JP2003515925A - パルス化される基板電極電力を用いたプラズマエッチング方法 - Google Patents

パルス化される基板電極電力を用いたプラズマエッチング方法

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Abstract

(57)【要約】 エッチング基体（１８）におけるストラクチャ、例えばシリコン基体中（１８）にエッチングマスクによってラテラル方向に正確に定義されている切欠部を、プラズマ（１４）を用いてエッチングするための方法が提案される。その際エッチング基体（１８）に、少なくとも一時的に印加されている高周波の交番電圧を介して少なくとも一時的に、高周波パルス化されている高周波電力が入力結合される。この入力結合される、高周波パルス化された高周波電力は更に低周波変調される、殊にタイミング制御される。提案される方法によって、実施されるプラズマエッチングプロセスにおけるエッチングパラメータを変化するための広いプロセスウィンドウが開かれ、かつそれは、シリコンにおけるストラクチャを、高いマスク選択性および高いエッチングレートによってエッチングするのに適しており、しかも同時に帯電効果が低減されている、殊に誘電体の境界面におけるポケット形成に関して帯電効果が低減されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１の上位概念に記載の、エッチング基体におけるストラクチ
ャをプラズマを用いてエッチングするための方法に関する。
【０００２】 従来の技術 異方性プラズマエッチング方法は例えば、ＤＥ１９７０６６８２Ａ１またはＤ
Ｅ４２４１０４５Ｃ２から公知であり、ここではその都度高密度のプラズマ源を
介して中性のラジカルおよび帯電された粒子から成るプラズマが生成され、これ
らラジカルおよび粒子はバイアス電圧源によって、処理すべきウェハを支持して
いる基板電極に向かって加速されるようになっている。その際、入射するイオン
の優先方向によって、指向性のエッチングプロセスが実現される。
【０００３】 プラズマからイオンを基板電極に向けて加速するための電圧を生成するバイア
ス電圧源として、更に一般には、１３．５６ＭＨｚの搬送周波数を有する高周波
発生器が使用される。その際高周波発生器はその都度、ＬＣ回路網（「マッチボ
ックス」）によって、基板電極および該基板電極に接触しているプラズマのイン
ピーダンスに対して整合される。
【０００４】 それはシリコンエッチングレートの、マスキング層のエッチング速度に対する
比である、良好なマスク選択性を鑑みて、更に既に、基板電極に対する高周波電
力を相対的に低く選択して、イオン支援されるマスク除去ができるだけ僅かに抑
えられるようにすることが公知である。通例の電力値は５Ｗと２０Ｗとの間にあ
るので、基板表面に入射するイオンのエネルギーは典型的には数１０ｅＶである
。
【０００５】 確かにこの形式の低いイオンエネルギーはマスク選択性に関して有利であるが
、イオンエネルギーが低いと、入射するイオンの方向が比較的強く散乱しかつ一
部は所望の垂直方向の入射とは異なるまたは多少偏向される可能性があり、すな
わちその指向性が悪くなることになる。その場合入射するイオンの指向性のこの
形式の偏差に相関して、生成されるエッチングプロフィールのプロフィールコン
トロールが困難になる。それ故にイオン流の指向性を鑑みると、イオンの加速度
は高く、イオンのエネルギーは大きくすることが望まれるが、すうすれば要求さ
れるマスク選択性と相容れなくなる。
【０００６】 更に、基板に対して低エネルギーのイオン作用が行われる高密度のプラズマを
使用する場合には、誘電体（埋め込まれた酸化物、ラッカ層など）から成るエッ
チストップに衝突する際に境界層シリコン−誘電体に帯電効果がしばしば生じる
ことになる。このことから結果的に生じる、シリコン中のプロフィール障害は誘
電体の界面におけるポケット形成（「ノッチング」）と称される。
【０００７】 同時に、イオンエネルギーが低減することによって、エッチングベースにおけ
るいわゆる「グラス形成」のおそれも上昇し、すなわちグラス形成のない確実な
エッチングプロセスに対するプロセスウィンドウは制限されている。「グラス形
成」とはここでは、芝生の形をとる多数の隣接している尖端が形成される、エッ
チングベースの不均質なエッチングの謂いである。
【０００８】 特許出願ＤＥ１９９３３８４２．６およびＤＥ１９９１９８３２．２において
この問題を解決するために、基板バイアス生成のために、すなわちエッチングす
べき基板に入力結合される基板電極電力の生成のために使用される高周波の交番
