(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳデバイスや半導体デバイスの加工等に要求される高性能のプラズマエッチング方法を提供すること。【解決手段】本発明のプラズマエッチング方法は、フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガス１をプラズマ生成室２に供給し、高周波電界の印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマ５を生成し、該プラズマ５を基板９に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、（１）前記高周波電界を印加する時間が２０〜７０μ秒であり、かつ、印加を停止する時間が２０〜１００μ秒であること、あるいは、（２）前記基板に印加する高周波電界の出力が６０Ｗ以上であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波電界の印加と印
加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、
前記高周波電界を印加する時間が２０〜７０μ秒であり、かつ、印加を停止する時間が２０〜１００μ秒であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波電界の印加と印
加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、
前記基板に印加する高周波電界の出力が６０Ｗ以上であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプラズマエッチング方法を利用することを特徴とするシリコンまたはシリコン化合物のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
前記シリコン化合物が、酸化珪素、窒化珪素または珪酸塩であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法により製作した半導体デバイス。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法により製作したマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electric Mechanical System）デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波電界を利用して生成したプラズマを用いて基板の処理を行うプラズマエッチング方法に関する。より詳しくは、半導体素子やマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electric Mechanical System）素子の製造等における微細加工に好適なプラズマエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造工程におけるドライエッチングに利用されるプラズマプロセスでは、フルオロカーボン系や無機フッ化物系のガス（例えば、四フッ化炭素ガス（ＣＦ4
）、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）など）が大量に用いられている。しかし、フルオロカー
ボン系や無機フッ化物系のガスは、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が高い温室効果ガスであり、二酸化炭素と並んで地球温暖化を引き起こす大きな要因となっている。それゆえ、温室効果ガスの環境への放出量を削減するために、フルオロカーボン系や無機フッ化物系の代替ガスを利用した新しいプロセスの開発が急務となっている。
【０００３】
一方で、近年急速に実用化検討が進められているマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electric Mechanical System）デバイスの製造工程における微細加工では、Ｓｉ基板に数１０μｍ〜１００μｍ以上の深さでメカニカル構造用の溝などを形成するエッチング加工が要求されている。また、スペース効率の高い半導体デバイスを実現するために、構造を三次元的にした三次元実装デバイスの開発が進められている。例えば、ロジックを形成した単結晶Ｓｉ基板やメモリを形成した単結晶Ｓｉ基板等を複数重ね、これら基板を配線で接続する構成等が提案されている。このような三次元実装デバイスは、１００μｍ程度の厚さを有するＳｉ基板にφ１０〜７０μｍ程度の配線用の孔を形成する必要があることから、極めて高速のエッチングが求められる。このようなプロセスでは、プラズマエッチング技術が適用されているが、エッチング特性に対する要求は主に以下の３項目である。
（１）高速のエッチレートが達成されること。
（２）エッチングプロファイルの垂直性が得られること。
（３）エッチング壁面の平滑さが優れていること。
【０００４】
