(57)【要約】【課題】  被処理体が備えるＬｏｗ−ｋ膜にダメージを与えることなく，被処理体上のレジスト膜をアッシング除去する。【解決手段】  チャンバ１０２内に発生するＯラジカルは，Ｌｏｗ−ｋ膜を変質させ，Ｌｏｗ−ｋ膜の誘電率（ｋ値）を上昇させてしまう。チャンバ１０２内の圧力を低下させ，Ｏ２ガスと不活性ガス（特に，Ａｒガス，Ｎ２ガス）の混合ガスを処理ガスとして採用することによって，チャンバ内のＯラジカル密度が小さくなる。この結果，プラズマアッシング工程においてＬｏｗ−ｋ膜の膜質を良好な状態に保つことが可能となる。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，前記処理容器内において，前記レジスト膜を除去する，被処理体のプラズマアッシング方法であって，
前記処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整し，少なくともＯ２ガスを含む第１処理ガスを用いて，前記処理容器の内壁の堆積物を除去する第１アッシング工程と，
少なくともＯ２ガスを含む第２処理ガスを用いて，前記レジスト膜を除去する第２アッシング工程と，
を有することを特徴とする，プラズマアッシング方法。
【請求項２】
前記第２アッシング工程において，前記処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整することを特徴とする，請求項１に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３】
前記第１処理ガスは少なくとも，Ｏ２ガスと第１不活性ガスを含むことを特徴とする，請求項１または２に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項４】
前記第１処理ガスに含まれる前記第１不活性ガスの流量は，前記Ｏ２ガスと前記第１不活性ガスの合計流量に対して，５０〜９０％の範囲であることを特徴とする，請求項３に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項５】
前記第１不活性ガスは，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガスのいずれかであることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項６】
前記第２処理ガスは少なくとも，Ｏ２ガスと第２不活性ガスを含むことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項７】
前記第２処理ガスに含まれる前記第２不活性ガスの流量は，前記Ｏ２ガスと前記第２不活性ガスの合計流量に対して，５０〜９０％の範囲であることを特徴とする，請求項６に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項８】
前記第２不活性ガスは，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガスのいずれかであることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項９】
処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，前記処理容器内において，前記レジスト膜を除去する，被処理体のプラズマアッシング方法であって，
少なくともＯ２ガスと第１不活性ガスを含む第１処理ガスを用いて，前記処理容器の内壁の堆積物を除去する第１アッシング工程と，
少なくともＯ２ガスと第２不活性ガスを含む第２処理ガスを用いて，前記レジスト膜を除去する第２アッシング工程と，
を有することを特徴とする，プラズマアッシング方法。
【請求項１０】
前記第１アッシング工程において，前記処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整することを特徴とする，請求項９に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１１】
前記第２アッシング工程において，前記処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整することを特徴とする，請求項９または１０に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１２】
前記第１処理ガスに含まれる前記第１不活性ガスの流量は，前記Ｏ２ガスと前記第１不活性ガスの合計流量に対して，５０〜９０％の範囲であることを特徴とする，請求項９〜１１のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１３】
前記第１不活性ガスは，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガスのいずれかであることを特徴とする，請求項９〜１２のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１４】
前記第２処理ガスに含まれる前記第２不活性ガスの流量は，前記Ｏ２ガスと前記第２不活性ガスの合計流量に対して，５０〜９０％の範囲であることを特徴とする，請求項９〜１３のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１５】
前記第２不活性ガスは，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガスのいずれかであることを特徴とする，請求項９〜１４のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１６】
前記第１アッシング工程において，前記被処理体には電力が印加されないことを特徴とする，請求項１〜１５のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１７】
前記第１アッシング工程において，前記被処理体には０．１９Ｗ／ｃｍ２以下の電力が印加されることを特徴とする，請求項１〜１５のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１８】
前記第２アッシング工程において，前記被処理体には０．１９Ｗ／ｃｍ２以上の電力が印加されることを特徴とする，請求項１〜１７のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項１９】
処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，前記処理容器内において，前記レジスト膜を除去する，被処理体のプラズマアッシング方法であって，
前記処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整し，少なくともＯ２ガスを含む処理ガスを用いて，前記レジスト膜を除去するアッシング工程を有することを特徴とする，プラズマアッシング方法。
【請求項２０】
前記アッシング工程において，前記処理室内の圧力を３ｍＴｏｒｒ以上に調整することを特徴とする，請求項１９に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２１】
前記処理ガスは，Ｏ２ガスであることを特徴とする，請求項１９または２０に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２２】
前記処理ガスは少なくとも，Ｏ２ガスと不活性ガスを含むことを特徴とする，請求項１９または２０に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２３】
前記処理ガスに含まれる前記不活性ガスの流量は，前記Ｏ２ガスと前記不活性ガスの合計流量に対して，７５〜８７．５％の範囲であることを特徴とする，請求項２２に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２４】
前記不活性ガスは，ＨｅガスまたはＡｒガスであることを特徴とする，請求項２２または２３に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２５】
前記低誘電率膜は少なくとも，Ｓｉ，Ｏ，Ｃ，およびＨを含む材料から成ることを特徴とする，請求項１９〜２４のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２６】
前記アッシング工程は，第１アッシング工程と，当該第１アッシング工程の後に行われる第２アッシング工程を含み，
前記被処理体は，第１周波数を有する第１電力と，当該第１周波数よりも低い第２周波数を有する第２電力を同時に印加することが可能な電極に載置され，
前記第１アッシング工程において，少なくとも，第１電力レベルに調整された前記第１電力を前記電極に印加し，
前記第２アッシング工程において，少なくとも，前記第１電力レベルよりも高い第２電力レベルに調整された前記第１電力を前記電極に印加する，
ことを特徴とする，請求項１９〜２５のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２７】
前記第１周波数は，１００ＭＨｚであり，前記第２周波数は，３．２ＭＨｚであることを特徴とする，請求項２６に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２８】
前記第１電力レベルに調整された前記第１電力によって，前記電極には０．１８〜０．４４Ｗ／ｃｍ２の電力が印加され，
前記第２電力レベルに調整された前記第１電力によって，前記電極には０．８８〜２．２０Ｗ／ｃｍ２の電力が印加される，
ことを特徴とする，請求項２６または２７に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項２９】
前記第１アッシング工程と前記第２アッシング工程において，前記第２電力を前記電極に印加しないことを特徴とする，請求項２６〜２８のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３０】
前記第１アッシング工程において，前記第２電力を前記電極に印加せず，
前記第２アッシング工程において，前記第２電力を前記電極に印加する，
ことを特徴とする，請求項２６〜２８のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３１】
前記第２電力によって，前記電極には０．４４Ｗ／ｃｍ２以下の電力が印加されることを特徴とする，請求項３０に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３２】
前記第１アッシング工程において，第３電力レベルに調整された前記第２電力を前記電極に印加し，
前記第２アッシング工程において，前記第３電力レベルよりも高い第４電力レベルに調整された前記第２電力を前記電極に印加する，
ことを特徴とする，請求項２６〜２８のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３３】
前記第３電力レベルに調整された前記第２電力によって，前記電極には０．１８Ｗ／ｃｍ２以下の電力が印加され，
前記第４電力レベルに調整された前記第２電力によって，前記電極には０．４４Ｗ／ｃｍ２以下の電力が印加される，
ことを特徴とする，請求項３２に記載のプラズマアッシング方法。
【請求項３４】
前記アッシング工程は，第１アッシング工程と，当該第１アッシング工程の後に行われる第２アッシング工程を含み， 
前記第１アッシング工程において，前記処理ガスの流量を１００〜８００ｓｃｃｍに調整し，
前記第２アッシング工程において，前記処理ガスの流量を１００〜８００ｓｃｃｍに調整する，
ことを特徴とする，請求項１９〜３３のいずれかに記載のプラズマアッシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プラズマアッシング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば，半導体製造プロセスにおいては，半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という）などの被処理体の表面に形成したレジスト膜を除去する処理が行われる。従来，このレジスト膜除去にあたっては，処理容器内のウェハを加熱すると共に，この処理容器内に例えばＯ2（酸素）ガスを導入し，このＯ2をプラズマ化した際に生ずるＯ（酸素）ラジカルなどの活性種でレジスト膜をアッシング除去する方法（プラズマアッシング方法）が用いられている。
【０００３】
プラズマエッチング処理とプラズマアッシング処理を同じ処理容器内において連続的に行うことによって，被処理体を他の処理容器に移送する時間が省略され，全体の処理時間の短縮が可能となる。
【０００４】
ところが，例えばフッ素含有処理ガスを用いてプラズマエッチング処理を行うと，処理容器の内壁にフッ素ポリマが堆積するおそれがある。この状態でアッシング処理を連続して行うと，処理容器の内壁に堆積したフッ素ポリマが再解離し，被処理体上の膜がエッチングされる現象（メモリエフェクト）が起こり得る。このメモリエフェクトは，半導体の性能に悪影響を及ぼすものである。
【０００５】
従来，このメモリエフェクトの発生を抑制するために，アッシング処理を２ステップに分けて実施する方法が採られていた。まず，第１ステップでは，被処理体にバイアス電圧を印加せずに処理容器内にプラズマを発生させ，これによって処理容器の内壁に堆積しているフッ素ポリマの除去を行う。次に，第２ステップにおいて，被処理体にバイアス電圧を印加させて，被処理体上のレジスト膜を除去する。このような２ステップを踏んでレジスト膜を除去する処理は，「ハイブリッド・アッシング(Hybrid Ashing)」と称される。ハイブリッド・アッシングについては，例えば下記の特許文献１〜５に開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１４５１１１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３０４０号公報
【特許文献３】特開平６−４５２９２号公報
【特許文献４】特開平１０−２０９１１８号公報
【特許文献５】特開２００１−１７６８５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら，被処理体に低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）が含まれており，特にこのＬｏｗ−ｋ膜が露出している場合，単純にハイブリッド・アッシングを行うと，このＬｏｗ−ｋ膜に対してダメージが及ぶおそれがある。具体的には，アッシング処理において処理容器中に発生したＯラジカルがＬｏｗ−ｋ膜を変質させ，結果的にＬｏｗ−ｋ膜の誘電率（ｋ値）が上昇してしまう。また，ハイブリッド・アッシングの第１ステップにおいて，処理容器の内壁に堆積しているフッ素ポリマが除去される際に，このフッ素の一部が再解離して，Ｌｏｗ−ｋ膜に打ち込まれる可能性がある。この場合もＬｏｗ−ｋ膜の誘電率が上昇するおそれがある。
【０００８】
Ｌｏｗ−ｋ膜の誘電率が上昇すると，例えば，このＬｏｗ−ｋ膜によって絶縁されているＣｕ配線間の静電容量が増加し，信号の伝播速度が低下してしまう。この現象は，半導体装置の動作速度の低下に繋がるものである。
【０００９】
また，Ｌｏｗ−ｋ膜を含む被処理体に対して，従来どおりのハイブリッド・アッシングを行うと，Ｌｏｗ−ｋ膜の下地膜（例えば，エッチングストップ膜）にまでダメージが及ぶおそれがある。具体的には，レジスト膜のアッシング中に下地膜が削れてしまう。