電圧をパルス化し、かつ同時に高周波パルス期間のイオンエネルギーを連続波作
動の場合より高く選択することが既に提案されている。
【０００９】 しかしこのパルス作動ではポケット形成の有効な抑圧は、印加される高周波パ
ルス間の休止期間が０．１ｍｓないし１ｍｓという比較的長い場合に漸く実現さ
れることが観測される。パルス休止期間が０．１ｍｓ以下に短縮されると、ポケ
ット形成は新たにますます沢山発生するようになり、これはパルスピーク電力を
上昇させかつパルス持続時間を相応に短縮してももはや抑圧することはできない
。
【００１０】 パルス休止期間が０．１ｍｓないし１ｍｓと長い場合には更に、確実なプロセ
ス、すなわちグラスフリーエッチングベースに対するプロセスウィンドウは狭め
られ、パルス期間は短縮されているが、パルスピーク電力は相応に高められてい
る場合、確かにエッチングプロセスはポケット形成に関してはますます安定する
が、グラスフリーエッチングベースはますます抑圧されにくくなる。従って「ポ
ケット形成の点で安定した」プロセスの要求はこれまでは「グラス形成の点で安
定した」プロセスとは相容れない。
【００１１】 その際プロセスウィンドウとは、説明してきた方法で確実なエッチングプロセ
スを実施するために適しているプロセスパラメータ領域、殊に、プロセス圧力、
基板電極電力、プラズマ電力およびガス流並びに場合によっては、交番するエッ
チングおよびパッシベーション化サイクルに対するクロック時間に関する領域の
ことである。
【００１２】 従って総体的にこれら公知の方法では、「ポケット形成」および「グラスフリ
ー」エッチングベースの十分な抑圧の縁条件下で、使用可能な高周波パルスピー
ク電圧、ひいてはイオンエネルギー、すなわちイオン入射の指向性が制限されて
いるので、これまで、プロセスウィンドウ、すなわち使用可能なプロセスパラメ
ータは不都合にも狭められていた。
【００１３】 高レートエッチングプロセスが実施されるべきとき、グラス形成に基づいたプ
ロセスウィンドウのこの制限は特別不都合に作用する。というのはこれにより、
許容されるプロセス圧力の領域が上方に制限されているからである。他方におい
て、高エッチングレートを実現するためにはまさに誘導発生源における高い圧力
、高いガス流および高いプラズマ電力が有利である。
【００１４】 発明の利点 本発明のプラズマエッチング方法はこのような従来技術に比して、入力結合さ
れる、高周波でパルス化された高周波電力のパルス期間およびパルス休止期間を
著しく短縮することができ、ひいては１００ｋＨｚ領域の高い繰り返しレートを
有するパルス作動を実現可能であるという利点を有している。
【００１５】 このように繰り返し周波数が高い場合、パルス期間対パルス休止期間比に相応
して、一層有利には、パルスピーク電力をこれに逆比例させて高めるもしくは高
スケール変換することができる。
【００１６】 同時に、ポケット形成（ノッチング効果）の効果的な抑圧の他に、広範なプロ
セスウィンドウ内でプロセスパラメータが変化してもエッチングベースに「グラ
ス」の形成が生じることがない非常に安定した、ロバストなプロセスが実現され
る。
【００１７】 更に、本発明の方法において、パルス持続時間を相応に短くし、すなわちパル
ス期間対パルス休止期間比ないしパルス期間対周期（衝撃係数ないしデューティ
サイクル）を相応に小さくしておいて非常に高い高周波ピーク電力を使用するこ
とができる。これにより有利にも、典型的には５０ｅＶないし１０００ｅＶの相
応に高いイオンエネルギーが生じ、このことはイオン入射の非常に良好な指向性
に結び付いている。
【００１８】 その際、高い繰り返しレートを有する短いパルスを使用すると、短時間パルス
の密な列に関する電力値の時間的な平均が生じ、これら短時間パルスのそれぞれ
は個々には、エッチング基体に対して比較的僅かなエネルギーしか作用しないと
いうことが利用される。これにより全体として高いプロセス安定性が生じる。
【００１９】 個別パルスにおけるエネルギーが既に、個別パルスの期間に電極とプラズマと
の相互作用に障害効果が発生するほどに大きいという、比較的長い休止期間を有
する比較的長いパルスとは異なって、本発明の方法では有利にも、パルス持続時
間が短くて、パルスピーク電力が相応に高められている場合、エッチングの際に
必要とされる、基板電極ないしエッチング基体に供給される平均電力を高める必
要があることにはならない。むしろここでは、パルス期間対周期比および必要と
されるパルスピーク電力はまさしく逆比例することになる。
【００２０】 全体として、高周波電力パルスの高周波パルス化によって、プラズマ対基板電
