WO2014057793A1 - プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置 - Google Patents

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plasma processing
central
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松本　直樹
祐吾 富田
直輝 三原
▲高▼橋　和樹
倫崇 会田
吉川　潤
孝博 仙田
好保 佐藤
加藤　和行
賢治 周藤
一史 水杉
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a plasma processing method and a plasma processing apparatus.
  • a processing gas is excited by energy supplied from a plasma source in a processing container, and plasma processing for the substrate, for example, processing for etching the substrate is performed.
  • a plasma processing apparatus used for such plasma processing a plasma processing apparatus having a radial line slot antenna has been developed in recent years (see Patent Document 1).
  • a slot antenna having a large number of slots is installed on a dielectric window of a processing container.
  • a central introduction port of a central introduction part is provided for supplying processing gas.
  • a peripheral introduction part for supplying a processing gas is provided between the dielectric window and the mounting table on which the substrate is mounted.
  • the peripheral introduction part is provided below the central introduction port, and has an annular tube extending in the circumferential direction in the space above the mounting table.
  • the annular tube is formed with a plurality of peripheral inlets that open toward the central axis of the annular tube.
  • a processing gas source is connected to the central introduction portion and the peripheral introduction portion via a flow splitter.
  • the microwave energy radiated from many slots of the slot antenna is introduced into the processing container through the dielectric window.
  • the processing gas introduced into the processing container by the central gas introducing unit and the peripheral gas introducing unit is turned into plasma by microwave energy. In this way, the substrate is etched by the plasma processing gas.
  • the plasma density immediately above the center of the substrate is higher than the plasma density directly above the edge of the substrate. Therefore, in the plasma processing apparatus described in Patent Document 1, even if the distribution ratio of the processing gas with respect to the central introduction part and the peripheral introduction part is adjusted by the flow splitter, the controllability of the processing speed of each region in the radial direction of the substrate is improved. There is a limit. For example, there is a limit to the control for bringing the processing speed at the edge of the substrate closer to the processing speed at the center of the substrate.
  • a method for applying plasma treatment to a substrate is provided.
  • a first gas is supplied from a central introduction part into a processing container, a second gas is supplied from the peripheral introduction part into the processing container, and an antenna provided on the upper surface of the dielectric window is used.
  • the central introduction part has a central introduction port.
  • the central introduction port is opened toward the center of the substrate, and gas is injected directly under the dielectric window.
  • a plurality of first gas sources including a first gas source are connected to the central introduction portion via a plurality of first flow rate control units.
  • the peripheral introduction part has a plurality of peripheral introduction ports.
  • the plurality of peripheral inlets are arranged along the circumferential direction below the central inlet and above the mounting table.
  • the plurality of peripheral inlets inject gas toward the edge of the substrate.
  • a plurality of second gas sources including a second gas source are connected to the peripheral introduction portion via a plurality of second flow rate control units.
  • the flow rate of the reactive gas in the second gas is larger than the flow rate of the reactive gas in the first gas
  • the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas in the second gas is It is larger than the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas contained in one gas.
  • the first gas mainly containing a rare gas is supplied from the central introduction part to the processing container.
  • the first gas may contain only a rare gas, or may contain a small amount of reactive gas in addition to the rare gas.
  • the second gas containing a relatively large amount of reactive gas is introduced from the peripheral introduction part into the processing container. Can be introduced. Therefore, more reactive gas can be supplied to the edge of the substrate than to the center of the substrate.
  • the substrate may have a silicon oxide layer and a polycrystalline silicon layer, and in the step (a), C 4 F 6 gas may be supplied as a reactive gas to the peripheral introduction portion. .
  • the C 4 F 6 gas becomes a corrosive gas for the silicon oxide layer and becomes a deposition gas for the polycrystalline silicon layer. Therefore, according to this embodiment, the silicon oxide layer can be etched while protecting the polycrystalline silicon layer. Further, by adjusting the flow rate of the rare gas in the first gas, it is possible to adjust the etching rate distribution of the polycrystalline silicon layer and the deposition rate distribution on the polycrystalline silicon layer in the radial direction. Further, the distribution of the etching rate of the silicon oxide layer in the radial direction can be adjusted by adjusting the flow rate of the C 4 F 6 gas in the second gas.
  • the polycrystalline silicon layer may constitute a fin having a source, a drain, and a channel in a fin-type field effect transistor, and the silicon oxide layer is provided around the fin. It may be done.
  • the substrate has a base portion made of silicon, a plurality of gates arranged on the base portion, and a side wall spacer layer provided along the side walls of the plurality of gates. Also good.
  • the sidewall spacer layer is made of, for example, silicon nitride.
  • the mounting table is connected to a high frequency power source that generates high frequency bias power.
  • a reactive gas for etching the base portion is introduced into the processing container, microwave energy is introduced into the processing container from the antenna through the dielectric window, and high frequency bias power is applied to the mounting table.
  • the step (a) is performed after the step (b).
  • a reactive gas for etching the base portion is used as the reactive gas in the second gas, and the substrate, that is, the base portion is further applied without applying high-frequency bias power to the mounting table. Etch.
  • the base portion of the substrate can be etched in the vertical direction (that is, the thickness direction of the substrate) by the step (b). Further, by performing the step (a) after the step (b), the base portion can be etched also in the lateral direction. Furthermore, in the step (a), the reactive gas is jetted from the peripheral inlet toward the edge of the substrate, so that radicals are supplied to the edge of the substrate without being deactivated. As a result, the base portion can be etched in the lateral direction in the entire region including the edge portion in the radial direction of the substrate.
  • a plasma processing apparatus in another aspect, includes a processing container, a mounting table, a dielectric window, an antenna, a central introduction unit, a peripheral introduction unit, a plurality of first gas sources, a plurality of first flow rate control units, and a plurality of second gas sources. And a plurality of second flow rate control units.
  • the mounting table has a mounting area for mounting a substrate, and is provided in the processing container.
  • the dielectric window has a lower surface facing the mounting area and an upper surface opposite to the lower surface.
  • the antenna is provided on the upper surface of the dielectric window, and introduces microwave energy into the processing container through the dielectric window.
  • the central introduction part has a central introduction port.
  • the central introduction port is opened toward the center of the placement region, and gas is injected directly under the dielectric window.
  • the peripheral introduction part has a plurality of peripheral introduction ports.
  • the plurality of peripheral inlets are arranged along the circumferential direction below the central inlet and above the mounting table, and jet gas toward the edge of the mounting region.
  • the plurality of first gas sources includes a reactive gas source and a rare gas source, and is connected to the central introduction portion.
  • the plurality of first flow rate control units are provided between the plurality of first gas sources and the central introduction portion.
  • the plurality of second gas sources include a reactive gas source and a rare gas source, and are connected to the peripheral introduction portion.
  • the plurality of second flow rate control units are provided between the plurality of second gas sources and the peripheral introduction section.
  • the flow rate of the reactive gas and the flow rate of the rare gas supplied to the central introduction unit can be individually adjusted by the first flow rate control unit. Further, independently of the adjustment of the flow rate of the gas supplied to the central introduction portion by the first flow rate control unit, the flow rate of the reactive gas and the rare gas flow rate supplied to the peripheral introduction portion by the second flow rate control unit. Can be adjusted individually. Therefore, according to this plasma processing apparatus, it is possible to implement the method according to one aspect described above.
  • the plasma processing apparatus may further include a control unit.
  • the control unit may control the first flow rate control unit and the second flow rate control unit so that the first gas is supplied to the central introduction unit and the second gas is supplied to the peripheral introduction unit.
  • the control unit has a higher flow rate of the reactive gas contained in the second gas than the flow rate of the reactive gas in the first gas, and the reaction to the flow rate of the rare gas contained in the second gas. Controlling the first flow rate control unit and the second flow rate control unit so that the ratio of the flow rate of the reactive gas is larger than the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas contained in the first gas. obtain.
  • the method according to one aspect described above can be performed under the control of the control unit. Further, according to this form of plasma processing apparatus, by using C 4 F 6 gas as the reactive gas, it is possible to etch the silicon oxide layer of the substrate while protecting the polycrystalline silicon layer of the substrate. is there.
  • a substrate having a polycrystalline silicon layer constituting a fin having a source, a drain and a channel in a fin-type field effect transistor, and a silicon oxide layer provided around the fin can be exemplified.
  • the plasma processing apparatus may further include a high frequency power source that generates high frequency bias power.
  • the control unit is configured so that a gas containing a rare gas and a reactive gas is introduced into the processing container, microwave energy is introduced into the processing container through the dielectric window, and high frequency bias power is applied to the mounting table.
  • the first control is performed, and then the first gas and the second gas are respectively introduced from the central introduction part and the peripheral introduction part, and the microwave energy is introduced into the processing container through the dielectric window,
  • the second control may be executed so that the supply of the high frequency bias power to the mounting table is stopped.
  • the plasma processing apparatus of this embodiment is applied to processing of a substrate having a base portion made of silicon, a plurality of gates arranged on the base portion, and a spacer layer provided along a side wall of the plurality of gates. obtain.
  • the step (b) can be performed under the first control to etch the base portion in the vertical direction, and then the step (a) is performed under the second control.
  • the base portion can also be etched in the lateral direction.
  • the peripheral introduction portion includes an annular tube that extends in the circumferential direction and provides a plurality of peripheral introduction ports, and the annular tube is provided along the inner wall surface of the processing container. Also good.
  • the annular tube runs along the inner wall surface of the processing container, the annular tube does not become an obstacle to plasma diffusion, and the uniformity of the plasma density distribution is improved. Further, since the annular tube is fitted in the wall of the processing vessel, the stability of the temperature of the annular tube, and thus the temperature of the gas introduced from the annular tube into the processing vessel can be improved. .
  • the annular tube has a rectangular cross section
  • the plasma processing apparatus may further include a support member that extends along a lower surface and an outer peripheral surface of the annular tube and supports the annular tube.
  • a peripheral introduction assembly including an annular tube and a support member is fitted into the wall of the processing vessel.
  • the mounting table may include an electrostatic chuck and a metal plate to which high frequency bias power is supplied.
  • the electrostatic chuck includes a lower portion and an upper portion that provides a mounting area, and defines a stepped outer peripheral surface such that the diameter of the upper portion is smaller than the diameter of the lower portion.
  • the plasma processing apparatus of this embodiment includes a focus ring that surrounds the mounting area, and a space between the outer edge of the focus ring and the outer peripheral surface of the step-like outer peripheral surface and the inner peripheral wall surface of the processing container. And an insulating member that defines In the plasma processing apparatus of this embodiment, the outer peripheral surface of the electrostatic chuck is configured in a step shape, so that the upper portion of the electrostatic chuck is reduced in diameter.
  • the insulating member extends from the outer edge of the focus ring along the outer peripheral surface of the electrostatic chuck and the outer peripheral surface of the plate, and is in contact with the space between the inner wall surface of the processing container and the mounting table.
  • the diameter of the mounting table assembly including the mounting table, the focus ring, and the insulating member can be reduced.
  • the plasma can be diffused to the vicinity of the edge of the substrate, and the uniformity of the plasma density distribution can be improved.
  • the plasma processing apparatus is provided at least 80 mm below the exhaust path around the mounting table, the exhaust port provided below the exhaust path, the exhaust apparatus connected to the exhaust port, and the mounting area. And a baffle plate in which a plurality of through holes are formed.
  • the baffle plate is provided at least 80 mm below the placement area, the size of the exhaust path above the baffle plate can be increased, and the plasma can reach the exhaust path on the baffle plate. Can be diffused. As a result, the plasma can be diffused to the vicinity of the edge of the substrate, and the uniformity of the plasma density distribution can be improved.
  • the distance from the exhaust port differs depending on the circumferential position of the substrate edge.
  • the baffle plate is provided substantially below the placement region, so that the length of the exhaust path above the baffle plate can be increased, and the baffle is formed from the edge of the substrate.
  • the length of the streamline to the plate can be increased. As a result, the difference in the circumferential direction of the gas flow at the edge of the substrate can be suppressed.
  • a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of reducing variations in processing speed in the entire region in the radial direction of the substrate.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a dielectric window.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5 is a plan view showing a state in which the slot plate shown in FIG. 2 is provided on the dielectric window shown in FIG.
  • It is a figure which shows the gas supply system containing the 1st flow control unit group, the 1st gas source group, the 2nd flow control unit group, and the 2nd gas source group.
  • 6 is a graph showing the distribution of the etching rate of the SiO 2 layer obtained in Experimental Examples 13 to 16.
  • 6 is a graph showing the etching rate distribution of a polycrystalline silicon layer obtained in Experimental Examples 17 to 20.
  • 7 is a graph showing the distribution of the deposition rate of a fluorocarbon film obtained in Experimental Examples 21 to 24.
  • 7 is a graph showing the distribution of the etching rate of a polycrystalline silicon layer obtained in Experimental Examples 25 to 27.
  • 6 is a graph showing the distribution of the etching rate of the SiN layer obtained in Experimental Examples 28-30.
  • 6 is a graph showing a distribution of etching selectivity of a polycrystalline silicon layer with respect to etching of a SiN layer obtained from the results of Experimental Examples 25-30.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows schematically the plasma processing apparatus which concerns on another embodiment. It is a figure which shows an example of the gas supply system which can be employ
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to an embodiment.
  • a plasma processing apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a processing container 12.
  • the processing container 12 defines a processing space S for accommodating a substrate (wafer) W.
  • the processing container 12 may include a side wall 12a, a bottom portion 12b, and a top portion 12c.
  • the side wall 12a has a substantially cylindrical shape extending in the direction in which the axis Z extends (hereinafter referred to as “axis Z direction”).
  • the inner diameter of the side wall 12a is, for example, 540 mm.
  • the bottom 12b is provided on the lower end side of the side wall 12a.
  • the upper end of the side wall 12a is open.
  • the upper end opening of the side wall 12 a is closed by a dielectric window 18.
  • the dielectric window 18 is sandwiched between the upper end portion of the side wall 12a and the top portion 12c.
  • a sealing member SL1 may be interposed between the dielectric window 18 and the upper end of the side wall 12a.
  • the sealing member SL1 is an O-ring, for example, and contributes to sealing the processing container 12.
  • the plasma processing apparatus 10 further includes a mounting table 20 provided in the processing container 12.
  • the mounting table 20 is provided below the dielectric window 18.
  • the mounting table 20 includes a plate 22 and an electrostatic chuck 24.
  • the plate 22 is a substantially disk-shaped metal member, and is made of, for example, aluminum.
  • the plate 22 is supported by a cylindrical support part SP1.
  • the support part SP1 extends vertically upward from the bottom part 12b.
  • the plate 22 also serves as a high frequency electrode.
  • the plate 22 is electrically connected to a high frequency power supply RFG that generates high frequency bias power via a matching unit MU and a power feed rod PFR.
  • the high frequency power supply RFG outputs a high frequency bias power of a certain frequency suitable for controlling the energy of ions drawn into the wafer W, for example, 13.65 MHz.
  • the matching unit MU accommodates a matching unit for matching between the impedance on the high frequency power supply RFG side and the impedance on the load side such as an electrode, plasma, and the processing container 12.
  • This matching unit includes a blocking capacitor for generating a self-bias.
  • the electrostatic chuck 24 is provided on the upper surface of the plate 22.
  • the electrostatic chuck 24 includes a base plate 24a and a chuck portion 24b.
  • the base plate 24a is a substantially disk-shaped metal member, and is made of, for example, aluminum.
  • the base plate 24 a is provided on the plate 22.
  • a chuck portion 24b is provided on the upper surface of the base plate 24a.
  • the upper surface of the chuck portion 24b serves as a placement region MR for placing the wafer W thereon.
  • the chuck portion 24b holds the wafer W with an electrostatic attraction force.
  • the chuck portion 24b includes an electrode film sandwiched between dielectric films.
  • a DC power source DCS is electrically connected to the electrode film of the chuck portion 24b via a switch SW and a covered wire CL.
  • the chuck portion 24b can suck and hold the wafer W on its upper surface by a Coulomb force generated by a DC voltage applied from the DC power source DCS.
  • a focus ring FR that surrounds the periphery of the wafer W in a ring shape is provided outside the chuck portion 24b in the radial direction.
  • An annular refrigerant chamber 24g extending in the circumferential direction is provided inside the base plate 24a.
  • a refrigerant having a predetermined temperature for example, cooling water
  • the processing temperature of the wafer W on the chuck portion 24b can be controlled by the temperature of the refrigerant.
  • a heat transfer gas from the heat transfer gas supply unit for example, He gas, is supplied between the upper surface of the chuck portion 24b and the back surface of the wafer W through the supply pipe PP2.
  • An annular exhaust path VL is provided around the mounting table 20.
  • An annular baffle plate 26 having a plurality of through holes is provided in the middle of the exhaust path VL in the axis Z direction.
  • the exhaust path VL is connected to an exhaust pipe 28 that provides an exhaust port 28h.
  • the exhaust pipe 28 is attached to the bottom 12 b of the processing container 12.
  • An exhaust device 30 is connected to the exhaust pipe 28.
  • the exhaust device 30 includes a pressure regulator and a vacuum pump such as a turbo molecular pump.
  • the exhaust device 30 can reduce the processing space S in the processing container 12 to a desired degree of vacuum.
  • gas can be exhausted from the outer periphery of the mounting table 20 through the exhaust path VL.
  • the plasma processing apparatus 10 may further include heaters HT, HS, HC, and HE as a temperature control mechanism.
  • the heater HT is provided in the top portion 12 c and extends in a ring shape so as to surround the antenna 14.
  • the heater HS is provided in the side wall 12a and extends in an annular shape.
  • the heater HC is provided in the base plate 24a.
  • the heater HC is provided in the base plate 24a below the central portion of the mounting region MR described above, that is, in a region intersecting the axis Z.
  • the heater HE is provided in the base plate 24a and extends in an annular shape so as to surround the heater HC.
  • the heater HE is provided below the outer edge portion of the mounting region MR described above.
  • the plasma processing apparatus 10 may further include an antenna 14, a coaxial waveguide 16, a dielectric window 18, a microwave generator 32, a tuner 34, a waveguide 36, and a mode converter 38.
  • the antenna 14, the coaxial waveguide 16, the dielectric window 18, the microwave generator 32, the tuner 34, the waveguide 36, and the mode converter 38 constitute a plasma source of the plasma processing apparatus.
  • the microwave generator 32 generates a microwave having a frequency of 2.45 GHz, for example.
  • the microwave generator 32 is connected to the upper portion of the coaxial waveguide 16 via a tuner 34, a waveguide 36, and a mode converter 38.
  • the coaxial waveguide 16 extends along the axis Z that is the central axis thereof. In one embodiment, the center of the mounting region MR of the mounting table 20 is located on the axis Z.
  • the coaxial waveguide 16 includes an outer conductor 16a and an inner conductor 16b.
  • the outer conductor 16a has a cylindrical shape extending in the center of the axis Z.
  • the lower end of the outer conductor 16a can be electrically connected to the top of the cooling jacket 40 having a conductive surface.
  • the inner conductor 16b is provided coaxially with the outer conductor 16a inside the outer conductor 16a.
  • the inner conductor 16b has a cylindrical shape extending in the center of the axis Z.
  • the lower end of the inner conductor 16 b is connected to the slot plate 44 of the antenna 14.
  • the antenna 14 is a radial line slot antenna.
  • the antenna 14 is disposed in an opening formed in the top portion 12 c and is provided on the upper surface of the dielectric window 18.
  • the antenna 14 includes a dielectric plate 42 and a slot plate 44.
  • the dielectric plate 42 shortens the wavelength of the microwave and has a substantially disk shape.
  • the dielectric plate 42 is made of, for example, quartz or alumina.
  • the dielectric plate 42 is sandwiched between the slot plate 44 and the lower surface of the cooling jacket 40.
  • the antenna 14 can thus be constituted by the dielectric plate 42, the slot plate 44, and the lower surface of the cooling jacket 40.
  • FIG. 2 is a plan view showing an example of the slot plate.
  • the slot plate 44 has a thin plate shape and a disk shape. Both sides of the slot plate 44 in the thickness direction are flat.
  • the center CS of the circular slot plate 44 is located on the axis Z.
  • the slot plate 44 is provided with a plurality of slot pairs 44p. Each of the plurality of slot pairs 44p includes two slot holes 44a and 44b penetrating in the thickness direction.
  • the planar shape of each of the slot holes 44a and 44b is a long hole shape. In each slot pair 44p, the direction in which the long axis of the slot hole 44a extends and the direction in which the long axis of the slot hole 44b extends intersect or orthogonal to each other.
  • the plurality of slot pairs 44p includes an inner slot pair group ISP provided inside the virtual circle VC centered on the axis Z and an outer slot pair group OSP provided outside the virtual circle VC. It is divided roughly.
  • the inner slot pair group ISP includes a plurality of slot pairs 44p.
  • the inner slot pair group ISP includes seven slot pairs 44p.
  • the plurality of slot pairs 44p of the inner slot pair group ISP are arranged at equal intervals in the circumferential direction with respect to the center CS.
  • the plurality of slot holes 44a included in the inner slot pair group ISP are arranged at equal intervals so that the centers of gravity of the slot holes 44a are located on a circle having a radius R1 from the center CS of the slot plate 44.
  • the plurality of slot holes 44b included in the inner slot pair group ISP are arranged at equal intervals so that the center of gravity of the slot hole 44b is located on a circle having a radius R2 from the center CS of the slot plate 44.
  • the radius R2 is larger than the radius R1.
  • the outer slot pair group OSP includes a plurality of slot pairs 44p.
  • the outer slot pair group OSP includes 28 slot pairs 44p.
  • the plurality of slot pairs 44p of the outer slot pair group OSP are arranged at equal intervals in the circumferential direction with respect to the center CS.
  • the plurality of slot holes 44a included in the outer slot pair group OSP are arranged at equal intervals so that the center of gravity of the slot holes 44a is located on a circle having a radius R3 from the center CS of the slot plate 44.
  • the plurality of slot holes 44b included in the outer slot pair group OSP are arranged at equal intervals so that the center of gravity of the slot hole 44b is located on a circle having a radius R4 from the center CS of the slot plate 44.
  • the radius R3 is larger than the radius R2
  • the radius R4 is larger than the radius R3.
  • Each of the slot holes 44a of the inner slot pair group ISP and the outer slot pair group OSP is formed so that the major axis thereof has the same angle with respect to the line segment connecting the center CS and its center of gravity. Yes. Further, each of the slot holes 44b of the inner slot pair group ISP and the outer slot pair group OSP is formed such that the major axis thereof has the same angle with respect to the line segment connecting the center CS and its center of gravity. Yes.
  • FIG. 3 is a plan view showing an example of a dielectric window, and shows a state in which the dielectric window is viewed from the processing space S side.
  • 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the dielectric window 18 has a substantially disk shape and is made of a dielectric such as quartz or alumina.
  • a slot plate 44 is provided on the upper surface 18 u of the dielectric window 18.
  • a through hole 18 h is formed at the center of the dielectric window 18.
  • the upper portion of the through hole 18h is a space 18s in which an injector 50b of the central introduction portion 50 described later is accommodated, and the lower portion is a central introduction port 18i of the central introduction portion 50 described later.
  • the central axis of the dielectric window 18 coincides with the axis Z.
  • the surface opposite to the upper surface 18u of the dielectric window that is, the lower surface 18b is in contact with the processing space S and serves as a surface on the plasma generation side.
  • the lower surface 18b defines various shapes. Specifically, the lower surface 18b has a flat surface 180 in a central region surrounding the central introduction port 18i.
  • the flat surface 180 is a flat surface orthogonal to the axis Z.
