プラズマエッチング方法
【課題】安定したエッチングレートを得ることができるプラズマエッチング方法を提供する。
【解決手段】本発明に係るプラズマエッチング方法は、スパッタ用のターゲット材３０が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板Ｗをエッチングし、基板のエッチングの途中またはエッチング後に、プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、ターゲット材３０の表面をアッシングする。ターゲット材の表面のアッシング工程は、プラズマチャンバ内で生成され、かつターゲット材の表面に付着した各種反応生成物の除去を目的とする。本発明では、このアッシング工程をエッチング途中またはエッチング後に実行することによって、ターゲット材の表面に堆積した反応生成物のスパッタ作用に起因するエッチングレートの低下を防止し、安定したエッチングレートを得ることができる。
【解決手段】本発明に係るプラズマエッチング方法は、スパッタ用のターゲット材３０が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板Ｗをエッチングし、基板のエッチングの途中またはエッチング後に、プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、ターゲット材３０の表面をアッシングする。ターゲット材の表面のアッシング工程は、プラズマチャンバ内で生成され、かつターゲット材の表面に付着した各種反応生成物の除去を目的とする。本発明では、このアッシング工程をエッチング途中またはエッチング後に実行することによって、ターゲット材の表面に堆積した反応生成物のスパッタ作用に起因するエッチングレートの低下を防止し、安定したエッチングレートを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板の表面に高アスペクト比の孔やディープトレンチを形成するのに好適なプラズマエッチング方法に関し、更に詳しくは、安定したエッチングレートが得られ、生産性に優れたプラズマエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン基板の表面の加工には、プラズマエッチング（ドライエッチング）方法が広く用いられている。室温における原子状（ラジカル）フッ素とシリコンの反応は自発的であり、比較的高いエッチングレートが得られることから、シリコン基板のエッチングでは、エッチングガスとしてＳＦ６、ＮＦ３、ＣＯＦ２、ＸｅＦ２等のフッ素を含むガスが多用されている。
【０００３】
一方、フッ素を含むエッチングガスを用いたシリコン基板のドライエッチングは等方的であるため、形成されたエッチングパターン（凹部）の側壁部にもエッチングが進行する。このため、スルーホールやディープトレンチなどの微細でアスペクト比の高いビアを高精度に形成することが困難であった。
【０００４】
そこで近年、エッチングパターンの側壁部に保護膜を形成しながら基板をエッチングすることで、エッチングの横方向の広がりを抑え、パターン側壁部の垂直性を維持できるシリコン基板の深掘り加工技術が提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、エッチング工程と保護膜形成工程を交互に繰り返すことで、エッチングパターンの側壁部にポリマー層からなる保護膜を形成しながらエッチングする方法が開示されている。特に、保護膜の成膜として、基板に対向配置されたスパッタターゲット材に対するアルゴンガスを用いたスパッタ法が開示されている。
【０００６】
保護膜形成工程でエッチングパターンの側壁部に形成されたポリマー層は、エッチングパターンの底部に形成されたポリマー層に比べて、エッチング工程において除去される量が少ないため、このパターン側壁部に形成されたポリマー層が保護膜として機能し、エッチング方向をパターンの深さ方向に制限する異方性エッチングが実現可能となる。
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００６／００３９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、シリコン基板の深掘り加工技術の必要性が高まっており、これに伴って生産性の向上が求められている。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、エッチング工程と保護膜形成工程の処理サイクルを繰り返すにつれて、エッチングレートが徐々に低下する。その理由は、ターゲット材の表面に生成物が堆積し、エッチング工程の際に上記堆積膜のスパッタ物がエッチングパターンの開口部に堆積することによってエッチングの進行を妨げるからである。したがって、従来の方法では、処理開始時におけるエッチングレートを安定して維持することができないという問題がある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定したエッチングレートを得ることができるプラズマエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するに当たり、本発明に係るプラズマエッチング方法は、スパッタ用のターゲット材が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板をエッチングし、前記基板のエッチングの途中またはエッチング後に、前記プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、前記ターゲット材の表面をアッシングする。
【００１１】
ターゲット材の表面のアッシング工程は、プラズマチャンバ内で生成され、かつターゲット材の表面に付着した各種反応生成物の除去を目的とする。本発明では、このアッシング工程をエッチング途中またはエッチング後に実行することによって、ターゲット材の表面に堆積した反応生成物のスパッタ作用に起因するエッチングレートの低下を防止し、安定したエッチングレートを得ることができる。
【００１２】
上記反応生成物は、ターゲット材の表面だけでなく、基板の表面にも付着することがある。そこで、アッシング工程では、基板およびターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加することによって、基板およびターゲット材に付着した反応生成物を効率よく除去することができる。この場合、エッチングパターンの形状制御性を確保する観点から、基板に印加する高周波電力よりも、ターゲット材に印加する高周波電力を大きくすることが好ましい。
【００１３】