極相互作用における障害効果が有効に抑圧されるので、高周波発生器の周波数が
決められており、例えば１３．５６ＭＨｚでありかつエッチング基体に入力結合
される平均高周波電力が決められている場合、エッチング基体に対するイオンエ
ネルギーおよび相応の平均イオン電流を任意に選択することができる。
【００２１】 それ故に、Ｐによって、エッチング基体に入力結合される平均高周波電力を表
し、これは所定のエッチングプロセスに対して一定に保持しようとするものであ
り、ｐによって、パルスピーク電力ないしパルスにおける高周波電力の振幅を表
し、ｄによって、パルス期間対周期比（「デューティサイクル｝）を表し、ｕに
よって、エッチング基体に衝突するイオンのエネルギーに相応するイオン加速電
圧を表し、ｉによって、パルス化されたイオン電流を表し、かつＩによってイオ
ン電流の時間的な平均値を表せば、本発明のプロセスでは次式が成り立つ：
【００２２】
【数１】
【００２３】 ここで、プラズマインピーダンスＸは入力結合された高周波電力によってはほ
んの僅かしか変化しない、すなわちオームの法則は近似的に当てはまるものと仮
定された。実際には、プラズマインピーダンスＸは、イオン電流の飽和効果およ
びプラズマ中に生じる、制限されたイオン密度に基づく入力結合される高周波電
力の増加によって更に高められ、ひいては既述の効果は更に増強されることにな
る。
【００２４】 従って全体として、本発明の方法は有利には、パルス期間対周期比ｄが小さく
なっていて（または相応にパルス期間対パルス休止期間比が小さくなっていて）
かつ相応にパルスピーク電力ｐが高度スケール変換されている（これに対応して
パルスピーク電力が高めに選択されている）場合、すなわち平均電力Ｐが一定で
ある場合、ウェハに衝突するイオンのエネルギーｕに対して次式が成り立つ：
【００２５】
【数２】
【００２６】 一方平均電流Ｉは
【００２７】
【数３】
【００２８】 となる。
【００２９】 従って今や、電力供給が同じ場合に「デューティサイクル・パラメータ」ｄを
介して、相応の僅かな平均イオン電流を有する高いイオンエネルギーを調整設定
するかまたは相応に僅かな平均イオン電流を有する低いイオンエネルギーを調整
設定するかを任意に選択することができる。すなわち、本発明のエッチングプロ
セスの付加的な自由度が実現される。つまりこのプロセスの作用効果はプラズマ
インピーダンスの調整設定能力に相応し、かつプロセスウィンドウを、例えば高
レートエッチングプロセスに対して拡張するために利用することができる。
【００３０】 本発明の方法は更に、広範なプロセスウィンドウにおけるプロセス安定性およ
びイオンエネルギーおよび平均イオン電流の特性量を介して制御可能なグラス形
成の抑圧のために用いられ、かつ高いエッチングレートを可能にすることにもな
る、高周波パルス化された高周波電力の他に、高周波パルス化された高周波電力
の付加的な低周波変調を用いて、誘電体の境界面におけるポケット形成も効果的
に抑圧することができるという著しい利点を有している。
【００３１】 この低周波の変調は、この誘電体の境界面における帯電効果の低減のために、
通例、０．５ｍｓよりは大きい比較的長い時間が必要であるという認識に基づい
ている。このことから結果的に、１０Ｈｚないし１００００Ｈｚ、有利には５０
Ｈｚないし１０００Ｈｚの低周波の変調に対する周波数領域が生じる。
【００３２】 従って本発明の方法は、例えば２０μｂａｒないし３００μｂａｒの高められ
たプロセス圧力および５０００Ｗまでの高いプラズマ電力においてポケット安定
の高レートエッチングプロセスに対して特別有利である。
【００３３】 本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている構成から明らかである
。
【００３４】 すなわち、例えば１：９ないし１：１９の小さなパルス期間対パルス休止期間
比および入力結合される高周波電力パルスの相応に高いパルスピーク電力が１０
０Ｗないし２００Ｗと相応に高い場合にも、グラス形成の危険に関して幅広いプ
ロセスウィンドウが維持されることは特別有利である。
【００３５】 更に、入力結合される高周波電力の、矩形パルスの形の高周波パルス化が可能
であり、その際１３．５６ＭＨｚの搬送波周波数においてクロック側縁の上昇時
間が０．３μｓより短い時間を有しているように通例の高周波発生器を作動する
ことができることは有利である。これにより、本発明の方法は有利にも市販の発
生器によって実施することができ、この発生器を必要に応じて僅かに変形すれば
よいだけである。
【００３６】 クロック側縁のこの形式の短い上昇時間は、そもそも１０ｋＨｚないし５００
