(57)【要約】【課題】シリコンのエッチング加工において、マイクロトレンチの発生を防止し、更には垂直加工形状およびマスク選択比の向上をも図ること。【解決手段】真空可能なチャンバ１０内に配置されたサセプタ１２上にシリコン基板Ｗを載置し、チャンバ１０内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、サセプタ１２にイオンを引き込むための第１の高周波ＲＦLを印加する。エッチングガスには、Ｃｌ2ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを用いるシリコンのエッチング方法。
【請求項２】
前記Ｃｌ2ガスに対する前記Ｏ2ガスの混合比が０．０５〜０．１の範囲内である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよび希ガスを含む混合ガスを用いるドライエッチング方法。
【請求項４】
前記Ｃｌ2ガスに対する前記希ガスの混合比が４〜９の範囲内である、請求項３に記載のドライエッチング方法。
【請求項５】
真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＨＢｒガスを含む混合ガスを用いるシリコンのエッチング方法。
【請求項６】
前記Ｃｌ2ガスに対する前記ＨＢrガスの混合比が略１である、請求項５に記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
前記処理容器内に設けられた第１の電極に前記シリコン基板が載置され、
前記第１の電極に前記プラズマからイオンを引き込むための第１の高周波が印加される、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
前記処理容器内で前記第１の電極と所定の間隔を隔てて平行に向かい合う第２の電極が設けられ、前記エッチングガスを放電させるための第２の高周波が前記第１の電極または前記第２の電極に印加される、請求項７に記載のドライエッチング方法。
【請求項９】
真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＣＦ4ガスを含む混合ガスを用いるドライエッチング方法。
【請求項１０】
前記Ｃｌ2ガスに対する前記ＣＦ4ガスの混合比が０．４〜０．５の範囲内である、請求項９に記載のドライエッチング方法。
【請求項１１】
真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、
前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＳＦ6ガスを含む混合ガスを用いるドライエッチング方法。
【請求項１２】
前記Ｃｌ2ガスに対する前記ＳＦ6ガスの混合比が０．０１〜０．２の範囲内である、請求項１１に記載のドライエッチング方法。
【請求項１３】
前記混合ガスがＯ2ガスを含む、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１４】
前記処理容器内に設けられた第１の電極に前記シリコン基板が載置され、
前記第１の電極に前記プラズマからイオンを引き込むための第１の高周波が印加される、
請求項９〜１３のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１５】
前記第１の電極と対向して配置された誘電体の外に配置されたアンテナにマイクロ波を供給して、前記アンテナより前記誘電体を介して前記処理容器内に放射されるマイクロ波パワーにより前記エッチングガスを励起してプラズマを生成する請求項９〜１４のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１６】
前記シリコン基板をエッチングして、前記シリコン基板の主面に円柱状または直方体形状の立体型素子本体を形成する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１７】
前記エッチングに用いられるエッチングマスクがシリコンを含む無機物層を有する、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１８】
前記エッチングマスクがＳiＮ層を含む、請求項１７に記載のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを用いてシリコン基板をエッチング加工するドライエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造では、シリコン基板上に所定の薄膜を形成する工程とその薄膜をリソグラフィを経てドライ（プラズマ）エッチングによりパターニング加工する工程とが数多く繰り返されるが、製造工程の初期段階でシリコン基板そのもののドライエッチングもよく行われている。
【０００３】
これまでの代表的なシリコン基板のドライエッチングは、素子分離用の溝状トレンチあるいはキャパシタ用の穴状トレンチを形成するＳiトレンチのエッチングである。Ｓiトレンチのエッチングでは、トレンチの縦横比（アスペクト比）やトレンチ縦断面形状の制御が重視され、特にトレンチの内壁が樽状にえぐれるボウイングエッチングや、底にいくほど溝が狭まるテーパエッチング、あるいはマスク下のエッチング（サイドエッチング）等の抑制が重要課題になっている。さらに、深いエッチングパターンの寸法精度を上げるうえで、エッチングマスクに対するシリコン基板のエッチング速度の比つまりマスク選択比を十分高くすることも重要である。
【特許文献１】特開２００３−２１８０９３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シリコン基板上に作製される半導体デバイスの高集積化や高性能化に伴って、デバイスを構成する半導体素子は略０．７倍のスケーリング則で微細化している。そして、現在の半導体製品に適用されている６５ｎｍ、４５ｎｍのデザインルール（設計基準）は次世代の開発製品で３２ｎｍ程度となり、次々世代においては２２ｎｍ程度になると予想されている。
【０００５】
