(57)【要約】【課題】ＳｉＧｅ系材料の互いにＧｅ濃度が異なるものの一方を他方に対して高選択比でエッチングすることができるエッチング方法を提供する。【解決手段】互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、エッチングガスを供給し、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の前記エッチングガスによるエッチングが開始されるまでのインキュベーションタイムの差を利用して、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、エッチングガスを供給し、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の前記エッチングガスによるエッチングが開始されるまでのインキュベーションタイムの差を利用して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、エッチングガスを供給して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方がエッチングされ、他方が実質的にエッチングされないエッチング時間でのエッチング処理と、処理空間のパージとを複数回繰り返して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチング処理の１回の時間が１〜１０ｓｅｃ、前記パージの１回の時間が５〜３０ｓｅｃであることを特徴とする請求項２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングの際の温度は、１００℃以上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項に記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記エッチングの際の温度は、１００〜１２５℃であることを特徴とする請求項４に記載のエッチング方法。
【請求項６】
互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、低温域でエッチングガスを供給し、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングすることを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
前記エッチングの際の温度は、６０℃以下であることを特徴とする請求項６に記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記エッチングの際の温度は、０〜６０℃であることを特徴とする請求項７に記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記エッチングガスは、フッ素含有ガスを含むガスであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記フッ素含有ガスは、ＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガス、ＩＦ７ガスからなる群から選択された少なくとも一種であることを特徴とする請求項９に記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記第１のＳｉＧｅ系材料は、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅ膜からなる第１の膜であり、前記第２のＳｉＧｅ系材料は、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＳｉ膜からなる第２の膜であり、エッチングガスとしてフッ素含有ガスを用いて、前記第１の膜を前記第２の膜に対して選択的にエッチングすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のエッチング方法。
【請求項１２】
前記第１のＳｉＧｅ系材料は、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅ膜からなる第１の膜であり、前記第２のＳｉＧｅ系材料は、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＳｉ膜からなる第２の膜であり、エッチングガスとしてフッ素含有ガスおよびＮＨ３ガスを用いて、前記第２の膜を前記第１の膜に対して選択的にエッチングすることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のエッチング方法。
【請求項１３】
前記被処理体は、基板上に前記第１の膜と前記第２の膜とが１回以上積層されて構成されていることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のエッチング方法。
【請求項１４】
前記被処理体は、基板上に、エッチング対象としての前記第１の膜を有する構造部と、前記構造部の外側に設けられた前記第１の膜と同等のＧｅ濃度を有する非エッチング対象ＳｉＧｅ膜と、前記構造部と前記非エッチング対象ＳｉＧｅ膜の間に前記非エッチング対象膜の保護層として設けられた前記第２の膜が形成されていることを特徴とする請求項１１に記載のエッチング方法。
【請求項１５】
エッチングの際の圧力が１．３３〜１３３Ｐａであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項１６】
前記第１の膜はＧｅ濃度が２０〜５０ａｔ％であり、前記第２の膜はＧｅ濃度が０〜２０ａｔ％であることを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載のエッチング方法。
【請求項１７】
前記第１の膜はＧｅ濃度が２５〜３５ａｔ％であり、前記第２の膜はＧｅ濃度が５〜１５ａｔ％であることを特徴とする請求項１６に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＳｉＧｅ系材料をエッチングするエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シリコン(以下、Ｓｉと記す)以外の新しい半導体材料としてシリコンゲルマニウム(ＳｉＧｅと記す)が知られており、このＳｉＧｅを用いた半導体素子としてＳｉ層とＳｉＧe層を積層した後、ＳｉＧｅ層をＳｉ層に対して選択的にエッチングしたものや、Ｓｉ層をＳｉＧｅ層に対して選択的にエッチングしたものが求められている。
【０００３】
Ｓｉに対してＳｉＧｅを選択的にエッチングする技術としては、エッチングガスとしてＣｌＦ３、ＸｅＦ２を用いるもの（特許文献１）、およびＨＦを用いるもの（特許文献２）、ＮＦ３ガスとＯ２ガス等の混合ガスのプラズマを用いるもの（特許文献３）が知られている。また、ＳｉＧｅに対してＳｉを選択的にエッチングする技術としては、ＳＦ６やＣＦ４を含むエッチングガスに、ゲルマニウムを含むガスを加えてエッチングする技術が知られている（特許文献４）。
