【手続補正書】
【提出日】平成20年6月23日(2008.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第１電極および被処理基板を支持する第２電極と、
前記第１電極に相対的に周波数の高い第１の高周波電力を印加する第１の高周波電力印加ユニットと、
前記第２電極に相対的に周波数の低い第２の高周波電力を印加する第２の高周波電力印加ユニットと、
前記第１電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと
前記直流電源から前記第１電極への印加電圧、印加電流および印加電力のいずれかを制御する制御装置と
を具備することを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項２】
前記第１電極の前記第２電極との対向面は、シリコン含有物質で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記第１電極に印加された前記直流電源からの直流電圧に基づく電流をプラズマを介して逃がすために、常時接地されている導電性部材を前記処理容器内に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は下部電極であり、前記導電性部材は、前記第２電極の周囲に設置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は下部電極であり、前記導電性部材は、前記第１電極の近傍に配置されることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記導電性部材は、前記第１電極の外側にリング状に配置されることを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記導電性部材は、プラズマ処理の際の飛翔物の付着を防止するための凹所を有していることを特徴とする請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記第１電極に印加された前記直流電源からの直流電圧に基づく電流をプラズマを介して逃がすために、全体制御装置からの指令に基づいて接地される導電性部材を前記処理容器内に設けることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記導電性部材は、プラズマエッチング時に接地されることを特徴とする請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記導電性部材には、直流電圧または交流電圧が印加可能となっており、全体制御装置からの指令に基づいて直流電圧または交流電圧が印加されることによりその表面がスパッタまたはエッチングされることを特徴とする請求項８または請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記導電性部材は、クリーニング時に直流電圧または交流電圧が印加されることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記導電性部材の接続を、前記直流電源側と接地ラインとで切り替える切替機構をさらに具備し、前記切替機構により前記導電性部材を前記直流電源側に接続した際に、前記直流電源から前記導電性部材へ直流電圧または交流電圧が印加されることによりその表面がスパッタまたはエッチングされることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記導電性部材には負の直流電圧が印加可能となっていることを特徴とする請求項１０に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記処理容器内に、前記導電性部材に負の直流電圧が印加された際に前記処理容器内に流入した直流電子電流を排出するために、接地された導電性補助部材を設けることを特徴とする請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
全体制御装置からの指令に基づいて、前記第１電極に供給された前記直流電源からの直流電流をプラズマを介して逃がすために接地される第１の状態、および前記直流電源から直流電圧が印加されてその表面がスパッタまたはエッチングされる第２の状態のいずれかをとる導電性部材を前記処理容器内に設け、前記直流電源の負極が前記第１電極に接続され、かつ前記導電性部材が接地ラインに接続される第１の接続と、前記直流電源の正極が前記第１電極に接続され、前記直流電源の負極が前記導電性部材に接続される第２の接続との間で切り替え可能であり、その切り替えにより、それぞれ前記第１の状態および前記第２の状態を形成可能な接続切替機構をさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
前記第１の状態はプラズマエッチング時に形成され、前記第２の状態は前記導電性部材のクリーニング時に形成されることを特徴とする請求項１５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１７】
被処理基板が収容され、真空排気可能な処理容器と、
処理容器内に対向して配置される第１電極および被処理基板を支持する第２電極と、
前記第１電極に相対的に周波数の高い第１の高周波電力を印加する第１の高周波電力印加ユニットと、
前記第２電極に相対的に周波数の低い第２の高周波電力を印加する第２の高周波電力印加ユニットと、
前記第１電極に直流電圧を印加する直流電源と、
前記処理容器内に処理ガスを供給する処理ガス供給ユニットと
前記直流電源から前記第１電極への印加電圧、印加電流および印加電力のいずれかを制御する制御装置と
を具備し、
前記第１電極は、内側電極と外側電極とに分割されており、前記第１の高周波電力は、前記内側電極と前記外側電極に分配されて印加され、前記直流電源はこれらのうち少なくとも一方に接続されていることを特徴とするプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記第１電極の前記第２電極との対向面は、シリコン含有物質で形成されていることを特徴とする請求項１７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記第１電極に印加された前記直流電源からの直流電圧に基づく電流をプラズマを介して逃がすために、常時接地されている導電性部材を前記処理容器内に設けることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は下部電極であり、前記導電性部材は、前記第２電極の周囲に設置されることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２１】