  • the lower surface 18 b defines an annular first recess 181 that is continuous in an annular shape and is recessed in a tapered shape toward the inner side in the plate thickness direction of the dielectric window 18 in the radially outer region of the flat surface 180.
  • the first recess 181 is defined by an inner tapered surface 181a, a bottom surface 181b, and an outer tapered surface 181c.
  • the bottom surface 181 b is provided closer to the upper surface 18 u than the flat surface 180, and extends in a ring shape in parallel with the flat surface 180.
  • the inner tapered surface 181 a extends in an annular shape between the flat surface 180 and the bottom surface 181 b and is inclined with respect to the flat surface 180.
  • the outer tapered surface 181c extends in an annular shape between the bottom surface 181b and the peripheral edge of the lower surface 18b, and is inclined with respect to the bottom surface 181b.
  • region of the lower surface 18b becomes a surface which contact
  • the lower surface 18b defines a plurality of second recesses 182 that are recessed from the flat surface 180 toward the inner side in the thickness direction.
  • the number of the plurality of second recesses 182 is seven.
  • the plurality of second recesses 182 are formed at equal intervals along the circumferential direction.
  • the plurality of second recesses 182 have a circular planar shape on a plane orthogonal to the axis Z.
  • the inner surface 182a that defines the second recess 182 is a cylindrical surface that extends in the axis Z direction.
  • the bottom surface 182 b that defines the second recess 182 is provided on the upper surface 18 u side of the flat surface 180 and is a circular surface parallel to the flat surface 180.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state in which the slot plate shown in FIG. 2 is provided on the dielectric window shown in FIG. 3, and shows a state where the dielectric window 18 is viewed from below.
  • the plurality of slot holes 44a and the plurality of slot holes 44b of the outer slot pair group OSP and the plurality of slot holes 44b of the inner slot pair group ISP Overlaps the first recess 181.
  • the plurality of slot holes 44b of the outer slot pair group OSP partially overlap the outer tapered surface 181c and partially overlap the bottom surface 181b.
  • the plurality of slot holes 44a of the outer slot pair group OSP overlap the bottom surface 181b.
  • the plurality of slot holes 44b of the inner slot pair group ISP partially overlap the inner tapered surface 181a, and partially overlap the bottom surface 181b.
  • the plurality of slot holes 44a of the inner slot pair group ISP overlap the second recess 182.
  • the center of gravity (center) of the bottom surfaces of the plurality of second recesses 182 is configured to be positioned in the plurality of slot holes 44a of the inner slot pair group ISP in plan view.
  • the microwave generated by the microwave generator 32 is propagated to the dielectric plate 42 through the coaxial waveguide 16 and from the slot holes 44 a and 44 b of the slot plate 44 to the dielectric window 18. Given to.
  • the thickness of the portion defining the first recess 181 and the thickness of the portion defining the second recess 182 are thinner than the other portions. Therefore, in the dielectric window 18, microwave permeability is enhanced in the portion that defines the first recess 181 and the portion that defines the second recess 182.
  • the slot holes 44a and 44b of the outer slot pair group OSP and the slot hole 44b of the inner slot pair group ISP overlap the first recess 181 and the inner slot pair group ISP.
  • the slot hole 44 a overlaps the second recess 182.
  • the microwave electric field concentrates on the first recess 181 and the second recess 182, and the microwave energy concentrates on the first recess 181 and the second recess 182.
  • plasma can be stably generated in the first recess 181 and the second recess 182, and plasma distributed in the radial direction and the circumferential direction can be stably generated immediately below the dielectric window 18. It becomes possible.
  • plasma can be generated immediately below the dielectric window 18, and the wafer W can be processed on the mounting table 20 provided below the dielectric window 18.
  • the distance in the axis Z direction from the lower surface 18b of the dielectric window 18 to the upper surface of the mounting table 20, that is, the mounting region MR is, for example, 245 mm.
  • the electron temperature of the plasma is generated as a function of the distance from the dielectric window 18 and decreases as the distance from the dielectric window 18 increases. Therefore, the plasma processing apparatus 10 can process the wafer W in the plasma diffusion region where the electron temperature is low, and as a result, damage to the wafer W can be reduced.
  • plasma diffusion is defined by the following equation (1).
  • D is a diffusion coefficient
  • ⁇ Ne / ⁇ x represents an electron density gradient.
  • Equation (1) the diffusion of plasma follows a density gradient from the plasma generation region toward the inner wall surface of the processing vessel. Since the plasma diffuses in this way, the plasma density increases as the distance from the inner wall surface of the processing container increases.
  • the mounting table is surrounded by the inner wall surface of the processing container on the outer side in the radial direction.
  • the plasma processing apparatus 10 has various configurations for reducing variations in processing speed in the radial direction of the wafer W.
  • the configuration of the plasma processing apparatus 10 will be described in more detail.
  • the plasma processing apparatus 10 includes a central introduction unit 50 and a peripheral introduction unit 52.
  • the central introduction part 50 includes a conduit 50a, an injector 50b, and a central introduction port 18i.
  • the conduit 50 a is passed through the inner hole of the inner conductor 16 b of the coaxial waveguide 16.
  • the end of the conduit 50a extends to the space 18s (see FIG. 4) in which the dielectric window 18 is defined along the axis Z.
  • An injector 50b is accommodated in the space 18s and below the end of the conduit 50a.
  • the injector 50b is provided with a plurality of through holes extending in the axis Z direction.
  • the dielectric window 18 defines a central inlet 18i.
  • the central introduction port 18i is continuous below the space 18s and extends along the axis Z.
  • the central introduction portion 50 having such a configuration supplies gas to the injector 50b through the conduit 50a, and injects gas from the injector 50b through the central introduction port 18i.
  • the central introduction portion 50 injects the gas along the axis Z directly below the dielectric window 18. That is, the central introduction part 50 introduces gas into the plasma generation region where the electron temperature is high.
  • the peripheral introduction unit 52 includes a plurality of peripheral introduction ports 52i.
  • the plurality of peripheral inlets 52 i mainly supply gas to the edge of the wafer W.
  • the plurality of peripheral introduction ports 52i are opened toward the edge of the wafer W or the edge of the placement region MR.
  • the plurality of peripheral introduction ports 52 i are arranged along the circumferential direction below the central introduction port 18 i and above the mounting table 20. That is, the plurality of peripheral introduction ports 52i are arranged in an annular shape with the axis Z as the center in a region (plasma diffusion region) where the electron temperature is lower than directly below the dielectric window.
  • the degree of gas dissociation is defined by the product of residence time, electron density, and electron temperature.
  • the peripheral introduction part 52 supplies gas from the region where the electron temperature is low toward the wafer W, the degree of dissociation of the gas introduced from the peripheral introduction part 52 into the processing space S is changed from the central introduction part 50 to the processing space S. The degree of dissociation of the supplied gas is suppressed. Further, the degree of gas dissociation can be adjusted by adjusting the electron power by adjusting the power of the above-described microwave.
  • a first gas source group GSG1 is connected to the central introduction unit 50 via a first flow rate control unit group FCG1.
  • a second gas source group GSG2 is connected to the peripheral introduction part 52 via a second flow rate control unit group FCG2.
  • FIG. 6 is a diagram showing a gas supply system including a first flow rate control unit group, a first gas source group, a second flow rate control unit group, and a second gas source group.
  • the first gas source group GSG1 includes a plurality of first gas sources GS11 to GS1N.
  • “N” is a symbol indicating the total number.
  • the first gas sources GS11 to GS18 are Ar gas source, He gas source, C 4 F 6 gas source, O 2 gas source, HBr gas source, CF 4 gas source, Cl 2 gas source, respectively. Source, N 2 gas source.
  • the first gas source group GSG1 may further include a gas source different from these gases.
  • the first flow rate control unit group FCG1 includes a plurality of first flow rate control units FC11 to FC1N.
  • Each of the plurality of first flow control units FC11 to FC1N includes, for example, two valves and a flow controller provided between the two valves.
  • the flow controller is, for example, a mass flow controller.
  • the plurality of first gas sources GS11 to GS1N are connected to the common gas line GL1 via the plurality of first flow rate control units FC11 to FC1N, respectively.
  • the common gas line GL1 is connected to the central introduction unit 50.
  • the second gas source group GSG2 includes a plurality of first gas sources GS21 to GS2M.
  • “M” is a symbol indicating the total number.
  • the second gas sources GS21 to GS28 are Ar gas source, He gas source, C 4 F 6 gas source, O 2 gas source, HBr gas source, CF 4 gas source, Cl 2 gas source, respectively. Source, N 2 gas source.
  • the second gas source group GSG2 may further include a gas source different from these gases.
  • the second flow rate control unit group FCG2 includes a plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M.
  • Each of the plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M includes, for example, two valves and a flow rate controller provided between the two valves.
  • the flow controller is, for example, a mass flow controller.
  • the plurality of second gas sources GS21 to GS2M are connected to the common gas line GL2 via the plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M, respectively.
  • the common gas line GL2 is connected to the peripheral introduction part 52.
  • the plurality of first gas sources and the plurality of first flow rate control units are provided exclusively for the central introduction unit 50, and the plurality of first gas sources and the plurality of first flow sources are provided.
  • a plurality of second gas sources independent of one flow rate control unit and a plurality of second flow rate control units are provided exclusively for the peripheral introduction part 52. Therefore, the type of gas introduced into the processing space S from the central introduction unit 50, the flow rate of one or more gases introduced into the processing space S from the central introduction unit 50 can be controlled independently, and the peripheral introduction is also possible.
  • the type of gas introduced into the processing space S from the part 52 and the flow rate of one or more gases introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52 can be controlled independently.
  • the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the noble gas in the gas introduced from the peripheral introduction unit 52 into the processing space S is set to It can be made larger than the ratio of the flow rate of the reactive gas to the gas flow rate.
  • the flow rate of the reactive gas introduced from the peripheral introduction portion 52 into the processing space S can be made larger than the flow rate of the reactive gas introduced from the central introduction portion 50 into the processing space S.
  • C 4 F 6 gas can be used as the reactive gas.
  • C 4 F 6 gas is a deposition gas for polysilicon.
  • a reactive gas HBr gas, or can be used CF4 gas and / or Cl 2 gas.
  • the plasma processing apparatus 10 may further include a control unit Cnt as shown in FIG.
  • the control unit Cnt may be a controller such as a programmable computer device.
  • the control unit Cnt can control each unit of the plasma processing apparatus 10 according to a program based on the recipe. For example, the control unit Cnt can send a control signal to the plurality of first flow rate control units FC11 to FC1N to adjust the gas type and gas flow rate supplied to the central introduction unit 50. Further, the control unit Cnt can send control signals to the plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M to adjust the gas type and gas flow rate supplied to the peripheral introduction unit 52.
  • the control unit Cnt also controls the microwave generator 32, the high frequency power supply RFG, and the exhaust device 30 so as to control the microwave power, the RF bias power and ON / OFF, and the pressure in the processing container 12. Can supply. Further, the control unit Cnt can send a control signal to a heater power source connected to the heaters HT, HS, HC, and HE in order to adjust the temperatures of the heaters HT, HS, HC, and HE.
  • the peripheral introduction part 52 further includes an annular tube 52p.
  • a plurality of peripheral inlets 52i are formed in the pipe 52p.
  • the annular tube 52p can be made of, for example, quartz.
  • the annular tube 52p is provided along the inner wall surface of the side wall 12a in one embodiment. In other words, the annular tube 52p is not disposed on the path connecting the lower surface of the dielectric window 18 and the placement region MR, that is, the wafer W. Therefore, the annular tube 52p does not hinder plasma diffusion.
  • the annular tube 52p is provided along the inner wall surface of the side wall 12a, the plasma consumption of the annular tube 52p is suppressed, and the replacement frequency of the annular tube 52p can be reduced.
  • the annular pipe 52p is provided along the side wall 12a that can be controlled by a heater, it is possible to improve the stability of the temperature of the gas introduced from the peripheral introduction part 52 into the processing space S. It becomes.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an annular tube of the peripheral introduction portion and its support structure.
  • FIG. 8 is an exploded perspective view showing the annular tube of the peripheral introduction portion and its support structure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing an annular tube and a gas supply block.
  • the plasma processing apparatus 10 may further include a support member 56 for supporting the annular tube 52p in one embodiment.
  • the support member 56 has a ring shape, and can be made of, for example, aluminum whose surface is anodized.
  • the support member 56 has an upper portion 56a and a lower portion 56b.
  • the inner diameter of the upper part 56a of the support member 56 is larger than the inner diameter of the lower part 56b. Therefore, in the support member 56, an annular surface 56s directed upward is provided between the upper portion 56a and the lower portion 56b.
  • the annular surface 56s extends along the lower surface of the annular tube 52p, and the inner surface 56i of the upper portion 56a extends along the outer peripheral surface of the annular tube 52p, whereby the annular tube 52p is supported by the support member. 56.
  • the plasma processing apparatus 10 further includes fixing members 58 and 60 for fixing the annular tube 52p to the support member 56, and a gas supply block 62 for connecting the annular tube 52p and the common gas line GL2. Further provisions may be made. Specifically, a through hole 56 d extending in the radial direction is formed in the first portion 56 c that is a part of the support member 56. The columnar pressing portion 58b of the fixing member 58 is inserted into the through hole 56d.
  • the fixing member 58 has a plate-like base portion 58a connected to the base end of the pressing portion 58b. The base 58 a is in contact with the outer peripheral surface of the support member 56 and is screwed to the support member 56.
  • the tip of the pressing portion 58b comes into contact with the outer peripheral surface of the annular tube 52p. Accordingly, the annular tube 52p is pressed in the diameter direction of the support member 56 and pressed against the second portion 56e of the support member 56 that faces the first portion 56c in the diameter direction.
  • Two grooves are formed in the annular tube 52p on the side opposite to the portion in contact with the fixing member 58.
  • the locked portions 60a of the two fixing members 60 are inserted into these grooves, respectively.
  • the fixing member 60 is locked to the annular tube 52p.
  • the two fixing members 60 have the protrusion part 60b which protrudes outside from the outer peripheral surface of the cyclic
  • the protrusion 60 b of the fixing member 60 is accommodated in a groove formed on the inner peripheral surface of the second portion 56 e of the support member 56.
  • a hole extending inward from the outer peripheral surface of the second portion 56e is formed in the second portion 56e of the support member 56, and the hole is connected to the groove that accommodates the protruding portion 60b in the second portion 56e.
  • a gas line 52f extending in the radial direction is formed in the annular tube 52p between the two grooves in which the locked portions 60a of the fixing member 60 are accommodated.
  • One end of the gas line 52f is connected to an annular gas line 52g formed in the annular pipe 52p, and the other end of the gas line 52f extends to the outer peripheral surface of the annular pipe 52p.
  • the second portion 56e of the support member 56 is formed with a through hole 56g extending in the radial direction from the position facing the other end of the gas line 52f to the outer peripheral surface of the support member 56.
  • the first port 62a of the gas supply block 62 is inserted into the through hole 56g.
  • a gas line 62f extending from the tip of the first port 62a to the second port 62b is formed.
  • a common gas line GL2 is connected to the second port 62b.
  • the peripheral introduction assembly including the annular pipe 52p and the support member 56 having such a configuration is fitted in a groove formed on the inner wall surface of the side wall 12a as shown in FIG.
  • the annular tube 52 p is mounted on the single support member 56 and fixed to the support member 56 by the fixing members 58 and 60. Since the support structure for the annular tube 52p is configured with such a small number of parts, the plasma processing apparatus 10 is excellent in maintainability related to the annular tube 52p and the support structure. Further, the support structure for the annular pipe 52p is realized at low cost.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing the peripheral introduction port of the peripheral introduction portion and the wafer W.
  • the cross-sectional shape of the gas line 52g in the annular tube 52p is configured such that one of the radial width and the axial Z-direction width is larger than the other.
  • the radial width W1 of the gas line 52g in the annular pipe 52p is larger than the width W2 in the height direction of the gas line 52g in the annular pipe 52p. Yes.
  • the pressure of the gas supplied to the annular tube 52p can drop while flowing in the annular tube 52p.
  • the annular pipe 52p having such a cross-sectional shape can reduce the pressure loss of the gas in the annular pipe 52p. Thereby, it becomes possible to reduce the variation in the flow rate of the gas injected from the plurality of peripheral introduction ports 52i.
  • the plurality of peripheral introduction ports 52 i are open toward the edge of the wafer W.
  • the plurality of peripheral introduction ports 52 i are inclined at an angle ⁇ with respect to a plane orthogonal to the axis Z so as to inject gas toward the edge of the wafer W.
  • the angle ⁇ is determined according to the distance in the radial direction between the edge of the wafer W or the mounting region MR and the peripheral introduction port 52i and the distance in the axis Z direction between the wafer W or the mounting region MR and the peripheral introduction port 52i. It is done.
  • the angle ⁇ is determined in the range of 30 degrees to 50 degrees.
  • the distance in the axis Z direction between the wafer W or the mounting region MR and the peripheral introduction port 52i is 90 mm, and the angle ⁇ is 45 degrees.
  • the peripheral inlet 52i is opened so as to be inclined toward the edge of the wafer W, the reactive species of the reactive gas injected from the peripheral inlet 52i are at the edge of the wafer W. Head directly. This makes it possible to supply reactive species of reactive gas to the edge of the wafer W without deactivation. As a result, it is possible to reduce variations in the processing speed of each region in the radial direction of the wafer W.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the outer edge portion of the mounting table 20.
  • a mounting table and a member accompanying the mounting table for example, a mounting table assembly including a focus ring FR, extend to the outside in the radial direction from the wafer W. Therefore, the mounting table assembly becomes an obstacle to the diffusion of plasma to the edge of the wafer W.
  • the diameter of the mounting table assembly including the mounting table 20 and the focus ring FR is set to 110% or less of the diameter of the wafer W.
  • An example of such a mounting table assembly is realized by the embodiment shown in FIG.
  • the electrostatic chuck 24 includes a lower portion 24 c and an upper portion 24 d that is located on the lower portion 24 c and provides a placement region MR.
  • the upper portion 24d includes the upper region of the base plate 24a and the chuck portion 24b.
  • the upper portion 24d is reduced in diameter so that its diameter is smaller than the diameter of the lower portion 24c.
  • the electrostatic chuck 24 configured in this manner has a stepped outer peripheral surface whose diameter is reduced on the upper side.
  • the plate 22 has a diameter substantially equal to the lower portion 24 c of the electrostatic chuck 24 and provides an outer peripheral surface that is continuous with the outer peripheral surface of the lower portion 24 c of the electrostatic chuck 24.
  • a focus ring FR is provided in the outer edge region of the upper surface of the base plate 24a.
  • the chuck portion 24b is provided on the upper surface of the base plate 24a in a region surrounded by the outer edge region of the base plate 24a. Therefore, the placement region MR is surrounded by the focus ring FR.
  • the outer edge of the focus ring FR projects slightly outward in the radial direction from the outer edge of the upper surface of the base plate 24a.
  • an insulating member made of a material such as quartz is provided on the outer peripheral surface of the electrostatic chuck 24 and the outer peripheral surface of the plate 22. In the embodiment shown in FIG.
  • the insulating member 70 extends from the lower surface of the outer edge of the focus ring FR along the outer peripheral surface of the upper portion 24 d of the electrostatic chuck 24.
  • the outer peripheral surface of the insulating member 70 has a shape that follows the outer peripheral surface of the upper portion 24d of the electrostatic chuck 24, and is in contact with the exhaust path VL.
  • the insulating member 72 extends along the outer peripheral surface of the lower portion 24 c of the electrostatic chuck 24 and the outer peripheral surface of the plate 22. The outer peripheral surface of the insulating member 72 is also in contact with the exhaust path VL.
  • the upper portion 24d of the electrostatic chuck 24 has a diameter smaller than that of the lower portion 24c thereof, and the focus ring FR is smaller than the outer edge of the upper surface of the base plate 24a so that the outer edge thereof is continuous with the insulating member 70. It has a configuration that protrudes only slightly in the radial direction.
  • the diameter of the focus ring FR is small, it is possible to diffuse plasma around the focus ring FR.
  • the outer diameter (diameter) of the focus ring FR is 330 mm. Thereby, the plasma can be diffused to the vicinity of the edge of the wafer W. Further, according to the embodiment shown in FIG.
  • the distance from the outer peripheral surface of the mounting table assembly including the focus ring FR and the insulating members 70 and 72 to the side wall 12a of the processing container 12 is increased.
  • a large space in the radial direction, that is, the exhaust path VL can be secured between the side wall 12a and the outer peripheral surface of the mounting table assembly, and plasma diffusion can be promoted in the exhaust path VL. is there.
  • the baffle plate 26 is provided below at a distance H1 of 80 mm or more from the placement region MR in the axis Z direction.
  • the baffle plate 26 is provided below the electrostatic chuck 24 and the plate 22 in order to ensure a distance H1 of 80 mm or more.
  • the exhaust path VL extends in a ring shape around the mounting table 20.
  • an exhaust port 28 h is provided below the exhaust path via a baffle plate 26. That is, the exhaust port 28 h is not located below the center of the mounting table 20, but is provided at a position deviated in the radial direction from the center of the mounting table 20. This is because the power feed rod PFR described above extends in the axis Z direction below the center of the mounting table 20. Accordingly, the distance from the edge of the wafer W to the exhaust port 28h varies depending on the position of the edge of the wafer W.
  • the baffle plate 26 has a configuration in which the baffle plate 26 is separated downward from the placement region MR by a large distance H 1. Therefore, the length of the streamline from the edge of the wafer W to the baffle plate 26 is long. Can be increased. As a result, the difference in the circumferential direction of the gas flow at the edge of the wafer W is reduced, and the gas flow around the wafer W is made uniform in the circumferential direction.
  • step Sa the first gas is supplied from the central introduction part 50 into the processing container 12, and the second gas is supplied from the peripheral introduction part 52 into the processing container 12. Further, in step Sa, microwave energy is introduced into the processing container 12 from the antenna 14 through the dielectric window 18. Thereby, in process Sa, the wafer W mounted on the mounting table 20 is etched.
  • the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas in the second gas is larger than the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas in the first gas.
  • the flow rate of the reactive gas in the second gas is larger than the flow rate of the reactive gas in the first gas.
  • the first gas may include only a rare gas and the second gas may include only a reactive gas.
  • the rare gas may be, for example, Ar gas or He gas
  • the reactive gas may be C 4 F 6 gas for the silicon oxide layer (SiO 2 layer).
  • the reactive gas may be HBr gas, CF 4 gas and / or Cl 2 gas for polycrystalline silicon.
  • This step Sa can be performed under the control of the control unit Cnt of the plasma processing apparatus 10. That is, the control unit Cnt controls the plurality of first flow rate control units FC11 to FC1N and the plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M, thereby allowing the first gas and the second gas to enter the processing container 12. Can be supplied.
  • FIG. 12 is a perspective view showing an example of a fin-type field effect transistor.
  • the fin field effect transistor 100 has a substrate 102.
  • the substrate 102 is made of Si, for example.
  • a fin 104 made of polycrystalline silicon is formed on one main surface of the substrate 102.
  • the fin 104 has a rectangular parallelepiped shape that is long in one direction.
  • the fin 104 has a source and a drain to which an impurity is added, and has a channel between the source and the drain in the one direction.
  • SiO 2 layers 106 are provided on both sides of the fin 104 in the other direction orthogonal to the one direction.
  • a gate oxide film 108 is provided so as to cover the channel of the fin 104, and the gate 110 extends in the other direction so as to cover the gate oxide film 108.
  • FIG. 13 is a diagram showing a step in the manufacture of a fin-type field effect transistor.
