JP2004247584A

JP2004247584A - Plasma treatment method and plasma treatment system

Info

Publication number: JP2004247584A
Application number: JP2003036895A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Mise; 信行三瀬; Takeshi Yoshioka; 健吉岡; Seiichiro Sugano; 誠一郎菅野
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2003-02-14
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2023-02-14
Also published as: JP3818511B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a plasma treatment method and a plasma treatment system securing stabilized device performance even in a semiconductor device using a hard-to-etch material. <P>SOLUTION: In the method for plasma etching each layer of a multilayered body, composed of a first layer (a) of a conductor of a hard-to-etch material, a second layer (b) of an insulator and a third layer (c) of a conductor formed sequentially by utilizing an etching mask formed on the multilayered body, the second layer (b) is etched to have a forward tapered shape where the width of a material of the second layer (b) is expanded as etching progresses. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に係り、特に難エッチング材エッチングに好適なプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、強誘電体メモリ（ＦｅＲＡＭ：ＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等に使用する強誘電体材料およびその電極材料、磁気をを利用したメモリ（ＭＲＡＭ：ＭａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等に使用する絶縁膜、磁性膜、電極、高誘電率のゲート絶縁膜、あるいはゲート材として使用される材料、すなわち難エッチング材のエッチングに際しては、前記難エッチング材を積層形成したウエハの処理温度を高めてエッチングすることにより、垂直に近いエッチング形状を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、特許文献２には、頭の丸いフォトレジストを用いてエッチングすることにより、側壁への反応生成物の付着を抑えることが示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１１１６９５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平１０−９８１６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体素子の微細化、動作の高速化に伴い、ＭＯＳ（ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタのゲート絶縁膜あるいはゲート電極として、また、メモリ部の誘電体膜あるいはキャパシタ電極として、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、ルテニウム、白金、酸化タンタル、ＢＳＴ、ＳＢＴ、ＰＺＴなどの材料を用いることが検討されている。また、前記ＦｅＲＡＭ、あるいはＭＲＡＭ等では、鉄、ニッケル、コバルト、マンガンあるいはその合金が用いられる。
【０００７】
これらの材料（難エッチング材）は、アルミ、シリコン、酸化シリコンなどに比べてエッチングしにくく、特に垂直な加工形状が得にくいことが問題となっている。前述のようにウエハの処理温度を高めてエッチングすることはできる。しかし、この場合にはエッチングによる反応生成物が加工部の垂直面に付着することがある。エッチングによる反応生成物が、前記加工部に露出した絶縁膜の垂直面に付着した場合には、前記絶縁膜の絶縁性能が劣化する。
【０００８】
また、特許文献２に示す方法は、ウエハ温度を４００℃以上の高温にした場合にレジストが蒸発するため、難エッチング材のエッチングに用いられる高温エッチングには適さない。
【０００９】
本発明は、これらの問題点に鑑みてなされたもので、難エッチング材を使用した半導体装置においても安定したデバイス性能を得ることのできるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１１】
難エッチング材製の導電体からなる第１層、絶縁体からなる第２層および導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体と、該積層体上に形成したエッチング用のマスクを備え、該マスクを利用して前記積層体を構成する各層にプラズマエッチング処理を施すプラズマ処理方法であって、前記第２層のエッチング処理は、第２層の材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。高周波電源１０１から自動整合器１０２を介して、コイル１０３に高周波電流を供給し、真空処理容器１０４内にプラズマ１０５を生成する。真空処理容器１０４は絶縁材料からなる放電部１０４ａと接地された処理部１０４ｂからなる。真空処理容器１０４には、ガス導入手段１０６を介して塩素などのエッチング用の処理ガスを導入し、排気装置１０７を介して排気する。
【００１３】
ウエハ等の試料１０８は試料台１０９の上に設置する。試料１０８に入射するイオンのエネルギーを大きくするために、試料台１０９には第二の高周波電源であるバイアス電源１１０がハイパスフィルタ１１１を介して接続される。試料台１０９の表面にはセラミックなどの絶縁膜１１２が設けられる。また、試料台１０９には、ローパスフィルタを介して図示しない直流電圧が印加されており、試料台１０９上に載置した試料１０８を静電気力により吸引して保持する。
【００１４】
さらに、試料１０８の温度を調整して処理を制御するために、試料台１０９にはヒータ１１５および冷媒流路１１６を設ける。また、試料台１０９は土台となる部分１１７およびヘッド１１８に分割可能となっている。ヘッド１１８の表面には１０ｎｍ以上の凹凸を形成し、この凹凸と試料１０８の間に形成される空隙にはヘリウムなどの伝熱ガスを流すことができる。
【００１５】
このように構成したプラズマエッチング装置を用いて、鉄、コバルト、マンガン、ニッケル、白金、ルテニウム、タンタル、アルミナ、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、ガリウム砒素などの化学的に安定な材料（難エッチング材）をエッチングする場合の典型的な条件を以下に示す。
【００１６】
