KR101212209B1 - 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치 - Google Patents

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토시히사 오즈
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Abstract

처리 용기와, 재치대와, 마이크로파 공급 수단과, 가스 공급 수단과, 배기 장치와, 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과, 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단을 구비한 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법으로서, 바이어스 전력 제어 수단은, 교류 바이어스 전력의 재치대로의 공급과 정지를 교호로 반복하고, 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 정지하는 기간과의 합계 기간에 대한 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록 교류 바이어스 전력을 제어한다.

Description

플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치{PLASMA ETCHING METHOD AND PLASMA ETCHING DEVICE}
본 발명은 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치에 관한 것으로, 특히 에칭 패턴 밀도에 관계없이 동일한 깊이와 동일한 형상으로 플라즈마 에칭할 수 있는 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치에 관한 것이다.
최근, LSI의 고집적화, 고속화의 요청으로부터 LSI를 구성하는 반도체 소자의 디자인 룰이 점점 미세화되고 있다. 칩 내에 다수의 반도체 소자를 형성할 때, 개개의 반도체 소자끼리가 서로 바람직하지 않은 영향을 미치지 않도록 전기적으로 분리시켜야 한다. 이 반도체 소자를 분리시키는 소자 분리 구조를 형성하기 위한 소자 분리 기술로서 STI(Shallow Trench Isolation: 천구(淺溝) 소자 분리) 프로세스가 알려져 있다. STI 프로세스란, 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)의 표면에 이방성 에칭에 의해 홈(트렌치)을 형성하고, 트렌치를 산화 실리콘 등의 절연물로 매립하고, 매립한 절연물을 평탄화하여, 이와 같이 형성한 절연물로 소자를 분리하는 방법이다. STI 프로세스는 다른 소자 분리 기술인 LOCOS(Local Oxidation of Silicon: 선택 산화 분리)에 비해, 가로 폭이 좁아, 더욱 미세화가 가능하다는 점에서 유리하다.
도 1을 참조하여, STI 프로세스에서의 홈 형성 스텝을 설명한다. 우선, 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)(211)에 얇은 산화막(SiO2) 또는 질화막(SiN) 등의 절연막을 형성한 후, 도 1의 (a)에 도시한 바와 같이, 이 절연막을 포토리소그래피 및 에칭에 의해 패턴화하여, 반도체 웨이퍼(211)의 에칭에 사용되는 에칭 마스크(212)를 얻는다. 이어서, 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크(212)를 이용해 반도체 웨이퍼(211)를 에칭하여 얕은 홈을 형성한다.
이 에칭 처리에서는, 일반적으로 에칭 가스를 플라즈마에 의해 활성화시키고, 에칭 마스크(212)가 형성된 반도체 웨이퍼(211)를 활성화된 에칭 가스에 노출시킴으로써 반도체 웨이퍼(211)를 에칭하여 소정의 패턴을 형성한다.
플라즈마를 발생시키는 방식으로는, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 방식, 평행 평판 방식 등이 있으나, 0.1 mTorr(13.3 mPa) ~ 수 10 mTorr(수 Pa) 정도의 비교적 압력이 낮은 고진공 상태에서도 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다는 점에서, 마이크로파를 이용하여 고밀도 플라즈마를 발생시키는 마이크로파 방식을 이용한 마이크로파 플라즈마 장치가 널리 사용되고 있다. 특히, 플라즈마 밀도가 높음에도 불구하고 전자 온도가 낮고 또한 플라즈마 밀도의 균일성이 우수하므로, 피처리 기판에 대한 데미지를 저감시키면서도 균일하게 에칭할 수 있어, RLSA(Radial Line Slot Antenna) 마이크로파 플라즈마 방식의 플라즈마 에칭 장치가 사용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조.).
이때, 필요에 따라 반도체 웨이퍼를 재치(載置)하는 재치대에 소정의 RF(Radio Frequency) 주파수의 고주파 전력을 교류 바이어스 전력으로서 인가하면, 플라즈마에 의해 발생한 이온을 반도체 웨이퍼의 표면으로 인입할 수 있으므로, 에칭을 효율적으로 실시할 수 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조.).
국제특허공개팜플렛 제06/064898호 일본특허공개공보 제2006－156675호
그러나, 상기의 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치를 이용하여, 반도체 웨이퍼에 홈(트렌치)을 형성하는 경우, 다음과 같은 문제가 있었다.
반도체 웨이퍼 상에는 폭이 좁은 홈(트렌치)이 밀집되게 형성되어야 할 ‘고밀도’ 영역(예를 들면, 도 1의 (a)에 도시한 D 부분)과, 폭이 넓은 홈(트렌치)이 형성되는 ‘저밀도’ 영역(예를 들면, 도 1의 (a)에 도시한 I 부분)이 있다. 이때, 고밀도 영역에서의 에칭 형상과, 저밀도 영역에서의 에칭 형상이 서로 다르다(패턴 밀도에 의한 형상차)고 하는 문제가 있었다.
특히, 홈(트렌치)의 저면이 평탄하게 되지 않고, 홈의 저면의 단부(예를 들면, 도 1의 (b)에 도시한 Ts)보다도 중심이 솟아올라, 볼록 형상의 저면(서브 트렌치 형상)이 되는 경향이 있는데, 이러한 경향은 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역에서 현저해진다고 하는 문제가 있었다.
이 서브 트렌치 형상의 주된 원인으로서는, 에칭 반응 생성물의 부착을 들 수 있다. 이러한 부착을 방지하기 위해, 에칭 가스의 유량 및 처리 용기의 배기량을 늘려야 하는 문제가 있었다.
또한, 수 10 mTorr 이하의 비교적 낮은 압력 영역에서는 홈(트렌치)의 트렌치 폭이 트렌치의 상단에서의 트렌치 폭보다 넓어지는, 이른바 사이드 에칭이 발생하기 쉬워, 형상 제어성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기의 점에 비추어 이루어진 것으로, 에칭 가스의 유량 및 처리 용기의 배기량을 늘리지 않고도, 에칭 패턴 밀도에 관계없이 동일한 깊이와 동일한 형상을 형성하는 플라즈마 에칭이 가능한 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치를 제공한다.
본 발명의 제 1 태양은, 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와, 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치하는 재치대와, 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 제작되는 마이크로파 투과판과, 미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 마이크로파 발생 장치가 구형(矩形) 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파(傳播)하는 동축 도파관과, 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어진 슬롯판과, 슬롯판과 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과, 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과, 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단을 구비하는 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법을 제공한다. 이 플라즈마 에칭 방법에서는, 교류 바이어스 전력의 재치대로의 공급과 정지를 교호로 반복하고, 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 정지하는 기간과의 합계 기간에 대한 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록, 바이어스 전력 제어 수단에 의해 교류 바이어스 전력이 제어된다.
본 발명의 제 2 태양은, 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와, 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치하는 재치대와, 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 제작되는 마이크로파 투과판과, 미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 마이크로파 발생 장치가 구형 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파하는 동축 도파관과, 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어지는 슬롯판과, 슬롯판과 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과, 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과, 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단을 구비한 플라즈마 에칭 장치를 제공한다. 바이어스 전력 제어 수단은, 교류 바이어스 전력의 재치대로의 공급과 정지를 교호로 반복하고, 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간과 교류 바이어스 전력을 정지하는 기간과의 합계 기간에 대한 교류 바이어스 전력을 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록 교류 바이어스 전력을 제어한다.