  • the SiO 2 layer 106 is deposited so as to cover the fin 104, the SiO 2 layer is etched so that the upper portion of the fin 104 is exposed.
  • the process to perform is performed.
  • Step Sa described above can be applied to the step shown in FIG. Specifically, in step Sa, by using C 4 F 6 gas as the reactive gas, the SiO 2 layer 106 can be etched by the active species of fluorine dissociated from the C 4 F 6 gas, and at the same time,
  • the fin 104 made of polycrystalline silicon can be protected by the fluorocarbon dissociated from the C 4 F 6 gas. That is, for the SiO 2 layer 106, C 4 F 6 gas can be used as a corrosive gas, and for the fin 104 made of polycrystalline silicon, C 4 F 6 gas can be used as a deposition gas. Can be used.
  • step Sa the supply from the peripheral introduction unit 52 is greater than the ratio of the flow rate of the reactive gas (C 4 F 6 gas) to the flow rate of the rare gas in the first gas supplied from the central introduction unit 50.
  • the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas in the second gas is increased.
  • the flow rate of the reactive gas in the second gas is larger than the flow rate of the reactive gas in the first gas. Therefore, according to the process Sa, the active species of fluorine and the fluorocarbon can also be supplied to the edge of the wafer W.
  • the distribution of the etching rate of the polycrystalline silicon layer in the radial direction and the distribution of the deposition rate with respect to the polycrystalline silicon layer can be adjusted by adjusting the flow rate of the rare gas in the first gas. It becomes possible. Further, the distribution of the etching rate of the silicon oxide layer in the radial direction can be adjusted by adjusting the flow rate of the C 4 F 6 gas in the second gas. Therefore, according to the process Sa, the difference between the height of the fin 104 itself and the height of the fin 104 exposed from the SiO 2 layer 106 is reduced in the entire radial region including the center and the edge of the wafer W. Can be possible.
  • FIG. 14 is a flowchart showing an application example of the plasma processing method according to the embodiment.
  • the plasma processing method shown in FIG. 14 can be applied to create a substrate in the state shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a state of the wafer W in an intermediate process in manufacturing the fin-type field effect transistor.
  • the wafer W shown in FIG. 15 has a plurality of gates 202 arranged on one main surface of the Si substrate (base portion) 200.
  • a sidewall spacer layer 204 is provided along both side walls of each of the plurality of gates 202.
  • the sidewall spacer layer 204 is made of, for example, SiN.
  • a hole 206 is formed in the Si substrate 200 below between two side wall spacer layers 204 provided between adjacent gates 202, and the hole is extended below the side wall spacer layer 204.
  • the Si substrate 200 it is necessary to etch the Si substrate 200 in the vertical direction, that is, in the thickness direction, and also in the horizontal direction.
  • the plasma processing method of FIG. 14 that can be performed using the plasma processing apparatus 10 is suitable.
  • the hole 206 can be used for embedding silicon germanium after the formation of the hole 206 to generate stress.
  • the plasma processing method shown in FIG. 14 includes a process Sa and a process Sb preceding the process Sa.
  • step Sb a reactive gas for etching the Si substrate 200, that is, the base portion, is introduced into the processing container 12, and microwave energy is introduced into the processing container 12 from the antenna 14 through the dielectric window 18.
  • high frequency bias power is applied to the plate 22 of the mounting table 20.
  • the active species of the atom or molecule contained in the reactive gas are generated.
  • the Si substrate 200 is etched mainly in the vertical direction, that is, in the thickness direction under the space between the two spacer layers 204 interposed between the adjacent gates 202 due to the effect of ion attraction by the high frequency bias power.
  • the reactive gas used in step Sb can be CF 4 gas or HBr gas.
  • step Sa is performed subsequent to step Sb.
  • the first gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50
  • the second gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52
  • the antenna 14 passes through the dielectric window 18.
  • Microwave energy is introduced into the processing vessel 12.
  • step Sa high frequency bias power is not applied to the plate 22 of the mounting table 20. Since the process Sa is performed without bias, an Si substrate is formed below two spacer layers 204 interposed between adjacent gates 202 by active species of atoms or molecules contained in the reactive gas, particularly radicals. 200 is etched isotropically, ie also in the lateral direction.
  • the reactive gas in step Sa may be HBr gas, or CF 4 gas and Cl 2 gas.
  • step Sa the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas in the first gas supplied from the central introduction unit 50 is higher than that in the second gas supplied from the peripheral introduction unit 52.
  • the ratio of the flow rate of the reactive gas to the flow rate of the rare gas is increased.
  • step Sa the flow rate of the reactive gas in the second gas is larger than the flow rate of the reactive gas in the first gas. Therefore, according to the step Sa, a large amount of radicals can be supplied to the edge of the wafer W without being deactivated. As a result, in the entire radial region including the center and edge of the wafer W, it is possible to form the hole 206 expanded in the lateral direction.
  • the plasma processing method shown in FIG. 14 can be performed in the plasma processing apparatus 10 under the control of the control unit Cnt.
  • the control unit Cnt executes the first control and the second control.
  • the first control is control for carrying out step Sb.
  • the control unit Cnt includes a plurality of first flow rate control units FC11 to FC1N and a plurality of flow rates so as to supply a gas containing a rare gas and a reactive gas for etching the substrate 200 into the processing container 12.
  • the second flow rate control units FC21 to FC2M are controlled.
  • the control unit Cnt controls the microwave generator 32 so that microwave energy is introduced into the processing container 12 through the dielectric window 18.
  • the control unit Cnt controls the high frequency power supply RFG so that high frequency bias power is applied to the plate 22 of the mounting table 20.
  • the second control is a control for performing the process Sa.
  • the control unit Cnt includes a plurality of first flow control units FC11 to FC1N and a plurality of first flow control units FC11 to FC1N so that the first gas and the second gas are supplied from the central introduction unit 50 and the peripheral introduction unit 52, respectively.
  • the plurality of second flow rate control units FC21 to FC2M are controlled.
  • the control unit Cnt controls the microwave generator 32 so that microwave energy is introduced into the processing container 12 through the dielectric window 18.
  • the control unit Cnt controls the high frequency power supply RFG so that the supply of the high frequency bias power to the plate 22 of the mounting table 20 is stopped.
  • the diameter of the annular tube 52p of the peripheral introduction part 52 is changed as a parameter, and the electron density distribution of Ar plasma on 5 mm of the placement region MR is obtained, and the electron density in the electron density distribution is obtained.
  • the variation of was calculated.
  • the inner diameter of the processing container 12 was set to 540 mm, and the distance in the axis Z direction between the annular tube 52p and the placement region MR was set to 90 mm.
  • the pressure in the processing container 12 was set to 20 mTorr (2.666 Pa) and 100 mTorr (13.33 Pa).
  • the following formula (2) was used to calculate the variation in electron density.
  • NeU (NeMax ⁇ NeMin) / (2 ⁇ NeAve) (2)
  • NeU is a variation in electron density
  • NeMax is a maximum value of electron density
  • NeMin is a minimum value of electron density
  • NeAve is an average value of electron density.
  • FIG. 16 is a graph showing the results of simulation 1.
  • the horizontal axis is the diameter of the annular tube 52p
  • the vertical axis is the electron density variation NeU (%).
  • the variation NeU in the electron density is smaller as the diameter of the annular tube 52 p is larger regardless of the pressure in the processing container 12. From this result, it was confirmed that by providing the annular tube 52p along the inner wall surface of the side wall 12a of the processing container 12, the variation in the plasma density distribution directly above the placement region MR can be reduced.
  • the diameter of the mounting table was changed as a parameter, and the electron density distribution of Ar plasma on 5 mm of the mounting region MR was obtained, and the variation in the electron density in the electron density distribution was obtained.
  • the “diameter of the mounting table” in the simulation 2 is the outer diameter of the mounting table assembly including the mounting table 20, the focus ring FR, and the insulating members 70 and 72.
  • the inner diameter of the processing vessel 12 is set to 540 mm
  • the diameter of the annular tube 52p is set to 540 mm
  • the distance in the axis Z direction between the annular tube 52p and the placement region MR is set to 90 mm.
  • the pressure in the processing container 12 was set to 20 mTorr (2.666 Pa) and 100 mTorr (13.33 Pa).
  • Equation (2) was used for calculation of the variation in electron density.
  • FIG. 17 is a graph showing the results of simulation 2.
  • the horizontal axis represents the diameter of the mounting table
  • the vertical axis represents the electron density variation NeU (%).
  • the electron density variation NeU decreases as the outer diameter of the mounting table assembly decreases, regardless of the pressure in the processing container 12.
  • the density of plasma immediately above the mounting region MR is set by setting the outer diameter of the mounting table assembly to 110% or less of the diameter of the wafer W, that is, 330 mm or less. It was confirmed that variation in distribution could be reduced.
  • simulations 3 and 4 the type and flow rate of the gas introduced into the processing container 12 from the central introduction unit 50 and the peripheral introduction unit 52 are changed as parameters, and the distribution of the molar concentration of HBr on the mounting region MR is 5 mm. Calculated.
  • Other conditions for simulations 3 and 4 are as follows.
  • Inner diameter of processing vessel 12 of simulations 3 and 4 540 mm Distance between the lower surface of the dielectric window 18 and the mounting region MR in the simulations 3 and 4: 245 mm Diameter of annular pipe 52p of simulations 3 and 4: 540 mm Distance between the annular tube 52p of the simulations 3 and 4 and the mounting region MR: 90 mm Angle ⁇ of peripheral inlet 52i in simulations 3 and 4: 45 degrees HBr gas flow rate in central introduction part 50 in simulation 3: 800 sccm Ar gas flow rate in the peripheral introduction part 52 of the simulation 3: 1000 sccm Ar gas flow rate in the central introduction part 50 of the simulation 4: 1000 sccm HBr gas flow rate in the peripheral introduction part 52 of the simulation 4: 800 sccm
  • the diameter of the annular tube 52p is set to 528 mm, the peripheral inlet 52i is opened horizontally toward the axis Z, and the distribution ratio of the same gas is changed to the central inlet 50 and the peripheral inlet 52.
  • the distribution of the molar concentration of HBr on the mounting region MR 5 mm was calculated.
  • Other conditions for the simulations 5 to 7 are as follows.
  • the results of simulations 3 and 4 are shown in FIG. 18, and the results of simulations 5 to 7 are shown in FIG. 18 and 19, the horizontal axis represents the radial distance when the position immediately above the center position of the wafer W having a diameter of 300 mm is set to “0”, and the vertical axis represents the molar concentration of HBr.
  • the horizontal axis represents the radial distance when the position immediately above the center position of the wafer W having a diameter of 300 mm is set to “0”
  • the vertical axis represents the molar concentration of HBr.
  • FIG. 19 when the same gas is introduced from the central introduction part 50 and the peripheral introduction part 52 by changing the distribution ratio, that is, in the simulations 5 to 7, the center of the wafer W is more than the edge of the wafer W. It was confirmed that much HBr was supplied. Further, as shown in FIG.
  • simulations 8 to 25 in the plasma processing apparatus 10, the distance (height) of the annular tube 52p from the placement region MR and the angle ⁇ of the peripheral inlet 52i are changed as parameters, and 5 mm above the placement region MR. The distribution of the molar concentration of HBr was calculated.
  • Ar gas was introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50, and HBr gas was introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52.
  • Other conditions for the simulations 8 to 25 are as follows.
  • the results of simulations 8 to 16 are shown in FIG. 20, and the results of simulations 17 to 25 are shown in FIG.
  • the horizontal axis is the radial distance when the position immediately above the center position of the wafer W having a diameter of 300 mm is “0”, and the vertical axis is the HBr at the position “0”.
  • the molar concentration of HBr normalized by the molar concentration.
  • Ar gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50, and HBr gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52, so that It was confirmed that a large amount of HBr was supplied to the edge of the wafer W.
  • the supply amount of HBr to the edge of the wafer W can be adjusted by the supply amount of HBr gas introduced from the peripheral introduction portion 52. Also, as shown in FIGS. 20 and 21, by setting the angle ⁇ of the peripheral introduction port 52i in the range of 35 ° to 45 °, a large adjustment range for the supply amount of HBr to the edge of the wafer W can be obtained. It was confirmed that
  • C 4 F 6 gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52 of the plasma processing apparatus 10 and the flow rate of He gas introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50 is used as a parameter.
  • plasma was generated, and a 300 mm diameter wafer W having a polycrystalline silicon layer uniformly provided on the base substrate was exposed to the plasma.
  • Other conditions in Experimental Examples 5 to 8 are the same as those in Experimental Examples 1 to 4.
  • the other conditions of Experimental Examples 9 to 12 are the same as the conditions of Experimental Examples 1 to 4 except that the high-frequency bias power is set to 0 W.
  • the etching rate of the SiO 2 layer was determined from the change in the thickness of the SiO 2 layer before and after the treatment in Experimental Examples 1 to 4 and the treatment time. More specifically, sampling points at intervals of 50 mm were set on four diameters of the wafer W set at intervals of 45 degrees, and the etching rate of the SiO 2 layer was obtained at these sampling points.
  • the four diameters are referred to as an X axis, a Y axis, a V axis, and a W axis.
  • the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined from the change in the thickness of the polycrystalline silicon layer before and after the treatment in Experimental Examples 5 to 8 and the treatment time. More specifically, sampling points at intervals of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined at these sampling points.
  • the deposition rate of the fluorocarbon film was determined from the film thickness of the fluorocarbon film after the treatment in Experimental Examples 9 to 12 and the treatment time. Specifically, sampling points with an interval of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the deposition rate of the fluorocarbon film was determined at these sampling points.
  • the distribution of the etching rate of the SiO 2 layer obtained in Experimental Examples 1 to 4 is shown in FIGS.
  • the distribution of the etching rate of the polycrystalline silicon layer obtained in Experimental Examples 5 to 8 is shown in (a) to (d) of FIG.
  • Distributions of the deposition rate of the fluorocarbon film obtained in Experimental Examples 9 to 12 are shown in (a) to (d) of FIG.
  • the horizontal axis represents the position on the X axis, Y axis, V axis, and W axis when the center position of the wafer W is “0”.
  • the vertical axis represents the etching rate.
  • the vertical axis represents the deposition rate.
  • the rare gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50, and the C 4 F 6 gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52,
  • the flow rate of the rare gas introduced into the processing container 12 from the central introduction unit 50 the etching rate distribution of the polycrystalline silicon layer and the multiplicity of the etching rate can be increased without affecting the etching rate distribution of the SiO 2 layer. It was confirmed that the deposition rate distribution of the fluorocarbon film capable of protecting the crystalline silicon layer can be adjusted.
  • Experimental Examples 13 to 16 a gas mainly containing He gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50 of the plasma processing apparatus 10 and C 4 F 6 gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52.
  • the plasma was generated by changing the flow rate of the wafer as a parameter, and a wafer W having a diameter of 300 mm having a SiO 2 layer uniformly provided on the base substrate was exposed to the plasma.
  • Other conditions of Experimental Examples 13 to 16 are as follows.
  • Examples 17-24 from the central inlet 50 of the plasma processing apparatus 10 is introduced mainly containing gas He gas into the processing chamber 12, C 4 F 6 gas is introduced from the peripheral inlet unit 52 into the processing vessel 12
  • the plasma was generated by varying the flow rate of ⁇ and the wafer W having a polycrystalline silicon layer uniformly provided on the base substrate was exposed to the plasma.
  • Other conditions in Experimental Examples 17 to 20 are the same as those in Experimental Examples 13 to 16, respectively.
  • the other conditions of Experimental Examples 21 to 24 are the same as the conditions of Experimental Examples 13 to 16, except that the high-frequency bias power is set to 0 W.
  • the etching rate of the SiO 2 layer was determined from the change in the thickness of the SiO 2 layer before and after the treatment in Experimental Examples 13 to 16 and the treatment time. More specifically, sampling points with an interval of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the etching rate of the SiO 2 layer was determined at these sampling points.
  • the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined from the change in the thickness of the polycrystalline silicon layer before and after the treatment in Experimental Examples 17 to 20 and the treatment time. More specifically, sampling points at intervals of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined at these sampling points.
  • the deposition rate of the fluorocarbon film was determined from the film thickness of the fluorocarbon film after the treatment in Experimental Examples 21 to 24 and the treatment time. Specifically, sampling points with an interval of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the deposition rate of the fluorocarbon film was determined at these sampling points.
  • FIGS. 25 to 27 The distribution of the etching rate of the SiO 2 layer obtained in Experimental Examples 13 to 16 is shown in FIGS.
  • the distribution of the etching rate of the polycrystalline silicon layer obtained in Experimental Examples 17 to 20 is shown in (a) to (d) of FIG.
  • the distributions of the deposition rate of the fluorocarbon film obtained in Experimental Examples 21 to 24 are shown in FIGS.
  • the horizontal axis is the position on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line when the center position of the wafer W is “0”.
  • the vertical axis represents the etching rate.
  • the vertical axis represents the deposition rate.
  • a gas containing mainly a rare gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50, and C 4 F 6 gas is introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52.
  • Fluorocarbon film that can be introduced and the etching rate distribution of the polycrystalline silicon layer and the polycrystalline silicon layer can be protected by adjusting the flow rate of the C 4 F 6 gas introduced from the peripheral introduction part 52 into the processing container 12 It was confirmed that the etching rate distribution of the SiO 2 layer can be adjusted without greatly affecting the deposition rate distribution of the SiO 2 layer.
  • Experimental Examples 28 to 30 Ar gas is introduced into the processing container 12 from the central introduction part 50 of the plasma processing apparatus 10, and the flow rate of HBr gas introduced into the processing container 12 from the peripheral introduction part 52 is varied as a parameter. Then, plasma was generated, and a wafer W having a diameter of 300 mm having a SiN layer uniformly provided on the base substrate was exposed to the plasma. Other conditions in Experimental Examples 28 to 30 are the same as those in Experimental Examples 25 to 27, respectively.
  • the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined from the change in the thickness of the polycrystalline silicon layer before and after the treatment in Experimental Examples 25 to 27 and the treatment time. More specifically, sampling points at intervals of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the etching rate of the polycrystalline silicon layer was determined at these sampling points.
  • the etching rate of the SiN layer was determined from the change in the thickness of the SiN layer before and after the treatment in Experimental Examples 28 to 30 and the treatment time. More specifically, sampling points with an interval of 50 mm were set on the X-axis line, Y-axis line, V-axis line, and W-axis line, and the etching rate of the SiN layer was determined at these sampling points.
  • FIGS. 28A to 28C show the distribution of the etching rate of the polycrystalline silicon layer obtained in Experimental Examples 25 to 27.
  • FIG. Also, the distribution of the etching rate of the SiN layer obtained in Experimental Examples 28 to 30 is shown in (a) to (c) of FIG.
  • the distribution of the etching selectivity of the polycrystalline silicon layer with respect to the etching of the SiN layer obtained from the results of Experimental Examples 25 to 30 is shown in FIGS.
  • the horizontal axis is the position on the X axis, Y axis, V axis, and W axis when the center position of the wafer W is “0”.
  • the vertical axis represents the etching rate.
  • the vertical axis represents selectivity.
  • the selectivity distribution shown in FIG. 30A is obtained by dividing the etching rate of polycrystalline silicon at each position obtained in Experimental Example 25 by the etching rate of the SiN layer at the corresponding position obtained in Experimental Example 28. Sought by doing.
  • the selectivity distribution shown in FIG. 30 (b) shows that the etching rate of polycrystalline silicon at each position obtained in Experimental Example 26 is the etching rate of the SiN layer at the corresponding position obtained in Experimental Example 29. It was calculated by dividing.
  • the selectivity distribution shown in (c) of FIG. 30 indicates that the etching rate of polycrystalline silicon at each position obtained in Experimental Example 27 is the etching rate of the SiN layer at the corresponding position obtained in Experimental Example 30. It was calculated by dividing.
  • Experimental Example 31 the plasma processing method shown in FIG. 14 was performed using the plasma processing apparatus 10, and the wafer W shown in FIG. 15 was created. That is, etching was performed on the underlying Si base portion between two adjacent sidewall spacer layers.
  • the design value of the distance between the two sidewall spacer layers was 30 nm, and the design value of the gate height was 140 nm.
  • the conditions of Experimental Example 31 are as follows.
  • Inner diameter of processing vessel 12 540 mm Distance between the lower surface of the dielectric window 18 and the mounting region MR: 245 mm Diameter of annular tube 52p: 540mm Angle ⁇ of peripheral inlet 52i: 45 degrees Distance (height) of annular tube 52p from placement region MR: 90 mm Gas flow rate (Ar / CF 4 / O 2 ) at the central introduction part in step Sb: 90 sccm / 7 sccm / 1.5 sccm Gas flow rate (Ar / CF 4 / O 2 ) at the peripheral introduction portion in step Sb: 210 sccm / 18 sccm / 3.5 sccm Microwave power of process Sb: 1500W High-frequency bias power in step Sb: 50 W Pressure in the processing container of step Sb: 150 mTorr (20 Pa) Process time of step Sb: 15 seconds Gas flow rate (Ar / N 2 ) of the central introduction part in
  • Experimental Example 32 was performed.
  • the conditions of Experimental Example 32 are the same as the conditions of Experimental Example 31 except that only the process Sb for 7 seconds was performed and the process Sa was not performed.
  • FIG. 31 is a diagram showing a plasma processing apparatus according to another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10A shown in FIG. 31 is different from the plasma processing apparatus 10 in that it further includes another peripheral introduction part 52A.
  • the peripheral introduction part 52A is composed of the same components as the peripheral introduction part 52, and its installation position is different from that of the peripheral introduction part 52.
  • the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52 is disposed in a plasma diffusion region, for example, a region above the placement region MR and at a distance of 100 mm or more in the Z direction from the lower surface 18b of the dielectric window 18.
  • the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52A is provided above the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52 in the axis Z direction and below the plasma generation region.
  • the plasma generation region is, for example, a region within 50 mm in the Z direction from the lower surface 18b of the dielectric window 18.
  • the peripheral introduction part 52A since the peripheral introduction part 52A is provided above the peripheral introduction part 52, the peripheral introduction part 52 supplies gas to the edge of the wafer W, whereas the peripheral introduction part 52A The gas can be supplied toward the region between the edge and the center of the wafer W. Further, when the gas supplied from the peripheral introduction part 52A includes a reactive gas, the reactive gas dissociates with a dissociation degree higher than the dissociation degree of the reactive gas supplied from the peripheral introduction part 52.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating an example of a gas supply system that can be employed in a plasma processing apparatus according to another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10A may include a gas supply system shown in FIG.
  • the gas supply system shown in FIG. 32 includes a third gas source group GSG1, a first flow rate control unit group FCG1, a second gas source group GSG2, and a second flow rate control unit group FCG2. It has a gas source group GSG3 and a third flow rate control unit group FCG3.
  • the third gas source group GSG3 includes a plurality of third gas sources GS31 to GS3Q.
  • “Q” is a symbol representing the total number.
  • the third gas sources GS31 to GS38 are Ar gas source, He gas source, C 4 F 6 gas source, O 2 gas source, HBr gas source, CF 4 gas source, Cl 2 gas source, respectively. Source, N 2 gas source.
  • the third gas source group GSG3 may further include a gas source different from these gases.
  • the third flow rate control unit group FCG3 includes a plurality of third flow rate control units FC31 to FC3Q.
  • Each of the plurality of third flow rate control units FC31 to FC3Q includes, for example, two valves and a flow rate controller provided between the two valves.
  • the flow controller is, for example, a mass flow controller.
