JP2004087738A - Siエッチング方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】Siのエッチングにおいて、マスク選択比および異方性形状を同時に向上させ、高速エッチングも可能とすること。
【解決手段】処理容器1内のサセプタ2にSiウエハWを載置してプラズマエッチングを行なうに際して、処理ガス供給系23よりフッ化硫黄またはフッ化炭素たとえばSF6/O2ガス系にフッ化ケイ素たとえばSiF4を添加した混合ガスをエッチングガスとして処理容器1に導入する。シャワーヘッド20より吐出されるエッチングガスは放電してプラズマ化され、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによってウエハWがエッチングされる。
【選択図】 図1
【解決手段】処理容器1内のサセプタ2にSiウエハWを載置してプラズマエッチングを行なうに際して、処理ガス供給系23よりフッ化硫黄またはフッ化炭素たとえばSF6/O2ガス系にフッ化ケイ素たとえばSiF4を添加した混合ガスをエッチングガスとして処理容器1に導入する。シャワーヘッド20より吐出されるエッチングガスは放電してプラズマ化され、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによってウエハWがエッチングされる。
【選択図】 図1
Description
【特許請求の範囲】
【請求項1】処理容器内でエッチングガスをプラズマ化して、その中でSi基板またはSi層をマスクを介してエッチング加工するSiエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素を含む混合ガスを用いるSiエッチング方法。
【請求項2】前記混合ガスにおける前記フッ化ケイ素の含有率は10%以上である請求項1に記載のSiエッチング方法。
【請求項3】前記混合ガスにおけるフッ化硫黄またはフッ化炭素に対するO2の混合比が0.2〜0.8の範囲内である請求項1または2に記載のSiエッチング方法。
【請求項4】相対向する一対の電極間に高周波電力を供給して、前記エッチングガスをプラズマ化する請求項1〜3のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項5】前記高周波電力の周波数は40MHz以上である請求項4に記載のSiエッチング方法。
【請求項6】前記電極間に電界と直交する磁場を形成する請求項4または5に記載のSiエッチング方法。
【請求項7】前記磁場の磁束密度は170ガウス以上である請求項6に記載のSiエッチング方法。
【請求項8】前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極に前記高周波電力を印加する請求項4〜7のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項9】前記処理容器内の圧力が50mTorr〜10Torrである請求項1〜8のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項10】前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極の温度が−30゜C〜20゜Cである請求項1〜9のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項11】前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が1/0.6〜0.67/0.33〜2.33である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項12】前記高周波電力のパワー密度が1.5〜6.4W/cm2である請求項11に記載のSiエッチング方法。
【請求項13】前記処理容器内の圧力が50〜250mTorrである請求項11または12に記載のSiエッチング方法。
【請求項14】前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以上の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が0.8〜2.4/0.16〜0.96/1である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項15】前記高周波電力のパワー密度が6.8〜12.5W/cm2である請求項14に記載のSiエッチング方法。
【請求項16】前記処理容器内の圧力が250〜450mTorrである請求項14または15に記載のSiエッチング方法。
【請求項17】前記フッ化硫黄がSF6である請求項1〜16のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項18】前記フッ化ケイ素がSiF4である請求項1〜17のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Si(シリコン)をエッチングする方法に係わり、特にプラズマを用いるドライエッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
代表的なSiエッチングは、素子分離用の溝状トレンチあるいはキャパシタ用の筒状トレンチを形成するトレンチエッチングである。とりわけ、DTI(DeepTrench Isolation)用のトレンチエッチングやメモリセル・キャパシタ用のトレンチエッチングは、Si基板の主面に間口(開口径)0.8〜1.2μm程度、深さ5〜8μm程度の溝や穴を形成するもので、高アスペクト比エッチングの代表例とされている。さらに、最近の三次元実装デバイスやMEMS(Micro Electro Mechanical System)では、Si基板に100μm以上の深さで配線用の貫通孔やメカニカル構造用の溝等を形成するエッチング加工も要求されている。
【0003】
従来より、Siエッチング用の反応ガスとしてSF6/O2混合ガスが多く用いられている。SF6ガスは、プラズマ中で生成されるF原子の密度が他のフッ素系ガスよりも数倍大きいことや、SF6に含まれるS原子がSi表面の酸化を防止してSiエッチングを促進する働きがあること等から、Siの高速エッチングに最適なエッチャントガスとされている。また、O2ガスは、Si基板中のSiと反応して側壁に酸化膜(SiOx)を形成し、垂直(異方性)エッチングを促進する働きがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Siエッチングにおいて、SF6/O2ガス系は、側壁保護効果が十分ではなく、エッチング穴または溝の側壁にえぐれまたはアンダーカットが生じやすく、垂直(異方性)形状のエッチングを達成するのは難しい。また、マスク選択比も十分ではなく、エッチング深度に限界がある。このようなSF6/O2ガス系の短所を補うべく、SF6/O2ガス系によるエッチングとCF系ガスによるデポジションとを交互に行なうプロセスが提案されている。しかし、この方法は、デポジション中はエッチングが進行しないため、処理効率ないしスループットが低いという問題がある。
【0005】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、マスク選択比および異方性形状を同時に向上させ、高速エッチングも可能とするSiエッチング方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、Si基板またはSi層をマスクを介してプラズマエッチングするに際して、フッ化硫黄またはフッ化炭素/O2ガス系にフッ化ケイ素を添加した混合ガスをエッチングガスに用いる。フッ化ケイ素の添加(好ましくは混合ガス総量の10%以上の添加)により、プラズマ中で解離または生成された気相状態のSiがO2分子や酸素ラジカルと反応して、マスク上に酸化膜(SiOx)を堆積するとともに、側壁に形成される保護膜(SiOx)を増強する。マスク上に堆積する酸化膜は、マスクのエッチングを抑制して、マスク選択比を高める。一方、側壁保護膜の増強は、アンダーカットまたはサイドエッチングを十全に阻止して、垂直エッチングを促進する。また、フッ化ケイ素は解離してエッチャントのF原子を供給するため、深さ方向のエッチングを進行させる。したがって、高速エッチングも可能である。
【0007】
本発明におけるフッ化硫黄はS/F比(フッ素原子数に対する硫黄原子数の比)の低いSF6が望ましいが、S2F10でもよい。フッ化炭素は、C/F比(フッ素原子数に対する炭素原子数の比)の低いCF4が望ましいが、C3F8でもよい。フッ化ケイ素は、SiF4が好ましいが、Si2F6でもよい。
【0008】
本発明のSiエッチング方法に用いるマスクの材質は、Si以外であれば任意の材質でよいが、通常はシリコン酸化膜やフォトレジストが選ばれてよい。
【0009】
本発明のSiエッチング方法では、エッチング形状の仕様パターンまたはサイズに応じてエッチングガスの流量または流量比を最適化することが望ましい。
【0010】
また、本発明のSiエッチング方法では、エッチングガスをプラズマ化して生成したイオンやラジカルをエッチングに用いる。本発明を実施するためのプラズマエッチング装置は、高速エッチングや異方性形状の面から、平行平板型が好ましく、さらには有磁場RIE(Reactive Ion Etching)タイプの装置が好ましい。有磁場RIEでは、Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極側に高周波電力を印加してよい。また、電極間の電界と直交する方向(つまり電極表面と平行な方向)に形成される磁場は、磁束密度が高いほどプラズマの高密度化に有利であり、好ましくは170ガウス以上としてよい。
【0011】
高周波電力の周波数は、高周波数側ほどエッチングレートやマスク選択比を高めるのに有利であり、好ましくは40MHz以上としてよい。本発明のSiエッチング方法において、高周波電力のパワーはエッチング速度、マスク選択比、異方性、テーパ角等のエッチング特性を左右する重要なエッチング条件であり、仕様パターンやガス混合比、圧力等に応じて最適な高周波パワーを設定してよい。
【0012】