具体的に、本発明は、シリコン基板の深掘りエッチングに好適に用いられる。この場合、スパッタリング用ターゲット材には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を用いることができる。アッシング工程に用いられる酸素系ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ターゲット材の表面に付着した反応生成物に起因して発生するエッチングレートの低下を防止でき、安定したエッチングレートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置２０の概略構成図である。図示するプラズマエッチング装置２０は、ＮＬＤ（磁気中性線放電：magnetic Neutral Loop Discharge）型のプラズマエッチング装置として構成されており、基板表面のエッチング機能と、基板表面のエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成する機能とを兼ね備えている。
【００１７】
図１において、２１は真空槽であり、内部にプラズマ形成空間２１ａを含む真空チャンバ（プラズマチャンバ）が形成されている。真空槽２１にはターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等の真空ポンプが接続され、真空槽２１の内部が所定の真空度に真空排気されている。
【００１８】
プラズマ形成空間２１ａの周囲には、真空槽２１の一部を構成する筒状壁２２によって区画されている。筒状壁２２は石英等の透明絶縁材料で構成されている。筒状壁２２の外周側には、第１高周波電源ＲＦ１に接続されたプラズマ発生用の高周波コイル（アンテナ）２３と、この高周波コイル２３の外周側に配置された三つの磁気コイル群２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）がそれぞれ配置されている。なお、高周波コイル２３は本発明の「電場形成手段」を構成し、磁気コイル群２４は本発明の「磁場形成手段」を構成している。
【００１９】
磁気コイル２４Ａと磁気コイル２４Ｃにはそれぞれ同一方向に電流が供給され、磁気コイル２４Ｂには他の磁気コイル２４Ａ，２４Ｃと逆方向に電流が供給される。その結果、プラズマ形成空間２１ａにおいて、磁場ゼロとなる磁気中性線２５が環状に連続して形成される。そして、高周波コイル２３により磁気中性線２５に沿った誘導電場（高周波電場）が形成されることで、放電プラズマが形成される。
【００２０】
特に、ＮＬＤ方式のプラズマエッチング装置においては、磁気コイル２４Ａ〜２４Ｃに流す電流の大きさによって、磁気中性線２５の形成位置および大きさを調整することができる。すなわち、磁気コイル２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに流す電流をそれぞれＩＡ，ＩＢ，ＩＣとしたとき、ＩＡ＞ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ｃ側へ下がり、逆に、ＩＡ＜ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ａ側へ上がる。また、中間の磁気コイル２４Ｂに流す電流ＩＢを増していくと、磁気中性線２５のリング径は小さくなると同時に、磁場ゼロの位置での磁場の勾配が緩やかになる。これらの特性を利用することで、プラズマ密度分布の最適化を図ることができる。
【００２１】
一方、真空槽２１の内部には、半導体ウエハ（シリコン（Ｓｉ）基板）Ｗを支持するステージ２６が設置されている。ステージ２６は、導電体で構成されており、コンデンサ２７を介して第２高周波電源ＲＦ２に接続されている。なお、ステージ２６には、基板Ｗを所定温度に加熱するためのヒータ等の加熱源が内蔵されている。
【００２２】
プラズマ形成空間２１ａの上部には、天板２９が設置されている。天板２９は、ステージ２６の対向電極として構成されており、コンデンサ２８を介して第３高周波電源ＲＦ３に接続されている。天板２９のプラズマ形成空間２１ａ側の面には、スパッタにより基板を成膜するためのターゲット材（スパッタリングターゲット）３０が取り付けられている。ターゲット材３２は、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が用いられているが、これ以外の合成樹脂材料、あるいは珪素材、炭素材、炭化珪素材、酸化珪素材、窒化珪素材等が適用可能である。
【００２３】
天板２９の近傍には、真空槽２１の内部にプロセスガスを導入するためのガス導入管３１が設置されている。本実施形態において、プロセスガスは、エッチング工程用のガス、スパッタ工程用のガス、そして、後述するアッシング工程用のガスが含まれる。
【００２４】
エッチングガスとしては、ＳＦ６、ＮＦ３、ＳｉＦ４、ＸｅＦ２の少なくとも何れか一種又は不活性ガスとの混合ガスが用いられる。本実施形態では、エッチングガスとして、ＳＦ６とＡｒの混合ガスが用いられる。スパッタ用のプロセスガスとしては、例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）などの希ガスあるいは不活性ガスを用いることができる。
【００２５】
本実施形態のプラズマエッチング装置２０においては、ステージ２６上に載置された基板Ｗに対してエッチング工程と保護膜形成工程を交互に繰り返し行うことで、基板Ｗの表面に高アスペクト比の孔またはディープトレンチ等からなるビアを形成する。
【００２６】
図２は、本実施形態のプラズマエッチング装置２０の一動作例を示すタイミングチャートである。図２において、Ａは、高周波コイル２３に供給される第１高周波電源ＲＦ１の電力印加タイミング、Ｂは、ステージ２６に供給される第２高周波電源ＲＦ２の電力印加タイミング、Ｃは、天板２９に供給される第３高周波電源ＲＦ３の電力印加タイミング、Ｄは、真空槽２１の内部における圧力変化をそれぞれ示している。この例では、エッチング工程の処理圧力（プロセスガス導入量）は、保護膜形成工程のそれよりも高く設定されている。
【００２７】
基板Ｗの表面にはあらかじめ、マスクパターンが形成されている。このマスクパターンには、有機レジストやメタルマスク等のエッチングマスクが含まれる。エッチング工程および保護膜形成工程では、プラズマ形成空間２１ａに、磁気コイル群２４による環状磁気中性線２５が形成され、更に、第１高周波電源ＲＦ１から高周波コイル２３への電力投入により、環状磁気中性線２５に沿って誘導結合プラズマが形成される。
【００２８】
エッチング工程において、真空槽２１の内部に導入されたエッチングガス（ＳＦ６とＡｒの混合ガス）は、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化し、生成されたイオンとラジカルによりステージ２６上の基板Ｗをエッチング処理する。このとき、第２高周波電源ＲＦ２からの電力投入で基板バイアスがＯＮとなり、イオンをステージ２６側へ加速させ、基板Ｗ上のラジカル生成物をスパッタ除去してエッチング性を高める。すなわち、フッ素ラジカルがシリコンと反応してラジカル生成物を形成し、これをプラズマ中のイオンによるスパッタ作用で除去することで、シリコン基板Ｗのエッチング処理が進行する。
【００２９】
