(57)【要約】【課題】ＣｌＦ３ガスを用いた大気圧下でのドライエッチング装置において、反応を高精度でコントロールすることができるドライエッチング装置およびドライエッチング方法を提供すること。【解決手段】ガス導入口を有するチャンバーと、チャンバー内に配置され、かつ、基板を載置するステージと、チャンバーのガス導入口と接続されると共にチャンバー内にガスを導入するガス供給ラインと、チャンバーと接続され、かつ、チャンバー内のガスを排気する排気装置と、を備え、ガス供給ラインはガス供給部と接続され、ガス供給ラインにバイパスラインが接続され、バイパスラインの他端に排気装置が接続されてな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】
ガス導入口を有するチャンバーと、
チャンバー内に配置され、かつ、基板を載置するステージと、
前記チャンバーのガス導入口と接続されると共に前記チャンバー内にガスを導入するガス供給ラインと、
前記チャンバーと接続され、かつ、前記チャンバー内のガスを排気する排気装置と、を備えるドライエッチング装置において、
前記ガス供給ラインはガス供給部と接続され、前記ガス供給ラインにバイパスラインが接続され、前記バイパスラインの他端に排気装置が接続されてなる、ドライエッチング装置。
【請求項２】
前記ガス供給ラインのうち前記ガス供給部と前記ガス導入口との間に、バルブが配設され、
前記バルブと前記ガス導入口との間の前記ガス供給ラインにバイパスラインが接続されている、請求項１記載のドライエッチング装置。
【請求項３】
前記ガス供給部は、複数のガス供給部で構成される、請求項１または２に記載のドライエッチング装置。
【請求項４】
前記バイパスラインにバルブが配設されてなる、請求項１〜３の何れか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項５】
前記チャンバー内のガスを排気する排気装置と、前記バイパスラインの他端と接続される排気装置とが同一である、請求項１〜４の何れか一項に記載のドライエッチング装置。
【請求項６】
チャンバー内に載置された基板をエッチングするドライエッチング方法において、
ガス供給ラインを介して前記チャンバー内にガスを供給する第１工程と、
前記基板をエッチングした後、前記ガスの供給を停止する第２工程と、
前記チャンバー内のガスを排気すると共に、前記ガス供給ラインと接続されたバイパスラインを通じてガスを排気する第３工程とを含む、ドライエッチング方法。
【請求項７】
前記第１工程は、前記バイパスラインに配設されたバルブを閉じた状態で行い、
前記第３工程は、前記バルブを開いた状態で行なう、請求項６記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
ガス比の異なる複数のエッチングステップを有し、各ステップは、前記第１工程から前記第３工程を有する、請求項６または７記載のドライエッチング方法。
【請求項９】
前記基板のエッチングは、大気圧から３０ｋＰａの範囲で行われる、請求項６〜８の何れか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１０】
前記チャンバー内に供給されるガスは、フッ素系ガス、Ｏ２ガス、及び、Ｎ２ガスである、請求項６〜９の何れか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１１】
前記フッ素系ガスは、ＣｌＦ３ガスである、請求項１０記載のドライエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリコン基板の表面を処理する技術に関し、特に、太陽電池用のシリコン基板の表面にテクスチャーを形成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池においてセルとなるシリコン基板に太陽光が到達した場合、シリコン基板の内部に進入する光と、シリコン基板の表面で反射する光とに分離する。これらの光のうちシリコン基板の内部に進入する光のみが光起電力効果に寄与することから、シリコン基板の表面における反射率を低減するため、シリコン基板の表面において多数の凹凸部分が連続するテクスチャー形状に形成するようにしている。
【０００３】
従来、このようなシリコン基板表面のテクスチャー化としては、ウエットエッチングによる方法（例えば、特許文献１及び２参照）が主流であったが、近年、半導体や液晶分野がそうであったように、反応性イオンエッチングによる方法などのドライエッチングへの移行が進み始めている。
