JP2012204510A - シリコン基板のエッチング方法、及びシリコン基板のエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シリコン絶縁層とシリコン基板とを貫通する孔の加工の精度を配線が含まれる領域にて高めることのできるシリコン基板のエッチング方法、及びシリコン基板のエッチング装置を提供する。
【解決手段】ダミー配線１３ｄ，１５ｄの埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層１３ｂ，１５ｂが形成されたシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを有するシリコン基板１１に対して、シリコン絶縁層１３ａ，１５ａとシリコン基板１１とを貫通する孔をダミー配線１３ｄ，１５ｄが含まれる領域に形成する。ダミー配線１３ｄ，１５ｄ、バリアメタル層１３ｂ，１５ｂ、シリコン絶縁層１３ａ，１５ａをエッチングした後にシリコン基板１１をエッチングする。加えて、シリコン基板１１のエッチングを終了する前に、シリコン絶縁層１３ａ，１５ａ及びシリコン基板１１の少なくとも１つを希ガスでスパッタする。
【選択図】図３

Description

この発明は、配線が含まれるシリコン絶縁層を有したシリコン基板にシリコン絶縁層とシリコン基板とを貫通する孔を形成するシリコン基板のエッチング方法、及びシリコン基板のエッチング装置に関する。

近年、各種半導体デバイスに対する小型化や高密度化の要請から、多層配線層の形成されたシリコン基板同士を積層して半導体デバイスを形成することにより、該半導体デバイスの実装面積を縮小しつつ素子の密度を高める試みが盛んに行われている。これに際して、例えば特許文献１に記載のように、シリコン基板を貫通するシリコン貫通電極（Through Silicon Via ：ＴＳＶ）によって、シリコン基板が有する素子と他のシリコン基板が有する素子とを接続する試みも盛んに行われている。

従来のように、シリコン基板間での電気的な接続をボンディングワイヤにて行う場合、上述のような半導体デバイスの実装には、ボンディングワイヤの引き回しに必要な面積とシリコン基板の面積とを足した分だけの面積が必要とされる。これに対し、シリコン基板間の接続をＴＳＶによって行った場合には、上記シリコン基板の面積と略等しい面積のみで半導体デバイスを実装することが可能である。

特開２０１０−８７２３３号公報

ところで、上記多層配線層に形成される各種の配線には、半導体デバイスにて電気的な接続に寄与する接続配線の他、電気的な接続には寄与しないダミー配線も含まれている。このようなダミー配線は、通常、ダミー配線以外の配線を形成するときに、これの加工精度を高める目的で形成されるものである。それゆえに、ダミー配線以外の配線が形成された後にあっては、こうしたダミー配線に対して特別な機能は必要とされていない。そこで、素子や接続配線のレイアウトの都合上、ダミー配線が含まれる領域に上述したＴＳＶが形成されることも少なくない。図５は、ＴＳＶ用の貫通孔が形成される工程の一部を示す工程図であって、ＴＳＶが形成される領域に上記ダミー配線が含まれる場合を示す。なお、図５には、貫通孔の加工形状を説明する便宜上、ダミー配線を含むシリコン絶縁層が２層である場合を例示する。

図５（ａ）に示されるように、シリコン基板６１上には、第一シリコン絶縁層６２と第二シリコン絶縁層６３とが積層されている。これらシリコン絶縁層６２，６３のそれぞれでは、該シリコン絶縁層６２，６３に形成された溝部６２ｇ，６３ｇの内面全体が、タンタルからなるバリアメタル層６２ｂ，６３ｂによって覆われるとともに、該バリアメタル層６２ｂ，６３ｂで覆われた溝部６２ｇ，６３ｇの内部には、銅からなるダミー配線６２ｃ，６３ｃが埋め込まれている。

ここで、図５（ａ）の二点鎖線で挟まれる領域にＴＳＶが形成される場合、まず、該領域における第二シリコン絶縁層６３の上層が、各種のエッチングにより除去される。次いで、ウェットエッチングによるダミー配線６３ｃの除去、ドライエッチングによるバリアメタル層６３ｂ及びシリコン絶縁層６３の除去が、この順に行われる。続いて、ウェット
エッチングによるダミー配線６２ｃの除去、ドライエッチングによるバリアメタル層６２ｂ及びシリコン絶縁層６２の除去が、この順に行われる。これら一連のエッチングにより、図５（ｂ）に示されるように、シリコン基板６１の表面のうち、ＴＳＶの形成される領域が露出して、この露出した領域に対し、シリコン基板６１のエッチングが行われる。

この際、互いに異なる材料からなる複数の層の各々が、互いに異なるエッチング条件で連続的にエッチングされるため、一つの層がエッチングされる途中では、該エッチングに用いられるエッチャントによって、他の層の表面が変質することも少なくない。特に、エッチングが進む方向にて、互いに異なる材料が連続するとなれば、こうした材料の変質も生じやすくなる。

その結果、図５（ｂ）に示されるように、露出したシリコン基板６１の表面のうち、特に溝部６２ｇ，６３ｇにおける溝側面の下方には、残渣６４が堆積してしまう場合がある。そして、残渣６４が存在する状態からシリコン基板６１のエッチングが行われると、該残渣６４の形成された領域が、他の領域よりもエッチングされにくいために、図５（ｃ）に示されるように、ＴＳＶの形成領域には、シリコン基板６１のエッチング残り６１ａが形成されてしまう。つまり、シリコン基板に対してエッチングによる加工の精度が低下してしまうことになる。なお、上記エッチング残りが形成される問題とは、ＴＳＶの形成領域に含まれるダミー配線の層数や配線層の形成材料に関わらず、ＴＳＶが形成される領域にシリコン絶縁層とダミー配線とが含まれる場合には、概ね共通するものである。