  • the plurality of third gas sources GS31 to GS3Q are connected to the common gas line GL3 via the plurality of third flow rate control units FC31 to FC3Q, respectively.
  • the common gas line GL3 is connected to the peripheral introduction part 52A. That is, the third gas source group GSG3 independent of the first gas source group GSG1 and the second gas source group GSG2 is provided in the peripheral introduction part 52A, the first flow control unit group FCG1 and the second flow rate. It is connected via a third flow rate control unit group FCG3 independent of the control unit group FCG2. Therefore, the kind of one or more gases introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52A and the flow rate of one or more gases introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52A can be controlled independently. .
  • the composition ratio of the gas introduced into the processing space S from the peripheral introduction portion 52A can be different from the composition ratio of the gas introduced into the processing space S from the peripheral introduction portion 52.
  • the flow rate of the gas introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52 and the peripheral introduction It is also possible to adjust the ratio of the flow rate of the gas introduced into the processing space S from the part 52A.
  • a gas having the same composition as the gas introduced from the central introduction unit 50 into the processing space S may be introduced into the processing space S from the peripheral introduction unit 52A.
  • the gas introduced from the central introduction unit 50 is irradiated onto the central region of the wafer W, the gas is reflected by the wafer W.
  • a gas flow from the center of the wafer W toward the outside and upward can occur.
  • a gas having the same composition as the gas introduced into the processing space S from the central introduction part 50 is introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52A toward the central part of the wafer W, it is introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52A.
  • the gas to be flowed flows in a direction opposite to the gas flow directed outward and upward. Accordingly, it is possible to suppress the flow of gas that is introduced from the central introduction part 50 and reflected by the central part of the wafer W and directed outward and upward.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating another example of a gas supply system that can be employed in a plasma processing apparatus according to another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10A may include a gas supply system shown in FIG. That is, as shown in FIG. 33, the second gas source group GSG2 may be connected to the peripheral introduction part 52A of the plasma processing apparatus 10A via the second flow rate control unit group FCG2 and the flow splitter FS. .
  • the gas having the same composition is supplied to the peripheral introduction part 52 and the peripheral introduction part 52A, but the flow rate of the gas introduced from the peripheral introduction part 52 into the processing space S and the peripheral introduction part 52A to the processing space S. It is possible to adjust the ratio of the flow rate of the introduced gas.
  • a gas whose flow rate is relatively adjusted from the peripheral introduction part 52 and the peripheral introduction part 52A is used as a plurality of the wafers W so as to uniformize the processing speed of the plurality of regions in the radial direction of the wafer W.
  • reactive gases having different degrees of dissociation can be supplied to each of the plurality of regions of the wafer W so as to uniformize the processing speed of the plurality of regions in the radial direction of the wafer W.
  • FIG. 34 is a diagram showing still another example of a gas supply system that can be employed in a plasma processing apparatus according to another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10A may include a gas supply system shown in FIG. That is, as shown in FIG. 34, the first gas source group GSG1 may be connected to the peripheral introduction portion 52A of the plasma processing apparatus 10A via the first flow rate control unit group FCG1 and the flow splitter FS. . In this case, it is possible to suppress the flow of the gas introduced from the central introduction portion 50 and reflected by the central portion of the wafer W and going outward and upward.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to still another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10B shown in FIG. 35 is different from the plasma processing apparatus 10 in that it further includes another peripheral introduction part 52B.
  • the peripheral introduction part 52B is composed of the same components as the peripheral introduction part 52.
  • the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52A of the plasma processing apparatus 10A is provided above the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52 in the axis Z direction
  • the annular tube 52p of the plasma processing apparatus 10B has an annular shape.
  • the tube 52p is provided above the placement region MR and below the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52 in the axis Z direction.
  • the plasma processing apparatus 10B may include the gas supply system shown in FIG. 32 or the gas supply system shown in FIG. That is, a dedicated gas source group GSG3 may be connected to the peripheral introduction part 52B via a dedicated flow rate control unit group FCG3. Alternatively, the second gas source group GSG2 may be connected to the peripheral introduction part 52B via the second flow rate control unit group FCG2 and the flow splitter FS.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view schematically showing a plasma processing apparatus according to still another embodiment.
  • the plasma processing apparatus 10C shown in FIG. 36 is different from the plasma processing apparatus 10 in that it further includes another peripheral introduction unit 52C.
  • the peripheral introduction part 52C is composed of the same components as the peripheral introduction part 52.
  • the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52C of the plasma processing apparatus 10C is provided in the vicinity of the plasma generation region, that is, the lower surface of the dielectric window 18.
  • the plasma processing apparatus 10C may include the gas supply system shown in FIG. 32 or the gas supply system shown in FIG.
  • the gas introduced into the processing space S from the peripheral introduction part 52 ⁇ / b> A toward the central part of the wafer W is introduced from the central introduction part 50. It is reflected by the central portion of W and flows in a direction opposite to the gas flow directed outward and upward. Accordingly, it is possible to suppress the flow of gas that is introduced from the central introduction part 50 and reflected by the central part of the wafer W and directed outward and upward.
  • simulations 26 and 27 performed for confirming the effect of the peripheral introduction portion 52A of the plasma processing apparatus 10A will be described.
  • the setting was made to introduce 200 sccm of HBr gas from the central introduction unit 50 into the processing space S.
  • the setting was made such that 200 sccm of HBr gas was introduced into the processing space S from the central introduction portion 50 and 100 sccm of He gas was introduced into the processing space S from the peripheral introduction portion 52A.
  • the inner diameter of the processing container 12 is set to 540 mm
  • the distance in the axis Z direction between the lower surface 18b of the dielectric window 18 and the placement region MR is set to 245 mm
  • the annular shape of the peripheral introduction portion 52A is set.
  • the diameter of the tube 52p was set to 540 mm
  • the distance in the axis Z direction between the annular tube 52p of the peripheral introduction portion 52A and the placement region MR was set to 120 mm.
  • the pressure in the processing container 12 was set to 10 mTorr (1.333 Pa).
  • FIG. 37 shows the gas flow distribution in the processing vessel obtained in the simulations 26 and 27.
  • 37 (a) shows the gas flow in the processing container obtained in the simulation 26
  • FIG. 37 (b) shows the gas flow in the processing container obtained in the simulation 27 by arrows. It is shown.
  • FIG. 37A when a gas is introduced into the processing space S from only the central introduction part 50, the gas is reflected by the central part of the wafer W and goes outward and upward. As a result, a gas vortex is generated above the intermediate region between the central portion and the edge portion of the wafer W.
  • FIG. 37A shows the gas flow in the processing vessel obtained in the simulations 26 and 27.
  • the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52 and the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52A may be integrated.
  • the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52 and the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52A may be integrated as a single ceramic part.
  • the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52 and the annular pipe 52p of the peripheral introduction part 52B may be integrated.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Plasma processing apparatus, 12 ... Processing container, 12a ... Side wall, 14 ... Antenna, 16 ... Coaxial waveguide, 18 ... Dielectric window, 18b ... Lower surface of dielectric window, 18u ... Upper surface of dielectric window, 181 ... Recessed part, 182 ... second recessed part (dimple) 20 ... mounting table, 22 ... plate (RF plate), 24a ... base plate, 24b ... chuck part, 24c ... lower part, 24d ... upper part, MR ... mounting area, 26 ... baffle plate, 28 ... exhaust pipe, 28h ... exhaust port, 30 ... exhaust device, 32 ... microwave generator, 40 ... cooling jacket, 42 ...

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Abstract

　一実施形態のプラズマ処理装置では、アンテナから誘電体窓を介してマイクロ波のエネルギーが処理容器内に導入される。このプラズマ処理装置は、中央導入部及び周辺導入部を備える。中央導入部の中央導入口は、基板を載置する載置台の載置領域の中央に向けて開口し、誘電体窓の直下にガスを噴射する。周辺導入部の複数の周辺導入口は、中央導入口よりも下方且つ載置台の上方において周方向に沿って配列されており、載置領域の縁部に向けてガスを噴射する。中央導入部には、反応性ガス及び希ガスのソースを含む複数の第１のガスソースが複数の第１の流量制御ユニットを介して接続されている。周辺導入部には、反応性ガス及び希ガスのソースを含む複数の第２のガスソースが、複数の第２の流量制御ユニットを介して接続されている。

Description

プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置
　本発明の実施形態は、プラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置に関するものである。
　半導体デバイスの製造においては、処理容器内においてプラズマ源から供給されるエネルギーにより処理ガスを励起させて、基板に対するプラズマ処理、例えば、基板をエッチングする処理が行われる。このようなプラズマ処理に用いるプラズマ処理装置として、近年、ラジアルラインスロットアンテナ（Ｒａｄｉａｌ　Ｌｉｎｅ　Ｓｌｏｔ　Ａｎｔｅｎｎａ）を有するプラズマ処理装置が開発されている（特許文献１参照）。
　特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、処理容器の誘電体窓の上に多数のスロットを有するスロットアンテナが設置されている。誘電体窓の中央には、処理ガス供給のために中央導入部の中央導入口が設けられている。また、誘電体窓と基板を載置する載置台との間には、処理ガス供給用の周辺導入部が設けられている。周辺導入部は、中央導入口よりも下方に設けられており、載置台の上方の空間において周方向に延在する環状の管を有している。環状の管には、当該環状の管の中心軸線に向けて開口した複数の周辺導入口が形成されている。これら中央導入部及び周辺導入部には、フロースプリッタを介して、処理ガスのソースが接続されている。
　スロットアンテナの多数のスロットから放射されたマイクロ波のエネルギーは、誘電体窓を介して処理容器内に導入される。中央ガス導入部及び周辺ガス導入部によって処理容器内に導入された処理ガスはマイクロ波のエネルギーによってプラズマ化する。このように、プラズマ化された処理ガスによって、基板のエッチングが行われる。
国際公開第２０１１／１２５５２４号
　特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、基板の中央直上におけるプラズマ密度が、基板の縁部直上におけるプラズマ密度よりも高くなる。したがって、特許文献１に記載されたプラズマ処理装置では、中央導入部と周辺導入部に対する処理ガスの分配比をフロースプリッタにより調整しても、基板の径方向における各領域の処理速度の制御性には、限界がある。例えば、基板の中央部における処理速度に基板の縁部における処理速度を近づける制御には、限界がある。
　かかる背景から、本技術分野においては、基板の径方向における全領域の処理速度のばらつきを低減することが可能なプラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置が求められている。
　一側面においては、基板にプラズマ処理を適用する方法が提供される。この方法は、処理容器内に中央導入部から第１のガスを供給し、当該処理容器内に周辺導入部から第２のガスを供給し、誘電体窓の上面の上に設けられたアンテナから該誘電体窓を介して処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入して、誘電体窓の下面に面するように載置台上に載置された基板をエッチングする工程（ａ）を含む。中央導入部は、中央導入口を有している。中央導入口は、基板の中央に向けて開口しており、誘電体窓の直下にガスを噴射する。中央導入部には、第１のガスのソースを含む複数の第１のガスソースが複数の第１の流量制御ユニットを介して接続されている。周辺導入部は、複数の周辺導入口を有する。複数の周辺導入口は、中央導入口よりも下方且つ該載置台の上方において周方向に沿って配列されている。複数の周辺導入口は、基板の縁部に向けてガスを噴射する。周辺導入部には、第２のガスのソースを含む複数の第２のガスソースが複数の第２の流量制御ユニットを介して接続されている。この方法では、第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも、第２のガスにおける反応性ガスの流量が多く、第２のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比は、第１のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも大きい。
　上記一側面に係る方法では、中央導入部専用の複数の第１のガスソース及び複数の第１の流量制御ユニットを用いることにより、希ガスを主として含む第１のガスを中央導入部から処理容器内に導入することができる。例えば、第１のガスは、希ガスのみを含んでいてもよく、或いは希ガスに加えて少量の反応性ガスを含んでいてもよい。一方、周辺導入部専用の複数の第２のガスソース及び複数の第２の流量制御ユニットを用いることにより、相対的に反応性ガスを多く含む第２のガスを周辺導入部から処理容器内に導入することができる。したがって、基板の中央部よりも基板の縁部に対して、より多くの反応性ガスを供給することができる。その結果、本方法によれば、基板の径方向における全領域の処理速度のばらつきが低減され得る。また、誘電体窓の直下よりも電子温度が低い領域に周辺導入部からより多くの反応性ガスを供給することができるので、基板に供給される反応性ガスの解離度を調整することが可能となる。