본 발명의 제 3 태양은, 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와, 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치하는 재치대와, 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 제작되는 마이크로파 투과판과, 미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 마이크로파 발생 장치가 구형 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파하는 동축 도파관과, 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어지는 슬롯판과, 슬롯판과 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과, 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과, 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단을 구비하는 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법을 제공한다. 이 플라즈마 에칭 방법에서는, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력보다 작은 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하고, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간과의 합계 기간에 대한 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록, 바이어스 전력 제어 수단에 의해 교류 바이어스 전력이 제어된다.
본 발명의 제 4 태양은, 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와, 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치하는 재치대와, 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 구성되는 마이크로파 투과판과, 미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 마이크로파 발생 장치가 구형 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파하는 동축 도파관과, 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어지는 슬롯판과, 슬롯판과 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과, 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과, 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과, 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과, 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단을 구비한 플라즈마 에칭 장치를 제공한다. 바이어스 전력 제어 수단은, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력보다 작은 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하고, 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 교류 바이어스 전력을 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간과의 합계 기간에 대한 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록 교류 바이어스 전력을 제어한다.
도 1은 종래의 에칭 방법에서, 에칭 처리되는 전후의 기판의 단면 형상을 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치의 슬롯판을 나타내는 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법의 효과를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리되는 전후의 기판의 단면 형상을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 웨이퍼(W)에서의 평가 개소를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 웨이퍼(W)의 단면의 사진이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 듀티비 의존성을 나타내는 그래프(그 첫 번째)이다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 듀티비 의존성을 나타내는 그래프(그 두 번째)이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭률의 듀티비 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 반복 주파수 의존성을 나타내는 그래프(그 첫 번째)이다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 반복 주파수 의존성을 나타내는 그래프(그 두 번째)이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 압력 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 사이드 에칭폭의 압력 의존성을 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 가스 유량 의존성을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 에칭 가스의 유량 및 처리 용기의 배기량을 늘리지 않고도 에칭 패턴 밀도에 관계없이 동일한 깊이와 동일한 형상을 형성하는 플라즈마 에칭이 가능해진다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명의 한정적이지 않은 예시의 실시예에 대하여 설명한다. 첨부의 전체 도면 중 동일 또는 대응하는 부재 또는 부품에 대해서는 동일 또는 대응하는 참조 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또한, 도면은 부재 또는 부품 간 또는 여러 층의 두께의 사이의 상대비를 나타내는 것을 목적으로 하지 않으며, 따라서 구체적인 두께나 치수는 이하의 한정적이지 않은 실시예에 비추어 당업자에 의해 결정되어야 할 것이다.
도 2는 본 실시예에 따른 플라스마 에칭 장치를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 3은 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치에 사용되는 슬롯판을 나타내는 평면도이다.
본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치(100)는 복수의 슬롯을 가지는 슬롯판, 특히 RLSA(Radial Line Slot Antenna: 래디얼 라인 슬롯 안테나)를 평면 안테나로 이용하여 처리실 내에 마이크로파를 도입하고, 저전자 온도의 마이크로파 플라즈마를 고밀도로 발생시킬 수 있는 RLSA 마이크로파 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있다.
플라즈마 에칭 장치(100)는 처리 용기(101)와, 재치대(105)와, 마이크로파 투과판(28)과, 마이크로파 공급 수단과, 가스 공급 수단과, 배기 장치(24)와, 바이어스 전력 공급 수단과, 바이어스 전력 제어 수단(113d)을 구비한다. 마이크로파 공급 수단은 마이크로파 발생 장치(39), 모드 변환기(40), 동축 도파관(37a), 실드 덮개체(34), 슬롯판(31) 및 지파재(33)를 포함한다. 가스 공급 수단은 제 1 가스 공급 수단(116), 제 2 가스 공급 수단(122)을 포함한다. 바이어스 전력 공급 수단은 교류 전원(113b)을 포함한다.
처리 용기(101)는, 예를 들면 측벽이나 저부가 알루미늄 등의 도전체 재료에 의해 기밀하게 구성되고, 통체(筒體) 형상을 가지고 있다. 처리 용기(101) 자체는 접지되어 있다. 또한, 처리 용기(101)의 형상은 원통형이 아닌 사각 통 형상(사각 형상)이어도 좋다.
이 처리 용기(101) 내에는 상면에 피처리체로서의, 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)(이하, 웨이퍼(W))가 재치(載置)되는 원판 형상의 재치대(105)가 설치되어 있다. 재치대(105)는 상면 중앙부가 돌출된 볼록 형상의 원판 형상을 가지는 베이스와, 그 베이스 상에 설치된, 웨이퍼(W)와 대략 동일한 형상의 정전 척(111)을 가지고 있다. 정전 척(111)은 절연재의 사이에 전극(112)이 개재된 구성을 가지고, 전극(112)에 대해 직류 전원(113a)으로부터 직류 전력을 공급함으로써, 쿨롱력에 의해 웨이퍼(W)를 정전 보지(保持)할 수 있다. 또한, 재치대(105)에는 콘덴서(113c)를 개재하여 바이어스 전력 공급 수단으로서의 교류 전원(113b)이 접속되어 있다. 교류 전원(113b)이 공급하는 교류 바이어스 전력의 주파수는, 주로 13.56 MHz이지만, 예를 들면 800 kHz 또는 2 MHz이어도 좋다.
또한, 재치대(105)의 주위에는 처리 용기(101) 내를 균일하게 배기하기 위해, 다수의 배기홀(8a)을 가지는 배플 플레이트(8)가 설치되어 있다. 배플 플레이트(8)의 하방에는 재치대(105)를 둘러싸도록 배기 공간(19)이 형성되어 있고, 이 배기 공간(19)은 배기관(23)을 개재하여 배기 장치(24)와 연통하고 있고, 이에 의해 처리 용기(101) 내가 균일하게 배기된다.
또한, 재치대(105)의 내부에는 도시하지 않은 온도 조절 매체실이 형성되어 있고, 온도 조절 매체실에 온도 조절 매체를 도입, 순환시킴으로써, 재치대(105)를 원하는 온도로 조절할 수 있다. 구체적으로, 절연판(103), 재치대(105) 및 정전 척(111)에는 피처리체인 웨이퍼(W)의 이면에 전열 매체, 예를 들면 He 가스 등을 소정 압력(백프레셔)으로 공급하기 위한 가스 통로(114)가 형성되어 있고, 이 전열 매체에 의해 서셉터(105)와 웨이퍼(W)와의 사이에서 열이 전달되고, 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 유지된다.
재치대(105)의 상단 주연부에는 정전 척(111) 상에 재치된 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 환상(環狀)의 포커스 링(115)이 배치되어 있다. 이 포커스 링(115)은 세라믹스 또는 석영 등의 절연성 재료로 형성되고, 에칭의 균일성을 향상시킬 수 있다.
또한, 재치대(105) 내에는 가열 수단으로서의 저항 가열 히터가 설치되어 있고, 웨이퍼(W)를 필요에 따라 가열하도록 되어 있다.