一方、エッチング処理を所定時間行った後、真空槽２１の内部に残留するエッチングガスが排気される。そして、保護膜形成用のプロセスガス（Ａｒ）が真空槽２１の内部に導入されることで保護膜形成工程が開始される。導入されたプロセスガスは、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化される。このとき、基板バイアス（ＲＦ２）はＯＦＦとなり、代わりに、第３高周波電源（ＲＦ３）からの電力投入で天板バイアスがＯＮとなる。その結果、天板２９に設置されたターゲット３０はプラズマ中のイオンによりスパッタされ、そのスパッタ物が基板Ｗの表面および上述のエッチング工程で形成されたエッチングパターンに付着する。以上のようにして、エッチングパターンの底部および側壁部に、保護膜として機能するポリマー層が形成される。
【００３０】
ここで、ターゲット３０から叩き出されたスパッタ粒子は、プラズマ形成空間２１ａに形成されているＮＬＤプラズマを通過して基板へ到達する。このとき、スパッタ粒子は、環状磁気中性線２５が形成される高密度プラズマ領域で分解、再励起されることにより、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）に類似する成膜形態で、基板の表面に対して等方的に入射する。したがって、本実施形態によって得られるエッチングパターンの段差被膜（保護膜）は、カバレッジ性が高く、面内均一性に優れる。
【００３１】
なお、保護膜形成工程のプロセスガスとして、例えば、Ａｒとフロロカーボン系ガス（Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３等）の混合ガスを用いることで、プロセスガス中の反応ガスがプラズマ形成空間２１ａにおいてプラズマ化し、そのラジカル生成物が基板表面に堆積することによって、保護膜として機能するポリマー層を形成する。更に、プロセスガスとして上記混合ガスを用いることで、Ａｒガスのみをプロセスガスとして用いる場合に比べてスパッタレートの向上を図ることができる。
【００３２】
保護膜形成工程を所定時間行った後、再び上述したエッチング工程が行われる。このエッチング工程の初期段階は、エッチングパターンの底部を被覆する保護膜の除去作用に費やされる。その後、保護膜の除去により露出したエッチングパターンの底部のエッチング処理が再開される。このとき、プラズマ中のイオンは、基板バイアス作用によって基板に対して垂直方向に入射する。このため、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜に到達するイオンは、エッチングパターンの底部に到達するイオンに比べて少ない。したがって、エッチング工程の間、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜は完全に除去されることなく残留する。これにより、エッチングパターンの側壁部とフッ素ラジカルとの接触が回避され、エッチングパターンの側壁部のエッチングによる侵食が防止される。
【００３３】
以後、上述のエッチング工程と保護膜形成工程が交互に繰り返し行われることで、基板表面に対して垂直方向の異方性エッチングが実現される。以上のようにして、基板Ｗの内部に高アスペクト比のビア（コンタクトホール、トレンチ）が作製される。
【００３４】
次に、本発明に係るターゲット材３０の表面のアッシング工程について説明する。
【００３５】
基板のエッチング処理および保護膜の成膜処理を続けると、プラズマ形成空間２１ａ内で生成されるエッチングガス（ＳＦ６／Ａｒ）、ターゲット材（ＰＴＦＥ）、基板材料（シリコン）等に関連する反応生成物がターゲット材３０の表面に堆積する。この種の堆積膜は、プラズマの照射を受けてスパッタされて、基板の表面に形成されたエッチングパターンに付着する。エッチング工程の際に上記堆積膜のスパッタ物がエッチングパターンの開口部に堆積することによってエッチングの進行を妨げる。
【００３６】
図３は、エッチングパターンの開口部に堆積した上記スパッタ物の影響でエッチングレートが低下する様子を模式的に示している。図において、Ｗは基板、Ｈはエッチングパターン（孔）、Ｍは基板表面に形成されたエッチングマスク、Ｐはエッチングパターンの側壁部に形成された保護膜、Ｄはエッチングパターンの開口部に付着したスパッタ物である。
【００３７】
基板Ｗの表面にはあらかじめエッチングマスクＭが形成されている。時刻ｔ０でエッチングが開始される。このとき、ターゲット材３０の表面は、清浄な状態とされる。エッチング開始（時刻ｔ０）から時刻ｔ１の間は、上述したエッチング工程と保護膜形成工程が交互に行われることで、図示するように安定したエッチングレートで基板の深掘り工程が実現される。
【００３８】
一方、時刻ｔ１を経過した後は、エッチングレートが徐々に低下する。これは、エッチング工程の継続によりターゲット材３０の表面が反応生成物の付着で徐々に汚染され、パターン開口部に、ターゲット表面でスパッタされた反応生成物のスパッタ物Ｄが付着して、開口部の開口面積を減少させるからである（時刻ｔ２）。このスパッタ物Ｄの堆積は、エッチング工程および保護膜形成工程においても進行する。このため、エッチング工程では除去できないスピードで開口部に堆積し、最終的に、当該開口部を閉塞する（時刻ｔ３）。
【００３９】
そこで本実施形態では、エッチング工程の途中またはエッチング後に、真空槽２１内の雰囲気ガスを酸素系ガスに置換して、ターゲット材３０の表面を清浄化するためのクリーニング工程が実施される。このクリーニング工程では、真空槽２１内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、ターゲット材３０の表面に付着した反応生成物をアッシングによって除去する。
【００４０】
このアッシング工程で用いられるプロセスガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスが用いられる。また、これら酸素系ガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。プロセス圧力は、エッチング工程と同程度に設定され、例えば１．０Ｐａ〜６．０Ｐａである。酸素系ガスのプラズマは、第１高周波電源ＲＦ１に接続された高周波コイル２３および磁気コイル群２４を用いて発生される。
【００４１】
図２では、ターゲット材３０のクリーニング（アッシング）工程を、基板Ｗの深掘り加工の途中で実施する例を示している。エッチング工程と保護膜形成工程を所定サイクル（例えば５０〜１００サイクル）実施する毎に、ターゲット材３０の表面のクリーニング処理が実行される。本実施形態によれば、ターゲット３０の表面を清浄な状態に維持しながら、基板の深掘り加工を実施することが可能となる。また、処理開始時の高いエッチングレートを安定して維持することができるので、生産性の向上を図ることが可能となる。更に、パターン開口部への異物の付着を防止できるので、形状精度に優れたエッチングパターンを形成することができる。
【００４２】
上記反応生成物は、ターゲット材３０の表面だけでなく、基板Ｗの表面にも付着することがある。そこで、ターゲット材３０のクリーニング工程（アッシング工程）では、図２に示すように、基板Ｗおよびターゲット材３０（天板２９）のそれぞれに高周波電力を印加することによって、基板Ｗおよびターゲット材３０に付着した反応生成物を効率よく除去することができる。