　一形態においては、基板は、シリコン酸化層及び多結晶シリコン層を有していてもよく、工程（ａ）において、周辺導入部には反応性ガスとしてＣ４Ｆ６ガスが供給されてもよい。Ｃ４Ｆ６ガスは、シリコン酸化層に対しては腐食性のガスとなり、多結晶シリコン層に対しては堆積性のガスとなる。したがって、この形態によれば、多結晶シリコン層を保護しつつ、シリコン酸化層をエッチングすることが可能となる。また、第１のガスにおける希ガスの流量を調整することで、径方向における多結晶シリコン層のエッチング速度の分布及び多結晶シリコン層に対する堆積速度の分布を調整することが可能となる。また、第２のガスにおけるＣ４Ｆ６ガスの流量を調整することで、径方向におけるシリコン酸化層のエッチング速度の分布を調整することが可能となる。
　上記一形態の方法が適用可能な一例として、多結晶シリコン層は、フィン型電界効果トランジスタにおいてソース、ドレイン及びチャネルを有するフィンを構成していてもよく、シリコン酸化層は当該フィンの周囲に設けられていてもよい。
　別の一形態においては、基板は、シリコンからなる下地部、当該下地部上に配列された複数のゲート、及び、当該複数のゲートの側壁に沿って設けられた側壁スペーサ層を有していてもよい。側壁スペーサ層は、例えば、窒化シリコンから構成される。この形態において、載置台は、高周波バイアス電力を発生する高周波電源に接続されている。この形態の方法は、下地部のエッチング用の反応性ガスを処理容器内に導入し、アンテナから誘電体窓を介して処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入し、載置台に高周波バイアス電力を与えて、隣り合う二つのゲートの間に介在する二つのスペーサ層の間の下方の下地部をエッチングする工程（ｂ）を更に含む。さらに、この形態の方法では、工程（ｂ）の後に工程（ａ）が行われる。工程（ａ）は、第２のガスにおける反応性ガスとして下地部のエッチング用の反応性ガスを用い、且つ、載置台に対して高周波バイアス電力を与えずに、基板、即ち、下地部を更にエッチングする。
　上記別の一形態の方法では、工程（ｂ）により、基板の下地部を縦方向（即ち、基板の厚み方向）にエッチングすることができる。また、工程（ｂ）の後に工程（ａ）を実施することにより、下地部を横方向にもエッチングすることができる。さらに、工程（ａ）においては、周辺導入口から基板の縁部に向けて反応性ガスが噴射されるので、ラジカルが失活せずに基板の縁部に供給される。その結果、縁部を含む、基板の径方向にわたる全領域において、下地部を横方向にエッチングすることが可能となる。
　別の側面においては、プラズマ処理装置が提供される。このプラズマ処理装置は、処理容器、載置台、誘電体窓、アンテナ、中央導入部、周辺導入部、複数の第１のガスソース、複数の第１の流量制御ユニット、複数の第２のガスソース、及び、複数の第２の流量制御ユニットを備える。載置台は、基板を載置するための載置領域を有し、処理容器内に設けられている。誘電体窓は、載置領域に面する下面、及び当該下面と反対側の上面を有する。アンテナは、誘電体窓の上面の上に設けられており、当該誘電体窓を介して処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入する。中央導入部は、中央導入口を有する。中央導入口は、載置領域の中央に向けて開口しており、誘電体窓の直下にガスを噴射する。周辺導入部は、複数の周辺導入口を有する。複数の周辺導入口は、中央導入口よりも下方且つ載置台の上方において周方向に沿って配列されており、載置領域の縁部に向けてガスを噴射する。複数の第１のガスソースは、反応性ガスのソース及び希ガスのソースを含み、中央導入部に接続されている。複数の第１の流量制御ユニットは、複数の第１のガスソースと中央導入部との間に設けられている。複数の第２のガスソースは、反応性ガスのソース及び希ガスのソースを含み、周辺導入部に接続されている。複数の第２の流量制御ユニットは、複数の第２のガスソースと周辺導入部との間に設けられている。
　このプラズマ処理装置では、第１の流量制御ユニットにより、中央導入部に供給する反応性ガスの流量及び希ガスの流量を個別に調整することができる。また、第１の流量制御ユニットによる中央導入部に供給するガスの流量の調整とは独立して、第２の流量制御ユニットにより、周辺導入部に供給する反応性ガスの流量及び希ガスの流量を個別に調整することができる。したがって、このプラズマ処理装置によれば、上述した一側面に係る方法を実施することが可能となる。
　一形態においては、プラズマ処理装置は、制御部を更に備え得る。制御部は、中央導入部に第１のガスが供給され、周辺導入部に第２のガスが供給されるよう、第１の流量制御ユニット及び第２の流量制御ユニットを制御し得る。具体的には、制御部は、第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも、第２のガスに含まれる反応性ガスの流量が多く、第２のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比が、第１のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも大きくなるように、第１の流量制御ユニット及び第２の流量制御ユニットを制御し得る。
　上記一形態のプラズマ処理装置によれば、上述した一側面に係る方法を、制御部による制御の下で、実施することが可能となる。また、この形態のプラズマ処理装置によれば、反応性ガスとしてＣ４Ｆ６ガスを用いることにより、基板の多結晶シリコン層を保護しつつ、当該基板のシリコン酸化層をエッチングすることが可能である。このような基板としては、フィン型電界効果トランジスタにおいてソース、ドレイン及びチャネルを有するフィンを構成する多結晶シリコン層、及び、当該フィンの周囲に設けられたシリコン酸化層を有する基板が例示され得る。
　一形態においては、プラズマ処理装置は、高周波バイアス電力を発生する高周波電源を更に備え得る。制御部は、希ガス及び反応性ガスを含むガスが処理容器内に導入され、マイクロ波のエネルギーが誘電体窓を介して処理容器内に導入され、載置台に高周波バイアス電力が与えられるよう、第１の制御を実行し、次いで、中央導入部及び周辺導入部から第１のガス及び第２のガスがそれぞれ導入され、マイクロ波のエネルギーが誘電体窓を介して処理容器内に導入され、載置台に対する高周波バイアス電力の供給が停止されるよう、第２の制御を実行してもよい。この形態のプラズマ処理装置は、シリコンからなる下地部、当該下地部上に配列された複数のゲート、及び、当該複数のゲートの側壁に沿って設けられたスペーサ層を有する基板の処理に適用され得る。具体的には、第１の制御の下で工程（ｂ）を実施して、下地部を縦方向にエッチングすることができ、次いで、第２の制御の下で工程（ａ）を実施して、下地部を横方向にもエッチングすることができる。
　一形態においては、周辺導入部は、前記周方向に延在して複数の周辺導入口を提供する環状の管を含み、当該環状の管は、処理容器の内壁面に沿って設けられていてもよい。この形態のプラズマ処理装置によれば、環状の管が処理容器の内壁面に沿っているので、当該環状の管がプラズマの拡散の障害とならず、プラズマ密度分布の均一性が向上される。また、環状の管が処理容器の壁に嵌め込まれているので、環状の管の温度、延いては当該環状の管から処理容器内に導入されるガスの温度の安定性を向上させることができる。
　一形態においては、環状の管の断面は矩形であり、プラズマ処理装置は、環状の管の下面及び外周面に沿って延在して当該環状の管を支持する支持部材を更に備え得る。また、環状の管と支持部材とを含む周辺導入アセンブリが処理容器の壁に嵌め込まれている。この形態では、環状の管を支持する構造に用いる部品の点数を少なくすることができる。その結果、メンテナンス性が向上し、且つ、コストが低減される。
　一形態においては、載置台は、静電チャック及び高周波バイアス電力が供給される金属製のプレートを含み得る。この形態では、静電チャックは、下側部分、及び載置領域を提供する上側部分を含み、上側部分の直径が下側部分の直径より小さくなるように階段状の外周面を画成している。この形態のプラズマ処理装置は、載置領域を囲むフォーカスリング、及び、フォーカスリングの外縁から階段状の外周面及び前記プレートの外周面に沿って延在し処理容器の内壁面との間に空間を画成する絶縁部材を更に備える。この形態のプラズマ処理装置では、静電チャックの外周面が階段状に構成されることにより、当該静電チャックの上側部分が縮径されている。また、絶縁部材が、フォーカスリングの外縁から静電チャックの外周面及びプレートの外周面に沿って延在して、処理容器の内壁面と載置台との間の空間に接している。これにより、載置台、フォーカスリング、及び絶縁部材を含む載置台アセンブリの直径を小さくすることができる。その結果、基板の縁部近傍までプラズマを拡散させることができ、プラズマ密度分布の均一性を向上することができる。
　一形態においては、プラズマ処理装置は、載置台の周囲の排気路、排気路の下方に設けられた排気口、排気口に接続された排気装置、及び、載置領域よりも８０ｍｍ以上下方に設けられており、複数の貫通孔が形成されたバッフル板を更に備え得る。この形態のプラズマ処理装置では、バッフル板が載置領域よりも８０ｍｍ以上下方に設けられているので、バッフル板より上の排気路のサイズを大きくすることができ、バッフル板上の排気路までプラズマを拡散させることが可能である。その結果、基板の縁部近傍までプラズマを拡散させることができ、プラズマ密度分布の均一性を向上することができる。また、本形態では、排気口が載置台の中央に対して横方向に偏位しているので、排気口からの距離は、基板縁部の周方向の位置によって異なる。しかしながら、本形態では、上述のようにバッフル板を載置領域よりも相当に下方に設けたことにより、バッフル板より上の排気路の長さを大きくすることができ、基板の縁部からバッフル板までの流線の長さを大きくすることができる。その結果、基板の縁部におけるガス流れの周方向における差異が抑制され得る。
　以上説明したように、本発明の種々の側面及び形態によれば、基板の径方向の全領域における処理速度のばらつきを低減可能なプラズマ処理方法、及びプラズマ処理装置が提供される。
一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 スロット板の一例を示す平面図である。 図３は、誘電体窓の一例を示す平面図である。 図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿ってとった断面図である。 図５は、図３に示す誘電体窓上に図２に示すスロット板を設けた状態を示す平面図である。 第１の流量制御ユニット群、第１のガスソース群、第２の流量制御ユニット群、及び、第２のガスソース群を含むガス供給系を示す図である。 周辺導入部の環状の管及びその支持構造を示す斜視図である。 周辺導入部の環状の管及びその支持構造を示す分解斜視図である。 環状の管とガス供給ブロックとを示す断面図である。 周辺導入部の周辺導入口とウエハとを示す拡大断面図である。 載置台の外縁部近傍を示す拡大断面図である。 フィン型電界効果トランジスタの一例を示す斜視図である。 フィン型電界効果トランジスタの製造における一工程を示す図である。 一実施形態に係るプラズマ処理方法の応用例を示す流れ図である。 図１４に示すプラズマ処理方法が適用され得る基板の例を示す図である。 シミュレーション１の結果を示すグラフである。 シミュレーション２の結果を示すグラフである。 シミュレーション３及び４の結果を示すグラフである。 シミュレーション５～７の結果を示すグラフである。 シミュレーション８～１６の結果を示すグラフである。 シミュレーション１７～２５の結果を示すグラフである。 実験例１～４において求めたＳｉＯ２層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例５～８において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例９～１２において求めたフルオロカーボン膜の堆積速度の分布を示すグラフである。 実験例１３～１６において求めたＳｉＯ２層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例１７～２０において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例２１～２４において求めたフルオロカーボン膜の堆積速度の分布を示すグラフである。 実験例２５～２７において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例２８～３０において求めたＳｉＮ層のエッチング速度の分布を示すグラフである。 実験例２５～３０の結果から求めたＳｉＮ層のエッチングに対する多結晶シリコン層のエッチングの選択性の分布を示すグラフである。 別の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の一例を示す図である。 別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の別の一例を示す図である。 別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の更に別の一例を示す図である。 更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 更に別の実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。 シミュレーション２６及び２７において求めた処理容器内でのガスの流れの分布を示す図である。
　以下、図面を参照して種々の実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。
　まず、一実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図１は、一実施形態に係るプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図１に示すプラズマ処理装置１０は、処理容器１２を備えている。処理容器１２は、基板（ウエハ）Ｗを収容するための処理空間Ｓを画成している。処理容器１２は、側壁１２ａ、底部１２ｂ、及び、天部１２ｃを含み得る。
　側壁１２ａは、軸線Ｚが延びる方向（以下、「軸線Ｚ方向」という）に延在する略円筒形状を有している。側壁１２ａの内径は、例えば、５４０ｍｍである。底部１２ｂは、側壁１２ａの下端側に設けられている。側壁１２ａの上端部は開口している。側壁１２ａの上端部開口は、誘電体窓１８によって閉じられている。誘電体窓１８は、側壁１２ａの上端部と天部１２ｃとの間に狭持されている。この誘電体窓１８と側壁１２ａの上端部との間には封止部材ＳＬ１が介在していてもよい。封止部材ＳＬ１は、例えばＯリングであり、処理容器１２の密閉に寄与する。
　プラズマ処理装置１０は、処理容器１２内に設けられた載置台２０を更に備えている。載置台２０は、誘電体窓１８の下方に設けられている。一実施形態においては、載置台２０は、プレート２２、及び、静電チャック２４を含んでいる。
　プレート２２は、略円盤状の金属製の部材であり、例えば、アルミニウムから構成されている。プレート２２は、筒状の支持部ＳＰ１によって支持されている。支持部ＳＰ１は、底部１２ｂから垂直上方に延びている。プレート２２は、高周波電極を兼ねている。プレート２２は、マッチングユニットＭＵ及び給電棒ＰＦＲを介して、高周波バイアス電力を発生する高周波電源ＲＦＧに電気的に接続されている。高周波電源ＲＦＧは、ウエハＷに引き込むイオンのエネルギーを制御するのに適した一定の周波数、例えば、１３．６５ＭＨｚの高周波バイアス電力を出力する。マッチングユニットＭＵは、高周波電源ＲＦＧ側のインピーダンスと、主に電極、プラズマ、処理容器１２といった負荷側のインピーダンスとの間で整合をとるための整合器を収容している。この整合器の中に自己バイアス生成用のブロッキングコンデンサが含まれている。
　プレート２２の上面には、静電チャック２４が設けられている。静電チャック２４は、ベースプレート２４ａ及びチャック部２４ｂを含んでいる。ベースプレート２４ａは、略円盤状の金属製の部材であり、例えば、アルミニウムから構成されている。ベースプレート２４ａは、プレート２２上に設けられている。ベースプレート２４ａの上面にはチャック部２４ｂが設けられている。チャック部２４ｂの上面は、ウエハＷを載置するための載置領域ＭＲとなる。チャック部２４ｂは、ウエハＷを静電吸着力で保持する。チャック部２４ｂは、誘電体膜の間に挟まれた電極膜を含んでいる。チャック部２４ｂの電極膜には、直流電源ＤＣＳがスイッチＳＷ及び被覆線ＣＬを介して電気的に接続されている。チャック部２４ｂは、直流電源ＤＣＳから印加される直流電圧により発生するクーロン力によって、その上面にウエハＷを吸着保持することができる。このチャック部２４ｂの径方向外側には、ウエハＷの周囲を環状に囲むフォーカスリングＦＲが設けられている。
　ベースプレート２４ａの内部には、周方向に延びる環状の冷媒室２４ｇが設けられている。この冷媒室２４ｇには、チラーユニットから配管ＰＰ１，ＰＰ３を介して所定の温度の冷媒、例えば、冷却水が循環供給される。チャック部２４ｂ上のウエハＷの処理温度は、冷媒の温度によって制御され得る。さらに、伝熱ガス供給部からの伝熱ガス、例えば、Ｈｅガスが供給管ＰＰ２を介してチャック部２４ｂの上面とウエハＷの裏面との間に供給される。
　載置台２０の周囲には、環状の排気路ＶＬが設けられている。排気路ＶＬの軸線Ｚ方向における中間には、複数の貫通孔が形成された環状のバッフル板２６が設けられている。排気路ＶＬは、排気口２８ｈを提供する排気管２８に接続している。排気管２８は、処理容器１２の底部１２ｂに取り付けられている。排気管２８には、排気装置３０が接続されている。排気装置３０は、圧力調整器、及びターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有している。この排気装置３０により、処理容器１２内の処理空間Ｓを所望の真空度まで減圧することができる。また、排気装置３０を動作させることにより、載置台２０の外周から排気路ＶＬを介してガスを排気することができる。
　一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、温度制御機構として、ヒータＨＴ、ＨＳ、ＨＣ、及び、ＨＥを更に備え得る。ヒータＨＴは、天部１２ｃ内に設けられており、アンテナ１４を囲むように、環状に延在している。また、ヒータＨＳは、側壁１２ａ内に設けられており、環状に延在している。ヒータＨＣは、ベースプレート２４ａ内に設けられている。ヒータＨＣは、ベースプレート２４ａ内において、上述した載置領域ＭＲの中央部分の下方、即ち軸線Ｚに交差する領域に設けられている。また、ヒータＨＥは、ベースプレート２４ａ内に設けられており、ヒータＨＣを囲むように環状に延在している。ヒータＨＥは、上述した載置領域ＭＲの外縁部分の下方に設けられている。
　一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、アンテナ１４、同軸導波管１６、誘電体窓１８、マイクロ波発生器３２、チューナ３４、導波管３６、及び、モード変換器３８を更に備え得る。これらアンテナ１４、同軸導波管１６、誘電体窓１８、マイクロ波発生器３２、チューナ３４、導波管３６、及び、モード変換器３８は、プラズマ処理装置のプラズマ源を構成している。
　マイクロ波発生器３２は、例えば２．４５ＧＨｚの周波数のマイクロ波を発生する。マイクロ波発生器３２は、チューナ３４、導波管３６、及びモード変換器３８を介して、同軸導波管１６の上部に接続されている。同軸導波管１６は、その中心軸線である軸線Ｚに沿って延在している。一実施形態においては、載置台２０の載置領域ＭＲの中心は、軸線Ｚ上に位置している。
　同軸導波管１６は、外側導体１６ａ及び内側導体１６ｂを含んでいる。外側導体１６ａは、軸線Ｚ中心に延在する円筒形状を有している。外側導体１６ａの下端は、導電性の表面を有する冷却ジャケット４０の上部に電気的に接続され得る。内側導体１６ｂは、外側導体１６ａの内側において、当該外側導体１６ａと同軸に設けられている。内側導体１６ｂは、軸線Ｚ中心に延在する円筒形状を有している。内側導体１６ｂの下端は、アンテナ１４のスロット板４４に接続している。
　一実施形態においては、アンテナ１４は、ラジアルラインスロットアンテナである。このアンテナ１４は、天部１２ｃに形成された開口内に配置されており、誘電体窓１８の上面の上に設けられている。アンテナ１４は、誘電体板４２及びスロット板４４を含んでいる。誘電体板４２は、マイクロ波の波長を短縮させるものであり、略円盤形状を有している。誘電体板４２は、例えば、石英又はアルミナから構成される。誘電体板４２は、スロット板４４と冷却ジャケット４０の下面の間に狭持されている。アンテナ１４は、したがって、誘電体板４２、スロット板４４、及び、冷却ジャケット４０の下面によって構成され得る。
　図２は、スロット板の一例を示す平面図である。スロット板４４は、薄板状であって、円板状である。スロット板４４の板厚方向の両面は、それぞれ平らである。円形のスロット板４４の中心ＣＳは、軸線Ｚ上に位置している。スロット板４４には、複数のスロット対４４ｐが設けられている。複数のスロット対４４ｐの各々は、板厚方向に貫通する二つのスロット孔４４ａ，４４ｂを含んでいる。スロット孔４４ａ，４４ｂそれぞれの平面形状は、長孔形状である。各スロット対４４ｐにおいて、スロット孔４４ａの長軸が延びる方向と、スロット孔４４ｂの長軸が延びる方向は、互いに交差又は直交している。
　図２に示す例では、複数のスロット対４４ｐは、軸線Ｚを中心とする仮想円ＶＣの内側に設けられた内側スロット対群ＩＳＰと仮想円ＶＣの外側に設けられた外側スロット対群ＯＳＰとに大別されている。内側スロット対群ＩＳＰは、複数のスロット対４４ｐを含んでいる。図２に示す例では、内側スロット対群ＩＳＰは、七つのスロット対４４ｐを含んでいる。内側スロット対群ＩＳＰの複数のスロット対４４ｐは、中心ＣＳに対して周方向に等間隔に配列されている。内側スロット対群ＩＳＰに含まれる複数のスロット孔４４ａは、当該スロット孔４４ａの重心がスロット板４４の中心ＣＳから半径Ｒ１の円上に位置するよう、等間隔に配列されている。また、内側スロット対群ＩＳＰに含まれる複数のスロット孔４４ｂは、当該スロット孔４４ｂの重心がスロット板４４の中心ＣＳから半径Ｒ２の円上に位置するよう、等間隔に配列されている。ここで、半径Ｒ２は、半径Ｒ１より大きい。
　外側スロット対群ＯＳＰは、複数のスロット対４４ｐを含んでいる。図２に示す例では、外側スロット対群ＯＳＰは、２８個のスロット対４４ｐを含んでいる。外側スロット対群ＯＳＰの複数のスロット対４４ｐは、中心ＣＳに対して周方向に等間隔に配列されている。外側スロット対群ＯＳＰに含まれる複数のスロット孔４４ａは、当該スロット孔４４ａの重心がスロット板４４の中心ＣＳから半径Ｒ３の円上に位置するよう、等間隔に配列されている。また、外側スロット対群ＯＳＰに含まれる複数のスロット孔４４ｂは、当該スロット孔４４ｂの重心がスロット板４４の中心ＣＳから半径Ｒ４の円上に位置するよう、等間隔に配列されている。ここで、半径Ｒ３は、半径Ｒ２よりも大きく、半径Ｒ４は、半径Ｒ３よりも大きい。
　また、内側スロット対群ＩＳＰ及び外側スロット対群ＯＳＰのスロット孔４４ａの各々は、中心ＣＳとその重心とを結ぶ線分に対して、その長軸が同一の角度を有するように、形成されている。また、内側スロット対群ＩＳＰ及び外側スロット対群ＯＳＰのスロット孔４４ｂの各々は、中心ＣＳとその重心とを結ぶ線分に対して、その長軸が同一の角度を有するように、形成されている。
　図３は、誘電体窓の一例を示す平面図であり、当該誘電体窓を処理空間Ｓ側から見た状態を示している。図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿ってとった断面図である。誘電体窓１８は、略円盤形状を有し、石英又はアルミナといった誘電体から構成されている。誘電体窓１８の上面１８ｕ上には、スロット板４４が設けられている。
　誘電体窓１８の中央には、貫通孔１８ｈが形成されている。貫通孔１８ｈの上側部分は、後述する中央導入部５０のインジェクタ５０ｂが収容される空間１８ｓとなり、下側部分は、後述する中央導入部５０の中央導入口１８ｉとなる。なお、誘電体窓１８の中心軸線は、軸線Ｚと一致している。
　誘電体窓の上面１８ｕと反対側の面、即ち下面１８ｂは、処理空間Ｓに接しており、プラズマを生成する側の面となる。この下面１８ｂは、種々の形状を画成している。具体的に、下面１８ｂは、中央導入口１８ｉを囲む中央領域において、平坦面１８０を有している。この平坦面１８０は、軸線Ｚに直交する平坦な面である。下面１８ｂは、平坦面１８０の径方向外側領域において、環状に連なり誘電体窓１８の板厚方向内方側に向かってテーパ状に凹む環状の第１凹部１８１を画成している。
　第１凹部１８１は、内側テーパ面１８１ａ、底面１８１ｂ、及び、外側テーパ面１８１ｃによって画成されている。底面１８１ｂは、平坦面１８０よりも上面１８ｕ側に設けられており、平坦面１８０と平行に環状に延在している。内側テーパ面１８１ａは、平坦面１８０と底面１８１ｂとの間において環状に延在しており、平坦面１８０に対して傾斜している。外側テーパ面１８１ｃは、底面１８１ｂと下面１８ｂの周縁部との間において環状に延在しており、底面１８１ｂに対して傾斜している。なお、下面１８ｂの周縁領域は、側壁１２ａに接する面となる。
　また、下面１８ｂは、平坦面１８０から板厚方向内方側に向かって凹む複数の第２凹部１８２を画成している。複数の第２凹部１８２の個数は、図３及び図４に示す例では、７個である。これら複数の第２凹部１８２は、周方向に沿って等間隔に形成されている。また、複数の第２凹部１８２は、軸線Ｚに直交する面において円形の平面形状を有している。具体的には、第２凹部１８２を画成する内側面１８２ａは、軸線Ｚ方向に延在する円筒面である。また、第２凹部１８２を画成する底面１８２ｂは、平坦面１８０よりも上面１８ｕ側に設けられており、平坦面１８０と平行な円形の面である。
　図５は、図３に示す誘電体窓上に図２に示すスロット板を設けた状態を示す平面図であり、誘電体窓１８を下側から見た状態を示している。図５に示すように、平面視において、即ち、軸線Ｚ方向に見ると、外側スロット対群ＯＳＰの複数のスロット孔４４ａ及び複数のスロット孔４４ｂ、並びに内側スロット対群ＩＳＰの複数のスロット孔４４ｂは、第１凹部１８１に重なっている。具体的には、平面視において、外側スロット対群ＯＳＰの複数のスロット孔４４ｂは、一部において外側テーパ面１８１ｃに重なっており、一部において底面１８１ｂに重なっている。また、平面視において、外側スロット対群ＯＳＰの複数のスロット孔４４ａは、底面１８１ｂに重なっている。また、平面視において、内側スロット対群ＩＳＰの複数のスロット孔４４ｂは、一部において内側テーパ面１８１ａに重なっており、一部において底面１８１ｂに重なっている。
　また、平面視において、即ち、軸線Ｚ方向に見ると、内側スロット対群ＩＳＰの複数のスロット孔４４ａは、第２凹部１８２に重なっている。具体的には、平面視において、複数の第２凹部１８２の底面の重心（中心）それぞれが、内側スロット対群ＩＳＰの複数のスロット孔４４ａ内に位置するように、構成されている。
　図１を再び参照する。プラズマ処理装置１０では、マイクロ波発生器３２により発生されたマイクロ波が、同軸導波管１６を通って、誘電体板４２に伝播され、スロット板４４のスロット孔４４ａ及び４４ｂから誘電体窓１８に与えられる。
　誘電体窓１８では、上述したように第１凹部１８１を画成する部分の板厚、及び、第２凹部１８２を画成する部分の板厚は、他の部分よりも薄くなっている。したがって、誘電体窓１８では、第１凹部１８１を画成する部分、及び、第２凹部１８２を画成する部分において、マイクロ波の透過性が高められている。また、軸線Ｚ方向に見た場合に、外側スロット対群ＯＳＰのスロット孔４４ａ及び４４ｂ、並びに、内側スロット対群ＩＳＰのスロット孔４４ｂは、第１凹部１８１に重なっており、内側スロット対群ＩＳＰのスロット孔４４ａは、第２凹部１８２に重なっている。したがって、第１凹部１８１及び第２凹部１８２にマイクロ波の電界が集中して、当該第１凹部１８１及び第２凹部１８２にマイクロ波のエネルギーが集中する。その結果、第１凹部１８１及び第２凹部１８２において、プラズマを安定して発生させることが可能となり、誘電体窓１８の直下において径方向及び周方向に分布したプラズマを安定して発生させることが可能となる。
