(57)【要約】      （修正有）【課題】シャワープレートのブラックシリコン化（シャワープレート表面の黒化）を抑制し、プラズマ処理装置の長寿命化を提供する。【解決手段】真空処理室にシリコン製のシャワープレートを備え、該シャワープレート介して前記真空処理室に処理ガスを分散して供給するガス供給手段と、前記処理室内に配置された被処理体である試料を載置して保持する下部電極と、該下部電極にバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源を備え、前記真空処理室内に高周波エネルギを供給して生成したプラズマを用いて前記試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、前記試料は層間絶縁膜としてシリコン酸化膜または低誘電率膜を含む試料であり、処理ガスは希ガス、フロロカーボン系のガス、および窒素ガスを含み、前記希ガスの分圧が６５％以上であり、前記試料に供給するバイアス用高周波電源の電力密度は２Ｗ／ｃｍ２以下の条件でプラズマ処理を施す。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空処理室と、
該真空処理室にシリコン製のシャワープレートを備え、該シャワープレート介して前記空処理室に処理ガスを分散して供給するガス供給手段と、
処理室内のガスを排出するガス排気手段と、
前記処理室内に配置され被処理体である試料を載置して保持する下部電極と、
該下部電極にバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源を備え、
前記真空処理室内に高周波エネルギを供給して処理室内にプラズマを生成し、生成したプラズマを用いて前記試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、
前記試料は相間絶縁膜としてシリコン酸化膜または低誘電率膜を含む試料であり、
処理ガスは希ガス、フロロカーボン系のガス、および窒素ガスを含み、前記希ガスの分圧が６５％以上であり、
前記試料に供給するバイアス用高周波電源の電力密度は２Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマ処理方法においいて、
処理ガスは希ガス、フロロカーボン系のガス、および窒素ガスを含み、前記希ガスの分圧が７５％以上であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３】
真空処理室と、
該真空処理室にシリコン製のシャワープレートを備え、該シャワープレート介して前記空処理室に処理ガスを分散して供給するガス供給手段と、
処理室内のガスを排出するガス排気手段と、
前記処理室内に配置され被処理体である試料を載置して保持する下部電極と、
該下部電極にバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源を備え、
前記真空処理室内に高周波エネルギを供給して処理室内にプラズマを生成し、生成したプラズマを用いて前記試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、
前記試料は相間絶縁膜としてシリコン酸化膜または低誘電率膜を含む試料であり、
処理ガスは希ガス、フロロカーボン系のガス、窒素ガスおよび酸素ガスを含むことを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項４】
請求項３記載のプラズマ処理方法において、
処理ガスに占める酸素の分圧は２％以上、１０％以下であり、試料に供給するバイアス用高周波電源の電力密度は２Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項５】
請求項４記載のプラズマ処理方法において、
処理ガスに占める酸素の分圧は４％以上、１０％以下であることを特徴とするプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理方法に係り、特に、プラズマ処理装置の経時変化を抑制することのできるプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ上に形成されたトランジスタおよび金属配線の間を電気的に接続する場合、あるいは前記金属配線同士を電気的に接続する場合、例えば、ランジスタ構造の上部と配線間に配置された層間絶縁膜（ＳｉＯ２などのシリコン酸化膜、あるいは誘電率がＳｉＯ２よりも低いＳｉＯＣなどの低誘電率膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）で構成される）にビアホール(Via hole)を形成し、該ビアホール内にＣｕ等の導電材料を充填する方法が採用される。ビアホール形成に際しては、プラズマを利用したドライエッチングが採用される。ドライエッチングは、真空処理室内に導入されたエッチングガスを外部から印加した高周波電力によりプラズマ化し、プラズマ中で生成された反応性ラジカルやイオンをウエハ上で反応させることにより、マスクの施された被加工膜を選択的にエッチングする技術である。近年では、デバイスの微細化に伴い、被加工膜のマスクや下地に対するエッチングレートの比である選択比の改善が重要な要素となっている。
