(57)【要約】【課題】  プラズマエッチングによって基板が帯電し、パターンの形成不良などを引き起こすこと。【解決手段】  プラズマエッチングの実施後、エッチングチャンバ１内に基板１００および基板１００上のマスク材料とエッチング反応を生じないガスを導入し、基板１００に電離放射線を照射することで、プラズマエッチングによって形成したパターン、およびマスク材料にダメージを与えることなく基板１００の帯電を解消する。基板１００への電離放射線の照射は、開閉式のシャッター等で制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバ内に設置された基板をプラズマ放電によってエッチングするプラズマエッチング方法であって、
前記基板が設置された前記チャンバ内にエッチングガスを導入する工程と、
前記エッチングガスが導入された前記チャンバ内に前記プラズマ放電を発生させる工程と、
前記プラズマ放電を停止する工程と、
前記チャンバ内から前記エッチングガスを排気する工程と、
前記チャンバ内に除電ガスを導入する工程と、
前記除電ガスが導入された前記チャンバ内の前記基板に電離放射線を照射する工程と、
を含んだことを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記エッチングガスと前記除電ガスとは異なる気相原子または気相分子で構成され、前記除電ガスが電離または解離して生成するイオンまたはラジカルに対し、前記基板の材料がエッチング耐性を有していることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチングガスと前記除電ガスとは異なる気相原子または気相分子で構成され、前記除電ガスが電離または解離して生成するイオンまたはラジカルに対し、前記基板上に形成されたマスクの材料がエッチング耐性を有していることを特徴とする請求項１記載のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
チャンバ内に設置された基板をプラズマ放電によってエッチングするプラズマエッチング装置であって、
前記プラズマ放電を開始および停止するプラズマ放電手段と、
前記チャンバ内にエッチングガスまたは除電ガスを導入するガス導入手段と、
前記チャンバ内から前記エッチングガスおよび前記除電ガスを排出するガス排出手段と、
電離放射線口から前記基板に電離放射線を照射する電離放射線照射手段と、を備え、
前記電離放射線照射手段は、前記電離放射線照射口からの前記基板に対する前記電離放射線の照射を制御する開閉式のシャッターを備えることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造およびＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）製造等におけるプラズマエッチング方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラズマエッチングは、基板上に微細な凹凸形状を形成するために用いられる。気体分子に高周波電圧を印加するなどして生成されるプラズマには、反応性の高いラジカルや正イオン、電子が存在しており、例えば基板原子とラジカルが化学反応を起こし、揮発性の高い生成物を形成し、基板から脱離することでエッチングが進行する。
【０００３】
一般的なプラズマエッチング装置では、基板下部電極にコンデンサーを介して高周波電圧を印加することによって、下部電極を負電位とする。その後、負電荷の電子は反発されるため、下部電極周辺にはイオンのみが存在するイオンシースが形成される。このイオンシースで発生した電界によってプラズマ中で生成した正イオンが加速され、基板表面に方向性を持って入射する。
【０００４】
このため、プラズマ内で方向性を持たないラジカルとの化学反応によるエッチングが支配的な化学的エッチングでは、等方的なエッチングが進行してしまい、エッチングによって形成するパターンの形状の制御が困難となる。これに対し、基板に対して垂直方向に正イオンが入射し、このイオンによる衝撃がエッチング反応を促進する物理的エッチングでは、異方性エッチングが可能となり、エッチングによって形成するパターンの形状の制御が可能となる。
【０００５】
例えば、珪素（Ｓｉ）を、六フッ化硫黄（ＳＦ６）ガスを用いたプラズマでエッチングする場合、エッチングの反応機構としてはＳｉとフッ素（Ｆ）ラジカルが反応し、揮発性の高い四フッ化珪素（ＳｉＦ４）を生成することが知られている。このエッチング反応は自発的に進行するため、イオン衝撃は必要なく、前述のように等方的なエッチングが進行してしまう。
【０００６】