しかしながら、（１）と（２）で要求される２つの特性は、本質的にトレードオフの関係にある。なぜなら、高速のエッチレートを達成させるためには、一般的にプラズマ中に高濃度のＦラジカルを生成させる必要があるが、ラジカル主体による等方性エッチングではエッチングプロファイルの垂直性（異方性）が得られないためである。
【０００５】
この問題を解決するために、例えば、米国特許５,４９８,３１２号明細書（特許文献１）等に開示されているような等方性エッチング工程および側壁保護膜形成工程を１サイクルとして、それらを繰り返すＢｏｓｃｈプロセスと呼ばれる方法が現在広く利用されている。しかしながら、このように等方性エッチング工程を利用するプロセスでは、原理的にエッチング壁面にスキャロップと呼ばれる段々形状が生じるため、上記の（３）で要求されるようなエッチング壁面の平滑さを得ることができないという問題がある。
【０００６】
一方、フッ素ガス（Ｆ2）をプラズマ生成室に供給し、高周波電界（ＲＦ）の印加と印
加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法が提案されている。特開２００６−４９８１７号公報（特許文献２）に開示されているように、フッ素ガス（Ｆ2）をプラズマ生成室に供
給し、高周波電界の印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマ（＝パルス時間変調プラズマ）を生成すると、プラズマ中には高濃度の正負イオン（Ｆ-およびＦ+）
が生じ、それとは逆に、プラズマ中のラジカル（Ｆ）濃度は抑制されることが明らかにされている。この方法では、上記のＢｏｓｃｈプロセスとは全く異なり、側壁保護膜形成工程を必要としないＳｉのエッチングが可能となる。この方法によって、上記の（１）、（２）および（３）で要求される３項目のエッチング特性を同時に達成することができる。
【０００７】
しかしながら、特開２００６−４９８１７号公報（特許文献２）に開示されている方法では、Ｓｉを１μｍ／ｍｉｎ程度のエッチレートで垂直エッチングすることは可能であるものの、ＭＥＭＳデバイスや三次元実装デバイスの加工で現在要求されるようになってきている、数μｍ／ｍｉｎ以上の超高速のＳｉエッチレートを達成することは困難であった。また、特に高いエッチレートが得られにくい石英ガラスや珪酸塩ガラスなどのシリコン化合物を高速でエッチングすることは極めて困難であった。そのため、より高いエッチレートを実現し、かつ、サイドエッチングの小さな実用性の高いエッチングプロセスの開発が強く求められていた。
【特許文献１】米国特許５,４９８,３１２号明細書
【特許文献２】特開２００６−４９８１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、ＭＥＭＳデバイスや半導体デバイスの加工等に要求される高性能のプラズマエッチング方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、非温室効果ガスを利用した高精度のプラズマエッチング方法を初めて可能とすることに成功した。
すなわち本発明は、以下の事項に関する。
【００１０】
（１）  フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波電界の
印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、前記高周波電界を印加する時間が２０〜７０μ秒であり、かつ、印加を停止する時間が２０〜１００μ秒であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【００１１】
（２）  フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波電界の
印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、前記基板に印加する高周波電界の出力が６０Ｗ以上であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【００１２】
（３）  前記（１）または（２）に記載のプラズマエッチング方法を利用することを特徴とするシリコンまたはシリコン化合物のプラズマエッチング方法。
（４）  前記シリコン化合物が、酸化珪素、窒化珪素または珪酸塩であることを特徴とする（３）に記載のプラズマエッチング方法。
【００１３】
（５）  前記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法により製作した半導体デバイス。
（６）  前記（１）〜（４）のいずれかに記載の方法により製作したマイクロマシン（ＭＥＭＳ：Micro Electric Mechanical System）デバイス。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る非温室効果ガスを用いたプラズマエッチング方法を用いれば、次世代のＭＥＭＳデバイスや半導体デバイス等の製造における微細加工が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係るプラズマエッチング方法について詳細に説明する。
