JP2002075960A

JP2002075960A - 炭素系材料のエッチング方法

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Publication number: JP2002075960A
Application number: JP2000255682A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yokota; 嘉宏横田; Nobuyuki Kawakami; 信之川上; Takashi Kinoshita; 隆木下
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-08-25
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2002-03-15
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: JP3908898B2

Abstract

(57)【要約】【課題】特別な加熱を必要とせず、極めて良好な平坦
性及びマスク選択比を保ち、且つマスク形状に忠実な形
状及び高いエッチング速度を得ることができる炭素系材
料のエッチング方法を提供する。【解決手段】ダイヤモンド上のエッチングすべき部分
以外の領域をＳｉ酸化物からなるマスクにより被覆し、
対向電極又は反応容器を基準として陰極に５００Ｖ以
上、好ましくは１０００Ｖ以上の高周波電位を印加し
て、Ｏ₂、Ａｒ、又はＯ₂及びＡｒの混合ガスから生成し
たプラズマにダイヤモンドを曝してダイヤモンドをエッ
チングする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド、ダ
イヤモンド状炭素、グラファイト、フラーレン、カーボ
ンナノチューブ、カルビン、炭素成形物、及び有機物等
の炭素系材料のエッチング方法に関し、特に、トランジ
スタ、ダイオード、各種センサ等の電子装置、表面弾性
波素子及び電子放出素子、これらの基板、Ｘ線窓等の光
学関連材料、並びに装飾品等に使用される炭素系材料の
エッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ダイヤモンドは、耐熱性が優れており、
バンドギャップが大きく（５．４７ｅＶ）、通常は絶縁
体であるが、不純物ドーピングにより半導体化できる。
また、絶縁破壊電圧及び飽和ドリフト速度が大きく、誘
電率が小さいという優れた電気特性を有する。このよう
な特徴により、ダイヤモンドは高温・高周波・高電界用
の電子デバイス・センサ材料として期待されている。

【０００３】また、ダイヤモンドのエネルギーギャップ
が大きいことを利用した紫外線等の短波長領域に対応す
る光センサ及び発光素子への応用、熱伝導率が大きく、
比熱が小さいことを利用した放熱基板材料への応用、物
質中において最も硬いという特性を利用した表面弾性波
素子への応用、並びに高い光透過性及び屈折率を利用し
たＸ線窓及び光学材料への応用等が研究されている。更
に、ダイヤモンドは、工具の耐摩耗部にも使用されてお
り、装飾品としても使用されている。

【０００４】これらの種々の応用において、ダイヤモン
ド製品を作製するためには、その用途に応じてダイヤモ
ンド表面を所望の形状に加工、又はパターニングする必
要がある。しかし、ダイヤモンドは固体の中で最も硬度
が高く、また、化学的にも極めて安定であるため、物理
的エッチング及び化学的エッチングが困難である。

【０００５】例えば、電子デバイスを作製し高特性を得
るためには、１ｍｍ以下、更には１μｍ以下の微細なパ
ターンを選択的にエッチングして回路等をパターニング
する必要があり、例えば、K. Kobashi, S. Miyauchi,
K. Miyata, K. Nishimura, Journal of Materials Rese
arch, Vol.11, No.11(1996)p,2744、及びK. Miyata eta
l, IEEE Trans. Electron Devises, Vol.42, No.11(199
5)P.2010に記載されている。

【０００６】ダイヤモンドは炭素でできているため可燃
性である。このため、酸素が存在する雰囲気ではダイヤ
モンドをエッチングすることができる（例えば、特開昭
６３−２２０５２４号公報）。酸素雰囲気でダイヤモン
ドをエッチングする場合、６００℃以上の高温において
は、単に熱的に酸素ガスと反応し、エッチングされる。
しかしながら、このような熱的過程による場合、ダイヤ
モンドはその結晶面及び転位等結晶中の欠陥等によりエ
ッチング速度が異なるため、エッチング表面には走査型
顕微鏡で確認できる程度の大きな凹凸ができてしまうと
いう問題点がある。

【０００７】一方、もう少しマクロに見れば、ダイヤモ
ンドは等方的にエッチングされる特徴があるため、たと
え部分的にＳｉＯ₂等のマスクで覆ってもマスクの端部
に露出する被エッチング材料の側面においてもエッチン
グされ、マスクのパターンを正確に投影した形状を得る
ことができないという問題点がある。

【０００８】そこで、特開平６−１３２２５４号公報で
は、不活性ガス及び酸素原子を含む混合ガスを使用して
ダイヤモンドを選択的にプラズマエッチングする方法に
おいて、不活性ガス及び酸素原子を含む混合ガスの混合
比（２×［Ｏ］／［不活性ガス＋酸素原子を含むガ
ス］）を０．０１乃至２０体積％に限定する方法が開示
されている（従来例１）。これにより、エッチング表面
が平坦で且つエッチング選択比が実用的に十分大きいエ
ッチングが可能となる。プラズマを発生させる気体の混
合比の範囲を規定する理由として、酸素が多いとマスク
材料とダイヤモンドとのエッチング選択比が高いが、表
面に凹凸が発生しやすく、酸素が少ないと表面が平坦に
なるがエッチング選択比が低くなることが挙げられてい
る。即ち、表面の平坦性と選択比とはトレードオフの関
係があり、酸素と不活性ガスとの混合比を上記の範囲に
することによって、実用的な妥協条件を得ているもので
ある。従来、上記の混合ガス比範囲外では実用的なエッ
チング方法が見出されていない。

【０００９】また、特開平６−２７５５７５号公報で
は、酸素を含むガスのプラズマとＳｉＯ₂マスクとを使
用して、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴（electron c
yclotron resonance））プラズマによりダイヤモンドを
エッチングする方法が開示されている（従来例２）。従
来例２のエッチング方法においては、基板温度を１００
乃至４００℃に上げることにより実用的なエッチング速
度を得ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１のダイヤモンドのエッチング速度については、実施例
１に記載されているように、混合ガスの混合比が０．０
１乃至２０体積％の範囲でエッチング速度が極大となる
が、その速度は最大でも２２ｎｍ／分程度となってい
る。即ち、ダイヤモンドを１μｍエッチングするため
に、最短で４５分もの長い時間を要してしまう。