ｋＨｚの周波数を有する高周波の電力パルス化を実施できるようにするために必
要である。
【００３７】 パルスピーク電力、すなわち入力結合される高周波電力パルスの期間の高周波
電力の振幅に対して一層有利には、３０Ｗないし１２００Ｗの電力を使用するこ
とができる。
【００３８】 高周波パルス化された高周波電力の低周波の変調を行うために更に有利には、
２つの択一的な、それぞれ簡単に実施することができる手法を採用することがで
きるようになっている。
【００３９】 一方において、発生器ユニットに集積された、既述の高周波タイミング制御さ
れる高周波発生器を、例えばそのゲート入力側を介して付加的に直接、低周波の
タイミング制御によってスイッチオンおよびスイッチオフすることができる。
【００４０】 他方において、高周波発生器の本来の搬送波信号を変調し、ひいては高周波電
力の高周波のパルス化の作用をする発生器ユニットに集積されている高周波のク
ロック発生器を、低周波のクロック発生器によって制御するという手法もある。
このようにすれば、高周波のクロック発生器は低周波でスイッチオンおよびスイ
ッチオフされ、このことは相応に、入力結合される高周波電力パルスにも影響し
てくる。
【００４１】 図面 本発明を図面に基づいて以下の説明において詳細に説明する。図１ａないし１
ｃは、エッチング基体に入力結合される高周波電力のパルスを説明し、図２は、
エッチング方法を実施するためのエッチング装置の概略を示し、かつ図３ａおよ
び３ｂは、発生器ユニットの２つの択一的な実施例を説明している。
【００４２】 実施例 図２には、ＤＥ４２４１０４５Ｃ２またはＤＥ１９７０６６８２Ａ１から基本
的に公知の、異方性プラズマエッチング方法を実施するためのプラズマエッチン
グ装置５が示されている。このためにエッチング室１０に基板電極１２とその上
に配置されているエッチング基体１８とが設けられている。エッチング基体は説
明する実施例ではシリコンウェハである。更に、基板電極１２は発生器ユニット
３０と電気的に接続されている。更に共振器２０が設けられている。これによっ
てエッチング室１０においてサーファトロン（Surfatron）１６の領域において
プラズマ１４が生成される。しかし説明した実施例はこの形式の装置構成に制限
されてはいない。殊に、このためにそれ自体公知のＩＣＰプラズマ源（“Induct
ively Coupled Plasma”）またはＥＣＲプラズマ源（“Electron Cyctron Reson
ance”）も適している。
【００４３】 重要なのはいつでも、高密度プラズマ源が、中性のラジカルおよび帯電粒子（
イオン）から成るプラズマ１４を生成し、ここでイオンは基板電極１２ないしそ
の上のエッチング基体１８に入力結合される高周波電力が、処理すべきエッチン
グ基体１８を支持している基板電極１２に向けて加速され、かつそこに近似的に
垂直に衝突し、その結果入射するイオンの優先方向によって指向性のあるエッチ
ングプロセスが実現されるいうことだけである。
【００４４】 発生器ユニット３０の本発明の構成を除けばそれ自体公知のエッチング装置５
は当業者には公知であるので、詳細な説明は省略する。
【００４５】 発生器ユニット３０は、市販されている高周波発生器３３、高周波クロック発
生器３２、低周波クロック発生器３１およびいわゆる「マッチボックス」３４、
すなわちＬＣ回路網を有している。
【００４６】 その際マッチボックス３４は、公知の手法で、高周波発生器３３を基板電極１
２および、該基板電極１２に接触しているプラズマ１４のインピーダンスに整合
するために用いられる。
【００４７】 申し分ないマスク選択性（エッチング基体１８のエッチングレートの、その上
に被着されているマスキング層のエッチング速度に対する比）を保証するために
、発生器ユニット３０を介して時間的な平均において、１Ｗないし３０Ｗの高周
波電力が基板電極１２に入力結合される。
【００４８】 基板電極１２およびその上のエッチング基体１８に入力結合される、高周波の
パルス化された高周波電力を生成するためにまず、発生器ユニット３０における
高周波発生器３３が有利には１３．５６ＭＨｚの周波数および例えば４００Ｗの
電力を有する高周波搬送波信号５４を生成するようになっている。しかし１３．
５６ＭＨｚの搬送波信号の周波数に代わって、１ＭＨｚないし５０ＭＨｚの周波
数を使用してもよい。更に高周波発生器３３の電力は、３０Ｗないし１２００Ｗ
の間にあればよい。５０Ｗないし５００Ｗの電力が有利である。
【００４９】 本発明の第１実施例において、図３ａに示されているように、発生器ユニット
３０が高周波発生器３３およびマッチボックス３４の他に、それ自体公知の高周