【０００３】
被加工膜がシリコン酸化膜あるいは低誘電率膜などの層間絶縁膜である場合、例えば、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）をエッチングする場合には、エッチングガスとしてＣＨＦ３，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８，Ｃ４Ｆ６，ＣＨ２Ｆ２，ＣＨ３Ｆなどのフロロカーボン系のガスをＡｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等の希ガスで希釈し、これにＯ２を添加したガスを用いることが多い。
【０００４】
この場合、前記ＳｉＯ２膜は、前記フロロカーボン系のガスがプラズマ中で解離することにより発生したＣＦｘラジカルやＦラジカルが付着した表面にＡｒイオンが入射することでエッチングされる。
【０００５】
一方、前記マスク（レジスト）は、Ｆとイオンによってエッチングされる。ＣＦｘはレジスト表面でポリマーを形成するため耐エッチング膜として作用する。ＣＦｘと比較し、Ｆが少ない条件でエッチングすると、レジストに対するシリコン酸化膜の選択比は高くなる。また堆積性が強く選択比が高すぎる条件でエッチングを行なうと、ビアホールの底でエッチングがストップする（エッチストップ）等の問題が発生する。このため堆積膜を除去する効果のある酸素を微量添加し、エッチストップの制御を行なっている。
【０００６】
また、近年では配線での信号遅延を低減する目的で、層間絶縁膜に誘電率の低い低誘電率膜を用いることが多くなっている。低誘電率膜をエッチングする際に酸素を添加すると反応性の強い酸素が低誘電率膜中のＣを引き抜いて、低誘電率膜の誘電率が上昇する（Ｌｏｗ−ｋ膜ダメージ）という問題がある。
【０００７】
この問題に関しては、低誘電率膜のエッチングに際しては、酸素を添加せずに、希ガス、フロロカーボン系のガス、窒素の混合ガスを使用する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。このように、酸素の代わりに窒素を用いることでエッチストップの抑止や、形状制御を行うことができる。
【０００８】
しかし、窒素を添加した場合においても、気相中でのＦラジカル濃度が高い場合には、ＦラジカルによるＬｏｗ−ｋ膜ダメージや、レジストと低誘電率膜との選択比の低下という問題が発生する。
【０００９】
この問題に関しては、プラズマに直接接するシャワープレート部の材質をシリコンとし、前記過剰なＦラジカルをシリコンシャワープレート上における表面反応により除去する技術も知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４２２２５号公報
【特許文献２】特開２０００−１５０４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記したように、エッチングに際して、希ガス、フロロカーボン系のガスおよび窒素の混合ガスを用い、シリコン製のシャワープレートを使用した処理装置を用いて、層間絶縁膜のプラズマ処理を行う場合、前記シャワープレートの表面が放電時間の増加とともに変質することがある。シリコン製のシャワープレートの表面は通常、鏡面である。この表面が黒色に変化することから、ここでは、この表面変質を「ブラックシリコン化」と称する
シャワープレートがブラックシリコン化すると、エッチングレートやエッチングの均一性などのプロセス特性が変化する。またブラックシリコン化したシャワープレートからは異物が発生し、半導体デバイスの歩留まりを低下させることがある。
【００１１】
このためプロセス特性を維持するためには、ブラックシリコン化したシャワープレートを鏡面状態のものに交換する必要がある。しかし、シャワープレートを交換するためには処理装置を構成するチャンバ（処理室）の運用を一時停止する必要があり、チャンバの稼働率が低下し、装置のランニングコストが高くなる。
【００１２】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、シャワープレートのブラックシリコン化を抑制することのできるプラズマ処理技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記課題を解決するため、次のような手段を採用した。
【００１４】