【００１０】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的は，被処理体が備える低誘電率膜およびこの低誘電率膜の下地膜にダメージを与えることなく，被処理体上のレジスト膜を効率よくアッシング除去することが可能な，新規かつ改良されたプラズマアッシング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，処理容器内において，レジスト膜を除去する被処理体のプラズマアッシング方法が提供される。そして，この方法は，処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整し，少なくともＯ２ガスを含む第１処理ガスを用いて，処理容器の内壁の堆積物を除去する第１アッシング工程と，少なくともＯ２ガスを含む第２処理ガスを用いて，レジスト膜を除去する第２アッシング工程とを有することを特徴としている。この方法によれば，第１アッシング工程において，処理容器の内壁から堆積物が除去されるため，続く第２アッシング工程において堆積物が再解離して被処理体，特に低誘電率膜にダメージを与えることがなくなる。また，第１アッシング工程において，処理容器内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ（約２．６７Ｐａ）以下（または未満）に調整されているため，処理容器内におけるＯラジカルの密度が小さくなり，この結果，低誘電率膜の膜質劣化が防止される。
【００１２】
また，第２アッシング工程においても，処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整すれば，処理容器内におけるＯラジカルの密度が小さくなり，低誘電率膜の膜質がより良好な状態に保たれる。
【００１３】
第１処理ガスは少なくとも，Ｏ２ガスと第１不活性ガス（例えば，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガス）を含むことが好ましい。これによって，第１アッシング工程において，処理容器内に発生するＯラジカルの量を抑制することができる。また，第１処理ガスに含まれる第１不活性ガスの流量を，Ｏ２ガスと第１不活性ガスの合計流量に対して５０〜９０％の範囲に調整すれば，第１アッシング工程におけるＯラジカルの発生抑制効果がさらに向上する。
【００１４】
第２アッシング工程においても，処理容器内に発生するＯラジカルの量を抑制するためには，第２処理ガスは少なくとも，Ｏ２ガスと第２不活性ガス（例えば，Ａｒガス，Ｎ２ガス，Ｈｅガス，またはＸｅガス）を含むことが好ましい。また，第２処理ガスに含まれる第２不活性ガスの流量を，Ｏ２ガスと第２不活性ガスの合計流量に対して５０〜９０％の範囲に調整すれば，第２アッシング工程におけるＯラジカルの発生抑制効果がさらに向上する。
【００１５】
上記課題を解決するために，本発明の第２の観点によれば，処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，処理容器内において，レジスト膜を除去する，被処理体のプラズマアッシング方法が提供される。そして，この方法は，少なくともＯ２ガスと第１不活性ガスを含む第１処理ガスを用いて，処理容器の内壁の堆積物を除去する第１アッシング工程と，少なくともＯ２ガスと第２不活性ガスを含む第２処理ガスを用いて，レジスト膜を除去する第２アッシング工程とを有することを特徴としている。この方法によれば，第１アッシング工程において，処理容器の内壁から堆積物が除去されるため，続く第２アッシング工程において堆積物が再解離して被処理体，特に低誘電率膜にダメージを与えることがなくなる。また，第１アッシング工程において，少なくともＯ２ガスと第１不活性ガスを含む第１処理ガスが用いられ，第２アッシング工程において，少なくともＯ２ガスと第２不活性ガスを含む第２処理ガスが用いられるため，第１アッシング工程および第２アッシング工程ともに，処理容器内におけるＯラジカルの密度が小さくなり，この結果，低誘電率膜の膜質劣化が防止される。
【００１６】
第１アッシング工程において，被処理体には電力が印加されないか，あるいは被処理体に印加される電力を０．１９Ｗ／ｃｍ２以下にとどめることが好ましい。これによって，被処理体にダメージを与えることなく，処理容器の内壁から堆積物を効率よく除去することが可能となる。これに対して，第２アッシング工程においては，被処理体には０．１９Ｗ／ｃｍ２以上の電力が印加されることが好ましい。低誘電率膜の膜質を良好な状態に維持しつつ，レジスト膜を比較的高いアッシングレートで除去することが可能となる。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明の第３の観点によれば，処理容器内において，パターニングされたレジスト膜をマスクとして用いて低誘電率膜の一部をエッチングした後に，処理容器内において，レジスト膜を除去する，被処理体のプラズマアッシング方法が提供される。そして，この方法は，処理室内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ以下に調整し，少なくともＯ２ガスを含む処理ガスを用いて，レジスト膜を除去するアッシング工程を有することを特徴としている。この方法によれば，例えば，Ｓｉ，Ｏ，Ｃ，およびＨを含む材料から成る低誘電率膜と，その下地膜にダメージを与えることなくレジスト膜を除去することが可能となる。特に，処理室内の圧力を３〜２０ｍＴｏｒｒの範囲に調整すれば，より高い効果が得られる。
【００１８】
処理ガスは，Ｏ２単ガスであってもよく，また，Ｏ２ガスと不活性ガスを含む混合ガスであってもよい。いずれの処理ガスを用いても，アッシング工程における低誘電率膜の膜質劣化と低誘電率膜の下地膜の削失が防止される。処理ガスに含まれる不活性ガスの流量は，Ｏ２ガスと不活性ガスの合計流量に対して，７５〜８７．５％の範囲であることが好ましい。また，不活性ガスとして，低誘電率膜とその下地膜の保護機能および入手性の高さから，ＨｅガスまたはＡｒガスを採用することが好ましい。
【００１９】
レジスト膜に対するアッシング処理（アッシング工程）を，第１アッシング工程と，当該第１アッシング工程の後に行われる第２アッシング工程とに分けて行うことが好ましい。そして，アッシング処理に用いられる処理装置が，被処理体が載置される電極に対して，第１周波数（例えば，１００ＭＨｚ）を有する第１電力と，当該第１周波数よりも低い第２周波数（例えば，３．２ＭＨｚ）を有する第２電力を同時に印加することが可能なタイプである場合，第１アッシング工程において，少なくとも，第１電力レベルに調整された第１電力を電極に印加して，第２アッシング工程において，少なくとも，第１電力レベルよりも高い第２電力レベルに調整された第１電力を電極に印加することが好ましい。この方法を採用することによって，従来，アッシング処理中に低誘電率膜とその下地膜に及んでいたダメージが抑制される。
【００２０】
第１電力レベルに調整された第１電力によって，電極には０．１８〜０．４４Ｗ／ｃｍ２の電力が印加され，第２電力レベルに調整された第１電力によって，電極には０．８８〜２．２０Ｗ／ｃｍ２の電力が印加されることが好ましい。
【００２１】
第１アッシング工程と第２アッシング工程において，第２電力を電極に印加しないようにしてもよい。この場合，第１アッシング工程と第２アッシング工程において，電極には第１電力のみが印加されることになる。
【００２２】
また，第１アッシング工程において，第２電力を電極に印加せず，第２アッシング工程において，第２電力（例えば，０．４４Ｗ／ｃｍ２以下）を電極に印加するようにしてもよい。
【００２３】
また，第１アッシング工程において，第３電力レベルに調整された第２電力（０．１８Ｗ／ｃｍ２以下）を電極に印加して，第２アッシング工程において，第３電力レベルよりも高い第４電力レベルに調整された第２電力（０．４４Ｗ／ｃｍ２以下）を電極に印加するようにしてもよい。
【００２４】
処理ガスの流量についても，第１アッシング工程と第２アッシング工程では個別に制御することが好ましい。例えば，第１アッシング工程では，処理ガスの流量を１００〜８００ｓｃｃｍに調整し，第２アッシング工程では，処理ガスの流量を１００〜８００ｓｃｃｍに調整する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば，処理容器内におけるＯラジカルの発生量が抑制される。この結果，被処理体に含まれる低誘電率膜の劣化が防止される。しかも，本発明によれば，レジスト膜のアッシングレートも適切なレベルに維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
（プラズマ処理装置）
第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の一例として，平行平板型のプラズマ処理装置１０１の概略構成を図１に示す。
【００２８】
このプラズマ処理装置１０１は，例えば表面が陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムから成る円筒形状に成形されたチャンバ（処理容器）１０２を有しており，このチャンバ１０２は接地されている。チャンバ１０２内の底部にはセラミックなどの絶縁板１０３を介して，被処理体としての半導体ウェハ（以下，「ウェハ」という）Ｗを載置するための略円柱状のサセプタ支持台１０４が設けられている。このサセプタ支持台１０４の上には，下部電極を構成するサセプタ１０５が設けられている。このサセプタ１０５にはハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１０６が接続されている。
【００２９】
サセプタ支持台１０４の内部には，温度調節媒体室１０７が設けられている。そして，導入管１０８を介して温度調節媒体室１０７に温度調節媒体が導入，循環され，排出管１０９から排出される。このような温度調節媒体の循環により，サセプタ１０５を所望の温度に調整できる。
【００３０】
サセプタ１０５は，その上側中央部が凸状の円板状に成形され，その上にウェハＷと略同形の静電チャック１１１が設けられている。静電チャック１１１は，絶縁材の間に電極１１２が介在された構成となっている。静電チャック１１１は，電極１１２に接続された直流電源１１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加される。これによって，ウェハＷが静電チャック１１１に静電吸着される。
【００３１】
そして，絶縁板１０３，サセプタ支持台１０４，サセプタ１０５，および静電チャック１１１には，被処理体であるウェハＷの裏面に伝熱媒体（例えばＨｅガスなどのバックサイドガス）を供給するためのガス通路１１４が形成されている。この伝熱媒体を介してサセプタ１０５とウェハＷとの間の熱伝達がなされ，ウェハＷが所定の温度に維持される。
【００３２】
サセプタ１０５の上端周縁部には，静電チャック１１１上に載置されたウェハＷを囲むように，環状のフォーカスリング１１５が配置されている。このフォーカスリング１１５は，セラミックスもしくは石英などの絶縁性材料，または導電性材料によって構成されている。フォーカスリング１１５が配置されることによって，エッチングの均一性が向上する。
【００３３】
また，サセプタ１０５の上方には，このサセプタ１０５と平行に対向して上部電極１２１が設けられている。この上部電極１２１は，絶縁材１２２を介して，チャンバ１０２の内部に支持されている。上部電極１２１は，サセプタ１０５との対向面を構成し多数の吐出孔１２３を有する電極板１２４と，この電極板１２４を支持する電極支持体１２５とによって構成されている。電極板１２４は，絶縁性材料または導電性材料によって形成される。本実施の形態においては，電極板１２４の構成材料としてシリコンが用いられている。電極支持体１２５は例えば表面がアルマイト処理されたアルミニウムなどの導電性材料から成る。なお，サセプタ１０５と上部電極１２１との間隔は，調節可能とされている。
【００３４】
上部電極１２１における電極支持体１２５の中央には，ガス導入口１２６が設けられている。このガス導入口１２６には，ガス供給管１２７が接続されている。さらにこのガス供給管１２７には，バルブ１２８およびマスフローコントローラ１２９を介して，処理ガス供給源１３０が接続されている。
【００３５】
この処理ガス供給源１３０から，プラズマエッチングのためのエッチングガスが供給されるようになっている。なお，図１には，ガス供給管１２７，バルブ１２８，マスフローコントローラ１２９，および処理ガス供給源１３０等から成る処理ガス供給系を１つのみ示しているが，プラズマ処理装置１０１は，複数の処理ガス供給系を備えている。例えば，ＣＦ４，Ｏ２，Ｎ２，ＣＨＦ３，Ａｒ，Ｈｅ，およびＸｅ等の処理ガスが，それぞれ独立に流量制御され，チャンバ１０２内に供給される。
【００３６】
チャンバ１０２の底部には排気管１３１が接続されており，この排気管１３１には排気装置１３５が接続されている。排気装置１３５は，ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており，チャンバ１０２内を所定の減圧雰囲気（例えば０．６７Ｐａ以下）に調整する。また，チャンバ１０２の側壁にはゲートバルブ１３が設けられている。このゲートバルブ１３２が開くことによって，チャンバ１０２内へのウェハＷの搬入，および，チャンバ１０２内からのウェハＷの搬出が可能となる。なお，ウェハＷの搬送には例えば，ウェハカセットが用いられる。
【００３７】
上部電極１２１には，第１の高周波電源１４０が接続されており，その給電線には第１の整合器１４１が介挿されている。また，上部電極１２１にはローパスフィルタ（ＬＰＦ）１４２が接続されている。この第１の高周波電源１４０は，５０〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有する電力を出力することが可能である。このように高い周波数の電力を上部電極１２１に印加することにより，チャンバ１０２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができ，従来と比べて低圧条件下のプラズマ処理が可能となる。第１の高周波電源１４０の出力電力の周波数は，５０〜８０ＭＨｚが好ましく，典型的には図示した６０ＭＨｚまたはその近傍の周波数が使われる。
【００３８】
下部電極としてのサセプタ１０５には，第２の高周波電源１５０が接続されており，その給電線には第２の整合器１５１が介挿されている。この第２の高周波電源１５０は数百ｋＨｚ〜十数ＭＨｚの範囲の周波数を有する電力を出力することが可能である。このような範囲の周波数の電力をサセプタ１０５に印加することにより，被処理体であるウェハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第２の高周波電源１５０の出力電力の周波数は，典型的には図示した２ＭＨｚ，３．２ＭＨｚ，または１３．５６ＭＨｚ等が使われる。本実施の形態においては，２ＭＨｚとした。
【００３９】
（被処理体の膜構造）
次に，図１に示したプラズマ処理装置１０１によって，エッチング処理およびアッシング処理される被処理体の２つの例を図２および図３を参照しながら説明する。
【００４０】
図２に示した第１の例としての被処理体２００は，順次積層されたエッチングストップ膜２１０，低誘電率膜（以下，「Ｌｏｗ−ｋ膜」という）２０８，反射防止膜（ＢＡＲＣ：Bottom Anti-Reflective Coat）２０４，およびフォトレジスト膜２０２を備えている。なお，図２には示していないが，エッチングストップ層２１０の下部には，例えばＣｕ（銅）配線層などの金属層，各種半導体層，およびシリコン基板が存在する。
【００４１】
フォトレジスト膜２０２を構成するレジスト材は，例えば，ＫｒＦ光（波長２４８ｎｍ）に感光するタイプのもので，その膜厚は４００ｎｍである。そして，予めフォトリソグラフィ工程において直径２００ｎｍの円形ホールがパターニングされている。
【００４２】
反射防止膜２０４は，フォトレジスト膜２０２をＫｒＦ光で露光する際に，下地層からの反射光を抑制する働きをする。これによって，より微細なパターニングが可能となる。なお，ここでの反射防止膜２０４の膜厚は６０ｎｍである。
【００４３】
Ｌｏｗ−ｋ膜２０８を構成する低誘電率材料としては，シロキサン系（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）のＨＳＱ(Hydrogen-SilsesQuioxane)やＭＳＱ(Methyl-hydrogen-SilsesQuioxane)等がある。また，このシロキサン系以外にも有機系の材料が採用される場合がある。本実施の形態においては，ＭＳＱの中からBlack
Diamond（登録商標）またはCoral（登録商標）をＬｏｗ−ｋ膜２０８の構成材料として採用している。なお，ここでのＬｏｗ−ｋ膜２０８の膜厚は１０００ｎｍである。
【００４４】
