後、各高周波電源によって高周波電力が基台及びコイルにそれぞれ印加されるとともに、処理ガス供給装置によってエッチングガス及び保護膜形成ガスが処理チャンバ内に供給される。
【０００８】
このとき、処理チャンバ内に供給されるエッチングガス及び保護膜形成ガスは、エッチングガスの供給流量が多いときには保護膜形成ガスの供給流量が少なく制御され、保護膜形成ガスの供給流量が多いときにはエッチングガスの供給流量が少なく制御され、また、これらのガスの流量が周期的に変化せしめられている。
【０００９】
エッチングガスの供給流量が多く、保護膜形成ガスの供給流量が少ない時間帯のとき、イオン照射の多い穴や溝の底面では、重合物による保護膜の形成よりも、イオン照射による保護膜の除去並びにラジカル原子及びイオン照射によるエッチングが進行し、イオン照射の少ない穴や溝の側壁では、イオン照射による保護膜の除去よりも重合物による保護膜の形成が進行し、これにより、エッチングによって形成された新たな側壁が保護膜によって直ちに被覆される。
【００１０】
一方、保護膜形成ガスの供給流量が多く、エッチングガスの供給流量が少ない時間帯のとき、前記底面では、重合物による保護膜の形成とイオン照射による保護膜の除去とが均衡し、前記側壁では、より多くの重合物が堆積して強固な保護膜が形成される。
【００１１】
このように、主としてシリコン基板をエッチングするエッチング処理工程（エッチングガスの供給流量が多く、保護膜形成ガスの供給流量が少ない時間帯）と、主としてシリコン基板に保護膜を形成する保護膜形成処理工程（保護膜形成ガスの供給流量が多く、エッチングガスの供給流量が少ない時間帯）とを交互に繰り返すことで、穴や溝の側壁を保護膜により保護しつつその深さ方向のみにエッチングを進行させて、サイドエッチングやアンダーカットを防止することができる。
【００１２】
尚、通常、コイルと第２高周波電源との間には整合装置が接続される。この整合装置は、少なくとも１つの可変コンデンサと、第２高周波電源から供給される電流と電圧との位相差を検出する検出器とを備えており、この検出器によって検出された位相差を基に、この位相差が無くなるように可変コンデンサの静電容量を自動的に調整することで、自身のインピーダンスを変化させて、第２高周波電源側のインピーダンスと、自身及びコイルを含む負荷側の合成インピーダンスとを等しくする（整合させる）。そして、このようにしてインピーダンスを整合させることで、第２高周波電源から負荷側に供給される電力を最大とすることができる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−９２２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
ところで、主としてエッチング処理を行う時間帯と、主として保護膜形成処理を行う時間帯とを交互に繰り返すように構成された上記従来のエッチング装置では、当該各時間帯によって処理チャンバ内のガス成分の割合が異なるので、コイルの巻数，コイルの断面積，コイルの半径，処理ガスの種類などによって定まるコイルのインダクタンスや、インピーダンスも各時間帯によって異なる。
【００１５】
このため、前記整合装置では、前記エッチング処理工程と保護膜形成処理工程とが切り換わるたびに、第２高周波電源側のインピーダンスと、負荷側の合成インピーダンスとが等しくなるように、可変コンデンサの静電容量が調整される。
【００１６】
ところが、コイルのインピーダンス変化が大きいと、可変コンデンサの静電容量を大きく変化させなければならないため、整合に長時間を要し、また、その間はコイルへの高周波電力の印加状態が不安定となってプラズマの発生が不十分なものとなるという問題があった。特に、前記各工程における処理時間が短い場合には、上記のような問題が顕著に現れ、当該各工程において、シリコン基板に対するエッチングや保護膜の形成を十分に行うことができず、この結果、処理時間が長くなったり、エッチング形状の精度が低下することとなっていた。
【００１７】
本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、整合装置による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の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための本発明は、