真空処理室と、該真空処理室にシリコン製のシャワープレートを備え、該シャワープレート介して前記空処理室に処理ガスを分散して供給するガス供給手段と、処理室内のガスを排出するガス排気手段と、前記処理室内に配置され被処理体である試料を載置して保持する下部電極と、該下部電極にバイアス電圧を印加するバイアス用高周波電源を備え、
前記真空処理室内に高周波エネルギを供給して処理室内にプラズマを生成し、生成したプラズマを用いて前記試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において、前記試料は相間絶縁膜としてシリコン酸化膜または低誘電率膜を含む試料であり、処理ガスは希ガス、フロロカーボン系のガス、および窒素ガスを含み、前記希ガスの分圧が６５％以上であり、前記試料に供給するバイアス用高周波電源の電力密度は２Ｗ／ｃｍ２以下とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上の構成を備えるため、シャワープレートのブラックシリコン化を抑制し、装置の長寿命化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、最良の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。まず、シャワープレート表面がブラックシリコン化するメカニズムについて説明する。
【００１７】
図１は、ブラックシリコン化したシャワープレート表面の電子走査顕微鏡写真である。図１（ａ）に示すように、シャワープレート表面には、多数の凹み（ディンプル）が存在する。シャワープレート表面の前記凹みが互いに重なるように集まると、図１（ｂ）に示すようにシャワープレート表面がギザギザに荒れてしまう。この表面荒れが酷いところほど、目視ではシャワープレート表面は黒くみえることになる。これがブラックシリコン化である。
【００１８】
図２，３，４は、シャワープレート表面が荒れ、ブラックシリコン化する過程を説明する図である。なお、図２（ａ），図３（ａ），図４（ａ）はシャワープレート２０１の下面図、図２（ｂ），図３（ｂ），図４（ｂ）シャワープレート２０１の断面図を示す。
【００１９】
まず、エッチング処理が開始され、処理に伴ってシャワープレートの温度が上昇すると、シャワープレート２０１の表面に付着している堆積膜２０２は、シャワープレート温度上昇と共に、周辺部の堆積膜から気化する（図２（ａ），（ｂ））。
【００２０】
エッチング処理中は、シャワープレートの上方にある上部アンテナ側にバイアス電位が印加されている。このため、上部アンテナの下方にあるシャワープレート２０１にはプラズマ中のイオン２０３が下方から入射される（図３（ａ），（ｂ））。
【００２１】
シャワープレートに入射するイオン２０３は、シャワープレート２０１表面、あるいは堆積膜２０２をエッチングする。なお、シャワープレート２０１の表面に堆積膜３０２が形成されていない部分ではシャワープレート２０１の表面が直接エッチングされる。このためエッチング処理中、シャワープレート２０１の表面は不均一にエッチングされることになる。エッチング処理後、Ｏ２プラズマを用いたクリーニングを施し、シャワープレート２０１上の堆積膜を取除いたとしても、シャワープレート表面には凹部（ディンプル）２０４が形成されており、表面の形状は均一な状態には回復しない（図４（ａ），（ｂ））。
【００２２】
このように、ブラックシリコン化の原因は、シャワープレートが不均一にエッチングされることにある。このため、ブラックシリコン化を抑止するには、エッチング処理中のシャワープレート表面への堆積膜を抑制することが必要となる。
【００２３】
ところで、堆積膜の堆積を抑制するには、フロロカーボン系のガス流量を低下させ、あるいは窒素ガスの流量を調整すればよい。しかし、フロロカーボン系のガスの流量を低下させると、エッチングレートが低下する。また、窒素ガスの流量を変化させると、エッチング形状が大きく変化する。このため、エッチング特性に与えるインパクトが最も小さい希ガスの流量を増加させるのが、シャワープレートへの堆積膜の堆積を抑制するのに好適であることがわかる。
【００２４】
しかし、堆積膜の堆積を抑制するために、前述のように希釈ガスである希ガスの分圧を増加すると、プラズマ密度が増加し、半導体ウエハに入射するイオンの数が増加する。このため、ウエハに形成された層間絶縁膜がダメージを受けて、例えば、図５に示すように、層間絶縁膜にストライエーション（ビアホール内に形成されたすじ状の削れ）が発生する。
【００２５】
図５は、層間絶縁膜（低誘電率膜）５０２に発生したストライエーション５０１を説明する図である。なお、層間絶縁膜（低誘電率膜）５０２は下地５０３上に形成されている。
【００２６】
