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WO2006003962A1 - エッチング方法及び装置 - Google Patents

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WO2006003962A1
WO2006003962A1 PCT/JP2005/012019 JP2005012019W WO2006003962A1 WO 2006003962 A1 WO2006003962 A1 WO 2006003962A1 JP 2005012019 W JP2005012019 W JP 2005012019W WO 2006003962 A1 WO2006003962 A1 WO 2006003962A1
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WO
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etching
substrate
gas
electrode
protective film
Prior art date
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Application number
PCT/JP2005/012019
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yasuhiro Morikawa
Toshio Hayashi
Koukou Suu
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Priority to US11/571,600 priority patent/US7728252B2/en
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Priority to KR1020067027668A priority patent/KR100804858B1/ko
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/3065—Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H01L21/30655—Plasma etching; Reactive-ion etching comprising alternated and repeated etching and passivation steps, e.g. Bosch process
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    • B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
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    • B81C2201/01—Manufacture or treatment of microstructural devices or systems in or on a substrate
    • B81C2201/0101—Shaping material; Structuring the bulk substrate or layers on the substrate; Film patterning
    • B81C2201/0128—Processes for removing material
    • B81C2201/013—Etching
    • B81C2201/0135—Controlling etch progression
    • B81C2201/014—Controlling etch progression by depositing an etch stop layer, e.g. silicon nitride, silicon oxide, metal
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/32—Processing objects by plasma generation
    • H01J2237/33—Processing objects by plasma generation characterised by the type of processing
    • H01J2237/334—Etching

Definitions

  • the present invention relates to an etching method and apparatus that can be applied to the manufacture of, for example, a micro electric system (MEM S) and a micro electronic device.
  • MEM S micro electric system
  • Patent Document 1 An anisotropic etching method in which an etching protective film is formed on such a side wall so as to obtain an anisotropic etching shape of silicon is conventionally known (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • the anisotropic etching method described in Patent Document 2 introduces a mixed gas composed of an etching gas (SF 6 ) and a passivating gas (CHF 3 , C 4 F n, etc.) into a processing chamber and is excited by electromagnetic radiation. At the same time, a high bias voltage is applied to the substrate Anisotropic etching, exciting mixed gas with electromagnetic radiation to produce unsaturated monomer in the plasma, and at the same time applying a low bias voltage to the substrate to protect on the exposed sidewalls of the surface to be etched It consists of alternately repeating the formation of a polymer coating.
  • SF 6 etching gas
  • CHF 3 , C 4 F n, etc. passivating gas
  • Patent Document 1 US Pat. No. 5,500,893 specification
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2 00 0-3-2 3 4 5 4
  • the method of forming an etching protective film using a passivated gas or the like does not contribute to force film formation by a few percent to a dozen percent of the introduced passivated gas.
  • Passivate gas that does not contribute to film formation is exhausted from the vacuum chamber.
  • Passive gas has a high coefficient of atmospheric warming and is a significant negative factor in environmental conservation. Therefore, it is necessary to recover and treat the exhausted gas.
  • the processing of the passivating gas is very expensive. Therefore, a method that does not use the passivating gas is preferable.
  • a high bias etching method using HBr is also known as a method for obtaining an anisotropic shape, but this method has a large selectivity with the mask and is suitable for fine patterns. Forces Silicon cannot be deeply etched due to problems such as being used in the manufacture of microelectronic systems (MEMS) and microelectronic devices and not suitable for wide patterns.
  • MEMS microelectronic systems
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems associated with the prior art, and to provide an etching method and apparatus capable of increasing a mask selection ratio, excellent in anisotropy and capable of deep etching. .
  • a plasma generating means for generating a plasma in a vacuum chamber, a substrate electrode provided in the vacuum chamber, and a high frequency applied to the substrate electrode
  • a plasma generating means for generating a plasma in a vacuum chamber, a substrate electrode provided in the vacuum chamber, and a high frequency applied to the substrate electrode
  • a floating electrode installed opposite the substrate electrode
  • a high frequency power source for applying high frequency power to the floating electrode
  • Control means for controlling the high-frequency power applied to the floating electrode in order to intermittently sputter the solid material
  • the etching apparatus is provided with an etching gas introduction means for introducing an etching gas, and the control apparatus applies the high-frequency power to the floating electrode, applies the high-frequency bias power to the substrate electrode, and enters the vacuum chamber.
  • Etching moth May be configured to control the introduction of the service in a predetermined sequence.
  • the controller can operate to introduce an etching gas into the vacuum chamber when the solid material is not sputtered.
  • the controller may operate to introduce a etching gas into the vacuum chamber when no solid material is sputtered or when high frequency bias power is not applied to the substrate electrode.
  • the controller may operate to apply high frequency bias power to the substrate electrode after the solid material is sputtered.
  • a high-frequency power source is connected to the floating electrode via a switch or a variable capacitor, and the high-frequency power source is connected to a plasma generating means and used together with the plasma generation.
  • the control device can control the switch or the variable capacitor so that the high-frequency power is applied to the floating electrode when the solid material is sputtered.
  • the control device can be controlled to change the output of the high-frequency power source when the solid material is sputtered and when the substrate is etched.
  • the solid material forming the etching protective film can be any material of a fluororesin material, a silicon material, a carbon material, a carbonized silicon material, an acid silicon material, and a silicon nitride material. Also, the solid material can be a silicon material, in which case the etching gas and oxygen are introduced continuously.
  • the substrate can be silicon.
  • the substrate may be quartz.
  • a rare gas can be used as a sputtering gas.
  • an etching gas may be mixed with a rare gas.
  • a rare gas or a mixture of a rare gas and an etching gas can be used.
  • a certain rare gas is introduced into the vacuum chamber, and in the substrate etching process or the substrate etching process and the etching protective film removing process, An etching gas can be added to a rare gas and used as a mixed gas.
  • any of SF 6 , NF 3 , F 2 , Si F 4 , and X e F 2 can be used.
  • the substrate etching step can be performed without applying high frequency bias power to the substrate electrode.
  • a fluororesin material As the solid material, a fluororesin material, a silicon material, a carbon material, or a silicon carbide material can be used.
  • the etching gas and oxygen are continuously introduced in the etching protective film forming step.
