JP2000200771A

JP2000200771A - プラズマ処理方法

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Publication number: JP2000200771A
Application number: JP10377509A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Hama; 貴一浜
Original assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd; Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Tokyo Electron Yamanashi Ltd; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1998-12-28
Publication date: 2000-07-18
Anticipated expiration: 2018-12-28
Also published as: JP4680333B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電子シェーディングによるチャージングダメ
ージの発生を防止し，所望の高アスペクト比のコンタク
トホールを形成可能なプラズマ処理方法を提供する。【解決手段】エッチング装置１００の処理室１０２内
に配置された第２電極１０６上にウェハＷを載置した
後，Ｃ₄Ｆ₈とＣＯとＡｒから成る処理ガスを処理室１０
２内に導入する。第２電極１０６に対向する第１電極１
０８に高周波電力を間欠的に印加すると共に，第２電極
１０６に連続波の高周波電力を印加する。プラズマの安
定化後，処理ガスにＯ₂を間欠的に添加すると共に，コ
ンタクトホールのアスペクト比の増加に応じてＯ₂の添
加量を増加させる。第１電極１０８に印加される高周波
電力のオン時に生じた酸素の負イオンが，該電力のオフ
時で，かつ第２電極１０６に印加される高周波電力の正
のサイクルの時にコンタクトホール下部に導入され，該
ホール下部壁部に生じた正電荷の帯電が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，プラズマ処理方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来，被処理体，例えば半導体ウェハ
（以下，「ウェハ」と称する。）に対して高密度プラズ
マによりエッチング処理を施し，超微細なコンタクトホ
ールを形成するエッチング方法が提案されている。しか
し，かかるエッチング方法により，高アスペクト比のコ
ンタクトホールを形成すると，電子シェーディングによ
るチャージングダメージが生じ，所望のコンタクトホー
ルを形成することができない。

【０００３】ここで，図９を参照しながら，電子シェー
ディング現象およびそれに伴うチャージングダメージに
ついて説明する。なお，図９は，半導体基板１０上にＳ
ｉＯ₂（酸化シリコン）膜層１２とフォトレジスト膜層
１４が積層され，フォトレジスト膜層１４に形成された
パターン１６に基づいてＳｉＯ₂膜層１２にコンタクト
ホール１８を形成している途中のウェハＷを示す概略的
な断面図である。

【０００４】図示のように，電子（ｅ^-）は，コンタク
トホール１８のエッチングが進行し，アスペクト比が高
くなるにつれてパターン１６側壁に衝突するのに対し
て，正イオン（Ｉ⁺）は，コンタクトホール１８の底部
に対してほぼ垂直に入射するので，パターン１６側壁と
コンタクトホール１８の上部内壁は負電荷にチャージア
ップ（帯電）する。この負電荷は，電子にとって障壁と
して働く電場を形成する。従って，コンタクトホール１
８の底部に対して垂直方向に小さい速度成分しか有して
いないような電子は，上記電場によって減速され，され
に跳ね返されて，パターン１６内部に入り込めなくな
る。これが，電子シェーディング現象である。

【０００５】そして，上記電子シェーディングが生じる
と，上述の如くコンタクトホール１８底部には，電子に
比べて正イオンが多く入射するので，コンタクトホール
１８下部壁部（側壁）が正電荷にチャージアップする。
その結果，例えば上記チャージアップによってエッチン
グ種となるイオンの入射方向がコンタクトホール１８の
側面方向に曲げられ，ノッチなどの形状異常を引き起こ
すなどの問題が生じる。これが，チャージングダメージ
である。

