.8MHz)、RFl2 (13MHz)的硬件结构(32?46)，根据蚀刻加工的规格、条件或处理方案，控制部88控制2个高频RFU、RF。的总功率和功率比。
[0076][实施方式中的RF偏置功能]
[0077]在本实施方式的等离子体蚀刻装置中，如上所述，在工艺中从第一高频电源36和第二高频电源38，将离子引入用的第一高频RFu (0.8MHz)和第二高频RR2 (13MHz)重叠地施加于基座(下部电极)16。于是，在面对等离子体生成空间PS的基座16或半导体晶片W的表面生成的离子鞘，产生如图2所示的重叠有2个高频RFU、RFu的负极性的鞘电压Vs (t)。另夕卜，图2中，表示为了易于了解离子鞘中重叠有2个高频RFu、RFu的状态，使第二高频RFl2的电压(功率)比第一高频RF u的电压(功率)明显小的情况。
[0078]来自等离子体的离子被这样的鞘电SVs(t)加速，入射到半导体晶片W的表面。这时，入射离子的加速度或能量依赖于这时的鞘电压Vs(t)的瞬时值(绝对值)。即，当鞘电压％(0的瞬时值(绝对值)较大时，进入到离子鞘内的离子以较大的加速度或动能入射到晶片表面，当鞘电压Vs (t)的瞬时值(绝对值)较小时，进入到离子鞘内的离子以较小的加速度或动能入射到晶片表面。
[0079]当然，在离子鞘内，离子相对于鞘电压Vs(t)以小于等于100% (系数I)的某灵敏度响应(加速运动)。该响应灵敏度或变换函数a (f)如图3所示，依赖于RF偏置所使用的高频的频率f (反比)地变化，用下述式(I)表示。
[0080]a (f) = l/{(cf τ )ρ+1}1/ρ......(I)
[0081 ] 式中，c = 0.3X2n，p = 5，(M/ 2eV s), M是尚子的质里数，s是尚子的軸通过时间，Vs是鞘电压。
[0082]从而，有助于离子鞘内的离子加速的有效(实际)鞘电压即离子响应电压VJt)用下述式⑵表示。
[0083]Vi (t) = a (f)Vs(t)……(2)
[0084]图2所示的离子响应电压Vi (t)和图3所示的变换函数a (f)是关于Ar+离子的情况，而其他的离子相对于鞘电压Vs⑴和RF偏置的频率也表现出同样的特性。
[0085]从图2的电压波形可知，离子鞘内的离子相对于频率较低的第一高频RFu (0.8MHz)以大约100%的灵敏度(a (f) ~ I)响应(加速运动)，相对于频率较高的第二高频RFl2 (13MHz)，以大约50%的灵敏度(a (f) ^ 0.5)响应(加速运动)。
[0086]基于如上所述的离子响应电压Vi (t)，能够根据下述式(3)以图4和图5所示的方法，计算求取离子能量分布IED。
[0087]IED(Ei) Σ JdViMti)......(3)
[0088]图4表示RF偏置中使用具有较低频率的单一高频时的IED和离子响应电压Vi⑴。另一方面，图5表示RF偏置中使用分别具有较低频率和较高频率的2个高频时的IED和离子响应电压Vi (t)o
[0089]根据RF偏置中使用单一高频的单频偏置法，如参照图19A?图19C和图20A?图20C进行的说明那样，离子能量分布(IED)成为定型地在最大能量附近和最小能量附近大量集中离子(出现峰)那样的分布形状，形成了无论RF功率怎样变化，也不能够使最小能量任意可变的制约。
[0090]与此相对，根据如本实施方式这样的RF偏置中使用2个高频RFu (0.8MHz)、RFl2 (13MHz)的双频偏置法，通过调整2个高频RFU、RR2的总功率和/或功率比，能够独立地控制离子能量分布(IED)的最大能量和最小能量的每一个。
[0091 ] 即，在本实施方式中，如图6A?图6C所示，在将最大能量固定为例如约2000eV的情况下，能够在例如约OeV?100eV的范围内任意调节最小能量。
[0092]另外，如图7A?图7C所示，在将最小能量固定为例如约350eV的情况下，能够在例如约650eV?2650eV的范围内任意调节最大能量。
[0093]另外，图6A?图6C和图7A?图7C中的IED特性，是针对Ar+离子计算出的。艮P使是其他离子，图案上也能够得到同样的特性。另外，2个高频RFu (0.8MHz)、RFL2(13MHz)的电压值是各个频率的偏置电压的振幅值，也能够换算为RF功率。