  • a floating electrode which is maintained in a floating state in potential is provided opposite to a substrate electrode provided in a vacuum chamber. Since the material that forms the etching protection film is provided on the side facing the plate electrode, and the control means that intermittently applies high-frequency power to the floating electrode, there is no need to use a solenoid valve for gas switching. In addition, the number of switching pulps can be reduced, and the CF gas required in the polymerization stage is obstructive in the etching stage, so there is no need to provide a large vacuum pump for gas replacement, and the entire apparatus can be simplified and miniaturized. The cost of the apparatus can be reduced. In addition, the generation of particles is much less than the method in which CF gas is introduced at the polymerization stage, facilitating the maintenance of the device and the stable operation of the device.
  • an etching gas is introduced into the vacuum chamber to etch the substrate, and a solid material placed opposite to the substrate is sputtered to form an etching protective film on the substrate.
  • the etching protective film forming process to be formed and the etching protective film removing process of etching a part of the etching protective film by applying high-frequency bias power to the substrate electrode on which the substrate is installed are configured to be repeated.
  • the number of processing steps is reduced, and the mask selection ratio can be increased.
  • the generation of particles is much less than in the case of introducing a CF gas at the polymerization stage, and the substrate can be processed with a high yield.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a control device used in the apparatus shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a sputtering modulation sequence set by the control device of FIG. 2 and used for the operation of the device shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the apparatus shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of an etching shape obtained using the apparatus shown in FIG.
  • Fig. 6 is a graph showing the relationship between the polymer film formation rate obtained with the apparatus of Fig. 1 and the high-frequency power applied to the high-frequency antenna coil.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the film formation rate of the polymer and the gas used.
  • FIG. 1 schematically shows an NLD (magnetic neutral discharge) type silicon etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a vacuum chamber, which includes an upper plasma generation unit 1a and a substrate processing unit 1b.
  • the substrate processing unit 1b is provided with an exhaust port 1c, and an appropriate exhaust system. Connected to.
  • the plasma generator 1a has a cylindrical dielectric side wall 2. Outside the dielectric side wall 2, three magnetic fields constituting magnetic field generating means for forming a magnetic neutral line in the vacuum chamber 1 are formed. Coils 3, 4, and 5 are provided, and these magnetic field coils form a magnetic neutral line in the plasma generator 1 a at the top of the vacuum chamber 1.
  • a substrate electrode 6 is provided below the vacuum chamber 1 via an insulating member. This substrate electrode 6 is connected to a high frequency power source 8 for applying an RF bias via a blocking capacitor 7, and is disposed on the substrate electrode 6. A silicon substrate 9 to be etched is attached.
  • Three high-frequency coils 10 for plasma generation are arranged between the three magnetic field coils 3, 4, 5 and the outside of the dielectric side wall 2, and these high-frequency coils 10 0 are connected to a high-frequency power source 11 and Three magnetic coils 3, 4, and 5 apply an alternating electric field along the magnetic neutral line formed in the plasma generating part 1a on the upper part of the vacuum chamber 1 so that a discharge plasma is generated in this magnetic neutral line.
  • the NLD (Magnetic Neutral Wire Discharge) method is preferable because the size of the plasma can be controlled, so that it is possible to control sputtering more precisely than the normal method. If it can be generated, it is not limited to the NLD (Magnetic Neutral Wire Discharge) method.
  • the top plate 1 2 of the plasma generating unit 1 a at the top of the vacuum chamber 1 is hermetically fixed to the upper end of the dielectric sidewall 2 via an insulator (not shown), and the top plate 12 is electrically It is maintained in a floating state and configured as a floating electrode.
  • the top plate 12 is made of any material selected from the group consisting of a fluorocarbon lumber, silicon material, carbon material, silicon carbide material, silicon oxide or silicon nitride as a solid material 13 and functions as a target material. Like to do.
  • the floating electrode 12 is branched from the position of the power supply path from the high-frequency antenna coil 10 for plasma generation of the high-frequency antenna coil 10 to the high-frequency antenna coil 10, and high-frequency power is intermittently applied to the floating electrode 12.
  • High-frequency power is applied through a variable capacitor 14 that constitutes a control means, and self-bias is generated in the floating electrode 12.
  • a switch can be used instead of the variable capacitor 14.
  • the high-frequency power supply 11 can be installed separately for the floating electrode 12 and for the high-frequency antenna coil 10.
  • the plasma generation unit 1 a at the upper part of the vacuum chamber 1 is provided with a gas introduction unit 15 for introducing a main gas, that is, a rare gas and an etching gas, into the vacuum chamber 1.
  • the gas mixing unit 16 is controlled by a rare gas supply passage 17 through a rare gas supply source 17 (not shown), and the etching gas supply passage 18 and the supply and flow rate of the etching gas.
  • An etching gas supply source (not shown) is connected via an etching gas supply and flow control device 19.
  • Rare gas supply source supplies A r, X e, K r , of N 2 at least one as the rare gas.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration and connection relationship of the control device used with the device of FIG.
  • 21 is a control device for controlling the operation of each part of the device of FIG.
  • the control device 21 includes a calculation unit 22, a storage unit 23, a clock timer 24, an input unit 25, and a display unit 26.
  • control device 21 is connected to an etching gas flow rate control device 19, a variable capacitor 14, a high frequency power source 11, and a high frequency bias power source 8.
  • the arithmetic unit 2 2 creates a control signal for each part using the sequence stored in the storage unit 2 3 and the set value input from the input unit 25, and refers to the clock timer 2 4 Output.
  • the user can input the sputtering time of the solid material 1 3 from the input unit 2 5, the etching time of the substrate 9, the bias application time to the substrate electrode 6, the amount of power applied to the floating electrode 1 2 during sputtering
  • the amount of power applied to the substrate electrode and the amount of etching gas introduced can be set.
  • Display unit 26 displays input values and control status.
  • Figure 3 shows the timing of three cycles, with the substrate etching process, the etching protective film forming process, and the etching protective film removing process as one cycle.
  • signal A is a trigger signal
  • signal B is a signal indicating the control timing of the etching gas supply and flow rate control device 19
  • signal C is a signal indicating the control timing of the variable capacitor 14
  • signal D is a signal indicating the control timing of the high frequency power supply 11
  • signal E is a signal indicating the control timing of the high frequency power supply 8.
  • the etching gas is supplied by operating the etching gas supply and flow control device 19. Enter.
  • SF 6 etching gas is mixed with the Ar gas from the rare gas supply passage 17, and this mixed gas is introduced into the vacuum chamber.
