(57)【要約】【課題】基板に形成されたＳｉ層とＳｉＧｅ層とを備えた基板からＳｉＧｅ層を選択的にプラズマエッチングするエッチング方法において、加工精度を高めるためにエッチング選択性を向上させることが課題となっている。Ｓｉ層のエッチングを抑制しＳｉＧｅ層を選択的にエッチングするエッチング方法を提供する。【解決手段】フッ素系ガスと水蒸気又は水酸基含有化合物とを含む混合ガスをプラズマ励起しプラズマを生成する。フッ素系ガスの含有割合を０ｖｏ．％より大きく、３０ｖｏｌ．％以下とした混合ガスから生成したプラズマによりＳｉＧｅ層をＳｉ層に対して選択的にエッチングする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各層の少なくとも一部が外部に露出したＳｉ層とＳｉＧｅ層とを備えた基板をエッチングするエッチング方法において、
フッ素系ガスと水蒸気又は水酸基含有化合物とを含む混合ガスを用いてプラズマを生成する工程と、
前記プラズマを基板に適用してＳｉＧｅ層をＳｉ層に対して選択的にエッチングする工程とを含み、
前記混合ガスにおける前記フッ素系ガスの含有割合は０ｖｏｌ．％より大きく、３０ｖｏｌ．％以下であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記フッ素系ガスが、ＣとＦとを含む化合物又はＣとＨとＦとを含む化合物のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記水酸基含有化合物が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし２に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板をエッチングするエッチング方法に関する。処理対象になる基板には、例えば、半導体ウェハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＰＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板、セラミック基板、太陽電池用基板等の基板が含まれる。特に本発明は、シリコン（以下、Ｓｉと表記する）とシリコンゲルマニウム（以下、ＳｉＧｅと表記する）とを備えた基板をエッチング処理するエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の高速化を図るために、ＳｉＧｅを用いた半導体プロセスの開発が行われている。Ｓｉ基板上にＳｉＧｅ層を積層し、更にその上にＳｉ層を形成するとＳｉ原子よりも大きいＧｅ原子の存在によりＳｉ結晶の格子に歪が発生する。その応力によりキャリアの移動度が大きくなりＭＯＳＦＥＴの高速動作が可能となる。
【０００３】
また、ＭＯＳＦＥＴの微細化を達成する上で、ＭＯＳＦＥＴスイッチオフ時のソース・ドレン間の漏れ電流を抑制するためにシリコンナノワイヤを用いたシリコンナノワイヤＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が開発されている。さらに、集積度の向上及び消費電力の低減のためにシリコンナノワイヤＦＥＴを積層させた立体構造も開発されている。基板にＳｉ層及びＳｉＧｅ層の積層構造を結晶成長し、パターンを形成後、ＳｉＧｅ層を選択エッチングすることにより多層のシリコンナノワイヤが形成される。
【０００４】
上述のような半導体デバイスの微細化を実現するためには、ＳｉＧｅ層をＳｉ層に対して精度良く選択的にエッチングする技術が必要となる。従来から、エッチング方法としてプラズマエッチング技術が一般的に用いられる。プラズマエッチングは微細加工が可能なエッチング方法であるが、エッチング選択性に課題がある。エッチング選択性が悪いと所望の加工精度が満足されない。ＳｉＧｅ層の選択エッチングにおいてＳｉ層までエッチングされると、トランジスター特性が低下する。
【０００５】