처리 용기(101)의 측벽에는 환상을 이루는 가스 도입 부재(15)가 설치되어 있고, 이 가스 도입 부재(15)에는 제 1 가스 공급 수단(116)이 접속되어 있다. 또한, 가스 도입 부재(15)는 환상이 아닌 샤워 형상을 가져도 좋다. 이 제 1 가스 공급 수단(116)은 처리에 따른 임의의 가스를 공급하기 위한 가스 공급원을 가지고 있다. 가스의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 본 실시예에서는 Ar 가스 공급원(117), HBr 가스 공급원(118)을 가지고 있고, 이들 가스가 각각 가스 라인(20)을 거쳐 가스 도입 부재(15)에 이르고, 가스 도입 부재(15)로부터 처리 용기(101) 내로 도입된다. 또한, 가스 라인(20)의 각각에는 매스 플로우 콘트롤러(21) 및 그 전후의 개폐 밸브(22)가 설치되어 있다.
배기 공간(19)에는 배기관(23)이 접속되어 있고, 이 배기관(23)에는 고속 진공 펌프 및 압력 조정 밸브(도시하지 않음)를 포함하는 배기 수단 및 압력 제어 수단으로서의 배기 장치(24)가 접속되어 있다. 이 배기 장치(24)를 작동시킴으로써 처리 용기(101) 내에 공급된 가스는 배기 공간(19) 내로 균일하게 배출되고, 배기관(23)을 거쳐 배기된다. 이에 의해, 처리 용기(101)의 내부는 소정의 진공도, 예를 들면 0.133 Pa까지 고속으로 감압되고 또한 압력 조정 밸브에 의해 압력 제어된다.
처리 용기(101)의 측벽에는 플라즈마 에칭 장치(100)에 인접하는 반송실(도시하지 않음)과의 사이에서 웨이퍼(W)나 더미 웨이퍼(Wd)의 반입출을 행하기 위한 반입출구(25)와 이 반입출구(25)를 개폐시키는 게이트 밸브(26)가 설치되어 있다.
처리 용기(101)는 상방으로 개구된 개구부를 가지고 있고, 이 개구부의 주연부를 따라 링 형상의 지지부(27)가 설치되어 있다. 이 지지부(27)는, 유전체, 예를 들면 석영, Al2O3, AlN 등으로 제작되고, 마이크로파를 투과시키는 마이크로파 투과판(28)이 씰 부재(29)를 개재하여 기밀하게 장착되어 있다. 이에 의해, 처리 용기(101) 내는 기밀하게 유지된다. 또한, 지지부(27)는, 예를 들면 Al 합금이나 스테인레스 스틸에 의해 형성되어 있다.
마이크로파 투과판(28)의 상면에는 원판 형상의 슬롯판(31)이 설치되어 있다. 또한, 슬롯판(31)은 사각판 형상(사각 형상)이어도 좋다. 슬롯판(31)은 슬롯판(31)의 주연부가 처리 용기(101)의 주연 상단에 의해 지지되고, 처리 용기(101)에 장착되어 있다. 슬롯판(31)은 동판, Ni판 또는 알루미늄판으로 제작되고, 그 표면은, 예를 들면 은 또는 금 도금되어 있다. 또한, 슬롯판(31)에는 슬롯판(31)을 관통하는 다수의 마이크로파 방사홀(32) 및 관통홀(32a)이 형성되어 있다. 이 마이크로파 방사홀(32)은, 예를 들면 도 3에 도시한 바와 같이, 긴 홈(슬롯) 형상을 가지고, 전형적으로는 인접하는 2 개의 마이크로파 방사홀(32)이 ‘T’자 형상으로 배치된다. 이들 복수의 마이크로파 방사홀(32)은 동심원 형상으로 배치되어 있다. 또한, 마이크로파 방사홀(32)은 동심원 형상이 아닌, 예를 들면 나선 형상, 방사 형상으로 배치되어도 좋고, 또한 원형, 원호 등의 다른 형상으로 배치되어도 좋다. 한편, 관통홀(32a)은 후술하는 가스 입구(69)로부터 처리 용기(101) 내에서의 웨이퍼(W)의 상방 공간까지의 가스 통로(68)를 구성하기 위해, 슬롯판(31)의 대략 중심에 형성되어 있다.
다시 도 2를 참조하면, 모드 변환기(40)는 구형(矩形) 도파관(37b)과 매칭 회로(38)를 개재하여 소정의 주파수를 가지는 마이크로파를 발생시키는 마이크로파 발생 장치(39)와 접속된다. 모드 변환기(40)는 마이크로파 발생 장치(39)에 의해 발생된 마이크로파의 진동 모드를 소정의 진동 모드로 변환한다. 동축 도파관(37a)은 소정의 진동 모드를 가지는 마이크로파를 전파한다. 하우징으로서의 실드 덮개체(34)는 도전체로 제작되고, 동축 도파관(37a)의 외부 도체(37c)와 접속한다. 또한, 동축 도파관(37a)의 중심 도체(41)는 슬롯판(31)의 중심부에 접속된다.
슬롯판(31)의 표면에는 진공의 유전율보다 큰 유전율을 가지는 유전체판으로서의 지파재(33)가 설치되어 있다. 이 지파재(33)는 진공 중에서 마이크로파의 파장이 길어지므로, 마이크로파의 파장을 짧게 하는 기능을 가지고 있다. 또한, 슬롯판(31)과 마이크로파 투과판(28)을 밀착시켜도 좋고, 또한 지파재(33)와 슬롯판(31)도 밀착시켜도 좋다. 처리 용기(101)의 상면에는 이들 슬롯판(31) 및 지파재(33)를 덮도록, 예를 들면 알루미늄이나 스테인레스 스틸 등의 금속재의 도전체로 제작된 실드 덮개체(34)가 설치되어 있다. 즉, 지파재(33)는 슬롯판(31)과 실드 덮개체(34)와의 사이에 설치되어 있다. 처리 용기(101)의 상면과 실드 덮개체(34)는 씰 부재(35)에 의해 씰링되어 있다. 실드 덮개체(34)에는 복수의 냉각수 유로(34a)가 형성되어 있고, 거기에 냉각수를 흘림으로써, 슬롯판(31), 마이크로파 투과판(28), 지파재(33), 실드 덮개체(34)를 냉각할 수 있다. 또한, 실드 덮개체(34)는 접지되어 있다.
실드 덮개체(34)의 상벽의 중앙에는 개구부(36)가 형성되어 있고, 이 개구부(36)에는 도파관(37)이 접속되어 있다. 전술한 바와 같이, 도파관(37)의 단부에는 매칭 회로(38)를 개재하여 마이크로파 발생 장치(39)가 접속되어 있다. 이에 의해, 마이크로파 발생 장치(39)에서 발생한, 예를 들면 주파수 2.45 GHz의 마이크로파가 도파관(37)을 거쳐 슬롯판(31)으로 전파된다. 또한, 마이크로파 발생 장치(39)에 의해 발생되는 마이크로파의 주파수는 8.3 GHz, 1.98 GHz 등이어도 좋다.