【０００４】
図４は、一般的な反応性イオンエッチングの装置構成を示す図である。同図を用いて、一般的な反応性イオンエッチング方法について説明する。
【０００５】
予め真空保持されたチャンバー１のステージ２にシリコン基板３が載置されている。ボンベ４よりプロセスガスがマスフローコントローラー５を介してガス供給ライン６から、シャワープレート１４へ導入される。プロセスガスは、シャワープレート１４中バッファー層の中で均一に分散し、チャンバー１内にシャワー状に供給される。マスフローコントローラー５と、その先のバルブ１０により適宜、プロセスガスの供給と終了が制御される。チャンバー１内は真空ポンプ７で排気しながら圧力調整弁８で所望の圧力に調整後、高周波電源１５よりステージに電力が印加される。
【０００６】
これにより、チャンバー内に、プラズマが発生することで、活性化されたイオンやラジカルがシリコン基板３と反応し、エッチングが進行し、テクスチャーを形成する。
【０００７】
他方、反応性イオンエッチングを用いないドライエッチングによるテクスチャーの形成方法として、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）を用いた大気圧下でのドライエッチング方法（例えば、特許文献３参照）も注目されている。
【０００８】
図５は、特許文献３に記載された、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）を用いた大気圧下でのドライエッチング方法を示す図である。
【０００９】
あらかじめＮ２ガスで置換された大気圧下のチャンバー１内に、ステージ２を設け、シリコン基板３を載置し、ボンベ４からマスフローコントローラー５を介して、ガス供給ライン６を通って、所定の流量のＣｌＦ３ガスを導入し、真空ポンプ７にて排気する装置である。これにより、シリコン基板３にＣｌＦ３ガスを暴露させることで、気層中の化学反応のみでシリコンと反応させ、エッチピットを形成することで、テクスチャーを形成できる。
【００１０】
このプロセスは、反応性イオンエッチングの場合と比較すると、プラズマを発生させずに、エッチングを行うことから、シリコン基板へのプラズマダメージは理論上発生せず、発電効率の高い太陽電池の開発において注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００６−３４４７６５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９４４８５号公報
【特許文献３】特開平１０−１７８１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献３のような、ＣｌＦ３ガスを用いた大気圧下での気層中の化学反応により行うドライエッチング方法は、それ気層反応特有の課題がある。これを、図６及び図７を用いて説明する。
【００１３】
図６は、特許文献３に記載された、三フッ化塩素ガス（ＣｌＦ３）を用いた大気圧下でのドライエッチング方法をフロー図で示したものである。
【００１４】
この場合は、基板載置（工程Ｐ１）〜Ｎ２ガス置換（工程Ｐ２）〜プロセスガス導入（工程Ｐ３）〜プロセスガス終了（工程Ｐ４）〜排気（工程Ｐ５）というフローになっている。ここで、図５に示すシリコン基板３は、プロセスガス導入（工程Ｐ３）から、プロセスガス終了（工程Ｐ４）を経て、排気（工程Ｐ５）によりチャンバー１内のプロセスガスが十分に排気されるまでの間、化学反応が進行しエッチングされてしまう。
【００１５】
図７は、一般的な反応性イオンエッチング方法をフロー図で示したものである。
【００１６】
この場合は、基板載置（工程Ｐ１）〜プロセスガス導入（工程Ｐ２）〜圧力調整（工程Ｐ３）〜放電開始（工程Ｐ４）〜放電終了（工程Ｐ５）〜プロセスガス終了（工程Ｐ６）〜排気（工程Ｐ７）というフローになっている。プラズマによる反応性イオンエッチングの場合は、プラズマ放電により励起されたイオンやラジカルがシリコンと反応するため、反応自体は、放電開始（工程Ｐ４）から放電終了（工程Ｐ５）の範囲で成され、プラズマ放電も瞬時に開始、終了できるので、プロセスガス導入（工程Ｐ２）や排気（工程Ｐ７）の時間に左右されずに、行うことができる。
【００１７】
つまり、気層による化学反応のみでエッチングする場合、プロセスガスに、シリコン基板が暴露されている時間すべてが、エッチングに寄与してしまう。
【００１８】