【００１１】プラズマ中に長時間、被エッチング材料を
曝すことは、被エッチング材の温度上昇及び破損等の影
響が顕著化する。ダイヤモンドは、一般的に熱に強い
が、例えば、ダイヤモンドに付随して金属電極又は絶縁
層を形成して電子デバイスを作製する場合等には、耐熱
性が低い金属又は絶縁膜を形成した後にエッチングを行
うと、エッチング時間が長時間になるほど、それらが変
性、破損、汚染及び剥離等を引き起こしやすい。金属又
は絶縁膜を形成する前にエッチングを行えばよいが、そ
の場合、製造プロセスの自由度が著しく損なわれてしま
う。従って、従来例１のようにエッチング速度が最大で
２２ｎｍ／分程度では、エッチング速度が不十分な場合
がある。

【００１２】また、従来例２のエッチング方法において
は、基板温度が１００℃程度と低いときにはエッチング
が促進されず、実用的なエッチング速度は得られない。
即ち、エッチング速度を上げるためには、数百℃まで基
板温度を上げなければならず、この場合、熱の影響によ
り、従来例１と同様な問題点がある。

【００１３】このように、従来例１及び２の技術におい
ては、平坦性を確保するという方法が開示されているも
のの、そのためにエッチング速度が犠牲になっており、
十分ではないという問題点がある。

【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、特別な加熱を必要とせず、極めて良好な平
坦性及びマスク選択比を保ち、且つマスク形状に忠実な
形状及び高いエッチング速度を得ることができる炭素系
材料のエッチング方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る炭素系材料
のエッチング方法は、被エッチング材上のエッチングす
べき部分以外の領域を酸素プラズマ耐性材料からなるマ
スクにより被覆する工程と、対向電極又は反応容器を基
準として陰極に５００Ｖ以上の高周波電位を印加し、酸
素原子を含有する気体から生成したプラズマに前記被エ
ッチング材を曝して前記被エッチング材をエッチングす
る工程と、を有することを特徴とする。

【００１６】本発明においては、陰極に５００Ｖ以上、
好ましくは１０００Ｖ以上の高周波電位を印加すること
によって負電位によりイオンのエネルギを高めることが
できる。これにより、基板を加熱することなく、良好な
エッチング選択比及び平坦性を保ちつつエッチング速度
を速くすることができる。

【００１７】なお、前記プラズマ耐性材料は、酸化物又
は酸化物が主成分として含有された混合物とすることが
できる。

【００１８】また、前記酸化物が、Ｂｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、及びＷからなる群から選択された１種以上の
元素を含む酸化物、又はこの酸化物を含む混合物とする
ことができる。

【００１９】更に、前記気体は、Ｏ₂ガス及び不活性ガ
スからなる群から選択された少なくとも１種の気体を含
有することが好ましい。この場合、前記不活性ガスは、
Ａｒガスであることが好ましく、前記気体は、この気体
全体に対するＡｒ分子の割合であるＡｒ分子比が０．３
乃至０．９であることが好ましい。

【００２０】更にまた、前記気体がＯ₂ガスを含む場合
は、Ｏ₂分子の割合であるＯ₂分子比が０．２以上である
ことが好ましい。また、前記気体がＣＯ₂ガスを含む場
合は、前記気体全体に対するＣＯ₂分子の割合であるＣ
Ｏ₂分子比が０．２以上であることが好ましい。更に、
前記気体がＣＯ₂ガス及びＯ₂ガスを含む場合は、前記気
体全体に対する（ＣＯ₂＋Ｏ₂）分子の割合である（ＣＯ
₂＋Ｏ₂）分子比が０．２以上であることが好ましい。

【００２１】また、前記気体の気圧が１３３ｍＰａ以
上、前記プラズマの電子密度が５×１０¹⁰ｃｍ^-3以上で
あることが好ましい。

【００２２】更に、前記プラズマが誘電結合プラズマ又
は有磁場マイクロ波プラズマとすることができ、更に、
そのプラズマを維持するための投入電力が７０Ｗ以上、
好ましくは１００Ｗ以上であることが好ましい。

【００２３】更にまた、前記被エッチング材料は、ダイ
ヤモンド、ダイヤモンド状炭素、グラファイト、フラー
レン、カーボンナノチューブ、カルビン、炭素成形物、
及び有機物からなる群から選択された１種以上の材料と
することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】上述の課題を解決すべく本願発明
者等が鋭意実験研究を行った結果、酸素を含有する気体
及び／又は不揮発性ガスからなる気体から発生したプラ
ズマにダイヤモンドを曝して行うダイヤモンドのエッチ
ング加工方法において、対向電極又は反応容器を基準と
して陰極に５００Ｖ以上の高周波電位を印加することに
より、エッチング速度が増加し、エッチングの選択比を
高くとることができることを見出した。これは、プラズ
マによるエッチングがイオンを使用したエッチングであ
るため、負電位によりイオンのエネルギを高めることに
よってエッチング速度が高まるためである。

【００２５】本発明は、ダイヤモンド、ダイヤモンド状
炭素、グラファイト、フラーレン、カーボンナノチュー
ブ、カルビン、炭素成形物、及び有機物等の炭素系材料
のエッチング方法であるが、以下、炭素系材料として特
にダイヤモンドのエッチング法を例にとり、エッチング
条件及びその数値限定理由について説明する。なお、周
知の通り、ダイヤモンドは、炭素の結晶であり、以下に
説明するエッチング法が主に酸素による化学的反応をそ
のメカニズムとすると考えられる。従って、本発明方法
はダイヤモンド以外の他の炭素系材料、例えば、ダイヤ
モンド状炭素、グラファイト、フラーレン、カーボンナ
ノチューブ、カルビン、炭素成形物、及び有機物等につ
いても、ダイヤモンドと同様のメカニズムを有するもの
であると考えられ、適用可能である。

【００２６】次に、本発明の実施例について添付の図面
を参照して詳細に説明する。図１（ａ）乃至（ｃ）並び
に図２（ａ）及び（ｂ）は、本実施例のダイヤモンドの
エッチング方法をその工程順に示す図であり、右側は平
面図、左側は夫々Ａ−Ａ乃至Ｅ−Ｅ線による断面図であ
る。