【００４３】
この場合、エッチングパターンの形状制御性を確保する観点から、基板に印加する高周波電力よりも、ターゲット材３０に印加する高周波電力を大きくするのが好ましい。具体的には、基板Ｗに対する印加電力を２００Ｗとした場合、ターゲット材３０に対する印加電力を５００Ｗとする。
【００４４】
アッシング工程の処理時間は特に限定されない。処理時間が長いとターゲット材３０の清浄度は高まるが、生産性が低下する。好適には、安定したエッチングレートが得られる範囲でアッシング工程の処理時間を設定する。
【００４５】
なお、このアッシング条件によっては、エッチングパターンを含む基板Ｗの表面に、酸化膜が形成される。この酸化膜は、エッチングパターンの側壁保護膜として同様の機能を有するため、基板の表面から除去される必要はない。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態によるプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置の概略構成図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
本実施形態では、基板Ｗは石英基板で構成され、ターゲット材３２はシリコン（Ｓｉ）プレートで構成されている。また、天板２９は、コンデンサ２８を介して、高周波アンテナ２３用の第１高周波電源ＲＦ１と接続される。これにより、プラズマ形成空間２１ａ内でプラズマが形成されている間、天板２９にもバイアス電力が印加される。なお、コンデンサ２８の容量を適切に設定することによって、
【００４８】
石英からなる基板Ｗのエッチングガスには、Ｃ３Ｆ８やＣＦ４、ＣＨＦ３等のフロロカーボン系ガスが用いられる。プラズマ形成空間２１ａでエッチングガスのプラズマを発生させて、表面にマスクパターンが形成された基板Ｗをエッチングする。エッチング時、シリコンプレート３２に高周波電力が印加されることで、プラズマ中のイオンが天板２９へ引き込まれ、シリコンプレート３２をスパッタする。スパッタされたシリコン粒子はエッチングガスの一部と反応し、チャンバ内におけるエッチャント濃度を調整する機能を果たす。これにより、基板Ｗの適切なエッチング処理が可能となり、形状制御性に優れたパターン加工を実現する。
【００４９】
このような構成のプラズマ処理装置においても、エッチング中に生じた各種反応物がターゲット材３２の表面に付着、堆積する場合がある。この場合、上述した効果が安定して得られなくなるため、定期的にターゲット材３２のクリーニング処理（アッシング処理）が実行される。ターゲット材３２のクリーニング方法は、上述の第１の実施形態と同様にして行われる。これにより、基板Ｗの適切なエッチング処理を安定して維持することが可能となる。
【００５０】
本実施形態において、ターゲット材３２のアッシング処理は、基板Ｗのエッチング途中に行ってもよいし、基板Ｗのエッチング後に行ってもよい。具体的に、上記アッシング処理は、エッチング処理を所定時間実施する毎に実施してもよいし、所定枚数の基板をエッチング処理する毎に実施してもよい。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５２】
例えば以上の実施形態では、電場形成手段としての高周波コイル２３と磁場形成手段としての磁気コイル群２４を用いてプラズマを発生させるＮＬＤ方式のプラズマ発生源を説明したが、これに限られず、高周波コイル２３のみを用いたＩＣＰ方式のプラズマ発生源を採用してもよい。
【００５３】
また、以上の実施形態では、アッシング工程用のプロセスガスとして、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスを用いたが、これ以外にも、Ｎ２、Ｈ２等のガスを用いてもターゲット材に対する同様なアッシング機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態において用いられるプラズマエッチング装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したプラズマエッチング装置の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来技術の問題点であるエッチングレートの低下の原因を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態において用いられるプラズマエッチング装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０ プラズマエッチング装置
２１ 真空槽
２２ 筒状壁
２３ 高周波コイル
２４ 磁気コイル群
２５ 磁気中性線
２６ ステージ
３０，３２ ターゲット材
３１ ガス導入管
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン基板の表面に高アスペクト比の孔やディープトレンチを形成するのに好適なプラズマエッチング方法に関し、更に詳しくは、安定したエッチングレートが得られ、生産性に優れたプラズマエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコン基板の表面の加工には、プラズマエッチング（ドライエッチング）方法が広く用いられている。室温における原子状（ラジカル）フッ素とシリコンの反応は自発的であり、比較的高いエッチングレートが得られることから、シリコン基板のエッチングでは、エッチングガスとしてＳＦ６、ＮＦ３、ＣＯＦ２、ＸｅＦ２等のフッ素を含むガスが多用されている。
【０００３】
一方、フッ素を含むエッチングガスを用いたシリコン基板のドライエッチングは等方的であるため、形成されたエッチングパターン（凹部）の側壁部にもエッチングが進行する。このため、スルーホールやディープトレンチなどの微細でアスペクト比の高いビアを高精度に形成することが困難であった。
【０００４】
そこで近年、エッチングパターンの側壁部に保護膜を形成しながら基板をエッチングすることで、エッチングの横方向の広がりを抑え、パターン側壁部の垂直性を維持できるシリコン基板の深掘り加工技術が提案されている。
【０００５】
例えば特許文献１には、エッチング工程と保護膜形成工程を交互に繰り返すことで、エッチングパターンの側壁部にポリマー層からなる保護膜を形成しながらエッチングする方法が開示されている。特に、保護膜の成膜として、基板に対向配置されたスパッタターゲット材に対するアルゴンガスを用いたスパッタ法が開示されている。
【０００６】
保護膜形成工程でエッチングパターンの側壁部に形成されたポリマー層は、エッチングパターンの底部に形成されたポリマー層に比べて、エッチング工程において除去される量が少ないため、このパターン側壁部に形成されたポリマー層が保護膜として機能し、エッチング方向をパターンの深さ方向に制限する異方性エッチングが実現可能となる。