真空処理容器内の圧力は０、５Ｐａ、導入する処理ガスは主として塩素である。試料１０８の温度は対象とする被エッチング材によって異なるが、おおよそ２００℃以上５００℃以下である。試料の温度は要求されるエッチングレートあるいは製造される半導体装置によって異なるが、シリコン膜、アルミニウム膜あるいは酸化シリコン膜をエッチングする場合の典型的な温度である０℃から１００℃に比べて高い温度である。したがって、エッチングのマスク材にフォトレジストが有効に使えないことが多く、耐熱性の高い酸化シリコンや金属製のハードマスクを使う。
【００１７】
ところで、前記化学的に安定な材料（難エッチング材）をプラズマを用いてエッチングする場合、ウエハ等の試料の処理面に対して垂直にエッチングすることは困難である。
【００１８】
すなわち、前記難エッチング材では、エッチングにより生成した反応生成物が一度、試料表面から真空処理室内に飛び出しても、いずれかの壁面に到達するとその面に付着する性質がある。エッチングが進行する面に反応生成物が付着するのであれば、実質的にエッチング速度が低下するだけである。しかし、反応生成物はあらゆる面に付着する。すなわち、反応生成物は、エッチングが進行する溝あるいはホールの底面、およびエッチングがほとんど進行しない溝あるいはホールの側壁の双方に付着する。このため、前記側壁はその側壁に付着する反応生成物によりテーパ状にエッチングされることになり、側壁を垂直に形成することは困難である。
【００１９】
図２は、側壁に付着する導電性あるいは絶縁性の反応生成物による影響を説明する図である。図において、ａは試料（ウエハ）面に形成した導体層、ｂは導体層ａ上に形成した絶縁体層（絶縁膜）、ｃは絶縁体層ｂ上に形成した導体層である。エッチングに際しては、導体層ｃ、絶縁体層ｂ、導体層ａの順にエッチングすることになる。従って、例えば導体層ａのエッチング中に生成した反応生成物は導体層ｃあるいは絶縁体層ｂの側壁に付着することになる。
【００２０】
この場合、例えば導体層ｃの側壁に導電性の反応生成物が付着しても、あるいは絶縁性の反応生成物が付着しても半導体装置の機能には大きな影響を及ぼすことはない。ところが、絶縁体層ｂの側壁に導電性の反応生成物が付着すると絶縁膜の特性が変化する。最も極端な場合は、絶縁体層ｂの上下にある導体が短絡することになる。短絡しなくとも、上下の導体層間の抵抗が小さくなり、リーク電流が流れやすくなる。
【００２１】
また、前記絶縁体層ｂが強誘電体膜である場合には強誘電体特有のヒステリシス特性が得られなくなったりする。あるいは、微小な付着物によりデバイス特性が不安定になる。したがって、デバイス特性を安定にするには、絶縁体層ｂの側壁に導電性の反応生成物を付着させないことが重要である。
【００２２】
ところで、難エッチ材を順テーパ形にエッチングするのは容易である。順テーパ形とは上部が下部よりも短い形状であり、反応生成物が側壁に多く付着する条件でエッチングを行えば順テーパ形が得られる。
【００２３】
一般に、ウエハ温度が高いほどエッチングで得られる形状が垂直に近い。したがって、例えば絶縁体層ｂをエッチングする際において、特性が劣化しない最大温度よりもあえて低い温度でエッチングすることによって、順テーパ形を得ることができる。次のステップで前記絶縁体層ｂの下層の導体をエッチングする際には、できるだけ垂直に近いエッチング形状を得るために、特性が劣化しない最高温度でエッチングする。
【００２４】
垂直に近い形状が得られる条件では、エッチングにより得られるテーパ形状に係わらず、側壁に導体は付着しにくいが、上層の絶縁体層ｂを順テーパ形にエッチングしておくことにより、さらに前記絶縁体層のテーパ面への導体の付着を抑制することができる（テーパ面がエッチングされるため）。このとき下層の導体層をできるだけ垂直に近い形状にエッチングすることにより半導体の集積度を上げられるいうメリットもある。導体は抵抗を小さくするために断面積をある程度必要とする。このため絶縁体層ｂの数倍以上の膜厚であることが多い。したがって、導体層を順テーパ形にエッチングした場合には集積度が顕著に低下する。しかし、絶縁体層ｂは膜厚が薄いため、順テーパ形にエッチングしても集積度を低下することはない。
【００２５】
絶縁体層ｂを順テーパ形状にエッチングし、その下層の導体層を垂直にエッチングするのに他の方法を用いることも可能である。たとえば、絶縁体層ｂをエッチングするときには、装置に導入するガスの流量が一定に保ったまま、その系で得られる最も低い圧力あるいは長期的に安定に得られる最も低い圧力よりも圧力を高くするなどして、導入するガスの流量Ｑと圧力Ｐの比（Ｑ／Ｐ）を小さくすればよい。言い換えれば、排気系が持つ最大の排気速度あるいは実用的に長期間運用できる排気系の最大排気速度に満たない排気速度で排気すればよい。
【００２６】
一方、前記絶縁体層をエッチングした後に行う導電体層のエッチングにおいては、排気系が有する最大の排気速度、あるいは実用的に長期間安定に運用できる排気系の最大速度で排気系を運用し、できるだけ垂直に近い形状が得られようにすればよい。
【００２７】
例えば、ＳＥＭＩテクノロジーシンポジウム２００１講演予稿集（７−１０〜７−１４）には、ウエハ温度を急激に変化させて、一つの真空処理容器（チャンバ）内で複数のプロセスを処理する例が示されている。しかし、試料（ウエハ）を試料台上に静電チャックで吸着したまま、ウエハの温度を急激に変化させると、吸着個所からパーティクルが発生し、あるいはウエハが割れる可能性がある。また、ウエハ１枚１枚に対し、静電チャックを含む試料台の温度を急激に変化させることを繰り返すと、静電チャックの寿命が短くなるという問題がある。したがって、温度の異なるプロセスを同一真空処理容器で行うのは必ずしも好ましくない。
【００２８】
このため、エッチング処理に際して、試料温度の異なるプロセスを必要とする場合、プラズマ処理装置をマルチチャンバ化し、チャンバごとに異なった温度に設定した試料台を備えることが必要となる。設定すべき温度範囲が異なると、試料台に用いる構成部品が変わることが多い。たとえば、ウエハ温度を１５０℃程度付近に保つ場合と、４００℃程度に保つ場合では、ヒータの有無、セラミックの組成、厚さ、静電チャック表面の溝のパターンなど変えておく必要がある。言い換えれば、試料台以外はほぼ同一構成であるが、静電チャックを含む試料台のみが異なる複数のプラズマ処理装置が必要である。逆にチャンバの形状、構成部品やプラズマ発生方法や排気系などを同一構成にしておけばマルチチャンバ化しても多数の消耗部品を同時に揃えておく必要がなくなること、装置の操作、メンテナンス方法の習得が簡単にできることというメリットがある。
図３は、真空処理容器として複数のエッチング処理室を備えたプラズマ処理装置を説明する図である。図に示すように、プラズマ処理装置は、エッチング処理室９０１、ウエハ搬送用ロボット９０３、ロードロック室９０４、アンロードロック室９０５、ローダ９０６、ストッカ９０７を有する。ストッカ９０７にはカセット９０８が置かれる。ウエハを処理室９０１で処理するときには、ほぼ大気圧条件にあるカセット９０８に入れられたウエハ１０８をローダ９０６でほぼ大気圧条件にあるロードロック室９０４に運び、ロードロック室を閉じる。ロードロック室９０４の圧力を適当な圧力に減圧したのちに、ウエハ搬送用ロボット９０３でウエハ１０８を処理室９０１に搬送し、例えば図２に示す導体層（上部電極）ｃのエッチングを行う。そののち、ウエハ１０５をウエハ搬送用ロボット９０３で別のエッチング処理室９０１’に搬送し、絶縁体層（絶縁膜）ｂのエッチングを行う。さらに、ウエハ１０５をウエハ搬送用ロボット９０３で別のエッチング処理室９０１”に搬送し、導電体層（下部電極）ａのエッチングを行う。エッチング処理室９０１’、９０１”の構成はエッチング処理室９０１と同一の構成であり、試料台１０９の適用温度のみが相違する。具体的には、それぞれのエッチング処理室に収容する試料台１０９を構成する絶縁膜１１２の材料の相違、試料台１０９表面の溝形状の相違、ヒータ１１５の有無、ヒータの設置位置の相違などが挙げられる。
【００２９】