波クロック発生器３２を有しており、これが高周波発生器３３を制御して、高周
波発生器３３が高周波パルス化された高周波電力を生成するようになっている。
このことを図１ｃおよび図１ｂに基づいて説明する。
【００５０】 詳細には、図１ｃには、例えば１３．５６ＭＨｚの周波数および例えば４００
Ｗの電力に相応する電圧振幅を有している高周波発生器３３の高周波の搬送波信
号５４が図示されている。それから高周波クロック発生器３２を用いた高周波発
生器３３のパルス化によって、図１ｂに示されているように、高周波パルス５２
がそれぞれ高周波のパルス休止期間５３に続く。高周波クロック発生器３２によ
る高周波発生器３３の搬送波信号５４のタイミング制御は１０ｋＨｚないし５０
０ｋＨｚ、有利には５０ｋＨｚないし２００ｋＨｚの周波数によって行われる。
図１ｂの高周波でパルス化された高周波電力のオンオフ比は１：１および１：１
００の間にある。特別有利にはそれは１：２と１：１９との間にある。
【００５１】 高周波でパルス化された高周波電力の選択されたオンオフ比によってまず、高
周波発生器３０の生成された電力から出発して、パルスおよび休止に関して時間
的に平均化された、１Ｗないし１００Ｗの高周波電力が生成される。
【００５２】 発生器ユニット３０は図３ａに示されているように、それ自体公知の低周波ク
ロック発生器３１を有している。これは、高周波クロック発生器３２を周期的に
スイッチオンおよびスイッチオフないしタイミング制御する。このようにして、
高周波でパルス化された高周波電力は図１ａに示されているように付加的に低周
波で変調される。詳細にはこのために低周波クロック発生器３１は高周波クロッ
ク発生器３２を１０Ｈｚないし１００００Ｈｚの周波数でタイミング制御する。
５０Ｈｚないし１００００Ｈｚの周波数が有利である。
【００５３】 従って全体として、低周波クロック発生器３１を用いた低周波のタイミング制
御ないし低周波の変調によって、入力結合された、パルス化された高周波電力の
周期的な遮断および投入が基板電極１２およびその上のエッチング基体１８に対
して行われる。その際図１ａに示されているように低周波クロック発生器３１の
低周波のタイミング制御のパルス期間対パルス休止期間比、すなわち低周波のパ
ルス５０および低周波のパルス休止時間５１の比は４：１および１：４の間にあ
る。低周波のタイミング制御のパルス期間対パルス休止期間比を１：２および２
：１の間にくるように、例えば１：１であるようにすれば特別有利であることが
分かっている。
【００５４】 図１ｂに示されているように、高周波でパルス化された高周波電力の低周波の
タイミング制御によって、エッチング基体１８に最終的に入力結合される高周波
電力はその都度のパルス期間対パルス休止期間比に相応して（図１ａ）低減され
るので、最終的にエッチング基体１８に、１Ｗと３０Ｗとの間の典型的な高周波
電力が入力結合される。
【００５５】 図１ｂに示されている高周波パルス５２は普通は、包絡線に関して有利には少
なくとも近似的に矩形パルスの形状を有しており、その際矩形パルスのクロック
側縁の立上がり時間は０．３μｓより僅かである。
【００５６】 普通、低周波クロック発生器３１を図示されていない装置制御部に接続し、か
つ更に、実施されるエッチングプロセスの経過中、エッチング基体１８に入力結
合される平均高周波電力を制御することは問題なくできる。このために、低周波
タイミング制御のパルス期間対パルス休止期間比が特別に使用される。図１ｂに
示されているような高周波でパルス化されるパルス期間対パルス休止期間比は既
に説明したグラス形成に関するプロセスを最適化するために特別に適している。
勿論、低周波タイミング制御のパルス期間対パルス休止期間比を固定し、かつ平
均電力を制御するために発生器のパルスピーク電力を調整することもできる。
【００５７】 図３ｂには、低周波で変調されている、高周波でパルス化される高周波電力を
生成するための発生器ユニット３０の、図３ａに対して択一的な実施例が示され
ている。このために図３ｂに示されているように、高周波発生器３３はまず図３
ａに類似して高周波クロック発生器３２を用いて高周波でタイミング制御される
ので、高周波発生器は図１ｂに示されているような高周波でパルス化された高周
波電力を生成する。しかし図３ａとは異なって、図３ｂでは、低周波クロック発
生器３１が高周波クロック発生器３２を制御するのではなくて、高周波発生器３
３に直接接続されており、かつこれを付加的に直接タイミング制御するようにな
っている。図３ｂの回路は、低周波クロック発生器３１を通例の高周波発生器３
