图10是示意地表示HARC工艺的蚀刻加工的纵截面图。
[0043]图1IA是表示在3102膜的蚀刻中，使C 4F8气体的流量变化时的蚀刻速度和CF聚合膜的厚度的曲线图。
[0044]图1IB是表示SiN膜的蚀刻中，使C4F8气体的流量变化时的蚀刻速度和CF聚合膜的厚度的曲线图。
[0045]图12是示意地表示HARC工艺中的缩颈(necking，柱颈)的纵截面图。
[0046]图13是表示HARC工艺中的氧化膜和有机膜的蚀刻效率的离子能量依赖性，和以现有方式的单频偏置与此对应的情况下离子能量分布特性的特性图。
[0047]图14是表示HARC工艺中的氧化膜和有机膜的蚀刻效率的离子能量依赖性，和以实施方式的双频偏置与此对应的情况下离子能量分布特性的特性图。
[0048]图15表示在HARC工艺中离子入射到掩模(有机膜)的各部分时的入射角度。
[0049]图16表示在利用双频偏置法的HARC工艺中所得到的图案(pattern)截面形状和特性数据。
[0050]图17表示在利用双频偏置法的HARC工艺中所得到的图案截面形状(放大图)和特性数据。
[0051]图18是表示其他实施方式的等离子体处理装置的结构的纵截面图。
[0052]图19A表示在使用频率较低的现有的单频偏置法中使RF功率降低时所得到的离子能量分布。
[0053]图19B表示在使用频率较低的现有的单频偏置法中将RF功率选择为中等的值时所得到的离子能量分布。
[0054]图19C表示在使用频率较低的现有的单频偏置法中使RF功率提高时所得到的离子能量分布。
[0055]图20A表示在使用频率较高的现有的单频偏置法中使RF功率降低时所得到的离子能量分布。
[0056]图20B表示在使用频率较高的现有的单频偏置法中将RF功率选择为中等的值时所得到的离子能量分布。
[0057]图20C表示在使用频率较高的现有的单频偏置法中使RF功率提高时所得到的离子能量分布。
【具体实施方式】
[0058]以下，参照图1?图18说明本发明的优选实施方式。
[0059][装置整体结构]
[0060]图1表示本发明一个实施方式的等离子体处理装置的结构。该等离子体处理装置构成为下部双频/上部单频施加方式的电容耦合型等离子体蚀刻装置，例如具有表面进行过耐蚀铝(alumite)处理(阳极氧化处理)的由铝构成的圆筒形的真空腔室(处理容器)10。腔室10安全接地。
[0061]在腔室10的底部，隔着陶瓷等绝缘板12配置有圆柱形的基座支承台14，在该基座支承台14上例如设置有由铝构成的基座16。基座16构成下部电极，在其上作为被处理基板，例如载置有半导体晶片W。
[0062]在基座16的上表面设置有用于以静电吸附力保持半导体晶片W的静电卡盘18。该静电卡盘18将由导电膜构成的电极20夹在一对绝缘层或绝缘片之间，直流电源22经由开关24与电极20电连接。利用来自直流电源22的直流电压，能够以静电力将半导体晶片W吸附保持在静电卡盘18。在静电卡盘18的周围，在基座16的上表面，配置有用于提高蚀刻的面内均匀性的例如由硅构成的聚集环26。在基座16和基座支承台14的侧面贴附有例如由石英构成的圆筒形的内壁部件28。
[0063]在基座支承台14的内部，设置有例如沿着圆周方向延伸的制冷剂室或制冷剂通道30。在该制冷剂通道30，从外设的制冷单元(未图示)经由配管32a、32b循环供给规定温度的制冷剂例如冷却水Cw0能够根据制冷剂cw的温度控制基座16上的半导体晶片W的处理温度。进而，来自传热气体供给机构(未图示)的传热气体例如He气，经由气体管路34，被供给到静电卡盘18的上表面与半导体晶片W的背面之间。
[0064]离子引入用第一高频电源36和第二高频电源38分别经由下部匹配器40、42和下部供电导体44、46与基座16电连接。下部供电导体44、46也可以是共用导体例如供电棒。
[0065]第一高频电源36构成为对基座16上的半导体晶片W，以可变的功率输出适于引入等离子体的离子的频率较低的例如0.8MHz的第一高频RFU。另一方面，第二高频电源38构成为对基座16上的半导体晶片W，以可变的功率输出适于引入等离子体的离子的频率较高的例如13MHz的第二高频Rh。
[0066]在基座16的上方，与该基座平行相对地设置有上部电极48。该上部电极48包括:具有多个气体喷出孔50a的例如由S1、SiC等半导体材料构成的电极板50 ;和可装卸地支承该电极板50的由导电材料例如表面进行过耐蚀铝处理的铝构成的电极支承体52，通过环形的绝缘体54安装在腔室10的上部。在该上部电极48与基座16之间设置有等尚子体生成空间或处理空间PS。环形绝缘体54例如由氧化铝(Al2O3)构成，气密地堵塞上部电极48的外周面与腔室10的侧壁之间的间隙，非接地且物理地支承上部电极48。