【０００４】
また、特許文献５には、Ｆ２ガスおよびＮＨ３ガスの比率を変化させることにより、Ｓｉに対するＳｉＧｅの選択的エッチングおよびＳｉＧｅに対するＳｉの選択的エッチングが可能であることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５１０７５０号公報
【特許文献２】特開２００３−７７８８８号公報
【特許文献３】特許第６１３８６５３号公報
【特許文献４】特開２０１３−２２５６０４号公報
【特許文献５】特開２０１６−１４３７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記技術は、いずれも、ＳｉＧｅをＳｉに対して選択的にエッチングするか、またはＳｉをＳｉＧｅに対して選択エッチングするのみであるが、最近では、ＳｉＧｅ系材料の互いにＧｅ濃度が異なるものの一方を他方に対して高選択比でエッチングすることも求められつつあり、上記技術ではこのようなエッチングに十分に対応することができない。
【０００７】
したがって、本開示は、ＳｉＧｅ系材料の互いにＧｅ濃度が異なるものの一方を他方に対して高選択比でエッチングすることができるエッチング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係るエッチング方法は、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、エッチングガスを供給し、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の前記エッチングガスによるエッチングが開始されるまでのインキュベーションタイムの差を利用して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。
【０００９】
本開示の他の態様に係るエッチング方法は、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、エッチングガスを供給して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方がエッチングされ、他方が実質的にエッチングされないエッチング時間でのエッチング処理と、処理空間のパージとを複数回繰り返して、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。
【００１０】
本開示のさらに他の態様に係るエッチング方法は、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理体に対し、低温域でエッチングガスを供給し、前記第１のＳｉＧｅ系材料および前記第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方を、他方をほとんどエッチングすることなく、高選択比でエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態の第１の例に係るエッチング方法を概略的に説明するための図である。
【図２】Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜と、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜の８０℃、１００℃、１２０℃のときのエッチング時間とエッチング量との関係を示す図である。
【図３】図２の一部を拡大して示す図である。
【図４】第２の実施形態の第１の例に係るエッチング方法を概略的に説明するための図である。
【図５】Ｇｅ濃度が０％のＳｉ膜をＣｌＦ３ガスでエッチングした際の、エッチング量の温度依存性を示す図である。
【図６】Ｇｅ濃度が３０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜）をＣｌＦ３ガスでエッチングした際の、エッチング量の温度依存性を示す図である。
【図７】Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜と、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜について、低温域である３５℃と高温域である１２０℃でエッチングした際の、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比を示す図である。
【図８Ａ】第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造の第１の例を示す概略断面図であり、エッチング前の状態を示す図である。
【図８Ｂ】第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造の第１の例を示す概略断面図であり、はエッチング後の状態を示す図である。
【図９Ａ】第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造の第２の例を示す概略断面図であり、エッチング前の状態を示す図である。
【図９Ｂ】第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造の第２の例を示す概略断面図であり、エッチング後の状態を示す図である。
【図１０】第１の実施形態および第２の実施形態の実施に用いるエッチング装置を搭載した処理システムの一例を示す概略構成図である。
【図１１】第１および第２の実施形態の第１の例のエッチング方法を実施するためのエッチング装置の一例を示す断面図である。
【図１２】第１および第２の実施形態の第２の例のエッチング方法を実施するためのエッチング装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
＜第１の実施形態＞
最初に、第１の実施形態について説明する。
本実施形態では、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理基板に対し、エッチングガス、例えばフッ素含有ガスを含むガスを供給し、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料のエッチングガスによるエッチングが開始されるまでのインキュベーションタイムの差が生じる温度で、インキュベーションタイム差を利用して、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。なお、本実施形態においてＳｉＧｅ系材料としては、Ｇｅが０％の場合（すなわちＳｉの場合）も含む。
【００１５】
本実施形態の第１の例は、第１のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜と、第２のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＧｅが０％のＳｉ膜からなる第２の膜とを有する被処理体を準備し、被処理体にエッチングガスとしてフッ素含有ガスを供給して、第１の膜を第２の膜に対して選択的にエッチングする。フッ素含有ガスの他に、Ａｒガス等の不活性ガスを供給してもよい。このとき、第２の膜がほとんどエッチングされずに、第１の膜の第２の膜に対する選択比が５以上であることが好ましい。