도파관(37)은 상기 실드 덮개체(34)의 개구부(36)로부터 상방으로 연장되는 단면 원형상의 동축 도파관(37a)과, 이 동축 도파관(37a)의 상단부에 접속된 구형 도파관(37b)을 가지고 있다. 구형 도파관(37b)과 동축 도파관(37a) 사이의 모드 변환기(40)는 구형 도파관(37b) 내를 전파하는 마이크로파의 TE 모드를 TEM 모드로 변환하는 기능을 가지고 있다. 동축 도파관(37a)의 중심에는 중심 도체(41)가 연장되어 있고, 중심 도체(41)는 그 하단부에서 슬롯판(31)의 중심에 접속되어 있다. 이에 의해, 마이크로파는 동축 도파관(37a)의 내측이면서 중심 도체(41)의 외측인 공간을 통해 지파재(33)에 이르고, 실드 덮개체(34)와 슬롯판(31)과의 사이에 개재된 지파재(33) 내를 방사 형상으로 전파하고, 슬롯판(31)에 설치된 마이크로파 방사홀(32)을 거쳐 마이크로파 투과판(28)을 향해 전파된다. 한편, 동축 도파관(37a)의 외측에는 외부 도체(37c)가 연장되어 있고, 외부 도체(37c)는 그 하부에서 도전체인 실드 덮개체(34)에 접속 고정된다.
본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치(100)에는 전술한 가스 도입 부재(15)에 접속되는 제 1 가스 공급 수단(116)에 추가로, 다른 가스 공급계인 제 2 가스 공급 수단(122)이 설치된다. 구체적으로, 이 제 2 가스 공급 수단(122)은 동축 도파관(37a)의 중심 도체(41), 슬롯판(31) 및 마이크로파 투과판(28)을 관통하여 처리 용기(101)에 연통하도록 형성된 가스 통로(68)를 가지고 있다. 즉, 이 가스 통로(68)는 실드 덮개체(34)에서, 실드 덮개체(34)의 개구부(36)에 삽입되어 슬롯판(31)에 접속되는 동축 도파관(37a)의 중심 도체(41)에 의해 형성되어 있다.
그리고, 중심 도체(41)의 상단부에 형성된 가스 입구(69)에는 도중에 개폐 밸브(70)나 매스 플로우 콘트롤러(71) 등이 설치된 제 2 가스 공급 수단(122)이 접속되어 있고, 필요에 따라 원하는 가스를 유량 제어하면서 공급할 수 있다.
플라즈마 에칭 장치(100)의 각 구성부는 프로세스 콘트롤러(50)에 접속되고, 프로세스 콘트롤러(50)에 의해 제어된다. 프로세스 콘트롤러(50)에는 공정 관리자가 플라즈마 에칭 장치(100)를 관리하기 위해 커멘드의 입력 조작 등을 행하는 키보드나 플라즈마 에칭 장치(100)의 가동 상황을 표시하는 디스플레이 등으로 이루어지는 유저 인터페이스(51)가 접속되어 있다.
또한, 프로세스 콘트롤러(50)에는 플라즈마 에칭 장치(100)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러(50)의 제어로 실현하기 위한 제어 프로그램(소프트웨어)이나, 처리 조건 데이터 등이 배선된 레시피가 저장된 기억부(52)가 접속되어 있다.
그리고, 필요에 따라, 유저 인터페이스(51)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(52)로부터 호출하여 프로세스 콘트롤러(50)에 실행시킴으로써, 프로세스 콘트롤러(50)의 제어 하에서, 플라즈마 처리 장치(100)에서의 원하는 처리가 행해진다. 또한, 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD－ROM, 하드 디스크, 플렉서블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장되어도 좋고, 기억 매체로부터 또는 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 통해 기억부(52)에 저장되어도 좋다.
이어서, 도 2, 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법에 대해 설명한다.
우선, 도 2에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 반송 암(도시하지 않음)에 의해 게이트 밸브(26)를 거쳐 처리 용기(101) 내에 수용하고, 리프터 핀(도시하지 않음)을 상하 이동시킴으로써 웨이퍼(W)를 재치대(105)의 상면에 재치하여, 이 웨이퍼(W)를 정전 척(111)에 의해 정전 보지시킨다.
이 웨이퍼(W)(기판(11))의 상면에는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 패턴화된 에칭 마스크(12)가 이미 형성되어 있다. 에칭 마스크(12)는 SiO2 또는 SiN막으로 이루어지고, 홈(트렌치)의 폭은, 예를 들면 65 nm 이하로 설정되어 있다. 또한, 도 5의 (a) 및 (b)에서, 각각 D1 및 D2는 에칭 마스크(12)에서의 높은 패턴 밀도를 가지는 영역을 의미하고, I1 및 I2는 에칭 마스크(12)에서의 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역을 의미한다.
또한, 재치대(105)에 가열 수단이 설치되어 있는 경우에는 이에 의해 웨이퍼(W)가 소정의 프로세스 온도로 유지된다.
처리 용기(101) 내를 소정의 프로세스 압력, 예를 들면 0.01 ~ 수 Pa의 범위의 압력으로 유지하고, 제 1 가스 공급 수단(116)의 가스 도입 부재(15)나 제 2 가스 공급 수단(122)의 가스 통로(68)를 거쳐 에칭 가스(예를 들면, HBr 가스) 및 플라즈마 가스(예를 들면, Ar 가스)를 소정의 유량으로 공급한다. 또한, 배기 장치(24)에 의해 처리 용기(101)의 내부가 소정의 프로세스 압력으로 유지된다.
또한, 마이크로파 발생 장치(39)에서, 예를 들면 2.45 GHz의 주파수를 가지는 TE 모드의 마이크로파가 발생하고, 매칭 회로(38) 및 구형 도파관(37b)을 전파하여, 모드 변환기(40)에 도달하고, 여기서 TE 모드가 TEM 모드로 변환된다. TEM 모드의 마이크로파는 동축 도파관(37a)을 전파하고, 중심 도체(41)와 외부 도체(37c)의 사이의 공간을 통해 지파재(33)에 도달한다. 여기서, 마이크로파는 지파재(33)에 의해 마이크로파의 파장이 짧아지고 또한 지파재(33) 내를 방사 형상으로 전파하는 동안에, 슬롯판(31)의 마이크로파 방사홀(32)로부터 마이크로파 투과판(28)을 거쳐 슬롯판(31)의 하방의 처리 공간(플라즈마 공간)(SP) 내에 도입된다. 이에 의해, 처리 공간(플라즈마 공간)(SP)에서 에칭 가스 및 플라즈마 가스가 플라즈마에 의해 활성화되고, 활성화된 에칭 가스에 의해 플라즈마 에칭이 행해진다.
본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법에서, 바이어스 전력 제어 수단(113d)은, 도 4a에 도시한 바와 같이, 바이어스 전력 공급 수단인 교류 전원(113b)이 재치대(105)에 교류 바이어스 전력을 공급하는 시간과, 교류 전원(113b)이 재치대(105)에 교류 바이어스 전력을 제한하거나 또는 정지하는 시간과의 합계 시간에 대한 교류 전원(113b)이 재치대(105)에 교류 바이어스 전력을 공급하는 시간의 비가 0.5 이하가 되도록, 교류 전원(113b)의 교류 바이어스 전력을 제어한다. 이하의 설명에서는, 교류 전원(113b)이 교류 바이어스 전력을 공급하는 시간은 ON 시간으로, 교류 전원(113b)이 교류 바이어스 전력을 제한하거나 또는 정지하는 시간은 OFF 시간으로 언급된다.