次に、低温用（略０℃ないし１５０℃）の試料台と高温用（略２００℃ないし４００℃）の試料台を具体的な例で説明する。低温用の試料台１０９では、ヘッド１１８部が主としてアルミニウムからなり、その上の絶縁膜１１２が主としてアルミナとチタニアの混合物からなる。この絶縁膜１１２は溶射で形成され、室温での膜の抵抗率が１０^９Ωｃｍ〜１０^１１Ωｃｍである。ヘッド１１８の表面には約５００マイクロメートルの深さの溝、あるいは突起が形成さる。
【００３０】
これに対し，高温用の試料台１０９では，ヘッド１１８部全体が焼結窒化アルミを主成分としている。表面には深さが１００マイクロメートル以下の溝、あるいは突起形成される。
【００３１】
低温用の試料台と高温用の試料台をできるだけ共通化し、開発コストや部品点数を減らすには、ヘッド部１１８の構成のみに差をつけることも可能である。このときは、ヘッドを取り付けるためのねじ穴，冷却用のガスの導入口，真空シール部の位置，大きさ、個数を共通化しておく必要がある．
また、例えば、高温用のヘッドと低温用でヘッドのねじ穴の位置が共通にできない場合には、ヘッドを支持する台において、どちらのヘッドも固定できるようにねじ穴を用意しておき、実際には必要な部分のねじ穴のみを使うことによって部品の共通化を図ることができる。
一方、チャンバ側においては、ヘッドを支持する台に、いずれのヘッドも固定できるようにねじ穴を用意しておき，実際には必要な部分のねじ穴のみを使うことによって、部品の共通化を図ることができる。
なお、以上の例では大気カセット９０８を用いたが、真空カセットを用いてもよい。また、エッチング処理室９０１”を用いたが、エッチング処理室９０１”はエッチング処理室９０１で兼用することができる。
【００３２】
また、マルチチャンバ方式の真空処理装置として、使用温度がそれぞれ異なる試料台１０９を有するチャンバを用いると、試料１０８の材質が絶縁体であっても、導体であっても処理できる。この場合、絶縁体からなる試料を処理するチャンバでは、試料台表面の絶縁膜１１２の抵抗率を１０^１５Ωｃｍ以上に設定しておく。導電体からなる試料を処理するチャンバでは、絶縁膜１１２の抵抗率は１０^９Ωｃｍから１０^１２Ωｃｍ程度にしておく。絶縁膜の抵抗率を１０^１５Ωｃｍ以上にするには不純物濃度が極めて低いアルミナを用い、抵抗率を１０^９Ωｃｍから１０^１２Ωｃｍ程度に保つにはアルミナに不純物、例えばチタニアを混合するとよい。
【００３３】
図４は、図３に示すマルチチャンバ方式の真空処理装置を用いたエッチング処理を説明する図である。
【００３４】
まず、下部導電体層４０１，絶縁体層４０２，上部導電体層４０３からなる積層膜上に酸化シリコンからなるエッチングマスクを形成した試料（ウエハ）１０８を用意する（図４ａ）。
【００３５】
次に、試料１０８を真空処理容器９０１に搬送し、試料１０８の温度を４００℃に保った状態、すなわち垂直に近いエッチング形状が得られる条件で上部導体層４０３をエッチングする。上部導体層４０３のエッチングが終了すると、上部電極４０３ａが形成される（図４ｂ）。
【００３６】
次に、試料１０８を真空処理容器９０１から取り出し、別の真空処理容器９０１’に搬送し、試料１０８の温度を２００℃に保った状態、すなわち順テーパー形状が得られる条件で絶縁層４０２をエッチングする。絶縁層４０２のエッチングが終了すると、絶縁膜４０２ａが形成される（図４ｃ）。
【００３７】
次に、試料１０８を真空処理容器９０１’から取り出し、別の処理室９０１”に搬送し、試料１０８の温度を４００℃に保った状態で下部導電層４０１をエッチングする。下部導電層４０１のエッチングが終了すると下部電極４０１ａが形成される（図４ｄ）。
【００３８】
なお、真空処理容器９０１および真空処理容器９０１”における処理温度が近似する場合は、真空処理容器９０１”に代えて真空処理容器９０１を用いることができる。
【００３９】
このようにして形成される半導体装置においては、図４ｅの断面構造に示すように、絶縁膜４０２ａの側壁とその底面となす角度αが下部電極４０３の側壁とその底面となす角度βよりも小さくなっている。この角度の差は５°以上、特に１５°以上あるのが望ましい。このように絶縁膜を順テーパ形にしておくことにより、下部導電層のエッチングの際など発生する導電性の反応生成物の順テーパ面への付着を抑制することができ、前記絶縁膜の絶縁性能の劣化を防止することができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態によれば、垂直な加工形状を得にくい材料（難エッチング材）のエッチングにおいて、絶縁膜をあえてテーパ状にエッチングし、その下層に位置する導電体層を垂直にエッチングすることによって安定に機能し、しかも集積度の高い半導体装置を作成することができる。
【００４１】
図５は、前記絶縁膜の絶縁性能の劣化を防止する他の方法を説明する図である。まず、Ｐｔからなる下部導電体層５０１，ＰＺＴ（Ｐｂ（Ｚｒ／Ｔｉ）Ｏ_３）からなる絶縁膜５０２ａ，Ｐｔからなる上部電極５０３を備えた積層膜上に酸化シリコンあるいは窒化シリコンからなるエッチングマスク５０４ａを形成した試料（ウエハ）１０８を用意する（図５ａ）。
【００４２】
次いで、前記絶縁膜５０２ａ及び上部電極５０３からなる積層膜を被覆するように絶縁膜５０５を堆積する。絶縁膜５０５の堆積に際しては、塗布や熱エネルギーを利用した化学気相成長、プラズマを利用した化学気相成長、あるいはスパッタリングデポジションなどを利用することができる。このように絶縁膜５０５を堆積することにより、導体層５０１をエッチングする際に生成する反応生成物が上層の絶縁膜５０２ａの側壁に付着することを抑止することができる。絶縁膜５０５の膜厚は、絶縁膜５０２ａの厚さと同程度、望ましくはそれよりも厚く堆積させる（図４ｂ）。
【００４３】
次に、下部導電体層５０１をエッチングして下部電極５０１ａを形成する。下部導電体層５０１をエッチングすると、反応生成物が生成し、生成した反応生成物は絶縁膜５０５上に付着する。このとき絶縁膜５０２ａは露出していないので絶縁膜５０２ａの側壁に反応生成物が付着することはない。従って、前記絶縁膜５０２ａの絶縁性能の劣化を避けることができる。このように、本実施形態によれば、安定に機能し、しかも集積度の高い半導体装置を作成することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、難エッチング材を使用した半導体装置においても安定したデバイス性能を得ることのできるプラズマ処理方法およびプラズマ処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるプラズマ処理装置を説明する図である。
【図２】側壁に付着する導電性あるいは絶縁性の反応生成物による影響を説明する図である。
【図３】真空処理容器として複数のエッチング処理室を備えたプラズマ処理装置を説明する図である。
【図４】マルチチャンバ方式の真空処理装置を用いたエッチング処理を説明する図である。
【図５】絶縁体層の絶縁性能の劣化を防止する他の方法を説明する図である。
【符号の説明】
１０１高周波電源
１０２自動整合器
１０３コイル
１０４真空処理容器
１０４ａ放電部（絶縁体）
１０４ｂ処理部（接地）
１０５プラズマ
１０６ガス導入手段
１０７排気装置
１０８試料
１０９試料台
１１０第二の高周波電源
１１１ハイパスフィルター
１１２絶縁膜
１１５ヒータ
１１６冷媒流路