本発明に係るプラズマエッチング方法を実施可能なパルス時間変調プラズマエッチング装置の一例を図１に示す。図１のパルス時間変調プラズマエッチング装置の構成について、以下に説明する。
【００１６】
図１のパルス時間変調プラズマエッチング装置は、処理ガス１を供給するポートが設置されたプラズマ生成・基板処理室２の上面に、誘導結合プラズマ生成用アンテナ３が渦巻き状に巻かれており、該アンテナ３にはパルス時間変調可能なプラズマ生成用高周波電源４が接続されている。
【００１７】
処理ガス１を供給したプラズマ生成・基板処理室２の外部から高周波電界を印加すると、プラズマ生成・基板処理室２内にプラズマ５が生成する。高周波電界の印加を連続して行うことにより、連続プラズマを生成し、高周波電界の印加と印加の停止とを交互に繰り返すことにより、パルス時間変調プラズマを生成することができる。高周波電界の印加および印加の停止は、前記高周波電源４から前記アンテナ３に、例えば、放電周波数として１３．５６ＭＨｚの高周波（ＲＦ）バイアスをパルス状に印加することにより行うことができる。なお、高周波電界の印加（ＯＮ）と印加の停止（ＯＦＦ）とを交互に繰り返す時間（パルス幅）は、任意に設定することができる。
【００１８】
基板９は基板保持台８に静電チャックにより接着されている。基板保持台８の下部にはイオン加速用電極６が設置されており、電圧印加用電源７が接続されている。また、前記基板保持台８は冷却装置（図示せず）によって冷却可能であり、さらに、昇降装置（図示せず）によって基板９の高さ、すなわち基板とプラズマ生成部との距離を変更することができる。
【００１９】
なお、前記プラズマ生成・基板処理室２内は、排気ポンプ（図示せず）によって排気されており、排気ガス１０は排気ガス処理装置（図示せず）によって無害化処理されて系外に排出される。
【００２０】
本発明の第一の方法は、例えば、図１に示したようなパルス時間変調プラズマエッチング装置を用いて、フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波
電界の印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、前記高周波電界を印加する時間が２０〜７０μ秒であり、かつ、印加を停止する時間が２０〜１００μ秒であることを特徴とする。
【００２１】
フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマ（高周波電界の印加と印加の停止とを交
互に繰り返すことによって生成するプラズマ）では、高周波電界を印加する（ＯＮ）時間が２０〜７０μ秒であり、かつ、印加を停止する（ＯＦＦ）時間が２０〜１００μ秒であるパルス時間変調条件（パルス幅）において、プラズマ中に生成されるイオン（Ｆ-およ
びＦ+）の総量が大となり、ラジカル（Ｆ）の生成は抑制される。
【００２２】
高周波電界の印加（ＯＮ）と印加の停止（ＯＦＦ）とを交互に繰り返すことにより、処理ガスをプラズマ化してパルス時間変調プラズマを生成する方法において、ＯＮ時間とＯＦＦ時間の組み合わせは、任意に設定することができ、数十μ秒のオーダーでＯＮとＯＦＦを繰り返す方法が一般的である。
【００２３】
本発明のように、処理ガスとしてフッ素ガス（Ｆ2）を含むガスを用いる場合には、Ｏ
ＦＦ時間を２０〜１００μ秒、より好ましくは２０〜５０μ秒とすることが望ましい。高
周波電界のＯＮ時間中に生成した高密度の電子が、続く高周波電解のＯＦＦ時間中にフッ素ガス（Ｆ2）に解離性付着することによって多量の負イオン（Ｆ-）を生成する。ＯＦＦ時間が２０μ秒以上の場合に、負イオン（Ｆ-）の生成量はほぼ飽和となるため、ＯＦＦ
時間が上記範囲よりも短いと負イオンの生成が不十分となる。ＯＦＦ時間が上記範囲を超えるとプラズマ中の電子密度が低下して、続くＯＮ時の放電が困難になる現象や、ＯＮ時に電子温度が急激に上昇して電子が増殖するなどの現象が生じ、パルス時間変調の効果が阻害されてしまう傾向にある。
【００２４】
また、本発明のように、処理ガスとしてフッ素ガス（Ｆ2）を含むガスを用いる場合に
は、ＯＮ時間を２０〜７０μ秒、より好ましくは２５〜５０μ秒とすることが望ましい。パルス時間変調プラズマにおける高周波電界のＯＮ時間中には、フッ素ガス（Ｆ2）に電
子が衝突してガス分子が解離し、多量の正イオン（Ｆ+）が生成するのと同時に、電子密
度が増加する。ＯＮ時間が上記範囲よりも短いとプラズマ自体の生成が不安定となる傾向があり、ＯＮ時間が上記範囲を超えるとプラズマ中のラジカル量が増加して、パルス時間変調の効果が阻害されてしまう傾向にある。
【００２５】
本発明の第二の方法は、例えば、図１に示したようなパルス時間変調プラズマエッチング装置を用いて、フッ素ガス（Ｆ2）を含む処理ガスをプラズマ生成室に供給し、高周波
電界の印加と印加の停止とを交互に繰り返すことによりプラズマを生成し、該プラズマを基板に照射して基板処理を行うプラズマエッチング方法であって、前記基板に印加する高周波電界の出力が６０Ｗ以上であることを特徴とする。
【００２６】
上述したように、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマ（高周波電界の印加と