  • the variable capacitor 14 and the high frequency bias power supply 8 are in an OFF state so that the high frequency power is not supplied to the floating electrode 1 2 and the substrate electrode 6, and power for plasma generation is supplied from the high frequency power supply 1 1 to the antenna 10.
  • the substrate 9 is etched.
  • the etching gas supply and flow rate control device 19 is stopped, the SF 6 etching gas is stopped, and only the Ar gas is introduced into the vacuum chamber.
  • the variable capacitor 14 By turning on the variable capacitor 14 and increasing the output of the high frequency power supply 11, high frequency power is applied to the top plate, that is, the floating electrode 12.
  • the target material inside the floating electrode 12 is sputtered, and a fluororesin film as an etching protection film is deposited on the silicon substrate 9.
  • the application of the high frequency power to the floating electrode 12 is stopped and the high frequency power is applied to the substrate electrode 6.
  • the fluororesin film deposited on the plane parallel to the surface of the silicon substrate 9 is removed, leaving the fluororesin film on the pattern side wall obtained by deposition on the silicon substrate 9.
  • the etching gas supply and flow rate control device 19 may be turned on to introduce the etching gas, or may not be introduced.
  • the process returns to the substrate etching process again, and the etching gas supply and flow rate control device 19 is activated, and the gas mixing section 16 converts SF into the Ar gas from the rare gas supply passage 17.
  • Etching treatment is performed by mixing the etching gas of 6 and introducing this mixed gas into the vacuum chamber, turning off the high-frequency power to the floating electrode 12 and the substrate electrode 6.
  • etching protection film formation process etching protection film removal process, substrate etching
  • substrate etching substrate etching
  • the etching process is repeated, and the etching process is performed to the desired etching depth.
  • the fluororesin film deposited on the surface parallel to the surface of the silicon substrate 9 is removed, leaving the fluororesin film on the pattern side wall obtained by the deposition. Therefore, it is possible to set so that the substrate electrode 6 is subjected to a high frequency bias and at the same time the etching gas is mixed with the main gas and introduced into the vacuum chamber 1, and the process proceeds to the etching process step.
  • the etching gas can be mixed and flowed to the main gas throughout the entire treatment process.
  • a mask 30 made of SiO 2 is formed on the surface of the substrate 9, and the mask 30 is partially removed in accordance with a pattern for etching the substrate 9.
  • the etching gas supply and flow rate control device 19 is operated, and the Ar gas from the rare gas supply passage 1 7 is operated in the gas mixing section 16 in the gas mixing section 16.
  • the portion of the substrate 9 from which the mask 30 has been removed is etched by a predetermined depth.
  • the etching gas supply and flow rate control device 19 is stopped, the SF 6 etching gas is stopped, and only Ar gas is supplied to the 50 sccm vacuum chamber.
  • the target material inside the floating electrode 12 was sputtered, and a fluororesin film was deposited for 90 seconds on the entire surface of the silicon substrate 9 and the mask 30 as an etching protection film 31.
  • the etching protection film 31 includes films 31-1, 31-3 deposited on a plane parallel to the surface of the silicon substrate 9, and a film 31-2 deposited on a plane perpendicular to the pattern side wall.
  • the application of high-frequency power to the floating electrode 12 is stopped, and 200 W of high-frequency power is applied to the substrate electrode 6 for 12 seconds.
  • the fluorine resin films 31-1 and 31-3 deposited on the surface parallel to the surface of the silicon substrate 9 were removed, leaving the etching protective film 31-2 on the pattern sidewall obtained by depositing on the substrate 9.
  • FIGS. 4 (b) to (d) were repeated 30 times.
  • Figure 5 shows the etched shape thus obtained.
  • Vacuum chamber pressure 5 OmT 0 r r
  • Vacuum chamber pressure 2 OmT 0 r r
  • Vacuum chamber pressure 5 OmT o r r
  • Fig. 6 shows the relationship between the film deposition rate of the polymer obtained by the apparatus shown in Fig. 1 and the high-frequency power applied to the high-frequency antenna coil 10.
  • the horizontal axis represents the reciprocal of wavelength (cm 1 1 ).
  • the vertical axis represents the absorption rate (arbitrary unit).
  • Figure 7 shows how the polymer deposition rate varies depending on the type of gas used, with the horizontal axis representing the type of gas and the vertical axis representing the polymer deposition rate.
  • the film deposition rate of the polymer is almost halved when a mixed gas of Ar and SF 6 is introduced, compared to when only Ar gas is introduced. r When the gas was turned off and only SF 6 gas was used, it became virtually zero. Therefore, when the fluororesin film is deposited on the substrate, the etching gas is stopped to obtain a high film formation rate.
  • any one of a fluororesin material, a silicon material, a carbon material, a carbonized silicon material, an acid silicon material, or a silicon nitride material is used. It is also possible to use a compound strength compound of these materials, or a compound or composite of these materials.
  • silicon (silicon material) is used as the solid material, an etching gas and an oxygen gas may be continuously introduced in the etching protective film forming process for sputtering the solid material. Silicon solid material is sputtered, and silicon and etching gas / oxygen gas react in the gas layer to form silicon compounds (sulfides / oxides, sulfide oxides, etc.). By depositing on the silicon compound substrate 9, an etching protective film can be formed.
  • the etching apparatus of the present invention does not use a passivating gas, and uses and discharges a gas having a high atmospheric warming potential such as a fluorocarbon gas. For this reason, the environmental load is small and the cost of exhaust gas treatment can be suppressed. Furthermore, SF 6 can be replaced by F 2 .
  • a quartz (S i 0 2, glass silicofluoride borate, pie Rex (registered trademark), soda glass) etching are also possible.
  • high frequency power is applied to the floating electrode to sputter a predetermined solid material (CxFx), while high frequency power is applied to the substrate electrode, so that quartz (SiO 2 , borosilicate glass is applied by CxFx).
  • quartz SiO 2 , borosilicate glass is applied by CxFx
  • Pyrex registered trademark
  • soda glass can be etched.
  • the etching method and apparatus according to the present invention can provide a large mask selection ratio and can be etched deeply with excellent anisotropy, thereby enabling the manufacture of microelectronic systems (MEMS) and microelectronic devices. It can be used advantageously.
