(57)【要約】      （修正有）【課題】側面で正確に定義された切欠部が得られる、エッチングマスクを用いるケイ素基板でのプラズマによる異方性エッチング方法を提供する。【解決手段】高周波発生器１４と結び付いている基板電極１２が配置されているエッチング室１０中へ、マイクロ波プラズマ励起のための共振器２０と接続しているスルファトロン１６の作用範囲内で、基板電極１２上に、ケイ素基板１８が配置され、更に、反応性ガスを導くための導波管２２を有するマイクロ波プラズマ装置を使用して、それぞれ交互に連続する重合工程及びエッチング工程を実施する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを用いる、ケイ素中での、特に、エッチングマスクで定義された構造、殊に側面で正確に定義された切欠部の異方性エッチング法において、異方性エッチング工程を、分かれた、それぞれ交互に連続するエッチング−及び重合工程で実施することを特徴とする、異方性エッチング法。
【請求項２】
重合工程及びエッチング工程を、互いに無関係に制御することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
エッチング工程を、プラズマ中でのポリマー形成物なしに実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項４】
重合工程の間に、エッチングマスクにより定義された構造の側面の範囲上へポリマーを施与し、このポリマーを引き続くエッチング工程の間に部分的に再び取り除くことを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項５】
エッチング工程を、エッチング深さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項６】
重合工程を、ポリマー析出物の厚さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項７】
ケイ素基板を、エッチング工程の間に、イオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項８】
ケイ素基板を、選択的に、重合工程の間に、イオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項９】
エッチング工程間のイオンエネルギーは、１〜５０ｅＶ、特に５〜３０ｅＶの間であることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１０】
重合工程間のイオンエネルギーは、１〜１０ｅＶ、特に４〜６ｅＶ、殊に５ｅＶであることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１１】
エッチング工程のために、フッ素供給エッチングガスを使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１２】
エッチング工程のために、六フッ化硫黄ＳＦ６とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１３】
重合工程のために、特に低いフッ素対炭素比を有するフッ化炭化水素を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１４】
重合工程のために、トリフルオロメタンＣＨＦ３とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１５】
エッチング工程及び重合工程のために使用した媒体は、特に０〜１００ｓｃｃｍのガス流及び特に１０〜１００μｂａｒの工程圧を有することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１６】
プラズマ発生は、特にマイクロ波照射を用いて、１００〜１５００Ｗ、特に３００〜１２００Ｗの出力で行なわれることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１７】
ケイ素基板を、エッチング工程及び／又は重合工程間に冷却することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１８】
ケイ素基板の裏面にヘリウムガス流を吹き当てることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１９】
ケイ素基板を、熱コンタクト材料を介して、冷却した基板電極上に設けることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項２０】