デバイス設計基準が次々世代の２２ｎｍ程度になると、ＬＳＩを構成する基本的な半導体素子である絶縁ゲート電界効果トランジスタ（ＭＩＳＦＥＴ）は、そのチャネル領域およびソース・ドレイン領域がこれまでのシリコン基板主面に平面的に作製される二次元構造（平面構造）から立体的に作製される三次元構造（立体構造）に変わる可能性が高い。この立体構造では、チャネル領域が基板主面上に突出して延びるフィンあるいはピラーの側壁に形成され、ソース・ドレイン領域はチャネル領域を挟んでチャネル長手方向の両側に形成される。ここで、フィンやピラーのような立体型の素子本体は、シリコン基板の主面を１００ｎｍ以上の深さにエッチング加工して得られる。
【０００６】
このような立体型素子本体のエッチング加工においては、従来のＳiトレンチエッチングとは異なり、被エッチング側壁がＭＩＳＦＥＴのチャネル領域として使われる部位になるため、イオンの侵入で結晶格子が破壊されると、ＭＩＳＦＥＴの性能が著しく低下する。このことから、イオンの垂直性が高いプロセスであることが望まれ、エッチングガスにはエッチングマスク材料のＳiＯ2やＳiＮとの選択比が得やすいハロゲン系の単ガス、特にＣｌ2ガスが好適に用いられる。
【０００７】
ところが、エッチングガスにＣｌ2ガスの単ガスを使用すると、被エッチング加工面において底部の側壁下端（素子本体の裾）付近に小さな溝、いわゆるマイクロトレンチが発生しやすい。特に、シリコン基板のエッチング加工においては、下地にエッチングストップ層は存在せず、シリコンだけのエッチングで終始するので、マイクロトレンチが発生しやすい。しかも、プラズマエッチング装置に用いられるプラズマ生成源の種類を問わず、つまり容量結合型プラズマ、マイクロ波プラズマ、誘導結合プラズマ等のいずれであっても、マイクロトレンチが発生している。
【０００８】
しかしながら、上記のような立体型素子本体の場合、特にピラー型の場合は、その素子本体の裾付近にマイクロトレンチが出来ると、不純物領域（ソースまたはドレイン領域）を形成する際に障害となり、正常に動作する立体型ＭＩＳＦＥＴは得られない。したがって、エッチングストップ層の無いシリコンだけのエッチングにおいて、マイクロトレンチの発生を抑制し、底部を平坦形状または若干のラウンド形状にするエッチング加工が要求されている。
【０００９】
本発明は、上述した実状に鑑みてなされたもので、シリコンのエッチング加工、特にシリコン基板上に立体型構造体を作製するためのエッチング加工において、マイクロトレンチの発生を防止し、更には垂直加工形状およびマスク選択比の向上をも図るドライエッチング方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点におけるドライエッチング方法は、真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを用いる。ここで、Ｃｌ2ガスに対するＯ2ガスの混合比を０．０５〜０．１の範囲内に選ぶのが好ましい。
【００１１】
本発明の第２の観点におけるドライエッチング方法は、真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよび希ガスを含む混合ガスを用いる。ここで、Ｃｌ2ガスに対する希ガスの混合比を４〜９の範囲内に選ぶのが好ましい。
【００１２】
本発明の第３の観点におけるドライエッチング方法は、真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＨＢｒガスを含む混合ガスを用いる。ここで、Ｃｌ2ガスに対するＨＢrガスの混合比を略１に選ぶのが好ましい。
【００１３】
上記第１、第２または第３の観点のドライエッチング方法を実施するプラズマエッチング装置において、好適には、処理容器内に設けられた第１の電極にシリコン基板が載置され、第１の電極にプラズマからイオンを引き込むための第１の高周波が印加される。また、処理容器内で第１の電極と所定の間隔を隔てて平行に向かい合う第２の電極が設けられ、エッチングガスを放電させるための第２の高周波が第１の電極または第２の電極に印加される。
【００１４】
本発明の第４の観点におけるドライエッチング方法は、真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＣＦ4ガスを含む混合ガスを用いる。Ｃｌ2ガスに対するＣＦ4ガスの混合比を０．４〜０．５の範囲内に選ぶのが好ましい。
【００１５】
本発明の第５の観点におけるドライエッチング方法は、真空可能な処理容器内にシリコン基板を配置し、前記処理容器内でエッチングガスを放電させてプラズマを生成し、前記プラズマの下で前記シリコン基板をエッチングするドライエッチング方法であって、前記エッチングガスに、Ｃｌ2ガスおよびＳＦ6ガスを含む混合ガスを用いる。ここで、Ｃｌ2ガスに対するＳＦ6ガスの混合比を０．０１〜０．２の範囲内に選ぶのが好ましい。
【００１６】
さらに、上記第４または第５の観点におけるドライエッチング方法においては、混合ガスに更にＯ2ガスを適量添加するのが好ましい。
【００１７】
上記第４または第５の観点のドライエッチング方法を実施するプラズマエッチング装置において、好適には、処理容器内に設けられた第１の電極にシリコン基板が載置され、第１の電極にプラズマからイオンを引き込むための第１の高周波が印加される。また、第１の電極と対向して配置された誘電体の外に配置されたアンテナにマイクロ波を供給して、アンテナより誘電体を介して処理容器内に放射されるマイクロ波パワーによりエッチングガスを励起してプラズマを生成する。
【００１８】
また、本発明では、側壁ダメージを防止ないし低減するうえで、エッチングマスクがシリコンを含有する無機物層たとえばＳiＮ（窒化珪素）からなるものが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のドライエッチング方法によれば、上記のような構成および作用により、シリコンのエッチング加工、特にシリコン基板上に立体型構造体を作製するためのエッチング加工において、マイクロトレンチの発生を防止し、更には垂直加工形状およびマスク選択比の向上をも図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図を参照して本発明の好適な実施形態のいくつかを説明する。
［第１の実施形態］
【００２１】
図１に、本発明のドライエッチング方法を実施するための好適なプラズマエッチング装置の構成を示す。このプラズマエッチング装置は、ＲＦ下部２周波印加方式の容量結合型（平行平板型）であり、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円筒型チャンバ（処理容器）１０を有している。チャンバ１０は保安接地されている。
【００２２】