本発明のSiエッチング方法では、処理容器内の圧力もエッチング特性を左右する重要なエッチング条件であり、仕様パターンやガス混合比、高周波電力等に応じて最適な圧力を設定してよい。
【0013】
また、被処理体が載置される電極の温度もエッチング特性、特に垂直加工性に影響する。本発明のSiエッチング方法では、アンダーカットを効率よく防止ないし低減するには低温領域が好ましく、−30゜C〜20゜Cの範囲内に設定してよい。
【0014】
具体的に、Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さで穴または溝を形成するエッチング加工においては、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比は1/0.6〜0.67/0.33〜2.33の範囲が好ましく、高周波電力のパワー密度は1.5〜6.4W/cm2の範囲が好ましく、圧力は50〜250mTorrの範囲が好ましい。
【0015】
また、Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以上の深さで穴または溝を形成するエッチング加工においては、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比は0.8〜2.4/0.16〜0.96/1の範囲が好ましく、高周波電力のパワー密度は6.8〜12.5W/cm2の範囲が好ましく、圧力は250〜450mの範囲が好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【0017】
図1に、本発明のSiエッチング方法の実施に好適なエッチング装置の構成を示す。このエッチング装置は、マグネトロンRIE型のプラズマエッチング装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製のチャンバ(処理容器)1を有している。
【0018】
チャンバ1内には、被処理体としてたとえば単結晶Si基板Wを載置するためのテーブルまたはサセプタ2が設けられている。このサセプタ2は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁部材3を介して導体の支持部4に支持されている。サセプタ2の上面の周囲には、たとえば石英からなるフォーカスリング5が配置されている。サセプタ2と支持部4は、ボールネジ7を含む昇降機構により昇降可能となっており、支持部4の下方に設けられる昇降駆動部(図示せず)はステンレス鋼製のベローズ8で覆われている。ベローズ8の外側にはベローズカバー9が設けられている。フォーカスリング5の下面はバッフル板10に接続されており、フォーカスリング5は、このバッフル板10、支持部4およびベローズ8を介してチャンバ1と導通している。チャンバ1は接地されている。
【0019】
チャンバ1の大径に形成された下部1bの側壁には排気口11が形成され、この排気口11に排気管を介して排気系12が接続されている。排気系12の真空ポンプを作動させることにより、チャンバ1内の処理空間を所定の真空度まで減圧できるようになっている。チャンバ1の下部1bの側壁には、SiウエハWの搬入出口を開閉するゲートバルブ13も取り付けられている。
【0020】
サセプタ2には、整合器14を介してプラズマ生成およびRIE用の第1の高周波電源15が電気的に接続されている。この第1の高周波電源15は、所定の高周波数たとえば40MHzの高周波電力を下部電極つまりサセプタ2に印加する。なお、チャンバ1の天井部には、後述するシャワーヘッド20が接地電位の上部電極として設けられている。したがって、高周波電源15からの高周波電力はサセプタ2とシャワーヘッド20との間に容量的に印加される。
【0021】
サセプタ2には、主高周波電源15と並列に、第2の高周波電源26も別個の整合器25を介して電気的に接続されている。この第2の高周波電源26は、第1の高周波電源15側の高周波数よりもずっと低い高周波数たとえば3.6MHzの高周波電力をサセプタ2に重畳的に印加する。この第2の高周波電源26からの高周波電力は、微細で深い穴または溝をエッチング加工する場合に使用されてよい。
【0022】
サセプタ2の上面にはSiウエハWを静電吸着力で保持するための静電チャック6が設けられている。この静電チャック6は導電膜からなる電極6aを一対の絶縁シート6bの間に挟み込んだものであり、電極6aには直流電源16が電気的に接続されている。直流電源16からの直流電圧により、クーロン力でSiウエハWを吸着保持することができる。
【0023】
サセプタ2の内部には、たとえば円周方向に延在する冷媒室17が設けられている。この冷媒室17には、外付けのチラーユニット(図示せず)より配管17a,17bを介して所定温度の冷媒たとえば冷却水が循環供給される。冷媒の温度によってサセプタ2上のSiウエハWの処理温度を制御できる。エッチング形状の垂直(異方性)を高めるためには、サセプタ2の温度が低いほど好ましく、たとえば−30゜C程度の冷媒を用いてよい。
【0024】
さらに、ガス導入機構18からの冷却ガスたとえばHeガスが、ガス供給ライン19を介して静電チャック6の上面とSiウエハWの裏面との間に供給される。ガス導入機構18は、エッチング加工のウエハ面内均一性を高めるため、ウエハ中心部とウエハ周縁部とでガス圧つまり背圧を独立的に制御できるようになっている。
【0025】
天井部のシャワーヘッド20は、サセプタ2の上面と平行に対向する下面に多数のガス吐出口22を設けている。ガス吐出面の内側にバッファ室21が設けられ、このバッファ室21のガス導入口20aには処理ガス供給系23からのガス供給配管23aが接続されている。
【0026】
チャンバ1の小径に形成された上部1aの周囲には、環状または同心状に延在するダイボールリング磁石24が配置されている。このダイボールリング磁石24は、図2の横断面図に示すように、リング状の磁性体からなるケーシング32内に複数個たとえば16個の異方性セグメント柱状磁石31を周回方向に一定間隔で配列してなる。図2において、各異方性セグメント柱状磁石31の中に示す矢印は磁化の方向を示しており、図示のように各異方性セグメント柱状磁石31の磁化の方向を周回方向に沿って少しずつずらすことで、全体として一方向に向う一様な水平磁界Bを形成することができる。
【0027】
したがって、サセプタ2とシャワーヘッド20との間の空間には、図3に模式的に示すように、第1の高周波電源15により鉛直方向のRF電界ELが形成されるとともに、ダイボールリング磁石24により水平磁界Bが形成される。これらの直交電磁界を用いるマグネトロン放電により、サセプタ2の表面近傍に高密度のプラズマを生成することができる。
【0028】
このプラズマエッチング装置において、Siエッチングを行なうには、先ずゲートバルブ13を開にして加工対象のSiウエハWをチャンバ1内に搬入して、サセプタ2の上に載置する。次いで、SiウエハWが載置されたサセプタ2を図示の高さ位置まで上昇させ、排気系12の真空ポンプにより排気口11を介してチャンバ1内を排気する。そして、処理ガス供給系23よりエッチングガスを所定の流量でチャンバ1内に導入し、チャンバ1内の圧力を設定値にする。さらに、第1の高周波電源15より所定のパワーで高周波電力をサセプタ2に印加する。また、直流電源16より直流電圧を静電チャック6の電極6aに印加して、SiウエハWをサセプタ2に固定する。シャワーヘッド20より吐出されたエッチングガスはマグネトロン放電でプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによってSiウエハWがエッチングされる。
【0029】
この実施形態のSiエッチングでは、フッ化硫黄またはフッ化炭素たとえばSF6とO2とフッ化ケイ素たとえばSiF4の混合ガスをエッチングガスに用いる。このため、処理ガス供給系23は、図4に示すように、SF6ガス源40,O2ガス源41およびSiF4ガス源42を有し、それぞれの流量を流量制御弁40a,41a,42aによって個別に制御できるようにしている。
【0030】
次に、本発明のSiエッチング方法の具体的な実施例を説明する。
【0031】
実施例1
図1のプラズマエッチング装置を使用し、SiエッチングにおいてSF6/O2ガス系にSiF4を加えることによってマスクのエッチングレートを抑制する効果を実験で確認した。他のエッチング条件は下記のとおりであり、図5および図6に実験結果のデータを示す。
Siウエハ口径=8インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)
SF6/O2/SiF4=150/90/0〜350sccm
圧力=170mTorr
RF周波数=40MHz,RFパワー1400W(4.48W/cm2)
背圧(センター部/エッジ部)=15/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−15/40/40゜C
エッチング時間=60秒
【0032】
図5および図6に示すように、SF6/O2ガス系にSiF4を添加することによって、しかも添加量を多くするほど(少なくとも0〜350sccmの範囲では)、マスク(SiO2膜)のエッチング速度がほぼ線形的に低下するとともに、マスク・エッチング速度のウエハ面内均一性も向上することが確認された。これは、プラズマ中でSiF4から解離したSiがO2分子や酸素ラジカルと反応することによって、マスク(SiO2膜)の表面にエッチングを阻止する酸化膜(SiOx)が形成され、SiF4の添加量が多いほど酸化膜(SiOx)の堆積量が増してマスク保護効果が増大するためと推測される。なお、後述するように、SF6/O2ガス系にSiF4を添加しても、Siのエッチング速度はそれほど影響を受けず、少し低下するだけである。したがって、(少なくとも0〜350sccmの範囲では)SiF4の添加量が多いほど、それに比例してマスク選択比を上げることができる。
【0033】
実施例2(A 1 〜A 6 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の混合比、特にSF6およびO2ガスの流量をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=6インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