【０００６】そこで，プラズマを生成する高周波電力を
間欠的に印加することにより，プラズマの電子温度を下
げてラジカルを所定の状態にコントロールすると共に，
上記高周波電力のオフ時にイオンシースが消滅した際
に，ウェハＷに印加されている連続波（Continuous Wav
e）のバイアス電力によってコンタクトホール１８下部
に負イオンおよび電子を引き込むことにより正電荷のチ
ャージングを解消し，チャージングダメージを防止して
いる。なお，電子温度とは，プラズマ中の電子の平均的
熱運動エネルギーを表す尺度であり，シースとは，プラ
ズマ存在中にウェハＷの周囲に形成される空間電荷層を
いう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，例えば
内径が略０．１８μｍ以下の超微細なコンタクトホール
を形成する場合には，上述したエッチング方法によって
も，チャージングダメージを防止することができない。
つまり，コンタクトホールのアスペクト比が大きくなる
につれて，電子シェーディング効果が一層顕著なものと
なり，コンタクトホール下部壁部の正電荷のチャージ量
も増えるので，処理ガスが解離して生じた負イオンによ
っては，上記正電荷を電気的に中和することができな
い。また，電子は，等方的に入射するために，コンタク
トホール下部にも到達するが，上記正電荷のチャージン
グを解消するまでには至らない。

【０００８】本発明は，従来の技術が有する上記のよう
な問題点に鑑みて成されたものであり，本発明の目的
は，プラズマにより高アスペクト比のコンタクトホール
を形成してもチャージングダメージが起こらず，所望の
コンタクトホールを形成することが可能な，新規かつ改
良されたプラズマ処理方法を提供することである。

【０００９】

【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の観点によれば，請求項１に記載の発
明のように，処理室内に少なくともフルオロカーボンを
含む処理ガスを導入し，処理室内に対向配置された第１
電極と第２電極とにそれぞれ高周波電力を印加して処理
ガスをプラズマ化し，第２電極に載置された被処理体に
形成された酸化シリコン膜層に対してプラズマ処理を施
すプラズマ処理方法において，第２電極に印加する高周
波電力の周波数は，第１電極に印加する高周波電力の周
波数よりも低く，第１電極には，高周波電力を間欠的に
印加し，処理ガスには，酸素が間欠的に添加されること
を特徴とする，プラズマ処理方法が提供される。

【００１０】かかる構成によれば，第１電極に間欠的に
印加した高周波電力がオン時に，処理ガスが解離して電
子や酸素の負イオンが生じ，これら電子および負イオン
を高周波電力のオフ時で，かつ第２電極に印加した高周
波電力が正のサイクルの時に，ＳｉＯ₂膜層に形成され
るコンタクトホール下部に引き込むことができる。その
結果，電子および負イオンによりコンタクトホール下部
壁部に生じた正電荷が電気的に中和されるので，正電荷
のチャージングを解消することができ，チャージングダ
メージを防止することができる。なお，本明細書中にお
いて，正のサイクルとは，第２電極に印加した高周波電
力の全サイクルのうち，処理室（処理容器）内の電子や
負イオンが存在する部分の電位よりも，第２電極の電位
の方が高いサイクルをいう。また，アスペクト比とは，
コンタクトホールやフォトレジスト膜層に形成されたパ
ターンの内径（幅）ａと深さ（高さ）ｂとの比（ｂ／
ａ）をいう。

【００１１】また，処理ガスにＯ₂を添加すると，フォ
トレジスト膜層やそのパターン肩部が削られて損傷する
ことが知られているが，本発明では処理ガスにＯ₂を間
欠的に添加するので，上記損傷が生じ難く，所定のパタ
ーンに基づいてコンタクトホールを形成できる。さら
に，処理ガスには，フルオロカーボン（ＣＦ）系ガスが
含まれるので，所定のエッチングを行いながら，第１電
極に間欠的に印加した高周波電力がオフ時にフォトレジ
スト膜層およびパターン肩部に保護膜を形成することが
でき，Ｏ₂添加による上記損傷をさらに軽減できる。

【００１２】また，酸素を，例えば請求項２に記載の発
明のように，周期的に処理ガスに添加すれば，上記酸素
の負イオンの生成と保護膜の形成とをより確実に行うこ
とができると共に，Ｏ₂の添加制御を容易に行うことが
できる。