一方、上記プラズマにパーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）を添加した場合、Ｃ４Ｆ８の解離反応によって生成されるＣＦ２ラジカルが重合体を形成し、基板表面に堆積する。この堆積膜はエッチングによって形成される凹凸パターンを覆うように付着するが、例えば凹部の底面においては、基板に対して垂直方向に入射するイオンによって堆積膜は物理的エッチングされ、基板表面の一部が露出してエッチング反応が進行する。この時、側壁には堆積膜が存在するため、これが保護の役割を果たし、基板に対して水平方向のエッチングは阻害される。これは側壁保護効果と呼ばれる。このように、堆積膜による側壁保護効果と、正イオンによる物理的エッチングを利用することで、形成するパターンの形状を制御することが可能となる。
【０００７】
また、二酸化珪素（ＳｉＯ２）のように、ＣＦ２ラジカルによって形成された重合体からなる堆積膜とＳｉＯ２との界面で化学反応が生じ、反応中間体を形成し、イオン衝撃によるエネルギーの供与によって反応中間体が次なる化学反応を生じ、揮発性の高い反応生成物となる反応機構も存在する。
【０００８】
上記のような、プラズマエッチングによって形成するパターンの形状を制御する場合、基板の帯電による影響が懸念される。
【０００９】
例えば、レジストなどの樹脂をマスクとして、下地基板をプラズマエッチングによって加工し、微細な孔、もしくは溝を形成する場合、レジスト表面が負に帯電するのに対し、エッチング部は正イオンの入射によって正に帯電し、エッチング部に正イオンが入り込み難くなる現象がある。これはパターンの開口寸法が微細になるほど顕著となり、マイクロローディング効果と呼ばれる（下記非特許文献１参照）。
【００１０】
マイクロローディング効果の原因としてはその他にも、プラズマエッチングによって開口寸法が微細なパターンを形成する場合に、パターン底面に堆積膜が形成され、またこの堆積膜が正に帯電することで、正イオンによる衝撃エネルギーが不十分となり、エッチングが進行しなくなるエッチストップや、微細パターンの底面、側壁が正に帯電することで、入射するイオンエネルギーが減少してしまうことなどが挙げられる。
【００１１】
さらに、低圧で高密度のプラズマによって、例えば難エッチング材料として知られる水晶などの圧電材料をエッチングした場合、イオン衝撃が支配的なエッチングを長時間実施するため、基板の帯電からパターンの寸法に関わらずエッチングが進行しなくなってしまう場合もある。
【００１２】
また、帯電した基板をエッチングチャンバから搬送する際、下部電極からリフトアップするためのリフトピンや、基板を搬送するアームとの接触によって、基板の帯電状態が急激に変化し、正常な基板の搬送が困難となる場合がある。
【００１３】
このような基板の帯電を防ぐために、例えば下記特許文献１に記載されているような、プラズマチャンバ内に負イオン源を設け、該イオン源にて生成した負イオンを基板に照射するプラズマ処理装置およびプラズマ処理方法が発明されている。
【００１４】
また、下記特許文献２に記載されているような、フォトマスク基板表面に軟Ｘ線を照射することによって、大気中の気相分子をイオン化し、フォトマスク基板の除電を行なうフォトマスクエッチング装置が発明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２０００−１００７９０号公報
【特許文献２】特許第３６０５４８５号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】徳山巍著、「超微細加工技術」１９９７年２月２５日、オーム社、Ｐ２２５−２２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
例えば、マイクロローディング効果を負イオンの照射によって低減させる場合、レジストマスクを使用していると、レジスト表面は負に帯電してしまっているため、パターンが微細になるほど電気的な反発によって、負イオンの溝の底面への到達が困難となることが懸念される。
【００１８】
また、軟Ｘ線を照射して気相分子を電離し、基板の除電を行なう場合、例えば基板のエッチングガスを用いてしまうと、軟Ｘ線の照射によって電離したイオンや解離したラジカルが基板とエッチング反応を起こし、パターンの形成不良が懸念される。
【００１９】
さらに、例えば、レジストをマスクとしてＳｉを材料とする基板のエッチングを行い、マイクロローディング効果を低減するため、エッチング工程の途中に軟Ｘ線を照射する除電工程を設けた場合、チャンバ内に酸素分子が存在すると、軟Ｘ線の照射によって生成するオゾンやラジカル、イオンによってレジストがアッシングされてしまい、前記除電工程の前後でマスク寸法が変わってしまい、パターンの形成不良が懸念される。
