(57)【要約】      （修正有）【課題】単結晶Ｓｉに２００ｎｍ以下程度に狭幅化したトレンチを形成するドライエッチングにおいて、サブトレンチがなく底部が平坦なトレンチを短時間で形成する方法を提供する。【解決手段】基板７は単結晶Ｓｉからなる被エッチング層を備える。ＳＦ６／Ｏ２／Ａｒ混合ガスをチャンバ３内に導入してＩＣＰコイル４と下部電極８に高周波電力を供給してメインエチングを行う。目標エッチング深さに達する前に、エッチングガスをＳＦ６／Ｏ２／Ａｒ混合ガスからＣｌ２ガスに切り換えて追加エッチングを行う。【選択図】図１
2010080575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極が誘電体部材を介して上部外側に配置され、下部電極が内部に配置された真空容器を準備し、
単結晶Siの被エッチング層を備える処理対象物を、前記真空容器内の前記下部電極上に配置し、
プラズマ化するとFラジカルを生じる第１のエッチングガスを前記真空容器内に導入すると共に、前記上部電極及び前記下部電極にそれぞれ高周波電力を供給し、前記第１のエッチングガスをプラズマ化して前記Fラジカルをエッチング種として前記被エッチング層をエッチングしてトレンチを形成する第１のエッチング工程を実行し、
前記第１のエッチングガスの導入を停止し、プラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じる第２のエッチングガスを前記真空容器内に導入すると共に、前記上部電極及び前記下部電極にそれぞれ高周波電力を供給し、前記第２のエッチングガスをプラズマ化して前記ハロゲンラジカルをエッチング種として前記被エッチング層をエッチングして前記トレンチをさらに掘り込む第２のエッチング工程を実行することを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】
エッチング深さが、目標エッチング深さの１／２倍に達した後であって前記目標エッチング深さから前記トレンチの底幅の１／２倍を減じた値に達する前に、前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程に移行することを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
エッチング深さが目標エッチング深さの５０％に達した後であって前記目標エッチング深さの９５％に達する前に、前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程に移行することを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項４】
前記第１のエッチングガスは、SF6ガス又はNF3ガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
【請求項５】
前記第２のエッチングガスは、Cl2ガス又はHBrガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
【請求項６】
前記第１のエッチングガスはSF6/O2/Ar混合ガスであり、
前記第２のエッチングガスはCl2ガスであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
前記第１のエッチングガスはSF6/O2/Ar混合ガスであり、
前記第２のエッチングガスはHBr/O2混合ガスであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
上部開口が誘電体部材により閉鎖された真空容器と、
前記誘電体部材の上方に配置された上部電極と、
前記真空容器内に前記上部電極と対向するように配置され、単結晶Siからなる被エッチング層を備える処理対象物が載置される下部電極と、
前記上部電極に高周波電力を供給するための第１の電源と、
前記下部電極に高周波電力を供給するための第２の電源と、
プラズマ化するとFラジカルを生じる第１のエッチングガスを前記真空容器内に供給するための第１のガス供給源と、
プラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じる第２のエッチングガスを前記真空容器内に供給するための第２のガス供給源と、
前記第１及び第２の電源、並びに前記第１及び第２のガス供給源の動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記第１のガス供給源に前記第１のエッチングガスを前記真空容器内に導入させ、かつ前記第１及び第２の電源から前記上部及び下部電極に対してそれぞれ高周波電力を印加させ、前記第１のエッチングガスをプラズマ化して前記被エッチング層をエッチングしてトレンチを形成し、