３のゲート入力側に接続することによって特別簡単に実現される。それから高周
波発生器３３は例えば内部クロック発生器または外部クロック発生器を介して付
加的に高周波でタイミング制御されるようになっている。図３ｂによりエッチン
グ方法を実施する際のその他の方法パラメータは、図３ａもしくは図１ａないし
図１ｃの方法に相応している。
【００５８】 図１ａないし図１ｃを用いて、エッチング基体１８に入力結合される、低周波
変調が行われている高周波でパルス化された高周波電力についてもう一度全体を
要約的に説明する。このためにまず、図１ｃ、すなわち高周波発生器３３の高周
波の搬送波信号５４から出発する。この搬送波信号５４は図１ｂの高周波クロッ
ク発生器３２によって高周波パルス５２および高周波パルス休止５３に分割され
る。その際高周波パルス５２は理想的には少なくとも近似的に、矩形パルスの形
状（包絡線）を有しかつ搬送波信号５４によって形成される。この場合図１ａに
は、エッチング基体１８に入力結合される、高周波でパルス化された高周波電力
の低周波のタイミング制御ないし変調が低周波クロック発生器３１を用いてどの
ように行われるかが示されている。このために多数個の高周波パルス５２ないし
高周波パルス休止５３が低周波パルス５０にまとめられ、それからこれらにそれ
ぞれ低周波のパルス休止５１が続く。低周波のパルス５０は包絡線として有利に
は同様に矩形パルス形状を有している。図１ａの信号は基板電極１２を介して高
周波電力としてエッチング基体１８に入力結合される。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 エッチング基体に入力結合される低周波のパルス線図である。
【図１ｂ】 高周波のパルス線図である。
【図１ｃ】 高周波の搬送波信号の線図である。
【図２】 エッチング装置の概略図である。
【図３ａ】 発生器ユニットの実施例の略図である。
【図３ｂ】 発生器ユニットの別の実施例の略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F004 AA05 AA06 BA14 BA20 BB11 BB13 CA03 CA06 DB01 EA23

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エッチング基体（１８）におけるストラクチャ、例えばシリ
    コン基体中にエッチングマスクによってラテラル方向に正確に定義されている切
    欠部を、プラズマ（１４）を用いてエッチングするための方法であって、 エッチング基体（１８）に、少なくとも一時的に印加されている高周波の交番電
    圧を介して少なくとも一時的に、高周波パルス化されている高周波電力が入力結
    合される形式の方法において、 入力結合される、高周波パルス化された高周波電力を低周波変調する ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 高周波交番電圧を高周波発生器（３３）を用いて用意し、該
    高周波発生器が高周波搬送波信号（５４）を発生する 請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 高周波パルス化される高周波電力を１０ｋＨｚないし５００
    ｋＨｚ、例えば５０ｋＨｚないし２００ｋＨｚの周波数によってパルス化する 請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 高周波搬送波信号（５４）は１ＭＨｚないし５０ＭＨｚ、例
    えば１３．５６ＭＨｚの周波数を有している 請求項１から３までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 高周波発生器（３３）は３０Ｗないし１２００Ｗ、例えば５
    ０Ｗないし５００Ｗの振幅を有する高周波電力を発生する 請求項１から４までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 矩形パルス（５２）の形の高周波パルス化される高周波電力
    を入力結合する 請求項１から５までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 矩形パルス（５２）は０．３μｓより短い、矩形パルス（５
    ２）のクロック側縁の立上がり時間を有している 請求項１から６までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  8. 【請求項８】 高周波パルス化される高周波電力のパルス期間対パルス休止