ここで、ＣｌＦ３ガスとＯ２ガスを用いたテクスチャー形成方法について説明する。筆者らは、ＣｌＦ３ガスだけでなく、Ｏ２ガスを混合させたガスで、大気圧下での気層中の化学反応により行うことにより、より良好なエッチピットを形成し、シリコン基板表面のテクスチャー化を成す方法を検討している。
【００１９】
供給されたＣｌＦ３とＯ２ガスとＳｉが気層中で反応し、
３Ｓｉ＋４ＣｌＦ３→３ＳｉＦ４↑＋２Ｃｌ２↑・・・・（１）
Ｓｉ＋Ｏ２→ＳｉＯ２・・・・（２）
の反応が起こる。式（１）に従い、ＣｌＦ３がＳｉと反応し、気体のＳｉＦ４となりエッチングが進行すると同時に、式（２）に示すＳｉＯ２が、エッチング面に生成し、これがセルフマスクとなり、単結晶シリコンの面方位に沿ったエッチングが成されることが分かっている。
【００２０】
特に、特許文献３に示すように、面方位（１．１．１）を表面に持つシリコン基板をエッチングした場合、三角錐状のエッチピットを持つテクスチャーとなり、面方位（１．０．０）を表面に持つシリコン基板をエッチングした場合、矩形上のエッチピットを持つテクスチャーとなる。
【００２１】
しかしながら、良好なテクスチャーを形成しても、プロセスガスがシリコン基板表面に曝露され続けると、形成したテクスチャーがさらに化学反応が進み、テクスチャー形状を崩してしまう。特に、良好なテクスチャー形成後、チャンバーへのガス供給の停止と、チャンバー内の残留ガスの排気を瞬時に、行う必要がある。
【００２２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、ＣｌＦ３ガスを用いた大気圧下でのドライエッチング装置において、反応を高精度でコントロールすることが可能な、ドライエッチング装置およびドライ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】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明のドライエッチング装置は、以下の特徴を有するものである。
【００２４】
〔１〕ガス導入口を有するチャンバーと、
チャンバー内に配置され、かつ、基板を載置するステージと、
前記チャンバーのガス導入口と接続されると共に前記チャンバー内にガスを導入するガス供給ラインと、
前記チャンバーと接続され、かつ、前記チャンバー内のガスを排気する排気装置と、を備えるドライエッチング装置において、
前記ガス供給ラインはガス供給部と接続され、前記ガス供給ラインにバイパスラインが接続され、前記バイパスラインの他端に排気装置が接続されてなること、
を特徴とするドライエッチング装置。
【００２５】
〔２〕上記〔１〕において、前記ガス供給ラインのうち前記ガス供給部と前記ガス導入口との間に、バルブが配設され、前記バルブと前記ガス導入口との間の前記ガス供給ラインにバイパスラインが接続されている、ドライエッチング装置。
【００２６】
〔３〕上記〔１〕または〔２〕において、前記ガス供給部は、複数のガス供給部で構成される、ドライエッチング装置。
【００２７】
〔４〕上記〔１〕〜〔３〕において、前記バイパスラインにバルブが配設されてなる、ドライエッチング装置。
【００２８】
〔５〕上記〔１〕〜〔４〕において、前記チャンバー内のガスを排気する排気装置と、前記バイパスラインの他端と接続される排気装置とが同一である、ドライエッチング装置。
また、本発明のドライエッチング方法は、以下の特徴を有するものである。
【００２９】
〔６〕チャンバー内に載置された基板をエッチングするドライエッチング方法において、
ガス供給ラインを介して前記チャンバー内にガスを供給する第１工程と、
前記基板をエッチングした後、前記ガスの供給を停止する第２工程と、
前記チャンバー内のガスを排気すると共に、前記ガス供給ラインと接続されたバイパスラインを通じてガスを排気する第３工程とを含む、ドライエッチング方法。
【００３０】
〔７〕上記〔６〕において、前記第１工程は、前記バイパスラインに配設されたバルブを閉じた状態で行い、前記第３工程は、前記バルブを開いた状態で行なう、ドライエッチング方法。
【００３１】
〔８〕上記〔６〕または〔７〕において、ガス比の異なる複数のエッチングステップを有し、各ステップは、前記第１工程から前記第３工程を有する、ドライエッチング方法。
【００３２】
〔９〕上記〔６〕から〔８〕において、前記基板のエッチングは、大気圧から３０ｋＰａの範囲で行われる、ドライエッチング方法。
【００３３】
〔１０〕上記〔６〕から〔９〕において、チャンバー内に供給されるガスは、フッ素系ガス、Ｏ２ガス、及び、Ｎ２ガスである、ドライエッチング方法。
【００３４】
〔１１〕上記〔１０〕において、フッ素系ガスは、ＣｌＦ３ガスである、ドライエッチング方法。