この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリコン絶縁層とシリコン基板とを貫通する孔の加工の精度を配線が含まれる領域にて高めることのできるシリコン基板のエッチング方法、及びシリコン基板のエッチング装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、配線の埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層が形成されたシリコン絶縁層を基板上に有するシリコン基板に対して、前記シリコン絶縁層と前記シリコン基板とを貫通する孔を前記配線が含まれる領域に形成するシリコン基板のエッチング方法であって、前記配線、前記バリアメタル層、前記シリコン絶縁層をエッチングした後に前記シリコン基板をエッチングするとともに、前記シリコン基板のエッチングを終了する前に、前記シリコン絶縁層及び前記シリコン基板の少なくとも１つを希ガスでスパッタすることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、配線の埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層が形成されたシリコン絶縁層を基板上に有するシリコン基板に対して、前記配線と前記バリアメタル層とがエッチングされた前記凹部を含む領域に、前記シリコン絶縁層と前記シリコン基板とを貫通する孔を形成するシリコン基板のエッチング装置であって、前記シリコン基板の載置される基板ステージを収容する真空槽と、前記真空槽内に希ガスとエッチングガスとを供給するガス供給部と、前記真空槽内に供給されたガスでプラズマを生成して該プラズマを前記シリコン基板に向けて引き込むプラズマ生成部と、前記ガス供給部の駆動と前記プラズマ生成部の駆動とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記シリコン基板のエッチングを終了する前に、前記希ガスのプラズマにより前記シリコン絶縁層及び前記シリコン基板の少なくとも１つをスパッタすることを要旨とする。

請求項１及び請求項８に記載の発明によれば、シリコン基板のエッチングが終了する前に、シリコン絶縁層及びシリコン基板の少なくとも１つが希ガスでスパッタされる。そのため、配線のエッチングやバリアメタル層のエッチングによって生じた残渣は、希ガスの
粒子が該残渣に衝突することによって、シリコン基板上から物理的に取り除かれることになる。このように、シリコン基板のエッチングを阻害する残渣が、物理的に除去されるため、該残渣の構成材料が、配線の形成材料、バリアメタル層の形成材料、及びこれらのエッチングにより生じた生成物等のいずれをどのような割合で含んでいたとしても、こうした残渣をエッチングの領域から除去することが可能になる。したがって、このようなスパッタが行われない場合と比較して、シリコン基板のエッチングを阻害する残渣が少なくなる。その結果、シリコン基板に対するエッチングの加工精度を高めることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記シリコン基板のエッチングの開始時に、該エッチングの施される領域を希ガスでスパッタすることを要旨とする。

請求項２に記載の発明よれば、シリコン基板のエッチングが開始されるときに、該エッチングの施される領域が、希ガスによってスパッタされる。これにより、シリコン絶縁層とシリコン基板との間に他の層が介在する場合であっても、シリコン基板の開始時までに生じる残渣の全てが、希ガスのスパッタによる除去の対象になる。それゆえに、シリコン基板のエッチングを阻害する残渣が、シリコン絶縁層のエッチング後であって、シリコン基板のエッチング前に生じる場合であっても、シリコン基板のエッチングが開始される前には、こうした残渣を少なくすることが可能である。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記シリコン絶縁層のエッチングの終了時に、該エッチングの施された領域を希ガスでスパッタすることを要旨とする。

請求項３に記載の発明によれば、シリコン絶縁層のエッチングが終了するときに、該エッチングの施された領域が、希ガスによってスパッタされる。これにより、シリコン絶縁層のエッチングの終了までに生じる残渣の全てが、希ガスのスパッタによる除去の対象になる。それゆえに、シリコン基板のエッチングを阻害する残渣が、シリコン絶縁層のエッチング中に生じる場合であっても、シリコン基板のエッチングが開始される前には、こうした残渣を少なくすることが可能である。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記孔を形成する際に、前記シリコン基板のエッチングの開始時には、希ガスによるスパッタ速度を該開始時以降より大きくすることを要旨とする。

請求項４に記載の発明によれば、シリコン基板のエッチングの開始時には、希ガスによるスパッタ速度が、該開始時以降より大きくなる。これにより、シリコン基板のエッチングが開始されるときには、該エッチングを阻害する残渣の除去が、最も効果的に進められることになる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記シリコン基板上には、複数の前記シリコン絶縁層が積層され、前記シリコン絶縁層のそれぞれが有する前記バリアメタル層をエッチングする毎に、該シリコン絶縁層の表面を希ガスでスパッタすることを要旨とする。

シリコン基板上に２以上のシリコン絶縁層が積層されている場合には、シリコン絶縁層の層数が多くなる程、バリアメタル層や配線の数が多くなることから、これらのエッチングにより生じる残渣も自ずと多くなる。この点、請求項５に記載の発明によれば、シリコン絶縁層のそれぞれが有するバリアメタル層がエッチングされる毎に、該シリコン絶縁層の表面が希ガスでスパッタされる。そのため、シリコン絶縁層の積層数が多くなることで
、上記残渣の発生頻度が高くなったとしても、より確実に残渣を除去することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記シリコン基板上には、複数の前記シリコン絶縁層が積層され、前記シリコン絶縁層の全てのエッチングの終了時に、該エッチングの施された領域を希ガスでスパッタすることを要旨とする。

請求項６に記載の発明によれば、複数のシリコン絶縁層の全てがエッチングされたときに、該エッチングの施された領域が希ガスでスパッタされる。それゆえに、希ガスによるスパッタの回数が増えることを抑えつつ、シリコン絶縁層を複数有するようなシリコン基板においてもエッチングによる加工の精度を高めることができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法において、前記希ガスがアルゴンガスであって、前記シリコン基板の表面を前記アルゴンガスによってスパッタするときには、前記アルゴンガスに六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、及び塩化水素ガスから選択される少なくとも一つのガスを混合することを要旨とする。

請求項７に記載の発明では、シリコン絶縁層又はシリコン基板をスパッタするガスに、希ガスであるアルゴンガスに加えて、六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、及び塩化水素ガスが含まれている。これら六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、及び塩化水素ガスは各種金属のエッチングが可能なガスであることから、残渣をスパッタするガスにこれらのガスが含まれていることで、バリアメタル層や配線の構成元素を含む残渣が除去されやすくなる。