【００１３】また，例えば請求項３に記載の発明のよう
に，酸化シリコン膜にコンタクトホールを形成する場合
に，酸素の添加量をコンタクトホールのアスペクト比の
増加に応じて増加させても良い。上述したチャージング
ダメージは，エッチングが進行してアスペクト比が増加
すると共に起こりやすくなるので，そのアスペクト比の
増加に応じてＯ₂の添加量を増加させれば，エッチング
が進行してもチャージングダメージを確実に防止でき
る。また，処理の初期には，Ｏ₂の添加量が少ないの
で，フォトレジスト膜層およびパターン肩部の損傷を軽
減できる。

【００１４】また，本発明の第２の観点によれば，請求
項４に記載の発明のように，処理室内に少なくともフル
オロカーボンと酸素とを含む処理ガスを導入し，処理室
内に対向配置された第１電極と第２電極とにそれぞれ高
周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し，第２電極
に載置された被処理体に形成された酸化シリコン膜層に
対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，
第２電極に印加する高周波電力の周波数は，第１電極に
印加する高周波電力の周波数よりも低く，第１電極に
は，高周波電力を間欠的に印加し，処理ガスへの酸素の
添加量を増減させながら，プラズマ処理を行うことを特
徴とする，プラズマ処理方法が提供される。

【００１５】かかる構成によれば，処理ガス中にＯ₂を
添加するので，上記請求項１に記載の発明と同様に，ア
スペクト比の増加に伴うチャージングダメージを防止で
きる。さらに，Ｏ₂の添加量の増加時には，酸素の負イ
オンの生成量を増やすことができると共に，Ｏ₂の添加
量の減少時には，ＣＦ系ガスに基づく保護膜によりフォ
トレジスト膜層およびパターン肩部を保護できるので，
チャージングダメージを解消しながら，所定パターニン
グを行うことができる。

【００１６】また，本発明の第３の観点によれば，請求
項５に記載の発明のように，処理室内に少なくともフル
オロカーボンと酸素とを含む処理ガスを導入し，処理室
内に対向配置された第１電極と第２電極とにそれぞれ高
周波電力を印加して処理ガスをプラズマ化し，第２電極
に載置された被処理体に形成された酸化シリコン膜層に
対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において，
第２電極に印加する高周波電力の周波数は，第１電極に
印加する高周波電力の周波数よりも低く，第１電極に
は，高周波電力を間欠的に印加し，処理ガスへの酸素の
添加量を増加させながら，プラズマ処理を行うことを特
徴とする，プラズマ処理方法が提供される。

【００１７】かかる構成によれば，Ｏ₂の添加量を増加
させながら処理を行うので，処理初期にはＯ₂の添加量
が少なく，さらにＯ₂の全導入量（投入量）を連続導入
の場合の全導入量以下に抑えることができるので，フォ
トレジスト膜およびその肩部が損傷し難くなる。また，
処理に伴ってＯ₂の添加量が増加され，さらに処理初期
にＯ₂の添加量を少なくした分をその後に添加できるの
で，チャージングダメージを確実に防止できる。

【００１８】また，例えば請求項６に記載の発明のよう
に，酸化シリコン膜層にコンタクトホールを形成する場
合に，酸素の添加量をコンタクトホールのアスペクト比
の増加に応じて増加させれば，上記請求項３に記載の発
明と同様に，アスペクト比の増加に伴って酸素の負イオ
ンをより多く生じさせることができるので，チャージン
グダメージをより確実に防止できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に，添付図面を参照しなが
ら，本発明にかかるプラズマ処理方法をプラズマエッチ
ング方法に適用した好適な実施の形態について説明す
る。