チャンバ１０内には、被処理体（被処理基板）としてシリコンウエハＷを載置する円板状の下部電極またはサセプタ１２が設けられている。このサセプタ１２は、たとえばアルミニウムからなり、絶縁性の筒状保持部１４を介してチャンバ１０の底から垂直上方に延びる筒状支持部１６に支持されている。筒状保持部１４の上面には、サセプタ１２の上面を環状に囲むたとえば石英やシリコンからなるフォーカスリング１８が配置されている。
【００２３】
チャンバ１０の側壁と筒状支持部１６との間には排気路２０が形成され、この排気路２０の入口または途中に環状のバッフル板２２が取り付けられるとともに底部に排気口２４が設けられている。この排気口２４に排気管２６を介して排気装置２８が接続されている。排気装置２８は、真空ポンプを有しており、チャンバ１０内の処理空間を所定の真空度まで減圧することができる。チャンバ１０の側壁には、シリコンウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ３０が取り付けられている。
【００２４】
サセプタ１２には、イオン引き込み用の第１高周波電源３２が第１整合器３４および給電棒３６を介して電気的に接続されている。この高周波電源３２は、プラズマ中のイオンをシリコンウエハＷに引き込むのに適した１３．５６ＭＨｚ以下の周波数を有する第１高周波ＲＦLを下部電極つまりサセプタ１２に印加する。
【００２５】
また、サセプタ１２には、プラズマ生成用の第２高周波電源７０が第２整合器７２および給電棒３６を介して電気的に接続されている。この第２高周波電源７０は、エッチングガスを高周波で放電させるのに適した４０ＭＨｚ以上の周波数を有する第２高周波ＲＦHをサセプタ１２に印加する。
【００２６】
なお、チャンバ１０の天井部には、後述するシャワーヘッド３８が接地電位の上部電極として設けられている。高周波電源３２，７０からの高周波ＲＦL，ＲＦHはサセプタ１２とシャワーヘッド３８との間に容量的に印加される。
【００２７】
サセプタ１２の上面にはシリコンウエハＷを静電吸着力で保持するための静電チャック４０が設けられている。この静電チャック４０は導電膜からなる電極４０ａを一対の絶縁膜４０ｂ，４０ｃの間に挟み込んだものであり、電極４０ａには直流電源４２がスイッチ４３を介して電気的に接続されている。直流電源４２からの直流電圧により、クーロン力でシリコンウエハＷをチャック上に吸着保持することができる。
【００２８】
サセプタ１２の内部には、たとえば円周方向に延在する冷媒室４４が設けられている。この冷媒室４４には、チラーユニット４６より配管４８、５０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静電チャック４０上のシリコンウエハＷの処理温度を制御できる。さらに、伝熱ガス供給部５２からの伝熱ガスたとえばＨeガスが、ガス供給ライン５４を介して静電チャック４０の上面とシリコンウエハＷの裏面との間に供給される。
【００２９】
天井部のシャワーヘッド３８は、多数のガス通気孔５６ａを有する下面の電極板５６と、この電極板５６を着脱可能に支持する電極支持体５８とを有する。電極支持体５８の内部にバッファ室６０が設けられ、このバッファ室６０のガス導入口６０ａには処理ガス供給部６２からのガス供給配管６４が接続されている。
【００３０】
チャンバ１０の周囲には、環状または同心状に延在する磁石６６が配置されている。チャンバ１０内において、シャワーヘッド３８とサセプタ１２との間に形成される第２高周波ＲＦHによるＲＦ電界と磁石６６による磁界との重畳作用により、サセプタ１２の表面近傍に高密度のプラズマが生成される。この実施形態では、本発明のドライエッチング方法を実施するために、チャンバ１０の室内、特にシャワーヘッド３８とサセプタ１２との間のプラズマ生成空間が１mTorr（約０．１３３Ｐａ）程度の低圧であっても、電子密度が１×１０10／ｃｍ3以上の高密度プラズマが得られるようになっている。
【００３１】
制御部６８は、このプラズマエッチング装置内の各部たとえば排気装置２８、第１高周波電源３２、第１整合器３４、静電チャック用のスイッチ４３、チラーユニット４６、伝熱ガス供給部５２、処理ガス供給部６２、第２高周波電源７０および第２整合器７２等の動作を制御するもので、ホストコンピュータ（図示せず）等とも接続されている。
【００３２】
この実施形態において、処理ガス供給部６２は、Ｓiエッチング用のエッチングガスとして、Ｃｌ2ガスを主体とする混合ガスを所望の混合比および流量でチャンバ１０内に供給する。
【００３３】
処理ガス供給部６２の一つの形態は、図２Ａに示すように、Ｃｌ2ガス源８０およびＯ2ガス源８２と、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）８４，８６と、開閉弁８８，９０とを有し、Ｃｌ2ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスをエッチングガスとする。
【００３４】
別の形態は、図２Ｂに示すように、Ｃｌ2ガス源８０および希ガス（たとえばＡｒガスあるいはＨeガス）源９２と、ＭＦＣ８４，８６と、開閉弁８８，９０とを有し、Ｃｌ2ガスおよび希ガスを含む混合ガスをエッチングガスとする。
【００３５】
別の形態は、図２Ｃに示すように、Ｃｌ2ガス源８０およびＨＢrガス源９２と、ＭＦＣ８４，８６と、開閉弁８８，９０とを有し、Ｃｌ2ガスおよびＨＢrガスを含む混合ガスをエッチングガスとする。
【００３６】
このプラズマエッチング装置において、ドライエッチングを行うには、先ずゲートバルブ３０を開状態にして加工対象のシリコンウエハＷをチャンバ１０内に搬入して、静電チャック４０の上に載置する。そして、処理ガス供給部６２よりエッチングガスを所定の流量および混合比（流量比）でチャンバ１０内に導入し、排気装置２８によりチャンバ１０内の圧力を設定値にする。さらに、第１高周波電源３２より所定のパワーで第１の高周波ＲＦLをサセプタ１２に供給すると同時に、第２高周波電源７０からも所定のパワーで第２の高周波ＲＦHをサセプタ１２に供給する。また、直流電源４２より直流電圧を静電チャック４０の電極４０ａに印加して、シリコンウエハＷを静電チャック４０上に固定する。シャワーヘッド３８より吐出されたエッチングガスは両電極１２，３８間で放電してプラズマ化し、このプラズマで生成されるラジカルやイオンがシリコンウエハＷ表面のエッチングマスクを通して被エッチング材（シリコン基板）と反応し、被エッチング材が所望のパターンにエッチングされる。