【００１６】
フッ素含有ガスとしては、ＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガス、ＩＦ７ガス等を用いることができる。
【００１７】
このとき、エッチングガスとして上記のようなフッ素含有ガスを用いると、Ｇｅ濃度が高い第１の膜のほうが、Ｇｅ濃度が小さい第２の膜よりエッチングされやすいため、この化学反応性の差異により第１の膜を第２の膜に対して選択的にエッチングすることはできるが、特に、高温域において、単純にエッチングガスによる化学反応性の差異のみを利用したエッチングでは、第２の膜もエッチングされてしまい好ましくない。
【００１８】
これに対し、本例では、所定の温度範囲、特に後述するような高温域において、第１の膜および第２の膜のエッチング反応のインキュベーションタイムの差を利用して選択エッチングを行う。インキュベーションタイムとは、エッチングガスが供給されてから実際にエッチング反応が開始されるまでの時間をいい、図１に示すように、低Ｇｅ濃度の第２の膜のインキュベーションタイム（Ｔ２）のほうが、高Ｇｅ濃度の第１の膜のインキュベーションタイム（Ｔ１）よりも長くなる。このインキュベーションタイム差（ΔＴ）を利用することにより、第２の膜のエッチングを十分に抑制しつつ、第１の膜をエッチングして、選択性の高いエッチングを行う。
【００１９】
このようなインキュベーションタイム差（ΔＴ）が存在するのは、フッ素含有ガスでエッチングされ難い自然酸化膜としてのＳｉＯ２膜が、第１の膜よりも第２の膜の表面に多く形成されるからであると考えられる。
【００２０】
インキュベーションタイムは、エッチングの際の被処理体の温度（エッチング温度）により調整することができ、第１の膜と第２の膜とで十分なインキュベーションタイム差（ΔＴ）が形成されるようにエッチング温度を設定することが好ましい。このとき、第１の膜のエッチングに必要な時間が、第２の膜のインキュベーションタイム（Ｔ２）以下、すなわちインキュベーション期間であることがより好ましい。これにより、第２の膜をほとんどエッチングすることなく、第１の膜を第２の膜に対して高選択比でエッチングすることができる。
【００２１】
本例においては、上述したように低Ｇｅ濃度の第２の膜としてＧｅ０％のＳｉ膜も許容するが、第１の膜および第２の膜ともにＳｉＧｅ膜であるときにより効果を発揮する。また、具体的な数値としては、高Ｇｅ濃度の第１の膜は、Ｇｅ濃度が２０〜５０ａｔ％の範囲であることが好ましく、２５〜３５ａｔ％がより好ましく、例えば３０ａｔ％である。また、第２の膜は、Ｇｅ濃度が０〜２０ａｔ％（２０ａｔ％は含まず。）の範囲であることが好ましく、５〜１５ａｔ％がより好ましく、例えば１０ａｔ％である。
【００２２】
本実施形態において、エッチング温度は１００℃以上の高温域であることが好ましく、１００〜１２５℃がより好ましい。最も好ましいのは１２０℃である。ＳｉＧｅ膜は、フッ素含有ガス、例えばＣｌＦ３ガスでエッチングする場合、温度が低いほどエッチングされやすくなる傾向にあり、自然酸化膜もエッチングされやすくなる。ＳｉＧｅの膜質にもよるが、８０℃付近では、低Ｇｅ濃度のＳｉＧｅ膜においても表面の自然酸化膜がエッチングされやすくなり、インキュベーションタイムが短く、インキュベーションタイム差をとりにくくなる。これに対して、１００℃以上の高温域では、ＳｉＧｅ膜の表面の自然酸化膜およびその膜自体のエッチングレートが低下し、低Ｇｅ濃度のＳｉＧｅ膜においては自然酸化膜もエッチングされ難くなって、低Ｇｅ濃度の第２の膜のインキュベーションタイムを長くすることができ、インキュベーションタイム差を長くとることができる。特に、１２０℃付近では、Ｇｅが１０ａｔ％のＳｉＧｅ膜はインキュベーションタイムを１０ｍｉｎ程度と十分長くすることができ、エッチング時間が１０ｍｉｎ程度まで、低Ｇｅ濃度の第２の膜をほとんどエッチングすることなく、例えば３０ａｔ％の高Ｇｅ濃度の第１の膜を高選択比でエッチングすることができる。ただし、エッチング温度が１３０℃以上になると、高Ｇｅ濃度の第１の膜もエッチングされ難くなってしまう。
【００２３】
エッチングの際の圧力は１０〜１０００ｍＴｏｒｒ（１．３３〜１３３Ｐａ）の範囲が好ましく、例えば１２０ｍＴｏｒｒ（１６Ｐａ）である。
【００２４】
次に、第１の実施形態の第１の例の実験結果について説明する。
ここでは、エッチングガスとしてＣｌＦ３ガスを用い、Ｇｅ濃度が１０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜）と、Ｇｅ濃度が３０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜）について、エッチング温度を８０℃、１００℃、１２０℃と変化させ、エッチング時間とエッチング量との関係を求めた。その結果を図２に示す。また、図３は、図２の一部を拡大して示す図である。
【００２５】
これらの図に示すように、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜およびＳｉ−３０％Ｇｅ膜のいずれも、８０℃ではエッチング量が多く、また、いずれの温度でもＳｉ−３０％Ｇｅ膜のほうがＳｉ−１０％Ｇｅ膜よりもエッチング量が多いことがわかる。また、８０℃では、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜およびＳｉ−３０％Ｇｅ膜のいずれもインキュベーションタイムは短く、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜も短時間でエッチングが開始され、６００ｓｅｃ（１０ｍｉｎ）でＳｉ−１０％Ｇｅ膜のエッチング量が１０ｎｍ以上となることがわかる。これに対し、エッチング温度が１００℃では、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜のインキュベーションタイムが１００ｓｅｃであり、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜とのインキュベーションタイム差を利用したエッチングが可能であることがわかる。また、エッチング時間が６００ｓｅｃ（１０ｍｉｎ）でも、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜のエッチング量が３ｎｍ程度であり、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜のエッチングを抑制してＳｉ−３０％Ｇｅ膜をエッチングすることができた。また、エッチング温度が１２０℃では、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜のインキュベーションタイムが６００ｓｅｃ（１０ｍｉｎ）であり、６００ｓｅｃという長期間、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜をＳｉ−１０％Ｇｅ膜に対する選択比が無限大でエッチングできることが確認された。また、エッチング温度が１２０℃では、エッチング時間が１２００ｓｅｃでもＳｉ−１０％Ｇｅ膜のエッチング量は５ｎｍ程度と少なかった。