印加の停止とを交互に繰り返すことによって生成するプラズマ）では、高密度の正負イオン（Ｆ-およびＦ+）が生成する。本発明の方法は、生成したプラズマを基板に照射することによって基板処理を行うプラズマエッチング方法であるが、基板下部に設置したイオン加速用電極に高周波電界を印加して、基板に高周波電界が印加されることによって、プラズマ中の正負イオンは交互に、被処理基板方向に垂直に加速されて被処理基板の垂直エッチングを可能とするものである。この際、基板に印加する高周波電界（ＲＦ）を６０Ｗ以上、好ましくは１００Ｗ以上、特に好ましくは１５０Ｗ以上とすることによって、基板に照射されるイオンの運動エネルギーが大きくなり垂直加工性が著しく向上する。
【００２７】
フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマでは、従来からＳｉのエッチングガスと
して用いられている六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）等のガスに比べて、プラズマ中に生成さ
れるイオン（荷電粒子）の密度が顕著に高いため、基板に印加する高周波電界の効果が顕著に表れるものと考えられる。基板に印加する高周波電界の出力が６０Ｗ未満のプロセス条件では、マスクパターンに沿って基板の垂直方向に堀り進む垂直エッチングのエッチレートに対して、マスクの下部に水平方向に広がるサイドエッチング（アンダーカット）のエッチレートの割合が大きくなり、垂直加工性能が低下するため好ましくない。
【００２８】
サイドエッチングが進行する原因は、プラズマ中に共存するラジカル（Ｆ）が、方向性を持たないランダムな動きをするためである。被処理物質が珪素（Ｓｉ）である場合には、Ｓｉとラジカルによる反応が比較的容易に進行するため、サイドエッチングが比較的顕著に出現することとなる。一方、被処理物質が石英ガラスや珪酸ガラスのような珪素化合物である場合には、運動エネルギーの小さなラジカルとの反応性が乏しいためにサイドエッチングはほとんど進行しない。
【００２９】
処理ガスとしてフッ素ガス（Ｆ2）を含むガスを用いてパルス時間変調プラズマを生成
する方法において、処理ガス中のフッ素ガス（Ｆ2）の含有濃度は、プラズマ処理方法等
の目的に応じて任意に設定することができる。１００容量％のフッ素ガス（Ｆ2）を用い
ることが好ましいが、ハロゲンガス（Ｃｌ2、Ｂｒ2）または希ガス（Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ）などの不活性ガスなど、他種のガスとの混合ガスを用いてもよい。
【００３０】
上記のような本発明のプラズマエッチング方法は、各種基板表面を低損傷で高精度（異方性・選択性・高速）に微細加工する技術として好適に利用することができる。さらに、ＭＥＭＳデバイスや半導体デバイスの製造工程において重要なシリコンおよびシリコン化合物のプラズマエッチング技術として好適に利用可能である。特に、高いエネルギーを有するフッ素イオンを用いる本発明の方法では、ラジカルによるエッチングが困難な酸化珪素、窒化珪素、珪酸塩（例えば、ガラス状の珪酸ナトリウム等）などのシリコン化合物のプラズマエッチング技術として極めて有効である。
【００３１】
本発明の微細加工技術を利用することにより、これまでにない超高性能半導体デバイスや新規のＭＥＭＳデバイスを製作することができる。さらに、処理ガスとして、非温室効果ガスであり、かつ、安価なフッ素ガス（Ｆ2）を用いることから、環境調和型で実用性
も高いプロセスであるため、その技術的な価値は極めて大きいものである。
【００３２】
［実施例］
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。
【００３３】
〔実施例１〕
フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによって基板のプラズマエッチングを行
い、シリコン（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2）のエッチング速度を測定し、Ｓｉエッ
チング形状の観察を行った。
【００３４】
図１に示したパルス時間変調プラズマエッチング装置を用いて、プラズマ生成・基板処理室２に、処理ガス１としてフッ素ガス（Ｆ2）を３０ｍｌ／ｍｉｎで導入し、高周波電
源４からアンテナ３に、放電周波数として１３．５６ＭＨｚのＲＦバイアスを印加してパルス時間変調プラズマ５を生成した。プラズマ出力は、ピーク値（ＯＮ時間中の出力）を１ｋＷとした。プラズマ生成・基板処理室２の圧力は５０ｍＴｏｒｒとした。パルス時間変調条件（パルス幅）は、ＯＮ時間を５０μ秒に固定して、ＯＦＦ時間を種々変化させることにより、ＯＦＦ時間依存性を調査した。
【００３５】
イオン加速用電極６には、電圧印加用電源７より１ＭＨｚのＲＦバイアスを出力３０Ｗで印加した。このようにイオン加速用電極６にＲＦバイアスを印加することによって、プラズマ５内に生成している正負イオンが基板保持台８の方向にほぼ垂直に加速され、基板９に照射される。
【００３６】
基板保持台８を、プラズマ生成部の下部５０ｍｍの位置に配置し、−２０℃に冷却した。基板保持台８上には、シリコン（Ｓｉ）基板、あるいは、表面に酸化珪素（ＳｉＯ2）