【００３７】
このドライエッチングのプロセスにおいて、エッチングガスの放電またはプラズマ生成には第２高周波電源７０よりサセプタ（下部電極）１２に印加される比較的高い周波数（４０ＭＨｚ以上、好ましくは８０ＭＨｚ〜３００ＭＨｚ）の高周波ＲＦHが主に寄与し、プラズマからシリコンウエハＷへのイオンの引き込みには第１高周波電源３２よりサセプタ（下部電極）１２に印加される比較的低い周波数（２ＭＨｚ〜１３．５６ＭＨｚ）の高周波ＲＦLが主に寄与する。
【００３８】
ドライエッチングの最中は、つまり処理空間にプラズマが生成されている間は、そのバルクプラズマとサセプタ（下部電極）１２との間に下部イオンシースが形成され、サセプタ１２ないしシリコンウエハＷには下部イオンシースの電圧降下に略等しい負極性の自己バイアス電圧Ｖdcが発生する。この自己バイアス電圧Ｖdcの絶対値｜Ｖdc｜は、サセプタ１２に印加される第１高周波ＲＦLの電圧の尖頭値Ｖppに比例する。
【００３９】
次に、図３〜図９を参照して、本発明を好適に適用できるエッチング加工例として、シリコンウエハＷの主面に縦型トランジスタ（Vertical Transistor）用のピラー型素子本体を形成するための好適な実施形態によるドライエッチング方法を説明する。
【００４０】
この種のピラー型素子本体を作製するには、シリコンウエハＷ上に形成されたマスク材料（好ましくはシリコンを含む無機物層）を図３Ａに示すように所望の口径（直径）２Ｒを有する円板９４にパターニングして、これをエッチングマスクとし、所望の深さａまでシリコンウエハＷをエッチング加工する。そうすると、図３Ｂに示すようにシリコンウエハＷの主面に所望サイズ、たとえば直径２Ｒ＝２００ｎｍ前後、高さａ＝２００ｎｍ前後の円柱状ピラー型素子本体９６が形成される。
【００４１】
このようなピラー型素子本体９６を作製するうえでシリコンドライエッチングに求められる加工要件の中で重要なものは、(i)ピラー側壁９６ａにイオン衝撃またはイオン入射のダメージを与えないこと、(ii) ピラー側壁９６ａの垂直形状加工性がすぐれていること、(iii)ピラー裾付近に溝または窪みとして発生し得るマイクロトレンチ９８の深さが可及的に小さい（理想的には深さｂ＝０にする）ことである。
（第１の実施例）
【００４２】
第１の実施例として、上記した容量結合型プラズマエッチング装置（図１）を使用し、エッチングガスにＣｌ2ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを使用し、Ｃｌ2に対するＯ2の混合比を主たるパラメータとして、シリコンウエハＷ上に上記のようなピラー型素子本体９６を作製するエッチング加工の実験を行った。主なエッチング条件は下記のとおりである。
シリコンウエハ口径：３００ｍｍ
エッチングマスク：ＳiＮ（１５０ｎｍ）
エッチングガス：Ｃｌ2ガス／Ｏ2ガス＝１００sccm／＃＃sccm
圧力：３mTorr
第１高周波：１３ＭＨｚ、バイアスＲＦパワー＝３００Ｗ
第２高周波：１００ＭＨｚ、ＲＦパワー＝５００Ｗ
上部及び下部電極間距離＝３０ｍｍ
温度：上部電極／チャンバ側壁／下部電極＝８０／７０／８５℃
【００４３】
図４に、実施例Ａ１，Ａ２および比較例ａ１で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性をＳＥＭ写真付きの一覧表に示す。なお、実施例Ａ１，Ａ２および比較例ａ１のいずれもパターン密部で得られたデータである。
【００４４】
実施例Ａ１
圧力＝３mTorr、バイアスＲＦパワー＝３００Ｗ、Ｃｌ2ガス／Ｏ2ガス＝１００sccm／５sccm（混合比０．０５）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．０、ボウイングΔＣＤ＝−３nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００４５】
図４のＳＥＭ写真において、たとえば実施例Ａ１の場合、ピラー上端の直径Ｌ１＝１８９ｎｍ、ピラー中間部の直径Ｌ２＝１９２ｎｍnm、ピラー下端の直径＝２０６ｎｍ、ピラー高さａ＝２６２ｎｍ、マイクロトレンチ深さｂ＝０ｎｍである。
【００４６】
実施例Ａ２
圧力＝３mTorr、バイアスＲＦパワー＝３００Ｗ、Ｃｌ2ガス／Ｏ2ガス＝１００sccm／１０sccm（混合比０．１０）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．１、ボウイングΔＣＤ＝−１２nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００４７】
比較例ａ１
圧力＝３mTorr、バイアスＲＦパワー＝３００Ｗ、Ｃｌ2ガス／Ｏ2ガス＝１００sccm／０sccm（混合比０）に選んだ場合であり、マスク選択比＝２．７、ボウイングΔＣＤ＝−５nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０２のエッチング結果が得られた。
【００４８】
なお、図３Ｂに示すように、ボウイングΔＣＤは、ピラー９６の上端の直径Ｌ１と中間部の直径Ｌ２との差（Ｌ１−Ｌ２）で与えられる垂直加工形状評価のファクタであり、正の値であればボーイング形状、負の値であればテーパ形状であり、絶対値が小さいほどピラーの垂直度が高い。また、マイクロトレンチ深さ比は、ピラー９６の高さａとマイクロトレンチ深さｂとの比（ｂ／ａ）で与えられるマイクロトレンチ現出評価のファクタであり、値が小さいほどマイクロトレンチが抑制されている。
【００４９】
このように、Ｃｌ2ガスの単ガスを用いる比較例ａ１に比して、Ｃｌ2ガスにＯ2ガスを０．０５（５％）の混合比で混合する実施例Ａ１では、マスク選択比が２．７→３．０と向上し、ボウイングΔＣＤが−５ｎｍ→−３ｎｍと改善され、マイクロトレンチ深さ比（ｂ／ａ）も０．０２→０と改善される。しかし、実施例Ａ２のようにＯ2ガスの混合比を０．１０（１０％）まで上げると、マスク選択比が３．０→３．１とわずかに向上するものの、ボウイングΔＣＤが−１２ｎｍに増大する。また、マイクロトレンチ深さ比（ｂ／ａ）は、変化しない。
【００５０】
したがって、この実施例のようにエッチングガスにＣｌ2／Ｏ2混合ガスを用いる場合は、Ｃｌ2に対するＯ2の混合比を０．０５（５％）〜０．１０（１０％）の範囲内にするのが好ましい。
【００５１】
また、Ｃｌ2ガスにＯ2ガスを添加する場合は、反応生成物（ＳiＯ2）の堆積を制御ないし抑制するうえで、サセプタ（下部電極）１２の温度を高めに設定するのがよく、この実施例のように８５℃あるいはそれ以上にするのが好ましい。