開口率=5%
SF6/O2/SiF4=200〜600/40〜240/250sccm
圧力=250mTorr
RF周波数=40MHz,RFパワー1200W(6.8W/cm2)
背圧(センター部/エッジ部)=7/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−10/40/40゜C
エッチング時間=120秒
【0034】
比較例(a 1 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μm以上の穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合のエッチング特性を評価した。エッチング条件は、SF6/O2=400/75sccmのエッチングガスを用いる以外は、実施例2(A1〜A6)と同じである。
【0035】
図7に、比較例a1および実施例A1〜A6で得られたエッチング特性、すなわちSiのエッチング速度(Si E/R)、マスクのエッチング速度(SiO2 E/R)、選択比(Si E/R/SiO2 E/R)、アンダーカット、テーパ角の測定データを示す。図8に比較例a1で得られたパターンの断面図および部分拡大断面図(SEM写真)を示し、図9に実施例A1〜A6で得られたパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示し、図10に実施例A3,A2におけるパターンの断面の部分拡大断面図(SEM写真)を示す。測定ポイントの「エッジ」は、ウエハのノッチ端から中心点に向って10mmの位置である。なお、アンダーカットおよびテーパ角は図11の概念図のように定義される。
【0036】
図7および図8から、比較例a1では、被エッチング材(Si)のエッチング速度が大きいだけでなく、マスク(SiO2)のエッチング速度も大きいため、選択比が30程度に止まることが確認された。また、マスク付近の側壁にえぐれ(アンダーカット)が発生することも確認された。
【0037】
図7、図9および図10から、実施例A1〜A6では、比較例a1に比して、Siのエッチング速度が幾らか低下するものの、それ以上にマスク(SiO2)のエッチング速度が低下して選択比が改善され、アンダーカットも改善されることが分かる。特に、実施例A3(SF6/O2/SiF4=200/160/250sccm、SiF4の割合=41%)がマスク選択比および異方性形状の点で最も優れている。なお、実施例A1および実施例A4のように、SF6に対するO2の混合比が低すぎると、具体的には0.2以下では、選択比およびアンダーカットのいずれも改善効果が低下する。これは、O2分子や酸素ラジカルが不足して、マスク保護膜や側壁保護膜が十分に形成されないためと考えられる。なお、実施例A1〜A6において、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量200〜600/40〜240/250sccmを流量比に換算すると、0.8〜2.4/0.16〜0.96/1である。
【0038】
上記のように、5μmφのトレンチエッチングでは、SF6/O2/SiF4の流量を200〜600/40〜240/250sccm(最も好ましくは約200/160/250sccm)に設定することで、つまりSF6/O2/SiF4の流量比を0.8〜2.4/0.16〜0.96/1(最も好ましくは約0.8/0.64/1)に設定することで、高速のエッチングレートを確保しつつマスク選択比および垂直形状を同時に改善できることが分かった。
【0039】
実施例3(B 1 〜B 6 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2/SiF4の流量比、特にSF6ガスおよびO2ガスの流量をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は、上記実施例2と同じである。
【0040】
比較例(b 1 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合のエッチング特性を評価した。エッチング条件は、SF6/O2=400/75sccmのエッチングガスを用いる以外は、実施例3(B1〜B6)と同じである。
【0041】
図12に、比較例b1および実施例B1〜B6で得られたSiのエッチング速度(Si E/R)、マスクのエッチング速度(SiO2 E/R)、選択比(Si E/R/SiO2 E/R)、アンダーカット、テーパ角の測定データを示す。また、図13に比較例b1で得られたパターンの断面図および部分拡大断面図(SEM写真)を示し、図14に実施例B1〜B6で得られたパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示し、図15に実施例B3,B2におけるパターンの部分拡大断面図(SEM写真)を示す。
【0042】
図7および図12から、5μmφのエッチングと20μmφのエッチングとを比較すると、開口径を大きくするほど被エッチング材であるSiのエッチング速度が増大する一方で、マスク(SiO2)のエッチング速度は変わらないため、選択比は向上することが分かる。しかし、図12および図13に示すように、比較例b1では、やはりアンダーカットが発生し、しかもその度合いは比較例a1よりも増大する。この一要因として、開口径が大きいほど、斜めイオンによる側壁へのアタックが増すことが考えられる。これに対して、実施例B1〜B6では、図12、図14および図15に示すように、アンダーカットが発生しなかった。しかも、実施例B2(SF6/O2/SiF4=200/80/250sccm、SiF4の割合=47%)では、選択比も比較例b1に比して著しく改善(約26〜35%向上)している。
【0043】
なお、実施例B3では、図14および図15に示すように、エッチング穴内に柱状の残渣が生じる。これは、SF6ガスに対するO2ガスの混合比が大きすぎると(実施例B3ではO2/SF6の混合比率が0.8)、開口部内の表面に酸化物等の不揮発性物質が残って微小なマスクとして作用することにより、下地層(Si)のエッチングが妨げられるものと推測される。実際、実施例B5のように、SF6ガスの流量を増やしてO2/SF6の混合比率を下げると、柱状残渣は生じなくなる。もっとも、実施例B4のように、SF6に対するO2の混合比が小さすぎると(実施例B4ではO2/SF6の比率が0.2)、エッチング穴の中間部ないし底部で側壁保護膜が成長しにくくなり、エッチング形状がボーイングまたは逆テーパ化しやすくなる。
【0044】
上記のように、20μmφのトレンチエッチングでは、SF6/O2/SiF4の流量を200〜600/40〜240/250sccm(最も好ましくは約200/80/250sccm)に設定することで、つまりSF6/O2/SiF4の流量比を0.8〜2.4/0.16〜0.96/1(最も好ましくは約0.8/0.32/1)に設定することで、高速のエッチングレートを保証しつつ、マスク選択比および垂直形状を同時に改善できることが分かった。
【0045】
上記のような本発明のSiエッチングにおけるSF6/O2/SiF4の流量比は、5μmφ〜20μmφのトレンチエッチングはもちろん、5μmφ以下のトレンチエッチングあるいは20μmφ以上のトレンチエッチングでも有効である。
【0046】
実施例4(C 1 〜C 4 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、高周波電力(RF)パワーとチャンバ内の圧力(ガス圧)をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=6インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
開口率=5%
SF6/O2/SiF4=200/160/250sccm
RF周波数=40MHz
背圧(センター部/エッジ部)=7/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−10/40/40゜C
エッチング時間=120秒
【0047】
図16に各実施例C1〜C4のデータを示し、図17に各実施例C1〜C4におけるパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示す。図16および図17から、実施例C1〜C3のように、他のエッチング条件、特に圧力を250mTorr(一定)にしたままでRFパワーを1200Wから1700W、2200Wと上げても、それだけではSiエッチング速度および選択比のいずれもさほど変わらず、むしろテーパ角の増大つまり逆テーパ化の傾向が増すことが分かる。しかし、実施例C4のように、RFパワー上昇に応じて圧力を450mTorrに上げると、テーパ角を順テーパに保ちつつ、Siエッチング速度および選択比のいずれも著しく向上することが分かる。本発明のSiエッチングでは圧力を10Torr程度まで上げることができる。なお、実施例C1〜C4におけるRFパワーの範囲1200〜2200Wをパワー密度に換算すると、6.8〜12.5W/cm2である。
【0048】
このように、5μmφのトレンチエッチングでは、RFパワーとガス圧とを相関的に制御することで、Siエッチング速度、選択比およびテーパ角を制御し、かつ最適化できることが分かる。
【0049】
実施例5(D 1 〜D 4 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、高周波電力(RF)パワーとチャンバ内の圧力(ガス圧)を変えてエッチング特性を評価した。エッチング条件は上記実施例4と同じであり、図18に各実施例のデータを示し、図19に各実施例におけるパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示す。
【0050】