プラズマエッチングを用いてＳｉ層に対するＳｉＧｅ層のエッチング選択性を高めるために、特許文献１には、反応ガスとしてフッ化物ガスのみを用い、その流量を１０〜８００ｓｃｃｍ、処理圧力を２６６Ｐａ以下、マイクロ波パワーを１５０〜４００Ｗ、処理温度を５〜２５℃として、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）層を選択的に等方性エッチングすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２１４３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年の半導体デバイスに要求される加工精度はますます厳しくなっている。特にシリコンナノワイヤＦＥＴにおいては、ゲート電極となるＳｉ層の寸法は２０ｎｍ程度まで微細化されている。このため、Ｓｉ層のエッチングを抑えたＳｉＧｅ層の選択エッチングが望まれている。ところが、特許文献１に記載の技術ではこのような高い精度でＳｉ層をエッチングすることができないため、ＳｉＧｅ層のエッチングにおいてにさらにＳｉ層に対して選択性を向上するエッチング技術が必要となっている。
【０００８】
そこで、本件発明は、Ｓｉ層とＳｉＧｅ層とを備えた基板においてＳｉ層に対してＳｉＧｅ層を高い選択比で選択エッチングすることのできる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】
【０００９】
上記目的を達成するための請求項１記載の発明は、各層の少なくとも一部が外部に露出したＳｉ層とＳｉＧｅ層とを備えた基板をエッチングするエッチング方法において、フッ素系ガスと水蒸気又は水酸基含有化合物とを含む混合ガスを用いてプラズマを生成する工程と、前記プラズマを基板に適用してＳｉＧｅ層をＳｉ層に対して選択的にエッチングする工程とを含み、前記混合ガスにおける前記フッ素系ガスの含有割合は０ｖｏｌ．％より大きく、３０ｖｏｌ．％以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、前記フッ素系ガスが、ＣとＦとを含む化合物又はＣとＨとＦとを含む化合物のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、前記水酸基含有化合物が、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコールのいずれかであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るエッチング方法によれば、ＳｉＧｅ層とＳｉ層とを備えた基板においてＳｉ層に対してＳｉＧｅ層を高い選択比でエッチングすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例に係るエッチング装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】実施例に係るＳｉ層とＳｉＧｅ層の積層構造を示す断面図である。
【図３】実施例に係るＳｉ層とＳｉＧｅ層の積層膜を示す断面図である。
【図４】実施例に係るＳｉ層とＳｉＧｅ層のエッチング膜厚データである。
【図５】実施例に係るＳｉ層とＳｉＧｅ層のエッチング膜厚グラフである。
【図６】実施例に係る多結晶Ｓｉのエッチング膜厚データである。
【図７】実施例に係る多結晶Ｓｉのエッチング膜厚グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明を実施するためのプラズマエッチング装置１の概略構成を示す側面図である。プラズマエッチング装置１はプラズマ生成手段に誘導結合プラズマを用いたリモートプラズマ方式のエッチング装置である。
【００１６】
プラズマエッチング装置１は、内部に基板Ｗを処理する処理空間を有する中空円筒形状の処理室１０と、処理室１０の底部において処理室１０内に連通接続された排気配管１１と、排気配管１１を通して処理室１０内を減圧する真空ポンプ１２と、排気配管１１に介装されたＡＰＣ（Ａｕｔｏ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）バルブ１３と、処理室１０内に連通接続された圧力センサー１４と、処理室１０の内部で基板Ｗを水平姿勢で保持する基板ホルダー１５と、基板Ｗを設定温度に調整するために基板ホルダー１５に内蔵された加熱冷却機構１６と、処理室１０内部で基板ホルダー１５の上方に配置されたガス分散板１７と、処理室１０の上部において処理室１０内に連通接続するプラズマ生成室１８と、プラズマ生成室１８の内部にエッチングガスを導入するガス導入部１９と、プラズマ生成室１８内に設けられた誘導コイル２０と、誘導コイル２０に接続された高周波電源２１と、を含む。