【００２０】（第１の実施の形態）（１）エッチング装置の構成まず，図１を参照しながら，エッチング装置１００の構
成について説明する。エッチング装置１００の処理室１
０２は，導電性の気密な処理容器１０４内に形成されて
いる。処理室１０２内には，ウェハＷの載置台を兼ねた
導電性の第２電極１０６と，導電性の第１電極１０８と
が対向配置され，この第１電極１０８と処理容器１０４
との間には，絶縁部材１１０が介装されている。第１電
極１０８には，整合器１１２を介してプラズマ生成用の
例えば２７ＭＨｚの高周波電力を出力する高周波電源１
１４が接続されている。また，第２電極１０６には，整
合器１１６を介して第１電極１０８に印加する高周波電
力の周波数よりも周波数が低く，かつプラズマが生成さ
れない程度の周波数，例えば８００ｋＨｚを有するバイ
アス用の高周波電力を出力する高周波電源１１８が接続
されている。

【００２１】また，第１電極１０８には，多数のガス吐
出孔１０８ａが形成されており，これらガス吐出孔１０
８ａには，ガス拡散室１０８ｂを介して第１および第２
ガス供給管１２０，１４０が接続されている。第１ガス
供給管１２０には，開閉バルブ１２２，１２４，１２６
と，第１〜第３流量調整バルブ（マスフローコントロー
ラ）１２８，１３０，１３２を介して，第１〜第３ガス
供給源１３４，１３６，１３８が接続されている。ま
た，第２ガス供給管１４０には，開閉バルブ１４２と，
第４流量調整バルブ１４４を介して，第４ガス供給源１
４６が接続されている。さらに，第１〜第４流量調整バ
ルブ１２８，１３０，１３２，１４４には，ガス流量を
制御する制御器１４８が接続されている。また，処理室
１０２下方には，不図示の真空ポンプと連通する排気管
１５０が接続されている。

【００２２】（２）エッチング工程次に，図１および図２を参照しながら，本実施の形態に
かかるエッチング工程について説明する。まず，上述し
たウェハＷを，例えば２０℃に設定された第２電極１０
６に載置する。この際，処理室１０２の内壁面および第
１電極１０８の温度は，例えば６０℃に設定されてい
る。次いで，制御器１４８により第１〜第３流量調整バ
ルブ１２８，１３０，１３２を適宜調整し，第１〜第３
ガス供給源１３４，１３６，１３８から処理ガス，例え
ばＣ₄Ｆ₈とＣＯとＡｒから成る混合ガスをそれぞれ１１
ｓｃｃｍと５０ｓｃｃｍと２００ｓｃｃｍの流量で処理
室１０２内に導入する。また，処理室１０２内を真空引
きして，処理室１０２内の圧力を，例えば４５ｍＴｏｒ
ｒに設定する。この際，第４流量調整バルブ１４４は閉
じられており，Ｏ₂の供給は停止されている。

【００２３】そして，第１電極１０８に対して所定周期
でオン・オフを繰り返す例えば２７ＭＨｚの高周波電力
（以下，「パルス電力」という。）を印加すると共に，
第２電極１０６に対して例えば８００ｋＨｚの連続波の
高周波電力（以下，「バイアス電力」という。）を印加
する。これにより，上記処理ガスが解離して生じたプラ
ズマ中の電子，イオンおよびラジカルがウェハＷに引き
込まれ，該ウェハＷのＳｉＯ₂膜層１２にコンタクトホ
ール１８が形成される。

【００２４】また，上記プラズマの生成状態は，例えば
プラズマの発光スペクトルを検出するセンサによって監
視されており，このセンサからの情報が制御器１４８に
伝達されている。そして，制御器１４８は，プラズマが
安定化し，ＳｉＯ₂膜層１２に安定したエッチング処理
が施されていると判断すると，所定のパルス電圧を第４
流量調整バルブ１４４に印加する。第４流量調整バルブ
１４４は，上記パルス電圧のオンの時にはバルブを開放
して，第４ガス供給源１４６からＯ₂をガス拡散室１０
８ｂ内に供給し，上記パルス電圧のオフの時には，バル
ブを閉じてＯ₂の供給を停止する。その結果，Ｏ₂は，上
記パルス電圧のオン・オフに同期してガス拡散室１０８
ｂ内の処理ガスに添加され，該処理ガスがガス吐出孔１
０８ａを介して処理室１０２内に供給される。