本発明に係るシリコン基板のエッチング方法における一実施形態を用いたエッチングの処理対象とされる多層配線基板の断面構造を示す断面図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）同実施形態のエッチング方法によるエッチング工程を順に示す工程図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）同実施形態のエッチング方法によるエッチング工程を順に示す工程図。 本発明のシリコン基板のエッチング装置における一実施形態であるドライエッチング装置の概略構成を示す構成図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）従来のシリコン基板のエッチング方法によるエッチング工程の一部を示す工程図。

以下、本発明のシリコン基板のエッチング方法及びシリコン基板のエッチング装置における一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。まず、本発明のシリコン基板のエッチング方法における一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。始めに、本実施形態のシリコン基板のエッチング方法を用いたエッチング処理の対象である多層配線基板について図１を参照して説明する。

［多層配線基板］
図１に示されるように、多層配線基板１０の有するシリコン基板１１の基板表面には、例えばリンを含有する酸化シリコン（ＰＳＧ）からなりシリコン絶縁層を構成する絶縁層１２が形成されている。この絶縁層１２上には、多層配線基板１０における電気的な接続に寄与する配線を有した第一配線層１３が積層されている。

第一配線層１３を構成する第一シリコン絶縁層１３ａは、例えば低誘電率材料からなるシリコン酸化物層であって、該第一シリコン絶縁層１３ａの上面には、該上面に開口を有した凹部としての複数の配線溝が凹設されている。各配線溝の内面は、バリアメタル層１３ｂによって覆われており、該バリアメタル層１３ｂで覆われた配線溝の内部には、接続配線１３ｃやダミー配線１３ｄが埋め込まれている。

バリアメタル層１３ｂは、例えばタンタル（Ｔａ）からなる層であって、接続配線１３ｃ及びダミー配線１３ｄにおける上面以外の面を覆うことによって、これら配線１３ｃ，１３ｄの形成元素の拡散を抑制する。接続配線１３ｃは、例えば銅からなる配線であって、多層配線基板１０内に形成された能動素子や受動素子等の各種素子に結線されている。また、ダミー配線１３ｄは、接続配線１３ｃと同じく、銅からなる配線である一方、第一配線層１３上に積層される各層や上記接続配線１３ｃに対する加工の精度を高める目的のために形成されている。そのため、ダミー配線１３ｄは、上記接続配線１３ｃとは異なり、完成した多層配線基板１０においては、該多層配線基板１０における電気的な接続に寄与する等の特別な機能を有していない。

第一配線層１３上には、該第一配線層１３の上面に形成された接続配線１３ｃ及びダミー配線１３ｄを覆うように、これらの形成材料が拡散することを抑制する第一拡散防止層１４が形成されている。第一拡散防止層１４は、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）で形成され、該第一拡散防止層１４には、第二配線層１５が積層されている。

第二配線層１５を構成する第二シリコン絶縁層１５ａは、上記第一配線層１３と同様に、例えば低誘電率材料からなるシリコン酸化物層であって、該第二シリコン絶縁層１５ａの上面には、該上面に開口を有した凹部としての複数の配線溝が凹設されている。各配線溝の内面は、これもまた第一配線層１３と同様に、タンタルからなるバリアメタル層１５ｂによって覆われており、該バリアメタル層１５ｂで覆われた配線溝の内部には、銅からなる接続配線１５ｃやダミー配線１５ｄが埋め込まれている。

接続配線１５ｃは、上記第一配線層１３の有する接続配線１３ｃの直上に形成されているとともに、上記第一拡散防止層１４の貫通孔に埋め込まれたバリアメタル層１５ｂを介して、接続配線１３ｃと接続されている。ダミー配線１５ｄは、第一配線層１３においてダミー配線１３ｄの形成された領域の直上に形成されている。ダミー配線１５ｄは、ダミー配線１３ｄと同じく、上記接続配線１３ｃ，１５ｃとは異なり、多層配線基板１０にて電気的な接続に寄与する等の特別な機能を有していない。

第二配線層１５上には、該第二配線層１５の上面に形成された接続配線１５ｃ及びダミー配線１５ｄに対して、これらを形成する銅が拡散することを抑制する第二拡散防止層１６が形成されている。第二拡散防止層１６は、上記第一拡散防止層１４と同様に、炭化シリコンで形成されている。

第二拡散防止層１６上には、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる絶縁層１７が形成されている。また、絶縁層１７上には、第一封止層１８ａ、第二封止層１８ｂ、及び第三封止層１８ｃからなる封止層１８が形成されている。これら封止層１８ａ，１８ｂ，１８ｃの各々は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる層である。

上記第二拡散防止層１６、絶縁層１７、及び第一封止層１８ａには、各層１６，１７，１８ａを貫通する貫通孔が、上記接続配線１３ｃ，１５ｃの直上に形成されている。また、この貫通孔の内部には、バリアメタル層ＢＡとパッドＰとが埋め込まれている。バリアメタル層ＢＡは、上記バリアメタル層１３ｂ，１５ｂと同様に、例えばタンタルからなる層であって、パッドＰの形成材料の拡散を抑制する。パッドＰは、例えばアルミニウム−
銅合金（ＡｌＣｕ）からなるものであって、バリアメタル層ＢＡを介して上記接続配線１５ｃに接続されている。なお、パッドＰ及びバリアメタル層ＢＡは、第一封止層１８ａの表面の一部にも形成されている。こうしたパッドＰの上面のうち、他の多層配線基板１０と接続されない部位は、上記第二封止層１８ｂ及び第三封止層１８ｃによって覆われることで、外部環境から保護されている。