【００２０】
さらに、例えば基板のエッチングを行なうチャンバ内に軟Ｘ線を照射する機構を備えた場合、基板のエッチング時に生成するプラズマによるダメージで、軟Ｘ線照射機構が故障してしまうことが懸念される。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、チャンバ内に設置された基板をプラズマ放電によってエッチングするプラズマエッチング方法であって、前記基板が設置された前記チャンバ内にエッチングガスを導入する工程と、前記エッチングガスが導入された前記チャンバ内に前記プラズマ放電を発生させる工程と、前記プラズマ放電を停止する工程と、前記チャンバ内から前記エッチングガスを排気する工程と、前記チャンバ内に除電ガスを導入する工程と、前記除電ガスが導入された前記チャンバ内の前記基板に電離放射線を照射する工程と、を含んだことを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記エッチングガスと前記除電ガスとは異なる気相原子または気相分子で構成され、前記除電ガスが電離または解離して生成するイオンまたはラジカルに対し、前記基板の材料がエッチング耐性を有していることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記エッチングガスと前記除電ガスとは異なる気相原子または気相分子で構成され、前記除電ガスが電離または解離して生成するイオンまたはラジカルに対し、前記基板上に形成されたマスクの材料がエッチング耐性を有していることを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、チャンバ内に設置された基板をプラズマ放電によってエッチングするプラズマエッチング装置であって、前記プラズマ放電を開始および停止するプラズマ放電手段と、前記チャンバ内にエッチングガスまたは除電ガスを導入するガス導入手段と、前記チャンバ内から前記エッチングガスおよび前記除電ガスを排出するガス排出手段と、電離放射線口から前記基板に電離放射線を照射する電離放射線照射手段と、を備え、前記電離放射線照射手段は、前記電離放射線照射口からの前記基板に対する前記電離放射線の照射を制御する開閉式のシャッターを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のプラズマエッチング方法は、エッチング基板の帯電を解消するため、除電ガスを導入したチャンバ内に設置された基板に電離放射線を照射する工程を設けるが、前記除電ガスが電離もしくは解離して生成するイオンもしくはラジカルに対し、基板材料がエッチング耐性を有するため、基板もしくはプラズマエッチングによって形成したパターンへのダメージを防止し、パターンの形成不良を防止することで歩留まりを改善する効果を奏する。
【００２３】
また、本発明のプラズマエッチング装置は、チャンバ内に設置する電離放射線照射機構の照射口とプラズマ生成領域をシャッターによって仕切ることができることを特徴とするため、電離放射線照射口がプラズマに晒されることが無く、よって照射口への堆積物の付着によって基板に照射される電離放射線強度が低下することによる除電機能の低下や、電離放射線照射機構へのダメージを防止することができるため、歩留まりの改善や、装置の故障を未然に防止することが可能となり、ランニングコストの低減を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一の実施形態で用いられるプラズマエッチング装置の該略図。
【図２】本発明の第二の実施形態で用いられるプラズマエッチング装置の該略図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の第一から第二の実施形態を、図面を用いて説明する。尚、以下に記載する本発明の実施形態では、本発明の誘導結合型プラズマエッチング装置への適用について説明するが、これらは本発明の適用範囲を限定するものではなく、本発明の実施形態に記載していない、例えば平行平板型プラズマエッチング装置やヘリコン波プラズマエッチング装置に適用することも可能である。また、ガス導入部や電極、誘導コイルや排気機構など、プラズマエッチング装置に付属する機構については、適宜最適な位置に配置しても良いものとする。