閉塞空間を有する処理チャンバと、
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、
処理ガスを前記処理チャンバ内に供給する処理ガス供給手段と、
前記基台に高周波電力を印加する基台電力供給手段と、
前記処理チャンバの外部近傍に配設されたコイルと、
前記コイルに高周波電力を印加して、前記処理チャンバ内に供給された前記処理ガスをプラズマ化するコイル電力供給手段と、
少なくとも１つの可変コンデンサを有し、前記コイルとコイル電力供給手段との間に接続され、前記コイル電力供給手段側のインピーダンスと、前記コイル及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスとが等しくなるように、前記可変コンデンサの静電容量を自動的に調整する整合装置とを備え、
エッチングガスを主成分とする前記処理ガスにより前記シリコン基板をエッチングするエッチング処理と、保護膜形成ガスを主成分とする前記処理ガスにより、前記エッチング処理によって前記シリコン基板に形成された構造面に保護膜を形成する保護膜形成処理との２つの処理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において、
前記コイルに、これと並列にコンデンサを接続してなり、
前記整合装置は、前記コイル、該コイルに並列接続される前記コンデンサ及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスと、前記コイル電力供給手段側のインピーダンスとが等しくなるように、前記可変コンデンサの静電容量を自動的に調整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。
【００１９】
この発明によれば、整合装置を介してコイル電力供給手段からコイル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の処理ガスがプラズマ化される。そして、このプラズマ化された処理ガスにより、シリコン基板に対してエッチング処理と保護膜形成処理とが交互に実行される。
【００２０】
整合装置では、コイル電力供給手段側のインピーダンスと、コイル，コイルに並列接続されたコンデンサ及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスとが等しくなる（整合する）ように可変コンデンサの静電容量が自動的に調整されており、コイル電力供給手段から最大の電力が負荷側に供給される。
【００２１】
尚、コイルと、これに並列接続されたコンデンサとの合成インピーダンスは、従来のコイルのみの場合のインピーダンスに比べて小さいものとなっている。これは、コイルのインピーダンスをＺＬとし、コンデンサのインピーダンスをＺＣとすると、コイル及びコンデンサの合成インピーダンスＺが数式（１）のようになることから明らかである。
【００２２】
【数１】
2005252057.tif 000003
【００２３】
したがって、エッチングガスを主成分とする処理ガスにより処理するエッチング処理工程と、保護膜形成ガスを主成分とする処理ガスにより処理する保護膜形成処理工程とを交互に繰り返すことによって、処理チャンバ内のガス成分の割合が変化し、これに伴って、コイルのインダクタンスやインピーダンスが変化しても、上述のように合成インピーダンス自体が小さいことから、当該合成インピーダンスの変化量は小さいものとなる。
【００２４】
そして、コイル及びコンデンサの合成インピーダンスの変化量が小さければ、これを整合するための可変コンデンサ静電容量の調整量も、これを小さくすることができる。
【００２５】
尚、コイルに並列接続される前記コンデンサの静電容量Ｃは、
Ｃ＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／（（２×π×ｆ）２×Ｌ１×Ｌ２））