【００２５】また，Ｏ₂添加時の添加量（流量）は，図
２に示すように，処理時間，すなわちエッチングの進行
によるコンタクトホール１８のアスペクト比の増加に応
じて増加される。このアスペクト比の変化は，エッチン
グ時間とアスペクト比の増加との対応関係を予め求めて
おき，制御器１４８において上記関係に基づいてエッチ
ング時間から判断される。かかる構成により，アスペク
ト比が小さい処理の初期段階では，Ｏ₂の添加量が少な
いので，フォトレジスト膜層１４およびパターン１６肩
部が削られ難く，所定のパターン１６に基づいてＳｉＯ
₂膜層１２にエッチングを施すことができる。さらに，
Ｏ₂の全導入量（投入量）は，Ｏ₂を連続導入した場合の
全導入量以下にできるので，フォトレジスト膜層１４の
肩部の削れを確実に防止できる。また，アスペクト比が
大きくなるにつれてＯ₂の添加量が増加されるので，チ
ャージングダメージを確実に解消できる。

【００２６】また，１周期当たりのＯ₂の添加時間は，
数ｍ秒〜数１０ｍ秒，例えば５ｍ秒〜１０ｍ秒に設定さ
れ，Ｏ₂の無添加時間は，そのＯ₂の添加時間よりも長く
設定されている。従って，Ｏ₂の添加時間が，無添加時
間に比べて非常に少ないので，常時Ｏ₂を添加したなら
ばフォトレジスト膜層１４等を損傷する量のＯ₂を処理
ガスに添加しても，それらフォトレジスト膜層１４およ
びパターン１６肩部が実質的に損傷することがない。

【００２７】（３）チャージングダメージの解消理由次に，図３および図４を参照しながら，Ｏ₂添加による
チャージングダメージの解消理由について説明する。処
理時の第１電極１０８と第２電極１０６には，図３に示
すようにパルス電力とバイアス電力がそれぞれ印加され
ている。処理ガスに添加されたＯ₂は，パルス電力のオ
ン時にＣ₄Ｆ₈などと共に解離し，正イオンと負イオンと
ラジカルと電子が生成される。このうち，コンタクトホ
ール１８下部にチャージアップした正電荷を解消する酸
素の負イオンまたは電子は，パルス電力のオフ時で，か
つバイアス電力が正のサイクルの時（図３中の斜線部
分）に，コンタクトホール１８内に引き込まれる。

【００２８】すなわち，酸素の負イオンは，バイアス電
力が正のサイクルであっても，パルス電力がオンの時に
ウェハＷとプラズマとの間に形成されるシースを通過す
ることができず，コンタクトホール１８内に到達するこ
とができない。これに対して，パルス電力がオフの時に
は，図４に示すように，シースが消滅するために，バイ
アス電力が正のサイクルの時には，酸素の負イオン（Ｉ
^-）および電子がコンタクトホール１８内に引き込ま
れ，該底部にまで到達する。

【００２９】その結果，コンタクトホール１８下部壁部
に帯電していた正電荷が，酸素の負イオンおよび電子に
よって電気的に中和され，上記チャージングが解消され
る。これにより，アスペクト比が大きくなったコンタク
トホール１８でも，Ｃ₄Ｆ₈から解離した正イオン（エッ
チング種）がコンタクトホール１８底面に対して垂直方
向に入射するようになり，所定形状のコンタクトホール
１８が形成される。