　このプラズマ処理装置１０では、誘電体窓１８の直下においてプラズマを生成し、誘電体窓１８の下方に設けられた載置台２０上においてウエハＷを処理することができる。誘電体窓１８の下面１８ｂから載置台２０の上面、即ち載置領域ＭＲまでの軸線Ｚ方向の距離は、例えば、２４５ｍｍである。ここで、プラズマの電子温度は、誘電体窓１８からの距離の関数として生じるものであり、誘電体窓１８からの距離が大きくなると低くなる。したがって、プラズマ処理装置１０は、電子温度の低いプラズマ拡散領域においてウエハＷを処理することができ、その結果、ウエハＷに対するダメージを低減することが可能である。
　ところで、プラズマの拡散は、下記（１）式で規定される。
Ｄ×δＮｅ／δｘ　　　…（１）
ここで、Ｄは拡散係数であり、δＮｅ／δｘは電子密度勾配を表わす。式（１）によれば、プラズマの拡散は、プラズマ生成領域から処理容器の内壁面に向かう密度勾配に従う。このようにプラズマが拡散するので、プラズマの密度は、処理容器の内壁面からの距離が大きくなるほど高くなる。一般的に、載置台は、その径方向の外側において処理容器の内壁面によって囲まれている。したがって、載置台上の中央、即ちウエハの中央においてプラズマの密度が高くなり、載置台上の縁部、即ちウエハの縁部においてプラズマの密度が低くなるようなプラズマの分布が形成される傾向がある。このようなプラズマの分布は、ウエハＷの径方向の処理速度のばらつきを生じさせ得る。そこで、プラズマ処理装置１０は、ウエハＷの径方向における処理速度のばらつきを低減させるための種々の構成を備えている。以下、プラズマ処理装置１０の構成を、より詳細に説明する。
　プラズマ処理装置１０は、中央導入部５０及び周辺導入部５２を備えている。中央導入部５０は、導管５０ａ、インジェクタ５０ｂ、及び中央導入口１８ｉを含んでいる。導管５０ａは、同軸導波管１６の内側導体１６ｂの内孔に通されている。また、導管５０ａの端部は、誘電体窓１８が軸線Ｚに沿って画成する空間１８ｓ（図４参照）内まで延在している。この空間１８ｓ内且つ導管５０ａの端部の下方には、インジェクタ５０ｂが収容されている。インジェクタ５０ｂには、軸線Ｚ方向に延びる複数の貫通孔が設けられている。誘電体窓１８は、中央導入口１８ｉを画成している。中央導入口１８ｉは、空間１８ｓの下方に連続し、且つ軸線Ｚに沿って延びている。かかる構成の中央導入部５０は、導管５０ａを介してインジェクタ５０ｂにガスを供給し、インジェクタ５０ｂから中央導入口１８ｉを介してガスを噴射する。このように、中央導入部５０は、軸線Ｚに沿って誘電体窓１８の直下にガスを噴射する。即ち、中央導入部５０は、電子温度が高いプラズマ生成領域にガスを導入する。
　周辺導入部５２は、複数の周辺導入口５２ｉを含んでいる。複数の周辺導入口５２ｉは、主としてウエハＷの縁部にガスを供給する。複数の周辺導入口５２ｉは、ウエハＷの縁部、又は、載置領域ＭＲの縁部に向けて開口している。複数の周辺導入口５２ｉは、中央導入口１８ｉよりも下方、且つ、載置台２０の上方において周方向に沿って配列されている。即ち、複数の周辺導入口５２ｉは、誘電体窓の直下よりも電子温度の低い領域（プラズマ拡散領域）において軸線Ｚを中心として環状に配列されている。ここで、ガスの解離度は、滞在時間、電子密度、及び電子温度の積によって規定される。周辺導入部５２は電子温度の低い領域からウエハＷに向けてガスを供給するので、当該周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入されるガスの解離度は、中央導入部５０から処理空間Ｓに供給されるガスの解離度よりも抑制される。また、上述したマイクロ波のパワーを調整して電子密度を調整することにより、ガスの解離度を調整することが可能である。
　中央導入部５０には、第１の流量制御ユニット群ＦＣＧ１を介して第１のガスソース群ＧＳＧ１が接続されている。また、周辺導入部５２には、第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２を介して第２のガスソース群ＧＳＧ２が接続されている。図６は、第１の流量制御ユニット群、第１のガスソース群、第２の流量制御ユニット群、及び、第２のガスソース群を含むガス供給系を示す図である。図６に示すように、第１のガスソース群ＧＳＧ１は、複数の第１のガスソースＧＳ１１～ＧＳ１Ｎを含んでいる。ここで、「Ｎ」は総数を示す記号である。第１のガスソースＧＳ１１～１８はそれぞれ、Ａｒガスのソース、Ｈｅガスのソース、Ｃ４Ｆ６ガスのソース、Ｏ２ガスのソース、ＨＢｒガスのソース、ＣＦ４ガスのソース、Ｃｌ２ガスのソース、Ｎ２ガスのソースである。第１のガスソース群ＧＳＧ１は、これらガスとは異なるガスのソースを更に含んでいてもよい。
　第１の流量制御ユニット群ＦＣＧ１は、複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎを含んでいる。複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎの各々は、例えば、二つのバルブと、当該二つのバルブ間に設けられた流量制御器を含んでいる。流量制御器は、例えば、マスフローコントローラである。複数の第１のガスソースＧＳ１１～ＧＳ１Ｎはそれぞれ、複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎを介して、共通ガスラインＧＬ１に接続されている。この共通ガスラインＧＬ１は、中央導入部５０に接続されている。
　第２のガスソース群ＧＳＧ２は、複数の第１のガスソースＧＳ２１～ＧＳ２Ｍを含んでいる。ここで、「Ｍ」は総数を示す記号である。第２のガスソースＧＳ２１～２８はそれぞれ、Ａｒガスのソース、Ｈｅガスのソース、Ｃ４Ｆ６ガスのソース、Ｏ２ガスのソース、ＨＢｒガスのソース、ＣＦ４ガスのソース、Ｃｌ２ガスのソース、Ｎ２ガスのソースである。第２のガスソース群ＧＳＧ２は、これらガスとは異なるガスのソースを更に含んでいてもよい。
　第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２は、複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍを含んでいる。複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍの各々は、例えば、二つのバルブと、当該二つのバルブ間に設けられた流量制御器を含んでいる。流量制御器は、例えば、マスフローコントローラである。複数の第２のガスソースＧＳ２１～ＧＳ２Ｍはそれぞれ、複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍを介して、共通ガスラインＧＬ２に接続されている。この共通ガスラインＧＬ２は、周辺導入部５２に接続されている。
　このように、プラズマ処理装置１０では、複数の第１のガスソース及び複数の第１の流量制御ユニットが中央導入部５０専用に設けられており、これら複数の第１のガスソース及び複数の第１の流量制御ユニットとは独立した複数の第２のガスソース及び複数の第２の流量制御ユニットが周辺導入部５２専用に設けられている。したがって、中央導入部５０から処理空間Ｓに導入されるガスの種類、中央導入部５０から処理空間Ｓに導入される一以上のガスの流量を独立して制御することができ、また、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入されるガスの種類、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入される一以上のガスの流量を独立して制御することができる。
　例えば、プラズマ処理装置１０では、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入するガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比を、中央導入部５０から処理空間Ｓに導入されるガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも、大きくすることができる。また、中央導入部５０から処理空間Ｓに導入される反応性ガスの流量よりも、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入される反応性ガスの流量を多くすることができる。例えば、中央導入部５０から希ガスを処理空間Ｓに導入し、反応性ガスを周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入することが可能である。したがって、プラズマ処理装置１０では、より多くの反応性ガスの活性種を、失活させることなくウエハＷの縁部に供給することが可能である。これにより、ウエハＷの径方向の全領域における処理速度のばらつきを低減させることが可能となる。
　なお、シリコン酸化膜のエッチングにおいては、反応性ガスとして、Ｃ４Ｆ６ガスを用いることができる。Ｃ４Ｆ６ガスは、ポリシリコンに対しては、堆積性のガスとなる。また、多結晶シリコンのエッチングにおいては、反応性ガスとして、ＨＢｒガス、或いは、ＣＦ４ガス及び／又はＣｌ２ガスを用いることができる。
　一実施形態においては、プラズマ処理装置１０は、図１に示すように、制御部Ｃｎｔを更に備え得る。制御部Ｃｎｔは、プログラム可能なコンピュータ装置といった制御器であり得る。制御部Ｃｎｔは、レシピに基づくプログラムに従ってプラズマ処理装置１０の各部を制御し得る。例えば、制御部Ｃｎｔは、複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎに制御信号を送出して、中央導入部５０に供給するガス種及びガスの流量を調整することができる。また、制御部Ｃｎｔは、複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍに制御信号を送出して、周辺導入部５２に供給するガス種及びガスの流量を調整することができる。また、制御部Ｃｎｔは、マイクロ波のパワー、ＲＦバイアスのパワー及びＯＮ／ＯＦＦ、並びに、処理容器１２内の圧力を制御するよう、マイクロ波発生器３２、高周波電源ＲＦＧ、排気装置３０に制御信号を供給し得る。さらに、制御部Ｃｎｔは、ヒータＨＴ、ＨＳ、ＨＣ、及びＨＥの温度を調整するために、これらヒータに接続されたヒータ電源に制御信号を送出し得る。
　一実施形態においては、周辺導入部５２は、環状の管５２ｐを更に含む。この管５２ｐには、複数の周辺導入口５２ｉが形成されている。環状の管５２ｐは、例えば、石英から構成され得る。図１に示すように、環状の管５２ｐは、一実施形態においては、側壁１２ａの内壁面に沿って設けられている。換言すると、環状の管５２ｐは、誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲ、即ちウエハＷとを結ぶ経路上には配置されていない。したがって、環状の管５２ｐは、プラズマの拡散を阻害しない。また、環状の管５２ｐが側壁１２ａの内壁面に沿って設けられているので、当該環状の管５２ｐのプラズマによる消耗が抑制され、当該環状の管５２ｐの交換頻度を減少させることが可能となる。さらに、環状の管５２ｐは、ヒータによる温度制御が可能な側壁１２ａに沿って設けられているので、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入されるガスの温度の安定性を向上させることが可能となる。
　図７は、周辺導入部の環状の管及びその支持構造を示す斜視図である。図８は、周辺導入部の環状の管及びその支持構造を示す分解斜視図である。図９は、環状の管とガス供給ブロックとを示す断面図である。図７～図９に示すように、プラズマ処理装置１０は、一実施形態においては、環状の管５２ｐを支持するための支持部材５６を更に備え得る。
　支持部材５６は、環形状を有しており、例えば、表面にアルマイト処理が施されたアルミニウムから構成され得る。支持部材５６は、上側部分５６ａと下側部分５６ｂとを有している。支持部材５６の上側部分５６ａの内径は、下側部分５６ｂの内径よりも大きくなっている。したがって、支持部材５６においては、上側部分５６ａと下側部分５６ｂの間に、上方に向いた環状の面５６ｓが提供される。この環状の面５６ｓが環状の管５２ｐの下面に沿って延在し、上側部分５６ａの内側面５６ｉが環状の管５２ｐの外周面に沿って延在することにより、環状の管５２ｐは支持部材５６によって支持される。
　また、プラズマ処理装置１０は、環状の管５２ｐを支持部材５６に対して固定するための固定部材５８，６０、及び環状の管５２ｐと共通ガスラインＧＬ２とを接続するためのガス供給ブロック６２を更に備え得る。具体的には、支持部材５６の一部である第１部分５６ｃには、径方向に延びる貫通孔５６ｄが形成されている。この貫通孔５６ｄには、固定部材５８の柱状の押圧部５８ｂが挿入される。固定部材５８は、押圧部５８ｂの基端に接続する板状の基部５８ａを有している。この基部５８ａは、支持部材５６の外周面に接し、当該支持部材５６に対してねじ留めされる。基部５８ａが支持部材５６に対してねじ留めされると、押圧部５８ｂの先端が環状の管５２ｐの外周面に当接する。これにより、環状の管５２ｐは、支持部材５６の直径方向に押圧され、第１部分５６ｃと直径方向において対峙する支持部材５６の第２部分５６ｅに対して押し付けられる。
　環状の管５２ｐには、固定部材５８に当接する部分と反対側において、二つの溝が形成されている。これらの溝には、二つの固定部材６０の被係止部６０ａがそれぞれ挿入される。これにより、固定部材６０は環状の管５２ｐに対して係止される。また、二つの固定部材６０は、環状の管５２ｐの外周面から外側に突出する突出部６０ｂを有している。これら固定部材６０の突出部６０ｂには、ねじ穴が形成されている。固定部材６０の突出部６０ｂは、支持部材５６の第２部分５６ｅの内周面に形成された溝内に収容される。支持部材５６の第２部分５６ｅには、当該第２部分５６ｅの外周面から内側に延びる孔が形成されており、当該孔は第２部分５６ｅにおいて突出部６０ｂを収容する前記溝に接続している。支持部材５６の第２部分５６ｅの当該孔にねじが挿入されて固定部材６０の突出部６０ｂのねじ穴に螺合されると、環状の管５２ｐは、固定部材６０を介して支持部材５６に対して固定される。
　固定部材６０の被係止部６０ａが収容される二つの溝の間において、環状の管５２ｐには、径方向に延びるガスライン５２ｆが形成されている。ガスライン５２ｆの一端は、環状の管５２ｐ内に形成された環状のガスライン５２ｇに接続しており、ガスライン５２ｆの他端は環状の管５２ｐの外周面まで延びている。また、支持部材５６の第２部分５６ｅには、ガスライン５２ｆの他端に対面する位置から当該支持部材５６の外周面まで径方向に延びる貫通孔５６ｇが形成されている。この貫通孔５６ｇには、ガス供給ブロック６２の第１ポート６２ａが挿入される。ガス供給ブロック６２には、第１ポート６２ａの先端から第２ポート６２ｂまで延びるガスライン６２ｆが形成されている。第２ポート６２ｂには、共通ガスラインＧＬ２が接続される。このガス供給ブロック６２が支持部材５６の外周面に対して固定されることにより、第１ポート６２ａの先端と環状の管５２ｐの外周面が接触し、ガスライン５２ｆとガスライン６２ｆとが接続される。なお、これらガスライン５２ｆとガスライン６２ｆの接続部分を囲むようにＯリングといった封止部材が設けられていてもよい。
　このような構成を有する環状の管５２ｐと支持部材５６とを含む周辺導入アセンブリは、図１に示すように側壁１２ａの内壁面に形成された溝に嵌め込まれている。上述したように環状の管５２ｐは単一の支持部材５６上に搭載されて、固定部材５８，６０によって当該支持部材５６に対して固定されている。このように少ない部品点数で環状の管５２ｐの支持構造が構成されているので、プラズマ処理装置１０は、環状の管５２ｐ及びその支持構造に関連するメンテナンス性に優れる。また、環状の管５２ｐの支持構造が低コストで実現される。
　図１０は、周辺導入部の周辺導入口とウエハＷとを示す拡大断面図である。一実施形態においては、環状の管５２ｐ内のガスライン５２ｇの断面形状は、径方向の幅及び軸線Ｚ方向の幅の一方が他方より大きくなるように構成されている。図１及び図１０に示す実施形態では、環状の管５２ｐ内のガスライン５２ｇの径方向の幅Ｗ１は、当該環状の管５２ｐ内のガスライン５２ｇの高さ方向の幅Ｗ２よりも大きくなっている。環状の管５２ｐに供給されたガスの圧力は、環状の管５２ｐ内を流れる間に降下し得る。この実施形態では、かかる断面形状を有する環状の管５２ｐにより、環状の管５２ｐ内でのガスの圧力損失を低減することが可能となる。これにより、複数の周辺導入口５２ｉから噴射されるガスの流量のばらつきを低減することが可能となる。
　また、一実施形態においては、複数の周辺導入口５２ｉは、ウエハＷの縁部に向けて開口している。即ち、複数の周辺導入口５２ｉは、ウエハＷの縁部に向けてガスを噴射するよう、軸線Ｚに直交する平面に対して角度θで傾斜している。角度θは、ウエハＷ又は載置領域ＭＲの縁部と周辺導入口５２ｉとの径方向における距離、及び、ウエハＷ又は載置領域ＭＲと周辺導入口５２ｉの軸線Ｚ方向の距離に応じて定められる。例えば、角度θは、３０度～５０度の範囲において定められる。一例においては、ウエハＷ又は載置領域ＭＲと周辺導入口５２ｉの軸線Ｚ方向の距離は９０ｍｍであり、角度θは４５度である。このように周辺導入口５２ｉが、ウエハＷの縁部に向けて傾斜するように開口しているので、当該周辺導入口５２ｉから噴射された反応性ガスの活性種は、ウエハＷの縁部に直接的に向かう。これにより、反応性ガスの活性種をウエハＷの縁部に失活させずに供給することが可能となる。その結果、ウエハＷの径方向における各領域の処理速度のばらつきを低減することが可能となる。
　図１１は、載置台２０の外縁部近傍を示す拡大断面図である。一般的に、載置台、及びこれに付随する部材、例えば、フォーカスリングＦＲを含む載置台アセンブリは、ウエハＷよりも径方向外側まで延在している。したがって、載置台アセンブリは、ウエハＷの縁部に対するプラズマの拡散の障害となる。ウエハＷの径方向の処理速度のばらつきを低減させるためには、ウエハＷの縁部近傍までプラズマを拡散させる必要がある。そこで、一実施形態においては、載置台２０及びフォーカスリングＦＲを含む載置台アセンブリの直径は、ウエハＷの直径の１１０％以下に設定される。このような載置台アセンブリの一例は、図１１に示す実施形態により実現される。
　図１１に示すように、一実施形態においては、静電チャック２４は、下側部分２４ｃ、及び、当該下側部分２４ｃの上に位置して載置領域ＭＲを提供する上側部分２４ｄを含んでいる。上側部分２４ｄは、ベースプレート２４ａの上側領域及びチャック部２４ｂを含んでいる。上側部分２４ｄは、その直径が下側部分２４ｃの直径よりも小さくなるように縮径されている。このように構成された静電チャック２４は、上側において縮径された階段状の外周面を有している。プレート２２は、静電チャック２４の下側部分２４ｃに略等しい直径を有しており、静電チャック２４の下側部分２４ｃの外周面に連続する外周面を提供している。
　静電チャック２４においては、ベースプレート２４ａの上面の外縁領域にフォーカスリングＦＲが設けられている。チャック部２４ｂは、ベースプレート２４ａの外縁領域に囲まれた領域においてベースプレート２４ａの上面の上に設けられている。したがって、載置領域ＭＲは、フォーカスリングＦＲによって囲まれている。フォーカスリングＦＲの外縁は、ベースプレート２４ａの上面の外縁よりも径方向に僅かに外側に張り出している。また、静電チャック２４の外周面及びプレート２２の外周面には、石英といった材料から構成された絶縁部材が設けられている。図１１に示す実施形態では、絶縁部材７０が、フォーカスリングＦＲの外縁の下面から静電チャック２４の上側部分２４ｄの外周面に沿って延在している。絶縁部材７０の外周面は、静電チャック２４の上側部分２４ｄの外周面に倣った形状を有しており、排気路ＶＬに接している。また、絶縁部材７２が、静電チャック２４の下側部分２４ｃの外周面及びプレート２２の外周面に沿って延在している。この絶縁部材７２の外周面も、排気路ＶＬに接している。
　このように、静電チャック２４の上側部分２４ｄは、その下側部分２４ｃよりも縮径されており、フォーカスリングＦＲは、その外縁が絶縁部材７０に連続するようベースプレート２４ａの上面の外縁よりも径方向に僅かにのみ張り出した構成となっている。この構成では、フォーカスリングＦＲの直径が小さくなっているので、フォーカスリングＦＲの周囲にプラズマを拡散させることが可能となっている。例えば、フォーカスリングＦＲの外径（直径）は、３３０ｍｍである。これにより、ウエハＷの縁部の近傍までプラズマを拡散させることが可能となる。また、図１１に示す実施形態によれば、フォーカスリングＦＲ及び絶縁部材７０，７２を含む載置台アセンブリの外周面から処理容器１２の側壁１２ａまでの距離が大きくなっている。その結果、側壁１２ａと当該載置台アセンブリの外周面との間において、径方向に大きな空間、即ち排気路ＶＬを確保することができ、当該排気路ＶＬにおいてプラズマの拡散を促進させることが可能である。
　また、バッフル板２６は、軸線Ｚ方向において載置領域ＭＲから８０ｍｍ以上の距離Ｈ１で下方に設けられている。図１１に示す形態では、８０ｍｍ以上の距離Ｈ１を確保するために、バッフル板２６は、静電チャック２４及びプレート２２よりも下方に設けられている。このようにバッフル板２６を、載置領域ＭＲから大きな距離Ｈ１で下方に引き離した構成を採用することにより、前記載置台アセンブリの周囲に大きな空間、即ち排気路ＶＬを確保することができる。したがって、排気路ＶＬにおいてプラズマの拡散を更に促進させることが可能である。
　排気路ＶＬは、載置台２０の周囲において環状に延在している。排気路の下方には、図１に示すように、バッフル板２６を介して、排気口２８ｈが設けられている。即ち、排気口２８ｈは、載置台２０の中心の下方には位置しておらず、載置台２０の中心からは径方向に偏位した位置に設けられている。これは、載置台２０の中心の下方には上述した給電棒ＰＦＲが軸線Ｚ方向に延在しているからである。したがって、ウエハＷの縁部から排気口２８ｈまでの距離には、ウエハＷの縁部の位置に応じた差異が生じる。しかしながら、プラズマ処理装置１０では、バッフル板２６が載置領域ＭＲから大きな距離Ｈ１で下方に引き離された構成を有しているので、ウエハＷの縁部からバッフル板２６までの流線の長さを大きくすることができる。その結果、ウエハＷの縁部におけるガス流れの周方向における差異が小さくなり、ウエハＷの周囲へのガスの流れが周方向において均一化される。
　以下、上述したプラズマ処理装置１０を用いて実施され得るプラズマ処理方法について説明する。この方法は、工程Ｓａを含む。工程Ｓａでは、第１のガスを中央導入部５０から処理容器１２内に供給し、第２のガスを周辺導入部５２から処理容器１２内に供給する。また、工程Ｓａでは、アンテナ１４から誘電体窓１８を介してマイクロ波のエネルギーを処理容器１２内に導入する。これにより、工程Ｓａでは、載置台２０上に載置されたウエハＷをエッチングする。
　上述した工程Ｓａでは、第１のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも、第２のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比が大きくなっている。また、工程Ｓａでは、第２のガスにおける反応性ガスの流量が、第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも多くなっている。例えば、第１のガスは希ガスのみを含み、第２のガスは反応性ガスのみを含んでいてもよい。希ガスは、例えば、Ａｒガス、Ｈｅガスであり、反応性ガスはシリコン酸化層（ＳｉＯ２層）に対してはＣ４Ｆ６ガスであり得る。また、反応性ガスは、多結晶シリコンに対してはＨＢｒガス、或いは、ＣＦ４ガス及び／又はＣｌ２ガスであり得る。
　この工程Ｓａは、プラズマ処理装置１０の制御部Ｃｎｔによる制御の下で実施することができる。即ち、制御部Ｃｎｔによって複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎ及び複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍを制御することにより、第１のガス及び第２のガスを処理容器１２内に供給することができる。
　続いて、工程Ｓａを含むプラズマ処理方法の応用例について説明する。第１の応用例に係るプラズマ処理方法は、フィン型電界効果トランジスタの製造時におけるＳｉＯ２層のエッチングに適用され得る。図１２は、フィン型電界効果トランジスタの一例を示す斜視図である。図１２に示すように、フィン型電界効果トランジスタ１００は、基板１０２を有している。基板１０２は、例えば、Ｓｉから構成されている。基板１０２の一主面には多結晶シリコン製のフィン１０４が形成されている。
　フィン１０４は、一方向に長い直方体形状を有している。フィン１０４は、不純物が添加されたソース及びドレインを有しており、当該一方向においてソース及びドレインの間にチャネルを有している。当該一方向に直交する他方向においてフィン１０４の両脇には、ＳｉＯ２層１０６が設けられている。また、フィン１０４のチャネルを覆うようにゲート酸化膜１０８が設けられており、当該ゲート酸化膜１０８を覆うようにゲート１１０が前記他方向に延在している。
　図１３は、フィン型電界効果トランジスタの製造における一工程を示す図である。図１３に示すように、フィン型電界効果トランジスタ１００の製造においては、フィン１０４を覆うようにＳｉＯ２層１０６を堆積させた後に、フィン１０４の上側部分が露出するように当該ＳｉＯ２層をエッチングする工程が行われる。上述した工程Ｓａは、図１３に示す工程に適用され得る。具体的には、工程Ｓａにおいて、反応性ガスとしてＣ４Ｆ６ガスを用いることで、Ｃ４Ｆ６ガスから解離したフッ素の活性種によりＳｉＯ２層１０６をエッチングすることができ、これと同時に、Ｃ４Ｆ６ガスから解離したフルオロカーボンにより多結晶シリコン製のフィン１０４を保護することができる。即ち、ＳｉＯ２層１０６に対しては、Ｃ４Ｆ６ガスを腐食性のガスとして用いることができ、多結晶シリコン製のフィン１０４に対しては、Ｃ４Ｆ６ガスを堆積性のガスとして用いることができる。
　上述したように、工程Ｓａでは、中央導入部５０から供給される第１のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガス（Ｃ４Ｆ６ガス）の流量の比よりも、周辺導入部５２から供給される第２のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比が大きくなっている。また、工程Ｓａでは、第２のガスにおける反応性ガスの流量が、第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも多くなっている。したがって、工程Ｓａによれば、ウエハＷの縁部にもフッ素の活性種及びフルオロカーボンを供給することができる。また、工程Ｓａによれば、第１のガスにおける希ガスの流量を調整することで、径方向における多結晶シリコン層のエッチング速度の分布及び多結晶シリコン層に対する堆積速度の分布を調整することが可能となる。また、第２のガスにおけるＣ４Ｆ６ガスの流量を調整することで、径方向におけるシリコン酸化層のエッチング速度の分布を調整することが可能となる。よって、工程Ｓａによれば、ウエハＷの中央及び縁部を含む径方向の全領域において、フィン１０４自体の高さ、及び、ＳｉＯ２層１０６から露出したフィン１０４の高さの差異を低減することが可能となり得る。
　次に、第２の応用例について説明する。図１４は、一実施形態に係るプラズマ処理方法の応用例を示す流れ図である。図１４に示すプラズマ処理方法は、図１５に示す状態の基板を作成するために適用され得る。図１５には、フィン型電界効果トランジスタの製造における中間過程のウエハＷの状態が示されている。図１５に示すウエハＷは、Ｓｉ基板（下地部）２００の一主面上に配列された複数のゲート２０２を有している。また、複数のゲート２０２の各々の両側壁に沿って、側壁スペーサ層２０４が設けられている。側壁スペーサ層２０４は、例えば、ＳｉＮから構成される。電界効果トランジスタの製造においては、隣り合うゲート２０２間に設けられた二つの側壁スペーサ層２０４の間の下方において、Ｓｉ基板２００に穴２０６を形成し、当該穴を側壁スペーサ層２０４の下方まで拡張させることがある。このためには、Ｓｉ基板２００を縦方向、即ち、厚み方向にエッチングし、且つ、横方向にもエッチングする必要がある。かかるエッチングには、プラズマ処理装置１０を用いて実施し得る図１４のプラズマ処理方法が好適である。なお、穴２０６は、当該穴２０６の形成後にシリコンゲルマニウムを埋め込んで、応力を発生させるために用いられ得る。
　図１４に示すプラズマ処理方法は、工程Ｓａと工程Ｓａに先行する工程Ｓｂを含む。工程Ｓｂにおいては、Ｓｉ基板２００、即ち下地部のエッチング用の反応性ガスを処理容器１２内に導入し、アンテナ１４から誘電体窓１８を介して処理容器１２内にマイクロ波のエネルギーを導入し、載置台２０のプレート２２に高周波バイアス電力を与える。これにより、処理容器１２内では、反応性ガスに含まれる原子又は分子の活性種が生成される。そして、高周波バイアス電力によるイオンの引き込み効果により、隣り合うゲート２０２の間に介在する二つのスペーサ層２０４の間の下方においてＳｉ基板２００が主として縦方向、即ち厚み方向にエッチングされる。なお、工程Ｓｂにおいて用いられる反応性ガスは、ＣＦ４ガス又はＨＢｒガスであり得る。