【００１７】
プラズマエッチング装置１では以下のように基板Ｗのエッチング処理が実行される。
【００１８】
まず、処理対象の基板Ｗが図示しない搬送系により処理室１０内に搬送され、基板ホルダー１５に保持される。基板Ｗは基板ホルダー１５に内蔵された加熱冷却機構１６により所定のエッチング温度に制御される。例えば基板Ｗを室温よりも低い温度に冷却する場合には、加熱冷却機構１６の内部で冷媒を循環させて基板ホルダー１５を冷却して基板Ｗを冷却する。一方、基板Ｗを室温よりも高い温度に加熱する場合には、加熱冷却機構１６の内部の図示しない加熱ヒーターを発熱させて基板ホルダー１５を加熱して基板Ｗを加熱する。
【００１９】
基板Ｗが所定のエッチング温度に設定されると、次に真空ポンプ１２を作動させて処理室１０内の真空引きを開始する。真空ポンプ１２は排気配管１１を介して排気することにより処理室１０の内部を減圧する。処理室１０の内圧は圧力センサー１４によりモニターされる。モニターされた処理室１０の内圧が所望の真空度になるようにＡＰＣバルブ１３の開度が調整される。
【００２０】
次にガス導入部１９からプラズマ生成室１８にエッチングガスが導入される。プラズマ生成室１８には誘導コイル２０が設けられている。誘導コイル２０には高周波電源２１が接続されている。高周波電源２１により周波数１３．５６ＭＨｚの高周波が誘導コイル２０に印加され、エッチングガスがプラズマ生成室１８内でプラズマ励起する。高周波電源２１の出力電力は１〜３ｋＷが適用されるが２ｋＷ程度が好ましい。本実施の形態においては誘導結合プラズマを用いたリモートプラズマ方式について説明するが、プラズマ発生方式はこれに限るものではない。
【００２１】
プラズマ励起されたエッチングガスは減圧雰囲気の処理室１０内に導入され、ガス分散板１７を通過して基板Ｗに到達する。ガス分散板１７には，処理室１０内に導入されたエッチングガスを基板Ｗ上に均一に供給するために複数の開口が形成されている。本実施の形態においては、内径０．１ｍｍの開口が５ｍｍ間隔でガス分散板１７の全面に形成されている。なお、開口の内径及び間隔はこれに限るものではない。また、ガス分散板１７は電気的に接地されている。このためプラズマ励起されたエッチングガス成分のうち電荷を帯びたイオンの多くはガス分散板１７で捕獲され電気的に中性となり、エッチングに寄与する成分として主にラジカルが基板Ｗに到達する。
【００２２】
基板Ｗのエッチング時に供給されるエッチングガスの供給量は２００ｃｃ／ｍｉｎ〜８００ｃｃ／ｍｉｎが適用され、３００ｃｃ／ｍｉｎ〜５００ｃｃ／ｍｉｎが好適である。また、エッチング時の処理室１０内の圧力は、２６〜１３０Ｐａが適用され、１０６Ｐａ程度が望ましい。エッチングガスの供給量に応じて、圧力センサー１４の圧力が所定圧力となるようＡＰＣバルブ１３の開度が調整される。
【００２３】
次に、本発明が適用される基板Ｗ１の構造について説明する。
図２（ａ）はプラズマエッチング装置１によりエッチングされる前の基板Ｗ１の断面構造を示している。すなわち、シリコン基板２０１の上面全面にはＳｉＧｅ層２０２とＳｉ層２０３とが交互に積層されている。また、ＳｉＧｅ層２０２とＳｉ層２０３の積層体には最上層からシリコン基板２０１に達するようにトレンチ２０４が切削されている。これにより、ＳｉＧｅ層２０２とＳｉ層２０３の各層の一部はトレンチ２０４の内部において外部に露出している。また、ＳｉＧｅ層２０２およびＳｉ層２０３のトレンチ２０４に面する側の側面は連続した平坦面を形成している。
【００２４】
一方、図２（ｂ）は後述するエッチング条件に基づいてプラズマエッチング装置１によりエッチングした後の基板Ｗ１の断面構造である。エッチングガスがトレンチ２０４に進入することにより、シリコン基板２０１およびＳｉ層２０３をほとんどエッチングすることなく、ＳｉＧｅ層２０２のみを選択的にエッチングすることができる。
【００２５】