（第２の実施例）
【００５２】
第２の実施例として、上記のような容量結合型プラズマエッチング装置（図１）を使用し、エッチングガスにＣｌ2ガスと希ガスとの混合ガスを使用し、Ｃｌ2ガスに対する希ガスの混合比を主たるパラメータとして、シリコンウエハＷ上に上記のようなピラー型素子本体９６を作製するエッチング加工の実験を行った。主なエッチング条件は下記のとおりである。
シリコンウエハ口径：３００ｍｍ
エッチングマスク：ＳiＮ（１５０ｎｍ）
エッチングガス：Ｃｌ2ガス／希ガス（Ａrガス，Ｈeガス）＝１００sccm／＃＃sccm
圧力：２０mTorr
第１高周波：１３ＭＨｚ、バイアスＲＦパワー＝４００Ｗ
第２高周波：１００ＭＨｚ、ＲＦパワー＝６００Ｗ
上部及び下部電極間距離＝３０ｍｍ
温度：上部電極／チャンバ側壁／下部電極＝８０／６０／３０℃
【００５３】
図５に、実施例Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性をＳＥＭ写真付きの一覧表に示す。なお、実施例Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３のいずれもパターン疎部で得られたデータである。
【００５４】
実施例Ｂ１
Ｃｌ2ガス／Ａrガス＝１００sccm／４００sccm（混合比４）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．３、ボウイングΔＣＤ＝４nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００５５】
図５のＳＥＭ写真において、たとえば実施例Ｂ１の場合、ピラー上端の直径Ｌ１＝１８５ｎｍ、ピラー中間部の直径Ｌ２＝１７５ｎｍnm、ピラー下端の直径＝１９６ｎｍ、ピラー高さａ＝２１６ｎｍ、マイクロトレンチ深さｂ＝０ｎｍである。
【００５６】
実施例Ｂ２
Ｃｌ2ガス／Ａrガス＝１００sccm／９００sccm（混合比９）に選んだ場合であり、マスク選択比＝２．６、ボウイングΔＣＤ＝４nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００５７】
実施例Ｂ３
Ｃｌ2ガス／Ｈeガス＝１００sccm／４００sccm（混合比４）に選んだ場合であり、マスク選択比＝２．８、ボウイングΔＣＤ＝０nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００５８】
上記実施例Ｂ１〜Ｂ３のように、Ｃｌ2ガスに希ガス（ＡrガスまたはＨeガス）を混合比４〜９の範囲内で混合したエッチンクガスを用いることで、程々のマスク選択比とボーイング改善効果が得られるとともに、ピラー裾部付近の底部がラウンド形状になる（マイクロトレンチになりにくい）方向に改善されることがわかった。
（第３の実施例）
【００５９】
第３の実施例として、上記のような容量結合型プラズマエッチング装置（図１）を使用し、エッチングガスにＣｌ2ガスとＨＢr（臭化水素）ガスとの混合ガスを使用し、Ｃｌ2に対するＨＢrの混合比を主たるパラメータとして、シリコンウエハＷ上に上記のようなピラー型素子本体９６を作製するエッチング加工の実験を行った。主なエッチング条件は下記のとおりである。
シリコンウエハ口径：３００ｍｍ
エッチングマスク：ＳiＮ（１５０ｎｍ）
エッチングガス：Ｃｌ2ガス／ＨＢrガス＝１００sccm／＃＃sccm
圧力：２０mTorr
第１高周波：１３ＭＨｚ、バイアスＲＦパワー＝４００Ｗ
第２高周波：１００ＭＨｚ、ＲＦパワー＝６００Ｗ
上部及び下部電極間距離＝３０ｍｍ
温度：上部電極／チャンバ側壁／下部電極＝８０／６０／６０℃
【００６０】
図６に、実施例Ｃ１および比較例ｃ１，ｃ２で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性をＳＥＭ写真付きの一覧表に示す。なお、実施例Ｃ１および比較例ｃ１，ｃ２のいずれもパターン疎部で得られたデータである。
【００６１】
実施例Ｃ１
Ｃｌ2ガス／ＨＢrガス＝５０sccm／５０sccm（混合比１）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．６、ボウイングΔＣＤ＝４nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０のエッチング結果が得られた。
【００６２】
図６のＳＥＭ写真において、たとえば実施例Ｃ１の場合、ピラー上端の直径Ｌ１＝１６７ｎｍ、ピラー中間部の直径Ｌ２＝１６３ｎｍnm、ピラー下端の直径＝１８３ｎｍ、ピラー高さａ＝２２５ｎｍ、マイクロトレンチ深さｂ＝０ｎｍである。
【００６３】
比較例ｃ１
Ｃｌ2ガス／ＨＢrガス＝１００sccm／０sccm（混合比０）に選んだ場合であり、マスク選択比＝４．０、ボウイングΔＣＤ＝１４nm、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０２のエッチング結果が得られた。
【００６４】
比較例ｃ２
Ｃｌ2ガス／ＨＢrガス＝０sccm／１００sccmに選んだ場合であり、マスク選択比＝３．１、顕著なテーパ形状、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０２のエッチング結果が得られた。
【００６５】
このように、Ｃｌ2ガスの単ガスを用いる比較例ｃ１に比して、Ｃｌ2ガスにＨＢrガスを１（５０％）の混合比で混合する実施例Ｃ１では、マスク選択比が４．０→３．６と幾らか減少するものの、ボウイングΔＣＤが１４ｎｍ→４ｎｍと改善され、マイクロトレンチ深さ比（ｂ／ａ）も０．０２→０と改善される。
【００６６】
しかし、ＨＢrガスの混合比が高すぎると、テーパ傾向が増大してよくなく、マイクロトレンチ改善効果も失われる。
【００６７】
したがって、実施例Ｃ１のようにＣｌ2／ＨＢrの混合比を略１に選ぶのが好ましい。
［第２の実施形態］
【００６８】
図７に、本発明のドライエッチング方法を実施するための別の好適なプラズマエッチング装置の構成を示す。このプラズマエッチング装置は、プラズマ生成源にマイクロ波を用いる平板状ＳＷＰ型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円筒型真空チャンバ（処理容器）１００を有している。チャンバ１００は保安接地されている。
【００６９】