エッチング深さが、目標エッチング深さの１／２倍に達した後であって前記目標エッチング深さから前記トレンチの底幅の１／２倍を減じた値に達する前に、前記第１のエッチングガス供給源に前記第１のエッチングガスの供給を停止させ、前記第２のエッチングガス供給源に前記第２のエッチングガスを前記真空容器に導入させ、かつ前記第１及び第２の電源から前記上部及び下部電極に対してそれぞれ高周波電力を印加させ、前記第２のエッチングガスをプラズマ化して前記被エッチング層をエッチングして前記トレンチをさらに掘り込むことを特徴とするドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドライエッチング方法及びドライエッチング装置に関する。特に、本発明は単結晶Siからなる被エッチング層にトレンチ（溝）を形成するドライエッチングに関する。
【背景技術】
【０００２】
Fラジカルを供給するガスを使用して単結晶Siをドライエッチングすることが知られている。例えば、特許文献１には、単結晶SiにIGBTのトレンチゲート等のためのトレンチ（溝）を形成するためのドライエッチングにSF6/O2ガスを使用することが記載されている。
【０００３】
SF6/O2ガスを使用したドライエッチングで単結晶Siにトレンチを形成すると、トレンチの底部周縁が底部中央よりも削れた断面形状の異常（サブトレンチ）が生じる場合がある。サブトレンチをなくす方法が、例えば特許文献２に記載されている。しかし、この特許文献２に記載の方法は、比較的低圧下でエッチングであるためエッチングレートが低い点、並びにエッチング、サブトレンチの平坦化、及びトレンチの整形という３段階を実行する点で、エッチングに長時間を要する。
【０００４】
また、SF6/O2ガスを使用したドライエッチングで単結晶Siにトレンチを形成すると、トレンチの狭幅化に伴い底部の曲率半径がより小さくなる。特に、底部での幅を２００nm程度以下に狭幅化すると底部の曲率半径が極めて小さくなり、トレンチ形成後の後工程に好ましくない影響を及ぼす場合もある。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２７８４９８号公報
【特許文献２】特許第３０１８５１７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、単結晶Siに２００nm以下程度に狭幅化したトレンチを形成するドライエッチングにおいて、サブトレンチがなく底部が平坦なトレンチを短時間で形成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上部電極が誘電体部材を介して上部外側に配置され、下部電極が内部に配置された真空容器を準備し、単結晶Siの被エッチング層を備える処理対象物を、前記真空容器内の前記下部電極上に配置し、プラズマ化するとFラジカルを生じる第１のエッチングガスを前記真空容器内に導入すると共に、前記上部電極及び前記下部電極にそれぞれ高周波電力を供給し、前記第１のエッチングガスをプラズマ化して前記Fラジカルをエッチング種として前記被エッチング層をエッチングしてトレンチを形成する第１のエッチング工程を実行し、前記第１のエッチングガスの導入を停止し、プラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じる第２のエッチングガスを前記真空容器内に導入すると共に、前記上部電極及び前記下部電極にそれぞれ高周波電力を供給し、前記第２のエッチングガスをプラズマ化して前記ハロゲンラジカルをエッチング種として前記被エッチング層をエッチングして前記トレンチをさらに掘り込む第２のエッチング工程を実行することを特徴とするドライエッチング方法を提供する。
【０００８】
具体的には、エッチング深さが、目標エッチング深さの１／２倍に達した後であって前記目標エッチング深さから前記トレンチの底幅の１／２倍を減じた値に達する前に、前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程に移行する。
【０００９】
代案としては、エッチング深さが目標エッチング深さの５０％に達した後であって前記目標エッチング深さの９５％に達する前に、前記第１のエッチング工程から前記第２のエッチング工程に移行する。
【００１０】
プラズマ化するとFラジカルを生じるガスをエッチングガスとする第１のエッチング工程をエッチング深さが目標エッチング深さに達する前にプラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じるガスをエッチングガスとする第２のエッチング工程に切り換えることにより、トレンチの底部をサブトレンチのない平坦な形状にできる。また、目標エッチング深さの大部分をメインエッチング工程により掘り込むことにより得られる点、及び２段階の工程（メインエッチング工程と追加エッチング工程）を実行するだけでよい点で加工に要する時間を短縮できる。つまり、本発明のドライエッチング方法により、単結晶Siからなる被エッチング層２１に、サブトレンチがなく底部が平坦である狭幅化されたトレンチ（２００nm以下程度）を短時間で形成できる。