図18および図19に示すように、20μmφのトレンチエッチングでは、実施例D1〜D3のように、圧力を250mTorr(一定)にしたままRFパワーを1200Wから1700W、2200Wと上げると、それに比例してSiエッチング速度および選択比のいずれも向上し、しかも柱状残渣が減少する。これは、開口径が大きいほど、RFパワーの上昇によるプラズマ密度ないしラジカル(特にフッ素ラジカル)の増加、ひいてはSiエッチングを促進する効果が大きくなるためと推測される。また、20μmφのトレンチエッチングでも、RFパワーの上昇に応じてテーパ角の増大ないし逆テーパ化の傾向が強まるが、実施例D4のように、圧力を450mTorrに上げると、テーパ角を順テーパに保ちつつ、Siエッチング速度および選択比のいずれも大幅に改善できる。
【0051】
このように、20μmφのトレンチエッチングでも、RFパワーとガス圧とを相関的に制御することで、Siエッチング速度、選択比およびテーパ角を制御し、かつ最適化できることが分かる。
【0052】
実施例6(E 1 〜E5)
Si基板に開口幅1.2μm、長さ1〜10μmおよび深さ約6μmの溝を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、特にSiF4の流量、圧力、高周波パワーをパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=8インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
RF周波数=40MHz
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−15/40/40゜C
【0053】
比較例(e 1 〜e 3 )
Si基板に開口幅1.2μm、長さ1〜10μmおよび深さ約6μmの溝を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合に、圧力、高周波パワーをパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は実施例6と同じである。
【0054】
図20および図21から、実施例E1〜E3と比較例e1〜e3とを比較すると、1.2μmのトレンチエッチングでは、SF6/O2ガス系にSiF4を添加することによって、選択比はそれほど変わらないものの、Siエッチング速度を向上させることができ、特に実施例E2,E3のように圧力およびRFパワーを上げるほどSiエッチング速度の大幅な向上を達成できることが分かる。
【0055】
また、図21および図22から、実施例E2,E3(SiF4=50sccm)と実施例E4,E5(SiF4=350sccm)とを比較すると、実施例E4,E5のようにSiF4の添加量を増やすことで、Siエッチング速度を幾らか下げながらも選択比を大幅に改善できることが分かる。これは、上述した実施例1から明らかなように、SiF4の添加量が増すほど、それに比例してSiO2(マスク)エッチング速度が低下するためである。また、実施例E4(O2=90sccm)と実施例E5(O2=100sccm)とを比較すると、O2含有率の少ない実施例E4の方が選択比およびSiエッチング速度のいずれも優れていることが分かる。
【0056】
なお、実施例E1〜E5において、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量150/90〜100/50〜350sccmを流量比に換算すると、1/0.6〜0.67/0.33〜2.33である。また、RFパワー650〜2000Wをパワー密度に換算すると、2.0〜6.4W/cm2である。RFパワーを500W(1.5W/cm2)程度まで下げても有効である。
【0057】
以上に述べた実施の形態および実施例は、本発明の技術思想に基づいてさらに変形が可能である。
【0058】
上記の実施形態におけるトレンチの仕様(開口径または開口幅、深さ)は一例であり、種々のトレンチ仕様に対して上記の実施例のエッチング条件をそのまま、または適宜変形して適用することができる。たとえば、上記実施例2(A1〜A6)、実施例3(A1〜A6)、実施例4(C1〜C4)および実施例4(C1〜C4)のエッチング条件、特にエッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、RFパワーおよびガス圧は、Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以下の深さでトレンチを形成する加工に適用できる。また、上記実施例2(E1〜E5)のエッチング条件、特にエッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、RFパワーおよびガス圧は、Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さでトレンチを形成する加工に適用できる。
【0059】
また、本発明のSF6/O2/SiF4ガス系を用いるエッチングとSF6/O2ガス系を用いるエッチングとを交互に行なうプロセスも可能である。この場合、SF6/O2ガス系による高速エッチングと本発明のSF6/O2/SiF4ガス系による高選択性および垂直形状性とを有機的に組み合わせることができる。
【0060】
上記実施形態ではマグネトロンRIEプラズマエッチング装置の磁場形成手段としてダイボールリング磁石を用いたが、これに限るものではなく、磁場の形成も必須のものではない。また、任意のプラズマ機構を使用することができ、容量結合型に限らず、誘導結合型の装置でもよい。上記実施形態ではSiウエハのエッチングを示したが、Si基板またはSi層を含む任意の被処理体について本発明のSiエッチング方法を適用することができる。
【0061】
本発明のSiエッチング方法は、トレンチエッチングに限るものではなく、三次元実装デバイスやMEMS等において配線用の貫通孔やメカニカル構造用の溝等を形成するエッチング加工にも適用可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のSiエッチング方法によれば、基本的にはフッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素を含む混合ガスをエッチングガスに用いることにより、好ましくは所要のエッチング条件を最適化することにより、マスク選択比および異方性形状を同時に向上させ、高速エッチングも可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSi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の構成を示す図である。
【図2】図1のエッチンク装置に取り付けられるダイボールリング磁石の構成を模式的に示す図である。
【図3】図1のエッチング装置のチャンバ内で形成される電界および磁界を説明するための図である。
【図4】図1のエッチング装置における処理ガス供給系の構成を示す図である。
【図5】第1の実施例におけるSiF4ガスの流量とSiO2(マスク)エッチング速度との関係を示すグラフである。
【図6】第1の実施例におけるSiO2(マスク)エッチング速度のウエハ面内均一性を示すグラフである。
【図7】第2の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図8】第2の実施例に対応する比較例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図9】第2の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図10】第2の実施例におけるエッチング形状の断面を示す部分拡大図(SEM写真)である。
【図11】アンダーカットおよびテーパ角の定義を説明するための図である。
【図12】第3の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図13】第3の実施例に対応する比較例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図14】第3の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図15】第3の実施例におけるエッチング形状の断面を示す部分拡大図(SEM写真)である。
【図16】第4の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図17】第4の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図18】第5の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図19】第5の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図20】第6の実施例に対応する比較例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図21】第6の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図22】第6の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【符号の説明】
1 チャンバー
2 サセプタ(下部電極)
12 排気系
15
17 冷媒室
18 ガス導入機構
20 シャワーヘッド
23 処理ガス供給系
24 ダイボールリング磁石
26 第1の高周波電源
【請求項1】処理容器内でエッチングガスをプラズマ化して、その中でSi基板またはSi層をマスクを介してエッチング加工するSiエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素を含む混合ガスを用いるSiエッチング方法。
【請求項2】前記混合ガスにおける前記フッ化ケイ素の含有率は10%以上である請求項1に記載のSiエッチング方法。
【請求項3】前記混合ガスにおけるフッ化硫黄またはフッ化炭素に対するO2の混合比が0.2〜0.8の範囲内である請求項1または2に記載のSiエッチング方法。
【請求項4】相対向する一対の電極間に高周波電力を供給して、前記エッチングガスをプラズマ化する請求項1〜3のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項5】前記高周波電力の周波数は40MHz以上である請求項4に記載のSiエッチング方法。