[0067]电极支承体52构成为:其内部具有气体缓冲室56，并且在其下表面具有从气体缓冲室56连通到电极板50的气体喷出孔50a的多个气体通气孔52a。处理气体供给源60经由气体供给管58与气体缓冲室56连接，在气体供给管58设置有质量流量控制器(MFC) 62和开关阀64。当从处理气体供给源60向气体缓冲室56导入规定的处理气体时，从电极板50的气体喷出孔50a，朝向基座16上的半导体晶片W，将处理气体喷淋状地喷出到处理空间PSo这样，上部电极48兼用作向处理空间PS供给处理气体的喷淋头。
[0068]经由上部匹配器68和上部供电导体例如供电棒70，等离子体激励用的第三高频电源66与上部电极48电连接。第三高频电源66构成为以可变的功率输出适于处理气体的电容耦合的高频放电即等离子体生成的频率例如60MHz的第三高频RFh。另外，等离子体生成用的第三高频RFh的频率通常在27MHz?300MHz的范围内选择。
[0069]形成在基座16以及基座支承台14、与腔室10的侧壁之间的环形空间成为排气空间，在该排气空间的底部设置有腔室10的排气口 72。该排气口 72经由排气管74与排气装置76连接。排气装置76具有涡轮分子泵等真空泵，能够将腔室10的室内、特别是处理空间PS减压到规定的真空度。另外，在腔室10的侧壁安装有开闭半导体晶片W的搬入搬出P 78的门阀80。
[0070]设置在腔室10的外部的可变直流电源82的一方端子即输出端子，经由开关84和直流供电线85与上部电极48电连接。可变直流电源82例如能够输出一 2000?+100V的直流电压VDC。可变直流电源82的另一方端子接地。可变直流电源82的输出(电压、电流)的极性、绝对值和开关84的通、断切换，在来自后述的控制部88的指示下，由DC控制器83控制。
[0071]设置在直流供电线85中途的滤波器电路86构成为:将来自可变直流电源82的直流电压Vdc贯通(through)地施加于上部电极48，另一方面，使从基座12通过处理空间PS和上部电极48进入到直流供电线85的高频流向接地线，而不是流向可变直流电源82 —侧。
[0072]另外，在腔室10内，在面对处理空间PS的适当位置，安装有例如由S1、SiC等导电性材料构成的DC接地部件(未图示)。该DC接地部件经由接地线(未图示)总是接地。
[0073]控制部88包括微型计算机，单独或统一地控制该等离子体蚀刻装置内的各部分的动作，例如静电卡盘用的开关24、第一、第二和第三高频电源36、38、66、匹配器40、42、68、处理气体供给部(60、62、64)、排气装置76、DC偏置用的可变直流电源82和开关84、制冷单元、传热气体供给部等的动作。另外，控制部88还连接有人机接口用的触摸屏(未图示)和存储各种程序、设定值等数据的存储装置(未图示)。另外，在本实施方式中，控制部88和DC控制器83构成DC偏置控制部。
[0074]在该等离子体蚀刻装置中，为了进行蚀刻加工，首先使门阀80为打开状态，将加工对象的半导体晶片W搬入到腔室10内，载置在静电卡盘18上。然后，从处理气体供给源60以规定的流量和流量比向腔室10内导入规定的处理气体即蚀刻气体(一般是混合气体)，通过由排气装置76进行真空排气而使腔室10内的压力成为设定值。进而，从第三高频电源66以规定的功率对上部电极46施加等离子体生成用的第三高频RFh (60MHz)。另一方面，从第一和第二高频电源36、38分别以规定的功率对基座(下部电极)16施加离子引入用的第一高频RFu (0.8MHz)和第二高频RF。(13MHz)。另外，使开关24接通，通过静电吸附力，将传热气体(He气)封闭在静电卡盘18与半导体晶片W之间的接触界面。另外，根据需要，使开关84接通，对上部电极48施加来自可变直流电源82的规定的直流电压VDC。从喷淋头(上部电极)48排出的蚀刻气体在两电极16、48之间通过高频放电而等离子化，半导体晶片W的主面的膜被该等离子体所含的自由基或离子蚀刻。
[0075]本实施方式的等离子体蚀刻装置，为了控制工艺中从等离子体入射到半导体晶片W的离子的能量，具有从2个高频电源36、38对基座12重叠地施加适于离子引入的2种高频RFu (0