このマイクロ波プラズマエッチング装置において、プラズマ生成に関係しない部分は、上述した容量結合型プラズマエッチング装置と同一または同様の構成および機能を有しているので、同一の符号を附し、その詳細な説明を省略する。
【００７０】
以下、このマイクロ波プラズマエッチング装置においてプラズマ生成に関係する部分の構成を説明する。
【００７１】
チャンバ１００のサセプタ１２と対向する天井面には、マイクロ波導入用の誘電体板として円形の石英板１０２が気密に取り付けられている。この石英板１０２の上面には平板型のスロットアンテナとして同心円状に分布する多数のスロットを有する円板形のラジアルラインスロットアンテナ１０４が設置されている。このラジアルラインスロットアンテナ１０４は、たとえば石英等の誘電体からなる遅延板１０６を介してマイクロ波伝送線路１０８に電磁的に結合されている。
【００７２】
マイクロ波伝送線路１０８は、マイクロ波発生器１１０より出力されるマイクロ波をアンテナ１０４まで伝送する線路であり、導波管１１２と導波管−同軸管変換器１１４と同軸管１１６とを有している。導波管１１２は、たとえば方形導波管であり、ＴＥモードを伝送モードとしてマイクロ波発生器１１０からのマイクロ波をチャンバ１００に向けて導波管−同軸管変換器１０４まで伝送する。
【００７３】
導波管−同軸管変換器１０４は、方形導波管１１２と同軸管１１６とを結合し、方形導波管１１２の伝送モードを同軸管１１６の伝送モードに変換するものであり、大出力のマイクロ波パワーを伝送する場合に電界集中を防止するために、同軸管１１６の内部導体１１８の上端部１１８ａを図示のような逆テーパ状に太くする構成(いわゆるドアノブ形の構成)を採るのが好ましい。
【００７４】
同軸管１１６は、導波管−同軸管変換器１１４からチャンバ１００の上面中心部まで垂直下方に延びて、その同軸線路の終端または下端が遅延板１０６を介してアンナ１０４に結合されている。同軸管１１６の外部導体１２０は方形導波管１１２と一体形成された円筒体からなり、マイクロ波は内部導体１１８と外部導体１２０の間の空間をＴＥＭモードで伝播する。
【００７５】
マイクロ波発生器１１０より出力されたマイクロ波は、上記のような導波管１１２、導波管−同軸管変換器１１４および同軸管１１６からなるマイクロ波伝送線路１０８を伝播して、遅延板１０６を通ってアンテナ１０４に給電される。そして、遅延板１０６で半径方向に広げられたマイクロ波はアンテナの各スロットからチャンバ１００内に向けて放射され、石英板１０２の表面に沿って伝播する表面波から放射されるマイクロ波電力によって付近のガスが電離して、プラズマが生成されるようになっている。
【００７６】
遅延板１０６の上には、アンテナ後面板１２２がチャンバ１０の上面を覆うように設けられている。このアンテナ後面板１２２は、たとえばアルミニウムからなり、石英板１０２で発生する熱を吸収（放熱）する冷却ジャケットを兼ねており、内部に形成されている流路１２４にはチラーユニット（図示せず）より配管１２６，１２８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ようになっている。
【００７７】
この実施形態においては、図２に明示するように、同軸管１２６の内部導体１２８に、その中を貫通する中空のガス流路１３０が設けられている。そして、このガス流路１３０の上端開口１３０ａには処理ガス供給源１３２に通じる第１ガス供給管１３４が接続されており、石英板１０２の中心部には同軸管１１６のガス流路１３０の下端開口と連続または連通する上部中心ガス吐出口１３６が形成されている。かかる構成の第１処理ガス導入部１３８において、処理ガス供給源１３２より送出された処理ガスは、第１ガス供給管１３４および同軸管１２６のガス流路１３０を通って上部中心ガス吐出口１３６から真下のサセプタ１２に向けて吐出され、サセプタ１２を囲む環状の排気路２０側へ引かれるようにして軸対象に半径方向外側へ拡散するようになっている。なお、第１ガス供給管１３４の途中には、ＭＦＣ（マス・フロー・コントローラ）１４０および開閉弁１４２が設けられている。
【００７８】
この実施形態においては、チャンバ１００内に処理ガスを導入するために、上記第１処理ガス導入部１３８とは別系統の第２処理ガス導入部１４４も備えている。この第２処理ガス導入部１４４は、石英板１０２より幾らか低い位置でチャンバ１００の側壁の中に環状に形成されたバッファ室１４６と、円周方向に等間隔でバッファ室１４６からプラズマ生成空間に臨む多数の側部ガス吐出孔１４８と、処理ガス供給源１３２からバッファ室１４６まで延びるガス供給管１５０とを有している。ガス供給管１５０の途中にはＭＦＣ１５２および開閉弁１５４が設けられている。
【００７９】
処理ガス供給源１３２より第１処理ガス導入部１３８および第２処理ガス導入部１４４を介してチャンバ１００内に導入されるエッチングガスは、後述するようにＣｌ2ガスを主ガスとする混合ガスである。具体的には、図示省略するが、たとえばＣｌ2ガス源、ＣＦ4ガス源、ＳＦ6ガス源およびＯ2ガス源を有しており、後述する第４の実施例ではＣｌ2／ＣＦ4／Ｏ2の混合ガスがエッチングガスに用いられ、第５の実施例ではＣｌ2／ＳＦ6／Ｏ2の混合ガスがエッチングガスに用いられる。
【００８０】
このマイクロ波プラズマエッチング装置において、エッチングを行なうには、先ずゲートバルブ３０を開状態にして加工対象のシリコンウエハＷをチャンバ１００内に搬入して、静電チャック４０の上に載置する。そして、第１および第２処理ガス導入部１３８，１４４よりエッチングガス（混合ガス）を所定の流量および流量比（混合比）でチャンバ１００内に導入し、排気装置２８によりチャンバ１００内の圧力を設定値に減圧する。さらに、高周波電源３３をオンにして所定のパワーで高周波ＲＦLを出力させ、この高周波ＲＦLを整合器３４および給電棒３６を介してサセプタ１２に印加する。また、スイッチ４３をオンにして直流電源４２より直流電圧を静電チャック４０の電極４０ａに印加して、静電チャック４０の静電吸着力によりシリコンウエハＷを静電チャック４０上に固定する。そして、マイクロ波発生器１１０をオンにし、マイクロ波発生器１１０より出力されるマイクロ波をマイクロ波伝送線路１０８を介してアンテナ１０４に給電し、アンテナ１０４から放射されるマイクロ波を石英板１０２を介してチャンバ１００内に導入する。
【００８１】