【００１１】
第１のエッチングガスは、SF6ガス又はNF3ガスを含む。第２のエッチングガスは、Cl2ガス又はHBrガスを含む。例えば、第１のエッチングガスはSF6/O2/Ar混合ガスであり、第２のエッチングガスはCl2ガスである。第１のエッチングガスはSF6/O2/Ar混合ガスであり、第２のエッチングガスはHBr/O2混合ガスであってもよい。
【００１２】
第２の発明は、上部開口が誘電体部材により閉鎖された真空容器と、前記誘電体部材の上方に配置された上部電極と、前記真空容器内に前記上部電極と対向するように配置され、単結晶Siからなる被エッチング層を備える処理対象物が載置される下部電極と、前記上部電極に高周波電力を供給するための第１の電源と、前記下部電極に高周波電力を供給するための第２の電源と、プラズマ化するとFラジカルを生じる第１のエッチングガスを前記真空容器内に供給するための第１のガス供給源と、プラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じる第２のエッチングガスを前記真空容器内に供給するための第２のガス供給源と、前記第１及び第２の電源、並びに前記第１及び第２のガス供給源の動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１のガス供給源に前記第１のエッチングガスを前記真空容器内に導入させ、かつ前記第１及び第２の電源から前記上部及び下部電極に対してそれぞれ高周波電力を印加させ、前記第１のエッチングガスをプラズマ化して前記被エッチング層をエッチングしてトレンチを形成し、エッチング深さが、目標エッチング深さの１／２倍に達した後であって前記目標エッチング深さから前記トレンチの底幅の１／２倍を減じた値に達する前に、前記第１のエッチングガス供給源に前記第１のエッチングガスの供給を停止させ、前記第２のエッチングガス供給源に前記第２のエッチングガスを前記真空容器に導入させ、かつ前記第１及び第２の電源から前記上部及び下部電極に対してそれぞれ高周波電力を印加させ、前記第２のエッチングガスをプラズマ化して前記被エッチング層をエッチングして前記トレンチをさらに掘り込むことを特徴とするドライエッチング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
プラズマ化するとFラジカルを生じるガスをエッチングガスとする第１のエッチング工程を実行し、エッチング深さが目標エッチング深さに達する前にプラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じるガスをエッチングガスとする第２のエッチング工程に切り換えることにより、単結晶Siからなる被エッチング層にサブトレンチがなく底部が平坦な２００nm以下程度に狭幅化したトレンチを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態に係るドライエッチング方法に使用するドライエッチング装置の一例を示す。
【００１６】
ドライエッチング装置１は上部開口が誘電体板（誘電体部材）２により閉鎖されたチャンバ（真空容器）３を備える。誘電体板２の上方には上部電極としてICPコイル（誘導結合プラズマコイル）４が配置されている。ICPコイル４は、可変コンデンサ５Ａを介して高周波電源（第１の電源）６Ａに電気的に接続されている。一方、チャンバ３内の底部側には、基板（処理対象物）７が配置される下部電極８がICPコイル４と対向するように配置されている。本実施形態では、基板７はESC（静電チャック）電極９Ａ，９Ｂによって下部電極８上に静電的に保持される。しかし、基板７を下部電極８上に保持するための機構は特に限定されない。下部電極は可変コンデンサ５Ｂを介して高周波電源６Ｂ（第２の電源）に電気的に接続されている。
【００１７】
チャンバ３のガス導入口３ａには、それぞれフローコントローラ１１Ａ〜１１Ｄを介して、エッチングガス供給源１２Ａ〜１２Ｃと希釈ガス供給源１３に接続されている。エッチングガス供給源１２ＡはSF6ガスを供給する。エッチングガス供給源１２ＢはO2ガスを供給する。エッチングガス供給源１２ＣはCl2ガスを供給する。希釈ガス供給源１３はArガスを供給する。エッチングガス供給源１２Ａ〜１２Ｃ及び希釈ガス供給源１３からのチャンバ３へのガスの供給の有無及び供給量は、対応するフローコントローラ１１Ａ〜１１Ｄによって制御される。
【００１８】