次に、プラズマエッチング装置１における適切なプラズマ励起条件および基板Ｗ１のエッチング条件の設定について説明する。
【実施例１】
【００２６】
前記基板Ｗ１のＳｉ層２０３の適切なプラズマ励起条件およびエッチング条件を設定するため、シリコン基板３０１の上面に多結晶Ｓｉ層３０２を形成した基板Ｗ２を使用する（図３（ａ）参照）。また、前記基板Ｗ１のＳｉＧｅ層２０２の適切なプラズマ励起条件およびエッチング条件を設定するため、本実施例では、シリコン基板３０１の上面にＳｉＧｅ層３０３を形成した基板Ｗ３を使用する（図３（ｂ）参照）。図２（ａ）に示すＳｉ層２０３は単結晶Ｓｉ層であるが、本実施例でシリコン基板３０１の上面に多結晶Ｓｉ層３０２を形成した基板Ｗ２を使用した理由は、後述するエッチング評価においてエッチングされた膜厚を光学式のエリプソメータで測定するためである。また、多結晶Ｓｉは単結晶Ｓｉよりもエッチングされやすいことから、エッチング選択性を評価するために多結晶Ｓｉを用いることは、より厳しい評価となり問題はない。
【００２７】
これらの基板Ｗ２およびＷ３を、プラズマエッチング装置１の基板ホルダー１５に順次個別に保持して、同一のプラズマ励起条件およびエッチング条件でガスエッチングを実行した。
【００２８】
基板ホルダー１５に基板Ｗ２（Ｗ３）を保持した状態でガス導入部１９からプラズマ生成室１８にフッ素系ガスとしてＣＦ４ガスを１００ｃｃ／ｍｉｎの流量で、水蒸気を３００ｃｃ／ｍｉｎの流量で導入する。このとき処理室１０内の圧力は、１０６．６Ｐａに制御されている。
【００２９】
プラズマ生成室１８の誘導コイル２０に高周波電源２１より周波数１３．５６ＭＨｚの高周波が印加され、ＣＦ４ガスと水蒸気の混合ガスはプラズマ励起される。高周波電源２１の出力電力は２ｋＷである。プラズマ生成室１８ではプラズマ励起されることにより、ＣＦｘイオン、ＣＦｘラジカル、Ｆイオン、Ｆラジカル、ＯＨイオン、ＯＨラジカルが生成される。
【００３０】
プラズマ励起されたこれらエッチングガスはプラズマ生成室１８から処理室１０内に導入され、ガス分散板１７を通過して基板Ｗ上に均一に供給される。ガス分散板１７は電気的に接地されているため、ＣＦｘイオン、ＦイオンおよびＯＨイオンの多くはガス分散板１７に捕獲され電気的に中性となる。このため、エッチングに寄与する成分として主にラジカルが基板Ｗ上に供給される。
【００３１】
基板ホルダー１５に保持された基板Ｗ２（Ｗ３）は５０℃に制御されている。基板Ｗ２（Ｗ３）を室温よりも高い処理温度で処理するために基板ホルダー１５に内蔵された加熱冷却機構１６の加熱ヒーターを用いて基板ホルダー１５を５０℃に制御する。
【００３２】
上記プラズマ励起条件（高周波電源の周波数：１３．５６ＭＨｚ、高周波電源の出力電力：２ｋｗ）およびエッチング条件（ＣＦ４ガス流量１００ｃｃ／ｍｉｎ、水蒸気流量：３００ｃｃ／ｍｉｎ，処理室内圧力：１０６．６Ｐａ、基板加熱温度：５０℃）の下で基板Ｗ２の多結晶Ｓｉ層３０２と基板Ｗ３のＳｉＧｅ層３０３とをエッチング時間を変更しつつエッチングした結果を図４の表に示す。
【００３３】
光学式のエリプソメータを用いてエッチング前後の膜厚を測定し、その差分からエッチングされた膜厚を求めた。図４ではエッチング時間に対する各膜のエッチング膜厚を数値で示している。多結晶Ｓｉ層３０２の５ｓｅｃ及び１０ｓｅｃはほとんどエッチングされないと予測されたためデータを取得していない。ここで注目すべきはエッチング時間６０ｓｅｃ及び１２０ｓｅｃにおいて、多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚が１ｎｍ程度で飽和していることである。
【００３４】
図４の表をグラフ化したものを図５に示す。図５のグラフではＸ軸がエッチング処理時間（時間の単位は秒）であり、Ｙ軸がエッチング量（エッチング量の単位はｎｍ）を示している。黒丸（●）がＳｉＧｅ層３０３のエッチング結果であり、黒四角（◆）が多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング結果である。図５のグラフから明らかなようにＳｉＧｅ層３０３のエッチング量は１２０ｓｅｃまではほぼ線形に増加している。１２０ｓｅｃ以降の点線は予測ラインである。一方、多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング量は１ｎｍ程度で飽和している。このように、上記エッチング条件によれば、基板Ｗ２の多結晶Ｓｉ層３０２はエッチング時間に拘わらずほとんどエッチングされない。一方、基板Ｗ３のＳｉＧｅ層３０３はエッチング時間に比例してエッチング量が増加している。
