JP2003234331A - プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置 - Google Patents
プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置Info
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- H01J37/3266—Magnetic control means
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
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- H10P50/286—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of organic materials
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- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
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- H10W20/071—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof
- H10W20/081—Manufacture or treatment of dielectric parts thereof by forming openings in the dielectric parts
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 無機系材料膜をマスクとして有機系材料膜を
エッチングする際に、高エッチングレートで、かつ無機
系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングする
ことができるプラズマエッチング方法を提供すること。 【解決手段】 チャンバー１内に一対の電極２，１６を
対向して配置し、一方の電極２に有機系材料膜を有する
被処理基板Ｗを支持させた状態で電極２に高周波電力を
印加して一対の電極２，１６間に高周波電界を形成する
とともに、チャンバー１内に処理ガスを供給し、電界に
より処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより
被処理基板Ｗの有機系材料膜を無機系材料膜をマスクと
してプラズマエッチングするにあたり、電極２に印加す
る高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨｚとする。
エッチングする際に、高エッチングレートで、かつ無機
系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングする
ことができるプラズマエッチング方法を提供すること。 【解決手段】 チャンバー１内に一対の電極２，１６を
対向して配置し、一方の電極２に有機系材料膜を有する
被処理基板Ｗを支持させた状態で電極２に高周波電力を
印加して一対の電極２，１６間に高周波電界を形成する
とともに、チャンバー１内に処理ガスを供給し、電界に
より処理ガスのプラズマを形成し、このプラズマにより
被処理基板Ｗの有機系材料膜を無機系材料膜をマスクと
してプラズマエッチングするにあたり、電極２に印加す
る高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨｚとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低誘電率膜（ｌｏ
ｗ−ｋ膜）等の有機系材料膜が形成された半導体ウエハ
等の被処理基板において、その有機系材料膜を無機系材
料膜をマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエ
ッチング方法に関する。
ｗ−ｋ膜）等の有機系材料膜が形成された半導体ウエハ
等の被処理基板において、その有機系材料膜を無機系材
料膜をマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエ
ッチング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの配線工程では、配線層
間には層間絶縁膜が形成されており、配線層を導通させ
るために層間絶縁膜をエッチングする。この層間絶縁膜
としては、近時、半導体デバイスのさらなる高速化の要
求から、より低誘電率の膜が求められており、このよう
な低誘電率膜としては有機系材料膜が用いられつつあ
る。
間には層間絶縁膜が形成されており、配線層を導通させ
るために層間絶縁膜をエッチングする。この層間絶縁膜
としては、近時、半導体デバイスのさらなる高速化の要
求から、より低誘電率の膜が求められており、このよう
な低誘電率膜としては有機系材料膜が用いられつつあ
る。
【０００３】このような有機系材料膜のエッチングは、
酸化シリコン等の無機系材料膜をマスクとしてプラズマ
エッチングにより行っている。具体的には、チャンバー
内に上下に対向する一対の対向電極を設け、下部電極に
半導体ウエハ（以下、単にウエハと記載する）を載置し
て、下部電極に１３．５６〜４０ＭＨｚ程度の高周波電
力を供給してエッチングを行っている。
酸化シリコン等の無機系材料膜をマスクとしてプラズマ
エッチングにより行っている。具体的には、チャンバー
内に上下に対向する一対の対向電極を設け、下部電極に
半導体ウエハ（以下、単にウエハと記載する）を載置し
て、下部電極に１３．５６〜４０ＭＨｚ程度の高周波電
力を供給してエッチングを行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
エッチング条件で無機系材料膜をマスクとして有機系材
料膜をエッチングする場合には、高エッチングレートを
得るためにプラズマ密度を上げると自己バイアス電圧も
同時に上昇するため、マスクである無機系材料膜に対す
る有機系材料膜のエッチング選択比が低下してしまい、
高エッチングレートと高エッチング選択比を両立するこ
とができない。
エッチング条件で無機系材料膜をマスクとして有機系材
料膜をエッチングする場合には、高エッチングレートを
得るためにプラズマ密度を上げると自己バイアス電圧も
同時に上昇するため、マスクである無機系材料膜に対す
る有機系材料膜のエッチング選択比が低下してしまい、
高エッチングレートと高エッチング選択比を両立するこ
とができない。
【０００５】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、無機系材料膜をマスクとして有機系材料膜を
エッチングする際に、高エッチングレートで、かつ無機
系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングする
ことができるプラズマエッチング方法を提供することを
目的とする。
であって、無機系材料膜をマスクとして有機系材料膜を
エッチングする際に、高エッチングレートで、かつ無機
系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングする
ことができるプラズマエッチング方法を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の観点では、チャンバー内に一対の電
極を対向して配置し、一方の電極に有機系材料膜を有す
る被処理基板を支持させた状態で少なくとも一方の電極
に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界
を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給
し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プ
ラズマにより前記被処理基板の前記有機系材料膜を無機
系材料膜に対して選択的にプラズマエッチングするにあ
たり、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力
の周波数を５０〜１５０ＭＨｚとすることを特徴とする
プラズマエッチング方法を提供する。
に、本発明の第１の観点では、チャンバー内に一対の電
極を対向して配置し、一方の電極に有機系材料膜を有す
る被処理基板を支持させた状態で少なくとも一方の電極
に高周波電力を印加して前記一対の電極間に高周波電界
を形成するとともに、チャンバー内に処理ガスを供給
し、前記電界により処理ガスのプラズマを形成し、該プ
ラズマにより前記被処理基板の前記有機系材料膜を無機
系材料膜に対して選択的にプラズマエッチングするにあ
たり、前記少なくとも一方の電極に印加する高周波電力
の周波数を５０〜１５０ＭＨｚとすることを特徴とする
プラズマエッチング方法を提供する。
【０００７】また、本発明の第２の観点では、チャンバ
ー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有機
系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少なく
とも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極
間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処
理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを
形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機系
材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッチ
ングするにあたり、前記チャンバー内のプラズマ密度が
５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バ
イアス電圧が９００Ｖ以下の条件のプラズマを形成する
ことを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。
ー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有機
系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少なく
とも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極
間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処
理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを
形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機系
材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッチ
ングするにあたり、前記チャンバー内のプラズマ密度が
５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バ
イアス電圧が９００Ｖ以下の条件のプラズマを形成する
ことを特徴とするプラズマエッチング方法を提供する。
【０００８】本発明者らの検討結果によれば、有機系材
料膜のエッチングはプラズマ密度が支配的であり、イオ
ンエネルギーの寄与が小さいのに対し、無機系材料膜の
エッチングではプラズマ密度とイオンエネルギーの両方
が必要である。したがって、有機系材料膜のエッチング
レートを高く、かつ無機系材料膜に対するエッチング選
択比を高くするためには、プラズマ密度が高く、かつイ
オンエネルギーがある程度低いことが必要である。この
場合に、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの
際における電極の自己バイアス電圧で間接的に把握する
ことができるから、有機系材料膜を高エッチングレート
および高エッチング選択比でエッチングするためには、
結局、高プラズマ密度かつ低バイアスの条件でエッチン
グすることが必要となる。本発明者らのさらなる検討結
果によれば、電極に印加する高周波電力の周波数が高く
なれば、よりプラズマ密度が高くかつ自己バイアス電圧
が小さい状態を形成することができることが判明した。
料膜のエッチングはプラズマ密度が支配的であり、イオ
ンエネルギーの寄与が小さいのに対し、無機系材料膜の
エッチングではプラズマ密度とイオンエネルギーの両方
が必要である。したがって、有機系材料膜のエッチング
レートを高く、かつ無機系材料膜に対するエッチング選
択比を高くするためには、プラズマ密度が高く、かつイ
オンエネルギーがある程度低いことが必要である。この
場合に、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの
際における電極の自己バイアス電圧で間接的に把握する
ことができるから、有機系材料膜を高エッチングレート
および高エッチング選択比でエッチングするためには、
結局、高プラズマ密度かつ低バイアスの条件でエッチン
グすることが必要となる。本発明者らのさらなる検討結
果によれば、電極に印加する高周波電力の周波数が高く
なれば、よりプラズマ密度が高くかつ自己バイアス電圧
が小さい状態を形成することができることが判明した。
【０００９】そこで、本発明の第１の観点では、電極に
印加する高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨｚと従
来よりも高くすることにより、高密度のプラズマであり
ながら、低い自己バイアス電圧を実現することができ、
有機系材料膜を、高エッチングレートで、かつ無機系材
料膜に対して高エッチング選択比でエッチングすること
ができる。この場合に、印加する高周波電力の周波数は
７０〜１００ＭＨｚであることがより好ましい。また、
チャンバー内のプラズマ密度が５×１０１０〜２×１０
１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ以
下であることが好ましい。
印加する高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨｚと従
来よりも高くすることにより、高密度のプラズマであり
ながら、低い自己バイアス電圧を実現することができ、
有機系材料膜を、高エッチングレートで、かつ無機系材
料膜に対して高エッチング選択比でエッチングすること
ができる。この場合に、印加する高周波電力の周波数は
７０〜１００ＭＨｚであることがより好ましい。また、
チャンバー内のプラズマ密度が５×１０１０〜２×１０
１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ以
下であることが好ましい。
【００１０】また、本発明の第２の観点では、前記チャ
ンバー内のプラズマ密度が５×１０ １０〜２×１０１１
ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ以下の
条件のプラズマを形成することにより、有機系材料膜
を、高エッチングレートで、かつ無機系材料膜に対して
高エッチング選択比でエッチングすることができる。
ンバー内のプラズマ密度が５×１０ １０〜２×１０１１
ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ以下の
条件のプラズマを形成することにより、有機系材料膜
を、高エッチングレートで、かつ無機系材料膜に対して
高エッチング選択比でエッチングすることができる。
【００１１】上記第１および第２の観点において、前記
高周波電力のパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ
２であることが好ましい。また、前記チャンバー内の圧
力を１３．３〜１０６．７Ｐａまたは１．３３〜６．６
７Ｐａにすることが好ましい。そして上記第１および第
２の観点は、被処理基板を支持する電極に高周波電力を
印加してエッチングする場合に特に有効である。この場
合に、被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力に
重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの高周波電力を印
加してもよい。このように、より低い高周波電力を重畳
させることにより、プラズマ密度およびイオン引き込み
作用を調整することができ、無機膜に対するエッチング
選択比を確保した上で有機膜のエッチングレートをより
上昇させることができる。この重畳させる高周波電力は
１３．５６ＭＨｚまたは３．２ＭＨｚであることが好ま
しい。重畳させる高周波電力の周波数が３．２ＭＨｚの
場合にそのパワー密度は４．２５Ｗ／ｃｍ２以下である
ことが好ましい。
高周波電力のパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ
２であることが好ましい。また、前記チャンバー内の圧
力を１３．３〜１０６．７Ｐａまたは１．３３〜６．６
７Ｐａにすることが好ましい。そして上記第１および第
２の観点は、被処理基板を支持する電極に高周波電力を
印加してエッチングする場合に特に有効である。この場
合に、被処理基板を支持する電極に、前記高周波電力に
重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの高周波電力を印
加してもよい。このように、より低い高周波電力を重畳
させることにより、プラズマ密度およびイオン引き込み
作用を調整することができ、無機膜に対するエッチング
選択比を確保した上で有機膜のエッチングレートをより
上昇させることができる。この重畳させる高周波電力は
１３．５６ＭＨｚまたは３．２ＭＨｚであることが好ま
しい。重畳させる高周波電力の周波数が３．２ＭＨｚの
場合にそのパワー密度は４．２５Ｗ／ｃｍ２以下である
ことが好ましい。
【００１２】また、本発明の第３の観点では、チャンバ
ー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有機
系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少なく
とも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極
間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処
理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを
形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機系
材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッチ
ングするにあたり、前記チャンバー内の圧力を１３．３
〜１０６．７Ｐａとし、被処理基板が支持される電極に
周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜
４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要
に応じて、これに重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７
ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２以下の第２の
高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０１０〜２