【００２６】
次に、本実施形態の第２の例について説明する。第２の例は、第１のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜と、第２のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＧｅが０％のＳｉ膜からなる第２の膜とを有する被処理体を準備し、被処理体にエッチングガスとしてフッ素含有ガスおよびＮＨ３ガスを供給して、第２の膜を第１の膜に対して選択的にエッチングする。すなわち、第１の例とは逆で、Ｇｅ濃度の高い第１の膜に対してＧｅ濃度の低い第２の膜を選択的にエッチングする。このとき、第２の膜がほとんどエッチングされずに、第２の膜の第１の膜に対する選択比が５以上であることが好ましい。
【００２７】
このようにエッチングガスとしてＮＨ３ガスを加えることにより、Ｇｅ濃度の違いが反転するのは、フッ素含有ガスにＮＨ３ガスが添加されることにより、表面の自然酸化膜であるＳｉＯ２のほうがエッチングされやすくなるためである。フッ素含有ガスとしては、第１の例と同様、ＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガス、ＩＦ７ガス等を用いることができる。フッ素含有ガスとＮＨ３ガスの比率は１／５００〜１の範囲が好ましい。
【００２８】
本例でも、第１の膜および第２の膜のＧｅ濃度は第１の例と同じであり、エッチングされる側が異なるだけである。エッチング温度についても同様であり、１００℃以上が好ましく、１００〜１２５℃がより好ましく、１２０℃が最も好ましい。
【００２９】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
本実施形態では、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理基板に対し、エッチングガス、例えばフッ素含有ガスを含むガスを供給して、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方がエッチングされ、他方が実質的にエッチングされないエッチング時間でのエッチング処理と、処理空間のパージとを複数回繰り返して、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。なお、本実施形態においても、ＳｉＧｅ系材料としては、Ｇｅが０％の場合（すなわちＳｉの場合）も含む。
【００３０】
本実施形態の第１の例は、第１のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜と、第２のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＧｅが０％のＳｉ膜からなる第２の膜とを有する被処理体を準備し、図４に示すように、被処理体にエッチングガスとしてフッ素含有ガスを供給して、第１の膜がエッチングされ、第２の膜が実質的にエッチングされないエッチング時間でのエッチング工程（Ｓ１）と、処理空間のパージ工程（Ｓ２）とを所定回繰り返す。処理空間のパージ工程（Ｓ２）は、処理空間を規定する処理容器を真空引きすることにより行うことができる。真空引きとともに処理空間にパージガスとして不活性ガスを供給してもよい。このように、エッチング工程（Ｓ１）とパージ工程（Ｓ２）を所定回数繰り返すことにより、第２の膜をほとんどエッチングすることなく、第１の膜を第２の膜に対して高選択比でエッチングすることができる。このとき、第２の膜がほとんどエッチングされずに、第１の膜の第２の膜に対する選択比が５以上であることが好ましい。
【００３１】
１回のエッチング工程（Ｓ１）は、第２の膜がインキュベーション期間内で第１の膜がエッチングされる期間で終了することが好ましい。これにより、エッチング工程（Ｓ１）を繰り返しても第２の膜の表面の自然酸化膜をほとんどエッチングすることなく、第１の膜のみ繰り返しエッチングして所望のエッチング量とすることができる。したがって、本例では、第１の膜および第２の膜のインキュベーションタイム差が小さくても、実質的に第１の膜のみを所望量エッチングすることができるので、第１の例よりも温度マージンが広い。
【００３２】
フッ素含有ガスとしては、第１の実施形態と同様、ＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガス、ＩＦ７ガス等を用いることができる。また、フッ素含有ガスの他に、Ａｒガス等の不活性ガスを供給してもよい。
【００３３】
上述したように低Ｇｅ濃度の第２の膜としてＧｅ０％のＳｉ膜も許容するが、第１の膜および第２の膜ともにＳｉＧｅ膜であるときにより効果を発揮する。また、具体的な数値としては、高Ｇｅ濃度の第１の膜は、Ｇｅ濃度が２０〜５０ａｔ％の範囲であることが好ましく、２５〜３５ａｔ％がより好ましく、例えば３０ａｔ％である。また、第２の膜は、Ｇｅ濃度が０〜２０ａｔ％（２０ａｔ％を含まず）の範囲であることが好ましく、５〜１５ａｔ％がより好ましく、例えば１０ａｔ％である。
【００３４】
上述したように、エッチング温度のマージンは第１の実施形態よりも広いが、本例においても、エッチング温度は、１００℃以上であることが好ましく、１００〜１２５℃がより好ましい。最も好ましいのは１２０℃である。
【００３５】
本例において、１回のエッチング工程（Ｓ１）の時間は１〜１０ｓｅｃ、１回のパージ工程（Ｓ２）の時間は５〜３０ｓｅｃが好ましい。また、エッチングの際の圧力は１０〜１０００ｍＴｏｒｒ（１．３３〜１３３Ｐａ）の範囲が好ましく、例えば１２０ｍＴｏｒｒ（１６Ｐａ）である。
【００３６】
次に、本実施形態の第２の例について説明する。第２の例は、第１のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜と、第２のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＧｅが０％のＳｉ膜からなる第２の膜とを有する被処理体を準備し、被処理体にエッチングガスとしてフッ素含有ガスおよびＮＨ３ガスを供給して、第２の膜がエッチングされ、第１の膜が実質的にエッチングされないエッチング時間でのエッチング工程と、処理空間のパージ工程とを所定回繰り返す。すなわち、第１の例とは逆で、Ｇｅ濃度の高い第１の膜に対してＧｅ濃度の低い第２の膜を選択的にエッチングする。このとき、第２の膜がほとんどエッチングされずに、第２の膜の第１の膜に対する選択比が５以上であることが好ましい。
【００３７】
このように、エッチングガスとしてＮＨ３ガスを加えることにより、第１の実施形態の第２の例と同様の原理でＧｅ濃度の違いが反転する。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料を有する被処理基板に対し、低温域でエッチングガス、例えばフッ素含有ガスを含むガスを供給し、第１のＳｉＧｅ系材料および第２のＳｉＧｅ系材料の一方を他方に対して選択的にエッチングする。本実施形態ではインキュベーションタイム差を利用する第１の実施形態とは異なり、両者のエッチング量の差により選択性を確保する。なお、本実施形態においてＳｉＧｅ系材料としては、Ｇｅが０％の場合（すなわちＳｉの場合）も含む。