  • MEMS microelectronic systems

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Abstract

マスク選択比を大きくでき、異方性に優れ、深くエッチングすることのできるエッチング方法及び装置を提供する。本発明によるエッチング装置においては、真空チャンバ内に設けた基板電極に対向して電位的に浮遊状態に維持された浮遊電極を設け、この浮遊電極の基板電極に対向した側に、エッチング保護膜を形成する材料を設け、浮遊電極に高周波電力を間欠的に印加させる制御手段を設けて構成される。また、本発明によるエッチング方法においては、基板電極に対向して設けた浮遊電極の基板電極に対向した側に設けた、エッチング保護膜を形成する材料をターゲット材として用い、主ガスとして希ガスのみを用い、浮遊電極に高周波電力を印加して、基板上にスパッタ膜を形成し、その後、浮遊電極への高周波電力の印加を止め、真空チャンバにエッチングガスを導入して基板をエッチングし、基板上におけるスパッタ膜の形成とエッチングとを予定のシーケンスで繰り返すように構成される(図1)。

Description

明細書
エッチング方法及び装置 技術分野
本発明は、 例えば超小型電機システム （MEM S ) や超小型電子装置の製造 に応用され得るエツチング方法及び装置に関するものである。 発明の背景
従来、 例えはシリコン基板に横方向への拡がりを抑えてすなわちできるだけ 垂直な側面をもって深さ方向に深くのびる孔を形成する場合、 室温における原 子 （ラジ力ノレ） 状フッ素とシリコンの反応は自発的であり、 基板を _ 1 4 0 °C まで冷却しない限り、 異方性エッチング形状は得られない。 従って、 フッ素含 有ガスを用いてシリコンをエッチングする際、 シリコンの異方性エッチング形 状を得るためには、 側壁にエッチング保護膜を形成して等方性エッチングを抑 制させる必要がある。
このような側壁にェッチング保護膜を形成してシリコンの異方性ェツチング 形状を得るようにした異方性エッチング法は従来公知である （特許文献 1及び 特許文献 2参照） 。
特許文献 1に記載の異方性エッチング法では、 重合工程及びエッチング工程 を交互に連続して行い、 エッチング工程で露出した表面に重合工程でポリマー 層を形成し、 エッチング工程において側面をエッチングから保護するようにし ている。
また、 特許文献 2に記載の異方性エッチング法は、 エッチングガス （S F 6) 及びパッシペートガス （C H F 3、 C 4 F nなど） から成る混合ガスを処理チヤ ンパへ導入し電磁放射で励起させると同時に、 基板に高いバイアス電圧を印加 して異方性エッチングを行うこと、 電磁放射で混合ガスを励起させてプラズマ 中に不飽和モノマーを生成すると同時に、 基板に低いバイアス電圧を印加して エッチングすべき表面の露出した側壁上に保護用ポリマー被覆を形成すること を交互に繰り返すことから成っている。
特許文献 1 ：米国特許第 5 , 5 0 1， 8 9 3号明細書
特許文献 2 ：特開 2 0 0 0— 3 2 3 4 5 4号公報
しかし、 特許文献 1に記載されたような従来技術の方法においては、 エッチ ング工程及び重合工程において異なるガス混合物が反復して用いられるため、 エッチング工程及び重合工程の時間比がガス混合物の速度に依存し、 遂次変ィ匕 するため一様性に影響を及ぼす。 また二つの異なるガス混合物の入れ替え用の 電磁弁が必要であるためかかる方法を実施するための装置が複雑となる。 さら に重合工程中に導入されるガス混合物によるパーティクルの生成の問題もある。 また、 特許文献 2に記載されたような従来技術の方法では、 基板に印加され るパイァス電圧をェツチング工程及び重合工程で変える必要があり、 制御系の 構成が複雑となり、 装置のコストが高くなるという問題がある。 また重合工程 中に導入されるガス混合物によるパーティクルの生成の問題がある。 さらに、 重合膜作成のために高エネルギーの R F印加が必要であるため、 エネルギーコ ストも高くなる。
さらに、 パッシペートガス等を使用してエッチング保護膜を形成する方法で は、 導入されるパッシペートガスの数％から十数％し力成膜に寄与しない。 成 膜に寄与しないパッシベートガスは真空チャンパ内から排気される。 パッシベ -トガスは、 大気温暖ィヒ係数が高く環境保全面で著しいマイナス要因であるた め、 排気されたパッシペートガスを回収および処理することが必要となる。 し かし、 パッシベ—トガスの処理は甚大なコストが掛かる、 従って、 パッシベ一 トガスを使用しない方法が好ましい。 また、 異方性形状を得る方法として、 H B rを用いた高バイアスエッチング 法も知られているが、 しかしこの方法ではマスクとの選択比が大きく取れなレ、 ことや、 微細パターンには向いている力 超小型電機システム （MEM S ) や 超小型電子装置の製造に用いられ広いパターンには向いていないなどの問題か らシリコンを深くエッチングすることができない。 発明の概要
本発明は、 従来技術に伴う上記のような問題点を解決して、 マスク選択比を 大きくでき、 異方性に優れ、 深くエッチングすることのできるエッチング方法 及び装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、 本発明の第 1の発明によれば、 真空チャンパ 内にブラズマを発生させるブラズマ発生手段と、 前記真空チャンパ内に設けら れた基板電極と、 基板電極に高周波パイァス電力を印加する高周波パイァス電 源とを有し、 基板電極上に装着した基板をェッチングするェッチング装置にお いて、
基板電極に対向して設置される浮遊電極と、
浮遊電極に高周波電力を印加する高周波電源と、
浮遊電極の基板電極に対向した側に設置され、 スパッタされることで基板上 にェッチング保護膜を形成する固体材料と、
固体材料を間欠的にスパッタするために浮遊電極に印加される高周波電力を 制御する制御手段と、
を設けたことを特徴としている。
さらに、 本発明によるエッチング装置では、 エッチングガスを導入するエツ チングガス導入手段が設けられ、制御装置は、浮遊電極への高周波電力の印カロ、 基板電極への高周波パイァス電力の印加及び真空チヤンパ内へのエッチングガ スの導入を予定のシーケンスで制御するように構成され得る。
制御装置は、 固体材料がスパッタされていない時に真空チヤンバ内へエッチ ングガスを導入するように動作し得る。