【発明の効果】
【００３５】
本発明のＣｌＦ３ガスを用いた大気圧下でのドライエッチング装置を用いれば、気層による化学反応のみのエッチングを行う場合、ガスの排気を瞬時に行うことができ、反応を高精度でコントロールすることができる。
【００３６】
また、この構成によれば、チャンバー内だけでなく、ガス供給ラインも排気するため、複数のガスを組み合わせて、ガスの流量を変更するステップを複数組み込む場合においては、前ステップのガス比、流量に左右されることなく処理条件の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態を示す装置図
【図２】本発明の実施の形態１を示すドライエッチングのフロー図
【図３】本発明の実施の形態２を示すドライエッチングのフロー図
【図４】一般的な反応性イオンエッチングの装置図
【図５】特許文献３に記載されたＣｌＦ３ガスを用いたドライエッチング装置図
【図６】特許文献３に記載されたＣｌＦ３ガスを用いたドライエッチングのフロー図
【図７】一般的な反応性イオンエッチングのフロー図
【図８】本発明の実施の形態１における反応温度プロファイルを示す図
【図９】本発明を用いない場合の、実施の形態１に対する比較反応温度プロファイルを示す図
【図１０】本発明の実施の形態１における面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のエッチピット形状を示す図
【図１１】本発明を用いない場合の、実施の形態１に対する比較形状を示す図
【図１２】本発明の実施の形態２における反応温度プロファイルを示す図
【図１３】本発明を用いない場合の、実施の形態２に対する比較反応温度プロファイルを示す図
【図１４】本発明の実施の形態２における面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のエッチピット形状を示す図
【図１５】本発明を用いない場合の、実施の形態２に対する比較形状を示す図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、説明する。
【００３９】
図１は、本発明の実施の形態におけるエッチング装置を示す図である。
【００４０】
一例として、３本のプロセスガス供給ラインを持つ構成とする。チャンバー１上にステージ２があり、シリコン基板３が載置されている。チャンバー１内は圧力調整弁８および真空ポンプ７で大気圧を維持している。
【００４１】
ボンベ４１はＮ２のボンベであり、マスフローコントローラー５１及びバルブ１０１が設置されたガス供給ライン６１に接続されている。また、ボンベ４２はＣｌＦ３のボンベであり、マスフローコントローラー５２およびバルブ１０２が設置されたガス供給ライン６２に接続されている。更に、ボンベ４３はＯ２のボンベであり、マスフローコントローラー５３およびバルブ１０３が設置されたガス供給ライン６３に接続されている。これらのガス供給ライン６１〜６３が最終的に合流し、ガス導入口Ａより、チャンバー内へ混合ガスとして供給される構造になっている。
【００４２】
ここで、バルブ１０１〜１０３の位置をＣとする。なお、本発明の実施の形態においては、マスフローコントローラー５１〜５３とそれぞれの直後に、バルブ１０１〜１０３を設置したが、バルブ１０１〜１０３の開閉を、マスフローコントローラー５１〜５３の開閉にて兼ねることで、バルブ１０１〜１０３の設置をなくしてもよい。ただし、一般的なマスフローコントローラーは、全閉時にも、ごく微量の流量が内部リークする可能性があり、マスフローコントローラー直後に、バルブを設けることが、通常一般的である。
【００４３】
ガス導入口Ａより、チャンバー１内に供給されるガスは、まず、シャワープレート１４のバッファー層内に充満し、シャワープレート１４の細孔よりシリコン基板３の表面に曝露される。シリコン基板３の表面では、気層中で化学反応起こり、テクスチャー（凹凸形状）が生成される。供給されたガスと化学反応により生成したガスは、真空ポンプ７より排気される構成となっている。
【００４４】
また、バイパスライン９は、ガス供給ライン上のバイパスラインの分岐点Ｂで分岐され、バルブ１１を介して、排気設備として真空ポンプ１３に接続されている。適宜、ガス供給ライン６１〜６３及びチャンバー１の排気は、バイパスライン９を通じて行うことができる構成になっている。
【００４５】
なお、ボンベ４１より供給されるＮ２ガスは、ＣｌＦ３およびＯ２ガスの濃度調整用ならびに、チャンバー１内のガス置換用ガスであり、化学反応には寄与しない不活性ガスであればよく、希ガスなどでもよい。また、ガス供給ライン上のバイパスラインの分岐点Ｂは、ガス導入口Ａとバルブ１０１〜１０３の位置Ｃとの間であれば、どの位置にあってもよい。