ストライエーションが発生すると、配線間の絶縁をとることが困難となる。ストライエーションの発生を抑制するためには、半導体ウエハにイオンを引き込むためのウエハバイアスを低下させて、入射するイオンのエネルギーを低下させることが必要となる。
【００２７】
一方、堆積膜の堆積を抑制するために、堆積膜除去効果の高い酸素ガスを添加する方法が考えられる。酸素をガス低誘電率膜のプラズマ処理に使用すると、前述のように低誘電率膜がダメージを受けて、低誘電率膜の誘電率が上昇する。このため、通常、酸素は低誘電率膜のプラズマ処理には使用しない。しかしながら、本件発明者らは、低誘電率膜がダメージを受けないようなごく微量の酸素ガスを添加することにより、シャワープレートのブラックシリコン化を抑制できることを見出した。
【００２８】
この場合、反応性の強い酸素ガスを添加するため、前記層間絶縁膜はダメージを受けやすい状態となっている。このため、ウエハバイアスを低下させて層間絶縁膜に入射するイオンエネルギーを低下させて、層間絶縁膜に与えるダメージを低減させることが必要である。
【００２９】
図６は、本発明の実施形態で使用するプラズマ処理装置を説明する図である。図６に示すように、プラズマ処理装置は、真空処理容器からなるプラズマ処理室６０１、該真空処理室６０１にエッチングガスを供給するガス供給系６０２、および真空処理室６０１内を高真空状態に排気する排気系６０３を備えている。ガス供給系６０２からはアルゴン等の希ガス、フロロカーボン系のガス、窒素、あるいは酸素等のエッチングガスをマスフローコントローラ等により流量制御しながら真空処理室６０１に供給する。
【００３０】
ガス排気系６０３は、図示しないコンダクタンス可変バルブ、ターボ分子ポンプおよびドライポンプを備え、真空処理室６０１を高真空状態に維持可能である。流量を制御された前記エッチングガスは上部アンテナ６０６に備え付けられたシャワープレート６０７を通過して真空処理室に供給する。なお、ガス供給系６０２と排気系６０３により真空処理室６０１内は０．５〜１０Ｐａ程度の圧力に調圧されている。
【００３１】
プラズマ処理室６０１の上部にはプラズマを発生させるための高周波電源６０４、およびバイアス用電源６０５を備えている。また、ウエハを載置する下部電極６０８には静電吸着用の直流電源６１０、および異方性エッチングを行う為のバイアス用電源６０９が接続される。  
次に、本発明の第１の実施例について説明する。この実施例では、エッチングガス中における希ガスの流量比を増大するとともに、ウエハバイアスを低下させる。
【００３２】
まず、層間絶縁膜が形成されたウエハを下部電極６０８上に載置してプラズマ処理を開始する。ガス供給手段６０２とガス排気手段６０３を駆動して真空処理室６０１内を０．５〜１０Ｐａ程度の圧力に調圧する。高周波電源６０４から高周波電力を供給して、真空処理室６０１内に供給されたエッチングガスをプラズマ化する。真空処理室内にプラズマが生成された後、バイアス用電源６０９からのバイアス電圧を下部電極６０８に供給し、半導体ウエハにバイアス用電源６０９による自己バイアスを発生させ、これによりイオンを引き込み、エッチング処理を行なう。なお、エッチングガスを構成する各種ガスの分圧はエッチング処理の間、任意に制御することができる。
【００３３】
次に、前記プラズマ処理装置を用いてＳｉＯＣ基板にビアホールを形成するサンプル処理を連続実施した後、処理室を大気開放して内部を観察する。
【００３４】
前述した、ブラックシリコン化とストライエーションのメカニズムから考えると、希ガスであるＡｒ流量を増加させて、シャワープレートに付着する堆積膜を少なくすることでブラックシリコン化を抑制でき、また、ウエハバイアスを低下させることでストライエーションを抑制できる筈である。
【００３５】
そこで、従来のガス条件（エッチングガスとして、Ａｒ，ＣＨＦ３，Ｎ２の混合ガスを用い、その流量はそれぞれ２００ｓｃｃｍ，１００ｓｃｃｍ，２００ｓｃｃｍとする）および従来のバイアス条件（ウエハバイアスの電力密度は２．８Ｗ／ｃｍ２とする）よりも、Ａｒ流量を増加させ、ウエハバイアスを低下させて、前述の連続処理を実施した。
【００３６】
また、連続処理（例えば１００枚）の終了後に処理室を大気開放し、シャワープレート表面を目視で観察した。また、ストライエーションはエッチング終了後のビアホールをＳＥＭ(Scanning Electron Microscope)で観察し、目視で確認した。
【００３７】
図７は、この試験の結果を示す図である。図７において、シャワープレートのブラックシリコン化の程度は、ブラックシリコン化した部分の面積で定量化してある。
【００３８】
図７からわかるように、Ａｒ流量の増加にしたがって、ブラックシリコンしている領域は減少し、Ａｒの流量比が６５％でほぼブラックシリコン領域がなくなってきていることが分かる。
【００３９】