制御装置は、 固体材料がスパッタされていない時もしくは前記基板電極に高 周波パイァス電力が印加されていない時に真空チャンパ内へェツチングガスを 導入するように動作し得る。
制御装置は、 固体材料がスパッタされた後に、 前記基板電極に高周波パイァ ス電力を印加するように動作し得る。
本発明によるエッチング装置の一実施形態では、 高周波電源はスィツチもし くは可変コンデンサを介して前記浮遊電極に接続され、 さらに高周波電源はプ ラズマ発生手段に接続されて前記プラズマ発生に併用され、 また制御装置は前 記固体材料のスパッタ時に浮遊電極への高周波電力の印加するようにスィツチ もしくは可変コンデンサを制御し得る。
制御装置は、 固体材料のスパッタ時と基板のェッチング時で高周波電源の出 力を変更するように制御し得る。
エッチング保護膜を形成する固体材料は、 フッ素樹脂材、 珪素材、 炭素材、 炭ィ匕珪素材、酸ィ匕珪素材及び窒化珪素材のいずれかの材料であることができる。 また、 固体材料は珪素材であることができ、 その場合、 エッチングガス及び酸 素は連続して導入される。
基板はシリコンであり得る。 代りに基板は石英であってもよい。
また、 本発明の第 2の発明によれば、 真空チャンパ内に設置された基板を、 プラズマを発生させてエッチングする方法において、
真空チヤンパ内にエッチングガスを導入して基板をエッチングする基板ェッ チング工程と、
基板に対向して設置された固体材料をスパッタして、 基板上にエッチング保 護膜を形成するェッチング保護膜形成工程と、
基板が設置されている基板電極に高周波パイァス電力を印加して、 エツチン グ保護膜の一部をェッチングするェッチング保護膜除去工程と、
を繰り返して実施することを特徴としている。
エッチング保護膜形成工程では、スパッタガスとして希ガスが用いられ得る。 基板ェツチング工程では、希ガスにェツチングガスを混合して用いられ得る。 ェッチング保護膜除去工程では、 希ガスもしくは希ガスとエツチングガスを 混合して用いられ得る。
基板エッチング工程、 エッチング保護膜形成工程、 エッチング保護膜除去ェ 程のそれぞれにおいては、 真空チャンパ内に一定の希ガスを導入し、 基板エツ チング工程もしくは基板エッチング工程及びエッチング保護膜除去工程におい て、 希ガスにエッチングガスを添加して混合ガスとして用い得る。
希ガスとして、 A r、 X e、 K r、 N 2のいずれかを用いることができる。 エッチングガスとして、 S F 6、 N F 3、 F 2、 S i F 4、 X e F 2のいずれか を用いることができる。
本発明のエッチング方法においては、 基板エッチング工程は、 基板電極に高 周波パイァス電力を印加しないで行なわれ得る。
固体材料としてフッ素樹脂材、 珪素材、 炭素材又は炭化珪素材が用いられ得 る。
また固体材料として珪素材を用いた場合、 エッチング保護膜形成工程におい て、 エッチングガス及び酸素は連続して導入される。 発明の効果
本発明によるエッチング装置においては、 真空チャンパ内に設けた基板電極 に対向して電位的に浮遊状態に維持された浮遊電極を設け、 この浮遊電極の基 板電極に対向した側に、 エッチング保護膜を形成する材料を設け、 浮遊電極に 高周波電力を間欠的に印加させる制御手段を設けているので、 ガス切換え用の 電磁弁を使用する必要がなく、 また切換えパルプの数を低減でき、 重合段階で 必要な C F系ガスはェツチング段階では邪魔となるためガスの入れ換えに伴う 大型の真空ポンプを設ける必要がなくなり、装置全体を簡素化及び小型化でき、 装置のコストを低減することが可能となる。 また、 重合段階で C F系ガスを導 入する方式に比較してパーティクルの生成がはるかに少なく、 装置のメンテナ ンスが容易となると共に装置を安定して作動できようになる。
また本発明によるエツチング方法においては、 真空チヤンパ内にエッチング ガスを導入して基板をエッチングする基板エッチング工程と、 基板に対向して 設置された固体材料をスパッタして、 基板上にエッチング保護膜を形成するェ ッチング保護膜形成工程と、 基板が設置されている基板電極に高周波パイァス 電力を印加して、 エツチング保護膜の一部をェツチングするェッチング保護膜 除去工程とを繰り返して実施するように構成しているので、 処理段階の数が少 なくなり、 マスク選択比を大きく取れ、 その結果、 異方性に優れ、 深くエッチ ングすることが可能となる。 また、 重合段階で C F系ガスを導入する方式に比 較してパーティクルの生成がはるかに少なく、 歩留まりよく基板を処理するこ とができるようになる。 図面の簡単な説明
以下、 添付図面を参照して、 本発明の好ましい実施形態について説明する。 図 1は本発明の一実施の形態を示す概略線図である。
図 2は図 1に示す装置に用いられる制御装置を示すプロック線図である。 図 3は図 2の制御装置で設定され、 図 1に示す装置の動作に用いられるスパ ッタモジュレーションシーケンスの一例を示す図である。 図 4は図 1に示す装置の動作説明図である。
図 5は図 1に示す装置を用いて得られたエッチング形状の一例を示す断面図 である。
図 6は図 1の装置で得られるポリマーの成膜速度と高周波アンテナコイルに 印加される高周波電力との関係を示すグラフである。
図 7はポリマーの成膜速度が使用するガスとの関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本発明の一実施形態による N L D (磁気中性線放電） 方式のシリコ ンのエッチング装置を概略的に示す。 図示エッチング装置において、 1は真空 チャンパで、 上部のプラズマ発生部 1 aと基板処理部 1 bとを備えている、 基 板処理部 1 bには排気口 1 cが設けられ、 適当な排気系に接続される。
プラズマ発生部 1 aは円筒形の誘電体側壁 2を備え、 誘電体側壁 2の外側に は、 真空チヤンパ 1内に磁気中性線を形成するための磁場発生手段を構成して いる三つの磁場コイル 3、 4、 5が設けられ、 これらの磁場コィルは真空チャ · ンパ 1の上部のプラズマ発生部 1 a内に磁気中性線を形成する。 真空チヤンパ 1の下部には、 基板電極 6が絶縁体部材を介して設けられ、 この基板電極 6は ブロッキングコンデンサ 7を介して R Fパイァスを印加する高周波電源 8に接 続され、 基板電極 6上にはエッチング処理すべきシリコン基板 9が取付けられ る。