上述の多層配線基板１０は、該多層配線基板１０の封止層１８上に他の多層配線基板１０の封止層１８が積層されるように、あるいは、該多層配線基板１０の封止層１８上に他の多層配線基板１０のシリコン基板１１が積層されるように三次元的に実装されることで半導体デバイスを形成する。このとき、多層配線基板１０のパッドＰ同士は、上記各層の積層方向にシリコン基板１１を貫通するシリコン貫通電極（ＴＳＶ）によって電気的に接続される。そして、多層配線基板１０にシリコン貫通電極が埋め込まれるときには、該シリコン貫通電極の形成に先立ち、シリコン基板１１の上面に積層された上記各層、つまり絶縁層１２，１７、配線層１３，１５、拡散防止層１４，１６、及び封止層１８にも貫通孔が形成される。

［シリコン基板のエッチング方法］
次に、本発明のシリコン基板のエッチング方法を具現化した一実施形態として、上記シリコン基板１１上の各層と該シリコン基板１１とに貫通孔を形成する方法について図２及び図３を参照して説明する。なお、図２及び図３には、先の図１に示した多層配線基板１０のうち、シリコン貫通電極（ＴＳＶ）の形成される領域周辺のみを示している。なお、図示の便宜上、上記第一封止層１８ａ、第二封止層１８ｂ、及び第三封止層１８ｃを一つの封止層１８として示すとともに、上記各層の厚さについても一部変更して示している。

図２（ａ）に示されるように、多層配線基板１０の封止層１８上には、ダミー配線１３ｄ，１５ｄの直上に開口を有したレジストパターンＲＰが形成される。レジストパターンＲＰの形成された多層配線基板１０には、例えばドライエッチング装置によって、図２（ｂ）に示されるように、封止層１８、絶縁層１７、及び第二拡散防止層１６のエッチングが行われる。次いで、上記封止層１８、絶縁層１７、及び第二拡散防止層１６のエッチングにより第二配線層１５の表面が露出すると、多層配線基板１０上に形成されたレジストパターンＲＰが除去される。そして、レジストパターンＲＰが除去されると、図２（ｃ）に示されるように、ダミー配線１５ｄのウェットエッチングが開始される。なお、上記レジストパターンＲＰが除去されて以降のエッチング処理では、上記封止層１８がハードマスクとして機能する。

ダミー配線１５ｄのウェットエッチングが終了すると、バリアメタル層１５ｂの露出した多層配線基板１０が、例えばドライエッチング装置に搬入されて、バリアメタル層１５ｂのドライエッチングが開始される。この際、バリアメタル層１５ｂのドライエッチングが行われると、図２（ｄ）に示されるように、ダミー配線１５ｄとバリアメタル層１５ｂとが除去されることで露出した配線溝の底面、特に該底面の周縁に残渣１９が堆積する。残渣１９には、ダミー配線１５ｄに対するウェットエッチングによって変質したバリアメタル層１５ｂの一部、こうした変質により肥大化したバリアメタル層１５ｂの一部等が含まれる。

バリアメタル層１５ｂのドライエッチングが終了すると、図３（ａ）に示されるように、第二シリコン絶縁層１５ａに対するドライエッチングが開始される。この際、側壁保護用の成膜種を生成するべく酸素ガスやＣＦ系のガスが用いられる低誘電率材料用のエッチング条件によっては、上記残渣１９の全てを除去できないことから、該残渣１９の下方では、第二シリコン絶縁層１５ａのエッチング速度が、他の部位よりも小さくなる。そして、バリアメタル層１５ｂのエッチングや第二シリコン絶縁層１５ａのエッチングにより生
じた残渣１９が、第二シリコン絶縁層１５ａの除去によって露出した第一拡散防止層１４の上面に堆積することになる。なお、バリアメタル層１５ｂのドライエッチングと、第二シリコン絶縁層１５ａのドライエッチングとを各別に行うようにしているが、これらを同時にドライエッチングするようにしてもよい。

このようにして第二配線層１５のエッチングが終了すると、図３（ｂ）に示されるように、第一拡散防止層１４及び第一配線層１３のドライエッチングが行われる。なお、第一拡散防止層１４は、上記第二拡散防止層１６と同様の方法で除去されるとともに、第一配線層１３は、上記第二配線層１５と同様の方法で除去される。この第一配線層１３の除去時にも、ダミー配線１３ｄ及びバリアメタル層１３ｂのエッチングに起因する残渣１９が堆積し続ける。そのため、第一配線層１３のエッチングの終了時には、第二配線層１５のエッチングの終了時に認められた残渣１９よりも多くの残渣１９が絶縁層１２の表面に堆積することになる。

そして、第一配線層１３のエッチングが終了すると、図３（ｃ）に示されるように、絶縁層１２のドライエッチングが行われる。この際、側壁保護用の成膜種を生成するべく酸素ガスやＣＦ系のガスが用いられるリンを含む酸化シリコン用のエッチング条件では、上記残渣１９の全てを除去できないことから、該残渣１９は、これもまた残渣１９の下方におけるエッチング速度を他の部位よりも小さくする。そして、第一配線層１３のエッチングや絶縁層１２のエッチングにより生じた残渣１９が、絶縁層１２の除去によって露出したシリコン基板１１の表面に堆積することになる。このように残渣１９が堆積する状態からシリコン基板１１のドライエッチングが行われると、該残渣１９の形成された領域が、他の領域よりもエッチングされにくいために、ＴＳＶの形成領域には、上述したエッチング残りが形成されてしまう。

そこで、本実施形態では、絶縁層１２のエッチングが終了するときに、希ガスであるアルゴンと、添加ガスとしての六フッ化硫黄（ＳＦ_６）ガスとの混合ガスのプラズマが、シリコン基板１１の上面に供給され、これによって、成膜種が含まれない雰囲気で、該シリコン基板１１の上面がスパッタされる。しかも、上述した各層のエッチングと比較して、希ガスによるスパッタ速度が大きくなるように、シリコン基板１１の上面がスパッタされる。その結果、図３（ｄ）に示されるように、シリコン基板１１の上面に堆積していた残渣１９が、シリコン基板１１の上面から除去されることになる。なお、この際、シリコン基板１１の上面には、アルゴンガスのプラズマに加えて、金属をエッチングする六フッ化硫黄ガスのプラズマも供給される。それゆえに、アルゴンイオンによる物理的なスパッタ反応に加えて、スパッタされた残渣１９の粒子を揮発性の生成物とする化学的なエッチング反応も同時に進行する。そのため、シリコン基板１１の基板表面では、残渣１９の除去が、より確実なものとなる。