エッチングストップ層２１０は，例えば，ＳｉＣ材によって形成されており，その膜厚は８０μｍである。このエッチングストップ膜２１０が備えられていることによって，フォトレジスト膜２０２をマスクとして用いて，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８をエッチングしたときに，エッチングストップ膜２１０の下部の層（例えば金属層）に対してエッチング処理の影響が及ばなくなる。
【００４５】
図２に示した被処理体２００に対して，図１に示したプラズマ処理装置１０１を用いてプラズマエッチング処理を施すことによって，反射防止膜２０４およびＬｏｗ−ｋ膜２０８がエッチング除去され，結果的にＬｏｗ−ｋ膜２０８に直径２００ｎｍのビア(Via)ホールが形成される。このときのプロセス条件については後述する。
【００４６】
図３に示した第２の例としての被処理体３００は，順次積層されたエッチングストップ膜３１０，Ｌｏｗ−ｋ膜３０８，シリコン酸化膜３０６，反射防止膜３０４，およびフォトレジスト膜３０２を備えている。なお，図３には示していないが，エッチングストップ層３１０の下部には，例えばＣｕ（銅）配線層などの金属層，各種半導体層，およびシリコン基板が存在する。
【００４７】
フォトレジスト膜３０２を構成するレジスト材は，例えば，ＡｒＦ光（波長１９３ｎｍ）に感光するタイプのもので，その膜厚は３７０ｎｍである。そして，予めフォトリソグラフィ工程において，線幅と線間幅が共に１４０ｎｍのいわゆるライン・アンド・スペース・パターンがパターニングされている。
【００４８】
反射防止膜３０４は，フォトレジスト膜３０２をＫｒＦ光で露光する際に，下地層からの反射光を抑制する働きをする。これによって，より微細なパターニングが可能となる。なお，ここでの反射防止膜３０４の膜厚は９０ｎｍである。
【００４９】
シリコン酸化膜３０６は，膜厚１００ｎｍで形成されている。
【００５０】
Ｌｏｗ−ｋ膜３０８を構成する低誘電率材料としては，上述のＬｏｗ−ｋ膜２０８と同様に，シロキサン系のＨＳＱやＭＳＱ等がある。本実施の形態においては，ＭＳＱの中のBlack Diamond（登録商標）またはCoral（登録商標）をＬｏｗ−ｋ膜３０８の構成材料として採用している。なお，ここでのＬｏｗ−ｋ膜３０８の膜厚は３００ｎｍである。
【００５１】
エッチングストップ層３１０は，例えば，ＳｉＣ材によって形成されており，その膜厚は５０μｍである。このエッチングストップ膜３１０が備えられていることによって，フォトレジスト膜３０２をマスクとして用いて，Ｌｏｗ−ｋ膜３０８をエッチングしたときに，エッチングストップ膜３１０の下部の層（例えば金属層）に対してエッチング処理の影響が及ばなくなる。
【００５２】
図３に示した被処理体３００に対して，図１に示したプラズマ処理装置１０１を用いてプラズマエッチング処理を施すことによって，反射防止膜３０４，シリコン酸化膜３０６，およびＬｏｗ−ｋ膜３０８がエッチング除去され，結果的にＬｏｗ−ｋ膜３０８に，線幅と線間幅が共に１４０ｎｍのいわゆるライン・アンド・スペース（トレンチ（溝））が形成される。
【００５３】
（プラズマ処理におけるプロセス条件）
ここで，代表的に，図２に示した被処理体２００に対するプラズマ処理装置１０１を用いたプラズマエッチング処理およびプラズマアッシング処理について説明する。
【００５４】
まず，パターニングされたフォトレジスト膜２０２をマスクとして用いて，反射防止膜２０４のエッチングを行う（第１エッチング工程）。この第１エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を５０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を１０００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとする。また，処理ガスとして，ＣＦ４を用いる。
【００５５】
次に，パターニングされたフォトレジスト膜２０２をマスクとして用いて，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のエッチングを行う（第２エッチング工程）。この第２エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を５０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を１２００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１７００Ｗとする。また，処理ガスとして，ＣＨＦ３，ＣＦ４，Ａｒ，Ｎ２，およびＯ２の混合ガスを用いる。
【００５６】
次いで，第２エッチング工程においてＬｏｗ−ｋ膜２０８に形成されたビアホールの底部にＬｏｗ−ｋ材が残らないように，いわゆるオーバーエッチング工程（第３エッチング工程）を実施する。この第３エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を７５ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を１２００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１２００Ｗとする。また，処理ガスとして，Ｃ４Ｆ８，Ａｒ，およびＮ２の混合ガスを用いる。
【００５７】
以上の第１〜３エッチング工程を実施することによって，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８にビアホールが形成される。
【００５８】
続いて，同一のチャンバ１０２内において，被処理体２００に対して，フォトレジスト膜２０２の除去を目的としたプラズマアッシング処理が施される。
【００５９】
ところで，被処理体２００に対する上記の第１〜３のプラズマエッチング処理が行われると，処理ガスに含まれているＦ（フッ素）がチャンバ１０２の内壁に付着し，徐々にフッ素ポリマとして堆積していく。この状態から，単にフォトレジスト膜２０２の除去のみを目的としたプラズマアッシング処理を行うと，チャンバ１０２の内壁に堆積したフッ素ポリマが再解離し，例えばＬｏｗ−ｋ膜２０８がエッチングされてしまう。
【００６０】
そこで，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理は，主にチャンバ１０２の内壁に堆積したフッ素ポリマを除去する第１アッシング工程と，フォトレジスト膜２０２を除去する第２アッシング工程とに分けて実施される。まず，第１アッシング工程を実施することによって，被処理体２００に影響を与えることなくチャンバ１０２の内壁に堆積したフッ素ポリマが除去される。したがって，続く第２アッシング工程において，フッ素ポリマが再解離して，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８がエッチングされることはなくなる。
【００６１】
しかも，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法によれば，第１アッシング工程および第２アッシング工程における各プロセス条件が適切に制御されるため，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質の劣化（例えば，誘電率の上昇）が防止される。ここで，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法に適用されるプロセス条件の一例を示す。
【００６２】
第１アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とする。また，処理ガス（第１処理ガス）として，Ａｒ（第１不活性ガス）とＯ２の混合ガスを用い，Ａｒ／Ｏ２のガス流量比（Ａｒのガス流量／Ｏ２のガス流量）を４５０ｓｃｃｍ／５０ｓｃｃｍとする。そして，この第１アッシング工程の時間は，４５ｓｅｃとする。
【００６３】
第２アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を２００Ｗとする。また，処理ガス（第２処理ガス）として，Ｎ２（第２不活性ガス）とＯ２の混合ガスを用い，Ｎ２／Ｏ２のガス流量比（Ｎ２のガス流量／Ｏ２のガス流量）を６０ｓｃｃｍ／６０ｓｃｃｍとする。さらに，被処理体２００の裏面冷却ガス圧力をセンタ部１０Ｔｏｒｒ，エッジ部３５Ｔｏｒｒとする。また，チャンバ１０２内の設定温度については，上部電極を６０℃，下部電極を５０℃，側壁部を２０℃とする。そして，この第２アッシング工程の時間は，２６ｓｅｃとする。
【００６４】
なお，第１〜３エッチング工程および第１，２アッシング工程の切り替わり期間において，上部電極１２１とサセプタ１０５にそれぞれ高周波電力を供給する第１の高周波電源１４０と第２の高周波電源１５０は，一旦オフ状態とされる。一方で，第２アッシング工程におけるチャンバ１０２内の圧力は１０ｍＴｏｒｒと低く，このままではチャンバ１０２内に安定的にプラズマを点火させることができない。そこで，第１アッシング工程と第２アッシング工程の間に，チャンバ１０２内の圧力を一時的に例えば３０ｍＴｏｒｒとするプラズマ点火工程を３ｓｅｃ間実施する。このプラズマ点火工程を実施することによって，プラズマを確実に点火させ，その後，第２アッシング工程においてチャンバ１０２内の圧力を低く調整することが可能となる。
【００６５】
上述のように，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質を劣化させる最大の原因は，アッシング処理ガスに含まれるＯがラジカル化し，このＯラジカルがＬｏｗ−ｋ膜２０８を構成するＬｏｗ−ｋ材の組成を変化させてしまうことにある。この問題に対して，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法は，主として２つのプロセス条件を最適化することによってアッシング処理中におけるＯラジカルの発生を抑制する。第一に，アッシング処理中にチャンバ１０２内を低圧化する。第二に，処理ガスとしてＯ２ガスと不活性ガスの混合ガスを採用する。また，Ｏラジカルの発生を抑制するためには，上記したように，第１アッシング工程と第２アッシング工程において，Ｏ２ガスと組み合わせる不活性ガスの種類を切り替えることも有効となる。さらに，プロセス条件のその他のパラメータを最適化することによって，より一層Ｏラジカルの発生を抑制し，結果としてＬｏｗ−ｋ膜２０８の膜質を良好な状態に保つことができる。
【００６６】
（プラズマアッシング処理の実験）
以下，本実施の形態にかかるプラズマ処理装置１０１を用いて各種パラメータを変えながら図２と図３に示した被処理体２００，３００に対してプラズマアッシング処理を施した実験結果を参照しながら，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８，３０８の膜質を良好な状態に保つために最適な（または最適範囲の）アッシングプロセス条件について説明する。
【００６７】
本実験においては，プラズマアッシング処理がＬｏｗ−ｋ膜に及ぼすダメージの程度を，サンプルとなる被処理体をフッ酸（ＨＦ）液に浸し，そのときのＬｏｗ−ｋ膜の浸食量を基準に判定することとした。この判定方法は，「（膜質が良好な）Ｌｏｗ−ｋ膜はフッ酸に溶けないが，Ｏラジカルによって組成が変化したＬｏｗ−ｋ膜はフッ酸に溶ける」という性質を利用したものである。この判定方法について，図４を参照しながら詳しく説明する。
【００６８】
図２の被処理体２００に対して，プラズマエッチング処理とプラズマアッシング処理を実施して得られた被処理体を図４の矢印左側に示す。プラズマエッチング処理によって，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８にはホールが形成され，プラズマアッシング処理によってフォトレジスト膜２０２が除去されている。この被処理体２００をフッ酸液に浸すと，プラズマアッシング処理においてＬｏｗ−ｋ膜２０８にダメージが及んでいる場合には，同図矢印右側に示したように，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の露出側壁が溶けてしまう。この溶失量Δｄは，Ｏラジカルによって組成が変化したＬｏｗ−ｋ膜２０８の範囲に対応しており，溶失量Δｄが大きいほどプラズマアッシング処理がＬｏｗ−ｋ膜２０８に大きなダメージを与えていると言える。なお，図４中に示したように，溶失量Δｄは，ホール（またはトレンチ）の開口量の変化（ＣＤ(Critical Dimensions)シフト）となって現れる。実際には，ホール（またはトレンチ）のＣＤシフトは，深さ方向で異なる可能性がある。本実験では，上部ホール径ｄ１ｔ，中間部ホール径ｄ１ｍ，および底部ホール径ｄ１ｂを測定し，最もＣＤシフトが大きい位置の値を用いて，Ｌｏｗ−ｋ膜のダメージの程度を判定している。例えば，上部ホール径ｄ１ｔが最も大きい値のときには，上記溶失量Δｄは，フッ酸液に浸される前のＬｏｗ−ｋ膜２０８のホール径ｄ０と，フッ酸液に浸された後のＬｏｗ−ｋ膜２０８の上部ホール径ｄ１ｔとの差とする。
【００６９】
上述のように，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法は，主にチャンバ１０２の内壁に堆積したフッ素ポリマを除去する第１アッシング工程と，フォトレジスト膜２０２を除去する第２アッシング工程を有する。そこで，第１アッシング工程と第２アッシング工程それぞれについて実験を行った。
【００７０】
（第１アッシング工程におけるＣＤシフト量と各種プロセス条件との関係）
初めに，第１アッシング工程における最適なプロセス条件について図５〜図１５に示した実験結果を踏まえて考察する。
【００７１】
まず，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はBlack Diamond（登録商標）である）を用いて，第１アッシング工程を実施した。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，処理ガスとして，Ｏ２ガスを用い，その流量を５００ｓｃｃｍとした。この条件下で，チャンバ１０２内の圧力を変化させてＣＤシフト量を測定した。この結果を図５に示す。チャンバ１０２内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下（または未満）のとき，より好ましくは１０ｍＴｏｒｒ以下（または未満）のときＣＤシフト量が小さく抑えられることが分かる。また，チャンバ１０２内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下であっても，チャンバ１０２の内壁に堆積（デポ）したフッ素ポリマを除去するために要する時間も短く，第１アッシング工程の本来の目的が損なわれることはない。
【００７２】
次に，同じサンプルを用いて，プロセス条件を変えて第１アッシング工程を実施した。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０〜５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整した。この条件下で，処理ガス種を変えてＣＤシフト量を測定した。実験に用いた処理ガスは，Ｏ２ガス（単一ガス），Ｎ２／Ｏ２混合ガス，Ａｒ／Ｏ２混合ガスである。なお，各処理ガスの合計流量は，１２０〜５００ｓｃｃｍであり，混合ガスの場合，流量比を１：１とした。この結果を図６に示す。処理ガスとしては，Ｏ２の単一ガスよりもＮ２ガスやＡｒガスなどの不活性ガスをＯ２ガスに混合させた方が好ましい結果が得られた。特に，Ａｒ／Ｏ２混合ガスを処理ガスとして採用することが，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質劣化を抑える上で最も効果的である。
【００７３】
次いで，上の実験で好ましい結果が得られたＡｒ／Ｏ２混合ガスについて，その好ましい混合比（流量比）を検討した。図７にその結果を示す。処理ガスの混合比以外のプロセス条件は，図６の結果を得た実験時と同じである。ただし，この実験ではＬｏｗ−ｋ膜２０８としてCoral（登録商標）を用いた。同図に示したように，Ａｒガスの比を５０％から８０％まで増加（Ｏ２ガスの比が減少）させていくと，ＣＤシフト量も減少していく。そして，Ａｒガスの流量：Ｏ２ガスの流量＝８：２が最も好ましい条件であることが分かる。チャンバ１０２の内壁に堆積（デポ）したフッ素ポリマを除去するために要する時間についても，流量比５０％から８０％まで短時間を維持しており，このことからもＡｒガスの流量：Ｏ２ガスの流量＝８：２が最も好ましい条件と言える。