【００３０】本実施の形態は，以上のように構成されて
おり，処理ガスに添加するＯ₂の添加および無添加を所
定周期で切り替え，かつＯ₂添加時の添加量をアスペク
ト比に応じて増加させるので，パターン１６を初期の状
態に維持しながら，コンタクトホール１８下部壁部のチ
ャージングを解消することができ，所望の高アスペクト
比のコンタクトホール１８を形成できる。

【００３１】（第２の実施の形態）次に，本発明の第２
の実施の形態について説明する。なお，本実施の形態
は，Ｏ₂の添加量を相対的に増減させながらＯ₂を処理ガ
スに添加する点が，上記第１の実施の形態と異なる。

【００３２】すなわち，本実施の形態では，処理開始前
から，例えば流量が５ｓｃｃｍのＯ₂を添加した上記処
理ガスを処理室１０２内に供給し，所定の処理条件が整
った後に，第１電極１０８と第２電極１０６に対して上
述した電力を印加して，ウェハＷにエッチング処理を施
す。制御器１４８は，プラズマが安定化したことを確認
すると，第４流量調整バルブ１４４の開度を処理経過時
間，すなわちコンタクトホール１８のアスペクト比の増
加に応じて調整して，ガス拡散室１０８ｂ内に導入され
るＯ₂の流量を周期的に増減させる。これにより，図５
に示すように，アスペクト比の増加に応じてＯ₂の添加
量が段階的に増加される。なお，本実施の形態において
は，ガス拡散室１０８ｂ内に高い流量でＯ₂を供給する
時間は，数ｍ秒〜数１０ｍ秒，例えば５ｍ秒〜１０ｍ秒
に設定されている。これに対して，ガス拡散室１０８ｂ
内に低い流量でＯ₂を供給する時間は，高い流量でＯ₂を
供給する時間よりも長く設定されている。なお，その他
の構成は，上述した第１の実施の形態と同様である。

【００３３】本実施の形態は，以上のように構成されて
おり，処理中にＯ₂が処理ガスに常時添加されるので，
より多くの酸素の負イオンを生成させることができ，チ
ャージングの発生をより確実に防止できる。また，Ｏ₂
の添加量を増減させると共に，アスペクト比の増加に応
じて増加させるので，Ｏ₂の添加によるフォトレジスト
膜層１４およびパターン１６肩部の損傷を最小限に止め
ることができる。

【００３４】（第３の実施の形態）次に，本発明の第３
の実施の形態について説明する。なお，本実施の形態
は，Ｏ₂の添加量を連続的に増加させながらＯ₂を処理ガ
スに添加する点が，上記第１および第２の実施の形態と
異なる。

【００３５】すなわち，本実施の形態では，まず処理室
１０２内にＯ₂が添加されていない処理ガスを導入する
と共に，上述した諸条件が整った後にプラズマを生成
し，ウェハＷにエッチング処理を施す。次いで，制御器
１４８は，プラズマが安定したことを確認すると，コン
タクトホール１８のアスペクト比の増加に応じて第４流
量調整バルブ１４４に印加する電圧を増加させる。これ
により，図６に示すように，アスペクト比の増加に応じ
て処理ガスに添加されるＯ₂の添加量が連続的に増加さ
れる。なお，その他の構成は，上述した第１の実施の形
態と同様である。

【００３６】本実施の形態は，以上のように構成されて
おり，Ｏ₂の添加量をアスペクト比の増加に応じて連続
的に増加させるので，チャージングダメージをより確実
に解消できると共に，処理ガスへのＯ₂の全投入量がチ
ャージングダメージの発生を防止するために必要な量よ
りも多くならないので，フォトレジスト膜層１４の肩部
の削れをより確実に防止することができる。

【００３７】以上，本発明の好適な実施の形態につい
て，添付図面を参照しながら説明したが，本発明はかか
る構成に限定されるものではない。特許請求の範囲に記
載された技術的思想の範疇において，当業者であれば，
各種の変更例および修正例に想到し得るものであり，そ
れら変更例および修正例についても本発明の技術的範囲
に属するものと了解される。