エッチング工程及び重合工程を、高いプラズマ密度の反応性種類及びイオンを用いて実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項２１】
プラズマ密度及びイオンエネルギーを互いに無関係に調整することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲１の上位概念によるケイ素の異方性エッチング法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に半導体技術で使用されるケイ素基板において定義された構造、例えば溝、コーム(Kaemme)、舌(Zungen)、湾曲バー(Biegebalken)又は同様のものを、少ない選択性から平均までの選択性で異方性エッチングすることは公知である。
【０００３】
個々のエッチングすべき構造は、通常、いわゆるマスキング層、例えばフォトラック層(Photolackschicht)を介して、ケイ素基板上に施与されたエッチングマスクにより定義される。
【０００４】
異方性エッチング技術において、ケイ素中での側面で正確に定義された切欠部をもたらすことが必要である。この深さ方向へと進む切欠は、できるだけ正確で垂直な側壁末端を有するべきである。その際、ケイ素中へのマスクの構造変換の側面での正確性をできるだけ高く保つために、エッチングされるべきでないケイ素基板範囲を覆うマスキング層の縁を、アンダーエッチング(unteraetzt)してはならない。このことから、エッチングを、構造グランド上でのみ進行させ、既に得られた構造の側壁で進行させない必要性が生じる。
【０００５】
このために、ケイ素基板中への断面形(Profilen)のエッチングを、プラズマエッチング法を用いて実施することが既に提案されている。そのために、反応器中で、反応性ガス混合物中での放電を用いて、化学反応性の種類及び荷電粒子(イオン)を生じる。こうして、発生した陽電荷カチオンは、ケイ素基板に隣接する電気バイアスにより、基板へと加速され、かつ基板表面にほぼ垂直に当たり、かつエッチンググランド(Aetzungsgrunde)上で、反応性プラズマ種類とケイ素との化学反応を促進する。
【０００６】
カチオンのほぼ垂直の照射により、構造の側壁でのエッチングは、相当してゆっくりと進行するか、もしくは最適な場合には全く進行しない。
【０００７】
このプラズマエッチング法のために、無害でかつ工程安定性の、フッ素化学を基礎とする反応性ガスを使用することが知られている。しかしながら、その際、フッ素化学を基礎として作用するこれらの反応性ガスが非常に高いエッチング速度及び高い選択性を可能にするが、著しい等方性エッチング挙動を示すことは非常に欠点である。
【０００８】
その際、プラズマ中に発生したフッ素ラジカルは、ケイ素に対して、構造エッジ(側面)も迅速にエッチングされ、かつ従って、マスクエッジの不所望なアンダーエッチングが生じる程、高い自然反応率を有する。
【０００９】
更に、側壁を、エッチングの間に同時にプラズマ中に存在するポリマー形成物で被覆し、かつこのポリマーフィルムにより保護することが既に提案されている。このポリマーフィルムは、エッチンググランド上にも形成されうるので、持続するイオン照射は、これらのエッチンググランドからポリマーを除去し、かつそこでのエッチングを可能にすべきである。しかしながら、この際に、一部はフッ素担体自体からフッ素ラジカルを分離することにより形成されるか、又は公知の添加された不飽和化合物から生じるか、又は腐食された有機マスク材料（例えばフォトラック）から由来する、プラズマに付加されたポリマー形成物が、フッ素ラジカルに対して再結合成分として生じることは欠点である。化学平衡を得ようとするこの逆反応により、エッチングに必要なフッ素のかなりの部分が中和される一方、同時に、側壁不動態化に必要な相当する割合のポリマー形成物も失われる。このことにより、この方法を用いて得られるエッチング速度は、全体的に明らかに低くなる。
【００１０】
エッチングフッ素ラジカルの、プラズマ中の不飽和ポリマー形成物に対する依存は、エッチングすべき露出ケイ素基板面のエッチング速度及びエッチング断面形を左右する。更に、プラズマ中に存在し、ポリマー形成物を生じる不飽和の種類が、有利に定められたマスク材料をエッチングし、かつ従って、選択性、すなわちケイ素エッチング速度対マスクエッチング速度の比を悪くすることはやはり欠点である。更に、不均一な側壁保護が行なわれ、従って、側壁は、有利にはマスク縁のすぐのところでポリマーで被覆され、かつ従って、この範囲における側壁は、構造の進行するエッチング深さにおけるよりも良好に保護される。
【００１１】
これを用いて、より大きな深さで、側壁のポリマー被覆は迅速に減少し、かつそこで、ビン様エッチング断面形が生じるという結果を伴うアンダーエッチングが起きる。
【００１２】