【００７４】
（第１アッシング工程におけるプラズマ観測結果）
続いて，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質劣化の主な要因と考えられているＯラジカルの密度とチャンバ１０２内の圧力との関係を実験によって確認した。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，処理ガスとして，ＡｒとＯ２の混合ガスを用い，Ａｒ／Ｏ２のガス流量比（Ａｒのガス流量／Ｏ２のガス流量）を４００ｓｃｃｍ／１００ｓｃｃｍとした。図８に示すように，チャンバ１０２内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下（または未満）のとき，Ｏラジカルの密度が十分に小さくなる。しかも，圧力が低下するに従って，さらにＯラジカルの密度が小さくなっていくことが分かる。したがって，Ｌｏｗ−ｋ膜の劣化を防止するためには，防止チャンバ１０２内をより低圧に，具体的には２０ｍＴｏｒｒ以下（または未満）に調整することが好ましいと言える。
【００７５】
図９は，被処理体へのイオン入射量とチャンバ１０２内の圧力との関係を示している。同図から明らかなように，チャンバ１０２内の圧力を低下させてもイオン入射量は微増するだけであり，Ｌｏｗ−ｋ膜の劣化には関与しないと考えられる。
【００７６】
次に，チャンバ１０２壁のシース電圧とチャンバ１０２内の圧力との関係，および，ウェハ上のシース電圧とチャンバ１０２内の圧力との関係を得るための実験を行った。チャンバ１０２内の圧力を低下させると，図１０に示すように，チャンバ１０２壁のシース電圧が上昇するのに対して，図１１に示すように，ウェハ上のシース電圧は低下する。この実験結果から，チャンバ１０２内の圧力を低下させると，ウェハに対するアッシングよりもチャンバ１０２の壁へのアッシングが支配的になり，Ｌｏｗ−ｋ膜に対してダメージが及ばなくなることが分かる。
【００７７】
既に，Ｏラジカルの密度とチャンバ１０２内の圧力との関係について図８を参照しながら説明したが，次に実施した実験は，Ｏラジカルの密度とＡｒ／Ｏ２の流量比との関係を得るためのものである。この実験では，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整し，処理ガスとしてのＡｒ／Ｏ２混合ガスにおいて，合計流量を５００ｓｃｃｍに維持しつつＡｒガスとＯ２混合ガスの各流量を変化させた。その他のプロセス条件は，図８の結果を得た実験と同一である。図１２に示すように，Ａｒガスの流量が増加するに従って，Ｏラジカルの密度が小さくなっていく。したがって，Ｌｏｗ−ｋ膜の劣化を防止するためには，処理ガス中に含まれるＡｒガスの比率を大きく，具体的にはＡｒガスの流量：Ｏ２ガスの流量＝４００：１００程度となるように調整することが好ましいと言える。
【００７８】
図１３は，被処理体へのイオン入射量とＡｒガスの流量との関係を示している。同図から明らかなように，Ａｒガスの流量を増加させてもイオン入射量は微増するだけであり，Ｌｏｗ−ｋ膜の劣化には関与しないと考えられる。
【００７９】
チャンバ１０２壁のシース電圧とＡｒガスの流量（Ａｒ／Ｏ２の流量比）との関係，および，ウェハ上のシース電圧とＡｒガスの流量（Ａｒ／Ｏ２の流量比）との関係を得るための実験も行った。Ａｒガスの流量を０ｓｃｃｍ（すなわち処理ガスはＯ２ガスのみ）から４００ｓｃｃｍまで増加させると，図１４に示すようにチャンバ１０２壁のシース電圧が低下し，また，図１５に示すようにウェハ上のシース電圧も低下する。ただし，その低下率は，前者が約３０％であるのに対して後者は約５０％である。すなわち，ウェハ上のシース電圧の方がより大きく低下する。この実験結果から，Ａｒガスの流量（比）を増加させると，ウェハに対するアッシングよりもチャンバ１０２の壁へのアッシングが支配的になり，Ｌｏｗ−ｋ膜に対してダメージが及ばなくなることが分かる。以上，第１アッシング工程における最適なプロセス条件を得るための実験結果とそれぞれから把握される最適プロセス条件を示した。
【００８０】
（第２アッシング工程におけるＣＤシフト量と各種プロセス条件との関係）
次に，第２アッシング工程における最適なプロセス条件について図１６〜図２９に示した実験結果を踏まえて考察する。なお，以下特別な記載がない限り，第２アッシング工程の最適プロセス条件を見出すための実験は，クリーニングされたプラズマ処理装置１０１に，ビアホールが形成されている被処理体２００またはトレンチが形成されている被処理体３００をセットして実施したものである。これは，実験結果に，第１アッシング工程の影響が含まれないようにするためである。
【００８１】
まず，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はBlack Diamond（登録商標）である）を用いて，第２アッシング工程を実施した。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を１０００Ｗに調整した。また，処理ガスとして，Ｏ２ガスを用い，その流量を２００ｓｃｃｍとした。この条件下で，サセプタ１０５に印加する高周波電力（下部電力）を変化させてＣＤシフト量を測定した。この結果を図１６に示す。下部電力が１００〜５００Ｗの範囲でＣＤシフト量が小さく抑えられることが分かる。下部電力の範囲としては３００〜５００Ｗが特に好ましい。なお，本実験で用いたウェハは２００ｍｍ径であり，ウェハを囲むフォーカスリングの直径は２６０ｍｍである。したがって，下部電力１００〜３００〜５００Ｗは，電力密度約０．１９〜０．５７〜０．９４Ｗ／ｃｍ２に相当する。
【００８２】
上記のように，下部電力を１００〜５００Ｗに調整した場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについても実験によって確認した。ただし，この実験では，ウェハ全面にフォトレジスト材を塗布して形成したサンプル（以下，「ＰＲブランケットサンプル」という）を用いた。図１６に示したように，下部電力が１００〜５００Ｗの範囲でも，良好なアッシングレートが得られる。とりわけ，下部電極が３００〜５００Ｗの範囲ではアッシングレートが大きくなり，より好ましい。したがって，下部電力を適切に調整することによって，第２アッシング工程の本来の目的であるフォトレジスト膜の効率のよい除去と，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質維持を両立させることが可能となる。
【００８３】
次に，同じサンプルを用いて，プロセス条件を変えて第２アッシング工程を実施した。この実験では，上部電極１２１に印加する高周波電力を１０００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１５０Ｗに調整し，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整した。また，処理ガスとして，Ｏ２ガスを用い，その流量を２００ｓｃｃｍとした。この条件下で，上部電極１２１とサセプタ（下部電極）１０５との間隔を変えてＣＤシフト量を測定した。この結果を図１７に示す。上部電極１２１とサセプタ（下部電極）１０５との間隔が４０〜６０ｍｍの範囲で間隔が大きいほどＣＤシフト量が小さく抑えられることが分かる。
【００８４】
上記のように，上部電極１２１とサセプタ（下部電極）１０５との間隔を４０〜６０ｍｍに調整した場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについてもＰＲブランケットサンプルを用いた実験によって確認した。図１７に示したように，上部電極１２１とサセプタ（下部電極）１０５との間隔が４０〜６０ｍｍの範囲でも，良好なアッシングレートが得られる。
【００８５】
次いで，同じサンプルを用いて，他のプロセス条件を変えて第２アッシング工程を実施した。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を１０００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１５０Ｗとした。また，処理ガスとして，Ｏ２ガスを用い，その流量を２００ｓｃｃｍとした。この条件下で，チャンバ１０２内の圧力を変化させてＣＤシフト量を測定した。この結果を図１８に示す。チャンバ１０２内の圧力が５〜２０ｍＴｏｒｒの範囲で，圧力が低いほどＣＤシフト量が小さく抑えられることが分かる。
【００８６】
また，上記のように，チャンバ１０２内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下に調整した場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについてもＰＲブランケットサンプルを用いた実験によって確認した。図１８に示したように，チャンバ１０２内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下でも，良好なアッシングレートが得られるが，圧力が低いほどアッシングレートが小さくなる。したがって，チャンバ１０２内の圧力を適切に調整することによって，フォトレジスト膜の効率のよい除去と，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質維持を両立させることが可能となる。
【００８７】
続いて，同じサンプルを用いて，さらに他のプロセス条件を変えて第２アッシング工程を実施した。このとき，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０〜５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００〜１０００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００〜１５０Ｗとした。また，チャンバ１０２内の圧力を１０〜２０ｍＴｏｒｒに調整した。この条件下で，処理ガスを変えてＣＤシフト量を測定した。実験に用いた処理ガスは，Ｏ２ガス（単一ガス），Ｎ２／Ｏ２混合ガス，Ａｒ／Ｏ２混合ガス，ＣＯ／Ｏ２混合ガスである。なお，各処理ガスの合計流量は，１０〜１００ｓｃｃｍであり，混合ガスの場合，流量比を１：１とした。この結果を図１９に示す。処理ガスとしては，Ｏ２の単一ガスよりもＮ２ガスやＡｒガスなどの不活性ガスまたはＣＯガスをＯ２ガスに混合させた方が，ＣＤシフト量が小さくなるという好ましい結果が得られた。特に，Ｎ２／Ｏ２混合ガスを処理ガスとして採用することが，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質を維持する上で最も効果的であることが分かる。
【００８８】
また，上記のように，処理ガス種を変えた場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについてもＰＲブランケットサンプルを用いた実験によって確認した。図１９に示したように，Ｏ２ガス（単一ガス）が最も高いアッシングレートを示しているが，ＣＤシフト抑制効果の高いＮ２／Ｏ２混合ガスも比較的高いアッシングレートを示している。Ｎ２／Ｏ２混合ガスを処理ガスとして採用することによって，フォトレジスト膜の効率のよい除去と，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質維持を両立させることが可能となる。
【００８９】
次に，上の実験で好ましい結果が得られたＮ２／Ｏ２混合ガスについて，その好ましい混合比（流量比）を検討した。図２０にその結果を示す。この実験では，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとした。また，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに調整し，Ｎ２／Ｏ２混合ガスの合計流量を１２０ｓｃｃｍとした。また，この実験ではＬｏｗ−ｋ膜２０８としてCoral（登録商標）を用いた。同図から明らかなように，Ｎ２ガスの比が３０〜７０％の範囲でＣＤシフト量が小さく抑えられ，特にＮ２ガスが５０％のとき，すなわちＮ２ガスの流量とＯ２ガスの流量がほぼ等しいときにＣＤシフト量が最も小さくなる。
【００９０】
また，上記のように，Ｎ２／Ｏ２混合ガスの混合比を変えた場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについてもＰＲブランケットサンプルを用いた実験によって確認した。図２０に示したように，Ｎ２ガスの比が３０〜７０％の範囲において，良好なアッシングレートが得られる。したがって，Ｎ２ガスの比を３０〜７０％の範囲に調整することによって，フォトレジスト膜の効率のよい除去と，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質維持を両立させることが可能となる。
【００９１】
（第１アッシング工程と第２アッシング工程を連続した場合のＣＤシフト量と第２アッシング工程の各種プロセス条件との関係）
ここまでは，クリーニングされたプラズマ処理装置１０１に，ビアホールが形成されている被処理体２００をセットして，第２アッシング工程を実施することによって得られた結果について説明してきた。これに対して，プラズマ処理装置１０１を用いて，第１アッシング工程と第２アッシング工程を連続的に行った場合の実験結果を図２１〜図２３に示す。
【００９２】
まず，図２１に示した結果を得た実験について説明する。この実験では，図３に示したトレンチを有する被処理体３００（Ｌｏｗ−ｋ膜３０８はBlack Diamond（登録商標）である）を用いて，第１アッシング工程を実施した。この第１アッシング工程では，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，処理ガスとして，Ａｒ／Ｏ２混合ガスを用い，その流量をそれぞれ４００／１００ｓｃｃｍとした。続いて，第２アッシング工程を実施した。このとき，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとした。また，処理ガスとして，Ｎ２／Ｏ２混合ガスを用い，その合計流量を１２０ｓｃｃｍとした。本実験では，この条件下で，Ｎ２ガスの流量比を５０〜９０％の範囲で変化させてＣＤシフト量を測定した。同図から明らかなように，Ｎ２ガスの比が５０〜９０％の範囲でＣＤシフト量が小さく抑えられ，特に７０％をピークとして，Ｎ２ガスの比が大きくなるにつれてＣＤシフト量が小さくなっていく。
【００９３】
次に，図２２に示した結果を得た実験について説明する。この実験では，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はCoral（登録商標）である）を用いて，第１アッシング工程を実施した。この第１アッシング工程では，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，処理ガスとして，Ａｒ／Ｏ２混合ガスを用い，その流量をそれぞれ４５０／５０ｓｃｃｍとした。続いて，第２アッシング工程を実施した。このとき，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，サセプタ１０５に印加する高周波電力を５００Ｗとした。また，処理ガスとして，Ｎ２／Ｏ２混合ガスを用い，各ガスの流量を６０／６０ｓｃｃｍとした。本実験では，この条件下で，上部電極１２１に印加する高周波電力（上部電力）を５００〜１０００Ｗの範囲で変化させてＣＤシフト量を測定した。同図から明らかなように，上部電力を５００〜１０００Ｗの範囲では，ＣＤシフト量が小さく，しかもほぼ一定に抑えられる。
【００９４】
また，上記のように，上部電力を５００〜１０００Ｗの範囲で変化させた場合のフォトレジスト膜２０２のアッシングレートについて確認した。図２２に示したように，上部電力を上昇させた方が，高いアッシングレートを得ることができる。したがって，上部電力を例えば１０００Ｗに調整すれば，フォトレジスト膜の効率のよい除去と，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質維持を両立させることが可能となる。
【００９５】