【００３９】
本実施形態の第１の例は、第１のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜と、第２のＳｉＧｅ系材料としての、相対的にＧｅ濃度が低いＳｉＧｅ膜またはＧｅが０％のＳｉ膜からなる第２の膜とを有する被処理体を準備し、被処理体にエッチングガスとしてフッ素含有ガスを供給して、第１の膜を第２の膜に対して選択的にエッチングする。フッ素含有ガスの他に、Ａｒガス等の不活性ガスを供給してもよい。このとき、第２の膜がほとんどエッチングされずに、第１の膜の第２の膜に対する選択比が５以上であることが好ましい。
【００４０】
フッ素含有ガスとしては、ＣｌＦ３ガス、Ｆ２ガス、ＩＦ７ガス等を用いることができる。
【００４１】
このとき、エッチングガスとして上記のようなフッ素含有ガスを用いると、Ｇｅ濃度が高い第１の膜のほうが、Ｇｅ濃度が小さい第２の膜よりエッチングされやすいため、この化学反応性の差異により第１の膜を第２の膜に対して選択的にエッチングすることができる。
【００４２】
エッチングの際の圧力は１０〜１０００ｍＴｏｒｒ（１．３３〜１３３Ｐａ）の範囲が好ましく、例えば１２０ｍＴｏｒｒ（１６Ｐａ）である。
【００４３】
本実施形態において、エッチング温度は低温域であり、６０℃以下のが好ましい。より好ましくは０〜６０℃の範囲である。
【００４４】
その理由について、実際に温度とエッチング量の関係を把握した図５および図６に基づいて以下に説明する。
【００４５】
図５は、Ｇｅ濃度が０％のＳｉ膜をフッ素含有ガスであるＣｌＦ３ガスでエッチングした際の、エッチング量の温度依存性を示す図であり、２０〜１２０℃の各温度でエッチング時間を３０ｓｅｃにしてエッチングした際のエッチング量の傾向を示している。なお、Ｓｉ膜のエッチング条件は、ＣｌＦ３ガス流量：２０〜５００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量：１００〜１０００ｓｃｃｍ、圧力：５００〜３０００ｍＴｏｒｒとした。この図に示すように、Ｓｉ膜のエッチング量は温度に対して線形性を持たず、８０℃付近の中温域でエッチング量が多く、６０℃以下および１００℃以上ではエッチング量が少ない傾向がある。特に、６０℃以下ではＳｉ膜のエッチング量がより少なくなっている。このような傾向は、ＣｌＦ３ガスでのＳｉ膜エッチングでは化学吸着の特性が強く影響しているためと考えられる。この傾向は、Ｇｅ量が少ないＳｉＧｅ膜（例えばＳｉ−１０％Ｇｅ膜）でも同様であると考えられる。
【００４６】
一方、図６は、Ｇｅ濃度が３０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜）をＣｌＦ３ガスでエッチングした際の、エッチング量の温度依存性を示す図であり、２０〜１２０℃の各温度でエッチング時間を３０ｓｅｃにしてエッチングした際のエッチング量を示している。なお、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング条件は、ＣｌＦ３ガス流量：１〜１００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量：１００〜１０００ｓｃｃｍ、圧力：１０〜１０００ｍＴｏｒｒとした。この図から、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチングでは物理吸着特性が強いように見え、エッチング量は温度に対して線形性を持ち、温度が低いほどエッチング量が増加する傾向が見られる。
【００４７】
図５、図６から、Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング量が多くなり、Ｓｉ膜のエッチング量が少なくなる６０℃以下の低温域で、高温域よりもＳｉ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比を高くでき、その値は温度が低くなるほど大きくなる傾向が把握される。後述する図７に示すように、Ｓｉ膜と類似したエッチング傾向を示すＳｉ−１０％Ｇｅ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比は２０以上という高い値を示す。図５、図６では２０℃までのデータしかないが、これらの図の傾向から、少なくとも０℃までは高い選択比が得られると考えられる。このように、好ましくは６０℃以下、より好ましくは０〜６０℃、さらには２０〜６０℃の低温域で、Ｇｅ濃度が高いＳｉＧｅからなる第１の膜を、相対的にＧｅ濃度が低い（０％も含む）ＳｉＧｅからなる第２の膜に対して、インキュベーションタイム差を利用することなく、極めて高い選択比でエッチングすることができる。
【００４８】
なお、温度が高いほどＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング量が減少するため、Ｓｉ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比には不利に作用するが、１００℃以上では８０℃付近よりもＳｉ膜のエッチング量が低下する。このため、１００℃以上の高温域においても、インキュベーションタイム差を利用しなくてもＳｉ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比を比較的高くすることができる。ただし、第１の実施形態で記載したように、高温域ではインキュベーションタイム差を利用することにより、第１の膜を第２の膜に対してより高い選択性でエッチングすることができる。
【００４９】
次に、第３の実施形態の第１の例の実験結果について説明する。
最初に、エッチングガスとしてＣｌＦ３ガスを用い、Ｇｅ濃度が１０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜）と、Ｇｅ濃度が３０ａｔ％のＳｉＧｅ膜（Ｓｉ−３０％Ｇｅ膜）について、低温域である３５℃と高温域である１２０℃でエッチングした。図７は、この際のＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング量を横軸にとり、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜のエッチング量を縦軸にとって、３５℃でエッチングした場合と１２０℃でエッチングした場合をプロットした図である。なお、このときのエッチング条件は、ＣｌＦ３ガス流量：１〜１００ｓｃｃｍ、Ａｒガス流量：１００〜１０００ｓｃｃｍ、圧力：１０〜１０００ｍＴｏｒｒとした。この図に示すように、Ｓｉ−１０％Ｇｅ膜に対するＳｉ−３０％Ｇｅ膜のエッチング選択比は、３５℃の場合は２４．６であり、１２０℃の場合は１１．２であった。この結果から、低温域で２０以上という高いエッチング選択比が得られ、高温域においても低温域ほどではないが１０以上のエッチング選択比が得られることが確認された。