（但し、πは円周率、ｆは前記コイル電力供給手段によって印加される高周波電力の周波数、Ｌ１は前記エッチング処理時における前記コイルのインダクタンス、Ｌ２は前記保護膜形成処理時における前記コイルのインダクタンスを示す。）
の関係を満たしていることが好ましく、この関係式は、以下のようにして導かれる。
【００２６】
即ち、エッチング処理工程におけるコイルのインピーダンスをＺＬ１とし、保護膜形成処理工程におけるコイルのインピーダンスをＺＬ２とし（但し、ＺＬ１＞ＺＬ２である）、コイルに並列接続されたコンデンサのインピーダンスをＺＣとすれば、コイル及びコンデンサの合成インピーダンス変化量を、コイルのみの場合のインピーダンス変化量よりも小さくするためには、数式（２）の関係を満たしている必要があり、この数式（２）をＺＣとの関係で示せば、数式（３）のようになる。
【００２７】
【数２】
2005252057.tif 000004
【００２８】
【数３】
2005252057.tif 000005
【００２９】
そして、コイルのインピーダンスＺＬ１，ＺＬ２とインダクタンスＬ１，Ｌ２との間には、ＺＬ１＝ｊ×（２×π×ｆ）×Ｌ１、ＺＬ２＝ｊ×（２×π×ｆ）×Ｌ２の関係があり、また、コンデンサのインピーダンスＺＣと静電容量Ｃとの間には、ＺＣ＝１／（ｊ×（２×π×ｆ）×Ｃ）の関係があることから、数式（３）は、数式（４）のように表すことができ、この数式（４）から数式（５）、即ち、上記関係式が導かれる。
【００３０】
【数４】
2005252057.tif 000006
【００３１】
【数５】
2005252057.tif 000007
【００３２】
また、この場合において、コンデンサの静電容量Ｃを小さくすればするほど、そのインピーダンスＺＣが大きくなり、コンデンサ側に流れる電流を少なくして、コイル側に流れる電流を多くすることができる。
【発明の効果】
【００３３】
斯くして、本発明に係るエッチング装置によれば、コンデンサをコイルと並列に接続することで、整合装置を除いた負荷側のインピーダンスを、コイルのみの場合よりも小さくし、また、コイルのインダクタンス変化に伴う当該負荷側のインピーダンス変化を少なくすることができるので、インピーダンス整合を行うときに、可変コンデンサの静電容量の調整量を少なくすることができる。これにより、当該整合を短時間で行い、コイルへの高周波電力の印加状態を早期に安定させることができる。
【００３４】
したがって、エッチング処理工程と保護膜形成処理工程とが短時間で切り換わるような場合であっても、各工程の時間内でプラズマを十分に発生させて、シリコン基板に対するエッチングや保護膜の形成を十分に進行させることができ、処理時間の短縮化や、エッチング形状の精度向上を図ることができる。
【００３５】
また、コイルに並列接続されるコンデンサの静電容量を小さくして、そのインピーダンスを大きくすれば、コンデンサ側に流れる電流を少なくして、コイル側に流れる電流を多くすることができるので、コイル電力供給手段から供給される電力を無駄にすることなく、コイルによるプラズマの生成に費やすことができ、好ましい。
【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Ｋが載置される基台１２と、処理チャンバ１１内を減圧する減圧装置１４と、処理チャンバ１１内にエッチングガス及び保護膜形成ガスを供給する処理ガス供給装置２０と、処理チャンバ１１内のエッチングガス及び保護膜形成ガスをプラズマ化するプラズマ生成装置３０と、基台１２に高周波電力を印加して、当該基台１２とプラズマとの間に自己バイアスを生じさせる第１高周波電源１３などを備える。
【００３８】
前記減圧装置１４は、処理チャンバ１１の下部に接続された排気管１５と、排気管１５に接続された真空ポンプ１６とからなり、この真空ポンプ１６によって処理チャンバ１１内の圧力が減圧される。
【００３９】
前記処理ガス供給装置２０は、処理チャンバ１１の上端部に接続された供給管２１と、流量調整機構２４，２５を介して供給管２１に接続したガスボンベ２２，２３とからなり、流量調整機構２４，２５によって流量調整されたガスがガスボンベ２２，２３から処理チャンバ１１内に供給される。尚、ガスボンベ２２内にはエッチング用のＳＦ６ガスが充填され、ガスボンベ２３内には保護膜形成用のＣ４Ｆ８ガスが充填されている。
【００４０】