×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧を９０
０Ｖ以下とすることを特徴とするプラズマエッチング方
法を提供する。
ー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有機
系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少なく
とも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電極
間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に処
理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマを
形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機系
材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッチ
ングするにあたり、前記チャンバー内の圧力を１３．３
〜１０６．７Ｐａとし、被処理基板が支持される電極に
周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜
４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要
に応じて、これに重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７
ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２以下の第２の
高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０１０〜２
×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧を９０
０Ｖ以下とすることを特徴とするプラズマエッチング方
法を提供する。
【００１３】この第３の観点はより具体的な条件を規定
するものであり、このように、チャンバー内の圧力を１
３．３〜１０６．７Ｐａと高圧とし、被処理基板が支持
される電極に周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度
が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を
印加し、必要に応じて、これに重畳して周波数が５００
ｋＨｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２
以下の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×
１０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイア
ス電圧を９００Ｖ以下とすることにより、被処理基板上
へのイオンエネルギーの垂直成分を相対的に少なくする
ことができ、無機系材料膜に対して高いエッチング選択
比で、かつ高いエッチングレートで有機系材料膜をエッ
チングすることができる。特に、ホールのエッチングで
はエッチング選択比を高く維持しつつ、極めて高いエッ
チングレートを実現することができる。
するものであり、このように、チャンバー内の圧力を１
３．３〜１０６．７Ｐａと高圧とし、被処理基板が支持
される電極に周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度
が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を
印加し、必要に応じて、これに重畳して周波数が５００
ｋＨｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２
以下の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×
１０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイア
ス電圧を９００Ｖ以下とすることにより、被処理基板上
へのイオンエネルギーの垂直成分を相対的に少なくする
ことができ、無機系材料膜に対して高いエッチング選択
比で、かつ高いエッチングレートで有機系材料膜をエッ
チングすることができる。特に、ホールのエッチングで
はエッチング選択比を高く維持しつつ、極めて高いエッ
チングレートを実現することができる。
【００１４】さらに、本発明の第４の観点では、チャン
バー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有
機系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少な
くとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電
極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に
処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマ
を形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機
系材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッ
チングするにあたり、前記チャンバー内の圧力を１．３
３〜６．６７Ｐａとし、被処理基板が支持される電極に
周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜
４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要
に応じて、これに重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７
ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以下の第２
の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０１０〜
２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧を４
００Ｖ以下とすることを特徴とするプラズマエッチング
方法を提供する。
バー内に一対の電極を対向して配置し、一方の電極に有
機系材料膜を有する被処理基板を支持させた状態で少な
くとも一方の電極に高周波電力を印加して前記一対の電
極間に高周波電界を形成するとともに、チャンバー内に
処理ガスを供給し、前記電界により処理ガスのプラズマ
を形成し、該プラズマにより前記被処理基板の前記有機
系材料膜を無機系材料膜に対して選択的にプラズマエッ
チングするにあたり、前記チャンバー内の圧力を１．３
３〜６．６７Ｐａとし、被処理基板が支持される電極に
周波数が５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜
４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要
に応じて、これに重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７
ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以下の第２
の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０１０〜
２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧を４
００Ｖ以下とすることを特徴とするプラズマエッチング
方法を提供する。
【００１５】この第４の観点もより具体的な条件を規定
するものであり、このように、チャンバー内の圧力を
１．３３〜６．６７Ｐａと低圧とし、被処理基板が支持
される電極に周波数を５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度
が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ ２の第１の高周波電力を
印加するとともに、これに重畳して周波数が５００ｋＨ
ｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以
下の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１
０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス
電圧を４００Ｖ以下とすることにより、イオンエネルギ
ー自体を無機材料膜がスパッタされるエネルギー以下に
抑えることができ、エッチングレートを高く維持しつつ
無機材料膜に対する選択比を極めて高くすることがで
き、しかも、表面残渣が実質的にない状態とすることが
できる。また、無機材料膜をマスクとして用いた場合
に、マスクのＣＤシフトを極めて小さくすることが可能
となる。
するものであり、このように、チャンバー内の圧力を
１．３３〜６．６７Ｐａと低圧とし、被処理基板が支持
される電極に周波数を５０〜１５０ＭＨｚでパワー密度
が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ ２の第１の高周波電力を
印加するとともに、これに重畳して周波数が５００ｋＨ
ｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以
下の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１
０１０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス
電圧を４００Ｖ以下とすることにより、イオンエネルギ
ー自体を無機材料膜がスパッタされるエネルギー以下に
抑えることができ、エッチングレートを高く維持しつつ
無機材料膜に対する選択比を極めて高くすることがで
き、しかも、表面残渣が実質的にない状態とすることが
できる。また、無機材料膜をマスクとして用いた場合
に、マスクのＣＤシフトを極めて小さくすることが可能
となる。
【００１６】上記本発明の第１〜第４の観点において、
前記有機系材料膜としては、Ｏ、Ｃ、Ｈを含むものや、
Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈを含むものを用いることができる。ま
た、前記無機系材料膜としては、シリコン酸化物、シリ
コン窒化物、およびシリコン酸窒化物の少なくとも一つ
からなるものを用いることができる。
前記有機系材料膜としては、Ｏ、Ｃ、Ｈを含むものや、
Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈを含むものを用いることができる。ま
た、前記無機系材料膜としては、シリコン酸化物、シリ
コン窒化物、およびシリコン酸窒化物の少なくとも一つ
からなるものを用いることができる。
【００１７】本発明の第５の観点では、被処理基板の有
機系材料膜を無機材料膜に対して選択的にプラズマエッ
チングするプラズマエッチング装置であって、前記被処
理基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に設
けられ、その一方に前記被処理基板が支持される一対の
電極と、前記チャンバー内に処理室内に処理ガスを供給
する処理ガス供給系と、前記チャンバー内を排気する排
気系と、前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成
用の高周波電力を供給する高周波電源とを具備し、前記
高周波電源から発生される高周波電力の周波数が５０〜
１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッチン
グ装置を提供する。
機系材料膜を無機材料膜に対して選択的にプラズマエッ
チングするプラズマエッチング装置であって、前記被処
理基板を収容するチャンバーと、前記チャンバー内に設
けられ、その一方に前記被処理基板が支持される一対の
電極と、前記チャンバー内に処理室内に処理ガスを供給
する処理ガス供給系と、前記チャンバー内を排気する排
気系と、前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成
用の高周波電力を供給する高周波電源とを具備し、前記
高周波電源から発生される高周波電力の周波数が５０〜
１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッチン
グ装置を提供する。
【００１８】本発明の第５の観点においても、前記高周
波電力は被処理基板を支持する電極に印加されることが
好ましく、また、被処理基板を支持する電極に、前記高
周波電力に重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの高周
波電力を印加する他の高周波電源をさらに具備すること
が好ましい。さらに、前記他の高周波電源から発生され
る高周波電力は１３．５６ＭＨｚまたは３．２ＭＨｚで
あることが好ましい。
波電力は被処理基板を支持する電極に印加されることが
好ましく、また、被処理基板を支持する電極に、前記高
周波電力に重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの高周
波電力を印加する他の高周波電源をさらに具備すること
が好ましい。さらに、前記他の高周波電源から発生され
る高周波電力は１３．５６ＭＨｚまたは３．２ＭＨｚで
あることが好ましい。
【００１９】ところで、パッシェンの法則（Paschen's
law）より、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極間
距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最小
値）をとり、パッシェン最小値をとるｐｄの値は高周波
電力の周波数が大きいほど小さくなることから、本発明
のように高周波電力の周波数が大きい場合に放電開始電
圧Ｖｓを小さくして放電を容易にし、安定させるために
は、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小さくす
る必要があり、そのため本発明では電極間距離を５０ｍ
ｍ未満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０
ｍｍ未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデ
ンスタイムを短くすることができるので反応生成物が効
率的に排出され、エッチングストップを低減することが
できるという効果も得られる。
law）より、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極間
距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最小
値）をとり、パッシェン最小値をとるｐｄの値は高周波
電力の周波数が大きいほど小さくなることから、本発明
のように高周波電力の周波数が大きい場合に放電開始電
圧Ｖｓを小さくして放電を容易にし、安定させるために
は、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小さくす
る必要があり、そのため本発明では電極間距離を５０ｍ
ｍ未満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０
ｍｍ未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデ
ンスタイムを短くすることができるので反応生成物が効
率的に排出され、エッチングストップを低減することが
できるという効果も得られる。
【００２０】また、本発明において、プラズマエッチン
グを行う際に、一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁
場を形成することが好ましい。上述のように印加する高
周波電力の周波数が高い場合には、エッチングレートが
周辺部に比較して給電位置である中央において高くなる
という現象が生じるが、このように一対の電極間のプラ
ズマ領域の周囲に磁場を形成することによりプラズマ閉
じこめ効果が発揮され、印加する高周波電力の周波数が
高い場合でも、処理空間にある被処理基板におけるエッ
チングレートを、被処理基板のエッジ部と中央部とでほ
ぼ同等とすることができ、エッチングレートを均一化す
ることができる。この場合に、このように形成される磁
場の磁場強度は０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５
０Ｇａｕｓｓ）であることが好ましい。また、被処理基
板を支持する電極の周囲にフォーカスリングが設けら
れ、前記プラズマ領域の周囲に磁場が形成された際に、
フォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇ
ａｕｓｓ）以上であり、被処理基板上の磁場強度が０．
００１Ｔ以下であることが好ましい。フォーカスリング
上の磁場強度を０．００１Ｔ以上とすることにより、フ
ォーカスリング上で電子のドリフト運動が生じ、周辺部
のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化され
る。一方、電極間のプラズマ領域を実質的に被処理基板
に影響を及ぼさない０．００１Ｔ以下とすることにより
チャージアップダメージを防止することができる。
グを行う際に、一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁
場を形成することが好ましい。上述のように印加する高
周波電力の周波数が高い場合には、エッチングレートが
周辺部に比較して給電位置である中央において高くなる
という現象が生じるが、このように一対の電極間のプラ
ズマ領域の周囲に磁場を形成することによりプラズマ閉
じこめ効果が発揮され、印加する高周波電力の周波数が
高い場合でも、処理空間にある被処理基板におけるエッ
チングレートを、被処理基板のエッジ部と中央部とでほ
ぼ同等とすることができ、エッチングレートを均一化す
ることができる。この場合に、このように形成される磁
場の磁場強度は０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５
０Ｇａｕｓｓ）であることが好ましい。また、被処理基
板を支持する電極の周囲にフォーカスリングが設けら
れ、前記プラズマ領域の周囲に磁場が形成された際に、
フォーカスリング上の磁場強度が０．００１Ｔ（１０Ｇ
ａｕｓｓ）以上であり、被処理基板上の磁場強度が０．
００１Ｔ以下であることが好ましい。フォーカスリング
上の磁場強度を０．００１Ｔ以上とすることにより、フ
ォーカスリング上で電子のドリフト運動が生じ、周辺部
のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化され
る。一方、電極間のプラズマ領域を実質的に被処理基板
に影響を及ぼさない０．００１Ｔ以下とすることにより
チャージアップダメージを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施
に用いられるプラズマエッチング装置を示す断面図であ
る。このエッチング装置は、気密に構成され、小径の上
部１ａと大径の下部１ｂとからなる段つき円筒状をな
し、壁部が例えばアルミニウム製のチャンバー１を有し