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００６／００３９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、シリコン基板の深掘り加工技術の必要性が高まっており、これに伴って生産性の向上が求められている。しかしながら、特許文献１に記載の構成では、エッチング工程と保護膜形成工程の処理サイクルを繰り返すにつれて、エッチングレートが徐々に低下する。その理由は、ターゲット材の表面に生成物が堆積し、エッチング工程の際に上記堆積膜のスパッタ物がエッチングパターンの開口部に堆積することによってエッチングの進行を妨げるからである。したがって、従来の方法では、処理開始時におけるエッチングレートを安定して維持することができないという問題がある。
【０００９】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、安定したエッチングレートを得ることができるプラズマエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の課題を解決するに当たり、本発明に係るプラズマエッチング方法は、スパッタ用のターゲット材が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板をエッチングし、前記基板のエッチングの途中またはエッチング後に、前記プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、前記ターゲット材の表面をアッシングする。
【００１１】
ターゲット材の表面のアッシング工程は、プラズマチャンバ内で生成され、かつターゲット材の表面に付着した各種反応生成物の除去を目的とする。本発明では、このアッシング工程をエッチング途中またはエッチング後に実行することによって、ターゲット材の表面に堆積した反応生成物のスパッタ作用に起因するエッチングレートの低下を防止し、安定したエッチングレートを得ることができる。
【００１２】
上記反応生成物は、ターゲット材の表面だけでなく、基板の表面にも付着することがある。そこで、アッシング工程では、基板およびターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加することによって、基板およびターゲット材に付着した反応生成物を効率よく除去することができる。この場合、エッチングパターンの形状制御性を確保する観点から、基板に印加する高周波電力よりも、ターゲット材に印加する高周波電力を大きくすることが好ましい。
【００１３】
具体的に、本発明は、シリコン基板の深掘りエッチングに好適に用いられる。この場合、スパッタリング用ターゲット材には、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂を用いることができる。アッシング工程に用いられる酸素系ガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明によれば、ターゲット材の表面に付着した反応生成物に起因して発生するエッチングレートの低下を防止でき、安定したエッチングレートを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づき説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態によるプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置２０の概略構成図である。図示するプラズマエッチング装置２０は、ＮＬＤ（磁気中性線放電：magnetic Neutral Loop Discharge）型のプラズマエッチング装置として構成されており、基板表面のエッチング機能と、基板表面のエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成する機能とを兼ね備えている。
【００１７】
図１において、２１は真空槽であり、内部にプラズマ形成空間２１ａを含む真空チャンバ（プラズマチャンバ）が形成されている。真空槽２１にはターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）等の真空ポンプが接続され、真空槽２１の内部が所定の真空度に真空排気されている。
【００１８】
プラズマ形成空間２１ａの周囲には、真空槽２１の一部を構成する筒状壁２２によって区画されている。筒状壁２２は石英等の透明絶縁材料で構成されている。筒状壁２２の外周側には、第１高周波電源ＲＦ１に接続されたプラズマ発生用の高周波コイル（アンテナ）２３と、この高周波コイル２３の外周側に配置された三つの磁気コイル群２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）がそれぞれ配置されている。なお、高周波コイル２３は本発明の「電場形成手段」を構成し、磁気コイル群２４は本発明の「磁場形成手段」を構成している。
【００１９】
磁気コイル２４Ａと磁気コイル２４Ｃにはそれぞれ同一方向に電流が供給され、磁気コイル２４Ｂには他の磁気コイル２４Ａ，２４Ｃと逆方向に電流が供給される。その結果、プラズマ形成空間２１ａにおいて、磁場ゼロとなる磁気中性線２５が環状に連続して形成される。そして、高周波コイル２３により磁気中性線２５に沿った誘導電場（高周波電場）が形成されることで、放電プラズマが形成される。
【００２０】
特に、ＮＬＤ方式のプラズマエッチング装置においては、磁気コイル２４Ａ〜２４Ｃに流す電流の大きさによって、磁気中性線２５の形成位置および大きさを調整することができる。すなわち、磁気コイル２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃに流す電流をそれぞれＩＡ，ＩＢ，ＩＣとしたとき、ＩＡ＞ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ｃ側へ下がり、逆に、ＩＡ＜ＩＣの場合は磁気中性線２５の形成位置は磁気コイル２４Ａ側へ上がる。また、中間の磁気コイル２４Ｂに流す電流ＩＢを増していくと、磁気中性線２５のリング径は小さくなると同時に、磁場ゼロの位置での磁場の勾配が緩やかになる。これらの特性を利用することで、プラズマ密度分布の最適化を図ることができる。
【００２１】
一方、真空槽２１の内部には、半導体ウエハ（シリコン（Ｓｉ）基板）Ｗを支持するステージ２６が設置されている。ステージ２６は、導電体で構成されており、コンデンサ２７を介して第２高周波電源ＲＦ２に接続されている。なお、ステージ２６には、基板Ｗを所定温度に加熱するためのヒータ等の加熱源が内蔵されている。
【００２２】
プラズマ形成空間２１ａの上部には、天板２９が設置されている。天板２９は、ステージ２６の対向電極として構成されており、コンデンサ２８を介して第３高周波電源ＲＦ３に接続されている。天板２９のプラズマ形成空間２１ａ側の面には、スパッタにより基板を成膜するためのターゲット材（スパッタリングターゲット）３０が取り付けられている。ターゲット材３２は、本実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂が用いられているが、これ以外の合成樹脂材料、あるいは珪素材、炭素材、炭化珪素材、酸化珪素材、窒化珪素材等が適用可能である。