【００４６】
図２は、図１の装置を用いたドライエッチング方法の、実施の形態１を示すエッチングフロー図である。これより、図２を用いて、本発明のドライエッチング方法であって、ガス供給ラインにバイパスラインを設け、バイパスラインによる排気とチャンバー排気を行うことにより、排気時間を短縮することで、反応を高精度でコントロールする方法について説明する。
【００４７】
（開始）・・・開始時はマスフローコントローラー５１〜５３、バルブ１０１〜１０３、及び、バルブ１１は閉じられており、チャンバー１内は、圧力調整弁８で大気圧保持されている。
【００４８】
（工程Ｐ１）・・・シリコン基板３がステージ２上に載置される。
【００４９】
（工程Ｐ２）・・・ここから、所定流量１５ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５１、バルブ１０１が開き、チャンバー１内を不活性ガスに置換すべく、ボンベ４１より、ガス供給ライン６１を通り、Ｎ２ガスがガス導入口Ａより供給される。チャンバー１内は圧力調整弁８と真空ポンプ７を用いて、大気圧で調圧、安定させる。
【００５０】
（工程Ｐ３）・・・次に、所定流量１ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５２、バルブ１０２が開き、ＣｌＦ３が、ガス供給ライン６２を通じて供給されると同時に、所定流量４ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５３、バルブ１０３が開き、Ｏ２が、ガス供給ライン６３を通じて供給され、ＣｌＦ３とＯ２とＮ２との混合ガスとして、ガス導入口Ａより導入される。
【００５１】
混合ガスは、シャワープレート１４のバッファー層内に充満した後、シャワープレート１４の細孔より均一にシリコン基板３の表面に曝露される。シリコン基板３表面では、前記式（１）、式（２）の反応が進み、テクスチャーが形成される。
【００５２】
（工程Ｐ４）・・・テクスチャー形成後、プロセスガスの供給を終了させる。Ｎ２、ＣｌＦ３、Ｏ２ガスの供給を終了させるため、マスフローコントローラー５１〜５３、バルブ１０１〜１０３を閉じる。
【００５３】
（工程Ｐ５）・・・（工程Ｐ４）と同時に、直ちに、プロセスガスの排気が必要となる。残留プロセスガスがシリコン基板３の表面に曝露される時間が長ければ長いほど、余分なエッチングが進行し、テクスチャー形状を崩してしまう。
【００５４】
このため、圧力調整弁８を全開し、真空ポンプ７を用いるチャンバー側からの排気と、バルブ１１を開いて、真空ポンプ１３を用いるバイパスライン９側からの排気を行う。このことで、チャンバー１内の排気と同時に、バルブ１０１〜１０３の位置Ｃからガス導入口Ａを経て、シャワープレート１４のバッファー層内、更には、シリコン基板３の表面近傍の残留ガスもバイパスライン９側から、瞬時に排気できる。
【００５５】
図８は、本発明の実施の形態１における反応温度プロファイルである。上記式（１）および式（２）は、発熱反応である。このためシリコン基板の温度を測定することで、化学反応の進行度合いを推定することができる。つまり、温度が高いほど反応が促進し、温度が低いほど反応が低下している。
【００５６】
図８において、前記工程Ｐ３が開始されると同時に、室温より温度が上昇し、反応が進む様子が分かる。所定時間エッチングを行いテクスチャー形成後、前記工程Ｐ４と同時に工程Ｐ５を成し、バイパスラインによる排気とチャンバー排気を行った。残留ガスによる化学反応時間は、約２５秒であることがグラフから見て取れる。
【００５７】
一方、図９は、本発明の実施の形態１を用いなかった場合の比較反応温度プロファイルである。所定時間エッチングを行いエッチピット形成後、前記工程Ｐ４と同時にＰ５を成すが、工程Ｐ５において、バルブ１１を閉じたままの状態にし、圧力調整弁８を全開にし、チャンバー排気のみを用いたものである。同様に、残留ガスによる化学反応時間は、約１２５秒であることがグラフから見て取れる。
【００５８】
このように、本発明の実施の形態１を利用すれば、残留ガスによるエッチング時間を大幅に短縮することができる。
【００５９】
図１０に、図８の本発明の実施の形態１を用いて、面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のテクスチャー形状を示す。
【００６０】