チャンバ３の排気口３ｂは真空排気装置１４に接続されている。また、チャンバ３には基板７の搬入出のためのゲート３ｃが設けられている。
【００１９】
制御装置１５は、可変コンデンサ５Ａ，５Ｂ、高周波電源６Ａ，６Ｂ、エッチングガス供給源１２Ａ〜１２Ｃ、希釈ガス供給源１３、フローコントローラ１１Ａ〜１１Ｄ、及び真空排気装置１４を含む装置全体を統括的に制御してドライエッチングプロセスを実行する。
【００２０】
図２Ａを参照すると、基板７は単結晶Siからなる被エッチング層２１を備え、この被エッチング層２１上にトレンチ２２に対応する形状の開口部を有するレジストマスク２３が形成されている。
【００２１】
次に、本実施形態のドライエッチング方法を説明する。本実施形態では、単結晶Siからなる被エッチング層２１に狭幅化したトレンチ２２をドライエッチングにより形成する。具体的には、開口部の幅Wuが５００nm、底幅Wbが２００nm、目標のエッチング深さ（目標エッチング深さ）Dtが１９００nmのトレンチ２２を形成する。被エッチング層２１の厚さは特に限定されないが、例えば６００〜７００μm程度である。
【００２２】
本実施形態のドライエッチング方法では、まず第１のエッチング工程としてのメインエッチング工程（図３の時刻t0〜t1）を実行し、それに続いて第２のエッチング工程としての追加エッチング工程（図３の時刻t1〜t2）を実行する。
【００２３】
まず、メインエッチング工程について説明する。基板７をチャンバ３内へ搬入して下部電極８に配置した後、真空排気装置１４でチャンバ３内のガスをパージする。次に、チャンバ３内にSF6/O2/Ar混合ガスを導入する。具体的には、エッチングガス供給源１２ＡからSF6ガスを、エッチングガス供給源１２ＢからO2ガスを、希釈ガス供給源１３からArガスをそれぞれ所定流量で導入する。また、SF6/O2/Ar混合ガスの導入を実行しつつ、真空排気装置１４により所定流量で排気を行い、チャンバ３内を所定圧力に維持する。その後、ICPコイル４に対して高周波電源６Ａから高周波電力を供給すると共に、下部電極８に対して高周波電源６Ｂから高周波電力（バイアス電力）を供給する。
【００２４】
ICPコイル４への高周波電力の供給により発生する誘導結合型放電によって、SF6/O2/Ar混合ガスがプラズマ化する。プラズマＰ中では、SF6ガスに由来するF成分、Fラジカル、正イオン（Sイオン、フッ化硫黄系のイオン等）が生じると共に、O2ガスに由来するO成分（正イオンであるOイオンを含む）が発生する。
【００２５】
プラズマＰで発生したF成分、Fラジカル、及びO成分が被エッチング層２２のレジストマスク２３から露呈している部分に入射する。図２Ｂに模式的に示すように、エッチング種であるFラジカルと正イオン（SイオンやOイオン等）により被エッチング層２１がエッチングされる。この際、Fラジカルと被エッチング層２１が被エッチング層２１のSi原子と反応して揮発性反応生成物であるSiF4（四フッ化シリコン）、Si2F6（六フッ化二ケイ素）等のシリコンフッ化物が生成され、被エッチング層２１から離脱する（Six＋FY＝SixFY）。下部電極８へバイアス電力を供給する状態でエッチングを実行することにより、トレンチ２２の底部に向かう正イオンの運動エネルギが活性化する。具体的には、バイアス電力により引き込まれた正イオンがトレンチ２２の底部をアタックして削るためFラジカルがSiと反応し易くなり、トレンチ２２の底部のエッチングレートがトレンチ２２の側壁部のエッチングレートよりも高くなる。
【００２６】
SF6ガスにO2ガスを添加したことにより、良好な形状制御性と寸法制御性が得られる。その理由は次の通りである。O成分が被エッチング層２１を構成するSi原子と反応してSiO2（酸化シリコン）等のSi酸化物が生成され、このSi酸化物がトレンチ２２の側壁部に付着留する（Si＋Ox＝SiOx）。メインエッチング工程における被エッチング層２１のエッチングは、基板７の被エッチング層２１の側壁や底部に生成されたSi酸化物を除去しつつ進行するので、O2ガスの添加量等のエッチング条件を調整することで、トレンチ２２のエッチング（サイドエッチ）の幅や角度を良好に制御できる。
【００２７】
しかし、このメインエッチング工程によりエッチングされたトレンチ２２の底部は、サブトレンチは生じないものの、平坦形状とはならずラウンド形状となる。その理由は、以下のように推察される。まず、前提としては、トレンチ２２の底部の形状は、底部に衝突するイオンの入射量分布、圧力、及び反応生成物の排出性が主たる要因となって決まる。メインエッチング工程は比較的高い圧力下で実行されるので（高圧プロセス）、底部の中央領域と比較して外側領域（底部のうち側壁に近い領域）にはイオンが入射しにくい傾向がある。また、プラズマ化したエッチングガスから供給されるのはラジカルが主体でイオン自体が少ないため、この傾向がより顕著なる。さらに、エッチング速度が速いため反応生成物も多く、底部の中央領域で発生した反応生成物がイオンの入射しにくい底部の外側領域に再付着しやすい。再付着した反応生成物は底部の外周領域のエッチングを阻害する。以上の結果、底部の中央領域と比して外側領域のエッチングが進行せず、底部がラウンド形状となる。