【請求項6】前記電極間に電界と直交する磁場を形成する請求項4または5に記載のSiエッチング方法。
【請求項7】前記磁場の磁束密度は170ガウス以上である請求項6に記載のSiエッチング方法。
【請求項8】前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極に前記高周波電力を印加する請求項4〜7のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項9】前記処理容器内の圧力が50mTorr〜10Torrである請求項1〜8のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項10】前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極の温度が−30゜C〜20゜Cである請求項1〜9のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項11】前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が1/0.6〜0.67/0.33〜2.33である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項12】前記高周波電力のパワー密度が1.5〜6.4W/cm2である請求項11に記載のSiエッチング方法。
【請求項13】前記処理容器内の圧力が50〜250mTorrである請求項11または12に記載のSiエッチング方法。
【請求項14】前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以上の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が0.8〜2.4/0.16〜0.96/1である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項15】前記高周波電力のパワー密度が6.8〜12.5W/cm2である請求項14に記載のSiエッチング方法。
【請求項16】前記処理容器内の圧力が250〜450mTorrである請求項14または15に記載のSiエッチング方法。
【請求項17】前記フッ化硫黄がSF6である請求項1〜16のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【請求項18】前記フッ化ケイ素がSiF4である請求項1〜17のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Si(シリコン)をエッチングする方法に係わり、特にプラズマを用いるドライエッチング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
代表的なSiエッチングは、素子分離用の溝状トレンチあるいはキャパシタ用の筒状トレンチを形成するトレンチエッチングである。とりわけ、DTI(DeepTrench Isolation)用のトレンチエッチングやメモリセル・キャパシタ用のトレンチエッチングは、Si基板の主面に間口(開口径)0.8〜1.2μm程度、深さ5〜8μm程度の溝や穴を形成するもので、高アスペクト比エッチングの代表例とされている。さらに、最近の三次元実装デバイスやMEMS(Micro Electro Mechanical System)では、Si基板に100μm以上の深さで配線用の貫通孔やメカニカル構造用の溝等を形成するエッチング加工も要求されている。
【0003】
従来より、Siエッチング用の反応ガスとしてSF6/O2混合ガスが多く用いられている。SF6ガスは、プラズマ中で生成されるF原子の密度が他のフッ素系ガスよりも数倍大きいことや、SF6に含まれるS原子がSi表面の酸化を防止してSiエッチングを促進する働きがあること等から、Siの高速エッチングに最適なエッチャントガスとされている。また、O2ガスは、Si基板中のSiと反応して側壁に酸化膜(SiOx)を形成し、垂直(異方性)エッチングを促進する働きがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Siエッチングにおいて、SF6/O2ガス系は、側壁保護効果が十分ではなく、エッチング穴または溝の側壁にえぐれまたはアンダーカットが生じやすく、垂直(異方性)形状のエッチングを達成するのは難しい。また、マスク選択比も十分ではなく、エッチング深度に限界がある。このようなSF6/O2ガス系の短所を補うべく、SF6/O2ガス系によるエッチングとCF系ガスによるデポジションとを交互に行なうプロセスが提案されている。しかし、この方法は、デポジション中はエッチングが進行しないため、処理効率ないしスループットが低いという問題がある。
【0005】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、マスク選択比および異方性形状を同時に向上させ、高速エッチングも可能とするSiエッチング方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、Si基板またはSi層をマスクを介してプラズマエッチングするに際して、フッ化硫黄またはフッ化炭素/O2ガス系にフッ化ケイ素を添加した混合ガスをエッチングガスに用いる。フッ化ケイ素の添加(好ましくは混合ガス総量の10%以上の添加)により、プラズマ中で解離または生成された気相状態のSiがO2分子や酸素ラジカルと反応して、マスク上に酸化膜(SiOx)を堆積するとともに、側壁に形成される保護膜(SiOx)を増強する。マスク上に堆積する酸化膜は、マスクのエッチングを抑制して、マスク選択比を高める。一方、側壁保護膜の増強は、アンダーカットまたはサイドエッチングを十全に阻止して、垂直エッチングを促進する。また、フッ化ケイ素は解離してエッチャントのF原子を供給するため、深さ方向のエッチングを進行させる。したがって、高速エッチングも可能である。
【0007】
本発明におけるフッ化硫黄はS/F比(フッ素原子数に対する硫黄原子数の比)の低いSF6が望ましいが、S2F10でもよい。フッ化炭素は、C/F比(フッ素原子数に対する炭素原子数の比)の低いCF4が望ましいが、C3F8でもよい。フッ化ケイ素は、SiF4が好ましいが、Si2F6でもよい。
【0008】
本発明のSiエッチング方法に用いるマスクの材質は、Si以外であれば任意の材質でよいが、通常はシリコン酸化膜やフォトレジストが選ばれてよい。
【0009】
本発明のSiエッチング方法では、エッチング形状の仕様パターンまたはサイズに応じてエッチングガスの流量または流量比を最適化することが望ましい。
【0010】
また、本発明のSiエッチング方法では、エッチングガスをプラズマ化して生成したイオンやラジカルをエッチングに用いる。本発明を実施するためのプラズマエッチング装置は、高速エッチングや異方性形状の面から、平行平板型が好ましく、さらには有磁場RIE(Reactive Ion Etching)タイプの装置が好ましい。有磁場RIEでは、Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極側に高周波電力を印加してよい。また、電極間の電界と直交する方向(つまり電極表面と平行な方向)に形成される磁場は、磁束密度が高いほどプラズマの高密度化に有利であり、好ましくは170ガウス以上としてよい。
【0011】
高周波電力の周波数は、高周波数側ほどエッチングレートやマスク選択比を高めるのに有利であり、好ましくは40MHz以上としてよい。本発明のSiエッチング方法において、高周波電力のパワーはエッチング速度、マスク選択比、異方性、テーパ角等のエッチング特性を左右する重要なエッチング条件であり、仕様パターンやガス混合比、圧力等に応じて最適な高周波パワーを設定してよい。
【0012】
本発明のSiエッチング方法では、処理容器内の圧力もエッチング特性を左右する重要なエッチング条件であり、仕様パターンやガス混合比、高周波電力等に応じて最適な圧力を設定してよい。
【0013】
また、被処理体が載置される電極の温度もエッチング特性、特に垂直加工性に影響する。本発明のSiエッチング方法では、アンダーカットを効率よく防止ないし低減するには低温領域が好ましく、−30゜C〜20゜Cの範囲内に設定してよい。
【0014】
具体的に、Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さで穴または溝を形成するエッチング加工においては、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比は1/0.6〜0.67/0.33〜2.33の範囲が好ましく、高周波電力のパワー密度は1.5〜6.4W/cm2の範囲が好ましく、圧力は50〜250mTorrの範囲が好ましい。
【0015】
また、Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以上の深さで穴または溝を形成するエッチング加工においては、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比は0.8〜2.4/0.16〜0.96/1の範囲が好ましく、高周波電力のパワー密度は6.8〜12.5W/cm2の範囲が好ましく、圧力は250〜450mの範囲が好ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【0017】
図1に、本発明のSiエッチング方法の実施に好適なエッチング装置の構成を示す。このエッチング装置は、マグネトロンRIE型のプラズマエッチング装置として構成されており、たとえばアルミニウムまたはステンレス鋼等の金属製のチャンバ(処理容器)1を有している。
【0018】
チャンバ1内には、被処理体としてたとえば単結晶Si基板Wを載置するためのテーブルまたはサセプタ2が設けられている。このサセプタ2は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁部材3を介して導体の支持部4に支持されている。サセプタ2の上面の周囲には、たとえば石英からなるフォーカスリング5が配置されている。サセプタ2と支持部4は、ボールネジ7を含む昇降機構により昇降可能となっており、支持部4の下方に設けられる昇降駆動部(図示せず)はステンレス鋼製のベローズ8で覆われている。ベローズ8の外側にはベローズカバー9が設けられている。フォーカスリング5の下面はバッフル板10に接続されており、フォーカスリング5は、このバッフル板10、支持部4およびベローズ8を介してチャンバ1と導通している。チャンバ1は接地されている。