１１７負荷[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a plasma processing method and a plasma processing apparatus, and more particularly to a plasma processing method and a plasma processing apparatus suitable for etching a difficult-to-etch material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a ferroelectric material and its electrode material used for a ferroelectric memory (FeRAM: Ferroelectric Random Access Memory) and the like, an insulating film and a magnetic film used for a magnetic memory (MRAM: Magnetoresistive Random Access Memory) and the like. When etching an electrode, a gate insulating film having a high dielectric constant, or a material used as a gate material, that is, a difficult-to-etch material, the processing temperature of a wafer on which the difficult-to-etch material is laminated is increased by etching to increase the vertical (For example, see Patent Document 1).
[0003]
In addition, Patent Document 2 discloses that the reaction product is prevented from adhering to the side wall by performing etching using a photoresist having a round head.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-111695
[Patent Document 2]
JP 10-98162 A
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, with the miniaturization of semiconductor elements and the speeding up of operation, alumina and zirconium oxide have been used as gate insulating films or gate electrodes of metal-oxide-semiconductor (MOS) transistors, and as dielectric films or capacitor electrodes of memory units. The use of such materials as hafnium oxide, ruthenium, platinum, tantalum oxide, BST, SBT, and PZT has been studied. In the FeRAM, the MRAM, or the like, iron, nickel, cobalt, manganese, or an alloy thereof is used.
[0007]
These materials (e.g., difficult-to-etch materials) are more difficult to etch than aluminum, silicon, silicon oxide, and the like, and there is a problem that it is particularly difficult to obtain a vertical processed shape. As described above, etching can be performed by increasing the processing temperature of the wafer. However, in this case, a reaction product by etching may adhere to the vertical surface of the processed portion. When a reaction product by the etching adheres to the vertical surface of the insulating film exposed to the processed portion, the insulating performance of the insulating film deteriorates.
[0008]
Further, the method disclosed in Patent Document 2 is not suitable for high-temperature etching used for etching a difficult-to-etch material because the resist evaporates when the wafer temperature is raised to 400 ° C. or higher.
[0009]
The present invention has been made in view of these problems, and provides a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of obtaining stable device performance even in a semiconductor device using a difficult-to-etch material.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
[0011]
A laminate formed by sequentially laminating a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator, and a third layer made of a conductor, and an etching mask formed on the laminate are formed by: A plasma processing method for performing a plasma etching process on each of the layers constituting the stacked body using the mask, wherein the material width of the second layer increases as the etching progresses. Process into a forward tapered shape.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention. A high-frequency current is supplied from a high-frequency power source 101 to a coil 103 via an automatic matching unit 102 to generate a plasma 105 in a vacuum processing vessel 104. The vacuum processing container 104 includes a discharge unit 104a made of an insulating material and a processing unit 104b grounded. An etching processing gas such as chlorine is introduced into the vacuum processing container 104 through a gas introduction unit 106 and exhausted through an exhaust device 107.