そして、上述のようにして残渣１９が除去されると、シリコン基板１１に対するドライエッチングが行われる。なお、上記ダミー配線１３ｄ，１５ｄを除去するためのウェットエッチング以外の処理は、複数のドライエッチング装置に跨って行うようにしてもよいし、単一のドライエッチング装置にて行うようにしてもよい。

このように、上述したシリコン基板のエッチング方法によれば、シリコン基板１１のエッチングを終了する前に、シリコン基板１１の基板表面に堆積した残渣１９を除去するようにしている。そのため、シリコン基板１１におけるエッチング領域では、残渣１９によるエッチングのばらつきが抑制されることから、多層配線基板１０に対するエッチングによる加工の精度を高めることができる。

なお、上記封止層１８、絶縁層１７、拡散防止層１４，１６、ダミー配線１３ｄ，１５
ｄ、バリアメタル層１３ｂ，１５ｂ、シリコン絶縁層１３ａ，１５ａ、絶縁層１２、シリコン基板１１のエッチングには、例えば下記のエッチングガスやエッチング液が用いられる。
・封止層１８：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・絶縁層１７：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・拡散防止層１４，１６：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・ダミー配線１３ｄ，１５ｄ（銅配線）：硫酸／過酸化水素溶液
・バリアメタル層１３ｂ，１５ｂ：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・シリコン絶縁層１３ａ，１５ａ：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・絶縁層１２：Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス
・シリコン基板１１：ＳＦ_６／Ｏ_２／ＨＢｒガス
［シリコン基板のエッチング装置］
次に、シリコン基板のエッチング装置を具現化した一実施形態としてのドライエッチング装置について図４を参照して説明する。なお、このドライエッチング装置は、シリコン基板１１のエッチング処理と、該シリコン基板１１の基板表面に堆積した残渣１９に対するスパッタ処理とを行う装置として具現化されたものである。しかしながら、上記各層のエッチングに用いられるガスを供給するガス供給部を上記ドライエッチング装置に接続することによって、多層配線基板１０の有する各層のドライエッチングをも行う装置として具現化してもよい。

ドライエッチング装置２０の備える円筒状の真空槽２１には、該真空槽２１の開口を封止する石英窓２２が固着されている。真空槽２１と石英窓２２とによって形成される空間内には、処理対象である基板Ｓを保持する基板ステージ２３が配設されている。なお、基板Ｓとは、先の図３（ｃ）に示されるように、シリコン基板１１を露出する開口の形成された多層配線基板１０であって、シリコン基板１１の基板表面に、第一配線層１３及び第二配線層１５のエッチングに起因する残渣１９が堆積されているものである。

基板ステージ２３に内設された図示しないステージ電極には、バイアス用整合器２４を介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力するプラズマ生成部を構成するバイアス用高周波電源２５が接続されている。バイアス用整合器２４は、ブロッキングコンデンサを有してステージ電極に負のバイアス電圧を印加するとともに、バイアス用高周波電源２５の出力インピーダンスとその負荷の入力インピーダンスとを整合させる。

石英窓２２の外表面には、真空槽２１内にプラズマを生成するプラズマ生成部を構成する高周波アンテナ３１が設置されている。高周波アンテナ３１は、同一の渦巻き形状をなす上段アンテナ３１ａと下段アンテナ３１ｂとを有している。上段アンテナ３１ａと下段アンテナ３１ｂとは、高周波電力の入力される電力入力部３１ｃと、該高周波電力を出力する電力出力部３１ｄとにおいて接続されている。

高周波アンテナ３１の電力入力部３１ｃには、入力側可変コンデンサ３２とアンテナ用整合器３３とを介して、例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電力を出力するアンテナ用高周波電源３４が接続されている。他方、高周波アンテナ３１の電力出力部３１ｄには、出力側可変コンデンサ３５が接続されている。アンテナ用整合器３３は、アンテナ用高周波電源３４の出力インピーダンスとその負荷の入力インピーダンスとを整合させる。入力側可変コンデンサ３２及び出力側可変コンデンサ３５は、各々の容量の変更によって上記石英窓２２におけるプラズマの密度を均一化する。

上記石英窓２２の外周には、上段コイル３６ａ、中段コイル３６ｂ、及び下段コイル３６ｃからなる磁場コイル３６が配設されている。磁場コイル３６には、該磁場コイル３６によって磁場を形成するための電力を供給する電流供給部３７が接続されている。より正
確には、上段コイル３６ａには上段電流供給部３７ａが接続され、また、中段コイル３６ｂには中段電流供給部３７ｂが接続され、そして、下段コイル３６ｃには下段電流供給部３７ｃが接続されている。上段コイル３６ａと下段コイル３６ｃとに同じ向きの電流が供給されるとともに、中段コイル３６ｂにこれら上段コイル３６ａと下段コイル３６ｃとは逆向きの電流が供給されることによって、磁場が「０」となる領域である磁場中性線が真空槽２１内に形成される。

真空槽２１に貫通形成された排気口２１ａには、真空槽２１内の流体を排気することで、該真空槽２１内を減圧する排気部４１が接続されている。排気部４１は、真空槽２１内の圧力を調節する圧力調節バルブや、真空槽２１内の流体を排気する真空ポンプ等からなる。