    期間比は１：１および１：１００の間、例えば１：２および１：１９の間のある
    請求項１から７までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  9. 【請求項９】 高周波パルス化された電力パルス（５２）およびパルス休止
    期間（５３）の列は１Ｗないし１００Ｗの平均高周波電力に相応している 請求項１から８までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  10. 【請求項１０】 入力結合される、高周波パルス化された高周波電力を低周
    波クロック制御（５０，５１）によって周期的に変調する 請求項１から９までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  11. 【請求項１１】 低周波クロック制御（５０，５１）または低周波変調（５
    ０，５１）を１０Ｈｚないし１００００Ｈｚ、例えば５０Ｈｚないし１０００Ｈ
    ｚの周波数によって行う 請求項１から１０までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  12. 【請求項１２】 低周波クロック制御（５０，５１）または低周波変調（５
    ０，５１）が入力結合される、高周波パルス化された高周波電力を周期的に遮断
    および投入接続する 請求項１から１０までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  13. 【請求項１３】 低周波クロック制御（５０，５１）のパルス期間対パルス
    休止期間比は１：４の間、例えば１：２および２：１の間にある 請求項１から１２までの少なくともいずれか１項記載の方法。
  14. 【請求項１４】 時間的に平均してエッチング基体（１８）に入力結合され
    る高周波電力は１Ｗおよび３０Ｗの間にある 請求項１から１３までの少なくともいずれか１項記載の方法。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7361287B2 (en) 1999-04-30 2008-04-22 Robert Bosch Gmbh Method for etching structures in an etching body by means of a plasma
DE10145297A1 (de) * 2001-09-14 2003-04-10 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum Einätzen von Strukturen in einen Ätzkörper mit einem Plasma
DE10309711A1 (de) 2001-09-14 2004-09-16 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Einätzen von Strukturen in einem Ätzkörper mit einem Plasma
DE10209763A1 (de) 2002-03-05 2003-10-02 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zum anisotropen Plasmaätzen eines Substrates, insbesondere eines Siliziumkörpers
US7985688B2 (en) * 2005-12-16 2011-07-26 Lam Research Corporation Notch stop pulsing process for plasma processing system
US7351664B2 (en) * 2006-05-30 2008-04-01 Lam Research Corporation Methods for minimizing mask undercuts and notches for plasma processing system
US8715789B2 (en) * 2009-12-18 2014-05-06 Sub-One Technology, Inc. Chemical vapor deposition for an interior of a hollow article with high aspect ratio