前記第１電極は上部電極であり、前記第２電極は下部電極であり、前記導電性部材は、前記第１電極の近傍に配置されることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２２】
前記導電性部材は、前記第１電極の外側にリング状に配置されることを特徴とする請求項２１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２３】
前記導電性部材は、プラズマ処理の際の飛翔物の付着を防止するための凹所を有していることを特徴とする請求項１９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２４】
前記第１電極に印加された前記直流電源からの直流電圧に基づく電流をプラズマを介して逃がすために、全体制御装置からの指令に基づいて接地される導電性部材を前記処理容器内に設けることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２５】
処理容器内に、第１電極および被処理基板を支持する第２電極を対向して配置し、前記第１電極に相対的に周波数の高い第１の高周波電力を印加し、前記第２電極に相対的に周波数の低い第２の高周波電力を印加しながら、前記処理容器内に処理ガスを供給し、該処理ガスのプラズマを生成させて、前記第２電極に支持された被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記第１電極に直流電圧を印加する工程と、前記第１電極に直流電圧を印加しながら、前記被処理基板にプラズマ処理を施す工程とを有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項２６】
前記第２電極に支持された被処理基板へのプラズマ処理が被処理基板に設けられた絶縁膜のエッチングであることを特徴とする請求項２５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２７】
前記絶縁膜は有機系絶縁膜であることを特徴とする請求項２６に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２８】
前記有機系絶縁膜が、ＳｉＯＣ系膜であることを特徴とする請求項２７に記載のプラズマ処理方法。
【請求項２９】
前記ＳｉＯＣ系膜の下地膜が、炭化珪素（ＳｉＣ）により形成されることを特徴とする請求項２８に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３０】
前記絶縁膜をエッチングする際、前記処理ガスが、Ｃ４Ｆ８とＮ２とＡｒの混合ガスであり、その流量比が、Ｃ４Ｆ８／Ｎ２／Ａｒ＝４〜２０／１００〜５００／５００〜１５００ｍＬ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項２６から請求項２９のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３１】
前記絶縁膜をエッチングする際に、オーバーエッチングステップに適用されるものである請求項２６から請求項３０のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３２】
前記絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜の下地膜との選択比を大きくするために、前記処理ガスとして、Ｃ５Ｆ８、Ａｒ、Ｎ２の組み合わせを使用することを特徴とする請求項２６から請求項２９のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３３】
前記絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜のマスクとの選択比を大きくするために、前記処理ガスとして、ＣＦ４、またはＣ４Ｆ８、ＣＦ４、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２の組み合わせを使用することを特徴とする請求項２６から請求項２９のずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３４】
前記絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜のエッチング速度を大きくするために、前記処理ガスとして、Ｃ４Ｆ６、ＣＦ４、Ａｒ、Ｏ２、およびＣ４Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ａｒ、Ｏ２、およびＣ４Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、Ａｒ、Ｏ２のいずれかの組み合わせを使用することを特徴とする請求項２６から請求項２９のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３５】
処理容器内に、第１電極および被処理基板を支持する第２電極を対向して配置し、内側電極と外側電極とに分割された前記第１電極に相対的に周波数の高い第１の高周波電力を印加し、前記第２電極に相対的に周波数の低い第２の高周波電力を印加しながら、前記処理容器内に処理ガスを供給し、該処理ガスのプラズマを生成させて、前記第２電極に支持された被処理基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記内側電極と前記外側電極の少なくとも一方に直流電圧を印加する工程と、
前記第１電極に直流電圧を印加しながら、前記被処理基板にプラズマ処理を施す工程とを有することを特徴とするプラズマ処理方法。
【請求項３６】
前記第２電極に支持された被処理基板の絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜の下地膜との選択比を大きくするために、前記処理ガスとして、Ｃ５Ｆ８、Ａｒ、Ｎ２の組み合わせを使用することを特徴とする請求項３５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３７】
前記第２電極に支持された被処理基板の絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜のマスクとの選択比を大きくするために、前記処理ガスとして、ＣＦ４、またはＣ４Ｆ８、ＣＦ４、Ａｒ、Ｎ２、Ｏ２の組み合わせを使用することを特徴とする請求項３５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３８】
前記第２電極に支持された被処理基板の絶縁膜をエッチングする際、前記絶縁膜のエッチング速度を大きくするために、前記処理ガスとして、Ｃ４Ｆ６、ＣＦ４、Ａｒ、Ｏ２、およびＣ４Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ａｒ、Ｏ２、およびＣ４Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、Ａｒ、Ｏ２のいずれかの組み合わせを使用することを特徴とする請求項３５に記載のプラズマ処理方法。