真空槽２１に貫通形成されたガス供給口２１ｂには、基板Ｓをスパッタするスパッタガスを真空槽２１内に供給するスパッタガス供給部４２が接続されている。スパッタガス供給部４２は、スパッタガスであるアルゴン等の希ガスを貯蔵するガスボンベと接続されるマスフローコントローラであって、単位時間あたりに所定流量のスパッタガスを真空槽２１内に供給する。また、上記ガス供給口２１ｂには、上記シリコン基板１１のエッチングに用いられる例えば六フッ化硫黄（ＳＦ_６）ガスや酸素ガス等のエッチングガスを真空槽２１内に供給するエッチングガス供給部４３が接続されている。エッチングガス供給部４３は、上記スパッタガス供給部４２と同様のマスフローコントローラである。そして、ドライエッチング装置２０にて残渣１９のスパッタが行われるときには、スパッタガス供給部４２からアルゴンガスが供給されるとともに、エッチングガス供給部４３から六フッ化硫黄ガスが供給される。また、ドライエッチング装置２０にてシリコン基板１１のエッチングが行われるときには、エッチングガス供給部４３から六フッ化硫黄ガス及び成膜種を生成する酸素ガスが供給される。

ドライエッチング装置２０において処理が行われるときには、上記排気部４１が単位時間あたりに排気する流量と、上記スパッタガス供給部４２から単位時間あたりに供給されるスパッタガスの流量と、上記エッチングガス供給部４３から単位時間あたりに供給されるガスの流量とにより、真空槽２１内が所定の圧力とされる。

ドライエッチング装置２０には、バイアス用高周波電源２５、アンテナ用高周波電源３４、電流供給部３７、排気部４１、スパッタガス供給部４２、及びエッチングガス供給部４３に接続されるとともに、これらの動作を制御する制御部５１が搭載されている。

制御部５１は、上記ステージ電極に供給すべき電力量をプロセス条件の一つとして記憶しているとともに、該電力量に応じた駆動信号をバイアス用高周波電源２５に出力する。また、制御部５１は、上記高周波アンテナ３１に供給すべき電力量をプロセス条件の一つとして記憶しているとともに、該電力量に応じた駆動信号をアンテナ用高周波電源３４に出力する。また、制御部５１は、上記磁場コイル３６に供給すべき電流値をプロセス条件の一つとして記憶しているとともに、該電流値に応じた駆動信号を電流供給部３７に出力する。また、制御部５１は、排気部４１の排気流量をプロセス条件の一つとして記憶するとともに、該流量にて真空槽２１内の流体を排気するための駆動信号を排気部４１に出力する。また、制御部５１は、スパッタガスの供給流量をプロセス条件の一つとして記憶するとともに、該流量にてスパッタガスを供給するための駆動信号をスパッタガス供給部４２に出力する。また、制御部５１は、エッチングガスの供給流量をプロセス条件の一つとして記憶するとともに、該流量にてエッチングガスを供給するための駆動信号をエッチングガス供給部４３に出力する。

こうしたドライエッチング装置２０にて、上記残渣１９のスパッタ処理が行われるとき
には、排気部４１の排気流量と、上記スパッタガス供給部４２から供給されるガスの流量と、エッチングガス供給部４３から供給されるガスの流量とにより、基板Ｓの搬入された真空槽２１内が所定のプロセス圧力とされる。次いで、アンテナ用高周波電源３４が高周波アンテナ３１に高周波電力を出力するとともに、電流供給部３７が磁場コイル３６に電流を出力することにより、真空槽２１内に上記アルゴンガスと六フッ化硫黄ガスとの混合ガスのプラズマが生成される。そして、バイアス用高周波電源２５が上記ステージ電極に高周波電力を出力することによって、ステージ電極に負のバイアス電圧が印加される。そして、混合ガスのプラズマに含まれる正イオンが、バイアス電圧によって基板Ｓの表面に引き込まれることにより、上記シリコン基板１１の表面に堆積した残渣１９が除去される。また、これに続いて、シリコン基板１１のエッチング処理が行われるときには、排気部４１の排気流量と、エッチングガス供給部４３から供給されるガスの流量とにより、真空槽２１内が所定のプロセス圧力とされる。そして、成膜種が含まれない雰囲気で、真空槽２１内に六フッ化硫黄ガスと酸素ガスの混合ガスのプラズマが生成されて、該混合ガスのプラズマに含まれる正イオンが、バイアス電圧によって基板Ｓの表面に引き込まれることにより、上記シリコン基板１１のエッチングが開始される。

［実施例］
直径が２００〜３００ｍｍであり、厚さが１０〜１００μｍのシリコン基板上に、厚さが１０００ｎｍの２層以上の低誘電率材料層、厚さが１０００ｎｍ以上の酸化シリコン層、及び厚さが２０００ｎｍ以上の窒化シリコン層を順に積層して多層配線基板を形成した。なお、低誘電率材料層のそれぞれには、幅が１００ｎｍ以上、厚さが１００ｎｍ以上の銅配線が複数層含まれるようにした。また、銅配線のそれぞれは、厚さが５０ｎｍのタンタル乃至はチタンからなるバリアメタル層によって、表面以外の面が覆われているようにすることで、一般的なＢＥＯＬ（Back End of the Line ）構造を想定した多層配線基板
を準備した。
そして、多層配線基板上にフォトレジスト層を積層した後、直径が１０μｍの開口を形成してレジストパターンを作成した。次いで、以下の条件にて、各層のエッチングを行った。
（窒化シリコン層）
・Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス １７０／２０／１０／１０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源 ６００Ｗ
・エッチング時間 ４分
（酸化シリコン層）
・Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス １７０／２０／１０／１０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源 ６００Ｗ
・エッチング時間 ２分
（銅配線）
・過酸化水素 １×１０^３ｍｏｌ・ｍ^−３
・硫酸 ０．７２×１０^３ｍｏｌ・ｍ^−３
・温度 ５０℃
・エッチング時間 １分
（バリアメタル層と低誘電率材料層）
・Ａｒ／Ｃ_３Ｆ_８／ＣＨＦ_３／Ｏ_２ガス １７０／２０／１０／１０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源 ６００Ｗ
・エッチング時間 １分
そして、シリコン基板の表面を以下の条件にてスパッタした。
（スパッタ条件）
・Ａｒ／ＳＦ_６ガス ９５ｓｃｃｍ／５ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源 １０００Ｗ
・バイアス用高周波電源 ２００Ｗ
・スパッタ時間 １分
その後、以下の条件にてシリコン基板をエッチングすることにより、多層配線基板の積層方向に延びる貫通孔をシリコン基板に形成した。
・ＳＦ_６／Ｏ_２ガス １５０／５０ｓｃｃｍ
・アンテナ用高周波電源 １２００Ｗ
・バイアス用高周波電源 １００Ｗ
・エッチング時間 ２分
このエッチングによって形成された貫通孔の内側面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察したところ、該貫通孔の内側面は、均一にエッチングされた平滑面であった。
［比較例］
上記実施例と同様の多層配線基板に対して、上記条件のエッチングにより各層の除去を行った後、シリコン基板の表面をスパッタすることなく、多層配線基板の積層方向に延びる凹部をシリコン基板に形成した。なお、シリコン基板のエッチング条件も、上記実施形態と同一とした。こうしたエッチングによって形成された貫通孔の内側面をＳＥＭにて観察したところ、該貫通孔の内側面には、積層方向に延びる凸形状のエッチング残りが認められた。