【００２７】本実施例においては、プラズマ耐性材料か
らなる酸化膜マスク形成用エッチング工程及びダイヤモ
ンドエッチングの２段階のエッチング工程からなる。先
ず、図１（ａ）に示すように、エッチング対象であるダ
イヤモンド１の表面上に、ダイヤモンドのエッチング用
マスクとして使用するためのシリコン酸化膜２を形成す
る。シリコン酸化膜２としては、例えばテトラエトキシ
シラン（ＴＥＯＳ）を原料として、化学気相堆積（ＣＶ
Ｄ：chemical vapor deposition）法により形成するこ
とができる。また、エッチングマスク材としては、例え
ばＢｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、又はＷ等の酸化物を使用
することもできる。続いて、シリコン酸化膜２の上にフ
ォトレジスト３を塗布する。

【００２８】次いで、図１（ｂ）に示すように、電子ビ
ームリソグラフィによりフォトレジスト３をパターニン
グしマスク３ａを形成する。このマスク３ａはシリコン
酸化膜２のパターニング用マスクとして使用する。

【００２９】次に、図１（ｃ）に示すように、フォトレ
ジストマスク３ａをマスクにシリコン酸化膜２をエッチ
ングする。エッチングは、例えばＣＦ₄及びＡｒの混合
気体とその誘電結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Co
upled Plasma）とによるドライエッチング法により行う
ことができる。

【００３０】そして、図２（ａ）に示すように、パター
ニングされたシリコン酸化膜マスク２ａをダイヤモンド
１の選択的エッチング用マスクとして使用し、ダイヤモ
ンド１のエッチングを行い、最後に、図２（ｂ）に示す
ように、シリコン酸化膜マスク２ａを除去する。

【００３１】本発明においては、ダイヤモンド上のエッ
チングすべき部分以外の領域をシリコン酸化膜等のプラ
ズマ耐性材料からなるマスクにより被覆し、酸素原子を
含む気体、不活性ガス、又は酸素原子を含む気体及び不
活性ガスの混合ガスを含有する気体から生成したプラズ
マにダイヤモンドを曝すことにより、ダイヤモンドをエ
ッチングする。その際、対向電極又は反応容器を基準と
して、陰極となる基板側に５００Ｖ以上、好ましくは１
０００Ｖ以上の高周波電位を印加することを特徴として
いる。

【００３２】先ず、５００Ｖ以上、好ましくは１０００
Ｖ以上の高周波電位（陰極電位（Ｖ _pp））を印加する理
由について説明する。負電位はダイヤモンドを設置する
サセプタに付加される高周波電力により調整することが
できる。即ち、印加する高周波電力に対して、ダイヤモ
ンドを載置するサセプタ側で測定したサセプタ電圧によ
り、その負電位を制御することができ、この負電位によ
りプラズマ中のイオンのエネルギを高めてエッチング速
度を速くすることができる。このサセプタ電圧により、
負電位を制御できる理由を以下に説明する。

【００３３】サセプタ電圧が振幅（Ｖ_pp／２）の高周波
で変化すると、正電位の場合は、プラズマ中に存在する
電子がサセプタ側へ流入する。これに対し、サセプタが
負電位の場合は、電子がサセプタ側から排斥され、逆に
プラズマ中の正のイオンがサセプタ側に流入する。高周
波領域では、電子の移動速度がイオンの移動速度に比べ
て遙かに速いため、正負対称な電圧変化であればプラズ
マ中の正負のバランスが崩れてしまう。実際には、この
正負バランスを保つためにサセプタ側の電位が自ずと負
方向にバイアスされる。この負電位が自己バイアス（Ｖ
_dc）と呼ばれる。

【００３４】ダイヤモンドをエッチングするイオンは、
（自己バイアスＶ_dc＋サセプタ電圧の振幅（Ｖ_pp／
２））で表される電圧により加速され、ダイヤモンド表
面に衝突、エッチングを行う。これらＶ_dc及びＶ_ppは下
記数式１の関係を満たす。

【００３５】

【数１】

【００３６】ここで、Ｔ_e：電子温度、Ｍ：原子核質
量、ｍ：電子質量である。従って、陰極電位Ｖ_ppを規定
することにより、自己バイアスＶ_dcが決定され、結果的
にエッチングを行うイオンエネルギが決まることにな
る。

【００３７】本願発明者等は、この陰極電位Ｖ_ppの値に
対してエッチング性能を種々調査し、極めて効果が高い
陰極電位Ｖ_pp値の領域を見出した。即ち、対向電極又は
反応容器を基準として陰極にＶ_pp＝５００Ｖ以上の高周
波電位を印加することにより、飛躍的にエッチング速度
が増大することを知見した。

【００３８】図３は、横軸に陰極の高周波電位Ｖ_ppをと
って、縦軸にエッチング速度をとって、ダイヤモンドを
エッチングした場合の本発明の効果を示すグラフ図であ
る。ＩＣＰエッチング装置を使用し、プラズマ維持のた
めの投入ＲＦ（radio frequency）電力は１００Ｗ、プ
ラズマを生成する気体として、Ｏ₂１００％を使用し、
チャンバ内の気圧を２６６ｍＰａとした。図３には、下
記数式２及び数式３に示す夫々二次近似曲線及び一次近
似直線を併記した。

【００３９】

【数２】

【００４０】

【数３】

【００４１】いずれにせよ、図３においては、エッチン
グ速度が急激に増加するのは陰極電位（Ｖ_pp）が５００
Ｖ以上であり、電位が増加するほどエッチング速度が増
加する。また、エッチング速度が少なくとも１０ｎｍ／
分以上を実用的なエッチング速度とすると、上記の条件
においては、１０００Ｖ以上とすればよい。なお、数式
２及び数式３に示す夫々二次近似曲線及び一次近似直線
において、ｙはエッチング速度（ｎｍ／分）、ｘは陰極
の高周波電位Ｖ_pp（Ｖ）、ａ₁、ｂ₁、ｃ₁は、近似パラ
メータである。図３においては、ａ₁＝１．４×１
０^-5，ｂ₁＝０．０４４、ｃ₁＝−３３であった。