ている。
の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施
に用いられるプラズマエッチング装置を示す断面図であ
る。このエッチング装置は、気密に構成され、小径の上
部１ａと大径の下部１ｂとからなる段つき円筒状をな
し、壁部が例えばアルミニウム製のチャンバー１を有し
ている。
【００２２】このチャンバー１内には、被処理基板であ
るウエハＷを水平に支持する支持テーブル２が設けられ
ている。支持テーブル２は例えばアルミニウムで構成さ
れており、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持され
ている。また、支持テーブル２の上方の外周には導電性
材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５
が設けられている。このフォーカスリング５としては、
ウエハＷの直径が２００ｍｍφの場合に２４０〜２８０
ｍｍφの直径のものが採用される。上記支持テーブル２
と支持台４は、ボールねじ７を含むボールねじ機構によ
り昇降可能となっており、支持台４の下方の駆動部分
は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われて
いる。チャンバー１は接地されており、また支持テーブ
ル２の中には冷媒流路（図示せず）が設けられて冷却可
能となっている。また、ベローズ８の外側にはベローズ
カバー９が設けられている。
るウエハＷを水平に支持する支持テーブル２が設けられ
ている。支持テーブル２は例えばアルミニウムで構成さ
れており、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持され
ている。また、支持テーブル２の上方の外周には導電性
材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５
が設けられている。このフォーカスリング５としては、
ウエハＷの直径が２００ｍｍφの場合に２４０〜２８０
ｍｍφの直径のものが採用される。上記支持テーブル２
と支持台４は、ボールねじ７を含むボールねじ機構によ
り昇降可能となっており、支持台４の下方の駆動部分
は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われて
いる。チャンバー１は接地されており、また支持テーブ
ル２の中には冷媒流路（図示せず）が設けられて冷却可
能となっている。また、ベローズ８の外側にはベローズ
カバー９が設けられている。
【００２３】支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電
力を供給するための給電線１２が接続されており、この
給電線１２にはマッチングボックス１１および高周波電
源１０が接続されている。高周波電源１０からは所定の
周波数の高周波電力が支持テーブル２に供給されるよう
になっている。一方、支持テーブル２に対向してその上
方には後述するシャワーヘッド１６が互いに平行に設け
られており、このシャワーヘッド１６は接地されてい
る。したがって、支持テーブル２は下部電極として機能
し、シャワーヘッド１６は上部電極として機能して、一
対の平板電極を構成している。なお、これらの電極間距
離は５０ｍｍ未満に設定されることが好ましい。その理
由は以下のとおりである。パッシェンの法則（Paschen'
s law）より、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極
間距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最
小値）をとり、パッシェン最小値をとるｐｄの値は高周
波電力の周波数が大きいほど小さくなることから、本実
施形態のように高周波電力の周波数が大きい場合に放電
開始電圧Ｖｓを小さくして放電を容易にし、安定させる
ためには、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小
さくする必要があり、そのため電極間距離を５０ｍｍ未
満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０ｍｍ
未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデンス
タイムを短くすることができるので反応生成物が効率的
に排出され、エッチングストップを低減することができ
るという効果も得られる。しかし、電極間距離を小さく
しすぎると被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布
（中心部と周辺部の圧力差）が大きくなり、エッチング
均一性の低下等の問題を生じる。ガス流量によらず圧力
差を０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）より小さくするため
には３５ｍｍ以上であることが好ましい。
力を供給するための給電線１２が接続されており、この
給電線１２にはマッチングボックス１１および高周波電
源１０が接続されている。高周波電源１０からは所定の
周波数の高周波電力が支持テーブル２に供給されるよう
になっている。一方、支持テーブル２に対向してその上
方には後述するシャワーヘッド１６が互いに平行に設け
られており、このシャワーヘッド１６は接地されてい
る。したがって、支持テーブル２は下部電極として機能
し、シャワーヘッド１６は上部電極として機能して、一
対の平板電極を構成している。なお、これらの電極間距
離は５０ｍｍ未満に設定されることが好ましい。その理
由は以下のとおりである。パッシェンの法則（Paschen'
s law）より、放電開始電圧Ｖｓは、ガス圧力ｐと電極
間距離ｄの積ｐｄがある値の時に極小値（パッシェン最
小値）をとり、パッシェン最小値をとるｐｄの値は高周
波電力の周波数が大きいほど小さくなることから、本実
施形態のように高周波電力の周波数が大きい場合に放電
開始電圧Ｖｓを小さくして放電を容易にし、安定させる
ためには、ガス圧力ｐが一定であれば電極間距離ｄを小
さくする必要があり、そのため電極間距離を５０ｍｍ未
満とすることが好ましい。また、電極間距離を５０ｍｍ
未満とすることで、チャンバー内でのガスのレジデンス
タイムを短くすることができるので反応生成物が効率的
に排出され、エッチングストップを低減することができ
るという効果も得られる。しかし、電極間距離を小さく
しすぎると被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布
（中心部と周辺部の圧力差）が大きくなり、エッチング
均一性の低下等の問題を生じる。ガス流量によらず圧力
差を０．２７Ｐａ（２ｍＴｏｒｒ）より小さくするため
には３５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２４】支持テーブル２の表面上にはウエハＷを静
電吸着するための静電チャック６が設けられている。こ
の静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在さ
れて構成されており、電極６ａには直流電源１３が接続
されている。そして電極６ａに電源１３から電圧が印加
されることにより、例えばクーロン力によって半導体ウ
エハＷが吸着される。
電吸着するための静電チャック６が設けられている。こ
の静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａが介在さ
れて構成されており、電極６ａには直流電源１３が接続
されている。そして電極６ａに電源１３から電圧が印加
されることにより、例えばクーロン力によって半導体ウ
エハＷが吸着される。
【００２５】支持テーブル２の内部には、図示しない冷
媒流路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環さ
せることによって、ウエハＷを所定の温度に制御可能と
なっている。また、冷媒からの冷熱を効率よくウエハＷ
に伝達するためにウエハＷの裏面にＨｅガスを供給する
ガス導入機構（図示せず）が設けられている。さらに、
フォーカスリング５の外側にはバッフル板１４が設けら
れている。バッフル板１４は支持台４、ベローズ８を通
してチャンバー１と導通している。
媒流路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環さ
せることによって、ウエハＷを所定の温度に制御可能と
なっている。また、冷媒からの冷熱を効率よくウエハＷ
に伝達するためにウエハＷの裏面にＨｅガスを供給する
ガス導入機構（図示せず）が設けられている。さらに、
フォーカスリング５の外側にはバッフル板１４が設けら
れている。バッフル板１４は支持台４、ベローズ８を通
してチャンバー１と導通している。
【００２６】上記シャワーヘッド１６は、チャンバー１
の天壁部分に支持テーブル２に対向するように設けられ
ている。シャワーヘッド１６は、その下面に多数のガス
吐出孔１８が設けられており、かつその上部にガス導入
部１６ａを有している。そして、その内部には空間１７
が形成されている。ガス導入部１６ａにはガス供給配管
１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他
端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供
給系１５が接続されている。エッチングのための処理ガ
スとしては、Ｎ２ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯガ
ス、ＮＨ３ガス、ＣｘＨｙ（ただし、ｘ、ｙは自然数で
ある）で表されるガス、およびＡｒ、Ｈｅ等の希ガスの
中から選択された少なくとも１種を用いることができ、
例えばＮ２ガスとＯ２ガスとの混合ガス、Ｎ２とＨ２と
の混合ガスが用いられる。
の天壁部分に支持テーブル２に対向するように設けられ
ている。シャワーヘッド１６は、その下面に多数のガス
吐出孔１８が設けられており、かつその上部にガス導入
部１６ａを有している。そして、その内部には空間１７
が形成されている。ガス導入部１６ａにはガス供給配管
１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他
端には、エッチング用の処理ガスを供給する処理ガス供
給系１５が接続されている。エッチングのための処理ガ
スとしては、Ｎ２ガス、Ｈ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯガ
ス、ＮＨ３ガス、ＣｘＨｙ（ただし、ｘ、ｙは自然数で
ある）で表されるガス、およびＡｒ、Ｈｅ等の希ガスの
中から選択された少なくとも１種を用いることができ、
例えばＮ２ガスとＯ２ガスとの混合ガス、Ｎ２とＨ２と
の混合ガスが用いられる。
【００２７】このような処理ガスが、処理ガス供給系１
５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介して
シャワーヘッド１６の空間１７に至り、ガス吐出孔１８
から吐出され、ウエハＷに形成された膜のエッチングに
供される。
５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介して
シャワーヘッド１６の空間１７に至り、ガス吐出孔１８
から吐出され、ウエハＷに形成された膜のエッチングに
供される。
【００２８】チャンバー１の下部１ｂの側壁には、排気
ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には
排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設け
られた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１
内を所定の真空度まで減圧することができるようになっ
ている。一方、チャンバー１の下部１ｂの側壁上側に
は、ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が
設けられている。
ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には
排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設け
られた真空ポンプを作動させることによりチャンバー１
内を所定の真空度まで減圧することができるようになっ
ている。一方、チャンバー１の下部１ｂの側壁上側に
は、ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が
設けられている。
【００２９】一方、チャンバー１の上部１ａの周囲に
は、同心状に、リング磁石２１が配置されており、支持
テーブル２とシャワーヘッド１６との間の処理空間の周
囲に磁界を形成するようになっている。このリング磁石
２１は、回転機構２５により回転可能となっている。
は、同心状に、リング磁石２１が配置されており、支持
テーブル２とシャワーヘッド１６との間の処理空間の周
囲に磁界を形成するようになっている。このリング磁石
２１は、回転機構２５により回転可能となっている。
【００３０】リング磁石２１は、図２の水平断面図に示
すように、永久磁石からなる複数のセグメント磁石２２
が図示しない支持部材により支持された状態でリング状
に配置されて構成されている。この例では、１６個のセ
グメント磁石２２がリング状（同心円状）にマルチポー
ル状態で配置されている。すなわち、リング磁石２１に
おいては、隣接する複数のセグメント磁石２２同士の磁
極の向きが互いに逆向きになるように配置されており、
したがって、磁力線が図示のように隣接するセグメント
磁石２２間に形成され、処理空間の周辺部のみに例えば
０．０２〜０．２Ｔ（２００〜２０００Ｇａｕｓｓ）、
好ましくは０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇ
ａｕｓｓ）の磁場が形成され、ウエハ配置部分は実質的
に無磁場状態となる。このように磁場強度が規定される
のは、磁場が強すぎると洩れ磁場の原因となり、弱すぎ
るとプラズマ閉じこめ効果が得られなくなるためであ
る。ただし、適正な磁場強度は装置構造等にも依存する
ため、その範囲は装置によって異なるものである。
すように、永久磁石からなる複数のセグメント磁石２２
が図示しない支持部材により支持された状態でリング状
に配置されて構成されている。この例では、１６個のセ
グメント磁石２２がリング状（同心円状）にマルチポー
ル状態で配置されている。すなわち、リング磁石２１に
おいては、隣接する複数のセグメント磁石２２同士の磁
極の向きが互いに逆向きになるように配置されており、
したがって、磁力線が図示のように隣接するセグメント
磁石２２間に形成され、処理空間の周辺部のみに例えば
０．０２〜０．２Ｔ（２００〜２０００Ｇａｕｓｓ）、
好ましくは０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０Ｇ
ａｕｓｓ）の磁場が形成され、ウエハ配置部分は実質的
に無磁場状態となる。このように磁場強度が規定される
のは、磁場が強すぎると洩れ磁場の原因となり、弱すぎ
るとプラズマ閉じこめ効果が得られなくなるためであ
る。ただし、適正な磁場強度は装置構造等にも依存する
ため、その範囲は装置によって異なるものである。
【００３１】また、処理空間の周辺部にこのような磁場
が形成された場合に、フォーカスリング５上の磁場強度
が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上となることが望
ましい。これにより、フォーカスリング上に電子のドリ
フト運動（Ｅ×Ｂドリフト）を生じさせてウエハ周辺部
のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化され
る。一方、ウエハＷのチャージアップダメージを防止す
る観点から、ウエハＷの存在部分の磁場強度は０．００
１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以下となることが望ましい。
が形成された場合に、フォーカスリング５上の磁場強度
が０．００１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上となることが望
ましい。これにより、フォーカスリング上に電子のドリ
フト運動（Ｅ×Ｂドリフト）を生じさせてウエハ周辺部
のプラズマ密度が上昇してプラズマ密度が均一化され
る。一方、ウエハＷのチャージアップダメージを防止す
る観点から、ウエハＷの存在部分の磁場強度は０．００
１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以下となることが望ましい。
【００３２】ウエハ配置部分における実質的に無磁場状
態とは、完全に磁場が存在しない場合のみならず、ウエ
ハ配置部分にエッチング処理に影響を与える磁場が形成
されず、実質的にウエハ処理に影響を与えない磁場が存
在する場合も含む。
態とは、完全に磁場が存在しない場合のみならず、ウエ
ハ配置部分にエッチング処理に影響を与える磁場が形成
されず、実質的にウエハ処理に影響を与えない磁場が存
在する場合も含む。
【００３３】図２に示す状態では、ウエハ周辺部に例え
ば磁束密度４２０μＴ（４．２Ｇａｕｓｓ）以下の磁場
が印加されており、これによりプラズマを閉じ込める機
能が発揮される。
ば磁束密度４２０μＴ（４．２Ｇａｕｓｓ）以下の磁場
が印加されており、これによりプラズマを閉じ込める機
能が発揮される。
【００３４】このようなマルチポール状態のリング磁石
によって磁場を形成すると、チャンバー１の壁部の磁極
に対応する部分（例えば図２のＰで示す部分）が局部的
に削られる現象が生じるおそれがあるが、上記回転機構
２５によりリング磁石２１をチャンバーの円周方向に沿
って回転させることにより、チャンバー壁に対して局部
的に磁極が当接することが回避され、チャンバー壁が局
部的に削られることが防止される。
によって磁場を形成すると、チャンバー１の壁部の磁極
に対応する部分（例えば図２のＰで示す部分）が局部的
に削られる現象が生じるおそれがあるが、上記回転機構
２５によりリング磁石２１をチャンバーの円周方向に沿
って回転させることにより、チャンバー壁に対して局部
的に磁極が当接することが回避され、チャンバー壁が局
部的に削られることが防止される。
【００３５】上記各セグメント磁石２２は、図示しない
セグメント磁石回転機構により垂直方向の軸を中心に回
転自在に構成されている。すなわち、図２および図３の
（ａ）に示すように、各セグメント磁石２２の磁極がチ
ャンバー１側に向いた状態から、例えば図３の（ｂ）、
図３の（ｃ）と隣接するセグメント磁石２２が同期して
逆方向に回転する。したがって、一つおきのセグメント
磁石２２は同方向に回転する。なお、図３の（ｂ）はセ
グメント磁石２２が４５度回転した状態を示しており、
図３の（ｃ）はセグメント磁石２２が９０度回転した状
態を示している。
セグメント磁石回転機構により垂直方向の軸を中心に回
転自在に構成されている。すなわち、図２および図３の
（ａ）に示すように、各セグメント磁石２２の磁極がチ
ャンバー１側に向いた状態から、例えば図３の（ｂ）、
図３の（ｃ）と隣接するセグメント磁石２２が同期して
逆方向に回転する。したがって、一つおきのセグメント
磁石２２は同方向に回転する。なお、図３の（ｂ）はセ
グメント磁石２２が４５度回転した状態を示しており、
図３の（ｃ）はセグメント磁石２２が９０度回転した状
態を示している。
【００３６】図４は、横軸にチャンバー１内の支持テー
ブル２上に載置されたウエハＷの中心からの距離をと
り、縦軸に磁場強度をとって、図３の（ａ）に示す状態
（曲線Ａ）、図３の（ｂ）に示す状態（曲線Ｂ）、図３
の（ｃ）に示す状態（曲線Ｃ）におけるウエハＷ中心か