【００２３】
天板２９の近傍には、真空槽２１の内部にプロセスガスを導入するためのガス導入管３１が設置されている。本実施形態において、プロセスガスは、エッチング工程用のガス、スパッタ工程用のガス、そして、後述するアッシング工程用のガスが含まれる。
【００２４】
エッチングガスとしては、ＳＦ６、ＮＦ３、ＳｉＦ４、ＸｅＦ２の少なくとも何れか一種又は不活性ガスとの混合ガスが用いられる。本実施形態では、エッチングガスとして、ＳＦ６とＡｒの混合ガスが用いられる。スパッタ用のプロセスガスとしては、例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）などの希ガスあるいは不活性ガスを用いることができる。
【００２５】
本実施形態のプラズマエッチング装置２０においては、ステージ２６上に載置された基板Ｗに対してエッチング工程と保護膜形成工程を交互に繰り返し行うことで、基板Ｗの表面に高アスペクト比の孔またはディープトレンチ等からなるビアを形成する。
【００２６】
図２は、本実施形態のプラズマエッチング装置２０の一動作例を示すタイミングチャートである。図２において、Ａは、高周波コイル２３に供給される第１高周波電源ＲＦ１の電力印加タイミング、Ｂは、ステージ２６に供給される第２高周波電源ＲＦ２の電力印加タイミング、Ｃは、天板２９に供給される第３高周波電源ＲＦ３の電力印加タイミング、Ｄは、真空槽２１の内部における圧力変化をそれぞれ示している。この例では、エッチング工程の処理圧力（プロセスガス導入量）は、保護膜形成工程のそれよりも高く設定されている。
【００２７】
基板Ｗの表面にはあらかじめ、マスクパターンが形成されている。このマスクパターンには、有機レジストやメタルマスク等のエッチングマスクが含まれる。エッチング工程および保護膜形成工程では、プラズマ形成空間２１ａに、磁気コイル群２４による環状磁気中性線２５が形成され、更に、第１高周波電源ＲＦ１から高周波コイル２３への電力投入により、環状磁気中性線２５に沿って誘導結合プラズマが形成される。
【００２８】
エッチング工程において、真空槽２１の内部に導入されたエッチングガス（ＳＦ６とＡｒの混合ガス）は、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化し、生成されたイオンとラジカルによりステージ２６上の基板Ｗをエッチング処理する。このとき、第２高周波電源ＲＦ２からの電力投入で基板バイアスがＯＮとなり、イオンをステージ２６側へ加速させ、基板Ｗ上のラジカル生成物をスパッタ除去してエッチング性を高める。すなわち、フッ素ラジカルがシリコンと反応してラジカル生成物を形成し、これをプラズマ中のイオンによるスパッタ作用で除去することで、シリコン基板Ｗのエッチング処理が進行する。
【００２９】
一方、エッチング処理を所定時間行った後、真空槽２１の内部に残留するエッチングガスが排気される。そして、保護膜形成用のプロセスガス（Ａｒ）が真空槽２１の内部に導入されることで保護膜形成工程が開始される。導入されたプロセスガスは、プラズマ形成空間２１ａでプラズマ化される。このとき、基板バイアス（ＲＦ２）はＯＦＦとなり、代わりに、第３高周波電源（ＲＦ３）からの電力投入で天板バイアスがＯＮとなる。その結果、天板２９に設置されたターゲット３０はプラズマ中のイオンによりスパッタされ、そのスパッタ物が基板Ｗの表面および上述のエッチング工程で形成されたエッチングパターンに付着する。以上のようにして、エッチングパターンの底部および側壁部に、保護膜として機能するポリマー層が形成される。
【００３０】
ここで、ターゲット３０から叩き出されたスパッタ粒子は、プラズマ形成空間２１ａに形成されているＮＬＤプラズマを通過して基板へ到達する。このとき、スパッタ粒子は、環状磁気中性線２５が形成される高密度プラズマ領域で分解、再励起されることにより、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）に類似する成膜形態で、基板の表面に対して等方的に入射する。したがって、本実施形態によって得られるエッチングパターンの段差被膜（保護膜）は、カバレッジ性が高く、面内均一性に優れる。
【００３１】
なお、保護膜形成工程のプロセスガスとして、例えば、Ａｒとフロロカーボン系ガス（Ｃ４Ｆ８、ＣＨＦ３等）の混合ガスを用いることで、プロセスガス中の反応ガスがプラズマ形成空間２１ａにおいてプラズマ化し、そのラジカル生成物が基板表面に堆積することによって、保護膜として機能するポリマー層を形成する。更に、プロセスガスとして上記混合ガスを用いることで、Ａｒガスのみをプロセスガスとして用いる場合に比べてスパッタレートの向上を図ることができる。
【００３２】
保護膜形成工程を所定時間行った後、再び上述したエッチング工程が行われる。このエッチング工程の初期段階は、エッチングパターンの底部を被覆する保護膜の除去作用に費やされる。その後、保護膜の除去により露出したエッチングパターンの底部のエッチング処理が再開される。このとき、プラズマ中のイオンは、基板バイアス作用によって基板に対して垂直方向に入射する。このため、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜に到達するイオンは、エッチングパターンの底部に到達するイオンに比べて少ない。したがって、エッチング工程の間、エッチングパターンの側壁部を被覆する保護膜は完全に除去されることなく残留する。これにより、エッチングパターンの側壁部とフッ素ラジカルとの接触が回避され、エッチングパターンの側壁部のエッチングによる侵食が防止される。
【００３３】
以後、上述のエッチング工程と保護膜形成工程が交互に繰り返し行われることで、基板表面に対して垂直方向の異方性エッチングが実現される。以上のようにして、基板Ｗの内部に高アスペクト比のビア（コンタクトホール、トレンチ）が作製される。
【００３４】
次に、本発明に係るターゲット材３０の表面のアッシング工程について説明する。
【００３５】
基板のエッチング処理および保護膜の成膜処理を続けると、プラズマ形成空間２１ａ内で生成されるエッチングガス（ＳＦ６／Ａｒ）、ターゲット材（ＰＴＦＥ）、基板材料（シリコン）等に関連する反応生成物がターゲット材３０の表面に堆積する。この種の堆積膜は、プラズマの照射を受けてスパッタされて、基板の表面に形成されたエッチングパターンに付着する。エッチング工程の際に上記堆積膜のスパッタ物がエッチングパターンの開口部に堆積することによってエッチングの進行を妨げる。
【００３６】
図３は、エッチングパターンの開口部に堆積した上記スパッタ物の影響でエッチングレートが低下する様子を模式的に示している。図において、Ｗは基板、Ｈはエッチングパターン（孔）、Ｍは基板表面に形成されたエッチングマスク、Ｐはエッチングパターンの側壁部に形成された保護膜、Ｄはエッチングパターンの開口部に付着したスパッタ物である。
【００３７】