フッ素を基礎とする反応性ガスの使用の代わりに、僅かな反応性のハロゲン、殊に塩素及び臭素を基礎とする反応性ガスもしくはプラズマ中に塩素もしくは臭素を遊離する反応性ガスを使用することが既に提案されている。
【００１３】
これらの反応性ガスは、確かに、プラズマ中で形成されたラジカルがケイ素との実質的に僅かな自然反応を示し、かつ同時のイオン援助を用いて初めてエッチングが生じるので、この反応性ガスは、イオンがケイ素基板上にほぼ垂直に当たるので、実質的に構造グランド上でのみエッチングし、かつ構造の側壁でエッチングしないという利点を示す。しかしながら、この反応性ガスが湿気に対して非常に敏感に反応するという欠点が生じる。
【００１４】
これを用いて、反応器中のケイ素基板のために、費用のかかるエアーロック装置（Einschleuvorrichtung）が必要なだけでなく、全エッチング装置の漏れ率も低く保たなくてはならない。反応器湿度の最も僅かな発生は、既に、局部的なケイ素酸化故に、ケイ素エッチンググランド上にマイクロ粗面性を生じ、かつこれによってエッチングの完全な機能停止をもたらす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、フッ素化学を基礎として、ケイ素基板の高い異方性エッチングを、同時に高い選択性で達成することができる、類相応(gattungsgemaessen)の技術の方法を開発することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この課題は、本発明により、請求項１の記載した特徴、すなわち、
プラズマを用いる、ケイ素中での、特に、エッチングマスクで定義された構造、殊に側面で正確に定義された切欠部の異方性エッチング法において、異方性エッチング工程を、分かれた、それぞれ交互に連続するエッチング−及び重合工程で実施することを特徴とする、異方性エッチング法
により解決される。
【００１７】
分かれた、それぞれ交互に連続するエッチング−及び重合工程での異方性エッチングの実施故に、プラズマ中でのエッチング種類及びポリマー形成物の同時の存在が有利には完全に避けられる。従って、非常に高いエッチング速度で、垂直なエッジを有する深い構造をケイ素基板中にもたらすことができる。
【００１８】
本発明の他の有利な実施態様は、従属請求項、すなわち、
重合工程及びエッチング工程を、互いに無関係に制御することを特徴とする、請求項１記載の方法、
エッチング工程を、プラズマ中でのポリマー形成物なしに実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
重合工程の間に、エッチングマスクにより定義された構造の側面の範囲上へポリマーを施与し、このポリマーを引き続くエッチング工程の間に部分的に再び取り除くことを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程を、エッチング深さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
重合工程を、ポリマー析出物の厚さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
ケイ素基板を、エッチング工程の間に、イオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
ケイ素基板を、選択的に、重合工程の間に、イオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程間のイオンエネルギーは、１〜５０ｅＶ、特に５〜３０ｅＶの間であることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
重合工程間のイオンエネルギーは、１〜１０ｅＶ、特に４〜６ｅＶ、殊に５ｅＶであることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程のために、フッ素供給エッチングガスを使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程のために、六フッ化硫黄ＳＦ６とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
重合工程のために、特に低いフッ素対炭素比を有するフッ化炭化水素を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
重合工程のために、トリフルオロメタンＣＨＦ３とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程及び重合工程のために使用した媒体は、特に０〜１００ｓｃｃｍのガス流及び特に１０〜１００μｂａｒの工程圧を有することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