次に，図２３に示した結果を得た実験について説明する。この実験では，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はCoral（登録商標）である）を用いて，第１アッシング工程を実施した。この第１アッシング工程では，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とした。また，処理ガスとして，Ａｒ／Ｏ２混合ガスを用い，その流量をそれぞれ４５０／５０ｓｃｃｍとした。続いて，第２アッシング工程を実施した。このとき，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒに調整し，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を２００Ｗとした。また，処理ガスとして，Ｎ２／Ｏ２混合ガスを用い，各ガスの流量比を１：１とした。本実験では，この条件下で，Ｎ２／Ｏ２混合ガスの流量比を１：１に保ちつつ，その総流量を１２０〜３００ｓｃｃｍの範囲で変化させてＣＤシフト量を測定した。同図から明らかなように，Ｎ２／Ｏ２混合ガスの総流量を増加させると，これに応じてＣＤシフト量が小さくなり，３００ｓｃｃｍのときに最も好ましい結果が得られる。以上のように第２アッシング工程における各種プロセス条件とＣＤシフト値（およびアッシングレート）との関係を得るための実験を行い，それぞれの結果から，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質を良好な状態に維持するためのプロセス条件を見出すことができた。
【００９６】
（第２アッシング工程におけるプラズマ観測結果）
続いて，第２アッシング工程におけるプラズマ計測実験を行い，良好なプロセス条件の検証を行った。
【００９７】
まず，サセプタ１０５に印加する高周波電力（下部電力）と，被処理体に入射するイオン量との関係を間接的に見るために，下部電力と被処理体に印加されるバイアス電圧を測定した。この測定結果を図２４に示す。同図から明らかなように，下部電力を１００Ｗから５００Ｗまで上昇させると，被処理体に印加されるバイアス電圧も上昇する。このバイアス電圧が上昇すると，被処理体に入射するイオン量が増加し，結果的にイオンによる異方性エッチング（アッシング）が活発化する。なお，この実験において，上部電極１２１に印加する高周波電力（上部電力）は，１５００Ｗに設定されている。
【００９８】
また，ＣＤシフトの原因と考えられているＯラジカルの密度と下部電力との関係も実験によって確認した。この実験結果を図２５に示す。同図から明らかなように，下部電力を１００〜５００Ｗの範囲で変化させても，チャンバ１０２内のＯラジカルの密度はほとんど変化しない。これらの実験結果から次のことが分かる。下部電力を１００Ｗから５００Ｗまで上昇させると，イオン量が増加し，フォトレジスト膜を短時間でアッシング除去することが可能となる。一方，Ｏラジカルは増加しないため，Ｌｏｗ−ｋ膜の膜質は良好な状態に維持される。また，Ｏラジカルと異なり，イオンの移動方向は高い異方性を有しているため，イオン量が増加しても露出しているＬｏｗ−ｋ膜の側壁が削られてしまうこともない。
【００９９】
次に，上部電極１２１に印加する高周波電力（上部電力）と，被処理体へのイオン入射量との関係を測定した。この測定結果を図２６に示す。同図から明らかなように，上部電力を５００Ｗから１５００Ｗまで上昇させると，イオン入射量が増大する。この結果，イオンによる異方性エッチング（アッシング）が活発化する。なお，この実験において，下部電力は，１００Ｗに設定されている。
【０１００】
次いで，ＣＤシフトの原因と考えられているＯラジカルの密度と，上部電極１２１に印加する高周波電力（上部電力）との関係を実験によって確認した。この測定結果を図２７に示す。同図から明らかなように，上部電力を５００Ｗから１５００Ｗまで上昇させたとき，Ｏラジカルの密度も増加するが，その増加量は僅かである。図２６と図２７の結果から次の知見が得られる。すなわち，上部電力を５００〜１５００Ｗの範囲，好ましくは１５００Ｗに調整することによって，フォトレジスト膜を効率よく除去することができ，しかも，Ｌｏｗ−ｋ膜へのダメージを抑えることが可能となる。なお，本実施の形態において上部電極１２１の直径は例えば２８０ｍｍである。したがって，上部電力５００〜１５００Ｗは，電力密度約０．８１〜２．４４Ｗ／ｃｍ２に相当する。
【０１０１】
図２８は，被処理体へのイオン入射量とチャンバ１０２内の圧力との関係を示している。同図から明らかなように，チャンバ１０２内の圧力を低下させてもイオン入射量はほとんど変化しない。これに対して，図２９に示すように，チャンバ１０２内の圧力を低下させると，Ｏラジカルの密度が低下する。このように，チャンバ１０２内の圧力を低下させると，等方的なエッチング反応を起こすＯラジカルの密度が低下するため，Ｌｏｗ−ｋ膜に対してダメージが及ばなくなる。しかも，チャンバ１０２内の圧力を低下させても，異方性エッチング（アッシング）反応を得るためのイオンの量は変化しないため，フォトレジスト膜を効率よく短時間で除去することが可能となる。
【０１０２】
なお，処理ガスとしてＮ２／Ｏ２混合ガスを用い，その混合比（流量比）と被処理体へのイオン入射量との関係，および，その混合比（流量比）とＯラジカルの密度との関係についても，実験によって確認した。この実験では，ガスの流量比を変化させてもイオン入射量はさほど変化しないが，Ｎ２ガスの流量を増加させるとＯラジカル密度が小さくなる，という結果が得られた。したがって，Ｎ２ガスの流量を増加させることによって，フォトレジスト膜を効率よく除去することができ，しかも，Ｌｏｗ−ｋ膜へのダメージを抑えることが可能となる。また，処理ガスとしてＮ２／Ｏ２混合ガスを用い，その合計流量と被処理体へのイオン入射量との関係，および，その合計流量とＯラジカルの密度との関係についても，実験によって確認した。この実験では，混合ガスの合計流量を変化させてもイオン入射量はさほど変化しないが，混合ガスの合計流量を増加させるとＯラジカル密度が小さくなる，という結果が得られた。したがって，Ｎ２／Ｏ２混合ガスの合計流量を増加させることによって，フォトレジスト膜を効率よく除去することができ，しかも，Ｌｏｗ−ｋ膜へのダメージを抑えることが可能となる。
【０１０３】
以上の実験結果から明らかなように，チャンバ１０２内の圧力を低下させ，Ｏ２ガスと不活性ガス（特に，Ａｒガス，Ｎ２ガス）の混合ガスを処理ガスとして採用することによって，第１アッシング工程および第２アッシング工程においてＬｏｗ−ｋ膜の膜質を良好な状態に保つことが可能となる。さらに，他のプロセス条件（例えば，上部電力と下部電力）を最適化することによって，Ｌｏｗ−ｋ膜にダメージを与えることなく，より効率よくフォトレジスト膜を除去できるようになる。
【０１０４】
（プラズマアッシング処理における好ましいプロセス条件）
図２に示した被処理体２００に対するプラズマアッシング処理の好ましいプロセス条件の一例については既述しているが，ここでは他の例を示す。なお，この被処理体が備えるＬｏｗ−ｋ膜はCoral（登録商標）である。
【０１０５】
第１アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とする。また，処理ガスとして，ＡｒとＯ２の混合ガスを用い，Ａｒ／Ｏ２のガス流量比（Ａｒのガス流量／Ｏ２のガス流量）を４００ｓｃｃｍ／１００ｓｃｃｍとする。そして，この第１アッシング工程の時間は，５２ｓｅｃとする。
【０１０６】
第２アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとする。また，処理ガスとして，Ｎ２とＯ２の混合ガスを用い，Ｎ２／Ｏ２のガス流量比（Ｎ２のガス流量／Ｏ２のガス流量）を６０ｓｃｃｍ／６０ｓｃｃｍとする。そして，この第２アッシング工程の時間は，２６ｓｅｃとする。
【０１０７】
このようにプロセス条件を設定した結果，ビアホール上部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｔ）は８ｎｍ，ビアホール中間部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｍ）は３ｎｍ，ビアホール底部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｂ）は０ｎｍとなり，いずれも１０ｎｍ以下に抑制されている（図４参照）。すなわち，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理によれば，Ｌｏｗ−ｋ膜へのダメージを極めて小さくすることができる。なお，このプラズマアッシング処理が行われた後のエッチングストップ膜２１０の削れ量は０ｎｍであり，メモリエフェクトも抑制されている。
【０１０８】
次に，図３に示した被処理体３００に対するプラズマアッシング処理の好ましいプロセス条件の一例を示す。なお，この被処理体が備えるＬｏｗ−ｋ膜はBlack Diamond（登録商標）である。
【０１０９】
第１アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を４０ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を０Ｗ（すなわち，サセプタ１０５には高周波電力を印加しない）とする。また，処理ガスとして，ＡｒとＯ２の混合ガスを用い，Ａｒ／Ｏ２のガス流量比（Ａｒのガス流量／Ｏ２のガス流量）を４００ｓｃｃｍ／１００ｓｃｃｍとする。そして，この第１アッシング工程の時間は，３３ｓｅｃとする。
【０１１０】
第２アッシング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ１０２内の圧力を１０ｍＴｏｒｒ，上部電極１２１とサセプタ１０５との間隔を５５ｍｍに調整し，上部電極１２１に印加する高周波電力を５００Ｗ，サセプタ１０５に印加する高周波電力を１００Ｗとする。また，処理ガスとして，Ｎ２とＯ２の混合ガスを用い，Ｎ２／Ｏ２のガス流量比（Ｎ２のガス流量／Ｏ２のガス流量）を１１０ｓｃｃｍ／１０ｓｃｃｍとする。そして，この第２アッシング工程の時間は，２０ｓｅｃとする。
【０１１１】
このようにプロセス条件を設定した結果，トレンチが「密」に形成されている領域では，トレンチ上部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｔ）は８ｎｍ，トレンチ中間部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｍ）は７ｎｍ，トレンチ底部のＣＤシフト（ｄ０−ｄ１ｂ）は９ｎｍとなり，いずれも１０ｎｍ以下に抑制されている（図４参照）。また，トレンチが「疎」に形成されている領域では，トレンチ上部のＣＤシフト（Δｄ１ｔ＝ｄ０−ｄ１ｔ）は２ｎｍ，トレンチ中間部のＣＤシフト（Δｄ１ｍ＝ｄ０−ｄ１ｍ）は７ｎｍ，トレンチ底部のＣＤシフト（Δｄ１ｂ＝ｄ０−ｄ１ｂ）は２ｎｍとなり，いずれも１０ｎｍ以下に抑制されている。このように，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理によれば，Ｌｏｗ−ｋ膜へのダメージが極めて小さくなる。なお，このプラズマアッシング処理が行われた後のエッチングストップ膜３１０の削れ量は０ｎｍであり，メモリエフェクトも抑制されている。
【０１１２】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施形態について図面を参照しながら説明する。被処理体に対するプラズマ処理工程において，上記の第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１０１とは別タイプのプラズマ処理装置，具体的には被処理体が設置される下部電極に，例えば４０ＭＨｚの比較的高い周波数を有する第１高周波電力と，例えば３．２ＭＨｚの比較的低い周波数を有する第２高周波電力を重畳して印加するプラズマ処理装置が用いられる場合がある。このタイプのプラズマ処理装置およびこの装置を用いたプラズマ処理方法によれば，プラズマ密度とバイアス電圧を独立して制御することができる。そして，下部電極にのみ高周波電力を印加して，上部電極に高周波電力を印加する必要がないため，装置構造が複雑にならないという利点がある。
【０１１３】
ところが，下部電極に２種類の高周波電力を重畳印加するプラズマ処理方法によれば，Ｆ（フッ素）を含む処理ガスを用いてレジスト膜をマスクとしてＬｏｗ−ｋ膜をエッチングした後，同じチャンバ内で，Ｏを含む処理ガスを用いてレジスト膜をアッシングするとき，第２高周波電力を０Ｗとしても，第１高周波電力によってバイアス電圧が生じてしまう。アッシング工程では，エッチング工程において用いられたフッ素がチャンバ内に残留しており，バイアス電圧によってフッ素がＬｏｗ−ｋ膜の下地膜方向へ加速し，この下地膜を削ってしまうおそれがある。ここでは，下部電極に２種類の異なる周波数の電力を印加するタイプのプラズマ処理装置を用いた場合に，Ｌｏｗ−ｋ膜およびその下地膜を共に良好な状態に維持しつつ，レジスト膜をアッシングすることが可能なプラズマアッシング処理方法について説明する。
【０１１４】
（プラズマ処理装置）
第２の実施の形態にかかるプラズマ処理装置４００の概略構成を図３０に示す。図３０に示すように，プラズマ処理装置４００は，接地された気密なチャンバ（処理容器）４０４を有している。処理室４０２は，チャンバ４０４内部に形成されている。処理室４０２には，被処理体の例えばウェハＷを載置する載置台を兼ねた導電性の下部電極４０６が上下動可能に配置されている。下部電極４０６は，温度調節機構（図示せず）により所定温度に維持され，ウェハＷと下部電極４０６との間には伝熱ガス供給機構（図示せず）から伝熱ガスが所定の圧力で供給される。下部電極４０６の載置面に対向する位置には，上部電極４０８が形成されている。
【０１１５】
また，チャンバ４０４の上部には，ガス供給源（図示せず）に接続されたガス導入口４３２が形成されており，所定の処理ガスが，チャンバ４０４内に導入されるようになっている。チャンバ４０４内に導入された処理ガスは，上部電極４０８に複数形成されたガス吐出口４０９より処理室４０２内に導入される。例えば，ＣＦ４ガス，ＣＨＦ３ガス，Ｃ４Ｆ８ガス，Ｏ２ガス，Ｈｅガス，Ａｒガス，Ｎ２ガス，およびこれらの混合ガスが処理ガスとして処理室４０２内に導入される。
【０１１６】
チャンバ４０４の下部には排気バルブおよび排気機構（図示せず）と接続された排気管４３６が設けられている。チャンバ４０４内は，この排気管４３６を介して真空引きされることで，所定の真空度，例えば５０ｍＴｏｒｒに保たれる。また，チャンバ４０４の側方には，磁石４３０が設けられており，この磁石４３０によって処理室４０２の内壁近傍にプラズマを閉じ込めるための磁場（マルチポール磁場）が形成される。この磁場の強度は可変である。
【０１１７】
下部電極４０６には，２周波重畳電力を供給する電力供給装置４１２が接続されている。電力供給装置４１２は，第１の周波数の第１高周波電力を供給する第１電力供給機構４１４と，第１の周波数よりも低い第２の周波数の第２高周波電力を供給する第２高周波電力供給機構４１６から構成されている。
【０１１８】
第１電力供給機構４１４は，下部電極４０６側から順次接続される第１フィルタ４１８，第１整合器４２０，および第１電源４２２を有している。第１フィルタ４１８は，第２周波数の電力成分が第１整合器４２０側に侵入することを防止する。第１整合器４２０は，第１高周波電力成分をマッチングさせる。第１周波数は例えば１００ＭＨｚである。
【０１１９】
第２電力供給機構４１６は，下部電極４０６側から順次接続される第２フィルタ４２４，第２整合器４２６，および第２電源４２８を有している。第２フィルタ４２４は，第１周波数の電力成分が第２整合器４２６側に侵入することを防止する。第２整合器４２６は，第２高周波電力成分をマッチングさせる。第２周波数は例えば３．２ＭＨｚである。
【０１２０】
上記のように構成されたプラズマ処理装置４００において，電力供給装置４１２が出力する２種類の高周波電力と，磁石４３０が形成する水平磁場によって，チャンバ４０４内に導入された処理ガスはプラズマ状態となり，電極間に発生する自己バイアス電圧により加速されたイオンおよびラジカルのエネルギーにより，被処理体にエッチング処理およびアッシング処理が施される。
【０１２１】
（被処理体の膜構造）
以上のように構成された本実施の形態にかかるプラズマ処理装置４００は，図１に示した第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１０１と同様に，例えば，図２に示した被処理体２００または図３に示した被処理体３００に対してエッチング処理およびアッシング処理を行う。