【００４２】このように、陰極電位Ｖ_ppは５００Ｖ未満
ではイオンによるエッチングの促進効果が低いため、十
分なエッチング速度が得られない。一方、陰極電位Ｖ_pp
を５００Ｖ以上に高くすると、垂直方向に強くエッチン
グを促進させることができ、異方性が高いエッチングを
することができる。更に、陰極電位Ｖ_ppが５００Ｖ以上
では、結晶方位、結晶欠陥及び粒界の存在に関係なく、
エッチング速度が均一になる。即ち、エッチング前の基
材表面の凹凸をそのまま引き継いだエッチング後表面を
得ることができる。

【００４３】また、本発明においては、ダイヤモンド又
はこれを設置する基板の温度は特に加熱する必要がな
い。例えば、陰極電位Ｖ_ppを５００Ｖ未満の電位とする
か又は意図的に電位を与えない場合でも、ダイヤモンド
又はこれを載置する基板を加熱し５０℃以上の温度にす
ればエッチング速度が増大する。しかしながら、加熱と
いう工程パラメータが増すことにより、装置の複雑化、
工程時間の延長、及び条件設定の不安定性等の悪影響が
生じ、また、垂直形状の鈍化等も生じる。しかし、５０
０Ｖ以上においては、ダイヤモンドを加熱しなくても、
電位を高くするに従いエッチング速度は増大し、且つよ
り垂直形状に近づく。以上の理由により、陰極にＶ_pp＝
５００Ｖ以上の高周波電位を印加する。更に、陰極電位
Ｖ_ppはより高くすることが好ましく、Ｖ_pp＝１０００Ｖ
以上がより好ましい。

【００４４】更に、本発明のエッチング方法では、垂直
方向に異方性が高いエッチングができることを利用し
て、エッチングしたくない部分をマスクすることによ
り、マスクパターンに忠実に選択的エッチングを行うこ
とができる。マスク材料としては、プラズマ耐性が高い
材料を被覆して使用することにより、マスクがエッチン
グされにくく、被エッチング材料のみを選択的にエッチ
ングすることができる。なお、全面的にエッチングする
場合には、当然マスクを使用する必要はない。また、何
らかの理由により選択比が低いマスクを使用せざるを得
ない場合等、マスクが全てエッチングされてしまうこと
があるが、このような場合でも、本発明方法では、ダイ
ヤモンドは垂直にエッチングされるため、マスクがなく
なった時点の凹凸を忠実に引き継いだままエッチングす
ることができ、パターンの角が丸みを帯びたり、鈍化し
たりすることがほとんどないという利点がある。

【００４５】次に、本発明で使用することができるマス
ク材について説明する。マスクとしては、実質ＳｉＯ₂
からなるＳｉ酸化物を使用することにより、ＳｉＯ₂の
成膜、リソグラフィ及びエッチング等において、既に確
立されたＳｉ集積回路作製プロセス及び装置を格別な工
夫することなく流用することができる。この点で、マス
ク材料はＳｉ酸化物が便利であり、且つ高精度でパター
ン形成することができる。Ｓｉ酸化物が酸素プラズマ耐
性がある要因は、最大酸化数まで酸素が結合しているこ
とが最も大きいと考えられる。従って、マスク材として
酸化物又は酸化物を主成分として含有する混合物が使用
できる。このようなマスク材としては、例えば、Ｂｅ、
Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉ
ｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、及びＷの酸化物等は比較的安定
で容易に入手できるという利点がある。これら酸化物の
うちの１種、若しくは２種以上の複数種の混合物、これ
らの酸化物を含有する混合物、又は混合酸化物等の派生
物を使用してもよい。

【００４６】次に、本発明のエッチング加工を行うため
のプラズマを生成する気体について説明する。本発明に
おいては、上述した如く、酸素原子を含む気体、不活性
ガス、又は酸素原子を含む気体及び不活性ガスの混合ガ
スからなる気体から生成したプラズマを使用するが、プ
ラズマを発生させる気体としてＯ₂を使用すると、入手
しやすく、安定且つ無害で、他の元素が混入しておら
ず、プロセスパラメータを単純化できるという利点があ
る。Ｏ₂が１００％の気体から生成したプラズマは、Ｓ
ｉＯ₂マスクと最も高い選択比が得られ、場合によって
は十分に速いエッチング速度を得ることができる。しか
しながら、選択比が高いことは、酸化物マスクがほんの
少しでも残っていればその下は全くエッチングされない
ため、柱状にエッチング残り、即ち残渣ができてしまう
場合がある。酸化物マスク形成プロセスにおいては、上
述した如く、先ず、ダイヤモンド上の全面に酸化物膜を
成膜し、その上にフォトレジストを塗布する。その後、
フォトリソグラフィによりレジストをパターニングし、
ドライエッチングで酸化物膜を選択的にエッチングする
という方法で行うことができる。この際、最後のドライ
エッチング工程で、ダイヤモンドを露出させるべき領域
の酸化物膜を少しでも残した場合、Ｏ₂のみを使用した
プラズマでエッチングするとダイヤモンドの残渣が発生
する。これは、上記酸化物膜のドライエッチングを完全
に行えばよいのであるが、実際には困難である。

【００４７】本願発明者等は、酸化物マスクを使用して
ダイヤモンドを選択的にエッチングするような場合は、
ダイヤモンドエッチング時にプラズマを発生させる気体
としてＯ₂にＡｒを１０％以上混入させれば、ダイヤモ
ンドの残渣の発生を防止することができることを知見し
た。その理由は、Ａｒ添加により、酸化物のエッチング
速度が上がるため、エッチング滓として残った酸化物マ
スクもダイヤモンドエッチング工程初期に取り去られる
ためである。これは、ダイヤモンドエッチング時にＯ₂
にＡｒ等の不活性ガスを混入した混合気体から発生させ
たプラズマを使用しても、Ｓｉ酸化物マスクのエッチン
グ速度はそれほど上がらないためダイヤモンドのエッチ
ング用マスクとしては十分使用でき、且つ、マスク形成
時に残った程度のＳｉ酸化膜であれば、ダイヤモンドと
共にエッチング除去できることを示している。なお、酸
素に混入する不活性ガスとしては、Ａｒだけでなく他の
不活性ガスでもよい。