【００３５】
次に、上記したプラズマ励起条件およびエッチング条件を変更することなく、プラズマ生成室１８に流入するＣＦ４ガスと水蒸気のガス流量比のみを様々に変更し、ＣＦ４ガスと水蒸気の混合ガス中のＣＦ４ガス流量比が多結晶Ｓｉ層３０２のエッチングに及ぼす影響の評価結果を説明する。
【００３６】
プラズマ生成室１８へのトータルガス流量を４００ｃｃ／ｍｉｎとしてＣＦ４ガス流量と水蒸気流量の流量比を可変にして多結晶Ｓｉ層３０２を３０秒間エッチングした結果を図６に示す。図６の表の左端第１列はプラズマ生成室１８に流入するトータルガス流量（ｃｃ／ｍｉｎ）を、第２列は混合ガスにおけるＣＦ４ガス流量比（ｖｏｌ．％）を、第３列はＣＦ４ガス流量（ｃｃ／ｍｉｎ）を、第４列は水蒸気流量（ｃｃ／ｍｉｎ）をそれぞれ示している。そして、図６の表の右端列は各ＣＦ４ガス流量比における多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚（ｎｍ）を示している。
【００３７】
図６の表から明らかなように、ＣＦ４ガス流量比が３０ｖｏｌ．％以下の場合、具体的には３０ｖｏｌ．％および２５ｖｏｌ．％の混合ガスでエッチングした場合、多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚は１ｎｍ以下となっている。一方、ＣＦ４ガス流量比が３０ｖｏｌ．％超の場合、具体的にはＣＦ４ガス流量比が３５ｖｏｌ．％、５０ｖｏｌ．％、７５ｖｏｌ．％、および１００ｖｏｌ．％の各混合ガスでエッチングした各場合には多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚は１ｎｍ超となった。
【００３８】
図６のデータをグラフ化したものを図７に示す。図７のグラフではＸ軸がＣＦ４ガス流量比（流量比の単位はｖｏｌ．％）であり、Ｙ軸が多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング量（エッチング量の単位はｎｍ）を示している。ＣＦ４ガス流量比が３５ｖｏｌ．％では多結晶Ｓｉ層３０２は４．５ｎｍエッチングされている。ＣＦ４ガス流量比が５０ｖｏｌ．％において最大値（３６．９ｎｍのエッチング膜厚）を示し、ＣＦ４ガス流量比が１００ｖｏｌ．％にかけて減少していく結果となった。
【００３９】
ＣＦ４ガス流量比が５０ｖｏｌ．％において最大値を示す理由について説明する。多結晶Ｓｉ層３０２は主にＦラジカルによりエッチングされる。ＣＦ４ガス単体をプラズマ励起した場合に比べ、ＣＦ４ガスに水蒸気を添加した場合には、水蒸気からＯラジカルが生成されるためＣＦ４ガスの解離をさらに増大させる。その結果、エッチング種であるＦラジカル量が増大するため多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚が大きくなる。ＣＦ４ガスに酸素ガスを加えることによりＣＦ４ガスの解離を増大させる技術は従来から良く知られている。ＣＦ４ガス流量比によって多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚が異なるのは、混合ガス中の水蒸気比率によってプラズマ励起により生成されるＦラジカル量に差が生じるためである。本評価により、ＣＦ４ガスに水蒸気を混合させることによって多結晶Ｓｉ層３０２のエッチングを抑制する条件が存在することが明らかになった。
【００４０】
上述したシリコン基板３０１全面に形成した多結晶Ｓｉ層３０２と、シリコン基板３０１全面に形成したＳｉＧｅ層３０３を用いたエッチングレートの評価結果から、本発明の選択エッチングの原理について説明する。ＳｉＧｅはＳｉに比べ原子間の結合力が弱いためにＳｉよりも反応性が高く、ＦラジカルはＳｉＧｅ層と反応しやすい。またＦラジカルとの反応により生成するＧｅＦ４とＳｉＦ４の蒸気圧はＧｅＦ４の方が高いためにＳｉＧｅ層がＳｉ層に対して選択的にエッチングされる。しかしながら、Ｆラジカルだけの作用ではＳｉ層が全くエッチングされないわけではない。上述したＣＦ４ガス流量比が１００ｖｏｌ．％における多結晶Ｓｉ層３０２のエッチング膜厚は３ｎｍ程度であった。