プラズマ発生は、特にマイクロ波照射を用いて、１００〜１５００Ｗ、特に３００〜１２００Ｗの出力で行なわれることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
ケイ素基板を、エッチング工程及び／又は重合工程間に冷却することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
ケイ素基板の裏面にヘリウムガス流を吹き当てることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
ケイ素基板を、熱コンタクト材料を介して、冷却した基板電極上に設けることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
エッチング工程及び重合工程を、高いプラズマ密度の反応性種類及びイオンを用いて実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法、
プラズマ密度及びイオンエネルギーを互いに無関係に調整することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法
に記載した特徴から生じる。
【００１９】
本発明方法により、エッチング工程において、飽和対不飽和種類の、すなわちフッ素ラジカル対ポリマー形成物の一定比を全く考慮しなくてよく、従って、実際のエッチング工程それ自体を、全工程の異方性がそれに被害をこうむることなく、エッチング速度及び選択性に関して好適化することができる。
【００２０】
本発明の有利な実施態様において、ケイ素基板を、エッチング工程の間に、かつ選択的に重合工程の間にも、イオンエネルギーで衝撃する。イオンエネルギーでのこの同時の衝撃により、有利に、エッチンググランド上にポリマーを形成することができなくなり、その結果、エッチング工程の間に、より高いエッチング速度が達成されうる。それというのも、エッチンググランド上でのポリマー層の前記の必要な分解はもはや必要ではないからである。
【００２１】
非常に良好な異方性結果が、著しく低いイオンエネルギーを用いて達成できることが分かった。僅かにのみ必要なイオンエネルギー故に、優れたマスク選択性が得られる。
【００２２】
本発明方法により可能な高いエッチング速度は、フッ素ラジカルとケイ素との著しい発熱化学反応を生じるので、ケイ素基板がかなり温まりうる。
【００２３】
特に、エッチング工程間に、ケイ素基板を、特にヘリウムガス流によって冷却する。エッチング工程間にケイ素基板を同時に冷却することにより、本発明方法の利点、すなわち同時に高い選択性での非常に高いエッチング速度が十分に利用されうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明を、方法のために使用可能なエッチング装置の構造を図示する図面に基づいて詳述する。
【００２５】
図は、高周波発生器（Hochfrequenzspeisung）１４と結び付いている基板電極１２が配置されているエッチング室１０を示す。
【００２６】
更に、エッチング室１０中へ、スルファトロン(Surfatron)１６が突き出している。スルファトロン１６の作用範囲内で、基板電極１２上に、ケイ素基板１８が配置されている。スルファトロン１６は、マイクロ波プラズマ励起のための共振器２０と接続している。装置は、更に、反応性ガスを導くための導波管２２を有する。
【００２７】
本発明による、ケイ素基板の異方性エッチング法は、次の方法で進行する。
【００２８】
明確にするために、次の方法記載において、方法工程が進行するエッチング室１０への個々の関連付けを省略する。
【００２９】
エッチング室１０は、例示的に選択されているにすぎず、かつ本発明は、個々には、エッチング室１０の具体的な構造に関係しない。本発明方法は、もちろん、個々の方法工程を遂行する類似の装置を用いて実施することもできる。
【００３０】
相当して用意されたケイ素基板、すなわち、例えばフォトラックからなるエッチングマスクで被覆されたケイ素基板（その際、エッチングマスクは、異方性エッチングすべきケイ素基板の範囲を取り除く）を、第１のエッチング工程にさらす。
【００３１】
更に、例えば、ガス流０〜１００ｓｃｃｍ及び工程圧１０〜１００μｂａｒを有する、六フッ化硫黄ＳＦ６とアルゴンＡｒとの混合物を使用する。この際、プラズマ発生は、特に、マイクロ波照射を用いて、３００〜１２００Ｗ（２．４５ＧＨｚ）の出力で行なわれる。
【００３２】
同時に、基板電極に、イオン加速のための基板バイアスを備える。基板バイアスは、特に、５〜３０Ｖであり、かつ高周波発生器（１３．５６ＭＨｚ）を用いて、２〜１０Ｗの出力で達成することができる。
【００３３】