【００４８】本願発明者等は、ダイヤモンドのエッチン
グ速度は酸素と不活性ガスとの比によって変化するが、
特にＡｒを使用する場合、エッチング時の気体全体に対
するＡｒ分子の比（以下、Ａｒ分子比という）が０．３
乃至０．９の範囲のとき、エッチング速度が最も大きい
極大値となることを知見した。また、気体全体に対する
Ｏ₂分子の比（以下、Ｏ₂分子比という）は、陰極にＶ_pp
＝５００Ｖ以上の高周波電位を印加することにより、Ｏ
₂分子の比がどのような値でも大きなエッチング速度及
び選択比が得られるが、特に、Ｏ₂分子比を０．２以上
とすることにより、より高速にエッチングできると共に
更に高い選択比が得られることを知見した。このＯ₂分
子比の範囲は、従来、ダイヤモンドのエッチングにはエ
ッチング表面が平坦でなくなるため不適であるとされて
いた範囲であり、本願発明が従来技術と最も異なる点で
ある。

【００４９】また、Ａｒ及びＯ₂の両方を使用する場合
は、上記の範囲を同時に満たす範囲、即ち、気体中の分
子比Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ）を０．２乃至０．７とすること
により、ダイヤモンドのエッチング速度が速く、良好な
エッチング選択比を得ることができる。

【００５０】図４は、横軸にエッチングに使用したＯ₂
及びＡｒからなる混合気体の分子比（Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａ
ｒ））をとり、縦軸にダイヤモンド及びＳｉＯ₂のエッ
チング速度及び選択比をとって、ダイヤモンドをエッチ
ングした場合の本発明の効果を示すグラフ図である。Ｉ
ＣＰエッチング装置を使用し、チャンバ内の気圧は１３
３０ｍＰａ、陰極にはＶ_pp＝１９００Ｖの高周波電位、
投入電力は１００Ｗとした。図４に示すように、ダイヤ
モンドのエッチング速度は、Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ）の値に
よって変化し、その値が０．１乃至０．７の範囲にエッ
チング速度が最も速くなる極大値が存在することがわか
る。一方、Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ）の値が大きくなるほど選
択比、即ちダイヤモンドとＳｉＯ₂とのエッチング速度
比が大きくなることがわかる。特に、Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａ
ｒ）の値が０．２を境に急激に選択比が大きくなること
がわかる。

【００５１】更に、ダイヤモンドのエッチングのメカニ
ズムとして、酸素との化学反応が最も有力である。従っ
て、プラズマ中では分子が解離しているため、Ｏ₂以外
でも、酸素原子を含有する気体であれば、酸素と類似の
効果を示す。この場合、分子中の酸素原子の割合が大き
い方がより効果が高く、例えば、ＣＯ₂は、ＣＯ又はＨ₂
Ｏより酸素原子の割合が大きいのでその効果が高い。Ｃ
Ｏ₂を混入させ、Ｏ₂を混入させない場合には、気体全体
に対するＣＯ₂分子比が０．２以上とし、ＣＯ₂及びＯ₂
の両方を混入させる場合には、気体全体に対する（ＣＯ
₂＋Ｏ₂）の分子比が０．２以上とすることにより、Ｏ₂
単独の場合と同様の効果が得られる。但し、ＣＯ₂には
炭素原子が含まれているため、Ｏ₂単独の場合と比較す
ると、エッチング速度が低下する。

【００５２】図５及び図６は、夫々分子比（Ｏ₂／（Ｏ₂
＋Ａｒ））＝１及び０．５のプラズマによるエッチング
後のダイヤモンド表面の形状を示す電子顕微鏡写真であ
る。なお、写真はエッチング面に対して斜め方向から見
たものであり、被エッチング材料として、単結晶ダイヤ
モンドを使用した。酸化物マスクとしては厚さ３００ｎ
ｍのＳｉＯ₂膜を使用した。ダイヤモンドのエッチング
には、ＩＣＰエッチング装置を使用し、陰極には、Ｖ_pp
＝１９００Ｖの高周波電位を印加し、チャンバ内の気圧
は２．６６Ｐａ、投入電力は１００Ｗとし、７分間のエ
ッチングを行った後の状態を示す。ＳｉＯ₂膜が垂直に
エッチングされなかったため、ＳｉＯ₂マスクの表面側
からダイヤモンドに接する側にかけて側壁が斜め方向に
広がり、エッチング面に直交する面において、ＳｉＯ₂
マスクの断面形状が台形状になった。にも拘わらず、図
５及び図６のいずれの場合においても、ダイヤモンドが
夫々ＳｉＯ₂マスク４０及び５０のダイヤモンドに接す
る面の形状にほぼ忠実にエッチングされており、夫々エ
ッチング後のダイヤモンドの壁４１及び５１がダイヤモ
ンドのエッチング面に対してほぼ垂直になっている。更
に、ＳｉＯ₂マスク４０、５０はほとんどエッチングさ
れていなかった。また、図５及び図６に示すように、夫
々エッチング後のダイヤモンド表面４２及び５２は、極
めて平坦であった。但し、図５では、柱状の残渣４３が
見られ、図６では見られない。図５におけるダイヤモン
ドの残渣４３は、ＳｉＯ₂マスクをエッチングで形成す
る際、僅かに残ったＳｉＯ₂の残渣がダイヤモンドエッ
チング時にＳｉＯ₂に対してほとんどエッチング作用が
ないＯ₂のみのガスでエッチングを行ったため、そのま
ま不必要なマスクとなり、ダイヤモンドもエッチングさ
れずに残ったものと考えられる。図６では、同様に僅か
にＳｉＯ₂残渣が存在していたが、ダイヤモンドエッチ
ング時にＡｒを混合することにより、ＳｉＯ₂のエッチ
ング速度がやや大きくなり、ダイヤモンド初期に一掃さ
れたものと考えられる。

【００５３】また、本願発明者等は、エッチングチャン
バ内の気圧が高いほどエッチング速度が速くなることを
知見した。図７は、横軸にチャンバ内の気圧をとり、縦
軸にエッチング速度をとり、ダイヤモンドをエッチング
した場合の本発明の効果を示すグラフ図である。ＩＣＰ
エッチング装置を使用し、プラズマ投入ＲＦ電力は１０
０Ｗ、プラズマを生成する気体としてＯ₂１００％を使
用し、陰極をＶ_pp＝１９００Ｖの高周波電位とした。図
７に示すように、チャンバ内の気圧が高くなるほどエッ
チング速度が上がることがわかる。また、実用的なエッ
チング速度を得るためには、少なくとも１３３ｍＰａ以
上の圧力が必要なことがわかる。なお、図７には、下記
数式４に示す近似式で近似した曲線を記入した。