三つの磁場コイル 3、 4、 5と誘電体側壁 2の外側との間にはプラズマ発生 用の三つの高周波コイル 1 0が配置され、 これらの高周波コイル 1 0は高周波 電源 1 1に接続され、 三つの磁場コイル 3、 4、 5によって真空チャンパ 1の 上部のプラズマ発生部 1 a内に形成された磁気中性線に沿って交番電場を加え てこの磁気中性線に放電プラズマを発生するようにしている。 なお、 本発明において N L D (磁気中性線放電） 方式は、 プラズマの径ゃ大 きさの制御が可能であるため、 通常の方式より精密なエッチングゃスパッタの 制御が可能となり好ましいが、 プラズマを発生させることが可能であれば N L D (磁気中性線放電） 方式に限定されない。
真空チャンパ 1の上部のプラズマ発生部 1 aの天板 1 2は絶縁体 （図示して いない） を介して誘電体側壁 2の上端部に密封固着され、 そして天板 1 2は電 位的に浮遊状態に維持されて浮遊電極として構成されている。 またこの天板 1 2は固体材料 1 3としてフッ素樹月旨材、 珪素材、 炭素材、 炭化珪素材、 酸化珪 素または窒化珪素のうちの任意の材料を用いて構成され、 ターゲット材として 機能するようにしている。 そして浮遊電極 1 2には高周波アンテナコイル 1 0 のプラズマ発生用高周波電源 1 1から高周波アンテナコイル 1 0へ至る給電路 の位置から分岐して、 浮遊電極 1 2に高周波電力を間欠的に印加させる制御手 段を成す可変コンデンサ 1 4を介して高周波電力が印加され、 浮遊電極 1 2に 自己バイアスを発生するように構成されている。 可変コンデンサ 1 4の代わり にスィッチを用いることもできる。 なお、 高周波電源 1 1は、 浮遊電極 1 2用 と高周波ァンテナコイル 1 0用に個別に設置に設置することもできる。
また、 真空チャンパ 1の上部のプラズマ発生部 1 aには、 真空チャンパ 1内 へ主ガスすなわち希ガス及びエッチングガスを導入するガス導入部 1 5が設け られ、 このガス導入部 1 5はガス混合部 1 6に接続され、 このガス混合部 1 6 には希ガス供給通路 1 7を介して希ガス供給源 （図示していない） 、 並びにェ ッチングガス供給通路 1 8及びェッチングガスの供給及び流量を制御するエツ チングガス供給及び流量制御装置 1 9を介してェッチングガス供給源 （図示し ていない） が接続される。 希ガス供給源は希ガスとして A r、 X e、 K r、 N 2の少なくとも何れかを供給する。 エッチングガス供給源はエッチングガスと して S F fi、 N F 3、 F 2、 S i F 4、 X e F 2の少なくとも何れかを供給する。 図 2は、 図 1の装置と共に用いられる制御装置の構成と接続関係を示すプロ ック線図である。 図 2において 2 1は図 1の装置の各部の動作を制御する制御 装置である。 制御装置 2 1は、 演算部 2 2、 記憶部 2 3、 クロック タイマー 2 4、 入力部 2 5、 及び表示部 2 6を備えている。
さらに、 制御装置 2 1は、 エッチングガス流量制御装置 1 9、 可変コンデン サ 1 4、 高周波電源 1 1、 及び高周波バイアス電源 8に接続されている。 演算部 2 2は、 記憶部 2 3に記憶されているシーケンスと入力部 2 5から入 力される設定値を使用して、 各部分の制御信号を作成し、 クロック タイマー 2 4を参照して出力する。
制御装置 2 1において、 使用者は、 入力部 2 5から固体材料 1 3のスパッタ 時間、 基板 9のエッチング時間、 基板電極 6へのバイアス印加時間、 スパッタ 時の浮遊電極 1 2への印加電力量、 基板電極へのパイァス印加電力量、 エッチ ングガスの導入量を設定することができる。 表示部 2 6は、 入力値や制御状態 を表示する。
このように構成した図示エッチング装置の動作について一例として図 3に示 すスパッタモジュレーションシーケンスに基き説明する。
図 3は、 基板エッチング工程、 エッチング保護膜形成工程、 エッチング保護 膜除去工程を 1サイクルとして、 3サイクルのタイミングを示している。 図 3 において、 信号 Aはトリガー信号であり、 信号 Bはェツチングガス供給及び流 量制御装置 1 9の制御タイミングを示す信号であり、 信号 Cは可変コンデンサ 1 4の制御タイミングを示す信号であり、 信号 Dは高周波電源 1 1の制御タイ ミングを示す信号であり、 また信号 Eは高周波パイァス電源 8の制御タイミン グを示す信号である。
まず、 1サイクルにおいては、 t 1で示される基板エッチング工程において 、 エッチングガス供給及び流量制御装置 1 9を作動させてエッチングガスを導 入する。 ガス混合部 1 6において、 希ガス供給通路 1 7からの A rガスに S F 6のエツチングガスを混合し、 この混合ガスが真空チャンパー内へ導入される 。 浮遊電極 1 2及び基板電極 6へは高周波電力を供給しないよう可変コンデン サ 1 4及び高周波パイァス電源 8は O F Fの状態にあり、 高周波電源 1 1から アンテナ 1 0にプラズマ発生用の電力が供給され基板 9のエッチング処理が行 われる。
次に、 t 2で示されるエッチング保護膜形成工程において、 エッチングガス 供給及び流量制御装置 1 9を止めて、 S F 6のエッチングガスが止められ、 A rガスだけが真空チヤンバー内に導入される。 可変コンデンサ 1 4を ONとし 、 高周波電源 1 1の出力を上げることで、 天板すなわち浮遊電極 1 2に高周波 電力が印加される。 この状態で浮遊電極 1 2の内側のターゲット材がスパッタ され、 シリコン基板 9上にエッチング保護膜としてのフッ素樹脂膜が堆積され る。
次に、 t 3で示されるエッチング保護膜除去工程において、 浮遊電極 1 2へ の高周波電力の印加は止められ、 基板電極 6に高周波電力が印加される。 この 状態で、 シリコン基板 9における堆積で得られたパターン側壁のフッ素樹脂膜 を残して、 シリコン基板 9の表面と平行な面堆積したフッ素樹脂膜が除去され る。 このとき、 エツチングガス供給及び流量制御装置 1 9を O Nしてエツチン グガスを導入してもよく、 また、 導入しなくてもよい。