【００４１】
本発明においては、ＯＨラジカルの存在により多結晶Ｓｉ層３０２表面にＳｉ−Ｏ結合やＳｉ−ＯＨ結合が形成される。Ｓｉ−Ｏ結合やＳｉ−ＯＨ結合が形成されるために多結晶Ｓｉ層３０２表面はＦラジカルによるエッチングから保護されると考えられる。多結晶Ｓｉ層３０２の１２０ｓｅｃエッチングが６０ｓｅｃエッチングと同じ１ｎｍ程度のエッチング量で飽和していることから、多結晶Ｓｉ層３０２表面のＳｉ−Ｏ結合やＳｉ−ＯＨ結合の形成は多結晶Ｓｉ層３０２の最表面だけであると考えられる。そして、多結晶Ｓｉ層３０２表面ではＦラジカルによるエッチングもＯＨラジカルによる酸化も進行していないと考えられる。多結晶Ｓｉ層３０２表面が１ｎｍ程度エッチングされた理由は、多結晶Ｓｉ層３０２表面においてＳｉ−Ｏ結合やＳｉ−ＯＨ結合が形成されるまでの間にＦラジカルでエッチングされたものと考えられる。
【００４２】
以上の結果から、実施例１で説明した各プラズマ励起条件およびエッチング条件の下で、図２（ａ）の基板Ｗ１をＣＦ４ガスが０ｖｏｌ．％より大きく、３０ｖｏｌ．％以下の混合比のＣＦ４ガスと水蒸気混合ガスに適用すると、図２（ｂ）に概念的に示すように、Ｓｉ層２０３はほとんどエッチングされない状態でＳｉＧｅ層２０２だけがトレンチ２０４の側壁から内部に向けてエッチングされると予測される。Ｓｉ層２０３のエッチングが抑制されるため、エッチング時間の設定によりＳｉＧｅ層２０２の内部方向のエッチング量が制御できる。これにより、Ｓｉ層２０３に対するＳｉＧｅ層２０２の選択エッチングが可能となり、積層構造の加工精度が向上される。
【００４３】
実施例１において、フッ素系ガスとしてＣＦ４について説明したが必ずしもＣＦ４に限るものではない。Ｃ２Ｆ６やＣ４Ｆ８などのＣとＦを含む化合物、もしくはＣＨＦ３やＣＨ２Ｆ２などのＣとＨとＦを含む化合物をフッ素系ガスとして用いても良い。
【実施例２】
【００４４】
実施例２について説明する。第２の実施の形態は水蒸気の代わりに水酸基含有化合物としてメタノール（ＣＨ３ＯＨ）を用いた場合についてである。ＣＦ４ガスを流量１００ｃｃ／ｍｉｎ、メタノール蒸気を流量３００ｃｃ／ｍｉｎ、それぞれをガス導入部１９よりプラズマ生成室１８内に導入してこれら混合ガスをプラズマ励起する。その他のプラズマ励起条件及びエッチング条件は、実施例１と同じである。メタノールはＯＨ基を有しているためプラズマ励起されるとＯＨイオンやＯＨラジカルが生成される。このため、水蒸気を用いた実施例１と同様にＳｉ層のエッチングに対するＳｉＧｅ層の選択エッチングが可能となる。メタノールの他にエタノール（Ｃ２Ｈ５ＯＨ）やイソプロピルアルコール（Ｃ３Ｈ７ＯＨ）を用いることも可能である。ただし、水酸基含有化合物中のＣの数が多い化合物を用いると分解生成物が発生するため処理室１０内においてパーティクル発生の原因となる。このため、水酸基含有化合物中のＣの数は３までが望ましい。
【００４５】
メタノールなどの水酸基含有化合物は一般的に蒸気圧が高いために容易に気化する。メタノールなどの水酸基含有化合物を用いるメリットは、ガス導入部１９に導入させるための気化器を簡便に構成できる点にある。
【符号の説明】
【００４６】
１０    処理室
１１    排気配管
１２    真空ポンプ
１３    ＡＰＣバルブ
１４    圧力センサー
１５    基板ホルダー
１６    加熱冷却機構
１７    ガス分散板
１８    プラズマ生成室
１９    ガス導入部
２０    誘導コイル
２１    高周波電源
２０１  シリコン基板
２０２  ＳｉＧｅ層
２０３  Ｓｉ層
２０４  トレンチ
３０１  シリコン基板
３０２  多結晶Ｓｉ層
３０３  ＳｉＧｅ層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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