【0019】
チャンバ1の大径に形成された下部1bの側壁には排気口11が形成され、この排気口11に排気管を介して排気系12が接続されている。排気系12の真空ポンプを作動させることにより、チャンバ1内の処理空間を所定の真空度まで減圧できるようになっている。チャンバ1の下部1bの側壁には、SiウエハWの搬入出口を開閉するゲートバルブ13も取り付けられている。
【0020】
サセプタ2には、整合器14を介してプラズマ生成およびRIE用の第1の高周波電源15が電気的に接続されている。この第1の高周波電源15は、所定の高周波数たとえば40MHzの高周波電力を下部電極つまりサセプタ2に印加する。なお、チャンバ1の天井部には、後述するシャワーヘッド20が接地電位の上部電極として設けられている。したがって、高周波電源15からの高周波電力はサセプタ2とシャワーヘッド20との間に容量的に印加される。
【0021】
サセプタ2には、主高周波電源15と並列に、第2の高周波電源26も別個の整合器25を介して電気的に接続されている。この第2の高周波電源26は、第1の高周波電源15側の高周波数よりもずっと低い高周波数たとえば3.6MHzの高周波電力をサセプタ2に重畳的に印加する。この第2の高周波電源26からの高周波電力は、微細で深い穴または溝をエッチング加工する場合に使用されてよい。
【0022】
サセプタ2の上面にはSiウエハWを静電吸着力で保持するための静電チャック6が設けられている。この静電チャック6は導電膜からなる電極6aを一対の絶縁シート6bの間に挟み込んだものであり、電極6aには直流電源16が電気的に接続されている。直流電源16からの直流電圧により、クーロン力でSiウエハWを吸着保持することができる。
【0023】
サセプタ2の内部には、たとえば円周方向に延在する冷媒室17が設けられている。この冷媒室17には、外付けのチラーユニット(図示せず)より配管17a,17bを介して所定温度の冷媒たとえば冷却水が循環供給される。冷媒の温度によってサセプタ2上のSiウエハWの処理温度を制御できる。エッチング形状の垂直(異方性)を高めるためには、サセプタ2の温度が低いほど好ましく、たとえば−30゜C程度の冷媒を用いてよい。
【0024】
さらに、ガス導入機構18からの冷却ガスたとえばHeガスが、ガス供給ライン19を介して静電チャック6の上面とSiウエハWの裏面との間に供給される。ガス導入機構18は、エッチング加工のウエハ面内均一性を高めるため、ウエハ中心部とウエハ周縁部とでガス圧つまり背圧を独立的に制御できるようになっている。
【0025】
天井部のシャワーヘッド20は、サセプタ2の上面と平行に対向する下面に多数のガス吐出口22を設けている。ガス吐出面の内側にバッファ室21が設けられ、このバッファ室21のガス導入口20aには処理ガス供給系23からのガス供給配管23aが接続されている。
【0026】
チャンバ1の小径に形成された上部1aの周囲には、環状または同心状に延在するダイボールリング磁石24が配置されている。このダイボールリング磁石24は、図2の横断面図に示すように、リング状の磁性体からなるケーシング32内に複数個たとえば16個の異方性セグメント柱状磁石31を周回方向に一定間隔で配列してなる。図2において、各異方性セグメント柱状磁石31の中に示す矢印は磁化の方向を示しており、図示のように各異方性セグメント柱状磁石31の磁化の方向を周回方向に沿って少しずつずらすことで、全体として一方向に向う一様な水平磁界Bを形成することができる。
【0027】
したがって、サセプタ2とシャワーヘッド20との間の空間には、図3に模式的に示すように、第1の高周波電源15により鉛直方向のRF電界ELが形成されるとともに、ダイボールリング磁石24により水平磁界Bが形成される。これらの直交電磁界を用いるマグネトロン放電により、サセプタ2の表面近傍に高密度のプラズマを生成することができる。
【0028】
このプラズマエッチング装置において、Siエッチングを行なうには、先ずゲートバルブ13を開にして加工対象のSiウエハWをチャンバ1内に搬入して、サセプタ2の上に載置する。次いで、SiウエハWが載置されたサセプタ2を図示の高さ位置まで上昇させ、排気系12の真空ポンプにより排気口11を介してチャンバ1内を排気する。そして、処理ガス供給系23よりエッチングガスを所定の流量でチャンバ1内に導入し、チャンバ1内の圧力を設定値にする。さらに、第1の高周波電源15より所定のパワーで高周波電力をサセプタ2に印加する。また、直流電源16より直流電圧を静電チャック6の電極6aに印加して、SiウエハWをサセプタ2に固定する。シャワーヘッド20より吐出されたエッチングガスはマグネトロン放電でプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンによってSiウエハWがエッチングされる。
【0029】
この実施形態のSiエッチングでは、フッ化硫黄またはフッ化炭素たとえばSF6とO2とフッ化ケイ素たとえばSiF4の混合ガスをエッチングガスに用いる。このため、処理ガス供給系23は、図4に示すように、SF6ガス源40,O2ガス源41およびSiF4ガス源42を有し、それぞれの流量を流量制御弁40a,41a,42aによって個別に制御できるようにしている。
【0030】
次に、本発明のSiエッチング方法の具体的な実施例を説明する。
【0031】
実施例1
図1のプラズマエッチング装置を使用し、SiエッチングにおいてSF6/O2ガス系にSiF4を加えることによってマスクのエッチングレートを抑制する効果を実験で確認した。他のエッチング条件は下記のとおりであり、図5および図6に実験結果のデータを示す。
Siウエハ口径=8インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)
SF6/O2/SiF4=150/90/0〜350sccm
圧力=170mTorr
RF周波数=40MHz,RFパワー1400W(4.48W/cm2)
背圧(センター部/エッジ部)=15/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−15/40/40゜C
エッチング時間=60秒
【0032】
図5および図6に示すように、SF6/O2ガス系にSiF4を添加することによって、しかも添加量を多くするほど(少なくとも0〜350sccmの範囲では)、マスク(SiO2膜)のエッチング速度がほぼ線形的に低下するとともに、マスク・エッチング速度のウエハ面内均一性も向上することが確認された。これは、プラズマ中でSiF4から解離したSiがO2分子や酸素ラジカルと反応することによって、マスク(SiO2膜)の表面にエッチングを阻止する酸化膜(SiOx)が形成され、SiF4の添加量が多いほど酸化膜(SiOx)の堆積量が増してマスク保護効果が増大するためと推測される。なお、後述するように、SF6/O2ガス系にSiF4を添加しても、Siのエッチング速度はそれほど影響を受けず、少し低下するだけである。したがって、(少なくとも0〜350sccmの範囲では)SiF4の添加量が多いほど、それに比例してマスク選択比を上げることができる。
【0033】
実施例2(A 1 〜A 6 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の混合比、特にSF6およびO2ガスの流量をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=6インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
開口率=5%
SF6/O2/SiF4=200〜600/40〜240/250sccm
圧力=250mTorr
RF周波数=40MHz,RFパワー1200W(6.8W/cm2)
背圧(センター部/エッジ部)=7/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−10/40/40゜C
エッチング時間=120秒
【0034】
比較例(a 1 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μm以上の穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合のエッチング特性を評価した。エッチング条件は、SF6/O2=400/75sccmのエッチングガスを用いる以外は、実施例2(A1〜A6)と同じである。
【0035】
図7に、比較例a1および実施例A1〜A6で得られたエッチング特性、すなわちSiのエッチング速度(Si E/R)、マスクのエッチング速度(SiO2 E/R)、選択比(Si E/R/SiO2 E/R)、アンダーカット、テーパ角の測定データを示す。図8に比較例a1で得られたパターンの断面図および部分拡大断面図(SEM写真)を示し、図9に実施例A1〜A6で得られたパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示し、図10に実施例A3,A2におけるパターンの断面の部分拡大断面図(SEM写真)を示す。測定ポイントの「エッジ」は、ウエハのノッチ端から中心点に向って10mmの位置である。なお、アンダーカットおよびテーパ角は図11の概念図のように定義される。
【0036】
図7および図8から、比較例a1では、被エッチング材(Si)のエッチング速度が大きいだけでなく、マスク(SiO2)のエッチング速度も大きいため、選択比が30程度に止まることが確認された。また、マスク付近の側壁にえぐれ(アンダーカット)が発生することも確認された。
【0037】