즉, 바이어스 전력 제어 수단(113d)은 ON 시간(T1)(도 4a) 동안 바이어스 전력 공급 수단인 교류 전원(113b)으로부터 교류 바이어스 전력(P1)을 재치대(105)에 공급함으로써 웨이퍼(W)의 에칭을 촉진하는 공정과, OFF 시간(T2)(도 4a) 동안 교류 전원(113b)으로부터 교류 바이어스 전력(P1)(제 1 공급 전력)의 공급을 P1보다 작은 교류 바이어스 전력(P2)(제 2 공급 전력)으로 재치대(105)에 공급하거나 또는 교류 바이어스 전력(P1)의 공급을 정지함으로써 웨이퍼(W)의 에칭을 방해하는 공정이 교호로 반복되도록 교류 전원(113b)을 제어한다. 이러한 제어는 ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)의 합계 시간(T1＋T2)에 대한 ON 시간(T1)의 비(T1/(T1＋T2))인 듀티비가 0.5 이하가 되도록 행해진다. 즉, 도 4a에 도시한 바와 같이, T1≤T2가 성립된다.
이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법의 효과를 설명한다.
발명자들의 견해에 따르면, 종래의 STI의 공정에서 패턴 밀도에 관계없이 동일한 깊이와 형상으로 에칭할 수 없다고 하는 문제 및 홈(트렌치)의 저면에 서브 트렌치 형상이 형성된다고 하는 문제를 일으키는 주된 원인은, 에칭에 의해 생성되는 반응 생성물이 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)에 부착되는 것에 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법의 주된 효과는, 에칭에 의해 생성되는 반응 생성물이 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)에 부착되지 않도록, 반응 생성물을 순차적으로 배기함으로써 이루어진다.
구체적으로, 바이어스 전력 제어 수단(113d)은, 도 4a에 도시한 ON 시간(T1) 동안 교류 전원(113b)이 재치대(105)에 교류 바이어스 전력(P1)을 공급하도록 제어한다. 이 ON 시간(T1) 동안은, 도 4b의 (a)에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)의 에칭 처리가 촉진된다. 또한, 기판과 에칭 가스가 반응하여 생성되는 반응 생성물(R)이 플라즈마 공간(SP)과 웨이퍼(W)와의 사이에 증가한다. 이어서, 바이어스 전력 제어 수단(113d)은, 도 4a에 도시한 OFF 시간(T2) 동안, 교류 전원(113b)이 재치대(105)에 공급하는 교류 바이어스 전력(P1)을, P1보다 작은 교류 바이어스 전력(P2)으로 공급하거나 또는 교류 바이어스 전력을 공급하지 않는다. 이 OFF 시간(T2) 동안은, 도 4b의 (b)에 도시한 바와 같이, 에칭 처리가 방해된다. 또한, 반응 생성물(R)은 에칭 가스 및 플라즈마 가스의 공급 및 배기 장치의 배기에 의해 배기 장치로 배기되므로 감소한다. 도 1에 도시한 종래의 연속파 바이어스(CW 바이어스)의 공정에서는 배기되지 않고 플라즈마 공간(SP) 중에 잔류하는 반응 생성물이 플라즈마에 의해 해리되고, 에칭종(에천트)이 되어 웨이퍼(W) 상에 도달하여, 웨이퍼(W)에 부착(퇴적)되지만, 본 실시예에 따르면, OFF 시간(T2) 동안에 반응 생성물(R)이 감소하므로, 부착물의 양을 저감시킬 수 있다. 따라서, 에칭 마스크의 패턴 밀도에 상관없이, 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부에 상관없이, 에칭률 및 서브 트렌치비를 일정하게 유지한 채로 에칭을 행할 수 있다.
즉, ON 시간(T1) 동안에 생성되는 반응 생성물(R)을, OFF 시간(T2) 동안에 감소시키기 위해, 듀티비(T1/(T1＋T2))는 소정의 값 이하로 짧아지도록 제어되어야 한다. 후술하는 측정 및 평가를 행한 결과, 듀티비(T1/(T1＋T2))가 0.5 이하이면, 상술한 효과가 얻어짐을 알 수 있었다.
한편, 반응 생성물(R)이 실리콘 기판(반도체 웨이퍼)에 부착되지 않도록 하는 것이라면, 에칭 가스 및 플라즈마 가스의 가스 공급의 공급량을 크게 하고, 처리 용기 내를 배기하는 배기량을 크게 하는 방법, 에칭 가스로서 HBr 또는 Cl2 등의 에칭 가스에 산소계나 불소계의 가스를 첨가함으로써 부착을 방지하는 방법 등도 고려할 수 있다.
그러나, 에칭 가스 및 플라즈마 가스의 가스 공급의 공급량을 크게 하고, 처리 용기 내를 배기하는 배기량을 크게 하는 방법은, 가스의 소비량이 증대된다는 점, 배기 장치를 대형인 것으로 해야 한다는 점, 배기 장치의 소비 전력이 증대된다는 점에서, 반도체 장치의 제조 코스트를 증대시켜, 환경 부하를 증대시키는 문제가 있다. 또한, 에칭 가스로서 HBr 또는 Cl2 등의 에칭 가스에 산소계나 불소계의 가스를 첨가하는 방법은, 사용하는 가스의 종류 및 양을 증대시키므로, 반도체 장치의 제조 코스트를 증대시켜, 환경 부하를 증대시키는 문제가 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법 및 플라즈마 에칭 장치에 따르면, 에칭 가스의 유량 및 처리 용기의 배기량을 늘리거나, 사용 가스의 종류 및 양을 늘리지 않고도, 에칭 패턴 밀도에 관계없이 동일한 깊이와 동일한 형상으로 플라즈마 에칭할 수 있다.
(듀티비 의존성)
이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 이용한 경우의, 트렌치 형상의 듀티비 의존성에 대해, 실제로 플라즈마 에칭 방법을 행하여 트렌치를 형성하고, 그 트렌치의 형상을 측정해 평가를 행했으므로, 도 6 내지 도 9를 참조하여, 그 평가 결과에 대해 설명한다.
듀티비 이외의 에칭 조건은 이하와 같다. 플라즈마 가스를 Ar로 하고, 에칭 가스를 HBr로 하고, Ar/HBr의 유량비를 850/300 sccm으로 했다. 처리 용기 내의 압력을 100 mTorr로 했다. ON 시간(T1)의 교류 바이어스 전력을 200 W로 하고, OFF 시간(T2)의 교류 바이어스 전력을 0 W로 했다. 기판 온도를 60℃로 했다. ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)을 교호로 반복하는 반복 주파수를 10 Hz로 했다. 즉, 합계 시간 T1＋T2는 100 msec로 했다.
여기서, 웨이퍼(W)의 트렌치 형상의 평가는, 도 6의 점선으로 둘러싸인 2 개의 부분인 중심부(C) 및 주연부(E)에 대해 행했다. 또한, 듀티비 0.5, 0.7에서 웨이퍼(W)를 에칭한 후의 웨이퍼(W)의 중앙부(C)에서의 단면을 각각 도 7의 (a) 및 (b)에 나타낸다. 도 7의 (a) 및 (b)에서, D2는 도 5의 (b)에 도시한 에칭 마스크(12)에서의 높은 패턴 밀도를 가지는 영역(D2)에 상당하고, I2는 도 5의 (b)에 도시한 에칭 마스크(12)에서의 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역(I2)에 상당한다. 또한, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 서브 트렌치비(RsT)는 홈(트렌치)의 저면의 단부에서의 깊이를 H0, 홈(트렌치)의 저면에서의 볼록 형상으로 솟아오른 중심부의 높이와 단부의 높이와의 차이를 H1로 하면 RsT = H1/H0으로 정의된다. 또한, 테이퍼 각은 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 홈(트렌치)의 저면의 단부와 상면의 개구단을 잇는 평면이 수평면과 이루는 각도(θT)이다.