前記流量調整機構２４，２５は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ガスボンベ２２，２３から処理チャンバ１１内に供給されるガスの流量を周期的に変化させて調整，制御する。即ち、ＳＦ６ガスの流量を、図２（ａ）に示すように、ＶＥ１からＶＥ２の範囲で矩形波状に変化させ、Ｃ４Ｆ８ガスの流量を、図２（ｂ）に示すように、ＶＤ１からＶＤ２の範囲で矩形波状に変化させ、また、ＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとが相互に逆位相となるようにこれらのガス流量を制御する。
【００４１】
尚、後述のように、ＳＦ６ガスの流量がＶＥ１と多く、Ｃ４Ｆ８ガスの流量がＶＤ２と少ない時間帯（Ｅで示した時間帯）は、主としてシリコン基板Ｋをエッチングするエッチング処理工程であり、一方、ＳＦ６ガスの流量がＶＥ２と少なく、Ｃ４Ｆ８ガスの流量がＶＤ１と多い時間帯（Ｄで示した時間帯）は、主としてシリコン基板Ｋに保護膜を形成する保護膜形成処理工程である。
【００４２】
処理チャンバ１１内に供給されたＳＦ６ガス及びＣ４Ｆ８ガスは、プラズマ生成装置３０によりイオン，電子，Ｆラジカルなどを含むプラズマとされ、Ｆラジカルは、シリコン原子と化学反応してシリコン基板Ｋをエッチングし、イオンは、基台１２とプラズマとの間に生じる自己バイアスによりシリコン基板Ｋ側に向け加速されて衝突し、当該シリコン基板Ｋをエッチングする。これにより、シリコン基板Ｋには、所定の幅及び深さを備えた溝や穴が形成される。
【００４３】
また、Ｃ４Ｆ８ガスは、プラズマ中で重合物を形成し、この重合物が前記溝や穴の側壁及び底面に堆積してフロロカーボン膜を形成する。このフロロカーボン膜は、Ｆラジカルと反応しないため、Ｆラジカルに対する保護膜として機能する。
【００４４】
前記プラズマ生成装置３０は、処理チャンバ１１外周の上部側に配設されたコイル３１と、コイル３１と並列に接続されたコンデンサ３２と、コイル３１に高周波電力を印加する第２高周波電源３３と、コイル３１と第２高周波電源３３との間に接続された整合装置３４とからなり、コイル３１に高周波電力を印加することで、処理チャンバ１１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１１内のガスをプラズマ化する。
【００４５】
前記整合装置３４は、一方端がコイル３１と第２高周波電源３３とを接続する回路３４ａに接続され、他方端が接地された第１可変コンデンサ３５と、第１可変コンデンサ３５との接続部よりもコイル３１側の回路３４ａ上に配置された第２可変コンデンサ３６と、第１可変コンデンサ３５との接続部よりも第２高周波電源３３側の回路３４ａ上に配置され、電流と電圧との位相差を検出する検出器３７と、検出器３７によって検出された位相差を基に、第１可変コンデンサ３５及び第２可変コンデンサ３６の静電容量を調整する制御部（図示せず）とからなる。
【００４６】
前記制御部（図示せず）は、検出器３７によって検出された位相差を基に、当該検出位相差が無くなるように、第１可変コンデンサ３５及び第２可変コンデンサ３６の静電容量を調整して、当該整合装置３４のインピーダンスを変化させることで、第２高周波電源３３側のインピーダンスと、コイル３１，コンデンサ３２及び整合装置３４からなる負荷側の合成インピーダンスとを等しくする（整合させる）。そして、これらのインピーダンスが等しいときに、第２高周波電源３３から負荷側に供給される電力が最大となる。
【００４７】
前記コンデンサ３２は、その静電容量Ｃが、Ｃ＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／（（２×π×ｆ）２×Ｌ１×Ｌ２））の関係を満たすように構成される。尚、πは円周率、ｆは第２高周波電源３３によって印加される高周波電力の周波数、Ｌ１はエッチング処理時間帯におけるコイル３１のインダクタンス、Ｌ２は保護膜形成処理時間帯におけるコイル３１のインダクタンスを示している。
【００４８】