[0013]
A sample 108 such as a wafer is placed on a sample stage 109. In order to increase the energy of ions incident on the sample 108, a bias power supply 110 as a second high-frequency power supply is connected to the sample stage 109 via a high-pass filter 111. An insulating film 112 such as a ceramic is provided on the surface of the sample stage 109. A DC voltage (not shown) is applied to the sample stage 109 via a low-pass filter, and the sample 108 placed on the sample stage 109 is sucked and held by electrostatic force.
[0014]
Further, a heater 115 and a coolant channel 116 are provided on the sample stage 109 in order to control the processing by adjusting the temperature of the sample 108. The sample stage 109 can be divided into a base 117 and a head 118. Irregularities of 10 nm or more are formed on the surface of the head 118, and a heat transfer gas such as helium can flow in a gap formed between the irregularities and the sample 108.
[0015]
Using the plasma etching apparatus configured as described above, chemically stable materials (difficult to etch materials) such as iron, cobalt, manganese, nickel, platinum, ruthenium, tantalum, alumina, hafnium oxide, zirconium oxide, and gallium arsenide. Typical conditions for etching are shown below.
[0016]
The pressure in the vacuum processing vessel is 0, 5 Pa, and the processing gas to be introduced is mainly chlorine. The temperature of the sample 108 varies depending on the target material to be etched, but is approximately 200 ° C. or more and 500 ° C. or less. The temperature of the sample varies depending on the required etching rate or the semiconductor device to be manufactured, but is higher than the typical temperature of 0 ° C. to 100 ° C. when etching a silicon film, an aluminum film or a silicon oxide film. is there. Therefore, in many cases, a photoresist cannot be effectively used as a mask material for etching, and a silicon oxide or metal hard mask having high heat resistance is used.
[0017]
By the way, when etching the above chemically stable material (a difficult-to-etch material) using plasma, it is difficult to etch perpendicularly to a processing surface of a sample such as a wafer.
[0018]
That is, in the above-mentioned difficult-to-etch material, even if a reaction product generated by etching once jumps out of the sample surface into the vacuum processing chamber, it has a property of adhering to any wall surface when it reaches any wall surface. If the reaction product adheres to the surface where the etching proceeds, only the etching rate is substantially reduced. However, the reaction products adhere to all surfaces. That is, the reaction product adheres to both the bottom surface of the groove or hole where the etching proceeds and the side wall of the groove or hole where the etching hardly proceeds. For this reason, the side wall is etched in a tapered shape by a reaction product attached to the side wall, and it is difficult to form the side wall vertically.
[0019]
FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of a conductive or insulating reaction product attached to a side wall. In the figure, a is a conductor layer formed on the sample (wafer) surface, b is an insulator layer (insulation film) formed on the conductor layer a, and c is a conductor layer formed on the insulator layer b. At the time of etching, the conductor layer c, the insulator layer b, and the conductor layer a are etched in this order. Therefore, for example, a reaction product generated during the etching of the conductor layer a adheres to the side wall of the conductor layer c or the insulator layer b.
[0020]
In this case, for example, even if a conductive reaction product adheres to the side wall of the conductor layer c or an insulating reaction product adheres, the function of the semiconductor device is not significantly affected. However, if a conductive reaction product adheres to the side wall of the insulator layer b, the characteristics of the insulating film change. In the most extreme case, the conductors above and below the insulator layer b will be short-circuited. Even if a short circuit does not occur, the resistance between the upper and lower conductor layers is reduced, and a leak current flows easily.
[0021]
Further, when the insulator layer b is a ferroelectric film, the hysteresis characteristic peculiar to the ferroelectric cannot be obtained. Alternatively, device characteristics become unstable due to minute attachments. Therefore, in order to stabilize the device characteristics, it is important that conductive reaction products do not adhere to the sidewalls of the insulator layer b.
[0022]
By the way, it is easy to etch a difficult-to-etch material in a forward tapered shape. The forward tapered shape is a shape in which the upper portion is shorter than the lower portion, and a forward tapered shape can be obtained by performing etching under the condition that a large amount of reaction products adhere to the side wall.
[0023]
Generally, as the wafer temperature is higher, the shape obtained by etching is closer to vertical. Therefore, for example, when etching the insulator layer b, a forward tapered shape can be obtained by intentionally etching at a temperature lower than the maximum temperature at which characteristics do not deteriorate. In the next step, when the conductor under the insulator layer b is etched, the etching is performed at the highest temperature at which the characteristics are not deteriorated, in order to obtain an etching shape as nearly vertical as possible.
[0024]
Under the condition that a shape close to vertical can be obtained, the conductor does not easily adhere to the side wall regardless of the tapered shape obtained by etching. However, by etching the upper insulating layer b into a forward tapered shape, the insulation can be further improved. The adhesion of the conductor to the tapered surface of the body layer can be suppressed (because the tapered surface is etched). At this time, there is also a merit that the degree of integration of the semiconductor can be increased by etching the lower conductive layer into a shape as close to vertical as possible. The conductor needs a certain cross-sectional area to reduce the resistance. Therefore, the thickness is often several times or more the thickness of the insulator layer b. Therefore, when the conductor layer is etched in a forward tapered shape, the integration degree is significantly reduced. However, since the thickness of the insulator layer b is small, the integration degree does not decrease even if the insulating layer b is etched into a forward tapered shape.