【００５４】

【数４】

【００５５】ここで、ｙはエッチング速度（ｎｍ／
分）、ｘは気圧（Ｐａ）、ａ₂は近似パラメータで他の
エッチング条件によって異なるが、図５においては、ａ
₂＝２７であった。エッチング速度は、陰極の高周波電
位Ｖ_pp、投入電力、及び酸素混入比に拘わらず、チャン
バ内の気圧が上がるに従いエッチング速度が上がる傾向
があった。上記の近似式の理論的な解明はできていない
が、単純な式にも拘わらず実験結果の再現性がよいこと
から、何らかのメカニズムを示すものと考えられる。

【００５６】このように、チャンバ内の気圧を１３３ｍ
Ｐａ以上とすることにより、実質的に十分なエッチング
速度を得ることができる。なお、気圧を高くするほどエ
ッチング速度は速くなるが、気圧を高くして、例えば、
プラズマが発生しにくくなるか若しくはプラズマを維持
しにくくなるか、又は被エッチング材の電位を安定に保
てない等の副次的影響が生じない気圧にする必要があ
る。

【００５７】次に、プラズマを発生方法について説明す
る。発生させたプラズマの電子密度を５×１０¹⁰ｃｍ^-3
以上とすることにより、ダイヤモンド表面に多くの酸素
活性種を付与することができ、それ以下の場合より、加
工速度を高めることができる。

【００５８】このようなプラズマ発生方法としては、誘
電結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductively Coupled Plasm
a）がある。ＩＣＰでは高電子密度が得られることは公
知であるが、本願発明者等は、ＩＣＰにはその他の効果
として、Ｏ₂分子比が１の気体でも容易にプラズマを点
灯、維持できること、及びＶ_pp＝１５００Ｖ以上の高周
波電位を維持することが容易であることを知見した。そ
の理由はプラズマとチャンバ内壁の金属部分を離すこと
ができることが要因と考えられる。

【００５９】ＩＣＰプラズマ発生装置には、例えば、ス
テンレス製箱形真空チャンバに、直径３０ｃｍの円形石
英窓を備え、更にその外側に備えた１回巻きのコイルに
マッチング回路を接続し、１３．５６ＭＨｚを印加でき
る構造の装置を使用することができる。図８は、ＩＣＰ
エッチング装置を示す概略断面図である。図８に示すよ
うに、ＩＣＰエッチング装置１００は、電気的に接地さ
れたステンレス製チャンバ１１を有し、このチャンバ１
１は石英窓１２、排気管１３、及びステンレスのサセプ
タ支持台１４が設けられている。

【００６０】サセプタ支持台１４の内部には、冷媒循環
パイプ１５が設けられ、サセプタの温度が調整される。
このサセプタ支持台１４上には電気的絶縁層１６を介し
てアルミニウム等の材料からなり、陰極となるサセプタ
１７が設けられ、更にサセプタ１７上には静電チャック
１８が搭載されている。静電チャック１８は、銅板１９
ａの周囲が絶縁ポリイミドフィルム１９ｂに覆われて形
成されている。ダイヤモンド板等の被エッチング材料２
０は、サイズが小さい場合には基板電位を均一にするた
め、シリコンウエハ等の導電性基板２１上に接着し、こ
の導電性基板２１を静電チャック１８上に載置する。静
電チャック１８以外の部分はプラズマに曝されないよう
にするため、アルミナ等の絶縁板２２で覆われている。

【００６１】銅板１９ａには、高圧直流電源２３が接続
され、そのクーロン力により導電性基板２１は静電チャ
ックに吸引保持されると共にサセプタ１７と同一の温度
になる。サセプタ１７には、マッチング回路２５及びブ
ロッキングコンデンサ２６を介して、高周波電源２４が
接続され、高周波電源２４からの高周波電力、例えば４
００ｋＨｚ、１ｋＷがマッチング回路２５及びブロッキ
ングコンデンサ２６を介して供給される。これにより、
陰極であるサセプタ１７に電位を発生させる。

【００６２】石英窓１２には、ほぼ１回転のループ状ア
ンテナ２７が設置され、一方側の端子には、インピーダ
ンス調整用キャパシタ２８及びマッチング回路２９を介
して１３．５６ＭＨｚの高周波電源３０が接続され、高
周波電力がアンテナ２７に供給されるようになってい
る。アンテナ２７の他方側の端子は接地されている。

【００６３】チャンバ１１には、複数のガス導入管パイ
プ３４が設けられ、酸化物マスクエッチング用ガスとし
て使用するＣＦ₄及びＡｒ等、並びにダイヤモンド等を
エッチングするために使用するＯ₂及びＡｒ等の各種ガ
スボンベ３１がレギュレータ（図示せず）、マスフロー
コントローラ３２、及びバルブ３３等を介して接続され
ている。これにより、各ガスボンベ３１のガス流量を制
御し、チャンバ１１内に所定の混合ガスが均一に導入さ
れる。

【００６４】アンテナ２７に供給された高周波電力は、
石英窓１２を介して誘電結合によりチャンバ１１内に供
給されて石英窓１２と基板２１との間にほぼ均一にプラ
ズマが発生し、保持される。その後、サセプタ１７に高
周波電位が印加され、最適条件にてダイヤモンド等の被
エッチング材料がエッチングされる。このＩＣＰエッチ
ング装置１００は、ガス及びその他の条件を変えること
により、ダイヤモンド等のエッチングと共にＳｉＯ₂等
の酸化物マスクのエッチングにも使用することができ
る。