第１処理ガス導入部１３８の上部中心ガス吐出口１３６および第２処理ガス導入部１４４の側部ガス吐出口１４８よりチャンバ１００内に導入されたエッチングガスは石英板１０２の下で拡散し、石英板１０２の下面（プラズマと対向する面）に沿って伝播する表面波から放射されるマイクロ波電力によってガス粒子が電離し、表面励起のプラズマが生成される。こうして、石英板１０２の下で生成されたプラズマは下方に拡散し、シリコンウエハＷに対してプラズマ中のラジカルによる等方性エッチングおよびイオン照射による垂直性エッチングが行われる。
（第４の実施例）
【００８２】
第４の実施例として、上記のようなマイクロ波プラズマエッチング装置（図７）を使用し、エッチングガスにＣｌ2ガス、ＣＦ4（四フッ化炭素）ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを使用し、Ｃｌ2に対するＣＦ4，Ｏ2の混合比を主たるパラメータとして、シリコンウエハＷ上に上記のようなピラー型素子本体９６を作製するエッチング加工の実験を行った。主なエッチング条件は下記のとおりである。
シリコンウエハ口径：３００ｍｍ
エッチングマスク：ＳiＮ（１５０ｎｍ）
エッチングガス：Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝500sccm／＃＃sccm／＃＃sccm
圧力：２０mTorr
マイクロ波パワー＝２０００Ｗ
ＲＦバイアスワー＝９００Ｗ
温度：上部天板／チャンバ側壁／下部電極＝８０／８０／４０℃
【００８３】
図８に、実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較例ｄ１で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性をＳＥＭ写真付きの一覧表に示す。なお、実施例Ｄ１〜Ｄ４および比較例ｄ１のいずれもパターン密部で得られたデータである。
【００８４】
実施例Ｄ１
Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／１００sccm／０sccm（ＣＦ4混合比０．２）に選んだ場合であり、マスク選択比＝４．０、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０９のエッチング結果が得られた。
【００８５】
実施例Ｄ２
Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／２００sccm／０sccm（ＣＦ4混合比０．４）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．６、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０７のエッチング結果が得られた。
【００８６】
実施例Ｄ３
Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／２００sccm／２０sccm（ＣＦ4混合比０．４、Ｏ2混合比０．０４）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．８、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０２のエッチング結果が得られた。
【００８７】
実施例Ｄ４
Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／２００sccm／３０sccm（ＣＦ4混合比０．４、Ｏ2混合比０．０６）に選んだ場合であり、マスク選択比＝３．８、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０１のエッチング結果が得られた。
【００８８】
比較例ｄ１
Ｃｌ2ガス／ＣＦ4ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／０sccm／０sccm（つまりＣｌ2の単ガス）に選んだ場合であり、マスク選択比＝４．６、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．２０のエッチング結果が得られた。
【００８９】
上記のように、Ｃｌ2ガスにＣＦ4ガスを適量添加することによって、マイクロトレンチを大幅に縮小化（改善）できる。一方で、ＣＦ4の混合比を大きくするほど、選択比が下がる傾向がある。しかし、ＣＦ4と併せてＯ2ガスを添加すると、選択比が改善され、マイクロトレンチをより一層縮小化（改善）できる。
【００９０】
なお、ＣＦ4ガス（Ｆ系ガス）を添加することよって、マイクロトレンチが顕著に改善されるのは、エッチング加工面の底部（ピラー９６間の底部）に溜まるエッチング阻害物（ＳiおよびＣｌを含む反応生成物）がフッ素イオンの照射によって除去されるためである。シリコンウエハＷに入射するフッ素イオンには厳密に垂直方向だけでなく斜め方向のものも少なくない。そして、斜め方向の多くは底部の端（ピラー９６の裾部）よりも底部中央部に集まりやすいため、底部中央部でエッチング阻害物が効率よくフッ素イオンで取り除かれ、高レートでエッチングが進行する。
【００９１】
この第４の実施例では、ボウイングΔＣＤの測定を行っていない。しかし、図８に示されるように、各実施例における垂直性は良好であり、特にＣＦ4ガスとＯ2ガスを添加する実施例Ｄ３，Ｄ４では垂直性が最もよいことが視覚的に分かる。
（第５の実施例）
【００９２】
第５の実施例として、上記のようなマイクロ波プラズマエッチング装置（図７）を使用し、エッチングガスにＣｌ2ガス、ＳＦ6（六フッ化硫黄）ガスおよびＯ2ガスを含む混合ガスを使用し、Ｃｌ2に対するＳＦ6，Ｏ2の混合比を主たるパラメータとして、シリコンウエハＷ上に上記のようなピラー型素子本体９６を作製するエッチング加工の実験を行った。主なエッチング条件は下記のとおりである。
シリコンウエハ口径：３００ｍｍ
エッチングマスク：ＳiＮ（１５０ｎｍ）
エッチングガス：Ｃｌ2ガス／ＳＦ6ガス／Ｏ2ガス＝500sccm／＃＃sccm／＃＃sccm
圧力：２０mTorr
マイクロ波パワー＝２０００Ｗ
ＲＦバイアスワー＝９００Ｗ
温度：上部天板／チャンバ側壁／下部電極＝８０／８０／８０℃
【００９３】
図９に、実施例Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３および比較例ｅ１で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性をＳＥＭ写真付きの一覧表に示す。なお、実施例Ｅ１〜Ｅ３および比較例ｅ１のいずれもパターン密部で得られたデータである。