[0025]
It is also possible to use another method to etch the insulator layer b into a forward tapered shape and vertically etch the underlying conductor layer. For example, when etching the insulator layer b, the pressure is set higher than the lowest pressure obtained in the system or the lowest pressure obtained stably for a long period of time while maintaining the flow rate of the gas introduced into the apparatus constant. For example, the ratio (Q / P) of the flow rate Q of the gas to be introduced and the pressure P may be reduced. In other words, the gas may be exhausted at a maximum exhaust speed of the exhaust system or an exhaust speed less than the maximum exhaust speed of the exhaust system that can be operated for a long period of time.
[0026]
On the other hand, in the etching of the conductor layer performed after etching the insulator layer, operating the exhaust system at the maximum exhaust speed of the exhaust system, or at the maximum speed of the exhaust system that can be stably operated for a long period of practical use, What is necessary is just to obtain a shape as close to vertical as possible.
[0027]
For example, the SEMI Technology Symposium 2001 Proceedings (7-110-7-14) shows an example in which a plurality of processes are processed in one vacuum processing chamber (chamber) by rapidly changing the wafer temperature. ing. However, if the temperature of the wafer is rapidly changed while the sample (wafer) is being suctioned onto the sample table by the electrostatic chuck, particles may be generated from the suction location or the wafer may be cracked. In addition, when the temperature of the sample stage including the electrostatic chuck is rapidly changed for each wafer, the life of the electrostatic chuck is shortened. Therefore, it is not always preferable to perform processes having different temperatures in the same vacuum processing container.
[0028]
For this reason, when processes having different sample temperatures are required for the etching process, it is necessary to provide a multi-chamber plasma processing apparatus and to provide a sample stage set to a different temperature for each chamber. If the temperature range to be set is different, the components used for the sample stage often change. For example, when the wafer temperature is kept around 150 ° C. or 400 ° C., it is necessary to change the presence or absence of a heater, the composition and thickness of ceramic, the pattern of grooves on the surface of the electrostatic chuck, and the like. In other words, except for the sample stage, it has substantially the same configuration, but requires a plurality of plasma processing apparatuses that differ only in the sample stage including the electrostatic chuck. Conversely, if the chamber configuration, components, plasma generation method, exhaust system, etc. are the same, there is no need to keep a large number of consumable parts at the same time even if a multi-chamber system is used. There is an advantage that it can be easily performed.
FIG. 3 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus including a plurality of etching processing chambers as a vacuum processing container. As shown in the drawing, the plasma processing apparatus includes an etching chamber 901, a wafer transfer robot 903, a load lock chamber 904, an unload lock chamber 905, a loader 906, and a stocker 907. A cassette 908 is placed in the stocker 907. When a wafer is processed in the processing chamber 901, the wafer 108 placed in the cassette 908 under substantially atmospheric pressure is carried by the loader 906 to the load lock chamber 904 under substantially atmospheric pressure, and the load lock chamber is closed. After the pressure in the load lock chamber 904 is reduced to an appropriate pressure, the wafer 108 is transferred to the processing chamber 901 by the wafer transfer robot 903, and for example, the conductor layer (upper electrode) c shown in FIG. 2 is etched. After that, the wafer 105 is transferred to another etching chamber 901 'by the wafer transfer robot 903, and the insulating layer (insulating film) b is etched. Further, the wafer 105 is transferred to another etching processing chamber 901 ″ by the wafer transfer robot 903, and the conductive layer (lower electrode) a is etched. The configuration of the etching processing chambers 901 ′ and 901 ″ is the etching processing chamber 901. And the only difference is the applied temperature of the sample stage 109. Specifically, the difference in the material of the insulating film 112 constituting the sample stage 109 accommodated in each etching processing chamber, the difference in the groove shape on the surface of the sample stage 109, the presence or absence of the heater 115, the difference in the installation position of the heater, etc. No.
[0029]
Next, a specific example of a sample stage for low temperature (approximately 0 ° C. to 150 ° C.) and a sample stage for high temperature (approximately 200 ° C. to 400 ° C.) will be described. In the sample stage 109 for low temperature, the head 118 is mainly made of aluminum, and the insulating film 112 thereon is mainly made of a mixture of alumina and titania. The insulating film 112 is formed by thermal spraying, and has a resistivity of 10 ⁹ Ωcm to 10 ¹¹ Ωcm at room temperature. Grooves or projections having a depth of about 500 micrometers are formed on the surface of the head 118.
[0030]
On the other hand, in the sample stage 109 for high temperature, the entire head 118 is mainly composed of sintered aluminum nitride. Grooves or protrusions having a depth of 100 micrometers or less are formed on the surface.
[0031]
In order to make the sample stage for low temperature and the sample stage for high temperature as common as possible and to reduce the development cost and the number of parts, it is also possible to differ only in the configuration of the head unit 118. In this case, it is necessary to standardize the position, size, and number of screw holes for mounting the head, gas inlet for cooling, and vacuum seal.
In addition, for example, when the positions of the screw holes of the head for the high-temperature head and the head for the low temperature cannot be shared, the screw holes are prepared on the base supporting the head so that both heads can be fixed, and By using only necessary screw holes, parts can be shared.
On the other hand, on the chamber side, screw holes are prepared on the base that supports the heads so that all heads can be fixed, and in practice, only the necessary screw holes are used so that parts can be shared. Can be planned.
Although the atmospheric cassette 908 is used in the above example, a vacuum cassette may be used. Further, the etching chamber 901 ″ is used, but the etching chamber 901 ″ can also be used as the etching chamber 901.
[0032]
In addition, when a chamber having sample stages 109 having different use temperatures is used as a multi-chamber type vacuum processing apparatus, processing can be performed even if the material of the sample 108 is an insulator or a conductor. In this case, in a chamber for processing a sample made of an insulator, the resistivity of the insulating film 112 on the surface of the sample stage is set to 10 ¹⁵ Ωcm or more. In a chamber for processing a sample made of a conductor, the resistivity of the insulating film 112 is set to approximately 10 ⁹ Ωcm to 10 ¹² Ωcm. In order to increase the resistivity of the insulating film to 10 ¹⁵ Ωcm or more, alumina having an extremely low impurity concentration is used, and to keep the resistivity in the range of 10 ⁹ Ωcm to 10 ¹² Ωcm, an impurity such as titania is preferably mixed with alumina.