이상과 같이, 서브 트렌치비(RsT)와 테이퍼 각(θT)을 정의한 후, 듀티비를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.0의 범위에서 변화시킨 경우의 트렌치 형상을 도 8a 및 도 8b에 나타낸다. 여기서, 듀티비 1.0이란, 펄스파 바이어스 제어(PW 제어)가 아닌, 연속파 바이어스 제어(CW 제어)에 상당한다. 도 8a의 (a) 및 (b)는 각각 에칭 마스크에서의 패턴 밀도가 높은 영역 및 낮은 영역에서의 서브 트렌치비의 듀티비 의존성을 나타낸다. 도 8b의 (c) 및 (d)는 에칭 마스크에서의 패턴 밀도가 높은 영역 및 낮은 영역에서의 테이퍼 각의 듀티비 의존성을 나타낸다.
도 8a의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 듀티비가 0.5 이하의 범위에서 서브 트렌치비가 0.05 이하, 즉 대략 0이 된다. 또한, 도 8b의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 듀티비가 0.5 이하의 범위에서 테이퍼 각이 85도 이상이 되고, 특히 듀티비가 0.3 이상 0.5 이하의 범위에서 테이퍼 각이 85도 이상, 즉 대략 90도가 된다.
또한, 도 8a의 (a) 내지 도 8b의 (d)에 도시한 CW(연속파 바이어스 제어 모드)와 비교해도, 듀티비가 0.5 이하, 특히 바람직하게는 듀티비가 0.3 이상 0.5 이하의 범위에서 서브 트렌치비는 저감하고, 테이퍼 각이 증대하고 있다.
또한, 듀티비를 0.1, 0.3, 0.5, 0.7, 0.9, 1.0으로 변화시킨 경우의 에칭률을 도 9에 나타낸다. 도 9의 (a)는 에칭 마스크에서의 높은 패턴 밀도를 가지는 영역에서의 에칭률(Rd)의, 에칭 마스크에서의 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역에서의 에칭률(Ri)에 대한 비를 나타낸다. 도 9의 (b)는 웨이퍼(W)의 중심부에서의 에칭률(Rc)의, 웨이퍼(W)의 주연부에서의 에칭률(Re)에 대한 비를 나타낸다.
도 9에 도시한 바와 같이, 듀티비가 0.5 이하의 영역에서 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이 에칭률이 동일해진다.
이상으로부터, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에서, ON 시간(T1)의 합계 시간(T1＋T2)에 대한 듀티비를 0.5 이하로 제어함으로써, 웨이퍼의 중심 및 주연부 중 어느 개소에서도, 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이 에칭률을 대략 일정하게 유지하고 또한 서브 트렌치비, 테이퍼 각을 대략 일정하게 유지할 수 있다.
(반복 주파수 의존성)
이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 이용한 경우의, 트렌치 형상의 반복 주파수 의존성에 대해, 도 10a 및 도 10b를 참조하여 설명한다.
반복 주파수 이외의 에칭 조건은 이하와 같다. 플라즈마 가스를 Ar로 하고, 에칭 가스를 HBr로 하고, Ar/HBr의 유량비를 850/300 sccm으로 했다. 처리 용기 내의 압력을 10 mTorr로 했다. ON 시간(T1)의 교류 바이어스 전력을 1800 W로 하고, OFF 시간(T2)의 교류 바이어스 전력을 200 W로 했다. 기판 온도를 60℃로 했다. ON 시간(T1)과 OFF시간(T2)과의 듀티비(T1/(T1＋T2))를 0.5로 했다.
여기서, 반복 주파수를 1 Hz, 10 Hz, 100 Hz, 200 Hz로 변화시킨 경우의 트렌치 형상의 반복 주파수 의존성을 도 10a 및 도 10b에 나타낸다. 도 10a의 (a) 및 (b)는 각각 에칭 마스크에서의 높은 패턴 밀도를 가지는 영역 및 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역에서의 서브 트렌치비의 반복 주파수 의존성을 나타낸다. 도 10b의 (c) 및 (d)는 에칭 마스크에서의 높은 패턴 밀도를 가지는 영역 및 낮은 패턴 밀도를 가지는 영역에서의 테이퍼 각의 반복 주파수 의존성을 나타낸다.
도 10a의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 반복 주파수가 1 Hz 이상 200 Hz 이하의 범위에서 서브 트렌치비가 0.1 이하가 되고, 특히 반복 주파수가 10 Hz의 근방의 범위에서 0.05 이하, 즉 대략 0이 된다. 또한, 도 10b의 (c) 및 (d)에 도시한 바와 같이, 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 반복 주파수가 1 Hz 이상 200 Hz 이하의 범위에서 테이퍼 각이 85도 이상이 되고, 특히 반복 주파수가 10 Hz 근방의 범위에서 테이퍼 각이 86도 이상, 즉 대략 90도가 된다.
또한, 도 10a의 (a) 내지 도 10b의 (d)에 나타내는 듀티비가 0.5 이상 및 CW(연속파 바이어스 제어 모드)와 비교하면, 반복 주파수가 1 Hz 이상 200 Hz 이하, 특히 바람직하게는 반복 주파수가 10 Hz 근방의 범위에서 서브 트렌치비는 저감하고, 테이퍼 각이 증대하고 있다.
이상으로부터, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에서, ON 시간과 OFF 시간을 교호로 반복하는 반복 주파수를 1 Hz 이상 200 Hz 이하, 보다 바람직하게는 10 Hz의 근방으로 함으로써, 웨이퍼의 중심 및 주연부 중 어느 한 개소에서도 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이, 서브 트렌치비, 테이퍼 각을 대략 일정하게 유지할 수 있다.
(압력 의존성)
이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 이용한 경우의, 트렌치 형상의, 처리 용기 내의 압력 의존성에 대해, 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한다.
처리 용기 내의 압력 이외의 에칭 조건은 이하와 같다. 플라즈마 가스를 Ar로 하고, 에칭 가스를 HBr로 하고, Ar/HBr의 유량비를 850/300 sccm로 했다. ON 시간(T1)의 교류 바이어스 전력을 200 W로 하고, OFF 시간(T2)의 교류 바이어스 전력을 0 W로 했다. 기판 온도를 60℃로 했다. ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)과의 듀티비(T1/(T1＋ T2))를 0.5로 했다. ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)을 교호로 반복하는 반복 주파수를 10 Hz로 했다.
여기서, 처리 용기 내의 압력을 25 mTorr 이상 100 mTorr 이하의 범위에서 변화시킨 경우의 트렌치 형상의 압력 의존성을 도 11에 나타낸다. 도 11의 (a) 및 (b)는 각각 서브 트렌치비 및 테이퍼 각의 압력 의존성을 나타낸다. 또한, 도 11의 (a) 및 (b)는 각각 비교를 위해, CW(연속파) 바이어스 제어의 경우의 압력 의존성을 나타낸다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 압력이 25 mTorr 이상 100 mTorr 이하의 범위에서 서브 트렌치비가 0.25 이하가 되고 또한 CW(연속파) 바이어스 제어보다 서브 트렌치비가 작아진다. 또한, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 압력이 25 mTorr 이상 100 mTorr 이하의 범위에서 테이퍼 각이 84도 이상이 되고 또한 CW(연속파) 바이어스 제어보다 테이퍼 각이 커진다.