以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）シリコン基板１１のエッチングが終了する前に、シリコン基板１１のエッチングを阻害する残渣１９が、成膜種の含まれない雰囲気で希ガスのスパッタによって物理的に除去される。そのため、該残渣１９の構成材料が、ダミー配線１３ｄの形成材料、バリアメタル層１３ｂの形成材料、及びこれらのエッチングにより生じた生成物等のいずれをどのような割合で含んでいたとしても、こうした残渣１９をＴＳＶの形成領域から除去することが可能になる。したがって、このようなスパッタが行われない場合と比較して、シリコン基板１１のエッチングを阻害する残渣１９が少なくなる。その結果、シリコン基板１１に対するエッチングの加工精度を高めることが可能となる。

（２）絶縁層１２のエッチングが終了するときに、該エッチングの施された領域が、希ガスによってスパッタされる。これにより、絶縁層１２のエッチングの終了までに生じる残渣１９の全てが、希ガスのスパッタによる除去の対象になる。それゆえに、シリコン基板１１のエッチングを阻害する残渣１９が、絶縁層１２のエッチング中に生じる場合であっても、シリコン基板１１のエッチングが開始される前には、こうした残渣１９を少なくすることが可能である。

（３）シリコン基板１１のエッチングが開始されるときに、該エッチングの施される領域が、希ガスによってスパッタされる。これにより、シリコン基板１１の開始時までに生じる残渣１９の全てが、希ガスのスパッタによる除去の対象になる。それゆえに、シリコン基板１１のエッチングを阻害する残渣１９が、シリコン基板１１のエッチング前に生じる場合であっても、シリコン基板１１のエッチングが開始される前には、こうした残渣１９を少なくすることが可能である。

（４）シリコン基板１１のエッチングの開始時には、希ガスによるスパッタ速度が、該開始時以降より大きくなる。これにより、シリコン基板１１のエッチングが開始されるときには、該エッチングを阻害する残渣１９の除去が、最も効果的に進めされることになる。なお、希ガスによるスパッタ速度は、真空槽内に希ガスのみが供給されて、真空槽内の圧力がプロセス圧力に調整され、且つバイアス電力がプロセス電力に調整された状態での
スパッタ速度として得ることが可能である。

（５）シリコン絶縁層１３ａ，１５ａ、及び絶縁層１２の全てがエッチングされたときに、該エッチングの施された領域が希ガスでスパッタされる。それゆえに、希ガスによるスパッタの回数が増えることを抑えつつ、複数の絶縁層が積層されたシリコン基板１１においてもエッチングによる加工の精度を高めることができる。

（６）シリコン基板１１をスパッタするガスに、希ガスであるアルゴンガスに加えて、六フッ化硫黄ガスが含まれている。六フッ化硫黄ガスは各種金属のエッチングが可能なガスであることから、残渣１９をスパッタするガスにこの六フッ化硫黄ガスが含まれていることで、バリアメタル層１３ｂやダミー配線１３ｄの構成元素を含む残渣１９が除去されやすくなる。

なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・シリコン基板１１上の絶縁層１２，１７は、上述した絶縁材料とは異なる他の絶縁材料によって形成されてもよい。また、絶縁層１２及び絶縁層１７の少なくとも一つが割愛された構成であってもよい。

・配線層１３，１５を構成するシリコン絶縁層１３ａ，１５ａは、低誘電率材料にて形成するようにしたが、低誘電率材料でない絶縁材料によって形成するようにしてもよい。
・上記バリアメタル層１３ｂ，１５ｂ，ＢＡはタンタルで形成するようにしたが、例えばチタン、窒化チタン、窒化タンタル等、バリア性を有する公知の材料によって形成するようにしてもよい。

・上記接続配線１３ｃ，１５ｃ及びダミー配線１３ｄ，１５ｄは銅で形成するとともに、パッドＰはアルミニウム−銅合金で形成するようにした。これに限らず、接続配線１３ｃ，１５ｃ及びダミー配線１３ｄ，１５ｄをアルミニウム−銅合金や、アルミニウム等の公知の配線材料によって形成するようにしてもよい。また、パッドＰについても、銅やアルミニウム等、公知の配線材料によって形成するようにしてもよい。

・封止層１８は窒化シリコンによって形成するようにしたが、上記レジストパターンＲＰを除去して以降のドライエッチングにおいてマスクとして機能する絶縁材料であれば、他の材料によって形成するようにしてもよい。

・多層配線基板１０の有する上記各層をドライエッチングするときの条件は、各層をドライエッチングすることのできる範囲で任意に変更可能である。
・上記スパッタガスは、アルゴンガスに限らず、ヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、キセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスであればよい。

・上記添加ガスは、六フッ化硫黄ガスに限らず、例えば臭化水素（ＨＢｒ）ガス、及び塩化水素（ＨＣｌ）ガス等のハロゲン元素を含有するガスであればよい。要は、エッチング対象との反応により、あるいはエッチング反応により生成された生成物との反応により成膜種を形成しないガスであって、金属元素との反応により揮発性の反応生成物を生成するガスであればよい。