次に 2サイクル目においては再び基板エッチング工程に戻って、 エッチング ガス供給及び流量制御装置 1 9を作動させて、 ガス混合部 1 6において、 希ガ ス供給通路 1 7からの A rガスに S F 6のエッチングガスを混合し、 この混合 ガスを真空チャンパ一内へ導入し、 浮遊電極 1 2及び基板電極 6への高周波電 力はオフ状態にして、 エツチング処理が行われる。
その後、 エッチング保護膜形成工程、 エッチング保護膜除去工程、 基板エツ チング工程が繰り返され、 所望のエッチング深さまでェッチング処理が施され る。
なお、 シリコン基板 9上にフッ素樹脂膜を堆積した後、 堆積で得られたパタ ーン側壁のフッ素樹脂膜を残して、 シリコン基板 9の表面と平行な面に堆積し たフッ素樹脂膜を除去するため基板電極 6に高周波パイァスを掛けると同時に エッチングガスが主ガスに混合されて真空チャンパ 1に導入され、 そのままェ ツチング処理段階へ移行するように設定することもできる。
また、■全処理工程を通して主ガスにェッチングガスを混合して流すようにす ることもできる。 実施例
以下、 図 3に示すスパッタモジュレーションシーケンスに基いた実施例につ いて図 4を参照して説明する。 基板 9の表面には、 S i O 2によるマスク 3 0 が形成され、 基板 9をエッチングするパターンに合わせてマスク 3 0が部分的 に除去されている。
まず、 図 4の （a ) に示す基板エッチング工程において、 エッチングガス供 給及び流量制御装置 1 9を作動させて、 ガス混合部 1 6において、 希ガス供給 通路 1 7からの A rガス 5 0 s c c mに S F 6のエッチングガス 5 0 s c c m を混合し、 この混合ガスを真空チャンパ一 1内へ導入し、 浮遊電極 1 2及び基 板電極 6への高周波電力はオフ状態にして、 ェツチング処理を 7秒間行なった 。 これによりマスク 3 0の除去された部分の基板 9が所定の深さだけエツチン グされる。
次に、 図 4の （b ) に示すエッチング保護膜形成工程において、 エッチング ガス供給及び流量制御装置 1 9を止め、 S F 6のエッチングガスを止めて、 A rガスだけを 5 0 s c c m真空チャンパ一内に導入し、 天板すなわち浮遊電極 12に高周波電力を印加し、 この状態で浮遊電極 12の内側のターゲット材を スパッタし、 シリコン基板 9上、 およびマスク 30上の全面にエッチング保護 _ 膜 31としてフッ素樹脂膜を 90秒間堆積させた。 エッチング保護膜 31は、 シリコン基板 9の表面と平行な面上に堆積した膜 31— 1、 31-3, 及びパ ターン側壁の垂直な面上に堆積した膜 31 -2を含んでいる。
次に、 図 4の （c) に示すエッチング保護膜除去工程において、 浮遊電極 1 2への高周波電力の印加を止め、 基板電極 6に高周波電力 200Wを 12秒間 印加し、 この状態で、 シリコン基板 9に堆積して得たパターン側壁のェッチン グ保護膜 31—2を残して、 シリコン基板 9の表面と平行な面上に堆積したフ ッ素樹脂膜 31-1、 31- 3を除去した。
次に図 4の （d) に示す基板エッチング工程において、 再び、 希ガス供給通 路 17からの A rガス 50 s c c mに S F 6のエッチングガス 50 s c c mを 混合し、 この混合ガスを真空チャンパ一 1内へ導入し、 浮遊電極 12及び基板 電極 6への高周波電力はオフ状態にした状態で、 ェッチング処理を 7秒間行な つた。 これにより、 前回の基板エッチング工程でエッチングされた穴の底部が エッチングされる。 穴の垂直な面のエッチング保護膜 31—2は除去されない ので、 垂直方向に異方性ェツチングが可能である。
その後図 4の （b) 〜 （d) 示す処理を 30回繰り返した。 こうして得られ たエッチング形状を図 5に示す。
以下、 好ましい処理条件を例示する。
エッチング処理においては、
. P a/P b = 200
A r /S F6= 50/500 s c cm、
真空チヤンパ内圧力 = 5 OmT 0 r r
である。 ポリマー堆積処理においては、
P a/P b= 1000/0W,
Ar =50 s c cm、
真空チャンパ内圧力 = 2 OmT 0 r r
天板 = 200 p F
である。
ポリマー除去処理においては、
P a/P b = 2000/25W、
A r /S F6= 50/500 s c cm、
真空チャンパ内圧力 = 5 OmT o r r
である。
図 6には、 図 1の装置で得られるポリマーの成膜速度と高周波アンテナコィ ル 10に印加される高周波電力との関係を示し、 図 6のグラフにおいて横軸は 波長の逆数 （cm一1) であり、 縦軸は吸収率 （任意単位） を表している。 図 7には、 ポリマーの成膜速度が使用するガスの種類によりどのように変わ るかを示し、 横軸はガスの種類であり、 縦軸はポリマーの成膜速度を表してい る。 図 7のグラフから認められるように、 ポリマーの成膜速度は A rガスのみ を導入した場合に比較して A rと SF6との混合ガスを導入した場合にはほぼ 半分に低下し、 A rガスを止め、 S F6ガスのみの場合には実質的にゼロとな つた。 このことから、 フッ素樹脂膜を基板上に堆積する場合にエッチングガス は止めることにより、 高い成膜速度が得られる。
図示実施形態では、 天板 12の内壁材料としてフッ素樹脂材、 珪素材、 炭素 材、 炭ィ匕珪素材、 酸ィ匕珪素材又は窒化珪素材のうちのいずれかを用いているが 、 代わりにこれら各材料の化合物力噸合物或いはこれら材料の化合物か複合物 を用いて構成することもできる。 なお、 固体材料としてシリコン （珪素材） を使用する場合は、 固体材料をス パッタするエツチング保護膜形成工程において、 エッチングガスと酸素ガスを 連続して導入する場合がある。 シリコンの固体材料がスパッタされ、 気層中で シリコンとエツチングガス/酸素ガスが反応してシリコン化合物 （硫化物 ·酸 化物 '硫化酸化物等） を形成する。 このシリコン化合物基板 9上に堆積するこ とにより、 エッチング保護膜を形成することができる。
ところで図示実施例では NLDエッチング装置として実施した例について説 明してきたが、 当然 I PCエッチング装置として実施することもできる。 さらに、 本発明のェッチング装置はパッシベートガスを使用せず、 フロロ力 一ボンガスなどの大気温暖化係数の高いガスの使用量および排出量が少ない。 このため、 環境負荷が小さく、 排ガス処理のコストも抑制することができる。 さらに、 SF6を F2で代替することもできる。