【００３８】例えば，上記実施の形態において，コンタ
クトホールのアスペクト比の増加をエッチング時間から
判断する構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる
構成に限定されるものではない。例えば，処理室内のプ
ラズマの成分変化とアスペクト比の増加との関係を予め
求めておき，処理時には測定されたプラズマの成分変化
からアスペクト比の増加を判断する構成を採用しても本
発明を実施することができる。

【００３９】また，上記実施の形態において，アスペク
ト比の増加に応じて所定の周期ごとに一定量のＯ₂を間
欠的に，あるは増減させながら処理ガスに添加する構成
を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構成に限定さ
れるものではない。例えば，アスペクト比の増加に応じ
て処理ガスに添加するＯ₂の添加量を増加させる際に，
図７に示すように曲線的に増減させたり，あるいは図８
に示すように段階的（多段階的）に増加させても，上記
実施の形態と同様の効果を奏することができる。

【００４０】さらに，上記実施の形態において，プラズ
マの安定化後にＯ₂の添加，無添加の切り替えを行った
り，Ｏ₂の添加量を増減させる構成を例に挙げて説明し
たが，本発明はかかる構成に限定されるものではなく，
例えばチャージングダメージが起こる直前から上記Ｏ₂
の添加，無添加の切り替えを行ったり，Ｏ₂の添加量を
増減または増加させても本発明を実施することができ
る。

【００４１】また，上記実施の形態において，処理ガス
としてＣ₄Ｆ₈とＣＯとＡｒの混合ガスにＯ₂を添加する
構成を例に挙げ説明したが，本発明はかかる構成に限定
されるものではなく，少なくともフルオロカーボンを含
む処理ガスであれば，他の処理ガスにＯ₂を添加しても
本発明を実施することができる。

【００４２】さらに，上記実施の形態において，ガス拡
散室において処理ガスにＯ₂を添加する構成を例に挙げ
て説明したが，本発明はかかる構成に限定されるもので
はなく，Ｏ₂を処理室内に直接供給しても本発明を実施
することができる。

【００４３】また，上記実施の形態において，Ｏ₂の流
量（添加量）を，電圧で開度を調整する流量調整バルブ
で行う構成を例に挙げて説明したが，本発明はかかる構
成に限定されるのもではなく，Ｏ₂の流量を調整できれ
ば他の供給量調整手段を用いても本発明を実施すること
ができる。

【００４４】さらに，上記実施の形態において，プラズ
マの状態を光学センサで検出する構成を例に挙げて説明
したが，本発明はかかる構成に限定されるものではな
く，例えば予めプラズマが安定する時間を求めておき，
実際の処理時にはその時間に基づいてＯ₂の供給量制御
を行っても本発明を実施することができる。

【００４５】また，上記実施の形態において，第１電極
に高周波電力を間欠的に印加し，第２電極に連続波の高
周波電力を印加する構成を例に挙げて説明したが，本発
明はかかる構成に限定されるものではなく，例えば被処
理体を載置する第２電極に，上記各高周波電力の両方を
印加しても本発明を実施することができる。また，本発
明は，処理室内に磁界が形成されるプラズマ処理装置に
も適用することができる。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば，コンタクトホールの底
部に酸素の負イオンを導入することができるので，高密
度プラズマにより高アスペクト比のコンタクトホールを
形成する場合でも，コンタクトホール下部壁部の正電荷
のチャージングの発生を防止することができ，所望のコ
ンタクトホールを形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用可能なエッチング装置を示す概略
的な断面図である。