또한, 압력을 10 mTorr 이상 130 mTorr 이하의 범위에서 변화시킨 경우의 규격화된 사이드 에칭폭을 알아보기 위해 행한 실험에 대하여 설명한다. 도 12의 (a)는 사이드 에칭폭의 정의를 설명하기 위한 트렌치 형성 후의 단면도를 나타낸다. 도 12의 (b)는 도 12의 (a)에서의 사이드 에칭폭(B)을 트렌치 간의 벽의 폭(A)으로 규격화한 규격화된 사이드 에칭폭의 압력 의존성을 나타낸다.
도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리 용기 내의 압력이 10 mTorr 이상 20 mTorr 이하의 범위에서 규격화된 사이드 에칭폭은 0.3 이상이 되고, 이는 도 12의 (a)에도 도시한 바와 같이 트렌치의 측벽이 비교적 크게 함몰된 것을 나타내고 있다. 압력이 낮은 범위에서 플라즈마에 의해 활성화된 에칭 가스 분자(및/또는 래디컬)는 긴 평균 자유 행정을 위해 활성을 잃기 어렵기 때문에, 트렌치의 측벽을 횡방향으로도 에칭하는 등방성 에칭이 촉진되게 되었다고 생각된다.
한편, 도 12의 (b)에 도시한 바와 같이, 처리 용기 내의 압력이 40 mTorr 이상 130 mTorr 이하의 범위에서 규격화된 사이드 에칭폭은 0.1 이하, 즉 대략 0이 된다. 이는 압력이 높은 범위에서 플라즈마에 의해 활성화된 에칭 가스 분자(및/또는 래디컬)는 짧은 평균 자유 행정을 위해 활성을 적당히 잃기 때문에, 트렌치의 측벽을 횡방향으로 에칭하지 않고도 이방성 에칭이 행해지게 되었기 때문이라고 생각된다. 따라서, 트렌치 형상의 판단 기준으로서 사이드 에칭폭도 고려하는 경우, 압력을 40 mTorr 이상 130 mTorr 이하로 함으로써 보다 매우 적합한 형상을 가지는 트렌치를 형성할 수 있다.
또한, 70 mTorr 이상의 비교적 고압력으로 설정하면, 웨이퍼 상의 전자 온도가 충분히 내려가므로 활성인 래디컬 밀도가 내려가고, 반응 생성물의 재해리도 방지할 수 있고, OFF 시간 중에 에칭 형상이 악화되거나 반응 생성물이 부착하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도시를 생략하였으나, 100 mTorr보다 높은 압력 범위에서는 서브 트렌치비 및 테이퍼 각은 압력 의존성을 거의 나타내지 않고, 100 mTorr의 압력에서의 값과 거의 동일한 값을 가지고 있다. 이는 100 mTorr보다 높은 압력 범위에서는, 예를 들면 수 Torr여도 플라즈마가 안정되게 존재할 수 있기 때문이라고 생각된다. 또한, 처리 용기 내 압력이 130 mTorr보다 높은 범위에서 에칭폭은 압력 의존성을 거의 나타내지 않고, 130 mTorr의 압력에서의 값과 거의 동일한 값을 가지고 있다. 이는 활성화된 에칭 가스 분자는 보다 높은 압력 범위에서 짧은 평균 자유 행정을 위해 적당히 활성을 잃기 때문에, 사이드 에칭폭은 거의 제로가 되는 한편, 예를 들면 수 Torr여도 플라즈마가 안정되게 존재할 수 있기 때문이라고 생각된다. 따라서, 본 발명에서, 처리 용기 내의 압력은 40 mTorr 이상이면 좋고, 바람직하게는 70 mTorr이면 좋고, 보다 바람직하게는 70 mTorr 이상 130 mTorr 이하이면 좋다.
또한, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에서는 에칭 가스 및 플라즈마 가스가 공급된 처리 용기 내에 RLSA로부터 방사된 마이크로파 전력을 공급하여 에칭을 행한다. RLSA 마이크로파 플라즈마 방식은 ECR 플라즈마 방식, CCP(Capacitively Coupled Plasma) 플라즈마 방식 등의 다른 플라즈마 여기 방식과 비교해, 보다 넓은 압력 범위에서 플라즈마를 발생할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에 의하면, 40 mTorr 이상의 높은 압력으로 더욱 안정되게 처리를 행할 수 있다. 이에 의해, 배기 수단 및 압력 제어 수단인 배기 장치(24)의 소비 전력을 저감시키는 것도 가능해진다.
이상으로부터, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에서 압력을 40 mTorr 이상, 바람직하게는 70 mTorr, 보다 바람직하게는 70 mTorr 이상 130 mTorr 이하로 함으로써, 웨이퍼의 중심 및 주연부 중 어느 한 개소에서도 에칭 마스크에서의 패턴 밀도에 상관없이, 서브 트렌치비, 테이퍼 각을 대략 일정하게 유지하고 또한 사이드 에칭폭을 0에 가깝게 할 수 있다.
(가스 유량 의존성)
이어서, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 이용한 경우의, 트렌치 형상의, 플라즈마 가스 및 에칭 가스의 가스 유량 의존성에 대해, 도 13을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법을 설명하기 위한 도면이며, 에칭 처리 후의 트렌치 형상의 가스 유량 의존성을 나타내는 그래프이다.
처리 용기 내의 압력 이외의 에칭 조건은 이하와 같다. 플라즈마 가스를 Ar로 하고, 에칭 가스를 HBr로 했다. 처리 용기 내의 압력을 100 mTorr로 했다. ON 시간(T1)의 교류 바이어스 전력을 200 W로 하고, OFF시간(T2)의 교류 바이어스 전력을 0W로 했다. 기판 온도를 60℃로 했다. ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)과의 듀티비(T1/(T1＋T2))를 0.5로 했다. ON 시간(T1)과 OFF 시간(T2)을 교호로 반복하는 반복 주파수를 10 Hz로 했다.
여기서, Ar/HBr의 유량비를 일정하게 유지한 채로 합계 유량을 575 sccm (Ar/HBr = 425/150 sccm), 1150 sccm (Ar/HBr = 850/300 sccm), 2300 sccm (Ar/HBr = 1700/600 sccm)의 범위에서 변화시킨 경우의 트렌치 형상의 유량 의존성을 도 13에 나타낸다. 도 13의 (a) 및 (b)는 각각 서브 트렌치비 및 테이퍼 각의 압력 의존성을 나타낸다. 또한, 도 13의 (a) 및 (b)는 각각 비교를 위해, CW(연속파) 바이어스 제어의 경우의 유량 의존성을 나타낸다.
도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 에칭 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 합계 유량이 575 sccm 이상 2300 sccm 이하의 범위에서 서브 트렌치비가 0.5 이하가 되고, 특히 합계 유량이 1150 sccm의 근방에서 서브 트렌치비가 0.05 이하가 되고 또한 CW(연속파) 바이어스 제어보다 서브 트렌치비가 작아진다. 또한, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 에칭 패턴 밀도에 상관없이 또한 웨이퍼(W)의 중심부 및 주연부 중 어느 쪽이든 상관없이, 합계 유량이 575 sccm 이상 2300 sccm 이하의 범위에서 테이퍼 각이 80도 이상이 되고, 특히 합계 유량이 1150 sccm의 근방에서, 테이퍼 각이 84도 이상, 즉 대략 90도가 되고 또한 CW(연속파) 바이어스 제어보다 테이퍼 각이 커진다.