らの距離と磁場強度との関係を示す図である。図３の
（ａ）の状態では、曲線Ａに示すように、実質的にウエ
ハＷの周縁部までマルチポール磁場が形成されているの
に対し、図３の（ｃ）に示す状態では、曲線Ｃに示すよ
うに、チャンバー１内に実質的に磁場が形成されない状
態となる。また、図３の（ｂ）に示す状態ではこれらの
中間的な磁場状態となる。
ブル２上に載置されたウエハＷの中心からの距離をと
り、縦軸に磁場強度をとって、図３の（ａ）に示す状態
（曲線Ａ）、図３の（ｂ）に示す状態（曲線Ｂ）、図３
の（ｃ）に示す状態（曲線Ｃ）におけるウエハＷ中心か
らの距離と磁場強度との関係を示す図である。図３の
（ａ）の状態では、曲線Ａに示すように、実質的にウエ
ハＷの周縁部までマルチポール磁場が形成されているの
に対し、図３の（ｃ）に示す状態では、曲線Ｃに示すよ
うに、チャンバー１内に実質的に磁場が形成されない状
態となる。また、図３の（ｂ）に示す状態ではこれらの
中間的な磁場状態となる。
【００３７】すなわち、セグメント磁石２２をこのよう
に回転させることにより、実質的ににマルチポール磁場
が形成される状態とマルチポール磁場が形成されない状
態との間で切替可能となっている。エッチングする膜の
種類によっては、マルチポール磁場が有効に作用する場
合と、作用しない場合とがあるから、このようにマルチ
ポール磁場を形成した状態と形成しない状態とを切替可
能とすることにより、膜に応じて適切なエッチング条件
を選択することができる。
に回転させることにより、実質的ににマルチポール磁場
が形成される状態とマルチポール磁場が形成されない状
態との間で切替可能となっている。エッチングする膜の
種類によっては、マルチポール磁場が有効に作用する場
合と、作用しない場合とがあるから、このようにマルチ
ポール磁場を形成した状態と形成しない状態とを切替可
能とすることにより、膜に応じて適切なエッチング条件
を選択することができる。
【００３８】このようにマルチポール磁場の有無を切り
替えるためのセグメント磁石２２の回転方法は、図３に
示すものに限らず、図５に示すように、全てのセグメン
ト磁石２２を同じ方向に回転させるようにしてもよい
し、図６に示すように、一つおきのセグメント磁石２２
のみを回転させ、間のセグメント磁石２２は固定するよ
うにしてもよい。図６のようにすることにより、回転さ
せるセグメント磁石２２の数を減らして回転機構を簡素
化することができる。また、図７に示すように、複数の
セグメント磁石、例えば３つのセグメント磁石２２ａ，
２２ｂ，２２ｃの組みによって１つの磁極を構成するよ
うにし、これらセグメント磁石２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
を同期して同方向に回転させるように構成することもで
きる。これにより、より多数のセグメント磁石を用いる
ことができ、磁場強度をより高めることが可能となる。
替えるためのセグメント磁石２２の回転方法は、図３に
示すものに限らず、図５に示すように、全てのセグメン
ト磁石２２を同じ方向に回転させるようにしてもよい
し、図６に示すように、一つおきのセグメント磁石２２
のみを回転させ、間のセグメント磁石２２は固定するよ
うにしてもよい。図６のようにすることにより、回転さ
せるセグメント磁石２２の数を減らして回転機構を簡素
化することができる。また、図７に示すように、複数の
セグメント磁石、例えば３つのセグメント磁石２２ａ，
２２ｂ，２２ｃの組みによって１つの磁極を構成するよ
うにし、これらセグメント磁石２２ａ，２２ｂ，２２ｃ
を同期して同方向に回転させるように構成することもで
きる。これにより、より多数のセグメント磁石を用いる
ことができ、磁場強度をより高めることが可能となる。
【００３９】次に、セグメント磁石の配置例およびその
際に発生する磁場について説明する。図８の（ａ）〜
（ｅ）はセグメント磁石の種々の配置例を示す模式図で
ある。
際に発生する磁場について説明する。図８の（ａ）〜
（ｅ）はセグメント磁石の種々の配置例を示す模式図で
ある。
【００４０】図８の（ａ）は標準的な配置例であり、セ
グメント磁石２２がチャンバー１の側壁から所定距離ｍ
離れて配置されている。このような配置において、形成
される磁場のプロファイルは、セグメント磁石２２の磁
力やその上下方向の長さを変更することにより調整する
ことができる。
グメント磁石２２がチャンバー１の側壁から所定距離ｍ
離れて配置されている。このような配置において、形成
される磁場のプロファイルは、セグメント磁石２２の磁
力やその上下方向の長さを変更することにより調整する
ことができる。
【００４１】図８の（ｂ）および（ｃ）の例では、セグ
メント磁石２２を磁石２２ｄと磁石２２ｅとに上下に２
等分割して配置し、環状に配置されたセグメント磁石２
２ｄおよび２２ｅを、それぞれ一括して上下動可能に設
けている。図８の（ｂ）に示すように磁石２２ｄと２２
ｅとの間隔が狭い場合には、磁石とウエハ端部との距離
が近いので、ウエハＷの端部付近には比較的大きな磁場
が形成される。図８の（ｃ）に示すようにこれらの間隔
が広い場合には、磁石とウエハ端部との距離が大きいの
で、ウエハＷの端部付近には比較的小さな磁場が形成さ
れる。なお、分割されて環状に配置された複数の磁石２
２ｄおよび複数の磁石２２ｅは、それぞれ磁化の方向が
全て同じであってもよいが、リング状に配置された磁石
のうち隣り合う２つの磁化が互いに逆方向のほうが、同
じ磁極の部分（図２に示すＰの部分）が分散されるので
チャンバー１の内壁部の削れが抑制されることとなり、
より好ましい。
メント磁石２２を磁石２２ｄと磁石２２ｅとに上下に２
等分割して配置し、環状に配置されたセグメント磁石２
２ｄおよび２２ｅを、それぞれ一括して上下動可能に設
けている。図８の（ｂ）に示すように磁石２２ｄと２２
ｅとの間隔が狭い場合には、磁石とウエハ端部との距離
が近いので、ウエハＷの端部付近には比較的大きな磁場
が形成される。図８の（ｃ）に示すようにこれらの間隔
が広い場合には、磁石とウエハ端部との距離が大きいの
で、ウエハＷの端部付近には比較的小さな磁場が形成さ
れる。なお、分割されて環状に配置された複数の磁石２
２ｄおよび複数の磁石２２ｅは、それぞれ磁化の方向が
全て同じであってもよいが、リング状に配置された磁石
のうち隣り合う２つの磁化が互いに逆方向のほうが、同
じ磁極の部分（図２に示すＰの部分）が分散されるので
チャンバー１の内壁部の削れが抑制されることとなり、
より好ましい。
【００４２】図８の（ｄ）および（ｅ）の例では、分割
された磁石２２ｄおよび２２ｅを、それぞれ一括して前
後方向に平行移動可能に配置した例であり、図８の
（ｄ）に示すように、これら磁石２２ｄおよび２２ｅを
チャンバー１の側壁に対し上記所定距離ｍより近づける
場合（磁石２２ｄおよび磁石２２ｅによりそれぞれ形成
されるリング磁石の径が小さくなる場合）には、処理空
間周辺により強い磁場が形成され、逆に図８の（ｅ）に
示すように所定距離ｍより遠ざける場合（これらリング
磁石の径が大きくなる場合）には、処理空間周辺の磁場
がより弱いものとなる。
された磁石２２ｄおよび２２ｅを、それぞれ一括して前
後方向に平行移動可能に配置した例であり、図８の
（ｄ）に示すように、これら磁石２２ｄおよび２２ｅを
チャンバー１の側壁に対し上記所定距離ｍより近づける
場合（磁石２２ｄおよび磁石２２ｅによりそれぞれ形成
されるリング磁石の径が小さくなる場合）には、処理空
間周辺により強い磁場が形成され、逆に図８の（ｅ）に
示すように所定距離ｍより遠ざける場合（これらリング
磁石の径が大きくなる場合）には、処理空間周辺の磁場
がより弱いものとなる。
【００４３】このように、セグメント磁石の配置を種々
変化させることにより種々の磁場強度プロファイルを形
成することができるので、必要な磁場強度プロファイル
が得られるように、セグメント磁石を配置することが好
ましい。
変化させることにより種々の磁場強度プロファイルを形
成することができるので、必要な磁場強度プロファイル
が得られるように、セグメント磁石を配置することが好
ましい。
【００４４】なお、セグメント磁石の数はこの例に限定
されるものではない。また、その断面形状もこの例のよ
うに長方形に限らず、円、正方形、台形等、任意の形状
を採用することができる。セグメント磁石２２を構成す
る磁石材料も特に限定されるものではなく、例えば、希
土類系磁石、フェライト系磁石、アルニコ磁石等、公知
の磁石材料を適用することができる。
されるものではない。また、その断面形状もこの例のよ
うに長方形に限らず、円、正方形、台形等、任意の形状
を採用することができる。セグメント磁石２２を構成す
る磁石材料も特に限定されるものではなく、例えば、希
土類系磁石、フェライト系磁石、アルニコ磁石等、公知
の磁石材料を適用することができる。
【００４５】次に、このように構成されるプラズマエッ
チング装置によって、無機系材料をマスクとして、有機
系材料膜である低誘電率膜（ｌｏｗ−ｋ膜）をエッチン
グする際の処理動作について説明する。
チング装置によって、無機系材料をマスクとして、有機
系材料膜である低誘電率膜（ｌｏｗ−ｋ膜）をエッチン
グする際の処理動作について説明する。
【００４６】エッチング前のウエハＷは、図９の（ａ）
に示すように、シリコン基板４１の上に層間絶縁層とし
てｌｏｗ−ｋ膜である有機系材料膜４２が形成され、そ
の上にハードマスクとして所定のパターンの無機系材料
膜４３が形成され、さらにその上にＢＡＲＣ層４４が形
成され、その上に所定パターンのレジスト膜４５が形成
されて構成されている。
に示すように、シリコン基板４１の上に層間絶縁層とし
てｌｏｗ−ｋ膜である有機系材料膜４２が形成され、そ
の上にハードマスクとして所定のパターンの無機系材料
膜４３が形成され、さらにその上にＢＡＲＣ層４４が形
成され、その上に所定パターンのレジスト膜４５が形成
されて構成されている。
【００４７】無機系材料膜４３は、一般的なハードマス
クとして用いられる材料で構成されており、シリコン酸
化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物を好適な例と
して挙げることができ、これらの少なくとも一つからな
ることが好ましい。
クとして用いられる材料で構成されており、シリコン酸
化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物を好適な例と
して挙げることができ、これらの少なくとも一つからな
ることが好ましい。
【００４８】エッチング対象膜である有機系材料膜４２
は、上述のように層間絶縁膜として用いられるｌｏｗ−
ｋ膜であり、非誘電率が従来の層間絶縁層材料であるシ
リコン酸化物よりも極めて小さい。このような有機系材
料系ｌｏｗ−ｋ膜としては、例えば、ポリオルガノシロ
キサン架橋ビスベンゾシクロブテン樹脂（ＢＣＢ）やＤ
ｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製のＳｉＬＫ（商品名）やＦＬ
ＡＲＥ（商品名）等のポリアリレンエーテル樹脂（ＰＡ
Ｅ）、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）等の有機ポ
リシロキサン樹脂等がある。ここで、有機ポリシロキサ
ンとは、以下に示すように、シリコン酸化膜の結合構造
中にＣ、Ｈを含む官能基を含む構造を有するものをい
う。以下に示す構造中、Ｒはメチル基、エチル基、プロ
ピル基等のアルキル基もしくはその誘導体、またはフェ
ニル基等のアリル基もしくはその誘導体を示す。
は、上述のように層間絶縁膜として用いられるｌｏｗ−
ｋ膜であり、非誘電率が従来の層間絶縁層材料であるシ
リコン酸化物よりも極めて小さい。このような有機系材
料系ｌｏｗ−ｋ膜としては、例えば、ポリオルガノシロ
キサン架橋ビスベンゾシクロブテン樹脂（ＢＣＢ）やＤ
ｏｗＣｈｅｍｉｃａｌ社製のＳｉＬＫ（商品名）やＦＬ
ＡＲＥ（商品名）等のポリアリレンエーテル樹脂（ＰＡ
Ｅ）、メチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）等の有機ポ
リシロキサン樹脂等がある。ここで、有機ポリシロキサ
ンとは、以下に示すように、シリコン酸化膜の結合構造
中にＣ、Ｈを含む官能基を含む構造を有するものをい
う。以下に示す構造中、Ｒはメチル基、エチル基、プロ
ピル基等のアルキル基もしくはその誘導体、またはフェ
ニル基等のアリル基もしくはその誘導体を示す。
【００４９】
【化１】
【００５０】このような構造のウエハＷについては、ま
ず、レジスト膜４５をマスクとしてＢＡＲＣ層４４およ
び無機系材料膜４３をエッチングして図９の（ｂ）に示
す構造とする。この際に、レジスト膜４５はエッチング
により厚さが減少している。
ず、レジスト膜４５をマスクとしてＢＡＲＣ層４４およ
び無機系材料膜４３をエッチングして図９の（ｂ）に示
す構造とする。この際に、レジスト膜４５はエッチング
により厚さが減少している。
【００５１】次に、このような構造のウエハＷの有機系
材料膜４２をレジスト膜４５および無機系材料膜４３を
マスクとしてエッチングを行う。この際には、図１の装
置のゲートバルブ２４を開にして搬送アームにて図９の
（ｂ）の構造のウエハＷをチャンバー１内に搬入し、支
持テーブル２上に載置した後、搬送アームを退避させて
ゲートバルブ２４を閉にし、支持テーブル２を図１に示
す位置まで上昇させ、排気系２０の真空ポンプにより排
気ポート１９を介してチャンバー１内を所定の真空度に
する。
材料膜４２をレジスト膜４５および無機系材料膜４３を
マスクとしてエッチングを行う。この際には、図１の装
置のゲートバルブ２４を開にして搬送アームにて図９の
（ｂ）の構造のウエハＷをチャンバー１内に搬入し、支
持テーブル２上に載置した後、搬送アームを退避させて
ゲートバルブ２４を閉にし、支持テーブル２を図１に示
す位置まで上昇させ、排気系２０の真空ポンプにより排
気ポート１９を介してチャンバー１内を所定の真空度に
する。
【００５２】その後、チャンバー１内に処理ガス供給系
１５から所定の処理ガス、例えばＮ ２ガスおよびＯ２ガ
スを例えば０．１〜１Ｌ／ｍｉｎ（１００〜１０００ｓ
ｃｃｍ）で導入し、チャンバー１内を所定の圧力、例え
ば１．３３〜１３３．３Ｐａ（１０〜１０００ｍＴｏｒ
ｒ）程度に維持する。この範囲内において、無機系材料
膜に対するエッチング選択比を高く維持しつつ高エッチ
ングレートで有機系材料膜をエッチングするためには１
３．３〜１０６．７Ｐａ（１００〜８００ｍＴｏｒｒ）
の比較的高圧が好ましい。また、無機系材料膜に対する
選択比が極めて高く、残渣が少なく、形状性が良好なエ
ッチングを行うためには１．３３〜６．６７Ｐａ（１０
〜５０ｍＴｏｒｒ）の比較的低圧が好ましい。このよう
に所定の圧力に保持した状態で高周波電源１０から支持
テーブル２に、周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、好ましく
は７０〜１００ＭＨｚの高周波電力を供給する。この際
の単位面積当たりのパワー（以下、パワー密度という）
は約１．０〜約５．０Ｗ／ｃｍ２の範囲であることが好
ましく、特に２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の範囲が好
ましい。このとき、直流電源１３から静電チャック６の
電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばク
ーロン力により吸着される。
１５から所定の処理ガス、例えばＮ ２ガスおよびＯ２ガ
スを例えば０．１〜１Ｌ／ｍｉｎ（１００〜１０００ｓ
ｃｃｍ）で導入し、チャンバー１内を所定の圧力、例え
ば１．３３〜１３３．３Ｐａ（１０〜１０００ｍＴｏｒ
ｒ）程度に維持する。この範囲内において、無機系材料
膜に対するエッチング選択比を高く維持しつつ高エッチ
ングレートで有機系材料膜をエッチングするためには１
３．３〜１０６．７Ｐａ（１００〜８００ｍＴｏｒｒ）
の比較的高圧が好ましい。また、無機系材料膜に対する
選択比が極めて高く、残渣が少なく、形状性が良好なエ
ッチングを行うためには１．３３〜６．６７Ｐａ（１０
〜５０ｍＴｏｒｒ）の比較的低圧が好ましい。このよう
に所定の圧力に保持した状態で高周波電源１０から支持
テーブル２に、周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、好ましく
は７０〜１００ＭＨｚの高周波電力を供給する。この際
の単位面積当たりのパワー（以下、パワー密度という）
は約１．０〜約５．０Ｗ／ｃｍ２の範囲であることが好
ましく、特に２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の範囲が好
ましい。このとき、直流電源１３から静電チャック６の
電極６ａに所定の電圧が印加され、ウエハＷは例えばク
ーロン力により吸着される。
【００５３】このようにして下部電極である支持テーブ
ル２に高周波電力が印加されることにより、上部電極で
あるシャワーヘッド１６と下部電極である支持テーブル
２との間の処理空間には高周波電界が形成され、これに
より処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化され
て、そのプラズマにより有機系材料膜４２がエッチング
される。このエッチングの際に、途中まではレジスト膜
４５がマスクとして機能するが、エッチング中にレジス
ト膜４５およびＢＡＲＣ層４４がエッチングされて消滅
し、その後は、無機系材料膜４３のみをマスクとして有
機系材料膜４２のエッチングが続行される。
ル２に高周波電力が印加されることにより、上部電極で
あるシャワーヘッド１６と下部電極である支持テーブル
２との間の処理空間には高周波電界が形成され、これに
より処理空間に供給された処理ガスがプラズマ化され
て、そのプラズマにより有機系材料膜４２がエッチング
される。このエッチングの際に、途中まではレジスト膜
４５がマスクとして機能するが、エッチング中にレジス
ト膜４５およびＢＡＲＣ層４４がエッチングされて消滅
し、その後は、無機系材料膜４３のみをマスクとして有
機系材料膜４２のエッチングが続行される。
【００５４】このエッチングの際に、マルチポール状態
のリング磁石２１により、処理空間の周囲に図２に示す
ような磁場を形成することにより、プラズマ閉じこめ効
果が発揮され、本実施形態のようにプラズマの不均一が
生じやすい高周波数の場合でも、ウエハＷのエッチング
レートを均一化することができる。また、膜によっては
このような磁場の効果がない場合もあるが、その場合に
は、セグメント磁石２２を回転させて処理空間の周囲に
実質的に磁場を形成しないようにして処理を行えばよ
い。
のリング磁石２１により、処理空間の周囲に図２に示す
ような磁場を形成することにより、プラズマ閉じこめ効
果が発揮され、本実施形態のようにプラズマの不均一が
生じやすい高周波数の場合でも、ウエハＷのエッチング
レートを均一化することができる。また、膜によっては
このような磁場の効果がない場合もあるが、その場合に
は、セグメント磁石２２を回転させて処理空間の周囲に
実質的に磁場を形成しないようにして処理を行えばよ
い。
【００５５】上記磁場を形成した場合には、支持テーブ
ル２上のウエハＷの周囲に設けられた導電性または絶縁
性のフォーカスリング５によりプラズマ処理の均一化効
果を一層高めることができる。すなわち、フォーカスリ
ング５がシリコンやＳｉＣ等の導電性材料で形成されて
いる場合、フォーカスリング領域までが下部電極として
機能するため、プラズマ形成領域がフォーカスリング５
上まで広がり、ウエハＷの周辺部におけるプラズマ処理
が促進されエッチングレートの均一性が向上する。また
フォーカスリング５が石英等の絶縁性材料の場合、フォ
ーカスリング５とプラズマ中の電子やイオンとの間で電
荷の授受を行えないので、プラズマを閉じこめる作用を
増大させることができエッチングレートの均一性が向上
する。
ル２上のウエハＷの周囲に設けられた導電性または絶縁
性のフォーカスリング５によりプラズマ処理の均一化効
