(57)【要約】本発明の１つのシリコン構造体の製造方法は、第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１工程と、前述の第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２工程とを交互に繰り返し行うことによって、シリコン領域を含む被処理物におけるそのシリコン領域をエッチングする工程とを有している。その結果、地球温暖化への影響を軽減したシリコンの異方性ドライエッチングによる、高い垂直性とともに良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。
2011001779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１工程と、前記第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２工程とを交互に繰り返し行うことによって、シリコン領域を含む被処理物の前記シリコン領域をエッチングする工程を有する
シリコン構造体の製造方法。
【請求項２】
誘電結合型プラズマエッチング装置を用いて誘導コイルに第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１工程と、前記誘導コイルに前記第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２工程とを交互に繰り返し行うとともに、前記第１工程の間、シリコン領域を含む被処理物が載置されるステージ電極に高周波電力を印加することによって、前記シリコン領域をエッチングする工程を有する
シリコン構造体の製造方法。
【請求項３】
前記第１のフッ化ヨウ素及び前記第２のフッ化ヨウ素が、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）である
請求項１又は請求項２に記載のシリコン構造体の製造方法。
【請求項４】
前記第１の高周波電力は、１０００Ｗ以上５０００Ｗ以下であり、前記第２の高周波電力は、３００Ｗ以上１０００Ｗ未満である
請求項１又は請求項２に記載のシリコン構造体の製造方法。
【請求項５】
第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１ステップと、前記第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２ステップとを交互に繰り返し行うことによって、シリコン領域を含む被処理物の前記シリコン領域をエッチングするステップを有する
シリコン構造体の製造プログラム。
【請求項６】
誘電結合型プラズマエッチング装置を用いて誘導コイルに第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１ステップと、前記誘導コイルに前記第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２ステップとを交互に繰り返し行うとともに、前記第１ステップの間、シリコン領域を含む被処理物が載置されるステージ電極に高周波電力を印加することによって、前記シリコン領域をエッチングするステップを有する
シリコン構造体の製造プログラム。
【請求項７】
前記第１のフッ化ヨウ素及び前記第２のフッ化ヨウ素が、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）である
請求項５又は請求項６に記載のシリコン構造体の製造プログラム。
【請求項８】
前記第１の高周波電力は、１０００Ｗ以上５０００Ｗ以下であり、前記第２の高周波電力は、３００Ｗ以上１０００Ｗ未満である
請求項５又は請求項６に記載のシリコン構造体の製造プログラム。
【請求項９】
請求項５又は請求項６に記載の製造プログラムを記録した記録媒体。
【請求項１０】
請求項５又は請求項６に記載の製造プログラムにより制御される制御部を備えた
シリコン構造体の製造装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の記録媒体により制御される制御部を備えた
シリコン構造体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン構造体の製造方法及びその製造装置並びにその製造プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンを用いたＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）デバイスが適用される技術分野は日進月歩で拡大しており、近年では、その技術がマイクロタービンやセンサーのみならず情報通信分野や医療分野へも適用されている。このＭＥＭＳ技術を支える主要な要素技術の一つがシリコンの異方性ドライエッチングであり、この要素技術の発展がＭＥＭＳ技術の発展を支えているといえる。【０００３】
従来、幾つか存在するシリコンの異方性ドライエッチングプロセスの中で、本願出願人を含む複数の企業がこれまで提案してきた代表的なプロセスは、エッチング工程と保護膜形成工程とが繰り返し行われるプロセスである（例えば、特許文献１）。このプロセスのエッチング工程では、エッチングガスとして、主として六フッ化硫黄（ＳＦ６）が用いられてきた。また、このプロセスの保護膜形成工程では、保護膜形成ガスとして、有機系の堆積膜を形成する、主としてフッ化炭素（特に、Ｃ４Ｆ８）が用いられてきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２３９０１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、シリコンの異方性ドライエッチングの技術は飛躍的に進歩してきたが、その一方で、これまでそのプロセスを実施するために産業界で使用されてきた温室効果ガスの影響が懸念され始めている。例えば、上述の六フッ化硫黄（ＳＦ６）やＣ４Ｆ８に代表されるフッ化炭素は、いわゆる地球温暖化係数（ＧＷＰ）が非常に高いため、このガスに代替するガスを見出し、市場に送り出すことは、地球環境を考える上でも急務であるといえる。しかしながら、六フッ化硫黄（ＳＦ６）やフッ化炭素は、これまでシリコンの異方性ドライエッチング技術を支える基幹ガスとして用いられてきたため、市場の要求に耐えうる代替ガスを見出すことは容易ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、六フッ化硫黄（ＳＦ６）やフッ化炭素に代わる温暖化係数の低いガスを用いて高い垂直性と良好な側壁形状を達成する、シリコンの異方性ドライエッチング技術の発展に大いに貢献するものである。【０００７】
発明者らは、六フッ化硫黄（ＳＦ６）及びフッ化炭素の代替ガスを選定するにあたり、六フッ化硫黄（ＳＦ６）のプラズマ化によるシリコンのエッチング特性及びフッ化炭素のプラズマ化によるシリコン上に形成される保護膜の特性の調査分析を行った。加えて、発明者らは、特に各種デバイスの性能に直接影響する、シリコン構造体の異方性及び側壁の形状に着目し、数多くの代替ガスの候補について鋭意研究を行った。その結果、発明者らは、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が殆ど無視できるほどに小さいガスが、条件によってはそのガス単体であっても、上述のエッチング工程と保護膜形成工程とが繰り返し行われるプロセスに適用し得ることを見出した。【０００８】
具体的には、未だ詳しいメカニズムは判明していないが、上述のガスを採用した場合、プラズマ化させる際に印加する電力を特定の範囲に設定することによって、被処理物（例えば、シリコン基板）の表面上に何らかの堆積物が形成され易いことが確認された。そこで発明者らは、上述の印加電力の差による堆積物の態様の変化を積極的に利用することにより、六フッ化硫黄（ＳＦ６）のみならず、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の高い保護膜形成のためのフッ化炭素ガスを使用することなく、シリコンの異方性エッチングが可能となることを見出した。本発明は上述の視点により創出された。【０００９】
本発明の１つのシリコン構造体の製造方法は、第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１工程と、前述の第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２工程とを交互に繰り返し行うことによって、シリコン領域を含む被処理物におけるそのシリコン領域をエッチングする工程を有している。【００１０】
このシリコン構造体の製造方法によれば、第１のフッ化ヨウ素が六フッ化硫黄（ＳＦ６）に代わって用いられるだけでなく、従来保護膜形成ガスとして用いられてきたＣ４Ｆ８に代表されるフッ化炭素ガスも使用されない。その結果、第１のフッ化ヨウ素がプラズマ化されるエッチング工程と第２のフッ化ヨウ素がプラズマ化される保護膜形成工程とが交互に繰り返し行われるプロセスにより、高い垂直性と良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。【００１１】
また、本発明のもう１つのシリコン構造体の製造方法は、誘電結合型プラズマエッチング装置を用いて誘導コイル（以下、単にコイルとも言う。）に第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１工程と、その誘導コイルに前述の第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２工程とを交互に繰り返し行うとともに、前述の第１工程の間、シリコン領域を含む被処理物が載置されるステージ電極に高周波電力を印加することによって、そのシリコン領域をエッチングする工程を有している。【００１２】
このシリコン構造体の製造方法によれば、第１のフッ化ヨウ素が六フッ化硫黄（ＳＦ６）に代わって用いられるだけでなく、従来保護膜形成ガスとして用いられてきたＣ４Ｆ８に代表されるフッ化炭素ガスも使用されない。その結果、第１のフッ化ヨウ素が誘電結合型プラズマエッチング装置によってプラズマ化されるエッチング工程とその装置によって第２のフッ化ヨウ素がプラズマ化される保護膜形成工程とが交互に繰り返し行われるプロセスにより、高い垂直性と良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。【００１３】
また、本発明の１つのシリコン構造体の製造プログラムは、第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１ステップと、前述の第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２ステップとを交互に繰り返し行うことによって、シリコン領域を含む被処理物におけるそのシリコン領域をエッチングするステップを有している。【００１４】
このシリコン構造体の製造プログラムによれば、第１のフッ化ヨウ素が六フッ化硫黄（ＳＦ６）に代わって用いられるだけでなく、従来保護膜形成ガスとして用いられてきたＣ４Ｆ８に代表されるフッ化炭素ガスも使用されない。その結果、第１のフッ化ヨウ素がプラズマ化されるエッチングステップと第２のフッ化ヨウ素がプラズマ化される保護膜形成ステップとが交互に繰り返し行われることにより、高い垂直性と良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。【００１５】
また、本発明のもう１つのシリコン構造体の製造プログラムは、誘電結合型プラズマエッチング装置を用いて誘導コイルに第１の高周波電力を印加することにより第１のフッ化ヨウ素をエッチングガスとしてプラズマ化する第１ステップと、その誘導コイルに前述の第１の高周波電力よりも低い第２の高周波電力を印加することにより第２のフッ化ヨウ素を保護膜形成ガスとしてプラズマ化する第２ステップとを交互に繰り返し行うとともに、前述の第１ステップの間、シリコン領域を含む被処理物が載置されるステージ電極に高周波電力を印加することによって、そのシリコン領域をエッチングするステップを有している。【００１６】
このシリコン構造体の製造プログラムによれば、第１のフッ化ヨウ素が六フッ化硫黄（ＳＦ６）に代わって用いられるだけでなく、従来保護膜形成ガスとして用いられてきたＣ４Ｆ８に代表されるフッ化炭素ガスも使用されない。その結果、第１のフッ化ヨウ素が誘電結合型プラズマエッチング装置によってプラズマ化されるエッチングステップとその装置によって第２のフッ化ヨウ素がプラズマ化される保護膜形成ステップとが交互に繰り返し行われることにより、高い垂直性と良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。【００１７】
また、本発明の１つのシリコン構造体の製造装置は、上述のいずれかのシリコン構造体の製造プログラム又はそのいずれかのシリコン構造体の製造プログラムを記録した記録媒体によって制御される制御部を備えている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の製造方法、製造装置、又は製造プログラムによれば、第１のフッ化ヨウ素がプラズマ化されるエッチング工程と第２のフッ化ヨウ素がプラズマ化される保護膜形成工程とが交互に繰り返し行われることにより、高い垂直性と良好な側壁形状を有するシリコン構造体が得られる。また、フッ化ヨウ素は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い六フッ化硫黄（ＳＦ６）やフッ化炭素ガス（代表的には、Ｃ４Ｆ８）と比較して殆ど無視できるほどに小さいガス（実質的に、ＧＷＰが０（ゼロ））であることから、地球温暖化抑制にも大きく貢献し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の１つの実施形態におけるシリコン構造体の製造装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の１つの実施形態における最終的なシリコン構造体の一部を示す模式図である。
【図３Ａ】本発明の１つの実施形態における保護膜形成工程における五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスの流量及びエッチング工程における五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスの流量の時間変化を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施形態における保護膜形成工程における誘導コイル印加電力及びエッチング工程における誘導コイル印加電力の時間変化を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の１つの実施形態における保護膜形成工程におけるステージ電極への印加電力及びエッチング工程におけるステージ電極への印加電力の時間変化を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の１つの実施形態における保護膜形成工程におけるチャンバー内圧力及びエッチング工程におけるチャンバー内圧力の時間変化を示す図である。
【図４】本発明の１つの実施形態におけるシリコン構造体の製造フローチャートである。
【符号の説明】
【００２０】
１０              シリコン構造体
１２              エッチングマスク
１４              側壁
２０              チャンバー
２１              ステージ
２２ａ，２２ｂ    ガスボンベ
２３ａ，２３ｂ    ガス流量調整器
２４              誘導コイル
２５              第１高周波電源
２６              第２高周波電源
２７              真空ポンプ
２８              排気流量調整器
２９              制御部
６０              コンピュータ
１００            シリコン構造体の製造装置
【発明を実施するための形態】
【００２１】
つぎに、本発明の実施形態を、添付する図面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明に際し、全図にわたり、特に言及がない限り、共通する部分には共通する参照符号が付されている。また、図中、本実施形態の要素は必ずしもスケール通りに示されていない。また、各図面を見やすくするために、一部の符号が省略され得る。また、特に言及がない限り、以下の各種ガスの流量は、標準状態の流量を示す。
【００２２】
図１は、本実施形態のシリコン構造体の製造装置１００（以下、単に製造装置１００ともいう）の装置構成の一例を示す断面図である。また、図２は、本実施形態の最終的なシリコン構造体の一部を示す模式図である。なお、本実施形態において、被処理物であるシリコン基板Ｗは単結晶シリコン基板であるが、これに限定されない。例えば、多結晶シリコン基板やアモルファスシリコン基板であっても本実施形態は適用され得る。同様に、多結晶シリコン層やアモルファスシリコン層を一部に有する被処理物（例えば、基板）に対しても本実施形態は適用され得る。
【００２３】
まず、図１に示すシリコン構造体の製造装置１００の構成について説明する。エッチング対象となるシリコン基板Ｗ（以下、単に基板Ｗともいう。）は、チャンバー２０の下部側に設けられたステージ２１に載置される。チャンバー２０には、エッチングガスである第１のフッ化ヨウ素ガス、及び保護膜形成ガスである第２のフッ化ヨウ素ガスから選ばれる少なくとも一種類のガスが、各ボンベ２２ａ，２２ｂからそれぞれガス流量調整器２３ａ，２３ｂを通して供給される。これらのガスは、第１高周波電源２５により高周波電力を印加された誘導コイル２４によりプラズマ化される。その後、第２高周波電源２６を用いてステージ２１に高周波電力が印加されることにより、これらの生成されたプラズマはシリコン基板Ｗに引き込まれる。ここで、本実施形態では、ステージ２１に対してパルス状、換言すれば、印加のオン状態とオフ状態が所定間隔で繰り返し現れる状況で電力が印加される。また、このチャンバー２０内を減圧し、かつプロセス後に生成されるガスを排気するため、チャンバー２０には真空ポンプ２７が排気流量調整器２８を介して接続されている。なお、このチャンバー２０からの排気流量は排気流量調整器２８により変更される。上述のガス流量調整器２３ａ，２３ｂ、第１高周波電源２５、パルス状の印加が可能な第２高周波電源２６、及び排気流量調整器２８は、制御部２９により制御される。また、チャンバー２０内の圧力を計測する公知の圧力計は図示されていない。
【００２４】
次に、本実施形態のシリコン構造体１０の製造工程について説明する。なお、本実施形態の最終的なシリコン構造体１０は、幅が約５０μｍであって深さが約２５μｍのトレンチ構造を備えている。
【００２５】
図３Ａは、本実施形態の保護膜形成工程における五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスの流量及びエッチング工程における五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスの流量の時間変化を示す図である。また、図３Ｂは、本実施形態の保護膜形成工程における誘導コイル印加電力及びエッチング工程における誘導コイル印加電力の時間変化を示す図である。また、図３Ｃは、本実施形態の保護膜形成工程におけるステージ電極への印加電力（基板印加電力とも言う）及びエッチング工程におけるステージ電極への印加電力の時間変化を示す図である。加えて、図３Ｄは、本実施形態の保護膜形成工程におけるチャンバー内圧力及びエッチング工程におけるチャンバー内圧力の時間変化を示す図である。なお、各図中における保護膜形成工程とエッチング工程とを判別し易くするために、保護膜形成工程期間を表す「Ｄ」と、エッチング工程期間を表す「Ｅ」が示されている。また、図３Ａ乃至図３Ｄは、言うまでもなく、繰り返される保護膜形成工程又はエッチング工程の一部の時間帯のみを示している。
【００２６】
ここで、本実施形態のシリコンの異方性ドライエッチングは、保護膜形成ガスである第２のフッ化ヨウ素ガスが導入される保護膜形成工程とエッチングガスである第１のフッ化ヨウ素ガスが導入されるエッチング工程とを順次繰り返す方法を採用する。本実施形態の第１のフッ化ヨウ素ガスである保護膜形成ガスと第２のフッ化ヨウ素ガスであるエッチングガスは、ともに五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）である。なお、本実施形態では、公知のフォトリソグラフィー技術を用いてエッチングマスク１２としてのレジスト膜のパターニングがなされたシリコン基板Ｗが用いられる。
【００２７】
本実施形態のシリコン構造体１０の製造工程では、最初に、保護膜形成工程において、一単位処理時間である２秒間に、保護膜形成ガスが２００ｓｃｃｍ（２００ｍＬ／ｍｉｎ．ともいう。以下の各流量において同じ。）で供給され、チャンバー２０内の圧力は８Ｐａに制御される。誘導コイル２４には、１３．５６ＭＨｚの高周波電力が６００Ｗ（第２の高周波電力）印加されるが、ステージ２１には電力が印加されない。一方、つづくエッチング工程では、一単位処理時間である９秒間に、エッチングガスが２００ｓｃｃｍで供給され、チャンバー２０内の圧力は１５Ｐａに制御される。誘導コイル２４には１３．５６ＭＨｚの高周波電力が２６００Ｗ（第１の高周波電力）印加されるとともに、ステージ２１には１３．５６ＭＨｚの高周波電力が８０Ｗ（便宜上、第３の高周波電力としても良い。）印加される。図３Ａ乃至図３Ｄに示すように、上述の保護膜形成工程及びエッチング工程が、所定の時間（本実施形態では約１０分間）、継続して繰り返されることにより、図２に示すシリコン構造体１０が形成される。
【００２８】
なお、本実施形態の異方性ドライエッチング条件によるエッチング速度は、約２．５μｍ／ｍｉｎ．（マイクロメートル／分）である。
【００２９】
上述のとおり、本実施形態では、保護膜形成工程及びエッチング工程において、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が殆ど無視できるほどに小さい五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）が用いられている。従って、上述のとおり、図２に示すトレンチ構造を有するシリコン構造体１０の形成のために排出される温室効果ガスの総量は顕著に抑制される。
【００３０】
未だ詳しいメカニズムは判明していないが、上述の五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）を採用した場合、誘導コイル２４への印加電力を特定の範囲に設定することによって、被処理物（例えば、シリコン基板Ｗ）の表面上に何らかの堆積物が形成されることが発明者らの調査によって確認された。すなわち、上述の印加電力の差による堆積物の態様の変化を積極的に利用することにより、上述のように、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスのみを用いた場合であっても、保護膜形成工程とエッチング工程の両方を創り出すことが可能となる。具体的には、エッチング工程における誘導コイル２４への印加電力よりも、保護膜形成工程における誘導コイル２４への印加電力が低く設定される。
【００３１】
ここで、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスをエッチング工程でプラズマ化する場合、好ましいコイル印加電力は、１０００Ｗ以上５０００Ｗ以下である。このコイル印加電力が、１０００Ｗ未満になれば、上述の堆積物によってエッチングが阻害されることにより、エッチングされたトレンチ等の構造の底面に残渣が生じる可能性が高くなる。一方、このコイル印加電力が、５０００Ｗを超えると、エッチング装置に要する費用を含めてシリコン構造体の製造コストが上昇するためである。また、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスを保護膜形成工程においてプラズマ化する場合、好ましいコイル印加電力は、３００Ｗ以上１０００Ｗ未満である。このコイル印加電力が３００Ｗ未満になれば、五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）ガスのプラズマ化が達成されない可能性が高まる。一方、このコイル印加電力が１０００Ｗ以上になると、堆積物の生成よりもシリコンのエッチングに寄与してしまうためである。なお、発明者らによる分析の結果、現段階では、上述の何らかの堆積物は、Ｉ（ヨウ素）を含んだ何らかの物質であろうと考えられる。
【００３２】
ところで、上述の製造装置１００に備えられている制御部２９は、コンピュータ６０に接続されている。コンピュータ６０は、上述の異方性ドライエッチングプロセスを実行するためのシリコン構造体１０の製造プログラムにより、上述のプロセスを監視し、又は統合的に制御する。以下に、具体的な製造フローチャートを示しながら、シリコン構造体１０の製造プログラムを説明する。尚、本実施形態では、上述の製造プログラムがコンピュータ６０内のハードディスクドライブ、又はコンピュータ６０に設けられた光ディスクドライブ等に挿入される光ディスク等の公知の記録媒体に保存されているが、この製造プログラムの保存先はこれに限定されない。また、この製造プログラムは、ローカルエリアネットワークやインターネット回線等の公知の技術を介して上述の各プロセスを監視し、又は制御することもできる。
【００３３】
図４は、本実施形態のシリコン構造体１０の製造フローチャートである。
【００３４】
図４に示すとおり、本実施形態のシリコン構造体１０の製造プログラムが実行されると、まず、ステップＳ１０１において、シリコン基板Ｗがチャンバー２０内に搬送された後、チャンバー２０内のガスが排気される。その後、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４において、チャンバー２０内でシリコン基板Ｗが既述の条件により異方性ドライエッチングが行われる。
【００３５】
具体的には、まず、ステップＳ１０２において、本実施形態の保護膜形成工程を行うステップが実行される。次に、本実施形態のエッチング工程を行うステップが実行される（ステップＳ１０３）。
【００３６】
その後、本実施形態のプログラムは、ステップＳ１０４に示すように、上述の保護膜形成工程を行うステップ（ステップＳ１０２）とエッチング工程を行うステップ（ステップＳ１０３）の各工程を当初設定されていた回数が繰り返して実行されたか否かを判断する。その結果、当初設定されていた回数が繰り返して実行された場合は、本実施形態のプログラムは異方性ドライエッチングを停止する（ステップＳ１０５）。他方、当初設定されていた回数が繰り返して実行されていない場合は、保護膜形成工程及びエッチング工程を再度行うステップが実行される（ステップＳ１０２，ステップＳ１０３）。
【００３７】
異方性ドライエッチングが停止した後、本実施形態のプログラムは、ステップＳ１０５に示すように、シリコン基板Ｗが取り出される状態にし（ステップＳ１０６）、その後、本実施形態のプログラムが終了する。なお、このとき、チャンバー２０が大気圧に回復した後にチャンバー内から直接基板Ｗが取り出されても良いが、チャンバー２０に接続し得るローダー／アンローダー（図示されていない）装置を介して基板Ｗが取り出されてもよい。
【００３８】
本実施形態のシリコン構造体１０の製造プログラムは、上述のとおり、エッチング工程及び保護膜形成工程における各条件等を統合的に制御する。本実施形態の製造プログラムが実行される結果、高い垂直性とともに良好な側壁形状を有するシリコン構造体が形成される。
【００３９】
ところで、上述の実施形態では、エッチングガス（第１のフッ化ヨウ素ガス）及び保護膜形成ガス（第２のフッ化ヨウ素ガス）のいずれも五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）が用いられているが、これに限定されない。五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）の代わりに三フッ化ヨウ素（ＩＦ３）や七フッ化ヨウ素（ＩＦ７）も上述の実施形態に適用され得る。また、エッチングガスと保護膜形成ガスとが同一のガスである必要はない。例えば、エッチングガスが五フッ化ヨウ素（ＩＦ５）であって、保護膜形成ガスが三フッ化ヨウ素（ＩＦ３）であっても、上述の実施形態の少なくとも一部の効果が奏される。加えて、複数種のフッ化ヨウ素ガスが混合されたエッチングガスや、複数種のフッ化ヨウ素ガスが混合された保護膜形成ガスも採用され得る。但し、プロセスの管理ないし排気ガスの管理の容易性の観点から言えば、エッチングガスと保護膜形成ガスとが同じであることが好ましい。
【００４０】
また、上述の実施形態では、エッチングされる対象がトレンチであったが、これに限定されない。その対象がホールであっても、本発明と実質的に同様の効果が奏される。さらに、上述の実施形態では、開口幅が１種類（５０μｍ）であったが、これに限定されない。仮に、開口幅が２種類以上であっても本発明を適用することができる。
【００４１】
また、上述の実施形態では、まず保護膜形成工程が行われ、その後にエッチング工程が行われたが、この順序に限定されない。例えば、最初にエッチング工程が行われ、その後に保護膜形成工程が行われても上述の実施形態とほぼ同様の効果が奏される。但し、保護膜形成工程を最初に行うことにより、エッチングガスのプラズマに曝露される前にエッチングマスク上に保護膜が堆積することになるため、マスク選択比の向上に寄与しうる。また、本実施形態の異方性エッチングを停止する直前の工程がエッチング工程に限定されることもない。保護膜形成工程が異方性エッチングを停止する直前に実行されても本実施形態の効果と同様の効果が奏される。すなわち、図４で示すフローチャートに基づけば、ステップＳ１０２とステップＳ１０３とが繰り返された上で、最終工程としてステップＳ１０２が実行された後に、異方性エッチングが停止（ステップＳ１０５）するプログラムも本実施形態の１つの変形例として適用され得る。
【００４２】
また、上述の実施形態では、エッチング工程においてのみ、ステージ電極へ高周波電力が印加されているが、これに限定されない。例えば、エッチング工程に加えて、保護膜形成工程においてもステージ電極に対して高周波電力が印加され得る。保護膜形成工程において高周波電力が印加されることにより、エッチングされた領域の底面の保護膜の形成を抑制する場合があるため、むしろエッチング速度の向上に寄与し得る。
【００４３】
さらに、プラズマ生成手段として上述の実施形態ではＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）を用いたが、本発明はこれに限定されない。他の高密度プラズマ、例えば、ＣＣＰ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）やＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｐｌａｓｍａ）を用いても上述の実施形態の効果と同様の効果が奏され得る。以上、述べたとおり、本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
【図１】
2011001779.tif 000003
【図２】
2011001779.tif 000004
【図３Ａ】
2011001779.tif 000005
【図３Ｂ】
2011001779.tif 000006
【図３Ｃ】
2011001779.tif 000007
【図３Ｄ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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