さらに、 シリコン基板だけでなく、 石英 （S i 02、 珪ホウ酸ガラス、 パイ レックス （登録商標）、 ソーダガラス） のエッチングも可能である。 具体的に は、 浮遊電極に高周波電力を印加して所定の固体材料 (CxFx) をスパッタ しながら、 基板電極に高周波電力を印加することで、 CxFxにより石英 （S i O2、 珪ホウ酸ガラス、 パイレックス （登録商標）、 ソーダガラス） をエツ チングすることができる。 産業上の利用可能性
本発明によるエッチング方法及び装置は、 上述のようにマスク選択比を大き く取ることができ、 異方性に優れ深くエッチングできることにより、 超小型電 機システム （MEMS) や超小型電子装置の製造に有利に利用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 真空チャンパ内にプラズマを発生させるプラズマ発生手段と、 前記真 空チヤンバ内に設けられた基板電極と、 前記基板電極に高周波パイァス電力を 印加する高周波パイァス電源とを有し、 前記基板電極上に装着した基板をェッ チングするエッチング装置であって、
前記基板電極に対向して設置される浮遊電極と、
前記浮遊電極に高周波電力を印加する高周波電源と、
前記浮遊電極の前記基板電極に対向した側に設置され、 スパッタされること で前記基板上にェッチング保護膜を形成する固体材料と、
前記固体材料を間欠的にスパッタするために前記浮遊電極に印加される高周 波電力を制御する制御手段と、
を設けたことを特徴とするエッチング装置。
2 . さらに、 エッチングガスを導入するエッチングガス導入手段を有し、 前記制御装置は、 前記浮遊電極への高周波電力の印加、 前記基板電極への高 周波パイァス電力の印加及び前記真空チヤンバ内へのェツチングガスの導入を 予定のシーケンスで制御することを特徴とする請求項 1に記載のェッチング装 置。
3 . 前記制御装置は、 前記固体材料がスパッタされていない時に真空チヤ ンパ内へエッチングガスを導入するように動作することを特徴とする請求項 2 に記載のエッチング装置。
4 . 前記制御装置は、 前記固体材料がスパッタされていない時もしくは前 記基板電極に高周波パイァス電力が印加されていない時に真空チヤンパ内へェ ツチングガスを導入するように動作することを特徴とする請求項 2に記載のェ ツチング装置。
5 . 前記制御装置は、 前記固体材料がスパッタされた後に、 前記基板電極 に高周波バイアス電力を印加することを特徴とする請求項 2に記載のエツチン グ装置。
6 . 前記高周波電源がスィツチもしくは可変コンデンサを介して前記浮遊 電極に接続され、 さらに前記高周波電源は前記プラズマ発生手段に接続されて 前記ブラズマ発生に併用され、
前記制御装置は前記固体材料のスパッタ時に前記浮遊電極への高周波電力の 印加するように前記スィツチもしくは前記可変コンデンサを制御することを特 徴とする請求項 1に記載のエツチング装置。
7 . 前記制御装置が、 前記固体材料のスパッタ時と前記基板のェッチング 時で前記高周波電源の出力を変更するように制御することを特徴とする請求項
6に記載のエッチング装置。
8 . · 前記エッチング保護膜を形成する前記固体材料が、 フッ素樹脂材、 珪 素材、 炭素材、 炭化珪素材、 酸化珪素材及び窒化珪素材のいずれかの材料であ ることを特徴とする請求項 1に記載のェッチング装置。
9 . 前記固体材料が珪素材であり、 エッチングガス及び酸素を連続して導 入することを特徴とする請求項 1に記載のエッチング装置。
1 0 .前記基板がシリコンである請求項 1乃至 9のいずれか 1項に記載のェッ チング装置。
1 1 . 前記基板が石英である請求項 1項に記載のエッチング装置。
1 2 . 真空チャンパ内に設置された基板を、 プラズマを発生させてエツチン グする方法であって、
前記真空チャンパ内にエッチングガスを導入して前記基板をエッチングする 基板エッチング工程と、
前記基板に対向して設置された固体材料をスパッタして、 前記基板上にエツ チング保護膜を形成するェッチング保護膜形成工程と、 前記基板が設置されている基板電極に高周波バイアス電力を印加して、 前記 ェッチング保護膜の一部をェッチングするェッチング保護膜除去工程と、 を繰り替えして実施すること'、
を特徴とするエツチング方法。
13. 前記ェッチング保護膜形成工程では、 スパッタガスとして希ガスが用 いられることを特徴とする請求項 12に記載のェツチング方法。
14. 前記基板ェッチング工程では、 希ガスにェッチングガスを混合して用 いることを特徴とする請求項 12に記載のエツチング方法。
15. 前記ェッチング保護膜除去工程では、 希ガスもしくは希ガスとエッチ ングガスを混合して用いることを特徴とする請求項 12に記載のエッチング方 法。
16. 前記基板エッチング工程、 前記エッチング保護膜形成工程、 前記エツ チング保護膜除去工程のそれぞれにおいては真空チャンパ内に一定の希ガスを 導入し、 前記基板エッチング工程もしくは前記基板エッチング工程及び前記ェ ツチング保護膜除去工程において、 希ガスにエッチングガスを添カ卩して混合ガ スとして用いることを特徴とする請求項 12に記載のエッチング方法。
17. 前記希ガスとして、 Ar、 Xe、 Kr、 N2のいずれかを用いること を特徴とする請求項 13乃至 16のいずれか 1項に記載のエッチング方法。
18. 前記エッチングガスとして、 SF6、 NF3、 F2、 S i F4、 X e F2 のいずれかを用いることを特徴とする請求項 12乃至 17のいずれか 1項に記 載のエッチング方法。
19. 前記基板エッチング工程が、 基板電極に高周波バイアス電力を印加し ないで行なわれることを特徴とする請求項 12乃至 18のいずれか 1項に記載 のエッチング方法。
20. 前記固体材料としてフッ素樹脂材、 珪素材、 炭素材又は炭ィヒ珪素材が 用いられることを特徴とする請求項 1 2乃至 1 9のいずれか 1項に記載のエツ チング方法。
2 1 . 前記固体材料が珪素材であり、 前記エッチング保護膜形成工程におい て、 エッチングガス及び酸素を連続して導入することを特徴とする請求項 1 2 に記載のエッチング方法。
2 2 .前記基板がシリコンである請求項 12乃至 2 1のいずれか 1項に記載の エッチング方法。
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