[0094]另外，在本实施方式中，如图6B [RFli (0.8MHz) = 340V，RFL2(13MHz) = 1000V]、图7B[RFu (0.8MHz) = 500V，RFL2(13MHz) = 500V]所示，通过双频的RF偏置，还能够使离子在能带的整个区域大致均匀地分布。进而，如图7C[RFu (0.8MHz) = 1000V, RFl2 (13MHz)=500V]所示，还能够使中间能量的离子入射数比最小能量和最大能量的离子入射数多。
[0095]进而，在本实施方式中，如图8A[RFU(0.8MHz) = 1500V，RFL2(13MHz) = 0V]、图8B [RFli (0.8MHz) = 1125V, RFL2(13MHz) = 375V]、图 8C[RFL1 (0.8MHz) = 750V, RFL2(13MHz)=750V]、图 8D [RFli (0.8MHz) = 375V，RFL2(13MHz) = 1125V]、图 8E [RFli (0.8MHz) = 0V,RFL2(13MHz) = 1500V]所示，通过双频的RF偏置，还能够在将能量平均值或中心值固定为例如1500V的情况下，在例如约100eV到约3000V的范围内使能带的宽度Ew任意可变。
[0096]这样，在本实施方式中，能够在RF偏置中仅使用第一高频RFu (0.8MHz)时的IED特性(图8A)与RF偏置中仅使用第二高频RFl2 (13MHz)时的IED特性(图8E)之间，任意调节能带的宽度Ew来得到中间的IED特性。
[0097]另外，即使在中间IED特性中，当第二高频Rh与第一高频RFu的功率比为1125V:375V = 3:1时所得到的图8B的IED特性，也表现出特征性的凹形分布形状。即，在最小能量及其附近的能量区域(约250eV?约750eV)和最大能量及其附近的能量区域(约2250eV?约2750eV)，离子带状地集中，在中间的能量区域(约750eV?约2250eV)，均匀(一样)地离子分布数少。该凹形的IED特性，与如使用2个高频RFu、RF。中任一个的情况那样离子尖峰地集中在最小能量和最大能量的U形的IED特性(图8A、图SE)也不同。
[0098]另外，虽然省略了图示，但即使是在图8D[RFu (0.8MHz) = 375V，RFL2(13MHz)=1125V]与图 8E[RFu (0.8MHz) = 0V, RFL2(13MHz) = 1500V]的中间，即，当第二高频 RF。与第一高频RFu的功率比为约1:30时，也能够得到与图8B同样的凹形的中间IED特性。
[0099]这样，本实施方式中，在RF偏置中将频率不同的第一高频RFu和第二高频RF 组合地使用，控制它们的总功率和/或功率比，由此能够针对入射到基座12上的半导体晶片W的表面的离子的能量分布(IED)，对能带宽度和分布形状、进而入射能量的总量进行各种控制。
[0100]这里，第一高频RFu和第二高频RF。的频率不限于上述的值(0.8MHz，13MHz)，可以在一定的范围内任意选定。如从图8A的IED特性与图8E的IED特性的对比可知那样，单频偏置中的离子能量分布的宽度(能带)Ew，频率越低时越宽，频率越高时越窄。
[0101]这一点如图9所示，与频率和变换函数a (f)的关系相对应。从而，为了扩大能带Ew的可变范围，虽然也依赖于在蚀刻工艺中起到支配作用的离子的种类(F +、Ar+、C4F6+等)，但是基本上，将第一高频1^^的频率选定为较低的值(优选10kHz?6MHz)，将第二高频
频率选定为较高的值(优选6MHz?40MHz)即可。特别是，当第二高频RF。的频率过高时，即超过40MHz时，由于等离子体生成效应增强，不再适合作为RF偏置，因此优选40MHz以下的频率。
[0102][关于工艺的实施例]
[0103]如上所述，本实施方式的等离子体蚀刻装置与该种的现有装置相比，能够显著提高RF偏置功能的控制性，特别是在各向异性蚀刻中发挥很大的工艺性能。
[0104]这里，作为能够适于使用本实施方式的等离子体蚀刻装置的蚀刻加工，以图10所示的HARC(High Aspect Rat1 Contact)工艺作为例子。HARC工艺是在绝缘膜或氧化膜(典型而言是3102膜)90形成细且深的接触孔(或通孔)92的蚀刻加工技术，在大规模集成电路的制造工艺中的BEOL(Back End Of Line，后端工序)的接触蚀刻(或通孔蚀刻)中使用。
[0105]在HARC工艺中，为了形成高深宽比的微细孔92，要求高精度的各向异性形状和相对于掩模94(和基底膜96)的高的选择比。因而，采用如下方法:使用碳氟化合物系(fluorocarbon)的气体作为腐蚀