【００５０】
＜第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造例＞
次に、第１および第２の実施形態が適用される被処理体の構造例について説明する。被処理体は典型的には半導体ウエハ（以下、単にウエハと記す）である。
【００５１】
図８Ａ、図８Ｂは、被処理体の構造の第１の例を示す図である。
本例では、図８Ａに示すように、Ｓｉ基板等の半導体基板１の上に、エッチング対象である第１の膜として高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度３０ａｔ％）１１と、第２の膜として低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度１０ａｔ％）１２との積層構造が形成されて構成されている。具体的には、半導体基板１の上に、低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１２と高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１１が順に積層され、最上段が低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１２となっており、その上に例えばＳｉＯ２膜からなるエッチングマスク１３が形成されている。低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１２と高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１１の積層数は１回以上であればよい。
【００５２】
この状態で、被処理体を所定温度に保持し、第１の実施形態の第１の例のように、ＣｌＦ３ガス等のフッ素含有ガスを供給する、または、第２の実施形態の第１の例のように、フッ素含有ガスの供給とパージとを繰り返すことにより、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１１をエッチングして、例えば図８Ｂの状態とする。このとき、低濃度ＧｅＳｉＧｅ膜１２はほとんどエッチングされない。図８Ｂでは、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜１１の一部をエッチングしているが、全部エッチングしてもよい。また、低濃度ＧｅＳｉＧｅ膜１２の代わりにＳｉ膜を用いてもよい。
【００５３】
図９Ａ、図９Ｂは、被処理体の構造の第２の例を示す図である。
本例では、図９Ａに示すように、Ｓｉ基板等の半導体基板２１の上に、絶縁膜（図示せず）を介して、エッチング対象である第１の膜として高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度３０ａｔ％）３１と、Ｓｉ膜３２との積層構造３０が形成され、積層構造３０の両側に半導体基板２１のソースおよびドレインに対応する部分に、Ｌｏｗ−ｋ膜等の絶縁膜４１を介して、保護層として機能し、第２の膜となる低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度１０ａｔ％）４２と、その外側に設けられた高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度３０ａｔ％）４３とを有する。積層構造３０は、半導体基板２１の上に、Ｓｉ膜３２と高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜３１が順に積層され、最上段がＳｉ膜３２となっており、その上に例えばＳｉＯ２膜からなるエッチングマスク３３が形成されている。
【００５４】
この状態で、被処理体を所定温度に保持し、第１の実施形態の第１の例のように、ＣｌＦ３ガス等のフッ素含有ガスを供給する、または、第２の実施形態の第１の例のように、フッ素含有ガスの供給とパージとを繰り返すことにより、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜３１をエッチングして、例えば図９Ｂの状態とする。このとき、低濃度ＧｅＳｉＧｅ膜４２はほとんどエッチングされず、保護層として機能し、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（例えばＧｅ濃度３０ａｔ％）４３がエッチングされないようにする。
【００５５】
なお、上記２つの構造例において、第１の実施形態および第２の実施形態の第２の例の場合は、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜と低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（またはＳｉ膜）とが反転した状態となる。
【００５６】
＜処理システム＞
次に、第１の実施形態および第２の実施形態の実施に用いるエッチング装置を搭載した処理システムの一例について説明する。
図１０は、処理システムの一例を示す概略構成図である。この処理システム１００は、上記構造例に示す構造を有する被処理体としてのウエハＷを搬入出する搬入出部１０２と、搬入出部１０２に隣接させて設けられた２つのロードロック室１０３と、各ロードロック室１０３にそれぞれ隣接して設けられた、ウエハＷに対して熱処理を行なう熱処理装置１０４と、各熱処理装置１０４にそれぞれ隣接して設けられた、ウエハＷに対してエッチングを行うエッチング装置１０５と、制御部１０６とを備えている。
【００５７】
搬入出部１０２は、ウエハＷを搬送する第１ウエハ搬送機構１１１が内部に設けられた搬送室１１２を有している。第１ウエハ搬送機構１１１は、ウエハＷを略水平に保持する２つの搬送アーム１１１ａ，１１１ｂを有している。搬送室１１２の長手方向の側部には、載置台１１３が設けられており、この載置台１１３には、ＦＯＵＰ等の複数枚のウエハＷを収容するキャリアＣが例えば３つ接続できるようになっている。また、搬送室１１２に隣接して、ウエハＷのアライメントを行うアライメントチャンバ１１４が設けられている。
【００５８】
搬入出部１０２において、ウエハＷは、搬送アーム１１１ａ，１１１ｂによって保持され、第１ウエハ搬送機構１１１の駆動により略水平面内で直進移動、また昇降させられることにより、所望の位置に搬送させられる。そして、載置台１１３上のキャリアＣ、アライメントチャンバ１１４、ロードロック室１０３に対してそれぞれ搬送アーム１１１ａ，１１１ｂが進退することにより、搬入出させられるようになっている。
【００５９】
各ロードロック室１０３は、搬送室１１２との間にそれぞれゲートバルブ１１６が介在された状態で、搬送室１１２にそれぞれ連結されている。各ロードロック室１０３内には、ウエハＷを搬送する第２ウエハ搬送機構１１７が設けられている。また、ロードロック室１０３は、所定の真空度まで真空引き可能に構成されている。
【００６０】