【０１２２】
（プラズマ処理におけるプロセス条件）
ここで，代表的に，図２に示した被処理体２００に対するプラズマ処理装置４００を用いたプラズマエッチング処理およびプラズマアッシング処理について説明する。
【０１２３】
まず，パターニングされたフォトレジスト膜２０２をマスクとして用いて，反射防止膜２０４のエッチングを行う（第１エッチング工程）。この第１エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ４０４内の圧力を５０ｍＴｏｒｒに調整し，第１電源４２２から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，１００ＭＨｚ）を１０００Ｗ，第２電源４２８から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，３．２ＭＨｚ）を５００Ｗとする。また，処理ガスとして，ＣＦ４を用いる。
【０１２４】
次に，パターニングされたフォトレジスト膜２０２をマスクとして用いて，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のエッチングを行う（第２エッチング工程）。この第２エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ４０４内の圧力を３５ｍＴｏｒｒに調整し，第１電源４２２から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，１００ＭＨｚ）を５００Ｗ，第２電源４２８から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，３．２ＭＨｚ）を３０００Ｗとする。また，処理ガスとして，ＣＨＦ３，Ａｒ，およびＮ２の混合ガスを用いる。
【０１２５】
次いで，第２エッチング工程においてＬｏｗ−ｋ膜２０８に形成されたビアホールの底部にＬｏｗ−ｋ材が残らないように，いわゆるオーバーエッチング工程（第３エッチング工程）を実施する。この第３エッチング工程を行う際のプロセス条件としては，例えば，チャンバ４０４内の圧力を６０ｍＴｏｒｒに調整し，第１電源４２２から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，１００ＭＨｚ）を３００Ｗ，第２電源４２８から下部電極４０６に印加する高周波電力（例えば，３．２ＭＨｚ）を２０００Ｗとする。また，処理ガスとして，Ｃ４Ｆ８，Ａｒ，およびＮ２の混合ガスを用いる。
【０１２６】
以上の第１〜３エッチング工程を実施することによって，被処理体２００のＬｏｗ−ｋ膜２０８にビアホールが形成される。なお，被処理体３００に対して同様の第１〜３エッチング工程を実施すれば，Ｌｏｗ−ｋ膜３０８にトレンチが形成される。
【０１２７】
続いて，同一のチャンバ４０４内において，被処理体２００に対して，フォトレジスト膜２０２の除去を目的としたプラズマアッシング処理が施される。
【０１２８】
ところで，第２の実施の形態にかかるプラズマ処理装置４００において，被処理体２００に対する上記の第１〜３のプラズマエッチング処理が行われると，第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１０１と同様に，処理ガスに含まれているフッ素がチャンバ４０４の内壁に付着し，徐々にフッ素ポリマとして堆積していく。この状態から，単にフォトレジスト膜２０２の除去のみを目的としたプラズマアッシング処理を行うと，チャンバ４０４の内壁に堆積したフッ素ポリマが再解離し，例えばＬｏｗ−ｋ膜２０８やその下地膜であるエッチングストップ膜２１０がエッチングされてしまう。
【０１２９】
レジスト膜のアッシング処理中に，エッチングストップ膜２１０が削れてしまう原因は，上述のように，チャンバ４０４内に存在するフッ素が，第１高周波電力によるバイアス電圧によって被処理体方向へ加速し，エッチングストップ膜２１０をエッチングしてしまうことにある。この問題に対して，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法によれば，第１高周波電力の周波数が従来よりも高く（例えば，１００ＭＨｚ）設定される。これによって，バイアス電圧が小さくなるため，フッ素によるエッチングストップ膜２１０のエッチングが抑制される。さらに，プロセス条件のその他のパラメータを最適化すれば，フッ素によるエッチングストップ膜２１０のエッチング量はより小さくなる。
【０１３０】
また，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法によれば，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質の劣化（例えば，誘電率の上昇）が防止される。上述のように，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質を劣化させる最大の原因は，アッシング処理ガスに含まれるＯがラジカル化し，このＯラジカルがＬｏｗ−ｋ膜２０８を構成するＬｏｗ−ｋ材の組成を変化させてしまうことにある。この問題に対して，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法は，主として２つのプロセス条件を最適化することによってアッシング処理中におけるＯラジカルの発生を抑制する。第一に，アッシング処理中にチャンバ４０４内を低圧化する。第二に，処理ガスとしてＯ２ガスと不活性ガス（特にＨｅガス）の混合ガスを採用する。この結果，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質を良好な状態に保つことができる。
【０１３１】
（プラズマアッシング処理の実験）
以下，本実施の形態にかかるプラズマ処理装置４００を用いて各種パラメータを変えながら図２と図３に示した被処理体２００，３００に対してプラズマアッシング処理を施した実験結果を参照しながら，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の膜質を良好な状態に保ち，かつ下地膜としてのエッチングストップ膜２１０がエッチングされないようにするための最適な（または最適範囲の）アッシングプロセス条件について説明する。なお，下記の各実験は，プラズマアッシング条件の好ましい範囲を見出すためのものであり，各実験結果は，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）およびエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）の変化の傾向を示している。すなわち，各実験結果は，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法の実力（限界値）を示すものではない。最適な（または最適範囲の）アッシングプロセス条件については，各実験結果を踏まえて後述する。
【０１３２】
本実験においては，プラズマアッシング処理がＬｏｗ−ｋ膜に及ぼすダメージの程度を，サンプルとなる被処理体をフッ酸（ＨＦ）液に浸し，そのときのＬｏｗ−ｋ膜の浸食量を基準に判定することとした。この判定方法は，上記第１の実施の形態の項で説明した判定方法と同じである（図４参照）。
【０１３３】
（実験１：チャンバ内圧力依存性）
まず，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はCoral（登録商標）である）を用いて，アッシング工程を実施した。この実験では，第１高周波電力を１００ＭＨｚ，２５００Ｗに設定し，第２高周波電力を３．２ＭＨｚ，０Ｗに設定した（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。また，処理ガスとして，Ｏ２単ガスを用いた。さらに，被処理体２００の裏面冷却ガス圧力をセンタ部１０Ｔｏｒｒ，エッジ部５０Ｔｏｒｒとした。また，チャンバ４０４内の設定温度については，上部電極４０８を６０℃，下部電極４０６を６０℃とした。なお，ここではレジスト膜２０２を完全に除去するために，通常レジスト膜２０２の除去に要する時間の２倍の時間をかけてアッシング処理を行った（１００％オーバーアッシング）。この条件下で，チャンバ４０４内の圧力をパラメータに設定し（１ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒ），Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）およびエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を測定した。この実験１の結果を表１に示す。
【０１３４】
【表１】
2005101289.tif 000003
【０１３５】
表１に示した「レジデンス時間」とは，チャンバ４０４内に導入された処理ガス（本実験では，Ｏ２単ガス）がチャンバ４０４から排気されるまでの時間，すなわちチャンバ４０４内に処理ガスがとどまる時間のことであり，本実験では，レジデンス時間をほぼ一定（１１０〜１４７ｎｓｅｃ）に保った。この実験１の結果から，チャンバ４０４内の圧力が３〜２０ｍＴｏｒｒのとき，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）が小さくなることが分かる。チャンバ４０３内の圧力が１ｍＴｏｒｒまで低下すると，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量が増加してしまう上に，アッシング時間が長くなってしまう。アッシング時間があまりに長くなると，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のパターン形状，特に開口部が崩れてしまう可能性がある。なお，チャンバ４０４内の圧力が高いほどエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が小さくなる。処理ガスの流量が大きいことが奏功していると考えられる。処理ガスの流量とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）との関係については後に詳述する。
【０１３６】
なお，実験１では，チャンバ４０４内の圧力を従来よりも低く設定するために，プラズマが点火しないおそれがある。そこで，アッシング工程を実施する前に，プラズマ点火工程を３ｓｅｃ間実施した。このプラズマ点火工程では，チャンバ４０４内の圧力を例えば，３０ｍＴｏｒｒとし，第１高周波電力を１００ＭＨｚ，３００Ｗに設定し，第２高周波電力を３．２ＭＨｚ，０Ｗに設定する（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。このプラズマ点火工程を実施することによって，プラズマを確実に点火させ，その後，アッシング工程においてチャンバ４０４内の圧力を低く調整することが可能となる。このプラズマ点火工程は，以下説明するその他の実験でも適宜実施されている。
【０１３７】
（実験２：処理ガス混合種依存性）
次に，実験１の条件に対して，処理ガスをＯ２単ガスからＯ２とＨｅの混合ガスに代えて，実験１と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験２の結果を表２に示す。
【０１３８】
【表２】
2005101289.tif 000004
【０１３９】
本実験では，Ｏ２ガスの流量を５０ｓｃｃｍに固定して，Ｈｅガスの流量を変化させて，チャンバ４０４内の圧力を調節した。実験２でも，実験１と同様にレジデンス時間をほぼ一定（１０３〜１１０ｎｓｅｃ）に保った。この実験２の結果から，チャンバ４０４内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下のとき，特に１０ｍＴｏｒｒ以下のとき，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）が小さくなることが分かる。また，本実験２では，チャンバ４０４内の圧力が低下してもアッシング時間（アッシングレート）に大きな変化は見られない。これは，Ｏ２ガスの流量が一定であることに起因している。
【０１４０】
エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）については，実験１に比べて本実験２では大幅な改善が見られる。Ｏ２単ガスに代えて，Ｏ２ガスとＨｅガス等の不活性ガスの混合ガスを処理ガスとして採用することによって，エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を小さくすることができる。
【０１４１】
（実験３：処理ガス流量依存性）
本実験では，実験１の条件に対して，チャンバ４０４内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに固定し，処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量（レジデンス時間）をパラメータに設定し，実験１と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験３の結果を表３に示す。
【０１４２】
【表３】
2005101289.tif 000005
【０１４３】
処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量が増減しても，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）に大きな差は見られない。エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）については，処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量を増やすことで改善が見られる。アッシング時間を考慮すると，処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量は，４００ｓｃｃｍ以上であることが好ましい。
【０１４４】
（実験４：第１高周波電力依存性）
本実験では，実験１の条件に対して，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに固定し，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）をパラメータに設定し，実験１と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験４の結果を表４に示す。なお，第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）は０Ｗに設定する（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。
【０１４５】
【表４】
2005101289.tif 000006
【０１４６】
下部電極４０６に印加される第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が大きくなるほどＬｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂの平均値）が小さくなり，アッシング時間も短くなる（アッシングレートが向上する）。ただし，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）を２５００Ｗ以上としてもアッシングレートの向上度合いは小さくなる。一方，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が大きくなるほどエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が大きくなる。これらの結果から，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）の最適範囲は１０００〜２５００Ｗと考えられる。なお，本実験で用いたウェハは２００ｍｍ径であるが，プラズマ処理装置４００は３００ｍｍ径まで対応しており，ウェハを囲むフォーカスリングの径は３８０ｍｍである。したがって，１０００〜２５００Ｗは，電力密度約０．８８〜２．２０Ｗ／ｃｍ２に換算される。