図１１に、図９の本発明の実施の形態１を用いなかった場合において、面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のテクスチャー形状を示す。
【００６１】
本発明の実施の形態１を用いた場合の形状は、三角錐状のエッチピットを形成しているが、実施の形態１を用いなかった場合においては、ポーラスな表面形状となっており、テクスチャー形状は形成できていないことが分かる。
【００６２】
図３は、図１の装置を用いたドライエッチング方法の、実施の形態２を示すエッチングフロー図である。これより、図３を用いて、本発明の、ガス供給ラインにバイパスラインを設け、バイパスラインによる排気とチャンバー排気を行うことにより、排気時間を短縮することで、反応を高精度でコントロールする方法であって、ガス比の異なる複数のエッチングステップを有する場合について説明する。
【００６３】
一例として、第一のステップと第二のステップを有し、第一のステップでは、ＣｌＦ３のみでエッチングし、第二のステップではＣｌＦ３とＯ２の混合ガスでエッチングするエッチング方法を挙げて、説明する。なお、このエッチング方法は、テクスチャー形状の大きさを制御する方法として有効なことが筆者らの検討で分かってきた。
【００６４】
（第一のステップ）
（開始）・・・開始時はマスフローコントローラー５１〜５３、バルブ１０１〜１０３、及び、バルブ１１は閉じられており、チャンバー１内は、圧力調整弁８で大気圧保持されている。
【００６５】
（工程Ｐ１）・・・シリコン基板３がステージ２上に載置される。
【００６６】
（工程Ｐ２）・・・ここから、所定流量１５ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５１、バルブ１０１が開き、チャンバー１内を不活性ガスに置換すべく、ボンベ４１より、ガス供給ライン６１を通り、Ｎ２ガスがガス導入口Ａより供給される。チャンバー１内は圧力調整弁８と真空ポンプ７を用いて、大気圧で調圧、安定させる。
【００６７】
（工程Ｐ３）・・・次に、所定流量１ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５２、バルブ１０２が開き、ＣｌＦ３が、ガス供給ライン６２を通じてガス導入口Ａより導入される。
【００６８】
そして、ＣｌＦ３とＮ２の混合ガスは、シャワープレート１４のバッファー層内に充満した後、シャワープレート１４の細孔より均一にシリコン基板３の表面に曝露される。シリコン基板３の表面では、上記式（１）のみの反応が進む。
【００６９】
（工程Ｐ４）・・・所定時間エッチング後、プロセスガスの供給を終了させる。Ｎ２、ＣｌＦ３の供給を終了させるため、マスフローコントローラー５１〜５２、バルブ１０１〜１０２を閉じる。
【００７０】
（工程Ｐ５）・・・（工程Ｐ４）と同時に、直ちに、プロセスガスの排気が必要となる。残留プロセスガスがシリコン基板３の表面に曝露される時間が長ければ長いほど、余分なエッチングを成してしまうためである。
【００７１】
また、第二のステップでは第一のステップとガス比が異なるため、前記バルブ１０１〜１０３の位置Ｃからガス導入口Ａを経て、シャワープレート１４のバッファー層内の間には、第一のステップで用いた混合ガスが残留しており、第二のステップの初期は、この残留ガスでエッチングすることとなり、エッチングのコントロールに支障をきたす。
【００７２】
このため、圧力調整弁８を全開し、真空ポンプ７を用いるチャンバー側からの排気と、バルブ１１を開いて、真空ポンプ１３を用いるバイパスライン９側からの排気を行う。このことで、チャンバー１内の排気と同時に、バルブ１０１〜１０３の位置Ｃからガス導入口Ａを経て、シャワープレート１４のバッファー層内、更には、シリコン基板３の表面近傍の残留ガスもバイパスライン９側から、瞬時に排気できる。
【００７３】
（第二のステップ）
（工程Ｐ６）・・・ここから、バルブ１１は閉じ、第二のステップを開始する。所定流量１５ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５１、バルブ１０１が開き、チャンバー１内を不活性ガスに置換すべく、ボンベ４１より、ガス供給ライン６１を通り、Ｎ２ガスがガス導入口Ａより供給される。チャンバー１内は圧力調整弁８と真空ポンプ７を用いて、大気圧で調圧、安定させる。
【００７４】
（工程Ｐ７）・・・次に、所定流量１ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５２、バルブ１０２が開き、ＣｌＦ３が、ガス供給ライン６２を通じて供給され、所定流量４ｓｌｍに設定されたマスフローコントローラー５３、バルブ１０３が開き、Ｏ２が、ガス供給ライン６３を通じて供給され、ＣｌＦ３とＯ２とＮ２との混合ガスとして、ガス導入口Ａより導入される。