図7、図9および図10から、実施例A1〜A6では、比較例a1に比して、Siのエッチング速度が幾らか低下するものの、それ以上にマスク(SiO2)のエッチング速度が低下して選択比が改善され、アンダーカットも改善されることが分かる。特に、実施例A3(SF6/O2/SiF4=200/160/250sccm、SiF4の割合=41%)がマスク選択比および異方性形状の点で最も優れている。なお、実施例A1および実施例A4のように、SF6に対するO2の混合比が低すぎると、具体的には0.2以下では、選択比およびアンダーカットのいずれも改善効果が低下する。これは、O2分子や酸素ラジカルが不足して、マスク保護膜や側壁保護膜が十分に形成されないためと考えられる。なお、実施例A1〜A6において、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量200〜600/40〜240/250sccmを流量比に換算すると、0.8〜2.4/0.16〜0.96/1である。
【0038】
上記のように、5μmφのトレンチエッチングでは、SF6/O2/SiF4の流量を200〜600/40〜240/250sccm(最も好ましくは約200/160/250sccm)に設定することで、つまりSF6/O2/SiF4の流量比を0.8〜2.4/0.16〜0.96/1(最も好ましくは約0.8/0.64/1)に設定することで、高速のエッチングレートを確保しつつマスク選択比および垂直形状を同時に改善できることが分かった。
【0039】
実施例3(B 1 〜B 6 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2/SiF4の流量比、特にSF6ガスおよびO2ガスの流量をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は、上記実施例2と同じである。
【0040】
比較例(b 1 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合のエッチング特性を評価した。エッチング条件は、SF6/O2=400/75sccmのエッチングガスを用いる以外は、実施例3(B1〜B6)と同じである。
【0041】
図12に、比較例b1および実施例B1〜B6で得られたSiのエッチング速度(Si E/R)、マスクのエッチング速度(SiO2 E/R)、選択比(Si E/R/SiO2 E/R)、アンダーカット、テーパ角の測定データを示す。また、図13に比較例b1で得られたパターンの断面図および部分拡大断面図(SEM写真)を示し、図14に実施例B1〜B6で得られたパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示し、図15に実施例B3,B2におけるパターンの部分拡大断面図(SEM写真)を示す。
【0042】
図7および図12から、5μmφのエッチングと20μmφのエッチングとを比較すると、開口径を大きくするほど被エッチング材であるSiのエッチング速度が増大する一方で、マスク(SiO2)のエッチング速度は変わらないため、選択比は向上することが分かる。しかし、図12および図13に示すように、比較例b1では、やはりアンダーカットが発生し、しかもその度合いは比較例a1よりも増大する。この一要因として、開口径が大きいほど、斜めイオンによる側壁へのアタックが増すことが考えられる。これに対して、実施例B1〜B6では、図12、図14および図15に示すように、アンダーカットが発生しなかった。しかも、実施例B2(SF6/O2/SiF4=200/80/250sccm、SiF4の割合=47%)では、選択比も比較例b1に比して著しく改善(約26〜35%向上)している。
【0043】
なお、実施例B3では、図14および図15に示すように、エッチング穴内に柱状の残渣が生じる。これは、SF6ガスに対するO2ガスの混合比が大きすぎると(実施例B3ではO2/SF6の混合比率が0.8)、開口部内の表面に酸化物等の不揮発性物質が残って微小なマスクとして作用することにより、下地層(Si)のエッチングが妨げられるものと推測される。実際、実施例B5のように、SF6ガスの流量を増やしてO2/SF6の混合比率を下げると、柱状残渣は生じなくなる。もっとも、実施例B4のように、SF6に対するO2の混合比が小さすぎると(実施例B4ではO2/SF6の比率が0.2)、エッチング穴の中間部ないし底部で側壁保護膜が成長しにくくなり、エッチング形状がボーイングまたは逆テーパ化しやすくなる。
【0044】
上記のように、20μmφのトレンチエッチングでは、SF6/O2/SiF4の流量を200〜600/40〜240/250sccm(最も好ましくは約200/80/250sccm)に設定することで、つまりSF6/O2/SiF4の流量比を0.8〜2.4/0.16〜0.96/1(最も好ましくは約0.8/0.32/1)に設定することで、高速のエッチングレートを保証しつつ、マスク選択比および垂直形状を同時に改善できることが分かった。
【0045】
上記のような本発明のSiエッチングにおけるSF6/O2/SiF4の流量比は、5μmφ〜20μmφのトレンチエッチングはもちろん、5μmφ以下のトレンチエッチングあるいは20μmφ以上のトレンチエッチングでも有効である。
【0046】
実施例4(C 1 〜C 4 )
Si基板に開口径(φ)5μmおよび深さ約30μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、高周波電力(RF)パワーとチャンバ内の圧力(ガス圧)をパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=6インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
開口率=5%
SF6/O2/SiF4=200/160/250sccm
RF周波数=40MHz
背圧(センター部/エッジ部)=7/40Torr(Heガス)
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−10/40/40゜C
エッチング時間=120秒
【0047】
図16に各実施例C1〜C4のデータを示し、図17に各実施例C1〜C4におけるパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示す。図16および図17から、実施例C1〜C3のように、他のエッチング条件、特に圧力を250mTorr(一定)にしたままでRFパワーを1200Wから1700W、2200Wと上げても、それだけではSiエッチング速度および選択比のいずれもさほど変わらず、むしろテーパ角の増大つまり逆テーパ化の傾向が増すことが分かる。しかし、実施例C4のように、RFパワー上昇に応じて圧力を450mTorrに上げると、テーパ角を順テーパに保ちつつ、Siエッチング速度および選択比のいずれも著しく向上することが分かる。本発明のSiエッチングでは圧力を10Torr程度まで上げることができる。なお、実施例C1〜C4におけるRFパワーの範囲1200〜2200Wをパワー密度に換算すると、6.8〜12.5W/cm2である。
【0048】
このように、5μmφのトレンチエッチングでは、RFパワーとガス圧とを相関的に制御することで、Siエッチング速度、選択比およびテーパ角を制御し、かつ最適化できることが分かる。
【0049】
実施例5(D 1 〜D 4 )
Si基板に開口径(φ)20μmおよび深さ約40μmの穴を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、高周波電力(RF)パワーとチャンバ内の圧力(ガス圧)を変えてエッチング特性を評価した。エッチング条件は上記実施例4と同じであり、図18に各実施例のデータを示し、図19に各実施例におけるパターンの断面図(SEM写真)をマッピング形式で示す。
【0050】
図18および図19に示すように、20μmφのトレンチエッチングでは、実施例D1〜D3のように、圧力を250mTorr(一定)にしたままRFパワーを1200Wから1700W、2200Wと上げると、それに比例してSiエッチング速度および選択比のいずれも向上し、しかも柱状残渣が減少する。これは、開口径が大きいほど、RFパワーの上昇によるプラズマ密度ないしラジカル(特にフッ素ラジカル)の増加、ひいてはSiエッチングを促進する効果が大きくなるためと推測される。また、20μmφのトレンチエッチングでも、RFパワーの上昇に応じてテーパ角の増大ないし逆テーパ化の傾向が強まるが、実施例D4のように、圧力を450mTorrに上げると、テーパ角を順テーパに保ちつつ、Siエッチング速度および選択比のいずれも大幅に改善できる。
【0051】
このように、20μmφのトレンチエッチングでも、RFパワーとガス圧とを相関的に制御することで、Siエッチング速度、選択比およびテーパ角を制御し、かつ最適化できることが分かる。
【0052】
実施例6(E 1 〜E5)
Si基板に開口幅1.2μm、長さ1〜10μmおよび深さ約6μmの溝を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、特にSiF4の流量、圧力、高周波パワーをパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は下記のとおりである。
Siウエハ口径=8インチ
マスク材料=SiO2膜(CVD酸化膜)、マスク厚=2μm
RF周波数=40MHz
上部及び下部電極間距離=37mm
温度(下部電極/上部電極/チャンバ側壁)=−15/40/40゜C
【0053】
比較例(e 1 〜e 3 )
Si基板に開口幅1.2μm、長さ1〜10μmおよび深さ約6μmの溝を形成するトレンチエッチングにおいて、図1のプラズマエッチング装置を使用し、SF6/O2混合ガスをエッチングガスに用いた場合に、圧力、高周波パワーをパラメータにしてエッチング特性を評価した。他のエッチング条件は実施例6と同じである。
【0054】
図20および図21から、実施例E1〜E3と比較例e1〜e3とを比較すると、1.2μmのトレンチエッチングでは、SF6/O2ガス系にSiF4を添加することによって、選択比はそれほど変わらないものの、Siエッチング速度を向上させることができ、特に実施例E2,E3のように圧力およびRFパワーを上げるほどSiエッチング速度の大幅な向上を達成できることが分かる。
【0055】