GB2499816A (en) 2012-02-29 2013-09-04 Oxford Instr Nanotechnology Tools Ltd Controlling deposition and etching in a chamber with fine time control of parameters and gas flow
US9401263B2 (en) * 2013-09-19 2016-07-26 Globalfoundries Inc. Feature etching using varying supply of power pulses

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06342770A (ja) * 1992-08-21 1994-12-13 Nissin Electric Co Ltd エッチング方法及び装置
JPH06349784A (ja) * 1993-05-27 1994-12-22 Robert Bosch Gmbh 基板を異方性プラズマエッチングする方法および装置、および電子部品またはセンサー素子
JPH09232738A (ja) * 1996-02-20 1997-09-05 Nissin Electric Co Ltd 半田接合処理の前工程におけるプラズマ処理方法及び装置
JPH09263948A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Toshiba Corp プラズマを用いた薄膜形成方法、薄膜製造装置、エッチング方法、及びエッチング装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DD273649A1 (de) * 1988-07-04 1989-11-22 Elektromat Veb Verfahren zur steuerung der ionendichte und ionenenergie bei der plasmagestuetzten substratbearbeitung
JP2635267B2 (ja) * 1991-06-27 1997-07-30 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Ｒｆプラズマ処理装置
KR100302167B1 (ko) * 1993-11-05 2001-11-22 히가시 데쓰로 플라즈마처리장치및플라즈마처리방법
JP3550466B2 (ja) 1996-08-30 2004-08-04 株式会社日立製作所 プラズマ処理方法
JP4013271B2 (ja) * 1997-01-16 2007-11-28 日新電機株式会社 物品表面処理方法及び装置
DE19706682C2 (de) 1997-02-20 1999-01-14 Bosch Gmbh Robert Anisotropes fluorbasiertes Plasmaätzverfahren für Silizium
DE19919832A1 (de) 1999-04-30 2000-11-09 Bosch Gmbh Robert Verfahren zum anisotropen Plasmaätzen von Halbleitern
DE19933842A1 (de) 1999-07-20 2001-02-01 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zum Ätzen eines Substrates mittels eines induktiv gekoppelten Plasmas

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06342770A (ja) * 1992-08-21 1994-12-13 Nissin Electric Co Ltd エッチング方法及び装置
JPH06349784A (ja) * 1993-05-27 1994-12-22 Robert Bosch Gmbh 基板を異方性プラズマエッチングする方法および装置、および電子部品またはセンサー素子
JPH09232738A (ja) * 1996-02-20 1997-09-05 Nissin Electric Co Ltd 半田接合処理の前工程におけるプラズマ処理方法及び装置
JPH09263948A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Toshiba Corp プラズマを用いた薄膜形成方法、薄膜製造装置、エッチング方法、及びエッチング装置

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