【００９４】
実施例Ｅ１
Ｃｌ2ガス／ＳＦ6ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／３０sccm／０sccm（ＳＦ6混合比０．０６）に選んだ場合であり、マスク選択比＝７．３、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０４のエッチング結果が得られた。
【００９５】
実施例Ｅ２
Ｃｌ2ガス／ＳＦ6ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／３０sccm／３０sccm（ＣＦ4混合比０．０６、Ｏ2の混合比０．０６）に選んだ場合であり、マスク選択比＝７．６、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．０３のエッチング結果が得られた。
【００９６】
実施例Ｅ３
Ｃｌ2ガス／ＳＦ6ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／２００sccm／２０sccm（ＣＦ4混合比０．２、Ｏ2混合比０．０６）に選んだ場合であり、マスク選択比＝７．３、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．００のエッチング結果が得られた。
【００９７】
比較例ｅ１
Ｃｌ2ガス／ＳＦ6ガス／Ｏ2ガス＝５００sccm／０sccm／０sccm（つまりＣｌ2の単ガス）に選んだ場合であり、マスク選択比＝４．６、マイクロトレンチ深さ比ｂ／ａ＝０．２０のエッチング結果が得られた。
【００９８】
上記のように、Ｃｌ2ガスにＳＦ6ガスを適量添加することによって、マスク選択比の大幅な向上とマイクロトレンチの縮小化（改善）を図れる。また、Ｏ2ガスの添加によって、マイクロトレンチを更に改善できる。
【００９９】
また、垂直加工形状に関しては、ＳＦ6ガスの添加によってテーパ傾向になるが、垂直形状は一応保たれている。
【０１００】
第４および第５の実施例から、ＣＦ4ガスやＳＦ6ガス以外のフッ素系ガスたとえばＮＦ3ガス等も他の条件との組み合わせで本発明のエッチングガスに使用できるものと考えられる。また、混合比は違ってくるが、Ｏ2ガスの代わりにＮ2ガスも使用可能である。
【０１０１】
本発明は、上記実施形態のような縦型トランジスタ用のピラー型素子本体をエッチング加工するドライエッチングに特に好適に適用できるが、従来一般のＳiトレンチエッチングにも適用可能であり、さらには平面型ＭＩＳＦＥＴのゲート電極を形成するためのシリコン層のエッチングにも適用可能である。
【０１０２】
上述した実施形態の容量結合型プラズマエッチング装置（図１）において、プラズマ生成用の高周波ＲＦHを上部電極に印加してもよい。
【０１０３】
上述した実施形態では、第１、第２および第３の実施例によるドライエッチング方法を容量結合型プラズマエッチング装置（図１）で実施し、第４および第５の実施例によるドライエッチング方法をマイクロ波プラズマエッチング装置（図７）で実施したが、その反対で、第４および第５の実施例によるドライエッチング方法を容量結合型プラズマエッチング装置（図１）で実施し、第１、第２および第３の実施例によるドライエッチング方法をマイクロ波プラズマエッチング装置（図７）で実施することも可能である。さらに、本発明によるドライエッチング方法は、他の方式たとえば誘導結合のプラズマエッチング装置でも実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明のドライエッチング方法を実施するために使用可能な容量結合型プラズマエッチング装置の構成を示す縦断面図である。
【図２Ａ】処理ガス供給部の一形態を示すプロック図である。
【図２Ｂ】処理ガス供給部の別の形態を示すプロック図である。
【図２Ｃ】処理ガス供給部の別の形態を示すプロック図である。
【図３Ａ】一実施形態のドライエッチング方法により円柱状ピラー型素子本体を作製するエッチング加工の一段階を示す縦断面図である
【図３Ｂ】一実施形態のドライエッチング方法により作製される円柱状ピラー型素子本体の基本形状を示す縦断面図である
【図４】第１の実施例で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性を一覧表で示す図である。
【図５】第２の実施例で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性を一覧表で示す図である。
【図６】第３の実施例で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性を一覧表で示す図である。
【図７】本発明のドライエッチング方法を実施するために使用可能なマイクロ波プラズマエッチング装置の構成を示す縦断面図である。
【図８】第４の実施例で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性を一覧表で示す図である。
【図９】第５の実施例で使われたパラメータ値および得られたエッチング特性を一覧表で示す図である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  チャンバ（処理容器）
１２   サセプタ（下部電極）
２８   排気装置
３２   第１高周波電源
３４   第１整合器
３６   給電棒
３８   シャワーヘッド（上部電極）
６２   処理ガス供給部
６８   制御部
７０   第２高周波電源
７２   第２整合器
１００  チャンバ（処理容器）
１０２  石英板
１０４  アンテナ
１１０  マイクロ波発生器
１３２  処理ガス供給部  
【図１】
2010080846.tif 000003
【図２Ａ】
2010080846.tif 000004
【図２Ｂ】
2010080846.tif 000005
【図２Ｃ】
2010080846.tif 000006
【図３Ａ】
2010080846.tif 000007
【図３Ｂ】
2010080846.tif 000008
【図４】
2010080846.tif 000009
【図５】
2010080846.tif 000010
【図６】
2010080846.tif 000011
【図７】
2010080846.tif 000012
【図８】
2010080846.tif 000013
【図９】
2010080846.tif 000014