【請求項３９】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項２５から請求項３４のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法が行われるように、プラズマ処理装置を制御することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項４０】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に、請求項３５から請求項３８のいずれか１項に記載のプラズマ処理方法が行われるように、プラズマ処理装置を制御することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
また、プラズマ処理時の一部の期間において、図１９に示すように、第２スイッチ５３ｂをオフにし、ＧＮＤブロック９１をフローティング状態としてもよい。このとき、直流電子電流は、プラズマを介して上部電極３４から導電性補助部材９１ｂに流入する（正イオン電流の流れの向きは逆となる）。このときＧＮＤブロック９１にはセルフバイアス電圧がかかり、その分のエネルギーをもって正イオンが入射され、プラズマ処理時にＧＮＤブロック９１をクリーニングすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す概略断面図。
【図２】図１のプラズマ処理装置において第１の高周波電源に接続された整合器の構造を示す図。
【図３】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した際のＶｄｃおよびプラズマシース厚の変化を示す図。
【図４】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した場合と印加しない場合とのプラズマ状態を比較して示す図。
【図５】図１のプラズマ処理装置において、プラズマを検出する検出器を設けた状態を示す断面図。
【図６】図１のプラズマ処理装置により上部電極に印加する直流電圧を変化させてＳｉＯ２膜をエッチングした際におけるフォトレジスト膜のエッチレート、ＳｉＯ２膜のエッチレート、およびフォトレジスト膜に対するＳｉＯ２膜の選択比を示すグラフ。
【図７】連続エッチングプロセスが適用される多層膜の一例を示す図。
【図８】図１のプラズマ処理装置において、上部電極に直流電圧を印加した際のプラズマポテンシャル波形の変化を示す図。
【図９】図１のプラズマエッチング装置において、印加する直流電圧を変化させた場合の電子密度およびその分布の変化を示す図。
【図１０】図９のエッチングにおいて、各直流電圧におけるセンターとエッジのエッチング状態を模式的に示す図。
【図１１】上部電極表面における自己バイアス電圧と、印加する直流電圧との関係を示す図。
【図１２】図１のプラズマエッチング装置において、プラズマを検出する検出器を設けた状態を示す断面図。
【図１３】図１のプラズマエッチング装置において、上部電極へ直流電圧を印加する際に異常放電を抑制するための波形を示す図。
【図１４】ＧＮＤブロックの他の配置例を示す概略図。
【図１５】ＧＮＤブロックのさらに他の配置例を示す概略図。
【図１６】ＧＮＤブロックの付着物防止例を説明するための図。
【図１７】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の一例を示す概略図。
【図１８】図１７の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図１９】図１７の装置におけるプラズマエッチング時における他の状態を示す概略図。
【図２０】ＧＮＤブロックの付着物を除去可能な装置構成の他の例を示す概略図。
【図２１】図２０の装置におけるプラズマエッチング時における状態とクリーニング時における状態を説明するための概略図。
【図２２】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックの一例を示す模式図。
【図２３】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックの他の例を示す模式図。
【図２４】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２５】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２６】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２７】ＤＣ的に接地されなくなることを防止する機能を備えたＧＮＤブロックのさらに他の例を示す模式図。
【図２８】ＲＦプラズマおよびＤＣプラズマにおける電子温度分布を示す図。
【図２９】高周波電力のみでプラズマを形成した場合と直流電圧も印加した場合における電子温度分布を示す図。
【図３０】バイアス高周波電力の周波数が２ＭＨｚの場合と１３．５６ＭＨｚの場合におけるイオンの追従性を説明するための図。
【図３１】バイアス高周波電力の周波数が２ＭＨｚの場合と１３．５６ＭＨｚの場合におけるイオンエネルギー分布を示す図。
【図３２】図１のプラズマエッチング装置によりエッチングを行う際におけるエッチング対象となり得るウエハの断面構造の一例を示す模式図。
【図３３】図１のプラズマエッチング装置によりエッチングを行う際におけるエッチング対象となり得るウエハの断面構造の他の例を示す模式図。
【図３４】本発明の第２の実施形態に係るプラズマエッチング装置を示す概略断面図。
【図３５】図３４のプラズマエッチング装置の要部の構成を示す概略断面図。
【図３６】図３４のプラズマエッチング装置におけるプラズマ生成手段の要部の等価回路を示す回路図。
【図３７】図３４のプラズマエッチング装置における可変コンデンサのキャパシタンスの値と、電界強度比率との関係を示す図。
【図３８】図３４のプラズマエッチング装置の上部電極への直流電圧印加の変形例を示す図。
【図３９】図３４のプラズマエッチング装置の上部電極への直流電圧印加の他の変形例を示す図。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2006270017.tif 000001
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2006270017.tif 000002
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１９】
2006270017.tif 000003