　図１４に示すプラズマ処理方法では、工程Ｓｂに続いて工程Ｓａが実施される。工程Ｓａでは、処理容器１２内に中央導入部５０から第１のガスを導入し、処理容器１２内に周辺導入部５２から第２のガスを導入し、アンテナ１４から誘電体窓１８を介して処理容器１２内にマイクロ波のエネルギーを導入する。また、工程Ｓａでは、載置台２０のプレート２２に対して高周波バイアス電力は与えられない。工程Ｓａは無バイアスで実施されるので、反応性ガスに含まれる原子又は分子の活性種、特にラジカルにより、隣り合うゲート２０２の間に介在する二つのスペーサ層２０４の間の下方において、Ｓｉ基板２００が、等方的に、即ち、横方向にもエッチングされる。なお、工程Ｓａにおける反応性ガスは、ＨＢｒガスであってもよく、或いは、ＣＦ４ガス及びＣｌ２ガスであってもよい。
　上述したように、工程Ｓａでは、中央導入部５０から供給される第１のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも、周辺導入部５２から供給される第２のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比が大きくなっている。また、工程Ｓａでは、第２のガスにおける反応性ガスの流量が、第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも多くなっている。したがって、工程Ｓａによれば、ウエハＷの縁部にも多量のラジカルを、失活させずに供給することができる。その結果、ウエハＷの中央及び縁部を含む径方向の全領域において、横方向に拡張された穴２０６を形成することが可能となる。
　図１４に示すプラズマ処理方法は、プラズマ処理装置１０では、制御部Ｃｎｔの制御下で実施することができる。この場合に、制御部Ｃｎｔは、第１の制御及び第２の制御を実行する。第１の制御は、工程Ｓｂを実施するための制御である。この第１の制御において、制御部Ｃｎｔは、希ガス及び基板２００のエッチング用の反応性ガスを含むガスを処理容器１２内に供給するよう、複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎ及び複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍを制御する。また、制御部Ｃｎｔは、マイクロ波のエネルギーが誘電体窓１８を介して処理容器１２内に導入されるよう、マイクロ波発生器３２を制御する。さらに、制御部Ｃｎｔは、載置台２０のプレート２２に高周波バイアス電力が与えられるよう、高周波電源ＲＦＧを制御する。
　第２の制御は、工程Ｓａを実施するための制御である。この第２の制御において、制御部Ｃｎｔは、中央導入部５０及び周辺導入部５２から第１のガス及び第２のガスがそれぞれ供給されるよう、複数の第１の流量制御ユニットＦＣ１１～ＦＣ１Ｎ及び複数の第２の流量制御ユニットＦＣ２１～ＦＣ２Ｍを制御する。また、制御部Ｃｎｔは、マイクロ波のエネルギーが誘電体窓１８を介して処理容器１２内に導入されるよう、マイクロ波発生器３２を制御する。さらに、制御部Ｃｎｔは、載置台２０のプレート２２に対する高周波バイアス電力の供給が停止されるよう、高周波電源ＲＦＧを制御する。
　以下、プラズマ処理装置１０の評価のために行った種々のシミュレーションについて説明する。
　（シミュレーション１）
　シミュレーション１においては、周辺導入部５２の環状の管５２ｐの直径をパラメータとして変更し、載置領域ＭＲの５ｍｍ上でのＡｒプラズマの電子密度の分布を求めて、当該電子密度の分布における電子密度のばらつきを求めた。このシミュレーション１では、処理容器１２の内径を５４０ｍｍに設定し、環状の管５２ｐと載置領域ＭＲとの間の軸線Ｚ方向の距離を９０ｍｍに設定した。また、シミュレーション１では、処理容器１２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６Ｐａ）及び１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）に設定した。電子密度のばらつきの算出には、下記の式（２）を用いた。
ＮｅＵ　＝　（ＮｅＭａｘ－ＮｅＭｉｎ）／（２×ＮｅＡｖｅ）　　　…（２）
ここで、ＮｅＵは、電子密度のばらつきであり、ＮｅＭａｘは、電子密度の最大値であり、ＮｅＭｉｎは、電子密度の最小値であり、ＮｅＡｖｅは電子密度の平均値である。
　図１６は、シミュレーション１の結果を示すグラフである。図１６において、横軸は環状の管５２ｐの直径であり、縦軸は電子密度のばらつきＮｅＵ（％）である。図１６に示すように、処理容器１２内の圧力に依らず、環状の管５２ｐの直径が大きいほど、電子密度のばらつきＮｅＵは小さくなることが確認された。この結果から、処理容器１２の側壁１２ａの内壁面に沿って環状の管５２ｐを設けることにより、載置領域ＭＲの直上におけるプラズマの密度分布のばらつきを低減できることが確認された。
　（シミュレーション２）
　シミュレーション２においては、載置台の直径をパラメータとして変更し、載置領域ＭＲの５ｍｍ上でのＡｒプラズマの電子密度の分布を求めて、当該電子密度の分布における電子密度のばらつきを求めた。シミュレーション２における「載置台の直径」は、載置台２０、フォーカスリングＦＲ、及び、絶縁部材７０，７２を含む載置台アセンブリの外郭の直径である。なお、シミュレーション２では、処理容器１２の内径を５４０ｍｍに設定し、環状の管５２ｐの直径を５４０ｍｍに設定し、環状の管５２ｐと載置領域ＭＲとの間の軸線Ｚ方向の距離を９０ｍｍに設定した。また、シミュレーション２では、処理容器１２内の圧力を２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６Ｐａ）及び１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）に設定した。また、電子密度のばらつきの算出には、式（２）を用いた。
　図１７は、シミュレーション２の結果を示すグラフである。図１７において、横軸は載置台の直径であり、縦軸は電子密度のばらつきＮｅＵ（％）である。図１７に示すように、処理容器１２内の圧力に依らず、載置台アセンブリの外郭の直径が小さくなるほど、電子密度のばらつきＮｅＵは小さくなることが確認された。また、３００ｍｍφの直径を有するウエハＷを想定すると、載置台アセンブリの外郭の直径が当該ウエハＷの直径の１１０％以下、即ち３３０ｍｍ以下に設定することで、載置領域ＭＲの直上におけるプラズマの密度分布のばらつきを低減できることが確認された。
　（シミュレーション３～４、及びシミュレーション５～７）
　シミュレーション３及び４では、中央導入部５０及び周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するガスの種類及び流量をパラメータとして変更し、載置領域ＭＲの５ｍｍ上でのＨＢｒのモル濃度の分布を算出した。シミュレーション３及び４の他の条件は以下の通りである。
＜シミュレーション３及び４の条件＞
シミュレーション３及び４の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
シミュレーション３及び４の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
シミュレーション３及び４の環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
シミュレーション３及び４の環状の管５２ｐと載置領域ＭＲの間の距離：９０ｍｍ
シミュレーション３及び４の周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
シミュレーション３の中央導入部５０のＨＢｒガス流量：８００ｓｃｃｍ
シミュレーション３の周辺導入部５２のＡｒガス流量：１０００ｓｃｃｍ
シミュレーション４の中央導入部５０のＡｒガス流量：１０００ｓｃｃｍ
シミュレーション４の周辺導入部５２のＨＢｒガス流量：８００ｓｃｃｍ
　シミュレーション５～７では、環状の管５２ｐの直径を５２８ｍｍとし、周辺導入口５２ｉを軸線Ｚに向けて水平に開口させ、中央導入部５０及び周辺導入部５２に同一のガスを分配比を変えて処理容器１２内に導入させて、載置領域ＭＲの５ｍｍ上でのＨＢｒのモル濃度の分布を算出した。シミュレーション５～７の他の条件は、以下の通りである。
＜シミュレーション５～７の条件＞
シミュレーション５～７の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
シミュレーション５～７の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
シミュレーション５～７の環状の管５２ｐと載置領域ＭＲの間の距離：９０ｍｍ
シミュレーション５～７のＡｒガス流量／ＨＢｒガス流量：１０００ｓｃｃｍ／８００ｓｃｃｍ
シミュレーション５のガス分配比（中央導入部：周辺導入部）：　　　５：９５
シミュレーション６のガス分配比（中央導入部：周辺導入部）：　　　３０：７０
シミュレーション７のガス分配比（中央導入部：周辺導入部）：　　　９０：１０
　シミュレーション３及び４の結果を図１８に示し、シミュレーション５～７の結果を図１９に示す。図１８及び図１９において、横軸は、直径３００ｍｍのウエハＷの中心位置の直上の位置を「０」とした場合の径方向の距離であり、縦軸はＨＢｒのモル濃度である。図１９に示すように、同一のガスを分配比を変えて中央導入部５０及び周辺導入部５２から導入した場合、即ち、シミュレーション５～７では、ウエハＷの縁部よりもウエハＷの中心に多くのＨＢｒが供給されることが確認された。また、図１８に示すように、中央導入部５０からＨＢｒガスを供給し、周辺導入部５２からＡｒガスを供給した場合、即ち、シミュレーション３でも、ウエハＷの縁部よりもウエハＷの中心に多くのＨＢｒが供給されることが確認された。一方、図１８に示すように、中央導入部５０からＡｒガスを供給し、周辺導入部５２からＨＢｒガスを供給した場合、即ち、シミュレーション４では、ウエハＷの中央よりもウエハＷの縁部に対して多くのＨＢｒが供給されることが確認された。
　（シミュレーション８～２５）
　シミュレーション８～２５では、プラズマ処理装置１０において、載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）及び周辺導入口５２ｉの角度θをパラメータとして変更して、載置領域ＭＲの５ｍｍ上でのＨＢｒのモル濃度の分布を算出した。また、シミュレーション８～２５では、中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２からＨＢｒガスを処理容器１２内に導入した。シミュレーション８～２５の他の条件は以下の通りである。
＜シミュレーション８～２５の条件＞
シミュレーション８～２５の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
シミュレーション８～２５の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
シミュレーション８～２５の環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
シミュレーション８～１６の処理容器内の圧力：１００ｍＴｏｒｒ（１３．３３Ｐａ）
シミュレーション１７～２５の処理容器内の圧力：２０ｍＴｏｒｒ（２．６６６Ｐａ）
シミュレーション８～２５の中央導入部５０のＡｒガス流量：１０００ｓｃｃｍ
シミュレーション８，１０，１３，１５，１７，１９，２２，２４の周辺導入部５２のＨＢｒガス流量：１０００ｓｃｃｍ
シミュレーション１１，２０の周辺導入部５２のＨＢｒガス流量：６００ｓｃｃｍ
シミュレーション９，１２，１４，１６，１８，２１，２３，２５の周辺導入部５２のＨＢｒガス流量：４００ｓｃｃｍ
シミュレーション８～９，１７～１８における載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：１２０ｍｍ
シミュレーション８～９，１７～１８における周辺導入口５２ｉの角度θ：５０度
シミュレーション１０～１２，１９～２１における載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：９０ｍｍ
シミュレーション１０～１２，１９～２１における周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
シミュレーション１３～１４，２２～２３における載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：６０ｍｍ
シミュレーション１３～１４，２２～２３における周辺導入口５２ｉの角度θ：３５度
シミュレーション１５～１６，２４～２５における載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：３０ｍｍ
シミュレーション１５～１６，２４～２５における周辺導入口５２ｉの角度θ：０度
　シミュレーション８～１６の結果を図２０に、シミュレーション１７～２５の結果を図２１に示す。図２０及び図２１に示すグラフにおいて、横軸は、直径３００ｍｍのウエハＷの中心位置の直上の位置を「０」とした場合の径方向の距離であり、縦軸は位置「０」のＨＢｒのモル濃度により規格化したＨＢｒのモル濃度である。図２０及び図２１に示すように、中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２からＨＢｒガスを処理容器１２内に導入することで、ウエハＷの中央よりもウエハＷの縁部に対して多くのＨＢｒが供給されることが確認された。また、ウエハＷの縁部に対するＨＢｒの供給量は、周辺導入部５２から導入するＨＢｒガスの供給量により調整できることが確認された。また、図２０及び図２１に示すように、周辺導入口５２ｉの角度θを３５度～４５の範囲の範囲に設定することで、ウエハＷの縁部に対するＨＢｒの供給量の大きな調整幅が得られることが確認された。
　以下、プラズマ処理装置１０の評価のために行った種々の実験例についてについて説明する。
　（実験例１～４）
　実験例１～４では、プラズマ処理装置１０の周辺導入部５２からＣ４Ｆ６ガスを処理容器１２内に導入し、中央導入部５０から処理容器１２内に導入するＨｅガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられたＳｉＯ２層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例１～４の他の条件は以下の通りである。
＜実験例１～４の条件＞
実験例１～４の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
実験例１～４の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
実験例１～４の環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
実験例１～４の周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
実験例１～４の載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：９０ｍｍ
実験例１～４の処理容器内の圧力：４０ｍＴｏｒｒ（５．３３３Ｐａ）
実験例１～４のマイクロ波パワー：１５００Ｗ
実験例１～４の高周波バイアス電力：３５０Ｗ
実験例１～４の周辺導入部５２のガス流量（Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：２０ｓｃｃｍ／３ｓｃｃｍ
実験例１の中央導入部のＨｅガス流量：１２００ｓｃｍｍ
実験例２の中央導入部のＨｅガス流量：９００ｓｃｍｍ
実験例３の中央導入部のＨｅガス流量：６００ｓｃｍｍ
実験例４の中央導入部のＨｅガス流量：３００ｓｃｍｍ
実験例１～４の処理時間：６０秒
　（実験例５～１２）
　実験例５～１２では、プラズマ処理装置１０の周辺導入部５２からＣ４Ｆ６ガスを処理容器１２内に導入し、中央導入部５０から処理容器１２内に導入するＨｅガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられた多結晶シリコン層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例５～８の他の条件は、実験例１～４それぞれの条件と同様である。また、実験例９～１２の他の条件は、高周波バイアス電力を０Ｗに設定した点を除いて、実験例１～４それぞれの条件と同様である。
　（実験例１～１２の評価）
　実験例１～４の処理前後のＳｉＯ２層の膜厚変化と処理時間からＳｉＯ２層のエッチング速度を求めた。詳細には、４５度の間隔で設定したウエハＷの四つの直径上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点においてＳｉＯ２層のエッチング速度を求めた。以下、上記四つの直径をＸ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線と称する。
　実験例５～８の処理前後の多結晶シリコン層の膜厚変化と処理時間から多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点において多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。
　また、実験例９～１２の処理後のフルオロカーボン膜の膜厚と処理時間からフルオロカーボン膜の堆積速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点においてフルオロカーボン膜の堆積速度を求めた。
　実験例１～４において求めたＳｉＯ２層のエッチング速度の分布を、図２２の（ａ）～（ｄ）に示す。実験例５～８において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を、図２３の（ａ）～（ｄ）に示す。実験例９～１２において求めたフルオロカーボン膜の堆積速度の分布を、図２４の（ａ）～（ｄ）に示す。なお、図２２～図２３に示すグラフにおいて、横軸は、ウエハＷの中心位置を「０」としたときのＸ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上での位置である。また、図２２及び図２３に示すグラフにおいて、縦軸はエッチング速度である。図２４に示すグラフにおいて、縦軸は、堆積速度である。
　図２２に示すように、中央導入部５０から処理容器１２内に導入するＨｅガス、即ち希ガスの流量を変化させても、ＳｉＯ２層のエッチング速度の分布には大きな変化は見られなかった。一方、図２３に示すように、中央導入部５０から処理容器１２内に導入するＨｅガス、即ち希ガスの流量を減少させると、ウエハ中央部の多結晶シリコン層のエッチング速度に対して、ウエハ縁部の多結晶シリコン層のエッチング速度が相対的に増加することが確認された。また、図２４に示すように、中央導入部５０から導入するＨｅガス、即ち希ガスの流量を減少させると、ウエハ中央部のフルオロカーボン膜の堆積速度に対して、ウエハ縁部のフルオロカーボン膜の堆積速度が相対的に減少することが確認された。
　以上の実験例１～１２の結果を総括すると、中央導入部５０からは主として希ガスを処理容器１２内に導入し、Ｃ４Ｆ６ガスを周辺導入部５２から処理容器１２内に導入し、且つ、中央導入部５０から処理容器１２内に導入する希ガスの流量を調整することで、ＳｉＯ２層のエッチング速度の分布に影響を与えずに、多結晶シリコン層のエッチング速度の分布及び多結晶シリコン層を保護し得るフルオロカーボン膜の堆積速度の分布を調整できることが確認された。
　（実験例１３～１６）
　実験例１３～１６では、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からはＨｅガスを主として含むガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＣ４Ｆ６ガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられたＳｉＯ２層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例１３～１６の他の条件は以下の通りである。
＜実験例１３～１６の条件＞
実験例１３～１６の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
実験例１３～１６の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
実験例１３～１６の環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
実験例１３～１６の周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
実験例１３～１６の載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：９０ｍｍ
実験例１３～１６の処理容器内の圧力：４０ｍＴｏｒｒ（５．３３３Ｐａ）
実験例１３～１６のマイクロ波パワー：１５００Ｗ
実験例１３～１６の高周波バイアス電力：３５０Ｗ
実験例１３の中央導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：３６０ｓｃｃｍ／６ｓｃｃｍ／９ｓｃｃｍ
実験例１４～１６の中央導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：３６０ｓｃｃｍ／０ｓｃｃｍ／９ｓｃｃｍ
実験例１３の周辺導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：８４０ｓｃｃｍ／１４ｓｃｃｍ／２．１ｓｃｃｍ
実験例１４の周辺導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：８４０ｓｃｃｍ／１４ｓｃｃｍ／２．１ｓｃｃｍ
実験例１５の周辺導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：８４０ｓｃｃｍ／１７ｓｃｃｍ／２．１ｓｃｃｍ
実験例１６の周辺導入部のガス流量（Ｈｅ／Ｃ４Ｆ６／Ｏ２）：８４０ｓｃｃｍ／２０ｓｃｃｍ／２．１ｓｃｃｍ
実験例１３～１６の処理時間：６０秒
　（実験例１７～２４）
　実験例１７～２４では、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からはＨｅガスを主として含むガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＣ４Ｆ６ガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられた多結晶シリコン層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例１７～２０の他の条件は、実験例１３～１６それぞれの条件と同様である。また、実験例２１～２４の他の条件は、高周波バイアス電力を０Ｗに設定した点を除いて、実験例１３～１６それぞれの条件と同様である。
　（実験例１３～２４の評価）
　実験例１３～１６の処理前後のＳｉＯ２層の膜厚変化と処理時間からＳｉＯ２層のエッチング速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点においてＳｉＯ２層のエッチング速度を求めた。
　実験例１７～２０の処理前後の多結晶シリコン層の膜厚変化と処理時間から多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点において多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。
　また、実験例２１～２４の処理後のフルオロカーボン膜の膜厚と処理時間からフルオロカーボン膜の堆積速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点においてフルオロカーボン膜の堆積速度を求めた。
　実験例１３～１６において求めたＳｉＯ２層のエッチング速度の分布を、図２５の（ａ）～（ｄ）に示す。実験例１７～２０において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を、図２６の（ａ）～（ｄ）に示す。実験例２１～２４において求めたフルオロカーボン膜の堆積速度の分布を、図２７の（ａ）～（ｄ）に示す。なお、図２５～図２７に示すグラフにおいて、横軸は、ウエハＷの中心位置を「０」としたときのＸ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上での位置である。また、図２５及び図２６に示すグラフにおいて、縦軸はエッチング速度である。図２７に示すグラフにおいて、縦軸は、堆積速度である。
　実験例１３では、中央導入部５０からもＣ４Ｆ６ガスを導入している。したがって、図２５の（ａ）に示すように、ウエハの中央において、ＳｉＯ２層のエッチング速度が大きくなる傾向が見られた。一方、実験例１４～１６では、中央導入部５０からはＣ４Ｆ６ガスを導入していない。実験例１４では、図２５の（ｂ）に示すように、ウエハ中央部のＳｉＯ２層のエッチング速度に対してウエハ縁部のＳｉＯ２層のエッチング速度が若干大きくなっていた。また、実験例１４～１６では、図２５の（ｂ）～（ｄ）に示すように、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＣ４Ｆ６ガスの流量を増加させていくと、ウエハ縁部のＳｉＯ２層のエッチング速度に対してウエハ中央部のＳｉＯ２層のエッチング速度が相対的に大きくなる傾向が確認された。
　また、実験例２１では、図２７の（ａ）に示すように、ウエハ縁部のフルオロカーボン膜の堆積速度に対して、ウエハ中央部のフルオロカーボン膜の堆積速度が相対的に大きくなる傾向が確認された。また、実験例１７では、図２６の（ａ）に示すように、ウエハ縁部の多結晶シリコン層のエッチング速度に対して、ウエハ中央部の多結晶シリコン層のエッチング速度が相対的に大きくなる傾向が確認された。実験例１７及び２１の結果の傾向は、これら実験例では中央導入部５０からもＣ４Ｆ６ガスを導入しており、ウエハ中央部に多くのフルオロカーボンが供給されたことによるものと考えられる。
　一方、中央導入部５０からは希ガスを主として含むガスを処理容器１２内に導入し、Ｃ４Ｆ６ガスを周辺導入部５２から処理容器１２内に導入した実験例１８～２０では、図２６の（ｂ）～（ｄ）に示すように、周辺導入部５２のＣ４Ｆ６ガスの流量を変更しても、多結晶シリコン層のエッチング速度の分布の傾向に大きな変化はなく、多結晶シリコン層のエッチング速度のばらつきが小さいことが確認された。また、中央導入部５０からは希ガスを主として含むガスを処理容器１２内に導入し、Ｃ４Ｆ６ガスを周辺導入部５２から処理容器１２内に導入した実験例２２～２４では、周辺導入部５２のＣ４Ｆ６ガスの流量を変更しても、フルオロカーボン膜の堆積速度の分布の傾向に大きな変化はなく、フルオロカーボン膜の堆積速度のばらつきが小さいことが確認された。
　以上の実験例１３～２４の結果を総括すると、中央導入部５０からは主として希ガスを含むガスを処理容器１２内に導入し、Ｃ４Ｆ６ガスを周辺導入部５２から処理容器１２内に導入し、且つ、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＣ４Ｆ６ガスの流量を調整することで、多結晶シリコン層のエッチング速度の分布及び多結晶シリコン層を保護し得るフルオロカーボン膜の堆積速度の分布に大きな影響を与えることなく、ＳｉＯ２層のエッチング速度の分布を調整できることが確認された。
　（実験例２５～２７）
　実験例２５～２７では、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられた多結晶シリコン層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例２５～２７の他の条件は以下の通りである。
＜実験例２５～２７の条件＞
実験例２５～２７の処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
実験例２５～２７の誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