薄膜が堆積されたシリコン（Ｓｉ）基板、あるいは、表面にエッチングマスクとして酸化珪素（ＳｉＯ2）薄膜が堆積されたシリコン（Ｓｉ）基板を設置して、前記プラズマ５に
よって基板のプラズマエッチングを行った。
【００３７】
実験で得られたＳｉおよびＳｉＯ2のエッチレートを図２に示す。また、Ｓｉのエッチ
ング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図３に示す。
〔実施例２〕
パルス時間変調条件（パルス幅）として、ＯＦＦ時間を２５μ秒に固定して、ＯＮ時間を種々変化させることにより、ＯＮ時間依存性を調査したこと以外は、実施例１と同様の方法により、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによって基板のプラズマエッ
チングを行った。シリコン（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2）のエッチング速度を測定
し、Ｓｉエッチング形状の観察を行った。実験で得られたＳｉおよびＳｉＯ2のエッチレ
ートを図４に示す。また、Ｓｉのエッチング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図５に示す。
【００３８】
図２〜５より、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマ（高周波電界の印加と印
加の停止とを交互に繰り返すことによって生成するプラズマ）では、高周波電界を印加する（ＯＮ）時間が７５μ秒まで長くなるとエッチング形状異常が生じることがわかった。また、印加を停止する（ＯＦＦ）時間が２５μ秒の場合にＳｉのエッチレートが最大で、エッチング形状の異方性も高くなる（サイド方向のエッチレート＝ｙに対する垂直方向のエッチレート＝ｘの比、すなわちｙ/ｘの値が最小となる）ことがわかった。これらの結
果から、パルス時間変調条件（パルス幅）を、ＯＮ時間＝２０〜７０μ秒、ＯＦＦ時間＝２０〜１００μ秒とすることによって、プラズマ中に生成されるイオン（Ｆ-およびＦ+）の総量が大となり、ラジカル（Ｆ）の生成は抑制されることが明らかになった。
【００３９】
〔実施例３〕
パルス時間変調条件（パルス幅）を、ＯＮ時間を５０μ秒、ＯＦＦ時間を５０μ秒として、電圧印加用電源７よりイオン加速用電極６に印可する１ＭＨｚのＲＦバイアスの出力（パワー）を種々変化させることにより、下部ＲＦバイアスパワー依存性を調査したこと以外は、実施例１と同様の方法により、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマに
よって基板のプラズマエッチングを行った。シリコン（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2
）のエッチング速度を測定し、Ｓｉエッチング形状の観察を行った。実験で得られたＳｉおよびＳｉＯ2のエッチレートを図６に示す。また、Ｓｉのエッチング形状を観察したＳ
ＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図７に示す。
【００４０】
図６および図７より、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマ（高周波電界の印
加と印加の停止とを交互に繰り返すことによって生成するプラズマ）では、被処理基板に印可するＲＦバイアスパワーの増加に従って、ＳｉおよびＳｉＯ2のエッチレートはほぼ
直線的に増加し、Ｓｉエッチング形状の異方性も単調に向上することがわかった。特に、Ｓｉのエッチレートが１μｍ／ｍｉｎ程度以上となるように、基板に印可するＲＦバイアスを６０Ｗ以上とした場合に、実用的なエッチングプロセスとなることが期待できる。
【００４１】
〔実施例４〕
フッ素ガス（Ｆ2）の導入量を４０ｍｌ／ｍｉｎ、パルス時間変調条件（パルス幅）を
、ＯＮ時間を５０μ秒、ＯＦＦ時間を２５μ秒として、電圧印加用電源７よりイオン加速用電極６に印可する１ＭＨｚのＲＦバイアスの出力（パワー）を１００Ｗとし、基板保持台８の冷却温度を−３５℃としたこと以外は、実施例１と同様の方法により、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによって基板のプラズマエッチングを行った。Ｓｉの
エッチング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図８に示す。実験で得られたＳｉのエッチレートを図８内に合わせて示した。
【００４２】
〔実施例５〕
電圧印加用電源７よりイオン加速用電極６に印可する１ＭＨｚのＲＦバイアスの出力（パワー）を１５０Ｗとしたこと以外は、実施例４と同様の方法により、フッ素ガス（Ｆ2
）のパルス時間変調プラズマによって基板のプラズマエッチングを行った。Ｓｉのエッチング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図９に示す。実験で得られたＳｉのエッチレートを図９内に合わせて示した。
【００４３】
図８および図９より、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマ（高周波電界の印