【０１４７】
（実験５：第２高周波電力依存性）
本実験では，実験４に対して，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）を２５００Ｗに固定し，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）の電力をパラメータに設定し，実験４と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験５の結果を表５に示す。なお，本実験では，チャンバ４０４内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに維持し，処理ガスとして，Ｏ２ガスとＡｒガスの混合ガス（流量一定）を用いた。
【０１４８】
【表５】
2005101289.tif 000007
【０１４９】
下部電極４０６に第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を印加しない場合に比べて，５００Ｗ（０．４４Ｗ／ｃｍ２）の第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を印加した場合，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂの平均値）が小さくなり，アッシング時間も短くなる（アッシングレートが向上する）。ただし，この場合，エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が大きくなる。これらの結果から，第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）の最適範囲は，０〜５００Ｗ（０〜０．４４Ｗ／ｃｍ２）であると判断できる。
【０１５０】
（実験６：処理ガス混合比依存性）
本実験では，実験１に対して，チャンバ４０４内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに固定し，また，処理ガスをＯ２単ガスからＯ２ガスとＡｒガスの混合ガスに代えて，そのＯ２ガスとＡｒガスの流量比をパラメータに設定し，実験１と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験６の結果を表６に示す。
【０１５１】
【表６】
2005101289.tif 000008
【０１５２】
処理ガス中のＯ２ガスに対するＡｒガスの比率を高めていくと，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂの平均値）が小さくなる。ただし，アッシングレートが低下し，エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が大きくなる傾向にある。したがって，処理ガス中のＡｒガスの比率（処理ガス総量／Ａｒガス流量）は，７５〜８７．５％の範囲が妥当であると考えられる。なお，アッシングレートの測定には，図２の被処理体２００に代えて，ウェハ全面にフォトレジスト材を塗布して形成したＰＲブランケットサンプルを用いた。この測定結果から，Ａｒガスの混合比率に関わらず，好ましい面内均一性が得られることが分かる。
【０１５３】
（実験７：処理ガス混合種依存性）
上記の実験６の結果から，処理ガスとして，Ｏ２ガスとＡｒガスの混合ガスを用いることが好ましいという知見が得られる。Ｏ２ガスのみを処理ガスとして用いた場合，高いアッシングレートが得られるものの，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）が大きくなってしまう。Ｏ２ガスにＡｒガス等を添加することによって，処理ガス中においてＯ２ガスが希釈され，結果的に，Ｏ２ガスからＬｏｗ−ｋ膜２０８に及ぶダメージが緩和される。ただし，スループットの面からも，アッシングレートは高く維持されることが好ましい。そこで，処理ガスがＯ２単ガスである場合のアッシングレートに最も近い混合ガス種を見出す実験を行った。具体的には，Ａｒガス，Ｎ２ガス，ＣＯガス，Ｈｅガスをそれぞれ同じ流量比でＯ２ガスと混合して処理ガス（混合ガス）を生成し，各処理ガス（混合ガス，Ｏ２単ガス）を用いてＰＲブランケットサンプルをアッシングしたときのアッシングレートを測定した。この実験７の結果を表７に示す。なお，本実験において，処理ガスに含まれるガス種以外のプロセス条件は，実験６と同じである。
【０１５４】
【表７】
2005101289.tif 000009
【０１５５】
Ｏ２ガスとＨｅガスを混合して得られた処理ガスを用いたときのアッシングレートがＯ２単ガスを用いたときのアッシングレートに最も近く，以下，Ａｒガス，Ｎ２ガス，ＣＯガスの順でアッシングレートが低くなる。この測定結果から，処理ガスとしては，Ｏ２ガスとＨｅガスの混合ガスが最も好ましいと判断できる。なお，面内均一性に関しては，いずれの処理ガスを用いても良好な結果が得られた。
【０１５６】
アッシングレートに着目すれば，上で説明した通り，Ｏ２ガスと混合するガスとしては，Ｈｅガスが最適であるが，他の観点からＨｅガスの優位性についての検証を行った。
【０１５７】
まず，プラズマ処理装置４００において，排気バルブ（図示せず）を全開にした状態で，チャンバ４０４に導入するガスの流量を変化させてチャンバ４０４内の圧力を測定した。この測定結果を図３１に示す。ここでは，チャンバ４０４内に導入するガスとして，Ｈｅガスと，上の実験でアッシングレートがＨｅガスに次いで高い値を示したＡｒガスを採用し，両者の特性を比較した。
【０１５８】
上述のように，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）を小さくするためには，チャンバ４０４内の圧力が低い方が好ましく（実験１，２参照），また，処理ガス中のＯ２ガスに対する混合ガスの比率が高い方が好ましい（実験６参照）。さらに，処理ガス中のＯ２ガスの流量が多くなるとエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が小さくなる（実験３参照）。
【０１５９】
ここで図３１を参照すると，例えば，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに維持するためには，Ａｒガスの場合は，その流量が約２００ｓｃｃｍに制限されてしまうことが分かる。Ａｒガスを２００ｓｃｃｍ以上の流量でチャンバ４０４内に導入するとチャンバ４０４内の圧力が上昇してしまう。これに対して，Ｈｅガスの場合は，約４００ｓｃｃｍの流量でチャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに維持できる。すなわち，チャンバ４０４内の圧力を低く維持しつつ，より多くの処理ガスをチャンバ４０４内に導入するためには，ＡｒガスよりもＨｅガスの方が好ましい。
【０１６０】
次に，プラズマ処理装置４００において，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに維持するための排気バルブ（図示せず）のバルブ開度とチャンバ４０４に導入可能なガスの流量との関係を調べた。この関係を図３２に示す。ここでも，チャンバ４０４内に導入するガスとして，ＨｅガスとＡｒガスを採用し，両者の特性を比較した。なお，図３２において，排気バルブ開度０°とは，排気バルブが完全閉状態であることを示し，開度９０°のとき排気バルブは完全開状態となる。
【０１６１】
プラズマ処理装置４００が実際の半導体装置のプロセス工程で使用される場合，チャンバ４０４内の圧力を正確に制御するために，排気バルブは通常開度２５°以下の範囲で調節される。この点，図３２に示した測定結果から，排気バルブの開度が２０°のとき，Ｈｅガスであればチャンバ４０４内に約２５０ｓｃｃｍの流量で導入できるのに対して，Ａｒガスの場合，その導入流量は約１００ｓｃｃｍに制限されてしまう。換言すれば，Ａｒガスを１００ｓｃｃｍ以上の流量でチャンバ４０４内に導入しようとしても，排気バルブが実用の開度上限２５°を超えてしまうことになり，チャンバ４０４内の圧力制御が困難となってしまう。
【０１６２】
以上の図３１および図３２に示した測定結果から，プラズマアッシング処理において，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を共に小さく抑えるためには，Ｏ２ガスと混合するガスとしてＨｅガスを採用することが有効であると言える。
【０１６３】
以上の実験１〜７の結果から明らかなように，チャンバ４０４内の圧力を低下させ（実験１，２参照），処理ガスの流量を多くし（実験３参照），第１高周波電力（１００ＭＨｚ）を１０００〜２５００Ｗに調整し（実験４参照），第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を０〜５００Ｗに調整する（実験５参照）ことによって，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を小さく抑えつつ，フォトレジスト膜２０２を効率よく除去することが可能となる。さらに，処理ガスとしてＯ２ガスとＨｅガスの混合ガスを採用し，Ｈｅガスの混合比を高めることがより好ましい（実験６，７参照）。
【０１６４】
（ハイブリッド・アッシングの適用）
ところで，上で説明したように，プラズマ処理装置４００において，被処理体２００に対するプラズマエッチング処理が行われると，処理ガスに含まれているフッ素がチャンバ４０４の内壁に付着し，徐々にフッ素ポリマとして堆積していく。このエッチング処理に続いて行われるレジスト膜２０２のアッシング処理中に，エッチングストップ膜２１０が削れてしまう直接的な原因は，エッチング処理中にチャンバ４０４の内壁に堆積したフッ素ポリマが再解離し，ここで発生したフッ素が，被処理体に印加されるバイアス電圧によって被処理体方向へ加速し，エッチングストップ膜２１０をたたいてしまうことにある。
【０１６５】
この現象を防ぐには，アッシング処理中に被処理体に印加されるバイアス電圧を低減することが効果的である。そして，第１高周波電力の周波数を従来よりも高く，例えば１００ＭＨｚとすることによって，バイアス電圧の低減が実現する。実験１〜６においても，第１高周波電力の周波数は１００ＭＨｚに設定されており，その効果が実証されている。
【０１６６】
しかしながら，第１高周波電力の周波数を１００ＭＨｚに設定しても，バイアス電圧をゼロにすることはできない。このため，アッシング処理を行うときのチャンバ４０４内のコンディションや被処理体の構造によっては，エッチングストップ膜２１０の削れ量が大きくなってしまう場合もある。この場合には，まずチャンバ４０４の内壁に付着しているフッ素を除去する処理を実施し，その後に，バイアス電圧ができるだけ低くなるように条件を設定してレジスト膜２０２の除去を目的としたアッシング処理を行うことが好ましい。
【０１６７】
このように，被処理体に対するプラズマエッチング処理工程の後すぐに，上記の実験１〜実験７によって得られた結果に基づいて設定した各種プロセス条件を用いて，レジスト膜を除去するためのアッシング処理工程を実施してもよく，また場合によっては，被処理体に対するプラズマエッチング処理工程の後に，一旦チャンバ４０４の内部をクリーニングする工程（第１アッシング工程）を実施し，その後，レジスト膜２０２の除去を目的としたアッシング工程（第２アッシング工程）を行うようにしてもよい。後者は，第１の実施の形態において説明したいわゆるハイブリッド・アッシングであり，このときの第２アッシング工程については，上記の実験１〜実験７によって得られた結果に基づいて各種プロセス条件を設定することができる。一方の第１アッシング工程については，アッシングレートが小さくても，チャンバ４０４の内壁に付着しているフッ素を効率よく除去できるプロセス条件が好ましく，第２アッシング工程と同様に，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を共に小さくするプロセス条件を採用することが好ましい。以下，ハイブリッド・アッシングを採用したときの第１アッシング工程において，第１高周波電力を小さくしてバイアス電圧をより低く設定した場合における最適な（または最適範囲の）アッシングプロセス条件について，実験結果を参照しながら説明する。
【０１６８】
（実験８：チャンバ内圧力依存性）
まず，図２に示したビアホールを有する被処理体２００（Ｌｏｗ−ｋ膜２０８はCoral（登録商標）である）を用いて，第１アッシング工程を実施した。この実験では，第１高周波電力を１００ＭＨｚ，３００Ｗと低く設定し，第２高周波電力を３．２ＭＨｚ，０Ｗに設定した（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。また，処理ガスとして，Ｏ２ガスとＡｒガスの混合ガスを用いた。さらに，被処理体２００の裏面冷却ガス圧力をセンタ部１０Ｔｏｒｒ，エッジ部５０Ｔｏｒｒとした。また，チャンバ４０４内の設定温度については，上部電極４０８を６０℃，下部電極４０６を６０℃とした。この条件下で，チャンバ４０４内の圧力をパラメータに設定し（５ｍＴｏｒｒ〜２０ｍＴｏｒｒ），Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）およびエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を測定した。この実験８の結果を表８に示す。
【０１６９】
【表８】
2005101289.tif 000010
【０１７０】
この実験８の結果から，チャンバ４０４内の圧力が２０ｍＴｏｒｒ以下（または未満）のとき，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）はともに小さくなることが分かる。特に，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）をより小さく抑えるためには，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに設定することが好ましい。なお，本実験では，Ｏ２ガスとＡｒガスの流量比が変化しているが，これは，チャンバ４０４内の圧力を調整するために行われたものである。このとき，アッシングレートを維持するために，Ｏ２ガスの流量は１００ｓｃｃｍに固定されている。
【０１７１】
ところで，実験９では，チャンバ４０４内の圧力を従来よりも低く設定するために，プラズマが点火しないおそれがある。そこで，第１アッシング工程を実施する前に，プラズマ点火工程を３ｓｅｃ間実施した。このプラズマ点火工程では，チャンバ４０４内の圧力を例えば，３０ｍＴｏｒｒとし，第１高周波電力を１００ＭＨｚ，３００Ｗに設定し，第２高周波電力を３．２ＭＨｚ，０Ｗに設定した（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。このプラズマ点火工程を実施することによって，プラズマを確実に点火させ，その後，アッシング工程においてチャンバ４０４内の圧力を低く調整することが可能となる。このプラズマ点火工程は，以下説明するその他の実験でも適宜実施されている。
【０１７２】
（実験９：処理ガス流量依存性）
本実験では，実験８の条件に対して，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに固定し，処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量（レジデンス時間）をパラメータに設定し，実験８と同様のプラズマアッシング処理を行った。この実験９の結果を表９に示す。
【０１７３】
【表９】
2005101289.tif 000011
【０１７４】
処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量が増減しても，エッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）に大きな差は見られなかった。Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）については，処理ガス（Ｏ２単ガス）の流量を増やすことで改善が見られる。よって，処理ガスの流量が多いほど好ましいプロセス結果が得られると判断できる。ただし，プラズマ処理装置４００の給排気の性能限界を勘案すれば，チャンバ４０４内の圧力が５ｍＴｏｒｒに調整されたときは処理ガスの流量を例えば１００〜２００ｓｃｃｍの範囲に，チャンバ４０４内の圧力が２０ｍＴｏｒｒに調整されたときは処理ガスの流量を例えば４００〜８００ｓｃｃｍの範囲に，また第1アッシング工程においてチャンバ４０４内を短時間で完全にクリーニングすることを目的としてチャンバ４０４内の圧力が４０ｍＴｏｒｒに調整されたときは処理ガスの流量を例えば８００〜１６００ｓｃｃｍの範囲に，それぞれ調整することが好ましい。