【００２６】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態であるプラズマエッチング装置を示している。第一の実施形態では、プラズマエッチングチャンバ１の天板に絶縁層５１によって覆われた誘導コイル３１を具備したプラズマエッチング装置を用いる。図１に示すプラズマエッチング装置は、チャンバ（プラズマエッチングチャンバ１）内に設けられ、基板１００が設置される下部電極２と、下部電極に高周波電圧を印加する下部電極電源３（高周波電圧印加手段）と、チャンバ内にエッチングガスおよび除電ガスを導入するガス導入部４（ガス導入手段）と、チャンバ内からエッチングガスおよび除電ガスを排出する排気部５（ガス排出手段）と、電離放射線口から基板１００に電離放射線を照射する電離放射線照射機構１１（電離放射線照射手段）と、を備え、チャンバ内に設置された基板をプラズマ放電によってエッチングする。下部電極２および下部電極電源３は、プラズマ放電を開始および停止するプラズマ放電手段である。後述するように、電離放射線照射機構１１（電離放射線照射手段）には、電離放射線照射口からの基板１００に対する電離放射線の照射を制御する開閉式のシャッター２１を備える。
【００２７】
まず、プラズマエッチングチャンバ１の中に基板１００を導入し、下部電極２上に設置する。
【００２８】
次にガス導入部４によってプラズマエッチングチャンバ１に基板１００のエッチングガスを供給する。すなわち、基板が設置された前記チャンバ内にエッチングガスを導入する。プラズマエッチングチャンバ１に供給されたエッチングガスは、排気部５から排気されるが、供給するガスの流量と、排気口の開口率を制御することによって、プラズマエッチングチャンバ１内の圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒの範囲内で一定に保つことが可能である。圧力を一定に保った後、下部電極電源３、および誘導コイル電源４１に所定の高周波電力を印加し、基板１００をエッチングするためのプラズマを生成する。すなわち、エッチングガスが導入されたチャンバ内にプラズマ放電を発生させる。この時、図１（ａ）に示すように、電離放射線照射機構１１の照射口に設置されたシャッター２１は閉じている。所定時間プラズマ放電を継続後、下部電極電源３、および誘導コイル電源４１への高周波電力の印加を停止し、ガス導入部４からエッチングガスの供給を停止し、プラズマエッチングチャンバ１に残留したエッチングガスを排気する。すなわち、プラズマ放電を停止し、その後チャンバ内からエッチングガスを排気する。上記工程を基板１００エッチング工程と称する。
【００２９】
続いて、ガス導入部４よりプラズマエッチングチャンバ１に除電ガスを供給する。すなわち、チャンバ内に除電ガスを導入する。前記除電ガスは、電離および解離によって生成するイオンおよびラジカルが、基板１００（または基板１００上に形成されたマスク）をエッチングしない原子および分子で構成されるものとする。すなわち、エッチングガスと除電ガスとは異なる気相原子または気相分子で構成され、除電ガスが電離または解離して生成するイオンまたはラジカルに対し、基板１００の材料または基板１００上に形成されたマスクの材料がエッチング耐性を有している。プラズマエッチングチャンバ１に供給された除電ガスは排気部５から排気されるが、供給するガスの流量と、排気口の開口率を制御することによって、プラズマエッチングチャンバ１内の圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒの範囲内で一定に保つことが可能である。圧力を一定に保った後、図１（ｂ）に示すように、電離放射線照射機構１１の照射口に設置されたシャッター２１を開け、電離放射線を基板に向け照射する。すなわち、除電ガスが導入されたチャンバ内の基板１００に電離放射線を照射する。所定時間電離放射線を照射した後、シャッター２１を閉じ、基板に向けた電離放射線の照射を停止する。続いてガス導入部４からの除電ガスの供給を停止し、プラズマエッチングチャンバ１に残留した除電ガスを排気する。上記工程を基板１００除電工程と称する。
【００３０】
除電工程において照射する電離放射線としては、荷電粒子線、またはＸ線、極端紫外線、真空紫外線、深紫外線などを利用することが望ましい。また、例えば電子放射線照射機構に紫外線レーザーを用いる場合は、照射口付近にレンズ、もしくは拡散板を設けることによって照射範囲を広げる、またはミラーを設けレーザー光を走査することで広範囲にわたりレーザー光を照射することができる。
【００３１】
基板１００エッチング工程の後に基板１００除電工程を実施することによって、基板の帯電を防止することができ、基板搬送時のリフトピンや搬送アームとの接触による帯電状態の変化が生じ難くなる。また、基板１００エッチング工程と基板１００除電工程を繰り返し実施することによって、基板の帯電に起因するマイクロローディング効果を抑制することが可能となり、パターン深さの開口寸法依存を低減することが可能となる。
【００３２】
（第二の実施形態）
図２は本発明の第二の実施形態であるプラズマエッチング装置を示している。第二の実施形態ではプラズマエッチングチャンバ１の側壁に絶縁層５２によって覆われた誘導コイル３２を具備したプラズマエッチング装置を用いる。
【００３３】
まず、プラズマエッチングチャンバ１の中にシリコン基板１０１を導入し、下部電極２上に設置する。シリコン基板１０１の表面にはフォトレジストによる開口寸法を有するパターンが形成されている。
【００３４】
次に、ガス導入部４よりプラズマエッチングチャンバ１にＳＦ６とＣ４Ｆ８と酸素（Ｏ２）を所定の比率で混合したエッチングガスを供給する。プラズマエッチングチャンバ１に供給されたエッチングガスは排気部５から排気されるが、供給するガスの流量と、排気口の開口率を制御することによって、プラズマエッチングチャンバ１内の圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒの範囲内で一定に保つことが可能である。圧力を一定に保った後、下部電極電源３、および誘導コイル電源４２に所定の高周波電力を印加し、プラズマ放電を開始させる。この時、図２（ａ）に示すように、重水素ランプ１２の照射口に設置されたシャッター２２は閉じている。所定時間プラズマ放電を継続後、下部電極電源３、および誘導コイル電源４２への高周波電力の印加を停止し（プラズマ放電の停止）、ガス導入部４からエッチングガスの供給を停止し、プラズマエッチングチャンバ１に残留したエッチングガスを排気する。上記工程を基板１０１エッチング工程と称する。
【００３５】
続いて、ガス導入部４よりプラズマエッチングチャンバ１に除電ガスを供給する。プラズマエッチングチャンバ１に供給された除電ガスは排気部５から排気されるが、供給するガスの流量と、排気口の開口率を制御することによって、プラズマエッチングチャンバ１内の圧力を１〜１０００ｍＴｏｒｒの範囲内で一定に保つことが可能である。圧力を一定に保った後、図２（ｂ）に示すように、プラズマエッチングチャンバ１の天板に設置された重水素ランプ１２の照射口に設置されたシャッター２２を開け、紫外線を基板に向け照射する。所定時間紫外線を照射した後、シャッター２２を閉じ、基板に向けた電離放射線の照射を停止する。続いてガス導入部４からの除電ガスの供給を停止し、プラズマエッチングチャンバ１に残留した除電ガスを排気する。上記工程を基板１０１除電工程と称する。
【００３６】
基板１０１はＳｉを材料とし、さらに表面にはフォトレジストパターンが形成されているため、前記除電ガスには重水素ランプ１２の照射によってＳｉをエッチングするＦラジカルや、フォトレジストをアッシングしてしまう酸素（Ｏ）ラジカルを生成してしまうガスの適用は避ける必要がある。除電ガスとしては、例えば水素（Ｈ２）や窒素（Ｎ２）、塩素（Ｃｌ２）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などが適用可能である。
【００３７】
基板１０１エッチング工程と基板１０１除電工程を繰り返し実施することによって、基板の帯電に起因するマイクロローディング効果を抑制することが可能となり、パターン深さの開口寸法依存を低減することが可能となる。
【実施例】
【００３８】
厚さ０．５ｍｍ、４インチウェハ形状の石英基板上を２枚用意し、それぞれスパッタリングによって５０ｎｍのＣｒ膜を成膜し、さらにスピンコートによって膜厚２００ｎｍの化学増幅型の荷電粒子線リソグラフィ用レジストを該基板上に塗布した。
【００３９】
次に、該基板に荷電粒子線によって、評価パターンとして設計寸法１００ｎｍ、５００ｎｍ、１０μｍの繰り返し線状パターンを描画した。各繰り返し線状パターンは１ｍｍ×１ｍｍの正方形領域に形成されており、基板上でパターンが重なる領域は存在しない。また該評価パターンとは重ならない領域に１ｍｍ×１ｍｍの正方形パターンを描画した。荷電粒子線による描画を実施した基板を１１０℃のホットプレート上に３分載せた後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドを用いたパドル方式現像を行い、最表面にレジストパターンが形成された２枚の石英基板を得た。
【００４０】
最表面にレジストパターンが形成された２枚の石英基板に対し外部アンテナ式の誘導結合型プラズマエッチング装置によって、スパッタリングによって形成したＣｒ膜のエッチングを行なった。Ｃｒ膜のエッチング条件は、塩素５０ｓｃｃｍ、酸素１０ｓｃｃｍ、圧力１０ｍＴｏｒｒ、誘導コイル印加電力５００Ｗ、下部電極印加電力１０Ｗとした。尚、印加した電力周波数は１３．５６ＭＨｚである。エッチング時間は、１ｍｍ×１ｍｍの正方形パターンにおけるＣｒの消失時間の２倍とした。
【００４１】