[0033]
FIG. 4 is a diagram for explaining an etching process using the multi-chamber type vacuum processing apparatus shown in FIG.
[0034]
First, a sample (wafer) 108 in which an etching mask made of silicon oxide is formed on a laminated film including the lower conductor layer 401, the insulator layer 402, and the upper conductor layer 403 is prepared (FIG. 4A).
[0035]
Next, the sample 108 is transferred to the vacuum processing container 901, and the upper conductor layer 403 is etched in a state where the temperature of the sample 108 is kept at 400 ° C., that is, under the condition that an almost vertical etching shape is obtained. When the etching of the upper conductor layer 403 is completed, an upper electrode 403a is formed (FIG. 4B).
[0036]
Next, the sample 108 is taken out of the vacuum processing container 901 and transported to another vacuum processing container 901 ′, and the insulating layer 402 is etched in a state where the temperature of the sample 108 is kept at 200 ° C., that is, a condition where a forward tapered shape is obtained. I do. When the etching of the insulating layer 402 is completed, an insulating film 402a is formed (FIG. 4C).
[0037]
Next, the sample 108 is taken out of the vacuum processing container 901 ′, transferred to another processing chamber 901 ″, and the lower conductive layer 401 is etched while the temperature of the sample 108 is kept at 400 ° C. Etching of the lower conductive layer 401 Is completed, a lower electrode 401a is formed (FIG. 4D).
[0038]
When the processing temperatures in the vacuum processing container 901 and the vacuum processing container 901 ″ are similar, the vacuum processing container 901 can be used instead of the vacuum processing container 901 ″.
[0039]
In the semiconductor device thus formed, as shown in the cross-sectional structure of FIG. 4E, the angle α between the side wall of the insulating film 402a and the bottom surface is smaller than the angle β between the side wall of the lower electrode 403 and the bottom surface. Has become. The difference between the angles is preferably 5 ° or more, and more preferably 15 ° or more. By forming the insulating film to have a forward tapered shape in this manner, it is possible to suppress the adhesion of a conductive reaction product generated at the time of etching the lower conductive layer to the forward tapered surface, and to prevent the insulating film from insulating. Performance degradation can be prevented.
[0040]
As described above, according to the present embodiment, when etching a material (a difficult-to-etch material) that is difficult to obtain a vertical processed shape, the insulating film is intentionally etched in a tapered shape, and the underlying conductive layer is vertically etched. Thus, a semiconductor device that functions stably and has a high degree of integration can be manufactured.
[0041]
FIG. 5 is a view for explaining another method for preventing the insulation performance of the insulating film from deteriorating. First, an etching mask made of silicon oxide or silicon nitride is formed on a laminated film including a lower conductive layer 501 made of Pt, an insulating film 502a made of PZT (Pb (Zr / Ti) O ₃ ), and an upper electrode 503 made of Pt. A sample (wafer) 108 on which 504a is formed is prepared (FIG. 5a).
[0042]
Next, an insulating film 505 is deposited so as to cover the laminated film including the insulating film 502a and the upper electrode 503. In depositing the insulating film 505, chemical vapor deposition using application or thermal energy, chemical vapor deposition using plasma, sputtering deposition, or the like can be used. By depositing the insulating film 505 in this manner, a reaction product generated when the conductor layer 501 is etched can be prevented from adhering to the sidewall of the upper insulating film 502a. The thickness of the insulating film 505 is approximately the same as the thickness of the insulating film 502a, and is desirably larger than that (FIG. 4B).
[0043]
Next, the lower conductor layer 501 is etched to form a lower electrode 501a. When the lower conductor layer 501 is etched, a reaction product is generated, and the generated reaction product adheres to the insulating film 505. At this time, since the insulating film 502a is not exposed, the reaction product does not adhere to the side wall of the insulating film 502a. Therefore, it is possible to avoid deterioration of the insulation performance of the insulating film 502a. As described above, according to the present embodiment, a semiconductor device that functions stably and has a high degree of integration can be manufactured.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a plasma processing method and a plasma processing apparatus capable of obtaining stable device performance even in a semiconductor device using a difficult-to-etch material.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the effect of a conductive or insulating reaction product attached to a side wall.
FIG. 3 is a diagram illustrating a plasma processing apparatus including a plurality of etching processing chambers as a vacuum processing container.
FIG. 4 is a diagram illustrating an etching process using a multi-chamber type vacuum processing apparatus.
FIG. 5 is a diagram illustrating another method for preventing the insulation performance of the insulator layer from deteriorating.
[Explanation of symbols]
101 High-frequency power supply 102 Automatic matching device 103 Coil 104 Vacuum processing container 104a Discharge unit (insulator)
104b Processing unit (grounding)
105 Plasma 106 Gas introduction means 107 Exhaust device 108 Sample 109 Sample stage 110 Second high frequency power supply 111 High pass filter 112 Insulating film 115 Heater 116 Refrigerant flow channel 117 Load

Claims

難エッチング材製の導電体からなる第１層、絶縁体からなる第２層および導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体と、該積層体上に形成したエッチング用のマスクを備え、該マスクを利用して前記積層体を構成する各層にプラズマエッチング処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記第２層のエッチング処理は、第２層の材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工することを特徴とするプラズマ処理方法。A laminate formed by sequentially laminating a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator, and a third layer made of a conductor, and an etching mask formed on the laminate are formed by: A plasma processing method for performing a plasma etching process on each of the layers constituting the laminate using the mask,
The plasma processing method according to claim 1, wherein the etching of the second layer is performed in a forward tapered shape in which the material width of the second layer increases as the etching progresses.