基板Ｗの表面にはあらかじめエッチングマスクＭが形成されている。時刻ｔ０でエッチングが開始される。このとき、ターゲット材３０の表面は、清浄な状態とされる。エッチング開始（時刻ｔ０）から時刻ｔ１の間は、上述したエッチング工程と保護膜形成工程が交互に行われることで、図示するように安定したエッチングレートで基板の深掘り工程が実現される。
【００３８】
一方、時刻ｔ１を経過した後は、エッチングレートが徐々に低下する。これは、エッチング工程の継続によりターゲット材３０の表面が反応生成物の付着で徐々に汚染され、パターン開口部に、ターゲット表面でスパッタされた反応生成物のスパッタ物Ｄが付着して、開口部の開口面積を減少させるからである（時刻ｔ２）。このスパッタ物Ｄの堆積は、エッチング工程および保護膜形成工程においても進行する。このため、エッチング工程では除去できないスピードで開口部に堆積し、最終的に、当該開口部を閉塞する（時刻ｔ３）。
【００３９】
そこで本実施形態では、エッチング工程の途中またはエッチング後に、真空槽２１内の雰囲気ガスを酸素系ガスに置換して、ターゲット材３０の表面を清浄化するためのクリーニング工程が実施される。このクリーニング工程では、真空槽２１内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、ターゲット材３０の表面に付着した反応生成物をアッシングによって除去する。
【００４０】
このアッシング工程で用いられるプロセスガスとしては、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスが用いられる。また、これら酸素系ガスと希ガスとの混合ガスを用いてもよい。プロセス圧力は、エッチング工程と同程度に設定され、例えば１．０Ｐａ〜６．０Ｐａである。酸素系ガスのプラズマは、第１高周波電源ＲＦ１に接続された高周波コイル２３および磁気コイル群２４を用いて発生される。
【００４１】
図２では、ターゲット材３０のクリーニング（アッシング）工程を、基板Ｗの深掘り加工の途中で実施する例を示している。エッチング工程と保護膜形成工程を所定サイクル（例えば５０〜１００サイクル）実施する毎に、ターゲット材３０の表面のクリーニング処理が実行される。本実施形態によれば、ターゲット３０の表面を清浄な状態に維持しながら、基板の深掘り加工を実施することが可能となる。また、処理開始時の高いエッチングレートを安定して維持することができるので、生産性の向上を図ることが可能となる。更に、パターン開口部への異物の付着を防止できるので、形状精度に優れたエッチングパターンを形成することができる。
【００４２】
上記反応生成物は、ターゲット材３０の表面だけでなく、基板Ｗの表面にも付着することがある。そこで、ターゲット材３０のクリーニング工程（アッシング工程）では、図２に示すように、基板Ｗおよびターゲット材３０（天板２９）のそれぞれに高周波電力を印加することによって、基板Ｗおよびターゲット材３０に付着した反応生成物を効率よく除去することができる。
【００４３】
この場合、エッチングパターンの形状制御性を確保する観点から、基板に印加する高周波電力よりも、ターゲット材３０に印加する高周波電力を大きくするのが好ましい。具体的には、基板Ｗに対する印加電力を２００Ｗとした場合、ターゲット材３０に対する印加電力を５００Ｗとする。
【００４４】
アッシング工程の処理時間は特に限定されない。処理時間が長いとターゲット材３０の清浄度は高まるが、生産性が低下する。好適には、安定したエッチングレートが得られる範囲でアッシング工程の処理時間を設定する。
【００４５】
なお、このアッシング条件によっては、エッチングパターンを含む基板Ｗの表面に、酸化膜が形成される。この酸化膜は、エッチングパターンの側壁保護膜として同様の機能を有するため、基板の表面から除去される必要はない。
【００４６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態によるプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置の概略構成図である。なお、図において上述の第１の実施形態と対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
本実施形態では、基板Ｗは石英基板で構成され、ターゲット材３２はシリコン（Ｓｉ）プレートで構成されている。また、天板２９は、コンデンサ２８を介して、高周波アンテナ２３用の第１高周波電源ＲＦ１と接続される。これにより、プラズマ形成空間２１ａ内でプラズマが形成されている間、天板２９にもバイアス電力が印加される。なお、コンデンサ２８の容量を適切に設定することによって、
【００４８】
石英からなる基板Ｗのエッチングガスには、Ｃ３Ｆ８やＣＦ４、ＣＨＦ３等のフロロカーボン系ガスが用いられる。プラズマ形成空間２１ａでエッチングガスのプラズマを発生させて、表面にマスクパターンが形成された基板Ｗをエッチングする。エッチング時、シリコンプレート３２に高周波電力が印加されることで、プラズマ中のイオンが天板２９へ引き込まれ、シリコンプレート３２をスパッタする。スパッタされたシリコン粒子はエッチングガスの一部と反応し、チャンバ内におけるエッチャント濃度を調整する機能を果たす。これにより、基板Ｗの適切なエッチング処理が可能となり、形状制御性に優れたパターン加工を実現する。
【００４９】
このような構成のプラズマ処理装置においても、エッチング中に生じた各種反応物がターゲット材３２の表面に付着、堆積する場合がある。この場合、上述した効果が安定して得られなくなるため、定期的にターゲット材３２のクリーニング処理（アッシング処理）が実行される。ターゲット材３２のクリーニング方法は、上述の第１の実施形態と同様にして行われる。これにより、基板Ｗの適切なエッチング処理を安定して維持することが可能となる。
【００５０】
本実施形態において、ターゲット材３２のアッシング処理は、基板Ｗのエッチング途中に行ってもよいし、基板Ｗのエッチング後に行ってもよい。具体的に、上記アッシング処理は、エッチング処理を所定時間実施する毎に実施してもよいし、所定枚数の基板をエッチング処理する毎に実施してもよい。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００５２】
例えば以上の実施形態では、電場形成手段としての高周波コイル２３と磁場形成手段としての磁気コイル群２４を用いてプラズマを発生させるＮＬＤ方式のプラズマ発生源を説明したが、これに限られず、高周波コイル２３のみを用いたＩＣＰ方式のプラズマ発生源を採用してもよい。
【００５３】
また、以上の実施形態では、アッシング工程用のプロセスガスとして、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスを用いたが、これ以外にも、Ｎ２、Ｈ２等のガスを用いてもターゲット材に対する同様なアッシング機能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態において用いられるプラズマエッチング装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したプラズマエッチング装置の動作例を説明するタイミングチャートである。