また、エッチイングガスを構成する各ガスの流量、およびウエハバイアスがエッチング結果に与える影響を別途調査したところ、Ａｒの流量の増加はエッチングレートやレジスト選択比、エッチング形状等のプロセス性能に大きな影響を与えないことが確認できた。これに対し、ＣＨＦ３の流量を低下させるとエッチング速度の大幅な低下が、またＮ２流量を低下させるとエッチストップが発生することも確認できた。
【００４０】
図８は、ストライエーションおよびシャワープレートのブラックシリコン化と、Ａｒ分圧およびウエハバイアスとの関係図を示す図である。
【００４１】
一つのブロックの左上半分がシャワープレートのブラックシリコン化の抑制の有無、右下半分がストライエーション抑制の有無（●：抑制、×：発生）を示している。なお、右下半分を黒く塗り潰している個所はＳＥＭ観察をおこなっていないことを示している。
【００４２】
図８を参照すると、ウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下（直径３００ｍｍウエハでは１４００Ｗ以下）にすると、ストライエーションが抑制できることが確認できる。  以上を纏めると、プロセス性能を維持したままでシャワープレートのブラックシリコン化を抑制するためには、ウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下に設定し、Ａｒ流量を総流量の６５％以上に設定すればすれば良いことが判る。なお、Ａｒ流量は総流量の７５％以上に設定するのがより好ましい。
【００４３】
Ａｒ流量を増加することでシャワープレートのブラックシリコン化を抑制することができ、また、ウエハバイアスを減少させることでストライエーションを防止でき、プロセス性能を維持できるメカニズムについては、次のように考えられる。
【００４４】
（１）従来のエッチング条件においては、シャワープレート表面に入射するイオン（ａｒ）のみでは、シャワープレート上に堆積する堆積膜を取除くことができない。このため、シャワープレート上に堆積した堆積膜がマイクロマスクを形成し、形成されたマイクロマスクによりシャワープレートは不均一に削られ、シャワープレート表面はブラックシリコン化する。（２）Ａｒ流量を増加させると、シャワープレートに向かって入射するＡｒイオンの数が増加し、シャワープレート上の堆積膜がマイクロマスクを形成する前に入射してくるイオンによって削られ、マイクロマスクを形成できない。このため、シャワープレートは不均一に削られず、シャワープレート表面はブラックシリコン化しない。（３）また、ウエハバイアスを低下させると、層間絶縁膜に入射するイオンのエネルギーを抑えることができ、ストライエーションの発生を抑制することができる。
【００４５】
なお、以上の例では希ガスとしてＡｒを用いたが、Ｘｅ、Ｋｒ等でも同様なことが言える。
【００４６】
なお、比較例として、前述した従来の条件、すなわち、エッチングガスとして、Ａｒ，ＣＨＦ３，Ｎ２の混合ガスを用い、その流量をそれぞれ２００ｓｃｃｍ，１００ｓｃｃｍ，２００ｓｃｃｍとし、また、ウバイアス用電源６０９によるウエハバイアスの電力密度を２．８Ｗ／ｃｍ２に設定して連続処理（例えば１００枚）を施した。この場合には、シャワープレートの大部分がブラックシリコン化していることが判明した。
【００４７】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この実施例では、エッチングガスに微量のＯ２ガスを添加するとともに、ウエハバイアスを低下させる。
【００４８】
前述したブラックシリコン化のメカニズムから考えると、堆積膜除去効果の高いＯ２ガスをエッチングガスに微量添加して、シャワープレートに付着する堆積膜を抑制することによりブラックシリコン化を抑制できる。
【００４９】
また、前述したストライエーションのメカニズムから考えると、ウエハバイアス低下させることで、ストライエーションを防ぐことができる。
【００５０】
本実施例では、従来のガス条件（エッチングガスとして、Ａｒ，ＣＨＦ３，Ｎ２の混合ガスを用い、その流量はそれぞれ２００ｓｃｃｍ，１００ｓｃｃｍ，２００ｓｃｃｍとする）に、Ｏ２ガスを微量添加し、ウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２（直径３００ｍｍウエハで１４００Ｗ）に設定して連続処理（例えば１００枚）を行い、更にシャワープレート表面状態とビアホール形状の確認を行なった。
【００５１】
図９は本試験の結果を示す図である。図９において、シャワープレートのブラックシリコン化の程度は、図７と同様にブラックシリコン化した部分の面積で定量化してある。図９からわかるように、Ｏ２ガスの流量を増加させるにしたがって、ブラックシリコン化している領域は減少し、Ｏ２ガスの流量が総流量の２％となった点でほぼブラックシリコン化した領域がなくなる。
【００５２】