真空処理容器、該真空処理容器内に配置した試料台、前記真空処理容器内に処理ガスを導入するガス導入手段、前記真空処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備え、前記試料台上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記試料は、難エッチング材製の導電体からなる第１層、絶縁体からなる第２層および導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体と、該積層体上に形成したエッチング用のマスクとを備え、
前記第２層に対するエッチング処理に際しては、前記載置台の温度を前記第１層および第３層に対する処理よりも低く設定し、第２層の材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工することを特徴とするプラズマ処理方法。A vacuum processing container, a sample stage arranged in the vacuum processing container, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the vacuum processing container, and a plasma generating unit for generating plasma in the vacuum processing container, A plasma processing method for performing plasma processing on a sample placed on
The sample includes a laminate in which a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator, and a third layer made of a conductor are sequentially laminated, and an etching formed on the laminate is formed. With a mask for
In the etching process for the second layer, the temperature of the mounting table is set lower than the process for the first layer and the third layer, and the material width of the second layer is processed into a forward tapered shape that expands as the etching progresses. A plasma processing method.

真空処理容器、該真空処理容器内に配置した試料台、前記真空処理容器内に処理ガスを導入するガス導入手段、前記真空処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備え、前記試料台上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記試料は、難エッチング材製の導電体からなる第１層、絶縁体からなる第２層および導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体と、該積層体上に形成したエッチング用のマスクとを備え、
前記第２層に対するエッチング処理に際しては、前記真空処理容器内における処理ガスの流量（Ｑ）と圧力（Ｐ）との比（Ｑ／Ｐ）を前記第１層および第３層に対する処理の場合よりも低く設定し、第２層の材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工することを特徴とするプラズマ処理方法。A vacuum processing container, a sample stage arranged in the vacuum processing container, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the vacuum processing container, and a plasma generating unit for generating plasma in the vacuum processing container, A plasma processing method for performing a plasma processing on the sample placed on the,
The sample includes a laminate in which a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator, and a third layer made of a conductor are sequentially laminated, and an etching formed on the laminate is formed. With a mask for
In the etching process on the second layer, the ratio (Q / P) of the flow rate (Q) and the pressure (P) of the processing gas in the vacuum processing container is set to be larger than that in the processing on the first and third layers. The plasma processing method is also characterized in that the material width of the second layer is set to be low, and the material width of the second layer is processed into a forward tapered shape that increases as the etching progresses.

真空処理容器、該真空処理容器内に配置した試料台、前記真空処理容器内に処理ガスを導入するガス導入手段、前記真空処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備え、前記試料台上に載置した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって、
前記試料は、難エッチング材製の導電体からなる第１層、絶縁体からなる第２層および導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体と、該積層体上に形成したエッチング用のマスクとを備え、
前記第２層に対するエッチング処理に際しては、前記真空処理容器内における処理ガスの流量（Ｑ）と圧力（Ｐ）との比（Ｑ／Ｐ）を前記第１層および第３層に対する処理の場合よりも低く設定すると共に、前記載置台の温度を前記第１層および第３層に対する処理よりも低く設定し、第２層の材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工することを特徴とするプラズマ処理方法。A vacuum processing container, a sample stage arranged in the vacuum processing container, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the vacuum processing container, and a plasma generating unit for generating plasma in the vacuum processing container, A plasma processing method for performing a plasma processing on the sample placed on the,
The sample includes a laminate in which a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator, and a third layer made of a conductor are sequentially laminated, and an etching formed on the laminate is formed. With a mask for
In the etching process on the second layer, the ratio (Q / P) of the flow rate (Q) and the pressure (P) of the processing gas in the vacuum processing container is set to be larger than that in the processing on the first and third layers. The temperature of the mounting table is set lower than the processing for the first layer and the third layer, and the material width of the second layer is processed into a forward tapered shape that increases with the progress of etching. Plasma processing method.

請求項１ないし請求項４の何れか１の記載のプラズマ処理方法において、
前記第２層の導電体および第３層の絶縁体は難エッチング材料からなることを特徴とするプラズマ処理方法。The plasma processing method according to any one of claims 1 to 4,
A plasma processing method, wherein the second layer conductor and the third layer insulator are made of a material that is difficult to etch.

真空処理容器、該真空処理容器内に配置した試料台、前記真空処理容器内に処理ガスを導入するガス導入手段、前記真空処理容器内にプラズマを生成するプラズマ生成手段を備えたプラズマ処理装置を複数台備え、
さらに、これらのプラズマ処理装置に共通の試料搬送手段を備えて、該手段を用いてそれぞれのプラズマ処理装置に試料を順次挿入し挿入した試料にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって、
前記複数のプラズマ処理装置は、前記試料台を除いてそれぞれ共通の構成を有し、前記試料台はそれぞれ他の試料台に対して高温あるいは低温用に設定されていることを特徴とするプラズマ処理装置。A plasma processing apparatus comprising: a vacuum processing container, a sample stage arranged in the vacuum processing container, a gas introducing unit for introducing a processing gas into the vacuum processing container, and a plasma generating unit for generating plasma in the vacuum processing container. Prepare multiple units,
Further, these plasma processing apparatuses are provided with a common sample transfer means, a plasma processing apparatus for sequentially inserting a sample into each plasma processing apparatus using the means and performing plasma processing on the inserted sample,
The plurality of plasma processing apparatuses have a common configuration except for the sample stage, and each of the sample stages is set for high or low temperature with respect to another sample stage. apparatus.

難エッチング材製の導電体からなる第１層、難エッチング材製絶縁体からなる第２層および難エッチング材製の導電体からなる第３層を順次積層してなる積層体を備えた半導体装置であって、
前記第２層の導電体材料はその材料幅がエッチングの進行とともに拡大する順テーパ形状に加工してあることを特徴とする半導体装置。A semiconductor device having a laminated body in which a first layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material, a second layer made of an insulator made of a difficult-to-etch material, and a third layer made of a conductor made of a difficult-to-etch material are sequentially laminated. And
The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive material of the second layer is processed into a forward tapered shape in which the material width increases as etching proceeds.