第２ウエハ搬送機構１１７は、多関節アーム構造を有しており、ウエハＷを略水平に保持するピックを有している。この第２ウエハ搬送機構１１７においては、多関節アームを縮めた状態でピックがロードロック室１０３内に位置し、多関節アームを伸ばすことにより、ピックが熱処理装置１０４に到達し、さらに伸ばすことによりエッチング装置１０５に到達することが可能となっており、ウエハＷをロードロック室１０３、熱処理装置１０４、およびエッチング装置１０５間で搬送することが可能となっている。
【００６１】
制御部１０６は、典型的にはコンピュータからなり、処理システム１００の各構成部を制御するＣＰＵを有する主制御部と、入力装置（キーボード、マウス等）、出力装置（プリンタ等）、表示装置（ディスプレイ等）、記憶装置（記憶媒体）を有している。制御部１０６の主制御部は、例えば、記憶装置に内蔵された記憶媒体、または記憶装置にセットされた記憶媒体に記憶された処理レシピに基づいて、処理システム１００に、所定の動作を実行させる。
【００６２】
このような処理システム１００では、上記構造が形成されたウエハＷを複数枚キャリアＣ内に収納して処理システム１００に搬送する。処理システム１００においては、大気側のゲートバルブ１１６を開いた状態で搬入出部１０２のキャリアＣから第１ウエハ搬送機構１１１の搬送アーム１１１ａ、１１１ｂのいずれかによりウエハＷを１枚ロードロック室１０３に搬送し、ロードロック室１０３内の第２ウエハ搬送機構１１７のピックに受け渡す。
【００６３】
その後、大気側のゲートバルブ１１６を閉じてロードロック室１０３内を真空排気し、次いでゲートバルブ１５４を開いて、ピックをエッチング装置１０５まで伸ばしてウエハＷをエッチング装置１０５へ搬送する。
【００６４】
その後、ピックをロードロック室１０３に戻し、ゲートバルブ１５４を閉じ、エッチング装置１０５において上述したエッチング方法により、例えば高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜のエッチング処理を行う。
【００６５】
エッチング処理が終了した後、ゲートバルブ１２２、１５４を開き、第２ウエハ搬送機構１１７のピックによりエッチング処理後のウエハＷを熱処理装置１０４に搬送し、エッチング残渣等を加熱除去する。
【００６６】
熱処理装置１０４における熱処理が終了した後、第１ウエハ搬送機構１１１の搬送アーム１１１ａ、１１１ｂのいずれかによりキャリアＣに戻す。これにより、一枚のウエハの処理が完了する。
【００６７】
なお、エッチング残渣等を除去する必要がない場合には、熱処理装置１０４を設けなくともよく、その場合には、エッチング処理が終了した後のウエハＷを第２ウエハ搬送機構１１７のピックによりロードロック室１０３に退避させ、第１ウエハ搬送機構１１１の搬送アーム１１１ａ、１１１ｂのいずれかによりキャリアＣに戻せばよい。
【００６８】
＜エッチング装置＞
次に、第１および第２の実施形態の第１の例のエッチング方法を実施するためのエッチング装置１０５の一例について詳細に説明する。
図１１はエッチング装置１０５の一例を示す断面図である。図１１に示すように、エッチング装置１０５は、処理空間を規定する処理容器としての密閉構造のチャンバー１４０を備えており、チャンバー１４０の内部には、ウエハＷを略水平にした状態で載置させる載置台１４２が設けられている。また、エッチング装置１０５は、チャンバー１４０にエッチングガスを供給するガス供給機構１４３、チャンバー１４０内を排気する排気機構１４４を備えている。
【００６９】
チャンバー１４０は、チャンバー本体１５１と蓋部１５２とによって構成されている。チャンバー本体１５１は、略円筒形状の側壁部１５１ａと底部１５１ｂとを有し、上部は開口となっており、この開口が蓋部１５２で閉止される。側壁部１５１ａと蓋部１５２とは、シール部材（図示せず）により密閉されて、チャンバー１４０内の気密性が確保される。
【００７０】
蓋部１５２は、外側を構成する蓋部材１５５と、蓋部材１５５の内側に嵌め込まれ、載置台１４２に臨むように設けられたシャワーヘッド１５６とを有している。シャワーヘッド１５６は円筒状をなす側壁１５７ａと上部壁１５７ｂとを有する本体１５７と、本体１５７の底部に設けられたシャワープレート１５８とを有している。本体１５７とシャワープレート１５８との間には空間１５９が形成されている。
【００７１】
蓋部材１５５および本体１５７の上部壁１５７ｂには空間１５９まで貫通してガス導入路１６１が形成されており、このガス導入路１６１には後述するガス供給機構１４３のフッ素含有ガス供給配管１７１が接続されている。
【００７２】
シャワープレート１５８には複数のガス吐出孔１６２が形成されており、ガス供給配管１７１およびガス導入路１６１を経て空間１５９に導入されたガスがガス吐出孔１６２からチャンバー１４０内の空間に吐出される。
【００７３】
側壁部１５１ａには、熱処理装置１０４との間でウエハＷを搬入出する搬入出口１５３が設けられており、この搬入出口１５３はゲートバルブ１５４により開閉可能となっている。
【００７４】
載置台１４２は、平面視略円形をなしており、チャンバー１４０の底部１５１ｂに固定されている。載置台１４２の内部には、載置台１４２の温度を調節する温度調節器１６５が設けられている。温度調節器１６５は、例えば温度調節用媒体（例えば水など）が循環する管路を備えており、このような管路内を流れる温度調節用媒体と熱交換が行なわれることにより、載置台１４２の温度が調節され、載置台１４２上のウエハＷの温度制御がなされる。
【００７５】
ガス供給機構１４３は、ＣｌＦ３ガス等のフッ素含有ガスを供給するフッ素含有ガス供給源１７５およびＡｒガス等の不活性ガスを供給する不活性ガス供給源１７６を有しており、これらにはそれぞれフッ素含有ガス供給配管１７１および不活性ガス供給配管１７２の一端が接続されている。フッ素含有ガス供給配管１７１および不活性ガス供給配管１７２には、流路の開閉動作および流量制御を行う流量制御器１７９が設けられている。流量制御器１７９は例えば開閉弁およびマスフローコントローラにより構成されている。フッ素含有ガス供給配管１７１の他端は、上述したように、ガス導入路１６１に接続されている。また、不活性ガス供給配管１７２の他端はフッ素含有ガス供給配管１７１に接続されている。
【００７６】
したがって、フッ素含有ガスは、フッ素含有ガス供給源１７５からフッ素含有ガス供給配管１７１を経てシャワーヘッド１５６内に供給され、不活性ガスは、不活性ガス供給源１７６から不活性ガス供給配管１７２およびフッ素含有ガス供給配管１７１を経てシャワーヘッド１５６に供給され、これらのガスは、シャワーヘッド１５６のガス吐出孔１６２からチャンバー１４０内のウエハＷに向けて吐出される。
【００７７】
これらガスのうちフッ素含有ガスが反応ガスであり、不活性ガスは希釈ガスおよびパージガスとして用いられる。フッ素含有ガスを単独またはフッ素含有ガスと不活性ガスを混合して供給することにより、所望のエッチング性能を得ることができる。
【００７８】
排気機構１４４は、チャンバー１４０の底部１５１ｂに形成された排気口１８１に繋がる排気配管１８２を有しており、さらに、排気配管１８２に設けられた、チャンバー１４０内の圧力を制御するための自動圧力制御弁（ＡＰＣ）１８３およびチャンバー１４０内を排気するための真空ポンプ１８４を有している。