이상으로부터, 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 방법에서, 플라즈마 가스(Ar 가스)의 가스 유량을 425 sccm 이상 1700 sccm 이하, 에칭 가스(HBr 가스)의 가스 유량을 150 sccm 이상 600 sccm 이하로 하고, 보다 바람직하게는 플라즈마 가스(Ar 가스)의 가스 유량을 850 sccm 근방, 에칭 가스(HBr 가스)의 가스 유량을 300 sccm 근방으로 함으로써, 웨이퍼의 중심부 및 주연부 중 어느 한 개소에서도 에칭 패턴 밀도에 상관없이, 서브 트렌치비, 테이퍼 각을 대략 일정하게 유지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 기술하였으나, 본 발명은 이러한 특정의 실시예에 한정되지 않고, 특허 청구의 범위 내에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러 변형·변경이 가능하다.
또한, 본 발명은 이하와 같이 기술하는 것도 가능하다. 즉, 본 발명의 일 태양은 마이크로파를 투과시키는 유전체로 형성된 마이크로파 투과판과, 상기 투과판 상에 설치되고, 복수의 방사홀을 가지는 유전체로 형성된 슬롯판과, 상기 슬롯판 상에 설치되고, 유전체로 형성된 유전체판을 가지는 감압 가능한 처리 용기 내에 설치된 재치대에 피처리체를 재치하고, 상기 처리 용기 내에 에칭 가스를 공급하고, 상기 처리 용기 내를 소정의 압력으로 유지하고, 소정의 주파수를 가지는 마이크로파를, 상기 유전체판과 상기 슬롯판과 상기 마이크로파 투과판을 이 순서대로 투과시켜 상기 처리 용기 내에 도입하고, 상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키고, 상기 재치대에 대해 교류 바이어스를 제 1 전력으로 공급하는 제 1 기간과, 상기 재치대에 대해 상기 교류 바이어스를 상기 제 1 전력보다 작은 제 2 전력으로 공급하는 제 2 기간과의 합계 기간에 대한 상기 제 1 기간의 비가 0.1부터 0.5까지의 범위에 포함되도록 상기 제 1 기간과 상기 제 2 기간을 반복하여, 상기 재치대에 대해 상기 교류 바이어스를 공급하는 플라즈마 에칭 방법을 제공한다.
또한, 상기의 태양의 플라즈마 에칭 방법에서, 교류 바이어스를 공급하는 스텝에서는 제 1 기간과 제 2 기간이 1 Hz에서 200 Hz까지의 범위의 반복 주파수로 반복되어도 좋다.
또한, 상기의 어느 한 태양의 플라즈마 에칭 방법에서도, 교류 바이어스를 공급하는 스텝에서 제 2 전력은 제로여도 좋다.
또한, 상기의 어느 한 태양의 플라즈마 에칭 방법에서도, 상기의 소정의 압력은 40 mTorr 이상이면 바람직하고, 70 mTorr 이상이면 더욱 바람직하다.
또한, 상기의 어느 한 태양의 플라즈마 에칭 방법에서도, 플라즈마 가스를 공급하는 스텝을 더 포함해도 좋다. 이 경우, 플라즈마 가스의 공급량은 1700 sccm 이하이면 바람직하다. 또한, 에칭 가스의 공급량은 600 sccm 이하이면 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는 피처리체로서 반도체 웨이퍼를 예로 들어 설명했으나, 이에 한정되지 않고, LCD 기판, 글라스 기판, 세라믹 기판 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 국제 출원은 2008년 11월 13일에 출원된 일본 특허 출원 2008-291370호에 기초한 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 여기에 원용한다.

Claims (20)

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  11. 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치(載置)하는 재치대와,
    상기 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 제작되는 마이크로파 투과판과,
    미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 상기 마이크로파 발생 장치가 구형 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 상기 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 상기 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파하는 동축 도파관과, 상기 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 상기 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 상기 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어지는 슬롯판과, 상기 슬롯판과 상기 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과,
    상기 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과,
    상기 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단
    을 구비하는 플라즈마 에칭 장치를 이용한 플라즈마 에칭 방법으로서,
    상기 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력보다 작은 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하고, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간과의 합계 기간에 대한 상기 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록, 상기 바이어스 전력 제어 수단에 의해 상기 교류 바이어스 전력을 제어하는 플라즈마 에칭 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 바이어스 전력 제어 수단이, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하는 반복 주파수는 1 Hz 이상 200 Hz 이하인 플라즈마 에칭 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내의 압력이 40 mTorr 이상인 플라즈마 에칭 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내의 압력이 70 mTorr 이상인 플라즈마 에칭 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 처리 가스는 에칭 가스 및 플라즈마 가스를 포함하고, 상기 에칭 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 유량은 600 sccm 이하이며, 상기 플라즈마 가스를 상기 처리 용기 내에 공급하는 유량은 1700 sccm 이하인 플라즈마 에칭 방법.
  16. 천장부가 개구되고 내부가 진공 배기 가능하게 된 처리 용기와,
    상기 처리 용기 내에 설치된 피처리체를 재치(載置)하는 재치대와,
    상기 천장부의 개구에 기밀하게 장착되어 마이크로파를 투과시키는 유전체로 구성되는 마이크로파 투과판과,
    미리 설정된 주파수의 마이크로파를 발생하기 위한 마이크로파 발생 장치와, 상기 마이크로파 발생 장치가 구형 도파관과 매칭 회로를 개재하여 접속되고, 상기 발생한 마이크로파를 미리 설정된 진동 모드로 변환하기 위한 모드 변환기와, 상기 미리 설정된 진동 모드의 마이크로파를 전파하는 동축 도파관과, 상기 동축 도파관의 외부 도체와 접속하는 도전체의 하우징과, 상기 마이크로파 투과판의 상면에 설치되고, 상기 동축 도파관의 중심 도체가 그 중심부에 접속되며, 복수의 방사홀을 가지는 도전체로 이루어지는 슬롯판과, 상기 슬롯판과 상기 하우징의 사이에 설치된 유전체판을 포함하는 마이크로파 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내에 처리 가스를 공급하는 가스 공급 수단과,
    상기 처리 용기 내를 미리 설정된 압력으로 유지하는 배기 수단과,
    상기 재치대에 교류 바이어스 전력을 공급하는 바이어스 전력 공급 수단과,
    상기 교류 바이어스 전력을 제어하는 바이어스 전력 제어 수단
    을 구비한 플라즈마 에칭 장치로서,
    상기 바이어스 전력 제어 수단은, 상기 교류 바이어스 전력을 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력보다 작은 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하고, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간과의 합계 기간에 대한 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간의 비가 0.1 이상 0.5 이하가 되도록 상기 교류 바이어스 전력을 제어하는 플라즈마 에칭 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 바이어스 전력 제어 수단이, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 1 공급 전력으로 공급하는 기간과, 상기 교류 바이어스 전력을 상기 제 2 공급 전력으로 공급하는 기간을 교호로 반복하는 반복 주파수는 1 Hz 이상 200 Hz 이하인 플라즈마 에칭 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내의 압력이 40 mTorr 이상인 플라즈마 에칭 장치.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 처리 용기 내의 압력이 70 mTorr 이상인 플라즈마 에칭 장치.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 교류 바이어스 전력의 주파수가 13.56 MHz인 플라즈마 에칭 장치.
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