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、まず、シリコン基板Ｋが処理チャンバ１１内に搬入され、基台１２上に載置される。ついで、第１高周波電源１３により高周波電力が基台１２に印加され、第２高周波電源３３により高周波電力が整合装置３４を介してコイル３１に印加され、また、ガスボンベ２２，２３からＳＦ６ガス及びＣ５Ｆ８ガスが処理チャンバ１１内に供給される。
【００４９】
尚、このとき、整合装置３４では、第２高周波電源３３側のインピーダンスと、コイル３１，コンデンサ３２及び自身を含む負荷側の合成インピーダンスとが等しくなる（整合する）ように、第１可変コンデンサ３５及び第２可変コンデンサ３６の静電容量が調整されている。
【００５０】
また、ＳＦ６ガス及びＣ５Ｆ８ガスの流量は、ＳＦ６ガスの流量が多く、Ｃ４Ｆ８ガスの流量が少ない時間帯（Ｅ時間帯）のエッチング処理工程と、ＳＦ６ガスの流量が少なく、Ｃ４Ｆ８ガスの流量が多い時間帯（Ｄ時間帯）の保護膜形成処理工程とが交互に繰り返されるように、流量調整機構２４，２５により制御されている。
【００５１】
エッチング処理工程のとき、イオン照射の多い穴や溝の底面では、重合物による保護膜の形成よりも、イオン照射による保護膜の除去並びにＦラジカル及びイオン照射によるエッチングが進行し、イオン照射の少ない穴や溝の側壁では、イオン照射による保護膜の除去よりも重合物による保護膜の形成が進行し、これにより、エッチングによって形成された新たな側壁が保護膜によって直ちに被覆される。
【００５２】
一方、保護膜形成処理工程のとき、前記底面では、重合物による保護膜の形成とイオン照射による保護膜の除去とが均衡し、前記側壁では、より多くの重合物が堆積して強固な保護膜が形成される。
【００５３】
このように、主としてシリコン基板Ｋをエッチングするエッチング処理と、主としてシリコン基板Ｋに保護膜を形成する保護膜形成処理とを交互に繰り返して実行することで、穴や溝の側壁を保護膜により保護しつつその深さ方向のみにエッチングを進行させて、サイドエッチングやアンダーカットを防止することができる。
【００５４】
ところで、上記のように、エッチング処理工程と保護膜形成処理工程とを交互に繰り返し、当該各工程によって処理チャンバ１１内のガス成分の割合が異なると、コイル３１の巻数，コイル３１の断面積，コイル３１の半径，処理ガスの種類などによって定まるコイル３１のインダクタンスや、インピーダンスも各工程によって異なることになるが、このとき、コイル３１のインピーダンス変化が大きいと、各コンデンサ３５，３６の静電容量を大きく変化させなければならないため、インピーダンス整合に長時間を要し、また、その間はコイル３１への高周波電力の印加状態が不安定となってプラズマの発生が不十分なものとなるという問題が従来あった。特に、前記各工程における処理時間が短い場合には、このような問題が顕著となり、当該各時間帯において、シリコン基板に対するエッチングや保護膜の形成を十分に行うことができず、この結果、処理時間が長くなったり、エッチング形状の精度が低下することとなっていた。
【００５５】
そこで、本例のエッチング装置１では、Ｃ＜（（Ｌ１＋Ｌ２）／（（２×π×ｆ）２×Ｌ１×Ｌ２））の関係を満たす静電容量Ｃのコンデンサ３２をコイル３１と並列に接続している。これにより、これらコイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンスを、コイル３１のみとした場合のインピーダンスに比べて小さくすることができるとともに、コイル３１のインピーダンス変化に伴うコイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンス変化量を、コイル３１のみとした場合に比べて小さくすることができ、インピーダンス整合を行う際に、整合装置３４のインピーダンス変化量を小さくして、各可変コンデンサ３５，３６の静電容量の調整量を小さくすることができる。
【００５６】
尚、コイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンスが、コイル３１のみのインピーダンスに比べて小さくなることは、コイル３１のインピーダンスをＺＬとし、コンデンサ３２のインピーダンスをＺＣとすると、コイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンスＺが数式（６）のようになることから明らかである。