【００７９】
チャンバー１４０の側壁には、チャンバー１４０内の圧力を計測するための圧力計として２つのキャパシタンスマノメータ１８６ａ，１８６ｂが、チャンバー１４０内に挿入されるように設けられている。キャパシタンスマノメータ１８６ａは高圧力用、キャパシタンスマノメータ１８６ｂは低圧力用となっている。載置台１４２に載置されたウエハＷの近傍には、ウエハＷの温度を検出する温度センサ（図示せず）が設けられている。
【００８０】
このようなエッチング装置１０５においては、上述した構造が形成されたウエハＷをチャンバー１４０内に搬入し、載置台１４２に載置する。そして、チャンバー１４０内の圧力を、１０〜１０００ｍＴｏｒｒ（１．３３〜１３３Ｐａ）の範囲、例えば１２０ｍＴｏｒｒ（１６Ｐａ）とし、載置台１４２の温度調節器１６５によりウエハＷを好ましくは１００℃以上、より好ましくは、１００〜１２５℃、最も好ましくは１２０℃とする。
【００８１】
そして、第１の実施形態の第１の例によりエッチングを行う際には、フッ素含有ガス、例えばＣｌＦ３ガスを、好ましくは１〜１００ｓｃｃｍの流量でチャンバー１４０内に供給して、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜をエッチングする。これにより、低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜またはＳｉ膜をほとんどエッチングすることなく、これらに対して高選択比で高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜をエッチングすることができる。このとき、フッ素含有ガスとともに、Ａｒガス等の不活性ガスを、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給してもよい。エッチング終了後、チャンバー１４０内を不活性ガスでパージし、ウエハＷをチャンバー１４０から搬出する。
【００８２】
第２の実施形態の第１の例によりエッチングを行う際には、フッ素含有ガス、例えばＣｌＦ３ガスを、好ましくは１〜１００ｓｃｃｍの流量でチャンバー１４０内に供給して高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜をエッチンするエッチング工程と、チャンバー１４０内の処理空間を、真空引きまたは真空引きと不活性ガスの供給との併用によりパージするパージ工程とを繰り返して、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜を所望のエッチング量でエッチングする。これにより、低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜またはＳｉ膜をほとんどエッチングすることなく、これらに対して高選択比で高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜をエッチングすることができる。このとき、エッチング工程において、フッ素含有ガスとともに、Ａｒガス等の不活性ガスを、例えば１００〜１０００ｓｃｃｍの流量で供給してもよい。エッチング終了後、チャンバー１４０内を不活性ガスでパージし、ウエハＷをチャンバー１４０から搬出する。
【００８３】
第１および第２の実施形態の第２の例によりエッチングを行う際には、図１２に示すエッチング装置１０５′によりエッチングを行う。エッチング装置１０５′は、図８のエッチング装置１０５のガス供給機構１４３の代わりに、フッ素含有ガス供給源１７５、不活性ガス供給源１７６、およびＮＨ３ガス供給源１７７を有するガス供給機構１４３′を有するものを用いる。ＮＨ３ガス供給源１７７には、ＮＨ３ガス供給配管１７３の一端が接続されている。ＮＨ３ガス供給配管１７３の他端は、フッ素含有ガス供給配管１７１に接続されている。ＮＨ３ガス供給配管１７３には、フッ素含有ガス供給配管１７１および不活性ガス供給配管１７２と同様、流量制御器１７９が設けられている。
【００８４】
このようなエッチング装置１０５′により、図５、図６に示す２つの構造例から、高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜と低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（またはＳｉ膜）とが反転した状態の構造を有するウエハＷについて、フッ素含有ガスおよびＮＨ３ガスを用いて、低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜（またはＳｉ膜）を高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜に対して高選択比でエッチングすることができる。
【００８５】
＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【００８６】
例えば、上記実施の形態の被処理体の構造例はあくまで例示であり、互いにＧｅ濃度が異なる第１のＳｉＧｅ系材料と第２のＳｉＧｅ系材料（Ｇｅが０％の場合を含む）を有する被処理体であれば適用可能である。また、上記処理システムや個別的な装置の構造についても例示に過ぎず、種々の構成のシステムや装置により本発明のエッチング方法を実施することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１，２１；半導体基板
１１；高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜
１２；低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜
１３；エッチングマスク
３０；積層構造
３１；高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜
３２；Ｓｉ膜
３３；エッチングマスク
４１；絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）
４２；低Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜
４３；高Ｇｅ濃度ＳｉＧｅ膜
１００；処理システム
１０５，１０５′；エッチング装置
１４３，１４３′；処理ガス供給機構
１７５；フッ素含有ガス供給源
Ｗ；半導体ウエハ（被処理体）
【図１】
2019129313.tif 000003
【図２】
2019129313.tif 000004
【図３】
2019129313.tif 000005
【図４】
2019129313.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2019129313.tif 000012
【図９Ｂ】
2019129313.tif 000013
【図１０】
2019129313.tif 000014
【図１１】
2019129313.tif 000015
【図１２】
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