【００６５】また、他のプラズマ発生方法として、有磁
場マイクロ波プラズマを使用することもできる。有磁場
マイクロ波プラズマには、電子サイクロトン共鳴（ＥＣ
Ｒ）プラズマが含まれる。ＥＣＲプラズマでは、ＩＣＰ
に比べ、１５００Ｖ以上の高周波電位を安定に維持する
ことは可能であるが難しく、更に基板保持等のためのサ
セプタが高電界となるためか、絶縁破壊を起こす場合が
ある。しかし、５００Ｖ以下の高周波電位では、５ｎｍ
／分以下のエッチング速度しか得られないが、ＩＣＰ同
等に、電位を５００Ｖ以上にすることにより、エッチン
グ速度を速くすることができる。なお、被エッチング材
料の温度を１００℃以上にするとエッチング速度の増加
が認められたが、良好な垂直形状が得られず、金属を積
層した場合などには金属が剥離しやすくなる。従って、
特に高速のエッチング速度を必要としない場合等に限っ
ては、有磁場マイクロ波プラズマ又はＥＣＲプラズマを
使用することができる。

【００６６】また、本願発明者等は上述のようなプラズ
マ発生装置で発生させたプラズマを維持するための投入
電力においては、７０Ｗ以上が好ましく、より好ましく
は１００Ｗ以上とすることを知見した。図９は、横軸に
プラズマ維持のために投入したＲＦ電力をとり、縦軸に
ダイヤモンドのエッチング速度をとって、ダイヤモンド
をエッチングした場合の本発明の効果を示すグラフ図で
ある。プラズマを生成する気体としてＯ₂が１００％の
気体を使用し、チャンバ内の気圧を６６５ｍＰａ、陰極
を１９００Ｖの高周波電位とした。図９に示すように、
エッチング速度は投入電力に対してほぼ線形的に上昇す
ることがわかる。更に、エッチングのしきい値はおよそ
７０Ｗ、実用的なエッチング速度は１００Ｗ以上で得ら
れることがわかる。なお、図９には、下記数式５に示す
一次式で表される直線を記入した。

【００６７】

【数５】

【００６８】ここで、ｙはエッチング速度（ｎｍ／
分）、ｘは投入電力（Ｗ）、ａ₃及びｂ₃は近似パラメー
タであり、他のエッチング条件によって変化するが、図
９においてはａ₃＝０．６６．ｂ₃＝−４７であった。

【００６９】このように、投入電力が７０Ｗ未満ではエ
ッチング速度が遅くなるが、７０Ｗ以上とすることによ
り、エッチング速度を大きくすることができる。プラズ
マへの投入電力が大きいほど効果が大きいが、実用的な
エッチング速度を得るためには、１００Ｗ以上であるこ
とがより好ましい。実用的なエッチング速度が得られる
投入電力は、他のパラメータ、例えば、気圧、被エッチ
ング材電位、気体混合比、及びチャンバの大きさ等によ
って多少異なるが、１００Ｗ以上とすることが好まし
い。

【００７０】

【実施例】以下、本発明方法に従って、実際にダイヤモ
ンドをエッチングした結果について説明する。

【００７１】第１実施例図３に示すＩＣＰエッチング装置を使用し、図１及び図
２に示す方法により、ダイヤモンドをエッチングした。
ダイヤモンドを選択エッチングするためのマスクとして
シリコン酸化膜を使用し、プラズマを発生させる気体と
してはＯ₂及び／又はＡｒを使用し、これらの混合気体
の流量、チャンバ内の気圧、投入電力、及び陰極電位
（Ｖ_pp）を種々変更してエッチング速度を測定した。こ
れらのエッチング条件及びエッチング速度を下記表１に
示す。比較例として、特開平６−１３２２５４号公報に
記載されている装置と原理的に同等な平行平板型エッチ
ング装置を使用して、上述の如く、ＩＣＰエッチング装
置を使用した実施例と同様にして混合気体の流量、チャ
ンバ内の気圧、投入電力、及び陰極電位（Ｖ_pp）を種々
変更してエッチング速度を測定した。これらのエッチン
グ条件及びエッチング速度を下記表２に示す。なお、本
実施例で使用した装置には被エッチング材を室温に保つ
能力を持つ冷却機構を備えていない。また、平行平板型
エッチング装置を使用した比較例では、いずれも電子密
度は５×１０¹⁰ｃｍ^-3未満であった。

【００７２】

【表１】

【００７３】

【表２】

【００７４】全てのダイヤモンド（試料）において、陰
極電位（Ｖ_pp）が１０００Ｖ以上と高いため、ダイヤモ
ンドを加熱することなく、良好なエッチング速度が得ら
れた。また、得られたエッチング後のダイヤモンド表面
は平坦であった。

【００７５】一方、比較例においては、比較例試料Ｎ
ｏ.２７を除いて、いずれの条件においても、ダイヤモ
ンドのエッチング速度が低く、実用的なエッチング速度
が得られないことがわかった。比較例試料Ｎｏ.２７で
は、２０ｎｍ／分のエッチング速度が得られているが、
この理由は、３０分もの長時間エッチングで被エッチン
グ材の温度が５５０Ｋ以上に上がっていたことから、熱
的なエッチング過程が支配的になったと考えられる。前
述したように、温度を上げると、確かにエッチング速度
も上がるが、ダイヤモンド以外の材料が試料に成膜され
ている等の場合、熱膨張率の違いによる剥離等の重大な
悪影響を及ぼすことになる。特開平６−１３２２５４号
公報においても、３０分以上のエッチングが示されてい
るが、被エッチング材冷却機構は示されておらず、この
時間では相当に温度が上がっていることが推測される。
いずれにせよ、本発明によるエッチング方法の優位性は
明らかである。

【００７６】第２実施例上述の第１実施例と同様にして、図３に示すＩＣＰエッ
チング装置を使用し、図１及び図２に示す方法により、
ダイヤモンドをエッチングした。ダイヤモンドを選択エ
ッチングするためのマスクとしてシリコン酸化膜を使用
し、プラズマを発生させる気体を種々変更してエッチン
グ速度を測定した。混合気体の流量、チャンバ内の気
圧、投入電力、及び陰極電位（Ｖ_pp）のエッチング条件
及びエッチング速度を下記表３に示す。なお、表３に示
す、Ｌは{（含酸素ガス分子中の酸素原子の数／２）×
流量}を混合する全ての含酸素ガスについて計算したも
のの合計であり、Ｍは不活性ガスの総流量である。即
ち、Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ）の計算に準じて、Ｏ₂＋Ａｒ以
外のガス系では、混合ガス中の酸素原子２個分をＯ₂と
して換算し、また、Ａｒ以外の不活性ガスもＡｒの分子
の数に含めて換算した。