果を一層高めることができる。すなわち、フォーカスリ
ング５がシリコンやＳｉＣ等の導電性材料で形成されて
いる場合、フォーカスリング領域までが下部電極として
機能するため、プラズマ形成領域がフォーカスリング５
上まで広がり、ウエハＷの周辺部におけるプラズマ処理
が促進されエッチングレートの均一性が向上する。また
フォーカスリング５が石英等の絶縁性材料の場合、フォ
ーカスリング５とプラズマ中の電子やイオンとの間で電
荷の授受を行えないので、プラズマを閉じこめる作用を
増大させることができエッチングレートの均一性が向上
する。
【００５６】プラズマ密度およびイオン引き込み作用を
調整するために、プラズマ生成用の高周波とプラズマ中
のイオンを引き込むための高周波とを重畳させてもよ
い。具体的には、図１０に示すように、プラズマ生成用
の高周波電源１０の他にイオン引き込み用の高周波電源
２６をマッチングボックス１１に接続し、これらを重畳
させる。この場合に、イオン引き込み用の高周波電源２
６としては、周波数が３．２〜１３．５６ＭＨｚが好ま
しく、この範囲では１３．５６ＭＨｚが特に好ましい。
これにより、イオンエネルギーを制御するパラメータが
増加するので必要十分な無機系材料膜に対するエッチン
グ選択比を確保した上で有機系材料膜のエッチングレー
トをより上昇させることができるような最適な処理条件
を容易に設定することができる。
調整するために、プラズマ生成用の高周波とプラズマ中
のイオンを引き込むための高周波とを重畳させてもよ
い。具体的には、図１０に示すように、プラズマ生成用
の高周波電源１０の他にイオン引き込み用の高周波電源
２６をマッチングボックス１１に接続し、これらを重畳
させる。この場合に、イオン引き込み用の高周波電源２
６としては、周波数が３．２〜１３．５６ＭＨｚが好ま
しく、この範囲では１３．５６ＭＨｚが特に好ましい。
これにより、イオンエネルギーを制御するパラメータが
増加するので必要十分な無機系材料膜に対するエッチン
グ選択比を確保した上で有機系材料膜のエッチングレー
トをより上昇させることができるような最適な処理条件
を容易に設定することができる。
【００５７】ところで、本発明者等の検討結果による
と、有機系材料のエッチングはプラズマ密度が支配的で
あってイオンエネルギーの寄与が小さいのに対し、無機
系材料のエッチングではプラズマ密度とイオンエネルギ
ーの両方が必要である。したがって、このような無機系
材料膜４３をマスクとする有機系材料膜４２のエッチン
グにおいては、有機系材料膜４２を高いエッチングレー
トでしかも無機系材料膜４３に対するエッチング選択比
を高くしてエッチングするためには、プラズマ密度が高
く、かつイオンエネルギーが低いことが必要である。つ
まり、無機系材料のエッチングに必要なイオンエネルギ
ーを低く、有機系材料のエッチングに支配的なプラズマ
密度を高くすれば、有機系材料膜４２のみが選択的に高
エッチングレートでエッチングされることとなる。ここ
で、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの際に
おける電極の自己バイアス電圧で間接的に把握すること
ができるから、有機系材料膜を高エッチングレートおよ
び高エッチング選択比でエッチングするためには、結
局、高プラズマ密度かつ低自己バイアス電圧の条件でエ
ッチングすることが必要となる。
と、有機系材料のエッチングはプラズマ密度が支配的で
あってイオンエネルギーの寄与が小さいのに対し、無機
系材料のエッチングではプラズマ密度とイオンエネルギ
ーの両方が必要である。したがって、このような無機系
材料膜４３をマスクとする有機系材料膜４２のエッチン
グにおいては、有機系材料膜４２を高いエッチングレー
トでしかも無機系材料膜４３に対するエッチング選択比
を高くしてエッチングするためには、プラズマ密度が高
く、かつイオンエネルギーが低いことが必要である。つ
まり、無機系材料のエッチングに必要なイオンエネルギ
ーを低く、有機系材料のエッチングに支配的なプラズマ
密度を高くすれば、有機系材料膜４２のみが選択的に高
エッチングレートでエッチングされることとなる。ここ
で、プラズマのイオンエネルギーは、エッチングの際に
おける電極の自己バイアス電圧で間接的に把握すること
ができるから、有機系材料膜を高エッチングレートおよ
び高エッチング選択比でエッチングするためには、結
局、高プラズマ密度かつ低自己バイアス電圧の条件でエ
ッチングすることが必要となる。
【００５８】以下、そのことを図１１を参照して説明す
る。図１１は、横軸に自己バイアス電圧Ｖｄｃをとり、
縦軸にプラズマ密度をとって、高周波電力の周波数が４
０ＭＨｚ、１００ＭＨｚにおけるこれらの関係を示す図
であり、プラズマガスとして実際のエッチングガスでは
なく評価用のＡｒを用いた結果を示すものである。な
お、各周波数において、印加する高周波パワーを変化さ
せることによりプラズマ密度Ｎｅおよび自己バイアス電
圧Ｖｄｃの値を変化させた。つまり、各周波数とも印加
する高周波パワーが大きくなるほどプラズマ密度Ｎｅお
よび自己バイアス電圧Ｖｄｃがともに大きくなる。ま
た、プラズマ密度は、マイクロ波干渉計により測定し
た。
る。図１１は、横軸に自己バイアス電圧Ｖｄｃをとり、
縦軸にプラズマ密度をとって、高周波電力の周波数が４
０ＭＨｚ、１００ＭＨｚにおけるこれらの関係を示す図
であり、プラズマガスとして実際のエッチングガスでは
なく評価用のＡｒを用いた結果を示すものである。な
お、各周波数において、印加する高周波パワーを変化さ
せることによりプラズマ密度Ｎｅおよび自己バイアス電
圧Ｖｄｃの値を変化させた。つまり、各周波数とも印加
する高周波パワーが大きくなるほどプラズマ密度Ｎｅお
よび自己バイアス電圧Ｖｄｃがともに大きくなる。ま
た、プラズマ密度は、マイクロ波干渉計により測定し
た。
【００５９】この図１１に示すように、高周波電力の周
波数が従来の４０ＭＨｚの場合には、有機系材料膜のエ
ッチングレートを高くすべくプラズマ密度を上昇させる
とＶｄｃも大きく上昇するが、従来よりも高い１００Ｍ
Ｈｚの場合にはプラズマ密度が上昇してもＶｄｃはあま
り上昇せず、Ｖｄｃがほぼ１００Ｖ以下となって、高プ
ラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現可能である
ことが見出された。すなわち、従来のように比較的周波
数が低い場合には、実際のエッチングにおいて有機系材
料膜のエッチングレートが上昇しても同程度に無機系材
料膜もエッチングされて良好な選択エッチング性は得ら
れないが、１００ＭＨｚとすることにより、有機系材料
膜を高エッチングレートでかつ無機系材料膜に対するエ
ッチング選択比を高くしてエッチング可能であることが
把握される。
波数が従来の４０ＭＨｚの場合には、有機系材料膜のエ
ッチングレートを高くすべくプラズマ密度を上昇させる
とＶｄｃも大きく上昇するが、従来よりも高い１００Ｍ
Ｈｚの場合にはプラズマ密度が上昇してもＶｄｃはあま
り上昇せず、Ｖｄｃがほぼ１００Ｖ以下となって、高プ
ラズマ密度および低自己バイアス電圧が実現可能である
ことが見出された。すなわち、従来のように比較的周波
数が低い場合には、実際のエッチングにおいて有機系材
料膜のエッチングレートが上昇しても同程度に無機系材
料膜もエッチングされて良好な選択エッチング性は得ら
れないが、１００ＭＨｚとすることにより、有機系材料
膜を高エッチングレートでかつ無機系材料膜に対するエ
ッチング選択比を高くしてエッチング可能であることが
把握される。
【００６０】また、図１１からも理解されるように、従
来よりも高プラズマ密度および低自己バイアス電圧にし
て、有機系材料膜をより高エッチングレートでかつより
高選択比でエッチングするためには、アルゴンガスのプ
ラズマを形成した場合にプラズマ密度が１×１０１１ｃ
ｍ−３以上かつ電極の自己バイアス電圧が３００Ｖ以下
となるような条件でプラズマを形成することが好ましい
と考えられる。より好ましくは、プラズマ密度が１．５
×１０１１ｃｍ−３以上、自己バイアス電圧が１００Ｖ
以下である。そして、そのようなプラズマ条件を満足す
るためには、高周波電力が５０ＭＨｚ以上必要なことが
推測される。
来よりも高プラズマ密度および低自己バイアス電圧にし
て、有機系材料膜をより高エッチングレートでかつより
高選択比でエッチングするためには、アルゴンガスのプ
ラズマを形成した場合にプラズマ密度が１×１０１１ｃ
ｍ−３以上かつ電極の自己バイアス電圧が３００Ｖ以下
となるような条件でプラズマを形成することが好ましい
と考えられる。より好ましくは、プラズマ密度が１．５
×１０１１ｃｍ−３以上、自己バイアス電圧が１００Ｖ
以下である。そして、そのようなプラズマ条件を満足す
るためには、高周波電力が５０ＭＨｚ以上必要なことが
推測される。
【００６１】このようなことからプラズマ形成用の高周
波電力の周波数を上述したように５０ＭＨｚ以上とす
る。ただし、１５０ＭＨｚを超えるとプラズマの均一性
が損なわれるため、１５０ＭＨｚ以下とする。上記効果
を有効に発揮させるためには、７０〜１００ＭＨｚが好
ましい。
波電力の周波数を上述したように５０ＭＨｚ以上とす
る。ただし、１５０ＭＨｚを超えるとプラズマの均一性
が損なわれるため、１５０ＭＨｚ以下とする。上記効果
を有効に発揮させるためには、７０〜１００ＭＨｚが好
ましい。
【００６２】次に、実際のエッチングガス（Ｎ２＋
Ｈ２）を用いて１００ＭＨｚの高周波電力を印加した場
合の自己バイアス電圧とプラズマ密度を把握した結果に
ついて説明する。図１２は、横軸に自己バイアス電圧Ｖ
ｄｃをとり、縦軸にプラズマ密度をとって、高周波電力
の周波数を１００ＭＨｚとして、Ａｒガスでプラズマを
形成した場合とエッチングガスでプラズマを形成した場
合とでこれらの関係を比較して示す図である。このとき
のチャンバー内圧力は１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒ
ｒ）である。ここで、エッチングガスのプラズマについ
ては、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを変化させて
プラズマ密度およびＶｄｃを変化させ、また、１００Ｍ
Ｈｚのパワーを２５００Ｗに固定し、３．２ＭＨｚの高
周波電力を２００〜３０００Ｗの間で重畳させた。
Ｈ２）を用いて１００ＭＨｚの高周波電力を印加した場
合の自己バイアス電圧とプラズマ密度を把握した結果に
ついて説明する。図１２は、横軸に自己バイアス電圧Ｖ
ｄｃをとり、縦軸にプラズマ密度をとって、高周波電力
の周波数を１００ＭＨｚとして、Ａｒガスでプラズマを
形成した場合とエッチングガスでプラズマを形成した場
合とでこれらの関係を比較して示す図である。このとき
のチャンバー内圧力は１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒ
ｒ）である。ここで、エッチングガスのプラズマについ
ては、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを変化させて
プラズマ密度およびＶｄｃを変化させ、また、１００Ｍ
Ｈｚのパワーを２５００Ｗに固定し、３．２ＭＨｚの高
周波電力を２００〜３０００Ｗの間で重畳させた。
【００６３】この図に示すように、実際のエッチングガ
スのプラズマでは、Ａｒガスのプラズマに比較し、若干
プラズマ密度が低くなる傾向にある。また、より低い周
波数の高周波電力（３．２ＭＨｚ）を重畳させ、そのパ
ワーを増加させることにより、自己バイアス電圧が高く
なって行く傾向にある。上述したように、１００ＭＨｚ
という高い周波数では、従来よりもプラズマ密度が高
く、かつ、自己バイアス電圧が低い傾向にあるから、図
１２において、アルゴンプラズマの１×１０１１ｃｍ
−３に対応する１０００Ｗにおけるエッチングガスのプ
ラズマ密度５×１０ １０ｃｍ−３以上で無機系材料膜に
対するエッチング選択比を満足しつつ高エッチングレー
トでエッチングを行える可能性がある。３．２ＭＨｚの
高周波電力を重畳させない場合には、２８００Ｗにおい
てプラズマ密度が１×１０１１ｃｍ− ３、自己バイアス
電圧が２００Ｖ程度となる。一方、３．２ＭＨｚの高周
波電力を重畳させ、そのパワーを増加させていくと３０
００Ｗでプラズマ密度が１×１０１１〜２×１０１１ｃ
ｍ−３程度となり、自己バイアス電圧が８００〜９００
Ｖ程度となる。重畳する３．２ＭＨｚのパワーを増加さ
せていくとエッチングレートが上昇すると考えられる
が、自己バイアス電圧が大きくなって無機系材料膜に対
するエッチング選択比が低下する傾向にあるが、自己バ
イアス電圧が９００Ｖ程度までは、エッチング選択比を
許容範囲に維持することが可能である。したがって、重
畳する高周波電力のパワー（バイアスパワー）が増加し
ていくことにより、ある程度のエッチング選択比を維持
しつつエッチングレートを高めることができる。以上の
点を考慮すると、プラズマ密度が５×１０１０〜２×１
０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ
以下の範囲では、無機系材料膜に対するエッチング選択
比を所望の範囲に維持しつつ高エッチングレートでエッ
チングを行える可能性がある。
スのプラズマでは、Ａｒガスのプラズマに比較し、若干
プラズマ密度が低くなる傾向にある。また、より低い周
波数の高周波電力（３．２ＭＨｚ）を重畳させ、そのパ
ワーを増加させることにより、自己バイアス電圧が高く
なって行く傾向にある。上述したように、１００ＭＨｚ
という高い周波数では、従来よりもプラズマ密度が高
く、かつ、自己バイアス電圧が低い傾向にあるから、図
１２において、アルゴンプラズマの１×１０１１ｃｍ
−３に対応する１０００Ｗにおけるエッチングガスのプ
ラズマ密度５×１０ １０ｃｍ−３以上で無機系材料膜に
対するエッチング選択比を満足しつつ高エッチングレー
トでエッチングを行える可能性がある。３．２ＭＨｚの
高周波電力を重畳させない場合には、２８００Ｗにおい
てプラズマ密度が１×１０１１ｃｍ− ３、自己バイアス
電圧が２００Ｖ程度となる。一方、３．２ＭＨｚの高周
波電力を重畳させ、そのパワーを増加させていくと３０
００Ｗでプラズマ密度が１×１０１１〜２×１０１１ｃ
ｍ−３程度となり、自己バイアス電圧が８００〜９００
Ｖ程度となる。重畳する３．２ＭＨｚのパワーを増加さ
せていくとエッチングレートが上昇すると考えられる
が、自己バイアス電圧が大きくなって無機系材料膜に対
するエッチング選択比が低下する傾向にあるが、自己バ
イアス電圧が９００Ｖ程度までは、エッチング選択比を
許容範囲に維持することが可能である。したがって、重
畳する高周波電力のパワー（バイアスパワー）が増加し
ていくことにより、ある程度のエッチング選択比を維持
しつつエッチングレートを高めることができる。以上の
点を考慮すると、プラズマ密度が５×１０１０〜２×１
０１１ｃｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ
以下の範囲では、無機系材料膜に対するエッチング選択
比を所望の範囲に維持しつつ高エッチングレートでエッ
チングを行える可能性がある。
【００６４】次に、具体的な好ましい条件について説明
する。まず、チャンバー１内の圧力を１３．３〜１０
６．７Ｐａ（１００〜８００ｍＴｏｒｒ）と高圧にし、
支持テーブル２に周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、例えば
１００ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃ
ｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要に応じて、これ
に重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚ、例えば
３．２ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２以下の
第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度および下部電
極である支持テーブル２の自己バイアス電圧Ｖｄｃを、
上述のようにそれぞれ５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ
−３、９００Ｖ以下の範囲とするものが挙げられる。こ
のように、チャンバー１内の圧力を比較的高圧にするこ
とにより、イオンのエネルギーの垂直成分を相対的に少
なくすることができ、加えてバイアスパワーを調節する
ことにより、無機系材料膜に対して高いエッチング選択
比で、かつ高いエッチングレートで有機系材料膜をエッ
チングすることができる。特に、ホールのエッチングで
はエッチング選択比を高く維持しつつ、極めて高いエッ
チングレートを実現することができる。
する。まず、チャンバー１内の圧力を１３．３〜１０
６．７Ｐａ（１００〜８００ｍＴｏｒｒ）と高圧にし、
支持テーブル２に周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、例えば
１００ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃ
ｍ２の第１の高周波電力を印加し、必要に応じて、これ
に重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚ、例えば
３．２ＭＨｚでパワー密度が４．２５Ｗ／ｃｍ２以下の
第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度および下部電
極である支持テーブル２の自己バイアス電圧Ｖｄｃを、
上述のようにそれぞれ５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ
−３、９００Ｖ以下の範囲とするものが挙げられる。こ
のように、チャンバー１内の圧力を比較的高圧にするこ
とにより、イオンのエネルギーの垂直成分を相対的に少
なくすることができ、加えてバイアスパワーを調節する
ことにより、無機系材料膜に対して高いエッチング選択
比で、かつ高いエッチングレートで有機系材料膜をエッ
チングすることができる。特に、ホールのエッチングで
はエッチング選択比を高く維持しつつ、極めて高いエッ
チングレートを実現することができる。
【００６５】また、チャンバー１内の圧力を１．３３〜
６．６７Ｐａ（１０〜５０ｍＴｏｒｒ）と低圧にし、支
持テーブル２に周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、例えば１
００ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ
２の第１の高周波電力を印加し、必要に応じて、これに
重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚ、例えば
３．２ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以下
の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０
１０〜２×１０１１ｃｍ−３と上記範囲とし、下部電極
である支持テーブル２の自己バイアス電圧を４００Ｖ以
下のより低い範囲とするものが挙げられる。このよう
に、チャンバー１内の圧力を低圧とすることにより、イ
オンエネルギー自体を無機材料膜がスパッタされるエネ
ルギー以下に抑えることができ、しかもバイアスパワー
の調整等により自己バイアス電圧を比較的低い範囲に制
限したので、エッチングレートを高く維持しつつ無機材
料膜に対する選択比を極めて高くして有機系材料膜をエ
ッチングすることができ、しかも、表面残渣が実質的に
ない状態とすることができる。また、無機材料膜マスク
のＣＤシフトを極めて小さくすることができる。
６．６７Ｐａ（１０〜５０ｍＴｏｒｒ）と低圧にし、支
持テーブル２に周波数が５０〜１５０ＭＨｚ、例えば１
００ＭＨｚでパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ
２の第１の高周波電力を印加し、必要に応じて、これに
重畳して周波数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚ、例えば
３．２ＭＨｚでパワー密度が０．５６６Ｗ／ｃｍ２以下
の第２の高周波電力を印加し、プラズマ密度を５×１０
１０〜２×１０１１ｃｍ−３と上記範囲とし、下部電極
である支持テーブル２の自己バイアス電圧を４００Ｖ以
下のより低い範囲とするものが挙げられる。このよう
に、チャンバー１内の圧力を低圧とすることにより、イ
オンエネルギー自体を無機材料膜がスパッタされるエネ
ルギー以下に抑えることができ、しかもバイアスパワー
の調整等により自己バイアス電圧を比較的低い範囲に制
限したので、エッチングレートを高く維持しつつ無機材
料膜に対する選択比を極めて高くして有機系材料膜をエ
ッチングすることができ、しかも、表面残渣が実質的に
ない状態とすることができる。また、無機材料膜マスク
のＣＤシフトを極めて小さくすることができる。
【００６６】次に、有機系材料膜の実際のエッチングレ
ートおよび無機系材料膜に対するエッチング選択比を把
握するために、有機系材料膜（レジスト）および無機系
材料膜（ＳｉＯ２）の全面形成膜のエッチングを行った
実験結果について説明する。ここでは、ウエハＷとして
２００ｍｍウエハを用い、エッチングガスとして、Ｎ ２
ガス：０．１Ｌ／ｍｉｎ、Ｏ２ガス：０．０１Ｌ／ｍｉ
ｎを供給し、電極間ギャップを２７ｍｍ、チャンバー内
圧力を２．６６Ｐａとしてエッチングを行った。
ートおよび無機系材料膜に対するエッチング選択比を把
握するために、有機系材料膜（レジスト）および無機系
材料膜（ＳｉＯ２）の全面形成膜のエッチングを行った
実験結果について説明する。ここでは、ウエハＷとして
２００ｍｍウエハを用い、エッチングガスとして、Ｎ ２
ガス：０．１Ｌ／ｍｉｎ、Ｏ２ガス：０．０１Ｌ／ｍｉ
ｎを供給し、電極間ギャップを２７ｍｍ、チャンバー内
圧力を２．６６Ｐａとしてエッチングを行った。
【００６７】図１３の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ高周
波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合に
おけるウエハの位置に対する有機系材料膜のエッチング
レートの値を高周波電力パワーが５００Ｗ（１．５９Ｗ
／ｃｍ２）、１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）、１５
００Ｗ（４．７７Ｗ／ｃｍ２）の各場合について示す図
である。また、図１４は高周波電力パワーと有機系材料
膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨｚおよび１０
０ＭＨｚの場合について示す図であり、図１５は高周波
電力パワーと無機系材料膜のエッチングレートとの関係
を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図
であり、図１６は有機系材料膜のエッチングレートとエ
ッチング選択比に相当する有機系材料膜のエッチングレ
ート／無機系材料膜のエッチングレート比の値との関係
を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図
である。
波電力が１００ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合に
おけるウエハの位置に対する有機系材料膜のエッチング
レートの値を高周波電力パワーが５００Ｗ（１．５９Ｗ
／ｃｍ２）、１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）、１５
００Ｗ（４．７７Ｗ／ｃｍ２）の各場合について示す図
である。また、図１４は高周波電力パワーと有機系材料
膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨｚおよび１０
０ＭＨｚの場合について示す図であり、図１５は高周波
電力パワーと無機系材料膜のエッチングレートとの関係
を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図
であり、図１６は有機系材料膜のエッチングレートとエ
ッチング選択比に相当する有機系材料膜のエッチングレ
ート／無機系材料膜のエッチングレート比の値との関係
を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図
である。
【００６８】これらの図から、有機系材料膜のエッチン
グレートは、いずれのパワーにおいても１００ＭＨｚの
ほうが高くなることがわかる。無機材料膜のエッチング
レートは高周波電力パワーが増加すると大きくなる傾向
にあるが、４０ＭＨｚと１００ＭＨｚの間にエッチング
レートの大きな開きはない。また、パワーが高いほど有
機系材料膜のエッチングレートが高く、パワーが低いほ
ど無機材料膜に対するエッチング選択比に相当する値が
高くなる傾向にある。また、４０ＭＨｚと１００ＭＨｚ
とを比較すると、エッチング選択比に相当する値が同じ
場合には、エッチングレートが１００ＭＨｚのほうが高
くなり、同じエッチングレートで比較した場合には、１
００ＭＨｚのほうがエッチング選択比に対応する値が大
きくなる傾向にある。すなわち、評価用サンプルでの実
験結果からは、４０ＭＨｚよりも１００ＭＨｚのほうが
有機系材料膜を高エッチングレートかつ高エッチング選
択比でエッチングできる可能性が確認された。１００Ｍ
Ｈｚの場合の高周波電力パワーは、有機系材料膜のエッ
チングレートとエッチング選択比とがトレードオフの関
係にあるので、約１．０Ｗ／ｃｍ２〜約５．０Ｗ／ｃｍ
２の範囲が好ましい。
グレートは、いずれのパワーにおいても１００ＭＨｚの
ほうが高くなることがわかる。無機材料膜のエッチング
レートは高周波電力パワーが増加すると大きくなる傾向
にあるが、４０ＭＨｚと１００ＭＨｚの間にエッチング
レートの大きな開きはない。また、パワーが高いほど有
機系材料膜のエッチングレートが高く、パワーが低いほ
ど無機材料膜に対するエッチング選択比に相当する値が
高くなる傾向にある。また、４０ＭＨｚと１００ＭＨｚ
とを比較すると、エッチング選択比に相当する値が同じ
場合には、エッチングレートが１００ＭＨｚのほうが高
くなり、同じエッチングレートで比較した場合には、１
００ＭＨｚのほうがエッチング選択比に対応する値が大
きくなる傾向にある。すなわち、評価用サンプルでの実
験結果からは、４０ＭＨｚよりも１００ＭＨｚのほうが
有機系材料膜を高エッチングレートかつ高エッチング選
択比でエッチングできる可能性が確認された。１００Ｍ
Ｈｚの場合の高周波電力パワーは、有機系材料膜のエッ
チングレートとエッチング選択比とがトレードオフの関
係にあるので、約１．０Ｗ／ｃｍ２〜約５．０Ｗ／ｃｍ
２の範囲が好ましい。
【００６９】次に、上記図９の（ａ）に示す実パターン
を用い、レジスト膜４５およびＳｉＯ２からなる無機系
材料膜４３をマスクとしてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系
材料膜を図１に示す装置で４０ＭＨｚと１００ＭＨｚで
エッチングした。この際のエッチング条件は上記全面形
成膜のエッチング試験と同様とした。ここでは、有機系
材料膜４２としてｌｏｗ−ｋ膜であるＤｏｗＣｈｅｍｉ
ｃａｌ社製のＳｉＬＫ（商品名）を用い、その厚さを５
７０ｎｍ、その上のＳｉＯ２膜４３の厚さを２００ｎ
ｍ、その上のＢＡＲＣ膜４４の厚さを６０ｎｍ、レジス
ト膜４５の厚さを８００ｎｍとした。エッチングは、有
機系材料膜４２が最後までエッチングされるまでの時間
の１．５倍の時間行って（５０％オーバーエッチ）、Ｓ
ｉＯ２膜がプラズマに曝される時間を長くし、ＳｉＯ２
膜に対して厳しい条件とした。
を用い、レジスト膜４５およびＳｉＯ２からなる無機系
材料膜４３をマスクとしてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系
材料膜を図１に示す装置で４０ＭＨｚと１００ＭＨｚで
エッチングした。この際のエッチング条件は上記全面形
成膜のエッチング試験と同様とした。ここでは、有機系
材料膜４２としてｌｏｗ−ｋ膜であるＤｏｗＣｈｅｍｉ
ｃａｌ社製のＳｉＬＫ（商品名）を用い、その厚さを５
７０ｎｍ、その上のＳｉＯ２膜４３の厚さを２００ｎ
ｍ、その上のＢＡＲＣ膜４４の厚さを６０ｎｍ、レジス
ト膜４５の厚さを８００ｎｍとした。エッチングは、有
機系材料膜４２が最後までエッチングされるまでの時間
の１．５倍の時間行って（５０％オーバーエッチ）、Ｓ
ｉＯ２膜がプラズマに曝される時間を長くし、ＳｉＯ２
膜に対して厳しい条件とした。
【００７０】その結果を図１７および図１８に示す。図
１７は高周波電力パワーと有機系材料膜のエッチングレ
ートとの関係および高周波電力パワーと無機系材料膜の
ショルダーロスとの関係を示す図であり、図１８は有機
系材料膜のエッチングレートと無機系材料膜のショルダ
ー部のエッチングレートを基準としたエッチング選択比
との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合につい
て示す図である。ここで、ショルダーロスとは、ショル
ダーのエッチング量をいい、図１９に示すように、無機
材料膜４３の元の表面からショルダー部のエッチングさ
れた位置までの高さ距離（図中Ｙで示す）をいう。また
図１８のショルダー部エッチング選択比とは、ショルダ
ーロスの値から計算された無機系材料膜４３のショルダ
ー部のエッチングレートに対する有機系材料膜のエッチ
ングレートの割合をいう。
１７は高周波電力パワーと有機系材料膜のエッチングレ
ートとの関係および高周波電力パワーと無機系材料膜の
ショルダーロスとの関係を示す図であり、図１８は有機
系材料膜のエッチングレートと無機系材料膜のショルダ
ー部のエッチングレートを基準としたエッチング選択比
との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの場合につい
て示す図である。ここで、ショルダーロスとは、ショル
ダーのエッチング量をいい、図１９に示すように、無機
材料膜４３の元の表面からショルダー部のエッチングさ
れた位置までの高さ距離（図中Ｙで示す）をいう。また
図１８のショルダー部エッチング選択比とは、ショルダ
ーロスの値から計算された無機系材料膜４３のショルダ
ー部のエッチングレートに対する有機系材料膜のエッチ
ングレートの割合をいう。
【００７１】図１７に示すように、各高周波電力パワー
において、１００ＭＨｚと４０ＭＨｚとを比較すると、
ショルダーロスは同程度であるが、１００ＭＨｚのほう
が有機系材料膜のエッチングレートが高く、また、図１
８に示すように、実パターンにおいても評価用サンプル
での結果を示す図１６と同様、エッチング選択比が同じ
場合には、エッチングレートが１００ＭＨｚのほうが高
くなり、同じエッチングレートで比較した場合には、１
００ＭＨｚのほうがエッチング選択比が大きくなる傾向
にあり、実パターンのエッチングにおいて４０ＭＨｚよ
りも１００ＭＨｚのほうが有機系材料膜を高エッチング
レートかつ高エッチング選択比でエッチングできること
が確認された。
において、１００ＭＨｚと４０ＭＨｚとを比較すると、
ショルダーロスは同程度であるが、１００ＭＨｚのほう
が有機系材料膜のエッチングレートが高く、また、図１
８に示すように、実パターンにおいても評価用サンプル
での結果を示す図１６と同様、エッチング選択比が同じ
場合には、エッチングレートが１００ＭＨｚのほうが高
くなり、同じエッチングレートで比較した場合には、１
００ＭＨｚのほうがエッチング選択比が大きくなる傾向
にあり、実パターンのエッチングにおいて４０ＭＨｚよ
りも１００ＭＨｚのほうが有機系材料膜を高エッチング
レートかつ高エッチング選択比でエッチングできること
が確認された。
【００７２】以上の試験では、電極間ギャップを２７ｍ
ｍとしたが、上述したように、電極間距離を小さくしす
ぎると被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布（中
心部と周辺部の圧力差）が大きくなって、エッチング均
一性の低下等の問題を生じるので、電極間距離は３５〜
５０ｍｍがより好ましい。このことを図２０を参照して
説明する。図２０は、プラズマガスとしてＡｒガスを用
いた場合のＡｒガス流量とウエハ中心部と周辺部の圧力
差ΔＰとの関係を電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０
ｍｍの場合とで比較して示す図である。この図に示すよ
うに、ギャップが４０ｍｍのほうが２５ｍｍよりも圧力
差ΔＰが小さく、また、ギャップ２５ｍｍの場合には、
Ａｒガス流量の上昇にともなって圧力差ΔＰが急激に大
きくなる傾向にあり、ガス流量が０．３Ｌ／ｍｉｎ程度
以上で好ましい圧力差ΔＰである０．２７Ｐａ（２ｍＴ
ｏｒｒ）を超えてしまうのに対し、ギャップ４０ｍｍの
場合にはガス流量によらず圧力差が０．２７Ｐａ（２ｍ
Ｔｏｒｒ）より小さい。この図からギャップがおよそ３
５ｍｍ以上でガス流量によらず好ましい圧力差とできる
ことが予想される。
ｍとしたが、上述したように、電極間距離を小さくしす
ぎると被処理基板であるウエハＷの表面の圧力分布（中
心部と周辺部の圧力差）が大きくなって、エッチング均
一性の低下等の問題を生じるので、電極間距離は３５〜
５０ｍｍがより好ましい。このことを図２０を参照して
説明する。図２０は、プラズマガスとしてＡｒガスを用
いた場合のＡｒガス流量とウエハ中心部と周辺部の圧力
差ΔＰとの関係を電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０
ｍｍの場合とで比較して示す図である。この図に示すよ
うに、ギャップが４０ｍｍのほうが２５ｍｍよりも圧力
差ΔＰが小さく、また、ギャップ２５ｍｍの場合には、
Ａｒガス流量の上昇にともなって圧力差ΔＰが急激に大
きくなる傾向にあり、ガス流量が０．３Ｌ／ｍｉｎ程度
以上で好ましい圧力差ΔＰである０．２７Ｐａ（２ｍＴ
ｏｒｒ）を超えてしまうのに対し、ギャップ４０ｍｍの
場合にはガス流量によらず圧力差が０．２７Ｐａ（２ｍ
Ｔｏｒｒ）より小さい。この図からギャップがおよそ３
５ｍｍ以上でガス流量によらず好ましい圧力差とできる
ことが予想される。
【００７３】次に、図９の（ａ）に示す実パターンを有
する３００ｍｍウエハを用い、各膜の膜厚を上記図１７
および図１８の実施例の場合と同様として、レジスト膜
４５およびＳｉＯ２からなる無機系材料膜４３をマスク
としてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系材料膜をエッチング
した。高周波電力は、図１０に示す態様で１００ＭＨｚ
および３．２ＭＨｚの２周波の高周波電源を支持テーブ
ル２に接続させ、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを
２４００Ｗで固定し、３．２ＭＨｚの高周波電力のパワ
ーを０Ｗ、２００Ｗ、８００Ｗ、１６００Ｗ、３０００
Ｗと変化させた。また、処理ガスとしてＮ２ガスおよび
Ｈ２ガスを用い、チャンバー内圧力を１３．３Ｐａ（１
００ｍＴｏｒｒ）、３１．７Ｐａ（４５０ｍＴｏｒ
ｒ）、１０６．７Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ）と変化させ
た。処理ガスの流量は、１３．３Ｐａの場合には、Ｎ２
ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ
とし、３１．７Ｐａおよび１０６．７Ｐａの場合には、
Ｎ２ガス：０．６５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．６５Ｌ
／ｍｉｎとした。また、電極間ギャップを４０ｍｍとし
た。さらに、エッチングは、上記実施例と同様、５０％
オーバーエッチングとした。
する３００ｍｍウエハを用い、各膜の膜厚を上記図１７
および図１８の実施例の場合と同様として、レジスト膜
４５およびＳｉＯ２からなる無機系材料膜４３をマスク
としてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系材料膜をエッチング
した。高周波電力は、図１０に示す態様で１００ＭＨｚ
および３．２ＭＨｚの２周波の高周波電源を支持テーブ
ル２に接続させ、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを
２４００Ｗで固定し、３．２ＭＨｚの高周波電力のパワ
ーを０Ｗ、２００Ｗ、８００Ｗ、１６００Ｗ、３０００
Ｗと変化させた。また、処理ガスとしてＮ２ガスおよび
Ｈ２ガスを用い、チャンバー内圧力を１３．３Ｐａ（１
００ｍＴｏｒｒ）、３１．７Ｐａ（４５０ｍＴｏｒ
ｒ）、１０６．７Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ）と変化させ
た。処理ガスの流量は、１３．３Ｐａの場合には、Ｎ２
ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ
とし、３１．７Ｐａおよび１０６．７Ｐａの場合には、
Ｎ２ガス：０．６５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．６５Ｌ
／ｍｉｎとした。また、電極間ギャップを４０ｍｍとし
た。さらに、エッチングは、上記実施例と同様、５０％
オーバーエッチングとした。
【００７４】その結果を図２１〜２３に示す。図２１は
３．２ＭＨｚのパワーと有機系材料膜のエッチングレー
トとの関係、および３．２ＭＨｚのパワーとショルダー
部エッチング選択比との関係を各圧力毎に示す図であ
り、図２２は３．２ＭＨｚのパワーとトップＣＤシフト
との関係を各圧力毎に示す図であり、図２３は３．２Ｍ
Ｈｚのパワーとボーイング値との関係を示す図である。
ここでトップＣＤシフトとは、図２４に示すように、有
機系材料膜４２の上端部分のエッチング間口であるトッ
プＣＤがエッチング後にどれだけ変化したかを示す値で
あり、エッチング後のトップＣＤ（ＴｏｐＣＤaf）から
初期のトップＣＤ（ＴｏｐＣＤbf）を引いた値である。
また、ボーイング値とは、図２５に示すように、有機系
材料膜をエッチングした後のエッチング部分の最大幅
（ＭａｘＣＤ）からトップＣＤ（ＴｏｐＣＤ）を引いた
値である。
３．２ＭＨｚのパワーと有機系材料膜のエッチングレー
トとの関係、および３．２ＭＨｚのパワーとショルダー
部エッチング選択比との関係を各圧力毎に示す図であ
り、図２２は３．２ＭＨｚのパワーとトップＣＤシフト
との関係を各圧力毎に示す図であり、図２３は３．２Ｍ
Ｈｚのパワーとボーイング値との関係を示す図である。
ここでトップＣＤシフトとは、図２４に示すように、有
機系材料膜４２の上端部分のエッチング間口であるトッ
プＣＤがエッチング後にどれだけ変化したかを示す値で
あり、エッチング後のトップＣＤ（ＴｏｐＣＤaf）から
初期のトップＣＤ（ＴｏｐＣＤbf）を引いた値である。
また、ボーイング値とは、図２５に示すように、有機系
材料膜をエッチングした後のエッチング部分の最大幅
（ＭａｘＣＤ）からトップＣＤ（ＴｏｐＣＤ）を引いた
値である。
【００７５】この例では、チャンバー内圧力を１３．３
Ｐａ以上と高くしているため、イオンの散乱が大きくイ
オンエネルギーの垂直成分が相対的に少なくなる。この
ため、図２１に示すように、３．２ＭＨｚのパワー（バ
イアスパワー）が比較的低い部分では、無機系材料マス
クはほとんどエッチングされないため、無機系材料マス
クに対して高いエッチング選択比で有機系材料膜をエッ
チングすることができ、しかもエッチングレートも高
い。そして、同じバイアスパワーでは、イオンエネルギ