エッチング工程の間に、反応器（ここではスルファトロン）中で、放電を用いて、六フッ化硫黄及びアルゴンからの混合物中で、化学反応性種類及び荷電粒子(イオン)が生じる。
【００３４】
こうして発生した陽電荷カチオンは、基板電極につないだ電気バイアスにより、ケイ素基板へと加速され、かつエッチングマスクにより解放された基板表面上に、ほぼ垂直に生じ、かつ反応性プラズマ種類とケイ素との化学反応を促進する。
【００３５】
エッチング工程は、例えば、約２〜３μｍのエッチング深さが得られるまで実施することができる。
【００３６】
引き続き、第１重合工程を、例えばトリフルオロメタンＣＨＦ３及びアルゴンＡｒからの混合物を用いて実施する。その際、混合物は、特に０〜１００ｓｃｃｍのガス流及び１０〜１００μｂａｒの工程圧を有する。共振器を介して、特に３００〜１２００Ｗの出力で、マイクロ波照射及びこれによりプラズマを生じる。
【００３７】
重合工程の間に、前記のエッチング工程で取り除かれた面、すなわちエッチンググランド及び側面が、非常に均一に、ポリマーで被覆される。エッチングエッジもしくはエッチング面上のこのポリマー層は、非常に効果のある一時的エッチング遮断を形成する。
【００３８】
それぞれ、重合工程でそれぞれエッチングエッジ上に施与されたポリマーは、それに引き続く第２のエッチング工程の間に、部分的に再び取り除かれる。引き続きエッチングする際に露出したエッジは、エッチング工程の間に、既に、その上にあるエッジ範囲から部分的に取り除かれたポリマーにより、引き続くエッチング攻撃に対し局所的に有効な保護を受ける。
【００３９】
既に直ぐ隣に再び沈殿するという遊離モノマーの公知の傾向は、本発明方法で、引き続くエッチングの際に付加的な局所エッジ保護に作用するという有利な結果を有する。このことから、重合工程を分けてプラズマ中で行なわれる個々のエッチング工程の異方性は、この効果により著しく高められることが分かる。
【００４０】
重合工程間にエッチンググランド上に施与されたポリマー層は、それに引き続くエッチング工程の間に迅速に穴が開けられる。それというのも、ポリマーはイオン援助を用いて非常に迅速に取り除かれ、かつ反応性プラズマ種類とケイ素との化学反応はエッチンググランドで先行しうるからである。
【００４１】
エッチングすべき構造の側壁は、エッチング工程の間に、重合工程の間に施与されたポリマーにより保護されたままである。
【００４２】
エッチング工程及び重合工程を、ケイ素基板における構造の予定したエッチング深さが得られるまで、交互に繰り返す。個々のエッチング工程の時間は、エッチング速度２〜２０μｍ／分を可能にするマイクロ波援助方法にあり、従って、エッチング工程ごとに、例えば２〜３μｍの深さを更にエッチングする。
【００４３】
引き続く重合工程は、重合時間の間に、約５０ｎｍ厚のテフロン様重合層が、側壁に、もしくはエッチンググランド上で析出される程度に選択される。そのために、例えば数分の時間が必要である。
【００４４】
重合工程の有利な態様において、ポリマー施与と同時に、ケイ素基板へのイオン作用を実施する。このために、基板電極を、約５Ｖの基板バイアスを生じる例えば３〜５Ｗの高周波出力で衝撃する。イオン作用なしに重合工程間に析出されるポリマー層は、エッチング工程の間に、非常にゆっくりとだけエッチングされる（１分当たり数ナノメーター）ので、同時のイオン作用は、エッチング工程間に、ポリマーエッチング速度が１００ｎｍ／分より上に激しく上昇しうるという利点をもたらす。このことは、それ自体、ケイ素基板が、僅かなイオンエネルギー、例えば５ｅＶで衝撃される場合に達成される。
【００４５】
ケイ素基板が、既に、重合工程の間に、僅かなイオンエネルギーで衝撃されている場合、エッチンググランド上に、ポリマーは全く形成されえない。従って、重合可能なモノマーは、側壁で、有利に蓄積し、かつそこで、引き続くエッチング工程に対する殊に有効な保護を示すのに対し、エッチンググランドは、あらゆる被覆から露出したままである。
【００４６】
引き続くエッチング工程において、エッチンググランドで、直ぐに、すなわちポリマーフィルムの事前の除去なしに、更にエッチングすることができる。
【００４７】
双方の二者選択、すなわちエッチング層間のみのイオン作用もしくはエッチング層及び重合層間のイオン作用を用いて、非常に高い異方性を有する、すなわち、実質的に、正確に垂直なエッジ断面形を有する構造が得られる。
【００４８】
著しく低いイオンエネルギーを用いて異方性結果が得られることは、殊に有利である。重合工程の間に、エッチンググランド上にポリマーを保管すべきでない場合、僅か約５ｅＶのイオンエネルギーは既に十分である。エッチング工程において、５〜３０ｅＶのエネルギーでのイオン衝撃は、構造グランドから、プラズマからの析出物を完全に除去することが望ましいので、エッチンググランド粗面性を最初に調節することができない。
【００４９】