【００７７】

【表３】

【００７８】全てのダイヤモンド（試料）において、良
好なエッチング速度が得られた。

【００７９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
特別な加熱を必要とすることがなく、エッチング後の表
面が極めて平坦で且つ高いマスク選択比を保つと共に、
マスク形状に忠実な形状で、高いエッチング速度を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施例のダイヤ
モンドのエッチング方法をその工程順に示す図であり、
右側は平面図、左側は夫々Ａ−Ａ乃至Ｃ−Ｃ線による断
面図である。

【図２】（ａ）及び（ｂ）は、同じく、本発明の実施例
のダイヤモンドのエッチング方法を示す図であり、図１
（ａ）乃至（ｃ）の次の工程をその工程に示す図であっ
て、右側は平面図、左側は夫々Ｄ−Ｄ及びＥ−Ｅ線によ
る断面図である。

【図３】横軸に陰極の高周波電位Ｖ_ppをとって、縦軸に
エッチング速度をとって、ダイヤモンドをエッチングし
た場合の本発明の効果を示すグラフ図である。

【図４】横軸に混合気体の分子比（Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａ
ｒ））をとり、縦軸にダイヤモンド及びＳｉＯ₂のエッ
チング速度及び選択比をとって、ダイヤモンドをエッチ
ングした場合の本発明の効果を示すグラフ図である。

【図５】分子比（Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ））＝１のプラズマ
によるエッチング後のダイヤモンド表面の形状を示す図
面代用写真である（倍率５００００倍）。

【図６】分子比（Ｏ₂／（Ｏ₂＋Ａｒ））＝０．５のプラ
ズマによるエッチング後のダイヤモンド表面の形状を示
す図面代用写真である（倍率４００００倍）。

【図７】横軸にチャンバ内の気圧をとり、縦軸にエッチ
ング速度をとって、ダイヤモンドをエッチングした場合
の本発明の効果を示すグラフ図である。

【図８】ＩＣＰエッチング装置を示す概略断面図であ
る。

【図９】横軸にプラズマ維持のために投入したＲＦ電力
をとって、縦軸にダイヤモンドのエッチング速度をとっ
て、ダイヤモンドをエッチングした場合の本発明の効果
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１；ダイヤモンド２；シリコン酸化膜２ａ、３ａ；マスク３；フォトレジスト１１；チャンバ１２；石英窓１３；排気管１４；サセプタ支持台１５；冷媒循環パイプ１６；電気的絶縁層１７；サセプタ１８；静電チャック１９ａ；銅板１９ｂ；絶縁ポリイミドフィルム２０；被エッチング材料２１；導電性基板２２；絶縁板２３；高圧直流電源２５；マッチング回路２６；ブロッキングコンデンサ２４；高周波電源２７；ループ状アンテナ２８；インピーダンス調整用キャパシタ２９；マッチング回路３０；高周波電源３４；ガス導入管パイプ３１；ガスボンベ３２；マスフローコントローラ３３；バルブ１００；ＩＣＰエッチング装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木下隆兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内Ｆターム(参考） 5F004 AA04 AA05 BA20 CA02 CA03 CA06 DA00 DA01 DA23 DA26 DA30 DB00 EA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被エッチング材上のエッチングすべき部
分以外の領域を酸素プラズマ耐性材料からなるマスクに
より被覆する工程と、対向電極又は反応容器を基準とし
て陰極に５００Ｖ以上の高周波電位を印加し、酸素原子
を含有する気体から生成したプラズマに前記被エッチン
グ材を曝して前記被エッチング材をエッチングする工程
と、を有することを特徴とする炭素系材料のエッチング
方法。
【請求項２】前記プラズマ耐性材料は、酸化物又は酸
化物が主成分として含有された混合物であることを特徴
とする請求項１に記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項３】前記酸化物が、Ｂｅ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、
Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔ
ａ、及びＷからなる群から選択された１種以上の元素を
含む酸化物、又はこの酸化物を含む混合物であることを
特徴とする請求項２に記載の炭素系材料のエッチング方
法。
【請求項４】前記気体は、Ｏ₂ガス及び不活性ガスか
らなる群から選択された少なくとも１種の気体を含有す
ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記
載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項５】前記不活性ガスは、Ａｒガスであること
を特徴とする請求項４に記載の炭素系材料のエッチング
方法。
【請求項６】前記気体は、この気体全体に対するＡｒ
分子の割合であるＡｒ分子比が０．３乃至０．９である
ことを特徴とする請求項５に記載の炭素系材料のエッチ
ング方法。
【請求項７】前記気体は、Ｏ₂ガスを含むものであっ
て、前記気体全体に対するＯ₂分子の割合であるＯ₂分子
比が０．２以上であることを特徴とする請求項４乃至６
のいずれか１項に記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項８】前記気体は、ＣＯ₂ガスを含むものであ
って、前記気体全体に対するＣＯ₂分子の割合であるＣ
Ｏ₂分子比が０．２以上であることを特徴とする請求項
１乃至６のいずれか１項に記載の炭素系材料のエッチン
グ方法。
【請求項９】前記気体は、ＣＯ₂ガス及びＯ₂ガスを含
むものであって、前記気体全体に対する（ＣＯ₂＋Ｏ₂）
分子の割合である（ＣＯ₂＋Ｏ₂）分子比が０．２以上で
あることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に
記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項１０】前記気体の気圧が１３３ｍＰａ以上で
あることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に
記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項１１】前記プラズマの電子密度が５×１０¹⁰
ｃｍ^-3以上であることを特徴とする請求項１乃至１０の
いずれか１項に記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項１２】前記プラズマが誘電結合プラズマであ
ることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に
記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項１３】前記プラズマが有磁場マイクロ波プラ
ズマであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれ
か１項に記載の炭素系材料のエッチング方法。
【請求項１４】前記プラズマを維持するための投入電
力が７０Ｗ以上であることを特徴とする請求項１乃至１
３のいずれか１項に記載の炭素系材料のエッチング方
法。
【請求項１５】前記被エッチング材料が、ダイヤモン
ド、ダイヤモンド状炭素、グラファイト、フラーレン、
カーボンナノチューブ、カルビン、炭素成形物、及び有
機物からなる群から選択された１種以上の材料であるこ
とを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載
の炭素系材料のエッチング方法。