【図３】従来技術の問題点であるエッチングレートの低下の原因を説明する図である。
【図４】本発明の第２の実施形態において用いられるプラズマエッチング装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
２０ プラズマエッチング装置
２１ 真空槽
２２ 筒状壁
２３ 高周波コイル
２４ 磁気コイル群
２５ 磁気中性線
２６ ステージ
３０，３２ ターゲット材
３１ ガス導入管
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパッタ用のターゲット材が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板をエッチングし、
前記基板のエッチングの途中またはエッチング後に、前記プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、前記ターゲット材の表面をアッシングする
プラズマエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記ターゲットの表面をアッシングする工程は、前記基板および前記ターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加する
プラズマエッチング方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記ターゲットの表面をアッシングする工程は、前記基板に印加する高周波電力よりも、前記ターゲット材に印加する高周波電力を大きくする
プラズマエッチング方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板のエッチング工程は、
前記プラズマチャンバ内でエッチングガスのプラズマを発生させて前記基板をエッチングする工程と、
前記ターゲット材をスパッタして、前記基板に形成されたエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成する工程とを交互に繰り返す
プラズマエッチング方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板はシリコンで構成されており、
前記ターゲット材はフッ素樹脂で構成されている
プラズマエッチング方法。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板のエッチング工程は、前記基板および前記ターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加する
プラズマエッチング方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板は石英で構成されており、
前記ターゲット材はシリコンで構成されている
プラズマエッチング方法。
【請求項８】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記酸素系ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスである
プラズマエッチング方法。
【請求項９】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記プラズマは、前記プラズマチャンバ内に磁気中性線を形成する磁場形成手段と、前記磁気中性線に沿って交番電場を形成する電場形成手段を用いて発生させる
プラズマエッチング方法。
【請求項１】
スパッタ用のターゲット材が設置されたプラズマチャンバ内で、表面にマスクパターンが形成された基板をエッチングし、
前記基板のエッチングの途中またはエッチング後に、前記プラズマチャンバ内で酸素系ガスのプラズマを発生させて、前記ターゲット材の表面をアッシングする
プラズマエッチング方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記ターゲットの表面をアッシングする工程は、前記基板および前記ターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加する
プラズマエッチング方法。
【請求項３】
請求項２に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記ターゲットの表面をアッシングする工程は、前記基板に印加する高周波電力よりも、前記ターゲット材に印加する高周波電力を大きくする
プラズマエッチング方法。
【請求項４】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板のエッチング工程は、
前記プラズマチャンバ内でエッチングガスのプラズマを発生させて前記基板をエッチングする工程と、
前記ターゲット材をスパッタして、前記基板に形成されたエッチングパターンの側壁部に保護膜を形成する工程とを交互に繰り返す
プラズマエッチング方法。
【請求項５】
請求項４に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板はシリコンで構成されており、
前記ターゲット材はフッ素樹脂で構成されている
プラズマエッチング方法。
【請求項６】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板のエッチング工程は、前記基板および前記ターゲット材のそれぞれに高周波電力を印加する
プラズマエッチング方法。
【請求項７】
請求項６に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記基板は石英で構成されており、
前記ターゲット材はシリコンで構成されている
プラズマエッチング方法。
【請求項８】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記酸素系ガスは、Ｏ２、Ｏ３、ＣＯｘ、ＮＯｘ、Ｈ２Ｏ、ＳＯｘの何れか又はこれらの混合ガスである
プラズマエッチング方法。
【請求項９】
請求項１に記載のプラズマエッチング方法であって、
前記プラズマは、前記プラズマチャンバ内に磁気中性線を形成する磁場形成手段と、前記磁気中性線に沿って交番電場を形成する電場形成手段を用いて発生させる
プラズマエッチング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−２６７２５０（Ｐ２００９−２６７２５０Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１７５８５（Ｐ２００８−１１７５８５）
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２８日（２００８．４．２８）
【出願人】（０００２３１４６４）株式会社アルバック (1,740)
【Ｆターム（参考）】
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