ーの垂直成分がより少ない高圧のほうがエッチング選択
比が高くなる傾向にある。また、いずれの圧力の場合で
も３．２ＭＨｚのパワーが上昇するにしたがって、エッ
チングレートが上昇し、ショルダー部エッチング選択比
が低下する傾向にある。これは、３．２ＭＨｚのパワー
が低い場合、ウエハに対するイオン引き込み力が弱く、
イオンが無機系材料マスクに対して非常にソフトにしか
供給されないため無機系材料マスクがほとんどエッチン
グされず、したがって高いエッチング選択比が得られる
が、３．２ＭＨｚのパワーが上昇するとウエハに対する
イオン引き込み力が強くなって、有機系材料膜のエッチ
ングレートも上がるけれども、それ以上に無機系材料マ
スクのエッチングレートが上昇するため、エッチング選
択比が低下するからである。圧力が１３．３Ｐａの場合
には、バイアスワーが１６００Ｗ（パワー密度：２．２
６Ｗ／ｃｍ２）と高くなると、エッチングレートが４０
０ｎｍ／ｍｉｎと高いが、エッチング選択比は３〜４程
度まで低下する。この特性は、用途によっては使用可能
な特性であるが、それ以上のバイアスパワーであると、
無機材料マスクのエッチングロスが多すぎて使用に耐え
ないことが予想される。圧力が１０６．７Ｐａの場合に
は、バイアスパワーが３０００Ｗ（パワー密度：４．２
５Ｗ／ｃｍ２）でもエッチング選択比が５程度を維持し
ており、用途によっては使用可能である。また、エッチ
ングレートは５５０ｎｍ／ｍｉｎと極めて高い値とな
る。ただし、圧力が１０６．７Ｐａの場合でもバイアス
パワーが３０００Ｗ（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃ
ｍ２）を超えると無機材料マスクのエッチングロスが多
すぎて使用に耐えないことが予想される。
Ｐａ以上と高くしているため、イオンの散乱が大きくイ
オンエネルギーの垂直成分が相対的に少なくなる。この
ため、図２１に示すように、３．２ＭＨｚのパワー（バ
イアスパワー）が比較的低い部分では、無機系材料マス
クはほとんどエッチングされないため、無機系材料マス
クに対して高いエッチング選択比で有機系材料膜をエッ
チングすることができ、しかもエッチングレートも高
い。そして、同じバイアスパワーでは、イオンエネルギ
ーの垂直成分がより少ない高圧のほうがエッチング選択
比が高くなる傾向にある。また、いずれの圧力の場合で
も３．２ＭＨｚのパワーが上昇するにしたがって、エッ
チングレートが上昇し、ショルダー部エッチング選択比
が低下する傾向にある。これは、３．２ＭＨｚのパワー
が低い場合、ウエハに対するイオン引き込み力が弱く、
イオンが無機系材料マスクに対して非常にソフトにしか
供給されないため無機系材料マスクがほとんどエッチン
グされず、したがって高いエッチング選択比が得られる
が、３．２ＭＨｚのパワーが上昇するとウエハに対する
イオン引き込み力が強くなって、有機系材料膜のエッチ
ングレートも上がるけれども、それ以上に無機系材料マ
スクのエッチングレートが上昇するため、エッチング選
択比が低下するからである。圧力が１３．３Ｐａの場合
には、バイアスワーが１６００Ｗ（パワー密度：２．２
６Ｗ／ｃｍ２）と高くなると、エッチングレートが４０
０ｎｍ／ｍｉｎと高いが、エッチング選択比は３〜４程
度まで低下する。この特性は、用途によっては使用可能
な特性であるが、それ以上のバイアスパワーであると、
無機材料マスクのエッチングロスが多すぎて使用に耐え
ないことが予想される。圧力が１０６．７Ｐａの場合に
は、バイアスパワーが３０００Ｗ（パワー密度：４．２
５Ｗ／ｃｍ２）でもエッチング選択比が５程度を維持し
ており、用途によっては使用可能である。また、エッチ
ングレートは５５０ｎｍ／ｍｉｎと極めて高い値とな
る。ただし、圧力が１０６．７Ｐａの場合でもバイアス
パワーが３０００Ｗ（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃ
ｍ２）を超えると無機材料マスクのエッチングロスが多
すぎて使用に耐えないことが予想される。
【００７６】図２２に示すように、トップＣＤシフトに
関しては、圧力が１３．３Ｐａのほうが１０６．７Ｐａ
の場合よりも良好になる傾向にあり、しかも１３．３Ｐ
ａの場合にはバイアスパワーが高くなるほどトップＣＤ
シフトが低下し、バイアスワーが１６００Ｗ（パワー密
度：２．２６Ｗ／ｃｍ２）のときに２〜３ｎｍ程度とな
る。圧力が１０６．７Ｐａの場合にはバイアスパワーに
かかわらずトップＣＤシフトは３０ｎｍとなった。１０
６．７Ｐａの場合は、トップＣＤシフトが許容範囲の上
限付近であることから、チャンバー内圧力は１０６．７
Ｐａがほぼ上限となる。
関しては、圧力が１３．３Ｐａのほうが１０６．７Ｐａ
の場合よりも良好になる傾向にあり、しかも１３．３Ｐ
ａの場合にはバイアスパワーが高くなるほどトップＣＤ
シフトが低下し、バイアスワーが１６００Ｗ（パワー密
度：２．２６Ｗ／ｃｍ２）のときに２〜３ｎｍ程度とな
る。圧力が１０６．７Ｐａの場合にはバイアスパワーに
かかわらずトップＣＤシフトは３０ｎｍとなった。１０
６．７Ｐａの場合は、トップＣＤシフトが許容範囲の上
限付近であることから、チャンバー内圧力は１０６．７
Ｐａがほぼ上限となる。
【００７７】図２３に示すように、ボーイング値に関し
ては、同じバイアスパワーでは１３．３Ｐａの場合より
も１０６．７Ｐａの方が低くなる傾向にある。また、１
０６．７Ｐａの場合には、バイアスパワーが増加するに
従ってボーイング値が高くなり、バイアスパワーが３０
００Ｗ（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃｍ２）で３０ｎｍ
となる。これを超えるとボーイング値が３０ｎｍを超え
ることが予想されるので、バイアスパワー３０００Ｗ
（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃｍ２）が上限となる。
ては、同じバイアスパワーでは１３．３Ｐａの場合より
も１０６．７Ｐａの方が低くなる傾向にある。また、１
０６．７Ｐａの場合には、バイアスパワーが増加するに
従ってボーイング値が高くなり、バイアスパワーが３０
００Ｗ（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃｍ２）で３０ｎｍ
となる。これを超えるとボーイング値が３０ｎｍを超え
ることが予想されるので、バイアスパワー３０００Ｗ
（パワー密度：４．２５Ｗ／ｃｍ２）が上限となる。
【００７８】次に、図９の（ａ）に示す実パターンを有
する３００ｍｍウエハを用い、各膜の膜厚を上記図１７
および図１８の実施例の場合と同様として、レジスト膜
４５およびＳｉＯ２からなる無機系材料膜４３をマスク
としてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系材料膜をエッチング
した。高周波電力は、図１０に示す態様で１００ＭＨｚ
および３．２ＭＨｚの２周波の高周波電源を支持テーブ
ル２に接続し、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを２
４００Ｗで固定し、３．２ＭＨｚの高周波電力のパワー
を０Ｗ、２００Ｗ、４００Ｗと変化させた。また、処理
ガスとしてＮ２ガスおよびＨ２ガスを用い、チャンバー
内圧力を１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、３．９９Ｐ
ａ（３０ｍＴｏｒｒ）、６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ）、１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）と変化させ
た。処理ガスの流量は、１．３３Ｐａの場合には、Ｎ２
ガス：０．１２Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．１２Ｌ／ｍ
ｉｎとし、３．９９Ｐａの場合には、Ｎ２ガス：０．１
８Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．１８Ｌ／ｍｉｎとし、
６．６５Ｐａの場合には、Ｎ２ガス：０．３Ｌ／ｍｉ
ｎ、Ｈ２ガス：０．３Ｌ／ｍｉｎとし、１３．３Ｐａの
場合には、Ｎ２ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：
０．５Ｌ／ｍｉｎとした。また、電極間ギャップを４０
ｍｍとした。さらに、エッチングは、上記実施例と同
様、５０％オーバーエッチングとした。
する３００ｍｍウエハを用い、各膜の膜厚を上記図１７
および図１８の実施例の場合と同様として、レジスト膜
４５およびＳｉＯ２からなる無機系材料膜４３をマスク
としてｌｏｗ−ｋ膜からなる有機系材料膜をエッチング
した。高周波電力は、図１０に示す態様で１００ＭＨｚ
および３．２ＭＨｚの２周波の高周波電源を支持テーブ
ル２に接続し、１００ＭＨｚの高周波電力のパワーを２
４００Ｗで固定し、３．２ＭＨｚの高周波電力のパワー
を０Ｗ、２００Ｗ、４００Ｗと変化させた。また、処理
ガスとしてＮ２ガスおよびＨ２ガスを用い、チャンバー
内圧力を１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）、３．９９Ｐ
ａ（３０ｍＴｏｒｒ）、６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒ
ｒ）、１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）と変化させ
た。処理ガスの流量は、１．３３Ｐａの場合には、Ｎ２
ガス：０．１２Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．１２Ｌ／ｍ
ｉｎとし、３．９９Ｐａの場合には、Ｎ２ガス：０．１
８Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：０．１８Ｌ／ｍｉｎとし、
６．６５Ｐａの場合には、Ｎ２ガス：０．３Ｌ／ｍｉ
ｎ、Ｈ２ガス：０．３Ｌ／ｍｉｎとし、１３．３Ｐａの
場合には、Ｎ２ガス：０．５Ｌ／ｍｉｎ、Ｈ２ガス：
０．５Ｌ／ｍｉｎとした。また、電極間ギャップを４０
ｍｍとした。さらに、エッチングは、上記実施例と同
様、５０％オーバーエッチングとした。
【００７９】これらのエッチング後のサンプルについ
て、エッチング残渣、無機系材料膜（マスク）のショル
ダーロス、トップＣＤシフトについて把握した。その結
果を図２６および図２７に示す。図２６は、バイアスパ
ワー０の場合の各圧力における、エッチング残渣、無機
系材料膜（マスク）のショルダーロス、トップＣＤシフ
トを示す図であり、図２７は、圧力が３．９９Ｐａの場
合の各バイアスパワーにおける、無機系材料膜（マス
ク）のショルダーロス、トップＣＤシフト、および有機
材料膜のエッチングレートを示す図である。
て、エッチング残渣、無機系材料膜（マスク）のショル
ダーロス、トップＣＤシフトについて把握した。その結
果を図２６および図２７に示す。図２６は、バイアスパ
ワー０の場合の各圧力における、エッチング残渣、無機
系材料膜（マスク）のショルダーロス、トップＣＤシフ
トを示す図であり、図２７は、圧力が３．９９Ｐａの場
合の各バイアスパワーにおける、無機系材料膜（マス
ク）のショルダーロス、トップＣＤシフト、および有機
材料膜のエッチングレートを示す図である。
【００８０】図２６に示すように、圧力が６．６５Ｐａ
まではエッチング残渣が生じなかったが、１３．３Ｐａ
ではエッチング残渣が生じた。無機系材料膜のショルダ
ーロスについては、３．９９Ｐａ、６．６５Ｐａ、１
３．３Ｐａにおいて０であった。１．３３Ｐａでは４２
ｎｍと若干大きい値となったが、許容範囲である。トッ
プＣＤシフトについては、３．９９Ｐａ、６．６５Ｐａ
において、−３ｎｍ、＋５ｎｍと極めて小さい値とな
り、それよりも圧力が高くても低くてもその値の絶対値
が大きくなることが確認された。圧力が１．３３Ｐａで
はトップＣＤシフトは−３０ｎｍとなったが、ほぼ許容
範囲である。これらの結果から、ショルダーロスが少な
く（つまりエッチング選択性が高く）かつエッチング残
渣が少なく、トップＣＤシフトも少ないエッチングを行
うためには、圧力が１．３３〜６．６５Ｐａの範囲が好
ましいことが確認された。
まではエッチング残渣が生じなかったが、１３．３Ｐａ
ではエッチング残渣が生じた。無機系材料膜のショルダ
ーロスについては、３．９９Ｐａ、６．６５Ｐａ、１
３．３Ｐａにおいて０であった。１．３３Ｐａでは４２
ｎｍと若干大きい値となったが、許容範囲である。トッ
プＣＤシフトについては、３．９９Ｐａ、６．６５Ｐａ
において、−３ｎｍ、＋５ｎｍと極めて小さい値とな
り、それよりも圧力が高くても低くてもその値の絶対値
が大きくなることが確認された。圧力が１．３３Ｐａで
はトップＣＤシフトは−３０ｎｍとなったが、ほぼ許容
範囲である。これらの結果から、ショルダーロスが少な
く（つまりエッチング選択性が高く）かつエッチング残
渣が少なく、トップＣＤシフトも少ないエッチングを行
うためには、圧力が１．３３〜６．６５Ｐａの範囲が好
ましいことが確認された。
【００８１】また、図２７に示すように、バイアスパワ
ーを増加させることにより、ショルダーロスが大きくな
る傾向が見られ、トップＣＤシフトについては絶対値が
大きくなる傾向が見られたが、バイアスパワーが４００
Ｗ（パワー密度：０．５６６Ｗ／ｃｍ２）以下では、シ
ョルダーロスおよびトップＣＤシフトは使用可能な範囲
内であった。ただし、バイアスパワーが４００Ｗを超え
ると、ショルダーロスが大きくなりすぎるものと推測さ
れる。また、エッチングレートはバイアスパワーが増加
するにしたがって、上昇する傾向が見られた。
ーを増加させることにより、ショルダーロスが大きくな
る傾向が見られ、トップＣＤシフトについては絶対値が
大きくなる傾向が見られたが、バイアスパワーが４００
Ｗ（パワー密度：０．５６６Ｗ／ｃｍ２）以下では、シ
ョルダーロスおよびトップＣＤシフトは使用可能な範囲
内であった。ただし、バイアスパワーが４００Ｗを超え
ると、ショルダーロスが大きくなりすぎるものと推測さ
れる。また、エッチングレートはバイアスパワーが増加
するにしたがって、上昇する傾向が見られた。
【００８２】以上の結果から、エッチング選択比を高く
し、トップＣＤシフトを小さくした上で、エッチング残
渣を生じないようにするためには、チャンバー内圧力を
１．３３〜６．６５Ｐａ、バイアスパワー密度を０．５
６６Ｗ／ｃｍ２以下にすればよいことが確認された。
し、トップＣＤシフトを小さくした上で、エッチング残
渣を生じないようにするためには、チャンバー内圧力を
１．３３〜６．６５Ｐａ、バイアスパワー密度を０．５
６６Ｗ／ｃｍ２以下にすればよいことが確認された。
【００８３】なお、本発明は上記実施の形態に限定され
ることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態
では、磁場形成手段として永久磁石からなる複数のセグ
メント磁石をチャンバーの周囲にリング状に配置してな
るマルチポール状態のリング磁石を用いたが、処理空間
の周囲に磁場を形成してプラズマを閉じこめることがで
きればこれに限定されるものではない。また、このよう
なプラズマ閉じこめ用の周辺磁場は必ずしも必要ではな
く、磁場が存在しない状態でエッチングを行ってもよ
い。また、処理空間に水平磁場を印加して直交電磁界中
でプラズマエッチングを行うプラズマエッチング処理で
あってもよい。さらに、上記実施形態では下部電極にプ
ラズマ形成用の高周波電力を印加したが、これに限らず
上部電極に印加しするものであってもよい。さらにま
た、上記実施形態では有機系材料膜としてｌｏｗ−ｋ膜
を用いたが、これに限定されることなく、Ｏ、Ｃ、Ｈを
含む他の膜やＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈを含む他の膜も適用可能
である。被処理基板として半導体ウエハを用いた場合に
ついて示したが、これに限らずＬＣＤ基板等他の他のプ
ラズマ処理にも適用することができる。さらにまた、上
記実施形態では無機系材料膜をマスクとして有機系材料
膜をエッチングした場合について示したが、本発明は、
これに限らず、無機系材料膜に対して選択的に有機系材
料膜をエッチングする必要がある場合全てに適用可能で
ある。例えば、Ｓｉウエハ等の被処理基板上に形成され
たＳｉＯ２等の無機材料膜をエッチングする際のマスク
として用いられたレジストを除去するアッシングに本発
明を適用することが可能である。つまり、アッシングは
下地の無機系材料膜を極力エッチングすることなく、有
機系材料膜であるレジスト膜を選択的に効率良く除去す
る必要があることから、本発明をアッシングに適用する
ことにより、良好なアッシング特性を得ることができ
る。
ることなく種々変更可能である。例えば、上記実施形態
では、磁場形成手段として永久磁石からなる複数のセグ
メント磁石をチャンバーの周囲にリング状に配置してな
るマルチポール状態のリング磁石を用いたが、処理空間
の周囲に磁場を形成してプラズマを閉じこめることがで
きればこれに限定されるものではない。また、このよう
なプラズマ閉じこめ用の周辺磁場は必ずしも必要ではな
く、磁場が存在しない状態でエッチングを行ってもよ
い。また、処理空間に水平磁場を印加して直交電磁界中
でプラズマエッチングを行うプラズマエッチング処理で
あってもよい。さらに、上記実施形態では下部電極にプ
ラズマ形成用の高周波電力を印加したが、これに限らず
上部電極に印加しするものであってもよい。さらにま
た、上記実施形態では有機系材料膜としてｌｏｗ−ｋ膜
を用いたが、これに限定されることなく、Ｏ、Ｃ、Ｈを
含む他の膜やＳｉ、Ｏ、Ｃ、Ｈを含む他の膜も適用可能
である。被処理基板として半導体ウエハを用いた場合に
ついて示したが、これに限らずＬＣＤ基板等他の他のプ
ラズマ処理にも適用することができる。さらにまた、上
記実施形態では無機系材料膜をマスクとして有機系材料
膜をエッチングした場合について示したが、本発明は、
これに限らず、無機系材料膜に対して選択的に有機系材
料膜をエッチングする必要がある場合全てに適用可能で
ある。例えば、Ｓｉウエハ等の被処理基板上に形成され
たＳｉＯ２等の無機材料膜をエッチングする際のマスク
として用いられたレジストを除去するアッシングに本発
明を適用することが可能である。つまり、アッシングは
下地の無機系材料膜を極力エッチングすることなく、有
機系材料膜であるレジスト膜を選択的に効率良く除去す
る必要があることから、本発明をアッシングに適用する
ことにより、良好なアッシング特性を得ることができ
る。
【００８４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極に印加する高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨ
ｚと従来よりも高くすることにより、高密度のプラズマ
でありながら、低い自己バイアス電圧を実現することが
でき、有機系材料膜を、高エッチングレートで、かつ無
機系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングす
ることができる。
電極に印加する高周波電力の周波数を５０〜１５０ＭＨ
ｚと従来よりも高くすることにより、高密度のプラズマ
でありながら、低い自己バイアス電圧を実現することが
でき、有機系材料膜を、高エッチングレートで、かつ無
機系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチングす
ることができる。
【００８５】また、前記チャンバー内のプラズマ密度が
５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ− ３かつ電極の自己バ
イアス電圧が９００Ｖ以下の条件のプラズマを形成する
ことにより、有機系材料膜を、高エッチングレートで、