【００２８】
メインエッチング工程の具体的なエッチング条件は例えば以下の通りである。SF6ガスO2ガス、及びArガスの供給流量は、それぞれ３０sccm、３０sccm、及び６０sccm（総供給流量１２０sccm）である。チャンバ３内の圧力は５Paに維持される。ICPコイル４への供給電力は５００Wで、下部電極８へ供給するバイアス電力は５０Wである。ただし、メインエッチング工程の条件はこの例に限定されない。具体的には、SF6ガス、O2ガス、及びArガスの総供給流量は、５０〜１０００sccmが好ましく、１００〜８００sccmがより好ましい。SF6ガスとO2ガスの供給量流量比は、SF6：O2＝３：７〜７：３が好ましく、SF6：O2＝４：６〜６：４がより好ましい。総供給流量に対するArガスの供給流量割合は、０〜９０％が好ましく、５０〜８０％がより好ましい。チャンバ３内の圧力は、１〜３０Paが好ましく、５〜１５Paがより好ましい。ICPコイル４への供給電力は、３００〜１５００Wが好ましく、５００〜１０００Wがより好ましい。下部電極８へ供給するバイアス電力は、２０〜１００Wが好ましく、３０〜６０Wがより好ましい。
【００２９】
メインエッチング工程を所定時間継続した後、メインエッチング工程から追加エッチング工程に移行する（図３の時刻t1）。具体的には、エッチングガス供給源１２ＡからのSF6ガスの導入、エッチングガス供給源１２ＢからのO2ガスの導入、及び希釈ガス供給源１３からのArガスの導入をすべて停止する。一方、エッチングガス供給源１２Ｃからチャンバ３内にCl2ガスを所定流量で導入しつつ、真空排気装置１４により所定流量で排気を行いチャンバ３内を所定圧力で維持する。つまり、メインエッチング工程ではSF6/O2/Ar混合ガスであったエッチングガスを、追加エッチング工程ではCl2ガスに切り換える。また、追加エッチング工程では、チャンバ３の圧力をメインエッチング工程よりも低圧に設定する。さらに、追加エッチング工程では、高周波電源６ＡからICPコイル４への供給電力と、高周波電源６Ｂから下部電極８へ供給するバイアス電力とを、メインエッチング工程よりも増大させる。
【００３０】
ICPコイル４への高周波電力の供給で発生する誘導結合型放電により、Cl2ガスがプラズマ化する。プラズマＰ中では、Cl2ガスに由来するCl成分、Clラジカル、正イオンが発生し、メインエッチング工程と同様の機構によりトレンチ２２のエッチングが進行する。前述のようにメインエッチング工程ではトレンチ２２の底部がラウンド形状であるが、追加エッチング工程を実行することにより図２Ｃに示すようにトレンチ２２の底部は平坦形状となる。エッチング深さDが目標エッチング深さDtに達するまで追加エッチング工程を継続する（図３の時刻t2）。
【００３１】
追加エッチング工程によりトレンチ２２の底部がラウンド形状から平坦形状になる理由は以下のように推察される。前述のように、トレンチ２２の底部の形状は、底部に衝突するイオンの入射量分布、圧力、及び反応生成物の排出性が主たる要因となって決まる。追加エッチング工程は比較的低い圧力下で実行されるので（低圧プロセス）、底部の外側領域にもイオンが入射しやすい。また、エッチング速度が遅いため反応生成物も比較的少なく、底部の中央領域で発生した反応生成物が底部の外周領域に再付着しにくく、再付着した反応生成物によりエッチングが阻害されにくい。以上の結果、底部の中央領域と同様に外側領域のエッチングが進行し、底部がラウンド形状から平坦形状となる。
【００３２】
追加エッチング工程の具体的なエッチング条件は例えば以下の通りである。Cl2ガスの供給流量は１００sccmである。チャンバ３内の圧力は０．８Paに維持される。ICPコイル４への供給電力は６００Wで、下部電極８へ供給するバイアス電力は２００Wである。ただし、追加エッチング工程の条件はこの例に限定されない。具体的には、Cl2ガスの供給流量は５０〜３００sccmが好ましく、１００〜２００sccmがより好ましい。チャンバ３内の圧力は０．５〜３Paが好ましく、０．８〜２Paがより好ましい。ICPコイル４への供給電力は、３００〜１０００Wが好ましく、４００〜８００Wがより好ましい。下部電極８へ供給するバイアス電力は、５０〜３００Wが好ましく、１０〜２００Wがより好ましい。
【００３３】