【００５７】
【数６】
2005252057.tif 000008
【００５８】
また、コイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンス変化量が、コイル３１のみのときのインピーダンス変化量に比べて小さくなることは、以下のようにして導かれる。
【００５９】
即ち、エッチング処理時におけるコイル３１のインピーダンスをＺＬ１とし、保護膜形成処理時におけるコイル３１のインピーダンスをＺＬ２とし（尚、ＺＬ１＞ＺＬ２とする）、コンデンサ３２のインピーダンスをＺＣとすれば、コイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンス変化量を、コイル３１のみのときのインピーダンス変化量よりも小さくするためには、数式（７）の関係を満たしている必要があり、この数式（７）をＺＣとの関係で示せば、数式（８）のようになる。
【００６０】
【数７】
2005252057.tif 000009
【００６１】
【数８】
2005252057.tif 000010
【００６２】
そして、コイル３１のインピーダンスＺＬ１，ＺＬ２とインダクタンスＬ１，Ｌ２との間には、ＺＬ１＝ｊ×（２×π×ｆ）×Ｌ１、ＺＬ２＝ｊ×（２×π×ｆ）×Ｌ２の関係があり、また、コンデンサ３２のインピーダンスＺＣと静電容量Ｃとの間には、ＺＣ＝１／（ｊ×（２×π×ｆ）×Ｃ）の関係があることから、数式（８）は、数式（９）のように表すことができ、この数式（９）から数式（１０）、即ち、上記関係式が導かれる。
【００６３】
【数９】
2005252057.tif 000011
【００６４】
【数１０】
2005252057.tif 000012
【００６５】
斯くして、本例のエッチング装置１によれば、整合装置３４を除いた負荷側のインピーダンス（コイル３１及びコンデンサ３２の合成インピーダンス）を小さくし、また、コイル３１のインダクタンス変化に伴う当該負荷側のインピーダンス変化を少なくすることができるので、インピーダンス整合を行うときに、各可変コンデンサ３５，３６の静電容量の調整量を少なくすることができる。これにより、当該整合を短時間で行い、コイル３１への高周波電力の印加状態を早期に安定させることができる。
【００６６】
したがって、エッチング処理の時間帯と保護膜形成処理の時間帯とが短時間で切り換わるような場合であっても、その時間内でプラズマを十分に発生させて、シリコン基板Ｋに対するエッチングや保護膜の形成を十分に進行させることができ、処理時間の短縮化や、エッチング形状の精度向上を図ることができる。
【００６７】
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。
【００６８】
前記コンデンサ３２の静電容量Ｃは、これが小さければ小さいほど好ましい。これは、静電容量Ｃを小さくすればするほど、そのインピーダンスＺＣが大きくなるため、コンデンサ３２側に流れる電流を少なくして、コイル３１側に流れる電流を多くすることができ、この結果、第２高周波電源３３から供給される電力を無駄にすることなく、コイル３１によるプラズマの生成に費やすことができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【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示した断面図である。
【図２（ａ）】ＳＦ６ガスの供給流量の時間変化を示した説明図である。
【図２（ｂ）】Ｃ４Ｆ８ガスの供給流量の時間変化を示した説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１    エッチング装置
１１  処理チャンバ
１２  基台
１３  第１高周波電源
１４  減圧装置
２０  処理ガス供給装置
３０  プラズマ生成装置
３１  コイル
３２  コンデンサ
３３  第２高周波電源
３４  整合装置
３５  第１可変コンデンサ
３６  第２可変コンデンサ
【図１】
2005252057.tif 000013
【図２（ａ）】
2005252057.tif 000014
【図２（ｂ）】
2005252057.tif 000015