・シリコン基板１１のスパッタは、アルゴンガスのみで行うようにしてもよい。
・多層配線基板１０は、第一配線層１３と第二配線層１５との二つの配線層を有するようにしたが、配線層は、単層であってもよいし、三層以上であってもよい。

・シリコン基板１１のエッチングの開始時に、該エッチングの対象となる領域をスパッ
タするようにした。これに限らず、多層配線基板１０に対するスパッタ処理は、各配線層１３，１５の有するバリアメタル層１３ｂ，１５ｂを除去する毎に、該配線層を構成するシリコン絶縁層の表面に対して行うことも可能である。これにより、以下の効果が得られるようになる。

（７）シリコン基板上に２以上のシリコン絶縁層が積層されている場合には、シリコン絶縁層の層数が多くなる程、バリアメタル層や配線の数が多くなることから、これらのエッチングにより生じる残渣も自ずと多くなる。この点、シリコン絶縁層のそれぞれが有するバリアメタル層がエッチングされる毎に、該シリコン絶縁層の表面が希ガスでスパッタされる方法であれば、シリコン絶縁層の積層数が多くなることで、上記残渣の発生頻度が高くなったとしても、より確実に残渣を除去することができる。

・多層配線基板１０に対するスパッタ処理は、各配線層１３，１５の有するシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを除去する毎に、該シリコン絶縁層の下層表面に対して行うことも可能である。このような方法であっても、上記（７）に準じた効果を得ることが可能である。

・シリコン基板１１のエッチングの開始時におけるスパッタ速度は、上述した貫通孔を形成する過程において、該開始時以降より小さくてもよい。このような方法であっても、上記（１）〜（３）に準じた効果を得ることは可能である。

・多層配線基板１０は、シリコン基板１１の基板表面と絶縁層１２との間に、ゲート絶縁膜に用いられる絶縁膜やゲート配線に用いられる導電膜など、シリコン絶縁層とは異なる他の層が介在する構成であってよい。要は、エッチング処理の対象物は、配線の埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層が形成されたシリコン絶縁層を基板表面に有するシリコン基板からなる構成であればよい。そして、このような他の層が介在することによって、シリコン絶縁層のエッチングの終了時と、シリコン基板のエッチングの開始時とが、互いに異なる構成であってもよい。また、シリコン基板をエッチングする直前に該シリコン基板を洗浄する工程が入ることによって、終了時と開始時とが互いに異なる構成であってもよい。

このような構成からなる多層配線基板であっても、シリコン基板のエッチングが開始されるときに、該エッチングの施される領域が、希ガスによってスパッタされる方法であれば、上記（３）に準じた効果を得ることが可能である。

・多層配線基板１０に対するスパッタ処理は、シリコン基板１１のエッチングの開始前に行われてもよい。例えば、多層配線基板１０に対するスパッタ処理は、第一シリコン絶縁層１３ａ、第二シリコン絶縁層１５ａ、絶縁層１２のいずれか一つに対して行われてもよい。

・多層配線基板１０に対するスパッタ処理は、シリコン基板１１のエッチングの途中に行われてもよい。要は、シリコン基板のエッチングを終了する前に、シリコン絶縁層及びシリコン基板の少なくとも１つを希ガスでスパッタする構成であればよい。

・配線層１３，１５それぞれの有するダミー配線１３ｄ，１５ｄ及びバリアメタル層１３ｂ，１５ｂを除去した後に、該配線層１３，１５の有するシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを除去することで、各配線層１３，１５の有するシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを一度のエッチングで除去するようにした。これに限らず、配線層１３，１５の有するシリコン絶縁層１３ａ，１５ａは、以下のようにエッチングを行うことにより、二度のエッチングにより除去するようにしてもよい。すなわち、ダミー配線１３ｄ，１５ｄの全体を露出す
るようにシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを除去してから、ダミー配線１３ｄ，１５ｄとバリアメタル層１３ｂ，１５ｂとを除去した後に、残りのシリコン絶縁層１３ａ，１５ａを除去するようにしてもよい。

・シリコン基板１１のエッチングを阻害する残渣１９を成膜種の含まれない雰囲気で希ガスのスパッタによって物理的に除去するようにしたが、希ガスによるスパッタで残渣１９を除去することが可能であれば、成膜種の含まれる雰囲気にて残渣１９の除去を行うようにしてもよい。

１０…多層配線基板、１１，６１…シリコン基板、１２，１７…絶縁層、１３…第一配線層、１３ａ，１５ａ，６２，６３…シリコン絶縁層、１３ｂ，１５ｂ，６２ｂ，６３ｂ，ＢＡ…バリアメタル層、１３ｃ，１５ｃ…接続配線、１３ｄ，１５ｄ，６２ｃ，６３ｃ…ダミー配線、１４…第一拡散防止層、１５…第二配線層、１６…第二拡散防止層、１８…封止層、１８ａ…第一封止層、１８ｂ…第二封止層、１８ｃ…第三封止層、１９，６４…残渣、２０…ドライエッチング装置、２１…真空槽、２１ａ…排気口、２１ｂ…ガス供給口、２２…石英窓、２３…基板ステージ、２４…バイアス用整合器、２５…バイアス用高周波電源、３１…高周波アンテナ、３１ａ…上段アンテナ、３１ｂ…下段アンテナ、３１ｃ…電力入力部、３１ｄ…電力出力部、３２…入力側可変コンデンサ、３３…アンテナ用整合器、３４…アンテナ用高周波電源、３５…出力側可変コンデンサ、３６…磁場コイル、３６ａ…上段コイル、３６ｂ…中段コイル、３６ｃ…下段コイル、３７…電流供給部、３７ａ…上段供給部、３７ｂ…中段供給部、３７ｃ…下段供給部、４１…排気部、４２…スパッタガス供給部、４３…エッチングガス供給部、５１…制御部、Ｐ…パッド、ＲