(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１以上の微細構造を生成するために、処理チャンバ内で窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法が：
フッ化水素（ＨＦ）を含むエッチング蒸気を前記処理チャンバに提供するステップと；
エッチング動作温度を２０℃未満に設定することによって、前記エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、前記エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップが、非エッチングガスを前記処理チャンバに提供するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、前記非エッチングガスが水素化合物のガスを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、前記水素化合物が、水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）およびそれらの混合物を含む化合物の群から選択された化合物を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、前記エッチング動作温度を１０℃に設定することを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法がさらに、触媒を前記処理チャンバに提供するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、前記触媒が水（Ｈ２Ｏ）蒸気を含むことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法がさらに、前記処理チャンバから送り出す真空ポンプ流量を制御することによって、前記処理チャンバ内のエッチング蒸気の量を制御するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法がさらに、前記処理チャンバから送り出す真空ポンプ流量を制御することによって、前記処理チャンバ内の非エッチングガスの量を制御するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１乃至７の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法が、前記処理チャンバを通る前記エッチング蒸気を循環させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１乃至７の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法が、前記処理チャンバを通る前記非エッチングガスを循環させるステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れかに記載の二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法が、前記二酸化ケイ素を選択的にエッチングできるようにするため、前記二酸化ケイ素に被せるマスクを提供することを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
１以上の微細構造を生成するために、処理チャンバ内で窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法において、当該方法が：
フッ化水素（ＨＦ）を含むエッチング蒸気を前記処理チャンバに提供するステップと；
前記エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適した非エッチングガスを前記処理チャンバに提供するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ化水素（ＨＦ）蒸気で二酸化ケイ素をエッチングする場合に、周囲の材料に対する選択性を高める方法に関するものである。特に、窒化ケイ素との選択性を高めるためにエッチングパラメータを注意深く制御する。
【背景技術】
【０００２】
微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）などの微細構造の製造では、エッチング処理を用いて犠牲の（すなわち、不要な）材料領域を除去する。ＭＥＭＳは、慣性測定、圧力検出、熱測定、微小流体、光学、および周波数通信、および発展し続けるこれらの構造の幅広い範囲の可能性での用途が知られている。最初にＭＥＭＳの構築に犠牲層を使用し、次いでエッチングステップで除去し、リリースした構造体を設計したように機能させることが可能となる。信頼性が高い構造を生成するために、リリースエッチングステップは、周囲の材料をエッチングすることなく、犠牲層を除去することが必要とされる。理想的には、犠牲層のエッチングは残りの構造に全く影響を与えるべきではない。
【０００３】
ＭＥＭＳを製造する際、多くの材料、幾つかを例に挙げると、シリコン、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、アルミニウムおよびフォトレジストなどを使用することが知られている。これらの材料の一部が犠牲材料として使用され、その他の材料はＭＥＭＳを規定し、形成するために使用される。ＭＥＭＳを製造する際、１より多くの犠牲エッチングステップを使用することは珍しくない。例えば、第１の犠牲エッチング処理の際、フィルムを最初にマスクとして利用し、次いで、次の犠牲層としてエッチングすることができる。したがって、何れのリリースエッチングでも、犠牲層と周囲の材料の間に高いエッチングの選択性があることが非常に望ましい。
【０００４】
材料の選択性を定量化するために広く利用される手法は、同じエッチング構造を用いてこれらの材料のブランケット膜をエッチングし、次いで除去された材料の量を比較するものである。この手法は広く使用されており、非常に有用な情報をもたらす。しかし、実際には、エッチングの選択性は、与えられた材料や材料が堆積された方法、エッチング自体の特性、およびＭＥＭＳに行われる一連の処理に依存することが分かっている。
【０００５】
例えば、フッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングは、ＭＥＭＳの製造において、二酸化ケイ素の犠牲領域を除去するために広く使用される。このエッチングは、プラズマを必要としない化学エッチングであり、１８Ｔ乃至１５０Ｔの範囲の処理チャンバ圧力で実施され、２５℃乃至７０℃の動作温度を達成するように加熱することを一般に要する。二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をＨＦ蒸気エッチングをして処理するには、触媒が必要となる。水（Ｈ２Ｏ）は迅速かつ制御されたエッチングをもたらすため、水がしばしば利用されるが、代替的には、当該技術分野で知られている触媒は、アルコール、メタノール、エタノールおよびプロパノールを含む。しかしながら、水（Ｈ２Ｏ）（四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）を加える）は反応プロセスの副生成物であり、これは、固有のエッチング特性が実施されるエッチングに著しい影響を与えうることを意味している。したがって、処理状態を注意深く制御することが必要とされる。
【０００６】
二酸化ケイ素のフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングは、多くの一般的な膜に対して高い選択性を示すことが知られている。例えば、シリコンやアルミニウムに対する理論的な選択性は高く、エッチングまたは腐食が起こらないと予想される。しかし、上述した処理状態は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）をエッチングするためのフッ化水素（ＨＦ）蒸気とも適合する。したがって、実際問題として、フッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングの際に、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層と窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）層の間に高い選択性を実現することは困難であることが分かる。
【０００７】
従って、本発明の実施形態の目的は、当該技術分野において既知の手法と比較して、窒化ケイ素に対する高い選択性を呈する二酸化ケイ素のフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングの装置および方法を提供することである。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の第１の態様によると、１以上の微細構造を生成するために、処理チャンバ内で窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法が提供されており、当該方法は：
フッ化水素（ＨＦ）を含むエッチング蒸気を処理チャンバに提供するステップと；
エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップと、を含む。
【０００９】
エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップは、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対するエッチング処理の選択性を著しく高めるように作用する。
【００１０】
エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップは、処理チャンバに非エッチングガスを提供するステップを含みうる。
【００１１】
非エッチングガスは水素化合物ガスを含むことが好ましい。水素化合物は、水素（Ｈ２）、アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）またはそれらの混合物を含む化合物の群から選択された化合物を含みうる。
【００１２】
代替的に、エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるステップは、エッチング動作温度を２０℃以下に設定するステップを含みうる。エッチング動作温度は１０℃に設定されることが好ましい。
【００１３】
この方法は更に、処理チャンバに触媒を提供するステップを含むことが好ましい。この触媒は水（Ｈ２Ｏ）蒸気を含むことが好ましい。
【００１４】
この方法は、処理チャンバから送り出す真空ポンプ速度を制御することによって、処理チャンバ内のエッチング蒸気と非エッチングガスの量を制御することを含みうる。
【００１５】
代替的に、この方法は、処理チャンバを通してエッチング蒸気と非エッチングガスを循環させること含みうる。
【００１６】
この方法は、二酸化ケイ素を選択的にエッチングできるようにするため、二酸化ケイ素に被せるマスクを提供することを含むことが好ましい。
【００１７】
本発明の第２の態様によると、１以上の微細構造を生成するために、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする気相エッチング装置が提供されており、当該装置は：
エッチングする二酸化ケイ素を受け取る処理チャンバと；
フッ化水素（ＨＦ）蒸気源と；
非エッチングガス源であって、非エッチングガスはフッ化水素（ＨＦ）蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適している非エッチングガス源と；
フッ化水素（ＨＦ）蒸気源および非エッチングガス源を処理チャンバに接続する１以上のガスラインと、を具えている。
【００１８】
気相エッチング装置は触媒源を具えうる。１以上のガスラインは、触媒源を処理チャンバに接続することが好ましい。
【００１９】
任意に、搬送ガス源が、触媒を処理チャンバに移動させる手段を提供しうる。
【００２０】
触媒は水を含みうる。水は蒸気の形態であってもよい。
【００２１】
気相エッチング装置は、エッチング動作温度を設定する手段を提供する温度制御器を具えていることが好ましい。
【００２２】
気相エッチング装置は、処理チャンバに接続された真空ポンプを具えていることが好ましい。この真空ポンプは、処理チャンバ内のエッチング蒸気および／または非エッチングガスの量を制御する手段を提供する。
【００２３】
気相エッチング装置は更に、１以上のガスラインに接続された１以上の流動制御器を具えうる。この１以上の流動制御器は、処理チャンバに到達する流体、例えばエッチング蒸気および／または非エッチングガスの量を制御する手段を提供する。
【００２４】
代替的に、気相エッチング装置は、エッチング蒸気および／または非エッチングガスを再循環させるように構成されている。
【００２５】
本発明の第２の態様の実施形態は、本発明の第１の態様あるいはその実施形態の１以上の特徴を含んでもよく、その反対であってもよい。
【００２６】
本発明の第３の態様によると、１以上の微細構造を生成するために、処理チャンバ内で窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法が提供されており、当該方法は：
フッ化水素（ＨＦ）を含むエッチング蒸気を処理チャンバに提供するステップと；
エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適した非エッチングガスを処理チャンバに提供するステップと、を含む。
【００２７】
エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適した第２のガスを提供すると、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対するエッチング処理の選択性を著しく高めるように作用する。
【００２８】
この方法はさらに、エッチング動作温度を２０℃以下に設定するステップを含みうる。エッチング動作温度は１０℃に設定されることが好ましい。
【００２９】
本発明の第３の態様の実施形態は、本発明の第１または第２の態様、あるいはその実施形態の１以上の特徴を含んでもよく、その反対であってもよい。
【００３０】
本発明の第４の態様によると、１以上の微細構造を生成するために、処理チャンバ内で窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）から二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を選択的にエッチングする方法が提供されており、当該方法は：
フッ化水素（ＨＦ）蒸気を含むエッチング蒸気を処理チャンバに提供するステップと；
エッチング動作温度を２０℃以下に設定するステップと、を含む。
【００３１】
エッチング動作温度を２０℃以下に設定すると、エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率が増加し、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対するエッチングの選択性を著しく高めるように作用する。
【００３２】
エッチング動作温度は１０℃に設定されることが好ましい。
【００３３】
この方法は更に、エッチング蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適した非エッチングガスを処理チャンバに提供するステップを含みうる。
【００３４】
本発明の第４の態様の実施形態は、本発明の第１、第２または第３の態様、あるいはその実施形態の１以上の特徴を含んでもよく、その反対であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
以下の図を参照して、本発明の様々な実施形態を例を挙げて説明する。
【図１】図１は、本発明によるＨＦ蒸気エッチングシステムの概略図を示している。
【図２】図２は、（ａ）エッチング前、および（ｂ）エッチング後の、アルミニウムマスクと、窒化ケイ素の層上に位置する二酸化ケイ素層とを具えるブランケット膜のＭＥＭＳの概略図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１を参照すると、処理チャンバ３と流体連通しているガス送達システム２を具えるフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングシステム１を示している。処理チャンバ３と流体連通している真空ポンプ４も提供されている。このシステムは、以下に詳しく説明するように、処理チャンバ３内に配置されたＭＥＭＳ５内の犠牲二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）層をＨＦ蒸気エッチングする際の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を向上させることができる。
【００３７】
ガス送達システム２は、ＨＦ蒸気源６と、水素ガス源７と、水源８と、噴霧器９と、２つの窒素ガス源１０ａおよび１０ｂとを具えている。処理チャンバ３内で使用する水蒸気は、水源８を噴霧器９に接続することで生成される。窒素ガス源１０ａおよび１０ｂは任意の構成要素であるが、ＨＦ蒸気エッチングするための触媒として使用される水蒸気を処理チャンバ３に送達するのを補助するためにガス源１０ａが搬送ガスを提供する場合には、ガス源１０ｂは蒸気エッチングシステム１のためにバッファガスを提供する。関連する流動を調整する手段を提供するために、ガス送達システム２の各供給ライン内にマス又は液体フローコントローラ（ＭＦＣ）１１を設けることが好ましい。
【００３８】
圧力ゲージ１２を使用して、処理チャンバ３内の圧力をモニタする。真空ポンプ４および／またはＭＦＣ１１のポンプ速度を制御して、処理チャンバ３内の設定動作圧力を保持することができる。適用性圧力制御器（ＡＰＣ）１３を使用することにより、処理チャンバ３の圧力を正確に制御することが可能となる。代替的な実施形態では、処理チャンバ３内のガスを循環させることができ、その場合には、真空ポンプ４は、最初に処理チャンバ３を空にする（その結果、エッチング蒸気を吸い込む）、あるいはエッチングステップが終了した後に処理チャンバ３を空にするように機能することに留意されたい。
【００３９】
さらに、温度計１４を処理チャンバ３に接続し、好適には、エッチングされるＭＥＭＳ５が上に配置される処理チャンバ３内の台座１５に接続する。温度制御器と併せて動作させると、これらの構成要素は、ＨＦ蒸気エッチングの動作温度を設定して保持する手段を提供する。
【００４０】
図２（ａ）はブランケット膜のＭＥＭＳ５の概略図を示しており、この上にＨＦ蒸気エッチングが実施される。ＭＥＭＳ５が、窒化ケイ素層１７、二酸化ケイ素１８の犠牲層、およびアルミニウムのマスク層１９が上に配置されたシリコン基板１６を具えていることが見て取れる。
【００４１】
二酸化ケイ素層１８をエッチングするため、最初にＭＥＭＳ５を台座１５の上に配置し、処理チャンバ３内の動作温度と圧力を設定する。次いで、図２（ｂ）に示すように、二酸化ケイ素層１８をエッチングするため、ＨＦ蒸気と水蒸気を処理チャンバ３に導入する。
【００４２】
実際に、理論的な予測によると、二酸化ケイ素層１８とアルミニウムマスク１９の間には高い選択性があることが分かっている。すなわち、アルミニウムマスク１９には顕著なエッチングが生じない。しかしながら、二酸化ケイ素層１８と窒化ケイ素層１７の間の選択性は、相当な量のエッチングが窒化ケイ素層１７に生じるという点で、アルミニウムマスク１９との間の選択性よりも著しく低い。例えば、１Ｄｍの厚さのＨＤＰの二酸化ケイ素１８の層と、２２０ｎｍの厚さのＬＰＣＶＤの窒化ケイ素１７の層と、２００ｎｍの厚さのアルミニウムマスク１９とを具えるＭＥＭＳ５を、１０Ｄｍのアンダーカットをするために、２５℃の動作温度かつ１８Ｔの処理チャンバ圧力で処理チャンバ３内でＨＦ蒸気エッチングした。エッチングが終了すると（約２５分）、２００ｎｍの厚さのアルミニウムマスク１９と、５５ｎｍのみの窒化ケイ素層１７が残り、ＨＦ蒸気エッチングによって１６５ｎｍが除去されていた。
【００４３】
本願出願人は、ガス源７から水素ガス（Ｈ２）などの水素化合物ガスを導入すると、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングする際に窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を高める手段をもたらすことを見出した。例えば、再び１Ｄｍの厚さのＨＤＰの二酸化ケイ素１８の層と、２２０ｎｍの厚さのＬＰＣＶＤの窒化ケイ素１７の層と、２００ｎｍの厚さのアルミニウムマスク１９とを具えるＭＥＭＳを、１０Ｄｍのアンダーカットをするために、２５℃の動作温度かつ１８Ｔの処理チャンバ圧力で処理チャンバ３内でＨＦ蒸気エッチングした。しかしながら、この場合、１００ｓｃｃｍの水素ガス（Ｈ２）も処理チャンバ３に供給した。ＨＦ蒸気エッチングが終了すると（約２５分）、２００ｎｍの厚さのアルミニウムマスク１９が再び残り、残りの窒化ケイ素の酸化被膜は２１０ｎｍの厚さとなり、１０ｎｍのみが除去されていた。これは、水素ガスを使用しない同一プロセスと比較して、二酸化ケイ素層１８と窒化ケイ素層１７の間のエッチングの選択性が１６．５倍向上したことを示している。
【００４４】
アンモニア（ＮＨ３）、メタン（ＣＨ４）、またはエタン（Ｃ２Ｈ６）といった他の水素化合物ガスを代替的に利用しても、窒化ケイ素層１７に対して高い選択性をもたらす。しかしながら、実際には、水素ガスを利用して最良の結果を得ている。水素化合物ガスは、上記の水素ガス化合物の２つ以上の混合物を含みうると理解されたい。
【００４５】
本願出願人はさらに、処理チャンバの動作温度を低下させても、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングをする際に窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を高める手段を提供することを見出した。この場合、一般的なサンプル上のブランケット膜をエッチングし、異なる温度での選択性を調査した。これらの試験に使用した膜は、熱二酸化ケイ素とＰＥＣＶＤの窒化ケイ素層を具えていた。上記２５℃での一般的な方法を利用すると、この試験構造についてのエッチングの選択性は１１：１であった。しかし、試験サンプルを１０℃まで冷却し、上記と同じエッチング率をもたらすようにチャンバ圧力を調整すると、エッチングの選択性は３８：１まで増加した。
【００４６】
二酸化ケイ素をＨＦ蒸気エッチングする際の窒化ケイ素に対する選択性の向上をさらに調査するため、温度範囲にわたって試験を実施した。幾らか予想外の顕著な向上が２０℃程度の動作温度で見られた。
【００４７】
上記工程を組み合わせる、すなわち、動作温度を２０℃以下に低下させると同時に、水素化合物ガスを処理チャンバ３に導入することもできると、当業者は理解するであろう。全体的な影響は、二酸化ケイ素をＨＦ蒸気エッチングする際の窒化ケイ素に対する選択性をさらに向上させる。
【００４８】
以下に、確認された結果を説明する。ＨＦ蒸気（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）内の二フッ化反応種が二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のエッチングに主に寄与するが、一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）が窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のエッチングに主に寄与すると考えられていることを理論的研究は示唆している。これらのエッチング処理は、以下の反応式で表すことができる。
0005864612.tif 000002
【００４９】
水素化合物ガスは一般に、ＨＦ蒸気の二フッ化種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）よりも一フッ化種（Ｆ−およびＨＦ）とより簡単に反応する傾向があると考えられている。したがって、このような第２のガスを導入すると、ＨＦ反応種の平衡が二フッ化種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）に移るように作用する。すなわち、一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対して二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率が増加する。この効果が、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングする際の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を観察されたように増加させると考えられる。
【００５０】
アンモニア（ＮＨ３）を水素化合物ガスとして使用すると、第２の寄与も起こりうる。反応式（３）および（４）は、アンモニア（ＮＨ３）が窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）をＨＦ蒸気エッチングした副生成物として生成されることを示している。したがって、アンモニア（ＮＨ３）を導入すると、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のエッチングを妨げる傾向がある。
【００５１】
エントロピー効果により、ＨＦ蒸気エッチング処理の動作温度を２０℃以下に低下させることによっても、ＨＦ反応種の平衡が二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）に移る、すなわち一フッ化反応種に対して二フッ化反応種の比率が再び増加すると考えられている。これは再び、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングする際の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を観察されたように増加させる原因であると考えられる。
【００５２】
水蒸気（Ｈ２Ｏ）を触媒として使用する場合にも、第２の寄与が起こりうる。動作温度が低下すると、水蒸気はＭＥＭＳ５の露出表面に液化し始める。反応式（１）および（２）より、水蒸気（Ｈ２Ｏ）は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）のＨＦ蒸気エッチングの触媒として作用するため、液化効果は窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）エッチングに対して二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）エッチングを増加させるように作用すると考えられる。
【００５３】
前述したように、他の多くの要因、例えばガスの流速、処理チャンバ３の圧力、およびＭＥＭＳ自体の物理的構造がＨＦ蒸気エッチングの性能に影響を与える。しかしながら、適切な第２のガスを添加する、および／またはＨＦ蒸気エッチングの動作温度を低下させることにより、一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率は増加する。その結果、出願人は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）をフッ化水素（ＨＦ）蒸気エッチングする際の窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）に対する選択性を著しく向上させることを実証することができた。少量の水素ガスでさえ、この選択性を著しく変化させることが分かっている。
【００５４】
上記の実施形態は真空ポンプを利用して、搬送ガス、エッチング蒸気、エッチングの副生成物、および第２の水素化合物ガスを処理チャンバから吸い出し、中を通るエッチング液と水素を流動させているが、エッチング液および水素化合物ガスを再循環させることも容易に考えられる。
【００５５】
ＭＥＭＳ内の他の部分、特に窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）の部分に対する優れた選択性を有するように、エッチングガス、すなわちフッ化水素（ＨＦ）蒸気の使用による、微小電気機械素子（ＭＥＭＳ）といった微細構造の犠牲二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）部分のエッチングを実施する。これは、ＨＦ蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率を増加させるのに適した第２の非エッチングガスを加えることによって実現する。第２の非エッチングガスは水素化合物ガスを含みうる。ＨＦ蒸気内の一フッ化反応種（Ｆ−およびＨＦ）に対する二フッ化反応種（ＨＦ２−およびＨ２Ｆ２）の比率は、エッチング動作温度を２０℃以下に設定することによっても増加させることができる。
【００５６】
本発明の上記記載は、図示および説明のために示されたものであり、排他的であること、あるいは本発明を開示された厳密な形態に限定することを意図するものではない。記載された実施形態は、本発明の原理およびその実質的な利用を最もよく説明し、それにより、当該技術分野における当業者が様々な実施形態の発明を最良に利用し、考えられる特定の利用に適合するよう様々な改変をすることができるようにするために選択され記載されている。したがって、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、更なる改変または改良を組み込むこともできる。
【図１】
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【図２】
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