また、実施例１と同様に、各ガス流量がエッチング結果に与える影響を別途調査した。その結果、Ｏ２ガスの添加量が１０％以下ではエッチングレートやレジスト選択比、エッチング形状等のプロセス性能に大きな影響を与えないことが確認できた。しかし、Ｏ２ガスの流量が１０％を超えるとプロセス性能に悪影響を与えることが確認できた。
【００５３】
また、実施例１と同じようにウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下に設定してエッチング処理を行なうとストライエーションの発生を防止できることが確認できた。
【００５４】
以上を纏めると、プロセス性能を維持したままでシャワープレートのブラックシリコン化を抑制し、更に層間絶縁膜のストライエーションを防止するためには、ウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下に設定し、Ｏ２ガスの流量を総流量の２％以上１０％以下にすれば良いことが判る。なお、Ｏ２ガスの流量は総流量の４％以上１０％以下とするのがより好ましい。
【００５５】
エッチングガスにＯ２ガスを微少添加することによりブラックシリコン化を抑制することができ、また、相間絶縁膜に発生するストライエーションを抑制することができるメカニズムについては次のように考えられる。
【００５６】
（１）従来のエッチングガスを用いたエッチング処理では、エッチング処理中にシャワープレート上に堆積膜が堆積し、シャワープレートがブラックシリコン化する。（２）しかし、従来条件のエッチングガスに微量のＯ２ガスを添加し、エッチング処理と同時にシャワープレート表面に付着した堆積膜をＯ２ガスによクリーニングすることができる。このためシャワープレート上に、堆積膜が形成されることはなく、ブラックシリコン化を抑制できる。（３）なお、微量ではあるが反応性の強いＯ２ガスを添加したことにより、層間絶縁膜はダメージを受けやすくなっている。このためウエハバイアスを低下させることにより、ウエハに入射するイオンのエネルギーを低下させる。
【００５７】
これにより、層間絶縁膜に与えるダメージを低減し、ストライエーションの発生を抑制することができる。
【００５８】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、エッチングガス（希ガス、フロロカーボン系のガス、窒素の混合ガス）に占める希ガスの分圧を６５％以上に設定し、更にウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下（直径３００ｍｍウエハでは１４００Ｗ以下）とすることにより、シャワープレートのブラックシリコン化とストライエーションを防止できる。
【００５９】
また、エッチングガス（希ガス、フロロカーボン系のガス、窒素、酸素の混合ガス）に占める酸素の分圧を２％以上、１０％以下に設定し、更にウエハバイアスの電力密度を２Ｗ／ｃｍ２以下に設定することにより、シャワープレートのブラックシリコン化とストライエーションを防止することができる。
【００６０】
これにより、ブラックシリコン化したシャワープレートからの異物の発生を抑制することができ、またシャワープレート起因によるエッチング特性の経時変化を抑制することができる。さらにはシャワープレートの寿命を延ばすことができ、運用コストを低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ブラックシリコン化したシャワープレート表面の電子走査顕微鏡写真を示す図である。
【図２】シャワープレート表面が荒れ、ブラックシリコン化する過程を説明する図である。
【図３】シャワープレート表面が荒れ、ブラックシリコン化する過程を説明する図である。
【図４】シャワープレート表面が荒れ、ブラックシリコン化する過程を説明する図である。
【図５】層間絶縁膜に発生したストライエーションを説明する図である。
【図６】プラズマ処理装置を説明する図である。
【図７】試験の結果を示す図である。
【図８】ストライエーションおよびシャワープレートのブラックシリコン化と、Ａｒ分圧およびウエハバイアスとの関係図を示す図である。
【図９】試験の結果を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
２０１  シャワープレート
２０２  堆積膜
２０３  正イオン
２０４  凹部
５０１  ストライエーション
５０２  低誘電率膜
５０３  下地
６０１  真空処理室
６０２  ガス供給系
６０３  ガス排気系
６０４  高周波電源（プラズマ生成用）
６０５  バイアス用電源
６０６  上部アンテナ
６０７  シャワープレート
６０８  下部電極
６０９  ウエハバイアス用電源
６１０  静電吸着用直流電源
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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