エッチング工程間にのみケイ素基板にイオンを加速する場合、これは、重合工程の間に沈殿するエッチンググランドポリマーを２、３秒間のうちに破壊するのに十分である。この作業法において、エッチング速度におけるマイクロローディング効果（Microloading-Effekt）は、更に減少する。
【００５０】
ケイ素エッチングそれ自体は、フッ素ラジカルとケイ素との高い自然反応率により、全くイオン援助を必要としない。
【００５１】
もう一つの本質的利点は、僅かにのみ必要なイオンエネルギー故に、優れたマスク選択性が達成されることから明らかである。前記した大きさのイオンエネルギーは、マスク材料、例えばフォトラック及び酸化ケイ素ＳｉＯ２のエッチングを誘導するのに十分ではない。それというのも、化学結合の破壊のための活性エネルギーは、著しく高いままであるからである。しかしながら、この結合の予めの破壊なしに、エッチング種類を、マスク材料と反応して、引き続き、脱着されうる揮発性化合物にすることはできない。
【００５２】
記載方法を用いて高いエッチング速度が達成されるので、フッ素ラジカルとケイ素との著しい発熱化学反応によりケイ素の加熱が生じる。相当する高い温度で、重合工程間に保管された（deponierten）ポリマーもしくはマスク材料、例えばフォトラックも、エッチング種類に対するその安定性を失う。従って、ケイ素基板の十分な冷却を調達することが必要である。これは、自体公知の方法を用いて、例えば、ヘリウムガス流によるケイ素基板裏面の冷却、又は冷却したケイ素電極上へのケイ素基板の貼り付けにより達成される。
【００５３】
エッチング工程のための六フッ化硫黄とアルゴンとの記載の混合物、もしくは重合工程のためのトリフルオロメタンとアルゴンとの記載の混合物の代わりに、エッチング工程のために、他の使用可能なフッ素供給エッチングガス、例えば三フッ化窒素ＮＦ３、テトラフルオロメタンＣＦ４又は類似物、及び重合工程のために、ペルフルオル化された芳香族を基礎とする、適当な周辺群(Randgruppen)、例えばペルフルオル化されたスチロール含有モノマー又はエーテル性フッ素化合物との混合物を使用することができる。
【００５４】
使用した全ての媒体において、反応性種類及びイオンの高い密度を、同時に僅かだが、正確に制御可能なエネルギーで得ることのみが重要である。
【００５５】
イオンエネルギーを、高いマスク選択性を考慮して、できるだけ小さく保つべきである。高いイオンエネルギーは、更に、スパッタされた又は取り除かれた及び制御されずに再保管された材料の妨げるべき反作用をもたらす。しかしながら、ケイ素基板に作用するイオンのエネルギーは、構造グランドから析出物を除去するために十分であるべきであり、それにより、平らなエッチンググランドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による方法に使用可能なエッチング装置の構造を示す図。
【図１】
2007129260.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成19年3月9日(2007.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチングマスクを介してケイ素基板をプラズマエッチングする異方性エッチング法において、
フッ化炭化水素をポリマー原料として用いて、前記エッチングマスクにより定義された前記ケイ素基板の被エッチング部の少なくとも側面に、塩素を含有しないポリテトラフルオロエチレンタイプのポリマー膜を形成する重合工程と、
フッ素供給エッチングガスを用いて、前記被エッチング部をエッチングするエッチング工程とを有することを特徴とする、異方性エッチング方法。
【請求項２】
前記エッチング工程及び前記重合工程を交互に連続して実行することを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記エッチング工程における工程圧は１０μｂａｒ〜１００μｂａｒであることを特徴とする、前記請求項のうちの１項に記載の方法。
【請求項４】
前記ケイ素基板は反応器において基板電極上に配置されており、
前記エッチング工程において、前記基板電極に低出力の高周波を付与し、プラズマ中に前記ポリマー原料が存在しない状態で前記エッチングを実施し、前記重合工程において形成されたポリマー膜を部分的に再び取り除き、
前記重合工程において、少なくとも前記被エッチング部の前記エッチング工程において新たに露出された部分を前記ポリマー膜によって被覆し、
前記重合工程及びエッチング工程を、互いに独立して制御する、ことを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項５】
前記エッチング工程を、エッチング深さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項６】