かつ無機系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチ
ングすることができる。
５×１０１０〜２×１０１１ｃｍ− ３かつ電極の自己バ
イアス電圧が９００Ｖ以下の条件のプラズマを形成する
ことにより、有機系材料膜を、高エッチングレートで、
かつ無機系材料膜に対して高エッチング選択比でエッチ
ングすることができる。
【図１】本発明の実施に用いられるプラズマエッチング
装置の一例を示す断面図。
装置の一例を示す断面図。
【図２】図１の装置のチャンバーの周囲に配置されたリ
ング磁石を模式的に示す水平断面図。
ング磁石を模式的に示す水平断面図。
【図３】図１の装置のセグメント磁石を回転動作および
その際の磁場の変化を説明するための図。
その際の磁場の変化を説明するための図。
【図４】図１の装置のセグメント磁石を回転させた際の
磁場強度を示す図。
磁場強度を示す図。
【図５】図１の装置のセグメント磁石の回転動作の他の
例を示す図。
例を示す図。
【図６】図１の装置のセグメント磁石の回転動作のさら
に他の例を示す図。
に他の例を示す図。
【図７】図１の装置のセグメント磁石の他の例を示す
図。
図。
【図８】図１の装置のセグメント磁石の種々の配置例を
示す模式図。
示す模式図。
【図９】本発明のプラズマエッチングが適用されるウエ
ハの構造例を示す断面図。
ハの構造例を示す断面図。
【図１０】プラズマ生成用の高周波電源とイオン引き込
み用の高周波電源を備えたプラズマ処理装置を部分的に
示す概略断面図。
み用の高周波電源を備えたプラズマ処理装置を部分的に
示す概略断面図。
【図１１】アルゴンガスのプラズマにおいて、高周波電
力の周波数が４０ＭＨｚ、１００ＭＨｚにおける自己バ
イアス電圧Ｖｄｃとプラズマ密度Ｎｅとの関係を示す
図。
力の周波数が４０ＭＨｚ、１００ＭＨｚにおける自己バ
イアス電圧Ｖｄｃとプラズマ密度Ｎｅとの関係を示す
図。
【図１２】高周波電力の周波数を１００ＭＨｚとして、
Ａｒガスでプラズマを形成した場合とエッチングガスで
プラズマを形成した場合とでこれらの関係を比較して示
す図。
Ａｒガスでプラズマを形成した場合とエッチングガスで
プラズマを形成した場合とでこれらの関係を比較して示
す図。
【図１３】評価用サンプルにおいて、高周波電力が１０
０ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるウエハ
の位置に対する有機系材料膜のエッチングレートの値を
高周波電力パワーが５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ
の各場合について示す図。
０ＭＨｚの場合および４０ＭＨｚの場合におけるウエハ
の位置に対する有機系材料膜のエッチングレートの値を
高周波電力パワーが５００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ
の各場合について示す図。
【図１４】評価用サンプルにおいて、高周波電力パワー
と有機系材料膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨ
ｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図。
と有機系材料膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨ
ｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図。
【図１５】評価用サンプルにおいて、高周波電力パワー
と無機系材料膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨ
ｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図。
と無機系材料膜のエッチングレートとの関係を４０ＭＨ
ｚおよび１００ＭＨｚの場合について示す図。
【図１６】評価用サンプルにおいて、有機系材料膜のエ
ッチングレートとエッチング選択比に相当する有機系材
料膜のエッチングレート／無機系材料膜のエッチングレ
ート比の値との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの
場合について示す図。
ッチングレートとエッチング選択比に相当する有機系材
料膜のエッチングレート／無機系材料膜のエッチングレ
ート比の値との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの
場合について示す図。
【図１７】図９に示す実パターンを用いた場合におけ
る、高周波電力パワーと有機系材料膜のエッチングレー
トとの関係および高周波電力パワーと無機系材料膜のシ
ョルダーのエッチング量（ショルダーロス）との関係を
示す図。
る、高周波電力パワーと有機系材料膜のエッチングレー
トとの関係および高周波電力パワーと無機系材料膜のシ
ョルダーのエッチング量（ショルダーロス）との関係を
示す図。
【図１８】図９に示す実パターンを用いた場合におけ
る、有機系材料膜のエッチングレートと無機系材料膜の
ショルダー部分のエッチングレートを基準としたエッチ
ング選択比との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの
場合について示す図。
る、有機系材料膜のエッチングレートと無機系材料膜の
ショルダー部分のエッチングレートを基準としたエッチ
ング選択比との関係を４０ＭＨｚおよび１００ＭＨｚの
場合について示す図。
【図１９】ショルダーロスを説明するための図。
【図２０】プラズマガスとしてＡｒガスを用いた場合の
Ａｒガス流量とウエハ中心部と周辺部の圧力差ΔＰとの
関係を電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０ｍｍの場合
とで比較して示す図。
Ａｒガス流量とウエハ中心部と周辺部の圧力差ΔＰとの
関係を電極間ギャップ２５ｍｍの場合と４０ｍｍの場合
とで比較して示す図。
【図２１】３．２ＭＨｚのパワーと有機系材料膜のエッ
チングレートとの関係、および３．２ＭＨｚのパワーと
ショルダー部エッチング選択比との関係を各圧力毎に示
す図。
チングレートとの関係、および３．２ＭＨｚのパワーと
ショルダー部エッチング選択比との関係を各圧力毎に示
す図。
【図２２】３．２ＭＨｚのパワーとトップＣＤシフトと
の関係を各圧力毎に示す図。
の関係を各圧力毎に示す図。
【図２３】３．２ＭＨｚのパワーとボーイング値との関
係を示す図。
係を示す図。
【図２４】トップＣＤシフトを説明するための図。
【図２５】ボーイング値を説明するための図。
【図２６】バイアスパワー０の場合の各圧力における、
エッチング残渣、無機系材料膜（マスク）のショルダー
ロス、トップＣＤシフトを示す図。
エッチング残渣、無機系材料膜（マスク）のショルダー
ロス、トップＣＤシフトを示す図。
【図２７】圧力が３．９９Ｐａの場合の各バイアスパワ
ーにおける、無機系材料膜（マスク）のショルダーロ
ス、トップＣＤシフト、および有機材料膜のエッチング
レートを示す図。
ーにおける、無機系材料膜（マスク）のショルダーロ
ス、トップＣＤシフト、および有機材料膜のエッチング
レートを示す図。
１；チャンバー
２；支持テーブル（電極）
５；フォーカスリング
１０，２６；高周波電源
１５；処理ガス供給系
１６；シャワーヘッド（電極）
２０；排気系
２１；リング磁石（磁場形成手段）
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ；セグメント磁石
２５；回転機構
Ｗ；半導体ウエハ（被処理基板）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 永関 一也
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
(72)発明者 稲沢 剛一郎
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
(72)発明者 松山 昇一郎
東京都港区赤坂五丁目３番６号 ＴＢＳ放
送センター 東京エレクトロン株式会社内
(72)発明者 林 久貴
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８ 株式会
社東芝横浜事業所内
Ｆターム(参考） 5F004 AA02 AA03 BA04 BA08 BA09
BB07 BB11 BB12 BB13 BB18
BB22 BD03 CA02 CA03 CA06
DA24 DA25 DA26 DB00 DB03
DB23 EA06
Claims (29)
- 【請求項１】 チャンバー内に一対の電極を対向して配
置し、一方の電極に有機系材料膜を有する被処理基板を
支持させた状態で少なくとも一方の電極に高周波電力を
印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとと
もに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界によ
り処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記
被処理基板の前記有機系材料膜を無機系材料膜に対して
選択的にプラズマエッチングするにあたり、前記少なく
とも一方の電極に印加する高周波電力の周波数を５０〜
１５０ＭＨｚとすることを特徴とするプラズマエッチン
グ方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも一方の電極に印加する高
周波電力の周波数が７０〜１００ＭＨｚであることを特
徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項３】 前記チャンバー内のプラズマ密度が５×
１０１０〜２×１０ １１ｃｍ−３かつ電極の自己バイア
ス電圧が９００Ｖ以下であることを特徴とする請求項１
または請求項２に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項４】 チャンバー内に一対の電極を対向して配
置し、一方の電極に有機系材料膜を有する被処理基板を
支持させた状態で少なくとも一方の電極に高周波電力を
印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成するとと
もに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界によ
り処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前記
被処理基板の前記有機系材料膜を無機系材料膜に対して
選択的にプラズマエッチングするにあたり、前記チャン
バー内のプラズマ密度が５×１０１０〜２×１０１１ｃ
ｍ−３かつ電極の自己バイアス電圧が９００Ｖ以下の条
件のプラズマを形成することを特徴とするプラズマエッ
チング方法。 - 【請求項５】 前記高周波電力のパワー密度が２．１２
〜４．２５Ｗ／ｃｍ ２であることを特徴とする請求項１
から請求項４のいずれか１項に記載のプラズマエッチン
グ方法。 - 【請求項６】 前記チャンバー内の圧力を１３．３〜１
０６．７Ｐａにすることを特徴とする請求項１から請求
項５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項７】 前記チャンバー内の圧力を１．３３〜
６．６７Ｐａにすることを特徴とする請求項１から請求
項５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項８】 前記被処理基板を支持する電極に高周波
電力が印加されることを特徴とする請求項１から請求項
７のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項９】 前記被処理基板を支持する電極に、前記
高周波電力に重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの高
周波電力を印加することを特徴とする請求項８に記載の
プラズマエッチング方法。 - 【請求項１０】 前記重畳させる高周波電力の周波数は
１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請求項９に記
載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１１】 前記重畳させる高周波電力の周波数は
３．２ＭＨｚであることを特徴とする請求項９に記載の
プラズマエッチング方法。 - 【請求項１２】 前記重畳させる高周波電力のパワー密
度は４．２５Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする請
求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のプラズマ
エッチング方法。 - 【請求項１３】 チャンバー内に一対の電極を対向して
配置し、一方の電極に有機系材料膜を有する被処理基板
を支持させた状態で少なくとも一方の電極に高周波電力
を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成すると
ともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界に
より処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前
記被処理基板の前記有機系材料膜を無機系材料膜に対し
て選択的にプラズマエッチングするにあたり、前記チャ
ンバー内の圧力を１３．３〜１０６．７Ｐａとし、被処
理基板が支持される電極に周波数が５０〜１５０ＭＨｚ
でパワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の
高周波電力を印加し、必要に応じて、これに重畳して周
波数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が４．２
５Ｗ／ｃｍ２以下の第２の高周波電力を印加し、プラズ
マ密度を５×１０ １０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極
の自己バイアス電圧を９００Ｖ以下とすることを特徴と
するプラズマエッチング方法。 - 【請求項１４】 チャンバー内に一対の電極を対向して
配置し、一方の電極に有機系材料膜を有する被処理基板
を支持させた状態で少なくとも一方の電極に高周波電力
を印加して前記一対の電極間に高周波電界を形成すると
ともに、チャンバー内に処理ガスを供給し、前記電界に
より処理ガスのプラズマを形成し、該プラズマにより前
記被処理基板の前記有機系材料膜を無機系材料膜に対し
て選択的にプラズマエッチングするにあたり、前記チャ
ンバー内の圧力を１．３３〜６．６７Ｐａとし、被処理
基板が支持される電極に周波数が５０〜１５０ＭＨｚで
パワー密度が２．１２〜４．２５Ｗ／ｃｍ２の第１の高
周波電力を印加し、必要に応じて、これに重畳して周波
数が５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚでパワー密度が０．５６
６Ｗ／ｃｍ２以下の第２の高周波電力を印加し、プラズ
マ密度を５×１０ １０〜２×１０１１ｃｍ−３かつ電極
の自己バイアス電圧を４００Ｖ以下とすることを特徴と
するプラズマエッチング方法。 - 【請求項１５】 前記第１の高周波電力の周波数が１０
０ＭＨｚであり、前記第２の高周波電力の周波数が３．
２ＭＨｚであることを特徴とする請求項１３または請求
項１４に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１６】 前記有機系材料膜は、Ｏ、Ｃ、Ｈを含
むことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか
１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１７】 前記有機系材料膜は、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、
Ｈを含むことを特徴とする請求項１から請求項１５のい
ずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１８】 前記無機系材料膜は、シリコン酸化
物、シリコン窒化物、およびシリコン酸窒化物の少なく
とも一つからなることを特徴とする請求項１から請求項
１７のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項１９】 前記一対の電極の電極間距離が５０ｍ
ｍ未満であることを特徴とする請求項１から請求項１８
のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項２０】 前記プラズマエッチングを行う際に、
前記一対の電極間のプラズマ領域の周囲に磁場を形成す
ることを特徴とする請求項１から請求項１９のいずれか
１項に記載のプラズマエッチング方法。 - 【請求項２１】 被処理基板の有機系材料膜を無機材料
膜に対して選択的にプラズマエッチングするプラズマエ
ッチング装置であって、 前記被処理基板を収容するチャンバーと、 前記チャンバー内に設けられ、その一方に前記被処理基
板が支持される一対の電極と、 前記チャンバー内に処理室内に処理ガスを供給する処理
ガス供給系と、 前記チャンバー内を排気する排気系と、 前記電極のうち少なくとも一方にプラズマ形成用の高周
波電力を供給する高周波電源とを具備し、 前記高周波電源から発生される高周波電力の周波数が５
０〜１５０ＭＨｚであることを特徴とするプラズマエッ
チング装置。 - 【請求項２２】 前記高周波電力は被処理基板を支持す
る電極に印加されることを特徴とする請求項２１に記載
のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２３】 前記被処理基板を支持する電極に、前
記高周波電力に重畳させて５００ｋＨｚ〜２７ＭＨｚの
高周波電力を印加する他の高周波電源をさらに具備する
ことを特徴とする請求項２２に記載のプラズマエッチン
グ装置。 - 【請求項２４】 前記他の高周波電源から発生される高
周波電力は１３．５６ＭＨｚであることを特徴とする請
求項２３に記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２５】 前記他の高周波電源から発生される高
周波電力は３．２ＭＨｚであることを特徴とする請求項
２３に記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２６】 前記一対の電極の電極間距離が５０ｍ
ｍ未満であることを特徴とする請求項２１から請求項２
５のいずれか１項に記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２７】 前記一対の電極間のプラズマ領域の周
囲に磁場を形成する磁場形成手段をさらに具備すること
を特徴とする請求項２１から請求項２６のいずれか１項
に記載のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２８】 前記プラズマ領域の周囲に形成される
磁場の強度は０．０３〜０．０４５Ｔ（３００〜４５０
Ｇａｕｓｓ）であることを特徴とする請求項２７に記載
のプラズマエッチング装置。 - 【請求項２９】 前記被処理基板の周囲にフォーカスリ
ングが設けられ、前記プラズマ領域の周囲に磁場が形成
された際に、フォーカスリング上の磁場強度が０．００
１Ｔ（１０Ｇａｕｓｓ）以上であり、被処理基板上の磁
場強度が０．００１Ｔ以下であることを特徴とする請求
項２８に記載のプラズマエッチング装置。
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