【０１７５】
（実験１０：第１高周波電力依存性）
本実験では，ＰＲブランケットサンプルとウェハ全面にＳｉＯ２膜を有するサンプル（以下，「ＳｉＯ２ブランケットサンプル」という）を用いた。上記したように，被処理体２００が有するＬｏｗ−ｋ膜２０８の下地膜であるエッチングストップ膜２１０は，ＳｉＣ材によって形成されているが，ここではＳｉＣ膜のアッシングレートの傾向をみるために，代替としてＳｉＯ２ブランケットサンプルを用いた。
【０１７６】
まず，ＰＲブランケットサンプルを用いてアッシング処理実験を行った。この実験では，チャンバ４０４内の圧力を２０ｍＴｏｒｒに固定し，第２高周波電力を３．２ＭＨｚ，０Ｗに設定した（すなわち，第２電源４２８は第２高周波電力を出力しない）。また，処理ガスとして，Ｏ２ガス（流量１００ｓｃｃｍ）とＡｒガス（流量４００ｓｃｃｍ）の混合ガスを用いた。さらに，ＰＲブランケットサンプルの裏面冷却ガス圧力をセンタ部１０Ｔｏｒｒ，エッジ部５０Ｔｏｒｒとした。また，チャンバ４０４内の設定温度については，上部電極４０８を６０℃，下部電極４０６を６０℃とした。この条件下で，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）の電力レベルをパラメータに設定し，ＰＲブランケットサンプルのレジスト膜のアッシングレートを測定した。ただし，この実験は，チャンバ４０４はクリーンな状態，すなわち，チャンバ４０４の内壁に堆積物（デポ）がない状態で実施されたものである。
【０１７７】
次に，ＳｉＯ２ブランケットサンプルを用いてアッシング処理実験を行った。この実験でも，上記のＰＲブランケットサンプルを用いたアッシング処理実験と同じプロセス条件を用いた。そして，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）の電力レベルをパラメータに設定し，ＳｉＯ２ブランケットサンプルのＳｉＯ２膜のエッチングレートを測定した。ただし，このアッシング処理実験を実施する前には，ＳｉＯ２ブランケットサンプルに対してビアホールを形成するエッチング処理を行っている。したがって，本アッシング処理実験は，チャンバ４０４の内壁に堆積物（デポ）が存在する状態で実施されたものである。
【０１７８】
以上のＰＲブランケットサンプルを用いた実験とＳｉＯ２ブランケットサンプルを用いた実験の結果をまとめて表１０に示す。
【０１７９】
【表１０】
2005101289.tif 000012
【０１８０】
この実験結果から，下部電極４０６に印加される第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が大きくなるほどレジスト膜のアッシングレートは上昇することが分かる。この特性は，チャンバ４０４内のデポ除去にかかる時間を短縮するためには，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）を大きくする方が有利であることを示している。ところが，同実験結果は，下部電極４０６に印加される第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が大きくなると，ＳｉＯ２膜のエッチングレートも上昇することも示している。上述のように，ＳｉＯ２膜は，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８の下地膜であるエッチングストップ膜２１０の代替として実験に用いたものであり，このアッシングレートが高くなる条件を採用すると，アッシング工程中のエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）が大きくなってしまう。
【０１８１】
表１０に示した「チャンバデポ除去所要時間」とは，チャンバ４０４の内壁の堆積物（デポ）を完全に除去するために必要な時間の目安である。例えば，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が２５００Ｗの場合，４０ｓｅｃでチャンバ４０４内のデポが完全に除去される。この条件において，ＳｉＯ２膜のエッチングレートは，１０７．０Å／ｍｉｎであるため，チャンバ４０４内のデポが完全に除去された時点では，ＳｉＯ２膜は７１．３Åも削れていることになる。これに対して，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）が３００Ｗの場合，チャンバ４０４内のデポが完全に除去された時点でのＳｉＯ２膜の削れ量は１２．２Åにとどまる。第１アッシング工程におけるＬｏｗ−ｋ膜２０８の下地膜の削れ量をできるだけ小さく抑えるという観点から，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）の電力は，３００Ｗ（０．２６Ｗ／ｃｍ２）を中心に２００〜５００Ｗ（０．１８〜０．４４Ｗ／ｃｍ２）の範囲に調整されることが好ましいと考えられる。
【０１８２】
（実験１１：第２高周波電力依存性）
本実験では，チャンバ４０４内の圧力を５ｍＴｏｒｒに固定し，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）を３００Ｗに設定し，処理ガスとして，Ｏ２単ガス（流量２００ｓｃｃｍ）を用いた。さらに，被処理体２００の裏面冷却ガス圧力をセンタ部１０Ｔｏｒｒ，エッジ部５０Ｔｏｒｒとした。また，チャンバ４０４内の設定温度については，上部電極４０８を６０℃，下部電極４０６を６０℃とした。この条件下で，第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）をパラメータに設定し，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）およびエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）を測定した。この実験１１の結果を表１１に示す。
【０１８３】
【表１１】
2005101289.tif 000013
【０１８４】
この実験結果から，第１アッシング工程において，下部電極４０６に対して第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を印加せずに，第１高周波電力（１００ＭＨｚ）のみを印加することによって，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）およびエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）の低減が実現することが分かる。ただし，表１１に示したように，下部電極４０６に対して第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を２００Ｗ印加しても，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）に大きな差は見られない。かえって，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）には改善が見られる。また，アッシング時間も短縮される。したがって，第１アッシング工程では，第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）を０〜２００Ｗに設定することが好ましいと考えられる。
【０１８５】
（プラズマアッシング処理における好ましいプロセス条件）
以上の実験１〜１１の結果から導かれる最適なプロセス条件を表１２に示す。
【０１８６】
【表１２】
2005101289.tif 000014
【０１８７】
また，エッチング工程，第１アッシング工程，および第２アッシング工程における第１高周波電力（１００ＭＨｚ）と第２高周波電力（３．２ＭＨｚ）の出力（オン／オフ）および電力の大小関係については，表１３に示した３つのパターンのいずれかに従うことが好ましい。
【０１８８】
【表１３】
2005101289.tif 000015
【０１８９】
表１２および表１３に示したプロセス条件の最適範囲の中から好ましいプロセス条件の例を選定して，このプロセス条件下での図２に示した被処理体２００に対するプラズマアッシング処理を実施し，Ｌｏｗ−ｋ膜２０８のＣＤシフト量（Δｄ１ｔ，Δｄ１ｍ，Δｄ１ｂ）とエッチングストップ膜２１０のエッチング量（ΔＥ）に関する効果を確認した。この結果を表１４に示す。なお，ここではプロセス条件の例を２つ挙げているが，相違点は，処理ガスの種類にある。すなわち，一方はＯ２単ガスを用いており，他方はＯ２ガスとＨｅガスの混合ガスを用いている。
【０１９０】
【表１４】
2005101289.tif 000016
【０１９１】
表１４に示した例１のようにプロセス条件を設定した結果，ビアホール上部のＣＤシフト（Δｄ１ｔ）は１０ｎｍ，ビアホール中間部のＣＤシフト（Δｄ１ｍ）は０ｎｍ，ビアホール底部のＣＤシフト（Δｄ１ｂ）は８ｎｍ，エッチングストップ膜２１０の削れ量は９ｎｍとなり，いずれも１０ｎｍ以下に抑制されている。また，例２のようにプロセス条件を設定した結果，ビアホール上部のＣＤシフト（Δｄ１ｔ）は５ｎｍ，ビアホール中間部のＣＤシフト（Δｄ１ｍ）は１０ｎｍ，ビアホール底部のＣＤシフト（Δｄ１ｂ）は７ｎｍ，エッチングストップ膜２１０の削れ量は７ｎｍとなり，いずれも１０ｎｍ以下に抑制されている。以上のように，本実施の形態にかかるプラズマアッシング処理方法によれば，Ｌｏｗ−ｋ膜およびＬｏｗ−ｋ膜の下地膜（エッチングストップ膜２１０）へのダメージを共に極めて小さくすることができる。
【０１９２】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１９３】
本発明は，トランジスタ等の半導体装置の製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したプラズマ処理装置によって，エッチング処理およびアッシング処理される被処理体（その１）の膜構成を示す概略断面図である。
【図３】図１に示したプラズマ処理装置によって，エッチング処理およびアッシング処理される被処理体（その２）の膜構成を示す概略断面図である。
【図４】Ｌｏｗ−ｋ膜のダメージの程度を判定する方法の説明図である。
【図５】第１アッシング工程におけるチャンバ内圧力とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図６】第１アッシング工程における処理ガス種とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図７】第１アッシング工程における処理ガス流量比とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図８】第１アッシング工程におけるチャンバ内圧力とＯラジカル密度との関係を示すグラフである。
【図９】第１アッシング工程におけるチャンバ内圧力とイオン量との関係を示すグラフである。
【図１０】第１アッシング工程におけるチャンバ内圧力とチャンバ壁のシース電圧との関係を示すグラフである。
【図１１】第１アッシング工程におけるチャンバ内圧力とウェハ上のシース電圧との関係を示すグラフである。
【図１２】第１アッシング工程におけるＡｒガス流量とＯラジカル密度との関係を示すグラフである。
【図１３】第１アッシング工程におけるＡｒガス流量とイオン量との関係を示すグラフである。
【図１４】第１アッシング工程におけるＡｒガス流量とチャンバ壁のシース電圧との関係を示すグラフである。
【図１５】第１アッシング工程におけるＡｒガス流量とウェハ上のシース電圧との関係を示すグラフである。
【図１６】第２アッシング工程における下部電力とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図１７】第２アッシング工程における上部／下部電極間隔とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図１８】第２アッシング工程におけるチャンバ内圧力とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図１９】第２アッシング工程における処理ガス種とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図２０】第２アッシング工程における処理ガス流量比とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図２１】第１，２アッシング工程における処理ガス流量比とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図２２】第１，２アッシング工程における上部電力とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図２３】第１，２アッシング工程における処理ガス流量とＣＤシフトとの関係を示すグラフである。
【図２４】第２アッシング工程における下部電力と被処理体に印加されるバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図２５】第２アッシング工程における下部電力とＯラジカル密度との関係を示すグラフである。
【図２６】第２アッシング工程における上部電力とイオン量との関係を示すグラフである。
【図２７】第２アッシング工程における上部電力とＯラジカル密度との関係を示すグラフである。
【図２８】第２アッシング工程におけるチャンバ内圧力とイオン量との関係を示すグラフである。
【図２９】第２アッシング工程におけるチャンバ内圧力とＯラジカル密度との関係を示すグラフである。
【図３０】本発明の第２の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略構成図である。
【図３１】処理ガス流量とチャンバ内圧力との関係を示すグラフである。
【図３２】処理ガス流量とチャンバの排気バルブの開度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１９５】
１０１      プラズマ処理装置
１０２      チャンバ
１０５      サセプタ
１２１      上部電極
１４０      第１の高周波電源
１４１      第１の整合器
１５０      第２の高周波電源
１５１      第２の整合器
２００      被処理体
２０２      フォトレジスト膜
２０４      反射防止膜
２０８      Ｌｏｗ−ｋ膜
２１０      エッチングストップ膜
３００      被処理体
３０２      フォトレジスト膜
３０４      反射防止膜
３０６      シリコン酸化膜
３０８      Ｌｏｗ−ｋ膜
３１０      エッチングストップ膜
４００      エッチング装置
４０２      処理室
４０４      チャンバ
４０６      下部電極
４０８      上部電極
４０９      ガス吐出孔
４１２      電力供給装置
４１４      第１電力供給機構
４１６      第２電力供給機構
４１８      第１フィルタ
４２４      第２フィルタ
４２０      第１整合器
４２６      第２整合器
４２２      第１電源
４２８      第２電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005101289.tif 000019
【図４】
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【図５】
2005101289.tif 000021
【図６】
2005101289.tif 000022
【図７】
2005101289.tif 000023
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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