また、図21および図22から、実施例E2,E3(SiF4=50sccm)と実施例E4,E5(SiF4=350sccm)とを比較すると、実施例E4,E5のようにSiF4の添加量を増やすことで、Siエッチング速度を幾らか下げながらも選択比を大幅に改善できることが分かる。これは、上述した実施例1から明らかなように、SiF4の添加量が増すほど、それに比例してSiO2(マスク)エッチング速度が低下するためである。また、実施例E4(O2=90sccm)と実施例E5(O2=100sccm)とを比較すると、O2含有率の少ない実施例E4の方が選択比およびSiエッチング速度のいずれも優れていることが分かる。
【0056】
なお、実施例E1〜E5において、エッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量150/90〜100/50〜350sccmを流量比に換算すると、1/0.6〜0.67/0.33〜2.33である。また、RFパワー650〜2000Wをパワー密度に換算すると、2.0〜6.4W/cm2である。RFパワーを500W(1.5W/cm2)程度まで下げても有効である。
【0057】
以上に述べた実施の形態および実施例は、本発明の技術思想に基づいてさらに変形が可能である。
【0058】
上記の実施形態におけるトレンチの仕様(開口径または開口幅、深さ)は一例であり、種々のトレンチ仕様に対して上記の実施例のエッチング条件をそのまま、または適宜変形して適用することができる。たとえば、上記実施例2(A1〜A6)、実施例3(A1〜A6)、実施例4(C1〜C4)および実施例4(C1〜C4)のエッチング条件、特にエッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、RFパワーおよびガス圧は、Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以下の深さでトレンチを形成する加工に適用できる。また、上記実施例2(E1〜E5)のエッチング条件、特にエッチングガス(SF6/O2/SiF4)の流量比、RFパワーおよびガス圧は、Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さでトレンチを形成する加工に適用できる。
【0059】
また、本発明のSF6/O2/SiF4ガス系を用いるエッチングとSF6/O2ガス系を用いるエッチングとを交互に行なうプロセスも可能である。この場合、SF6/O2ガス系による高速エッチングと本発明のSF6/O2/SiF4ガス系による高選択性および垂直形状性とを有機的に組み合わせることができる。
【0060】
上記実施形態ではマグネトロンRIEプラズマエッチング装置の磁場形成手段としてダイボールリング磁石を用いたが、これに限るものではなく、磁場の形成も必須のものではない。また、任意のプラズマ機構を使用することができ、容量結合型に限らず、誘導結合型の装置でもよい。上記実施形態ではSiウエハのエッチングを示したが、Si基板またはSi層を含む任意の被処理体について本発明のSiエッチング方法を適用することができる。
【0061】
本発明のSiエッチング方法は、トレンチエッチングに限るものではなく、三次元実装デバイスやMEMS等において配線用の貫通孔やメカニカル構造用の溝等を形成するエッチング加工にも適用可能である。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のSiエッチング方法によれば、基本的にはフッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素を含む混合ガスをエッチングガスに用いることにより、好ましくは所要のエッチング条件を最適化することにより、マスク選択比および異方性形状を同時に向上させ、高速エッチングも可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のSi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の構成を示す図である。
【図2】図1のエッチンク装置に取り付けられるダイボールリング磁石の構成を模式的に示す図である。
【図3】図1のエッチング装置のチャンバ内で形成される電界および磁界を説明するための図である。
【図4】図1のエッチング装置における処理ガス供給系の構成を示す図である。
【図5】第1の実施例におけるSiF4ガスの流量とSiO2(マスク)エッチング速度との関係を示すグラフである。
【図6】第1の実施例におけるSiO2(マスク)エッチング速度のウエハ面内均一性を示すグラフである。
【図7】第2の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図8】第2の実施例に対応する比較例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図9】第2の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図10】第2の実施例におけるエッチング形状の断面を示す部分拡大図(SEM写真)である。
【図11】アンダーカットおよびテーパ角の定義を説明するための図である。
【図12】第3の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図13】第3の実施例に対応する比較例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図14】第3の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図15】第3の実施例におけるエッチング形状の断面を示す部分拡大図(SEM写真)である。
【図16】第4の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図17】第4の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図18】第5の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図19】第5の実施例におけるエッチング形状の断面を示す図(SEM写真)である。
【図20】第6の実施例に対応する比較例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図21】第6の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【図22】第6の実施例における主要なエッチング条件およびエッチング特性を一覧表として示す図である。
【符号の説明】
1 チャンバー
2 サセプタ(下部電極)
12 排気系
15
17 冷媒室
18 ガス導入機構
20 シャワーヘッド
23 処理ガス供給系
24 ダイボールリング磁石
26 第1の高周波電源
Claims (18)
- 処理容器内でエッチングガスをプラズマ化して、その中でSi基板またはSi層をマスクを介してエッチング加工するSiエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素を含む混合ガスを用いるSiエッチング方法。 - 前記混合ガスにおける前記フッ化ケイ素の含有率は10%以上である請求項1に記載のSiエッチング方法。
- 前記混合ガスにおけるフッ化硫黄またはフッ化炭素に対するO2の混合比が0.2〜0.8の範囲内である請求項1または2に記載のSiエッチング方法。
- 相対向する一対の電極間に高周波電力を供給して、前記エッチングガスをプラズマ化する請求項1〜3のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記高周波電力の周波数は40MHz以上である請求項4に記載のSiエッチング方法。
- 前記電極間に電界と直交する磁場を形成する請求項4または5に記載のSiエッチング方法。
- 前記磁場の磁束密度は170ガウス以上である請求項6に記載のSiエッチング方法。
- 前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極に前記高周波電力を印加する請求項4〜7のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記処理容器内の圧力が50mTorr〜10Torrである請求項1〜8のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記Si基板またはSi層を含む被処理体が載置される電極の温度が−30゜C〜20゜Cである請求項1〜9のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以下の開口径または開口幅および約15μm以下の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が1/0.6〜0.67/0.33〜2.33である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記高周波電力のパワー密度が1.5〜6.4W/cm2である請求項11に記載のSiエッチング方法。
- 前記処理容器内の圧力が50〜250mTorrである請求項11または12に記載のSiエッチング方法。
- 前記エッチング加工が前記Si基板またはSi層に約3μm以上の開口径または開口幅および約20μm以上の深さで穴または溝を形成する加工であり、フッ化硫黄またはフッ化炭素、O2およびフッ化ケイ素の流量比が0.8〜2.4/0.16〜0.96/1である請求項1〜10のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記高周波電力のパワー密度が6.8〜12.5W/cm2である請求項14に記載のSiエッチング方法。
- 前記処理容器内の圧力が250〜450mTorrである請求項14または15に記載のSiエッチング方法。
- 前記フッ化硫黄がSF6である請求項1〜16のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
- 前記フッ化ケイ素がSiF4である請求項1〜17のいずれか一項に記載のSiエッチング方法。
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