スパッタリングによって成膜したＣｒ膜のエッチングを実施した２枚の石英基板を、硫酸と過酸化水素水の混合溶液に１０分間浸漬し、さらに超純水で２０分間流水洗浄を行なった。以上によって、Ｃｒ膜に荷電粒子線で描画した評価パターンが転写された石英基板２枚を得た。
【００４２】
次に、Ｃｒ膜に荷電粒子線で描画した評価パターンが転写された石英基板の石英エッチングを実施するため、除電機構を備えた外部アンテナ式誘導結合型プラズマエッチング装置を準備した。該工程で使用したプラズマエッチング装置には、エッチングチャンバ天板に誘導コイルが存在し、エッチングチャンバ側壁に発振波長１５７ｎｍのフッ素レーザーを取り付けた。発振したレーザー光が、基板表面より０．７ｍｍ上部を通過するように高さを調整した。レーザー光のスポット径は１ｍｍであった。尚、レーザー発振部と照射口の間にレーザー光を走査するためのアルミミラーを設置している。レーザー照射口にはフッ化マグネシウム窓を使用し、エッチングチャンバ側壁に露出したフッ化マグネシウム窓を覆うため、外部信号によって開閉操作可能なアルミナセラミックスシャッターを設置した。
【００４３】
該プラズマエッチング装置において、石英エッチング工程と除電工程の条件を各々設定した。石英エッチング条件は、六フッ化エタン５０ｓｃｃｍ、ヘリウム５０ｓｃｃｍ、圧力１０ｍＴｏｒｒ、誘導コイル印加電力５００Ｗ、下部電極印加電力２００Ｗとした。尚、印加した電力周波数は１３．５６ＭＨｚである。また、基板と下部電極の間にヘリウムガスを流すことによる基板冷却を実施し、設定温度を２５℃とした。該エッチング工程において、アルミナセラミックスシャッターは閉じてある。除電条件は、酸素２０ｓｃｃｍ、圧力１０ｍＴｏｒｒとし、フッ素レーザーを発振させ、アルミナセラミックスシャッターを開き、アルミミラーによって石英基板全面に照射されるようレーザーを走査した。尚、レーザー走査範囲は基板表面全面を網羅しており、１スキャン２秒とした。
【００４４】
Ｃｒ膜に荷電粒子線で描画した評価パターンが転写された石英基板のうち、１枚は上記石英エッチング工程と除電工程を交互に４回ずつ繰り返し実施した。尚、一回のエッチング工程時間は３０秒、一回の除電工程は１０秒とした。また、各工程間では、高周波電力の印加を停止し、ガスの供給を停止してエッチングチャンバ内の残留ガスを排気する工程を２０秒間設けた。もう一枚の基板は石英エッチング工程のみ２分間実施した。
【００４５】
石英エッチングを実施した２枚の石英基板を、７０℃に熱したＮ−メチルー２−ピロリドンとモノエタノールアミンを含む混合溶液の中に１０分間浸漬し、その後超純水で２０分間流水洗浄を実施し、続いて硝酸アンモニウムセリウム溶液に５分間浸漬し、その後超純水で２０分間流水洗浄を実施した。以上の工程によって、基板表面に荷電粒子線で描画した評価パターンが転写された２枚の石英基板を得た。
【００４６】
２枚の石英基板に形成された評価パターンの深さを、原子力間顕微鏡にて測定した。その結果、除電工程を実施した基板上に形成された設計寸法１００ｎｍ、５００ｎｍ、１０μｍの繰り返し線状パターンの深さと、石英エッチング工程のみを実施した基板上に形成された設計寸法１００ｎｍ、５００ｎｍ、１０μｍの繰り返し線状パターンの深さを比較すると、パターン深さの開口寸法依存は、除電工程を設けることによって小さくなることが確認され、本発明の効果が確認された。また、２枚の石英基板上に形成したパターン形状を走査型電子顕微鏡にて観察した結果、パターン深さを除き類似した画像が取得され、よって除電工程を実施することによるパターン形成不良は確認されなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
半導体製造などに用いられるプラズマエッチング工程において、本発明の除電工程を実施することによって、開口寸法の異なるパターンを一括に形成する場合、パターン深さの開口寸法依存を抑制できる。また、除電工程によるパターン形成不良を防止することができる。さらに、除電工程で使用するエッチングチャンバ内に設置された電離線照射機構の照射口にシャッターを設けることで、エッチングプラズマによる照射口へのダメージを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００４８】
１…プラズマエッチングチャンバ
２…下部電極
３…下部電極電源
４…ガス導入部
５…排気部
１１…電離放射線照射機構
１２…重水素ランプ
２１、２２…シャッター
３１、３２…誘導コイル
４１、４２…誘導コイル電源
５１、５２…絶縁層
１００…基板
１０１…シリコン基板
【図１】
2014072272.tif 000003
【図２】
2014072272.tif 000004