実験例２５～２７の環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
実験例２５～２７の周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
実験例２５～２７の載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：９０ｍｍ
実験例２５～２７の処理容器内の圧力：４０ｍＴｏｒｒ（５．３３３Ｐａ）
実験例２５～２７のマイクロ波パワー：２０００Ｗ
実験例２５～２７の高周波バイアス電力：１５０Ｗ
実験例２５～２７の中央導入部のＡｒガス流量：４４０ｓｃｃｍ
実験例２５の周辺導入部のＨＢｒ流量：２００ｓｃｃｍ
実験例２６の周辺導入部のＨＢｒ流量：４００ｓｃｃｍ
実験例２７の周辺導入部のＨＢｒ流量：６００ｓｃｃｍ
実験例２５～２７の処理時間：６０秒
　（実験例２８～３０）
　実験例２８～３０では、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量をパラメータとして異ならせて、プラズマを発生させ、ベース基板上に一様に設けられたＳｉＮ層を有する直径３００ｍｍのウエハＷを当該プラズマに曝した。実験例２８～３０の他の条件は、実験例２５～２７それぞれの条件と同様である。
　（実験例２５～３０の評価）
　実験例２５～２７の処理前後の多結晶シリコン層の膜厚変化と処理時間から多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点において多結晶シリコン層のエッチング速度を求めた。
　実験例２８～３０の処理前後のＳｉＮ層の膜厚変化と処理時間からＳｉＮ層のエッチング速度を求めた。詳細には、Ｘ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上に５０ｍｍの間隔のサンプリング点を設定し、これらサンプリング点においてＳｉＮ層のエッチング速度を求めた。
　実験例２５～２７において求めた多結晶シリコン層のエッチング速度の分布を図２８の（ａ）～（ｃ）に示す。また、実験例２８～３０において求めたＳｉＮ層のエッチング速度の分布を、図２９の（ａ）～（ｃ）に示す。また、実験例２５～３０の結果から求めたＳｉＮ層のエッチングに対する多結晶シリコン層のエッチングの選択性の分布を、図３０の（ａ）～（ｃ）に示す。図２８～図３０に示すグラフにおいて、横軸は、ウエハＷの中心位置を「０」としたときのＸ軸線、Ｙ軸線、Ｖ軸線、Ｗ軸線上での位置である。また、図２８及び図２９に示すグラフにおいて、縦軸はエッチング速度である。図３０に示すグラフにおいて、縦軸は、選択性である。なお、図３０の（ａ）に示す選択性の分布は、実験例２５において求めた各位置の多結晶シリコンのエッチング速度を、実験例２８において求めた対応の位置のＳｉＮ層のエッチング速度で除することにより、求めた。同様に、図３０の（ｂ）に示す選択性の分布は、実験例２６において求めた各位置の多結晶シリコンのエッチング速度を、実験例２９において求めた対応の位置のＳｉＮ層のエッチング速度で除することにより、求めた。同様に、図３０の（ｃ）に示す選択性の分布は、実験例２７において求めた各位置の多結晶シリコンのエッチング速度を、実験例３０において求めた対応の位置のＳｉＮ層のエッチング速度で除することにより、求めた。
　実験例２５～２７の結果によれば、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量を増加させると、図２８の（ａ）～（ｃ）に示すように、多結晶シリコン層の径方向におけるエッチング速度の分布を調整できることが確認された。また、実験例２８～３０の結果によれば、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量を増加させると、図２９の（ａ）～（ｃ）に示すように、ＳｉＮ層の径方向におけるエッチング速度の分布を調整できることが確認された。また、実験例２５～３０の結果から、プラズマ処理装置１０の中央導入部５０からＡｒガスを処理容器１２内に導入し、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量を増加させると、図３０の（ａ）～（ｃ）に示すように、ＳｉＮ層のエッチングに対する多結晶シリコン層のエッチングの選択性の径方向における分布を調整できることが確認された。また、周辺導入部５２から処理容器１２内に導入するＨＢｒガスの流量を調整することにより、図３０の（ｂ）に示すように、ＳｉＮ層のエッチングに対する多結晶シリコン層のエッチングの選択性の径方向におけるばらつきを低減できることが確認された。
　（実験例３１及び３２）
　実験例３１では、プラズマ処理装置１０を用いて図１４に示したプラズマ処理方法を実施して、図１５に示したウエハＷの作成を行った。即ち、隣り合う二つの側壁スペーサ層の間の下方のＳｉ製の下地部に対するエッチングを行った。二つの側壁スペーサ層の間の距離の設計値は３０ｎｍであり、ゲートの高さの設計値は１４０ｎｍとした。実験例３１の条件は以下の通りである。
＜実験例３１の条件＞
処理容器１２の内径：５４０ｍｍ
誘電体窓１８の下面と載置領域ＭＲの間の距離：２４５ｍｍ
環状の管５２ｐの直径：５４０ｍｍ
周辺導入口５２ｉの角度θ：４５度
載置領域ＭＲからの環状の管５２ｐの距離（高さ）：９０ｍｍ
工程Ｓｂにおける中央導入部のガス流量（Ａｒ／ＣＦ４／Ｏ２）：９０ｓｃｃｍ／７ｓｃｃｍ／１．５ｓｃｃｍ
工程Ｓｂにおける周辺導入部のガス流量（Ａｒ／ＣＦ４／Ｏ２）：２１０ｓｃｃｍ／１８ｓｃｃｍ／３．５ｓｃｃｍ
工程Ｓｂのマイクロ波パワー：１５００Ｗ
工程Ｓｂの高周波バイアス電力：５０Ｗ
工程Ｓｂの処理容器内の圧力：１５０ｍＴｏｒｒ（２０Ｐａ）
工程Ｓｂの処理時間：１５秒
工程Ｓａにおける中央導入部のガス流量（Ａｒ／Ｎ２）：３００ｓｃｃｍ／５００ｓｃｃｍ
工程Ｓａにおける周辺導入部のガス流量（Ｃｌ２／Ｏ２）：１２０ｓｃｃｍ／１２ｓｃｃｍ
工程Ｓａのマイクロ波パワー：３０００Ｗ
工程Ｓａの高周波バイアス電力：０Ｗ
工程Ｓａの処理容器内の圧力：２００ｍＴｏｒｒ（２６．６６Ｐａ）
工程Ｓａの処理時間：２０秒
　また、参考のため、実験例３２を行った。実験例３２の条件は、７秒間の工程Ｓｂのみを行い工程Ｓａを行わなかった点を除いて実験例３１の条件と同様である。
　（実験例３１及び３２の評価）
　実験例３１及び３２で作成したウエハＷの中央部及び縁部のＳＥＭ写真を撮影し、当該ＳＥＭ写真から穴２０６の縦方向の深さ及び横幅を求めた。その結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、高周波バイアス電力を載置台に供給し続けて穴２０６を作成した実験例３２では、ウエハ中央部において穴２０６を横方向に拡張させることができたが、ウエハ縁部においては穴２０６を横方向に拡張させることができなかった。一方、図１４のプラズマ処理方法に従って穴２０６を作成した実験例３１では、ウエハ縁部においても穴２０６を横方向に拡張させることができた。また、実験例３１では、ウエハの中央部と縁部の穴２０６の横幅の差、及び深さの差は、共に０．３ｎｍと非常に小さい値であった。
　以下、幾つかの別の実施形態に係るプラズマ処理装置について説明する。図３１は、別の実施形態に係るプラズマ処理装置を示す図である。図３１に示すプラズマ処理装置１０Ａは、別の周辺導入部５２Ａを更に備える点において、プラズマ処理装置１０と異なっている。周辺導入部５２Ａは、周辺導入部５２と同じ構成部品から構成されており、その設置位置が周辺導入部５２と異なっている。
　周辺導入部５２の環状の管５２ｐは、上述したようにプラズマ拡散領域、例えば、載置領域ＭＲよりも上方且つ誘電体窓１８の下面１８ｂからＺ方向に１００ｍｍ以上離れた領域に配置されている。一方、周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐは、周辺導入部５２の環状の管５２ｐよりも軸線Ｚ方向において上方、且つ、プラズマ生成領域よりも下方に設けられている。プラズマ生成領域は、例えば、誘電体窓１８の下面１８ｂからＺ方向に５０ｍｍ以内の領域である。
　プラズマ処理装置１０Ａでは、周辺導入部５２Ａは周辺導入部５２よりも上方に設けられているので、周辺導入部５２がウエハＷの縁部にガスを供給するのに対して、周辺導入部５２Ａは、ウエハＷの縁部と中央部の間の領域に向けてガスを供給することができる。また、周辺導入部５２Ａから供給されるガスが反応性ガスを含む場合には、当該反応性ガスは、周辺導入部５２から供給される反応性ガスの解離度よりも高い解離度で解離する。
　図３２は、別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の一例を示す図である。一実施形態においては、プラズマ処理装置１０Ａは、図３２に示すガス供給系を備え得る。図３２に示すガス供給系は、第１のガスソース群ＧＳＧ１、第１の流量制御ユニット群ＦＣＧ１、第２のガスソース群ＧＳＧ２、及び第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２に加えて、第３のガスソース群ＧＳＧ３、第３の流量制御ユニット群ＦＣＧ３を有している。
　図３２に示すように、第３のガスソース群ＧＳＧ３は、複数の第３のガスソースＧＳ３１～ＧＳ３Ｑを含んでいる。ここで、「Ｑ」は総数を表わす記号である。第３のガスソースＧＳ３１～３８はそれぞれ、Ａｒガスのソース、Ｈｅガスのソース、Ｃ４Ｆ６ガスのソース、Ｏ２ガスのソース、ＨＢｒガスのソース、ＣＦ４ガスのソース、Ｃｌ２ガスのソース、Ｎ２ガスのソースである。第３のガスソース群ＧＳＧ３は、これらガスとは異なるガスのソースを更に含んでいてもよい。第３の流量制御ユニット群ＦＣＧ３は、複数の第３の流量制御ユニットＦＣ３１～ＦＣ３Ｑを含んでいる。複数の第３の流量制御ユニットＦＣ３１～ＦＣ３Ｑの各々は、例えば、二つのバルブと、当該二つのバルブ間に設けられた流量制御器を含んでいる。流量制御器は、例えば、マスフローコントローラである。
　複数の第３のガスソースＧＳ３１～ＧＳ３Ｑはそれぞれ、複数の第３の流量制御ユニットＦＣ３１～ＦＣ３Ｑを介して、共通ガスラインＧＬ３に接続されている。この共通ガスラインＧＬ３は、周辺導入部５２Ａに接続されている。即ち、周辺導入部５２Ａには、第１のガスソース群ＧＳＧ１及び第２のガスソース群ＧＳＧ２とは独立した第３のガスソース群ＧＳＧ３が、第１の流量制御ユニット群ＦＣＧ１及び第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２とは独立した第３の流量制御ユニット群ＦＣＧ３を介して接続されている。したがって、周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入される一以上のガスの種類、及び、周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入される一以上のガスの流量を独立して制御することができる。例えば、周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入するガスの組成比を周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入するガスの組成比とは異ならせることができる。これに加えて、又は、周辺導入部５２及び周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに同じ組成比のガスを導入する場合には、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入するガスの流量と周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入するガスの流量の比を調整することも可能である。
　したがって、プラズマ処理装置１０Ａによれば、ウエハＷの径方向における複数の領域の処理速度を均一化するよう、周辺導入部５２及び周辺導入部５２Ａから組成及び流量が相対的に調整されたガスを、ウエハＷの複数の領域それぞれに供給することができる。また、プラズマ処理装置１０Ａによれば、ウエハＷの径方向における複数の領域の処理速度を均一化するよう、解離度の異なる反応性ガスを、ウエハＷの複数の領域それぞれに供給することが可能である。
　また、中央導入部５０から処理空間Ｓに導入するガスと同様の組成のガスを周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入してもよい。中央導入部５０から導入されるガスがウエハＷの中央領域に照射されると、当該ガスはウエハＷによって反射される。その結果、ウエハＷの中央部から外側且つ上方に向かうガスの流れが生じ得る。中央導入部５０から処理空間Ｓに導入するガスと同様の組成を有するガスを周辺導入部５２ＡからウエハＷの中央部に向けて処理空間Ｓに導入すると、周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入される当該ガスは、外側且つ上方に向かう前記ガスの流れと対向する方向に流れる。したがって、中央導入部５０から導入されウエハＷの中央部によって反射されて外側且つ上方に向かうガスの流れを抑制することが可能となる。
　図３３は、別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の別の一例を示す図である。プラズマ処理装置１０Ａは、別の実施形態においては、図３３に示すガス供給系を備え得る。即ち、図３３に示すように、プラズマ処理装置１０Ａの周辺導入部５２Ａには、第２のガスソース群ＧＳＧ２が第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２及びフロースプリッタＦＳを介して接続されていてもよい。この実施形態では、周辺導入部５２及び周辺導入部５２Ａには同じ組成のガスが供給されるが、周辺導入部５２から処理空間Ｓに導入するガスの流量と周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入するガスの流量の比を調整することが可能である。したがって、この場合においても、ウエハＷの径方向における複数の領域の処理速度を均一化するよう、周辺導入部５２及び周辺導入部５２Ａから流量が相対的に調整されたガスを、ウエハＷの複数の領域それぞれに供給することができる。また、ウエハＷの径方向における複数の領域の処理速度を均一化するよう、解離度の異なる反応性ガスをウエハＷの複数の領域それぞれに供給することが可能である。
　図３４は、別の実施形態のプラズマ処理装置に採用し得るガス供給系の更に別の一例を示す図である。プラズマ処理装置１０Ａは、更に別の実施形態においては、図３４に示すガス供給系を備え得る。即ち、図３４に示すように、プラズマ処理装置１０Ａの周辺導入部５２Ａには、第１のガスソース群ＧＳＧ１が第１の流量制御ユニット群ＦＣＧ１及びフロースプリッタＦＳを介して接続されていてもよい。この場合には、中央導入部５０から導入されウエハＷの中央部によって反射されて外側且つ上方に向かうガスの流れを抑制することが可能となる。
　図３５は、更に別の実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図３５に示すプラズマ処理装置１０Ｂは、別の周辺導入部５２Ｂを更に備える点において、プラズマ処理装置１０と異なっている。周辺導入部５２Ｂは、周辺導入部５２と同じ構成部品から構成されている。プラズマ処理装置１０Ａの周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐは、周辺導入部５２の環状の管５２ｐよりも軸線Ｚ方向において上方に設けられているが、プラズマ処理装置１０Ｂの周辺導入部５２Ｂの環状の管５２ｐは、載置領域ＭＲよりも上方かつ周辺導入部５２の環状の管５２ｐよりも軸線Ｚ方向において下方に設けられている。
　このプラズマ処理装置１０Ｂは、図３２に示したガス供給系、又は、図３３に示したガス供給系を備え得る。即ち、周辺導入部５２Ｂには、専用のガスソース群ＧＳＧ３が専用の流量制御ユニット群ＦＣＧ３を介して接続されていてもよい。或いは、周辺導入部５２Ｂには、第２のガスソース群ＧＳＧ２が第２の流量制御ユニット群ＦＣＧ２及びフロースプリッタＦＳを介して接続されていてもよい。
　図３６は、更に別の実施形態のプラズマ処理装置を概略的に示す断面図である。図３６に示すプラズマ処理装置１０Ｃは、別の周辺導入部５２Ｃを更に備える点において、プラズマ処理装置１０と異なっている。周辺導入部５２Ｃは、周辺導入部５２と同じ構成部品から構成されている。プラズマ処理装置１０Ｃの周辺導入部５２Ｃの環状の管５２ｐは、プラズマ生成領域、即ち、誘電体窓１８の下面の近傍に設けられている。このプラズマ処理装置１０Ｃは、図３２に示したガス供給系、又は、図３４に示したガス供給系を備え得る。プラズマ処理装置１０Ｃでは、周辺導入部５２ＡからウエハＷの中央部に向けて処理空間Ｓに導入すると、周辺導入部５２Ａから処理空間Ｓに導入される当該ガスは、中央導入部５０から導入されウエハＷの中央部によって反射されて外側且つ上方に向かうガスの流れに対向する方向に流れる。したがって、中央導入部５０から導入されウエハＷの中央部によって反射されて外側且つ上方に向かうガスの流れを抑制することが可能となる。
　ここで、プラズマ処理装置１０Ａの周辺導入部５２Ａの効果を確認するために行ったシミュレーション２６及び２７について説明する。シミュレーション２６では、中央導入部５０から２００ｓｃｃｍのＨＢｒガスを処理空間Ｓに導入する設定を行った。また、シミュレーション２７では、中央導入部５０から２００ｓｃｃｍのＨＢｒガスを処理空間Ｓに導入し、周辺導入部５２Ａから１００ｓｃｃｍのＨｅガスを処理空間Ｓに導入する設定を行った。シミュレーション２６及び２７では、処理容器１２の内径を５４０ｍｍに設定し、誘電体窓１８の下面１８ｂと載置領域ＭＲとの間の軸線Ｚ方向の距離を２４５ｍｍに設定し、周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐの直径を５４０ｍｍに設定し、周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐと載置領域ＭＲとの間の軸線Ｚ方向の距離を１２０ｍｍに設定した。また、処理容器１２内の圧力は１０ｍＴｏｒｒ（１．３３３Ｐａ）に設定した。
　図３７に、シミュレーション２６及び２７において求めた処理容器内でのガスの流れの分布を示す。図３７の（ａ）には、シミュレーション２６において求めた処理容器内でのガスの流れが、図３７の（ｂ）には、シミュレーション２７において求めた処理容器内でのガスの流れが、矢印で示されている。図３７の（ａ）に示すように、中央導入部５０のみから処理空間Ｓにガスを導入すると、当該ガスはウエハＷの中央部で反射され外側且つ上方に向かう。これにより、ウエハＷの中央部と縁部との間の中間領域の上方においては、ガスの渦が発生している。一方、図３７の（ｂ）に示すように、シミュレーション２７の結果から、周辺導入部５２Ａからガスを処理空間Ｓに導入することにより、ウエハＷの中央部で反射され外側且つ上方に向かうガスの流れが抑制されることが確認された。また、シミュレーション２７の結果から、ウエハＷの中央部から縁部に向かい、次いで、排気路ＶＬへと向かう均一なガスの流れがウエハＷの表面の上で生じることが確認された。
　以上、種々の実施形態について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく種々の変形態様を構成することが可能である。例えば、プラズマ処理装置１０Ａでは、周辺導入部５２の環状の管５２ｐと周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐが一体化されていてもよい。例えば、周辺導入部５２の環状の管５２ｐと周辺導入部５２Ａの環状の管５２ｐはセラミックス製の単一の部品として、一体化されていてもよい。同様に、周辺導入部５２の環状の管５２ｐと周辺導入部５２Ｂの環状の管５２ｐが一体化されていてもよい。
　１０…プラズマ処理装置、１２…処理容器、１２ａ…側壁、１４…アンテナ、１６…同軸導波管、１８…誘電体窓、１８ｂ…誘電体窓の下面、１８ｕ…誘電体窓の上面、１８１…凹部、１８２…第２凹部（ディンプル）２０…載置台、２２…プレート（ＲＦプレート）、２４ａ…ベースプレート、２４ｂ…チャック部、２４ｃ…下側部分、２４ｄ…上側部分、ＭＲ…載置領域、２６…バッフル板、２８…排気管、２８ｈ…排気口、３０…排気装置、３２…マイクロ波発生器、４０…冷却ジャケット、４２…誘電体板、４４…スロット板，４４ａ，４４ｂ…スロット孔、４４ｐ…スロット対、５０…中央導入部、１８ｉ…中央導入口、５２…周辺導入部、５２ｉ…周辺導入口、５２ｐ…環状の管、５６…支持部材、５８，６０…固定部材、６２…ガス供給ブロック、７０，７２…絶縁部材、Ｃｎｔ…制御部、ＧＳ１１～ＧＳ１Ｎ…第１のガスソース、ＧＳ２１～ＧＳ２Ｍ…第２のガスソース、ＦＣ１１～ＦＣ１Ｎ…第１の流量制御ユニット、ＦＣ２１～ＦＣ２Ｍ…第２の流量制御ユニット、ＦＲ…フォーカスリング、ＭＵ…マッチングユニット、ＰＦＲ…給電棒、ＲＦＧ…高周波電源、Ｓ…処理空間、Ｗ…ウエハ（基板）。

Claims (11)

  1. 　基板にプラズマ処理を適用する方法であって、
    　処理容器内に中央導入部から第１のガスを供給し、該処理容器内に周辺導入部から第２のガスを供給し、誘電体窓の上面の上に設けられたアンテナから該誘電体窓を介して処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入して、前記誘電体窓の下面に面するように載置台上に載置された基板をエッチングする工程を含み、
    　前記中央導入部は、前記基板の中央に向けて開口しており、前記誘電体窓の直下にガスを噴射する中央導入口を有しており、該中央導入部には、前記第１のガスのソースを含む複数の第１のガスソースが複数の第１の流量制御ユニットを介して接続されており、
    　前記周辺導入部は、前記中央導入口よりも下方且つ前記載置台の上方において周方向に沿って配列された複数の周辺導入口であり、前記基板の縁部に向けてガスを噴射する該複数の周辺導入口を有しており、該周辺導入部には、前記第２のガスのソースを含む複数の第２のガスソースが複数の第２の流量制御ユニットを介して接続されており、
    　前記第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも、前記第２のガスにおける反応性ガスの流量が多く、前記第２のガスにおける希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比は、前記第１のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも大きい、
    方法。
  2. 　前記基板は、シリコン酸化層及び多結晶シリコン層を有しており、
    　前記基板をエッチングする工程において、前記複数の周辺導入部には、前記反応性ガスとしてＣ４Ｆ６ガスが供給される、
    請求項１に記載の方法。
  3. 　前記多結晶シリコン層は、フィン型電界効果トランジスタにおいてソース、ドレイン及びチャネルを有するフィンを構成しており、前記シリコン酸化層は前記フィンの周囲に設けられている、請求項２に記載の方法。
  4. 　前記基板は、シリコンからなる下地部、該下地部上に配列された複数のゲート、及び、該複数のゲートの側壁に沿って設けられた側壁スペーサ層、を有しており、
    　前記載置台は、高周波バイアス電力を発生する高周波電源に接続されており、
    　前記下地部のエッチング用の反応性ガスを前記処理容器内に導入し、前記アンテナから前記誘電体窓を介して前記処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入し、前記載置台に前記高周波バイアス電力を与えて、隣り合う二つのゲートの間に介在する二つのスペーサ層の間の下方の前記下地部をエッチングする工程を更に含み、
    　前記下地部をエッチングする前記工程の次に、前記第２のガスにおける前記反応性ガスとして前記下地部のエッチング用の反応性ガスを用い、且つ、前記載置台に前記高周波バイアス電力を与えずに、前記基板をエッチングする前記工程が行われる、
    請求項１に記載の方法。
  5. 　処理容器と、
    　基板を載置するための載置領域を有し、前記処理容器内に設けられた載置台と、
    　前記載置領域に面する下面、及び該下面と反対側の上面を有する誘電体窓と、
    　前記誘電体窓の前記上面の上に設けられており、該誘電体窓を介して前記処理容器内にマイクロ波のエネルギーを導入するアンテナと、
    　前記載置領域の中央に向けて開口しており、前記誘電体窓の直下にガスを噴射する中央導入口を有する中央導入部と、
    　前記中央導入口よりも下方且つ前記載置台の上方において周方向に沿って配列されており、前記載置領域の縁部に向けてガスを噴射する複数の周辺導入口を有する周辺導入部と、
    　反応性ガスのソース及び希ガスのソースを含み、前記中央導入部に接続された複数の第１のガスソースと、
    　前記複数の第１のガスソースと前記中央導入部との間に設けられた複数の第１の流量制御ユニットと、
    　反応性ガスのソース及び希ガスのソースを含み、前記周辺導入部に接続された複数の第２のガスソースと、
    　前記複数の第２のガスソースと前記周辺導入部との間に設けられた複数の第２の流量制御ユニットと、
    を備えるプラズマ処理装置。
  6. 　前記中央導入部に第１のガスが供給され、前記周辺導入部に第２のガスが供給されるよう、前記複数の第１の流量制御ユニット及び前記複数の第２の流量制御ユニットを制御する制御部を更に備え、
    　前記制御部は、前記第１のガスにおける反応性ガスの流量よりも、前記第２のガスに含まれる反応性ガスの流量が多く、前記第２のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比が、前記第１のガスに含まれる希ガスの流量に対する反応性ガスの流量の比よりも大きくなるように、前記複数の第１の流量制御ユニット及び前記複数の第２の流量制御ユニットを制御する、
    請求項５に記載のプラズマ処理装置。
  7. 　高周波バイアス電力を発生する高周波電源を更に備え、
    　前記制御部は、
    　　希ガス及び反応性ガスを含むガスが前記処理容器内に導入され、前記マイクロ波のエネルギーが前記誘電体窓を介して前記処理容器内に導入され、前記載置台に前記高周波バイアス電力が与えられるよう、第１の制御を実行し、
    　　次いで、前記中央導入部及び前記周辺導入部から前記第１のガス及び前記第２のガスがそれぞれ導入され、前記マイクロ波のエネルギーが前記誘電体窓を介して前記処理容器内に導入され、前記載置台に対する前記高周波バイアス電力の供給が停止されるよう、第２の制御を実行する、
    請求項６に記載のプラズマ処理装置。
  8. 　前記周辺導入部は、前記周方向に延在して前記複数の周辺導入口を提供する環状の管を含み、
    　前記環状の管は、前記処理容器の内壁面に沿って設けられている、
    請求項５～７の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  9. 　前記環状の管は、下面及び外周面を有し、
    　前記環状の管の前記下面及び前記外周面に沿って延在して該環状の管を支持する支持部材を更に備え、
    　前記環状の管と前記支持部材を含む周辺導入アセンブリが、前記処理容器の壁に嵌め込まれている、
    請求項８に記載のプラズマ処理装置。
  10. 　前記載置台は、静電チャック及び高周波バイアス電力が供給される金属製のプレートを含み、
    　前記静電チャックは、下側部分及び前記載置領域を提供する上側部分を含み、前記上側部分の直径が前記下側部分の直径より小さくなるように階段状の外周面を画成しており、
    　前記載置領域を囲むフォーカスリング、及び、前記フォーカスリングの外縁から前記階段状の外周面及び前記プレートの外周面に沿って延在し前記処理容器の内壁面との間に空間を画成する絶縁部材を更に備える、
    請求項５～９の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
  11. 　前記載置台の周囲の排気路と、
    　前記排気路の下方に設けられた排気口と、
    　前記排気口に接続された排気装置と、
    　前記載置領域よりも８０ｍｍ以上下方に設けられており、複数の貫通孔が形成されたバッフル板と、
    を更に備える、請求項５～１０の何れか一項に記載のプラズマ処理装置。
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