メインエッチング工程から追加エッチング工程への切り換え（図３の時刻t1）は、被エッチング層２１のエッチングの最終段階、すなわちエッチング深さDが目標エッチング深さDtに十分に近づいた状態で実行するように設定する。例えば、エッチング深さDが目標エッチング深さDtの１／２倍に達した後であって目標エッチング深さからトレンチの底幅Wb（目標エッチング深さDtまでトレンチ２２を掘ったときの底幅）の１／２倍を減じた値に達する前に、メインエッチング工程から追加エッチング工程に移行する（第１の移行条件）。この第１の移行条件の場合、メインエッチング工程から追加エッチング工程への切り換えを実行するエッチング深さDは以下の式（１）で表される。
【００３４】
【数１】
2010080575.tif 000003
【００３５】
代案としては、エッチング深さDが目標エッチング深さDtの５０％に達した後であって目標エッチング深さの９５％に達する前に、メインエッチング工程から追加エッチング工程に移行してもよい（第２の移行条件）。
【００３６】
エッチング深さDが目標エッチング深さDtに達するまでメインエッチング工程を継続し、時間経過に伴うエッチング深さDの増加を測定する実験を行えば、この実験結果から第１及び第２の移行条件のいずれを使用する場合についてもメインエッチング工程から追加エッチング工程への移行のタイミング（図３の時刻t1）が得られる。
【００３７】
以上のように、SF6/O2/Ar混合ガスをエッチングガスとするメインエッチング工程によるエッチングを、エッチング深さDが目標エッチング深さDtに達する前にCl2ガスをエッチングガスとする追加エッチング工程に切り換えることにより、トレンチ２２の底部をサブトレンチのない平坦な形状にできる。また、目標エッチング深さDtの大部分が高圧プロセスであってエッチングレートが高いメインエッチング工程により掘り込むことにより得られる点、及び２段階の工程（メインエッチング工程と追加エッチング工程）を実行するだけでよい点で加工に要する時間を短縮できる。つまり、本実施形態のドライエッチング方法により、単結晶Siからなる被エッチング層２１に、サブトレンチがなく底部が平坦である狭幅化されたトレンチ２２（２００nm以下程度）を短時間で形成できる。
【００３８】
本発明は実施形態に限定されず、以下に列挙するように種々の変形が可能である。
【００３９】
メインエッチング工程で使用するエッチングガスはSF6ガスを含有するものに限定されず、プラズマ化するとFラジカルを生じる種々のガスを使用できる。このようなガスとしては、例えばNF3ガスがある。また、前述の実施形態ではSF6ガスにO2ガスを添加しているが、SF6ガスやNF3ガスのようなFラジカル源となるガスをO2ガスを添加することなくエッチングガスとして使用してもよい。さらに、前述の実施形態では、Arガスを希釈ガスとしてエッチングガスに添加しているが、Arガス以外の希ガスを希釈ガスとして使用してもよいし、希釈ガスを使用しなくてもよい。
【００４０】
追加エッチング工程で使用するエッチングガスは実施形態のようなCl2ガスに限定されず、プラズマ化するとFラジカル以外のハロゲンラジカルを生じる他のガスを使用できる。このようなガスとしては、例えばHBrガス、I含有ガス等、及びそれらとO2ガスの混合ガスがある。実施形態の条件のメインエッチング工程を実行した後、HBr/O2ガスを使用して追加エッチング工程（HBr/O2＝１００／５sccm、チャンバ３内の圧力は１Pa、ICPコイル４及び下部電極８への供給電力はそれぞれ６００Wと２００W）を実行したところ、サブトレンチがなく底部が平坦なトレンチが得られた。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施形態に係るドライエッチング方法に使用するドライエッチング装置を示す模式図。
【図２Ａ】基板を示す模式的な断面図。
【図２Ｂ】メインエッチング工程中の基板を示す模式的な断面図。
【図２Ｃ】追加エッチング工程中の基板を示す模式的な断面図。
【図３】本発明のドライエッチング方法におけるエッチングガス、ICPコイルへの供給電力、及び下部電極へのバイアス電極の切換を示す模式的なグラフ。
【符号の説明】
【００４２】
１  ドライエッチング装置
２  誘電体板
３  チャンバ
３ａ  ガス導入口
３ｂ  排気口
３ｃ  ゲート
４  ICPコイル（上部電極）
５Ａ，５Ｂ  可変コンデンサ
６Ａ，６Ｂ  高周波電源
７  基板
８  下部電極
１１Ａ〜１１Ｄ  フローコントローラ
１２Ａ〜１２Ｃ  エッチングガス供給源
１３  希釈ガス供給源
１４  真空排気装置
１５  制御装置
２１  被エッチング層
２２  トレンチ
２３  レジストマスク
【図１】
2010080575.tif 000004
【図２Ａ】
2010080575.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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