加と印加の停止とを交互に繰り返すことによって生成するプラズマ）では、被処理基板に
印可するＲＦバイアスパワーの増加に従って、Ｓｉエッチング形状の異方性が向上することがわかった。
【００４４】
〔比較例１〕
フッ素ガス（Ｆ2）の連続プラズマによって基板のプラズマエッチングを行った。
高周波電源４からアンテナ３に印可するＲＦバイアスを連続放電として、連続プラズマを生成し、プラズマ生成・基板処理室２の圧力を４０ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例１と同様の方法により、フッ素ガスの連続プラズマによって基板のプラズマエッチングを行った。
【００４５】
Ｓｉのエッチング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図１０に示す。実験で得られたＳｉのエッチレートを図１０内に合わせて示した。図１０より明らかなように、従来から検討されている連続プラズマでは、大きなサイドエッチング（アンダーカット）が生じるため等方的なエッチング形状となることが確認された。
【００４６】
〔比較例２〕
六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）のパルス時間変調プラズマによって基板のプラズマエッチ
ングを行った。
【００４７】
プラズマ生成・基板処理室２に導入した処理ガス１を六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）とし
て、パルス時間変調条件（パルス幅）を、ＯＮ時間を５０μ秒、ＯＦＦ時間を５０μ秒とし、プラズマ生成・基板処理室２の圧力を４０ｍＴｏｒｒとした以外は、実施例１と同様の方法により、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）のパルス時間変調プラズマによって基板のプ
ラズマエッチングを行った。
【００４８】
Ｓｉのエッチング形状を観察したＳＥＭ（走査電子顕微鏡）像を図１１に示す。実験で得られたＳｉのエッチレートを図１１内に合わせて示した。図１１から明らかなように、従来からＳｉのエッチングガスとして検討されている六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）では、
大きなＳｉエッチレートを実現できるものの、大きなサイドエッチング（アンダーカット）が生じるため等方的なエッチング形状となることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係るプラズマエッチング方法を実施可能なパルス時間変調プラズマエッチング装置の一例を示す概略図である。
【図２】実施例１において計測した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによる珪素（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2）のエッチレートである。
【図３】実施例１において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図４】実施例２において計測した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによる珪素（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2）のエッチレートである。
【図５】実施例２において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図６】実施例３において計測した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによる珪素（Ｓｉ）および酸化珪素（ＳｉＯ2）のエッチレートである。
【図７】実施例３において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図８】実施例４において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図９】実施例５において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図１０】比較例１において観察した、フッ素ガス（Ｆ2）の連続プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【図１１】比較例２において観察した、六フッ化硫黄ガス（ＳＦ6）のパルス時間変調プラズマによりエッチングした基板のＳＥＭ観察像である。
【符号の説明】
【００５０】
１  処理ガス
２  プラズマ生成・基板処理室
３  誘導結合プラズマ生成用アンテナ
４  パルス変調可能なプラズマ生成用高周波電源
５  プラズマ
６  イオン加速用電極
７  電圧印加用電源
８  基板保持台
９  基板
１０  排気ガス
【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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