【００７５】
混合ガスは、シャワープレート１４のバッファー層内に充満した後、シャワープレート１４の細孔より均一にシリコン基板３の表面に曝露される。シリコン基板３の表面では、上記式（１）、式（２）の反応が進み、テクスチャーが形成される。
【００７６】
（工程Ｐ８）・・・テクスチャー形成後、プロセスガスの供給を終了させる。Ｎ２、ＣｌＦ３、Ｏ２ガスの供給を終了させるため、マスフローコントローラー５１〜５３、バルブ１０１〜１０３を閉じる。
【００７７】
（工程Ｐ９）・・・（工程Ｐ８）と同時に、直ちに、プロセスガスの排気が必要となる。残留プロセスガスがシリコン基板３表面に曝露される時間が長ければ長いほど、余分なエッチングが進行し、テクスチャー形状を崩してしまうためである。
【００７８】
このため、圧力調整弁８を全開し、真空ポンプ７を用いるチャンバー側からの排気と、バルブ１１を開いて、真空ポンプ１３を用いるバイパスライン９側からの排気を行う。このことで、チャンバー１内の排気と同時に、バルブ１０１〜１０３の位置Ｃからガス導入口Ａを経て、シャワープレート１４のバッファー層内、更には、シリコン基板３の表面近傍の残留ガスもバイパスライン９側から、瞬時に排気できる。
【００７９】
図１２は、本発明の実施の形態２における反応温度プロファイルである。第一のステップにおける残留ガスによる化学反応時間は、約１２秒であることがグラフから見て取れ、第二のステップにおける残留ガスによる化学反応時間は、約１３秒であることがグラフから見て取れる。
【００８０】
一方、図１３は、本発明の実施の形態２を用いなかった場合の比較反応温度プロファイルである。第一のステップにおける残留ガスによる化学反応時間は、約５７秒であることがグラフから見て取れ、第二のステップにおける残留ガスによる化学反応時間は、約７７秒であることがグラフから見て取れる。
【００８１】
このように、本発明の実施の形態２を利用すれば、残留ガスによるエッチング時間を大幅に短縮することができる。
【００８２】
図１４に、図１２の本発明の実施の形態２を用いて、面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のテクスチャー形状を示す。
【００８３】
図１５に、図１３の本発明の実施の形態２を用いなかった場合において、面方位（１．１．１）面を表面に持つシリコン基板をエッチングした時のテクスチャー形状を示す。
【００８４】
本発明の実施の形態２を用いた場合の形状は、三角錐状のテクスチャー形状を形成しているが、実施の形態２を用いなかった場合においては、ポーラスな表面形状となっており、テクスチャー形状は形成できていないことが分かる。
【００８５】
なお、上述の実施の形態を示す方法で、大気圧での保持は、チャンバー１からのガス漏えいを防止するために、大気圧より３０ｋＰａ程度までの弱減圧下で実施してもよい。
【００８６】
以上のように、ＣｌＦ３ガスを用いた大気圧下でのドライエッチング装置においては、ガス供給ラインにバイパスラインを設け、バイパスラインからも排気することで、排気時間を短縮することにより、残留ガスによる化学反応を抑制でき、高精度のエッチングを行うことが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のドライエッチング方法により、高精度なエッチピットを、太陽電池で使用されるシリコン基板にテクスチャーを形成すれば、光閉じ込め効果の高い、発電効率の高い太陽電池が提供できる。また、従来のプラズマを用いた反応性イオンエッチングによるドライエッチングにみられるようなプラズマダメージも理論上、発生せず、なお効率のよい太陽電池が提供できる。
【符号の説明】
【００８８】
１  チャンバー
２  ステージ
３  シリコン基板
４，４１，４２，４３  ボンベ
５，５１，５２，５３  マスフローコントローラー
６，６１，６２，６３  ガス供給ライン
７  真空ポンプ
８  圧力調整弁
９  バイパスライン
１０，１０１，１０２，１０３  バルブ
１１  バルブ
１３  真空ポンプ
１４  シャワープレート
Ａ  ガス導入口
Ｂ  バイパスラインの分岐点
Ｃ  バルブ１０１〜１０３の位置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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