前記重合工程を、ポリマー析出物の厚さを決定する時間にわたって実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ケイ素基板を、前記重合工程の間に、イオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項８】
前記重合工程間のイオンエネルギーは１〜１０ｅＶであることを特徴とする、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記重合工程間のイオンエネルギーは４〜６ｅＶであることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記ケイ素基板を前記エッチング工程の間にイオンエネルギーで衝撃することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記エッチング工程間のイオンエネルギーは１〜５０ｅＶの間であることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記エッチング工程間のイオンエネルギーは５〜３０ｅＶの間であることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記エッチング工程のために、六フッ化硫黄ＳＦ６とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記重合工程のために、トリフルオロメタンＣＨＦ３とアルゴンＡｒとの混合物を使用することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記エッチング工程及び重合工程のために使用した媒体は、０〜１００ｓｃｃｍのガス流及び１０〜１００μｂａｒの工程圧を有することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１６】
プラズマ発生は、マイクロ波照射を用いて、１００〜１５００Ｗの出力で行なわれることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１７】
プラズマ発生は、マイクロ波照射を用いて、３００〜１２００Ｗの出力で行なわれることを特徴とする、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記ケイ素基板を、前記エッチング工程及び／又は重合工程間に冷却することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ケイ素基板の裏面にヘリウムガス流を吹き当てることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記ケイ素基板を、熱コンタクト材料を介して、冷却した前記基板電極上に設けることを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記エッチング工程及び重合工程を、高いプラズマ密度の反応性種及びイオンを用いて実施することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【請求項２２】
プラズマ密度及びイオンエネルギーを互いに無関係に調整することを特徴とする、前記請求項のうち１項に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
イオンエネルギーを、高いマスク選択性を考慮して、できるだけ小さく保つべきである。高いイオンエネルギーは、更に、スパッタされた又は取り除かれた及び制御されずに再保管された材料の妨げるべき反作用をもたらす。しかしながら、ケイ素基板に作用するイオンのエネルギーは、構造グランドから析出物を除去するために十分であるべきであり、それにより、平らなエッチンググランドが得られる。
尚、本発明に係る異方性エッチング方法では、エッチング工程において、プラズマ中にポリマー原料（ポリマー形成物）が存在しない状態でエッチングを実施するのが好ましい。
また、重合工程においては、特に低いフッ素対炭素比を有するフッ化炭化水素をポリマー原料として使用することが好ましい。
また、重合工程及びエッチング工程を、互いに独立に制御する。
また、重合工程間にケイ素基板を衝撃するイオンエネルギーは、１〜１０ｅＶ、特に４〜６ｅＶであることが好ましい。
また、エッチング工程間にケイ素基板を衝撃するイオンエネルギーは、１〜５０ｅＶ、特に５〜３０ｅＶの間であることが好ましい。
また、プラズマの発生は、特にマイクロ波照射を用いて、１００〜１５００Ｗ、特に３００〜１２００Ｗの出力で行われることが好ましい。
更に、ケイ素基板は、熱コンタクト材料を介して、冷却した基板電極上に配置するようにしてもよい。