【図２】図１に示すエッチング装置に適用されるＯ₂の
供給構成を説明するための概略的な説明図である。

【図３】チャージングダメージの解消理由を説明するた
めの概略的な断面図である。

【図４】チャージングダメージの解消理由を説明するた
めの概略的な断面図である。

【図５】他のＯ₂の供給構成を説明するための概略的な
説明図である。

【図６】他のＯ₂の供給構成を説明するための概略的な
説明図である。

【図７】他のＯ₂の供給構成を説明するための概略的な
説明図である。

【図８】他のＯ₂の供給構成を説明するための概略的な
説明図である。

【図９】従来のエッチング方法で発生する電子シェーデ
ィングによるチャージングダメージを説明するための概
略的な説明図である。

【符号の説明】

１００エッチング装置１０２処理室１０６第２電極１０８第１電極１１４，１１８高周波電源１２８第１流量調整バルブ１３０第２流量調整バルブ１３２第３流量調整バルブ１３４第１ガス供給源１３６第２ガス供給源１３８第３ガス供給源１４４第４流量調整バルブ１４６第４ガス供給源１４８制御器Ｗウェハ

フロントページの続きＦターム(参考） 4K057 DA12 DA13 DB20 DD01 DD08 DE06 DE14 DE20 DM05 DM18 DM20 DM37 DN01 5F004 AA05 BA04 BB11 CA03 DA00 DA23 DA26 DA30 DB03 EB01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】処理室内に少なくともフルオロカーボン
を含む処理ガスを導入し，前記処理室内に対向配置され
た第１電極と第２電極とにそれぞれ高周波電力を印加し
て前記処理ガスをプラズマ化し，前記第２電極に載置さ
れた被処理体に形成された酸化シリコン膜層に対してプ
ラズマ処理を施すプラズマ処理方法において：前記第２
電極に印加する前記高周波電力の周波数は，前記第１電
極に印加する前記高周波電力の周波数よりも低く；前記
第１電極には，前記高周波電力を間欠的に印加し；前記
処理ガスには，酸素が間欠的に添加されること；を特徴
とする，プラズマ処理方法。
【請求項２】前記酸素は，周期的に前記処理ガスに添
加されることを特徴とする，請求項１に記載のプラズマ
処理方法。
【請求項３】前記酸化シリコン膜には，コンタクトホ
ールが形成され，前記酸素の添加量は，前記コンタクト
ホールのアスペクト比の増加に応じて増加されることを
特徴とする，請求項１または２のいずれかに記載のプラ
ズマ処理方法。
【請求項４】処理室内に少なくともフルオロカーボン
と酸素とを含む処理ガスを導入し，前記処理室内に対向
配置された第１電極と第２電極とにそれぞれ高周波電力
を印加して前記処理ガスをプラズマ化し，前記第２電極
に載置された被処理体に形成された酸化シリコン膜層に
対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において：
前記第２電極に印加する前記高周波電力の周波数は，前
記第１電極に印加する前記高周波電力の周波数よりも低
く；前記第１電極には，前記高周波電力を間欠的に印加
し；前記処理ガスへの前記酸素の添加量を増減させなが
ら，前記プラズマ処理を行うこと；を特徴とする，プラ
ズマ処理方法。
【請求項５】処理室内に少なくともフルオロカーボン
と酸素とを含む処理ガスを導入し，前記処理室内に対向
配置された第１電極と第２電極とにそれぞれ高周波電力
を印加して前記処理ガスをプラズマ化し，前記第２電極
に載置された被処理体に形成された酸化シリコン膜層に
対してプラズマ処理を施すプラズマ処理方法において：
前記第２電極に印加する前記高周波電力の周波数は，前
記第１電極に印加する前記高周波電力の周波数よりも低
く；前記第１電極には，前記高周波電力を間欠的に印加
し；前記処理ガスへの前記酸素の添加量を増加させなが
ら，前記プラズマ処理を行うこと；を特徴とする，プラ
ズマ処理方法。
【請求項６】前記酸化シリコン膜層には，コンタクト
ホールが形成され，前記酸素の添加量は，前記コンタク
トホールのアスペクト比の増加に応じて増加されること
を特徴とする，請求項５に記載のプラズマ処理方法。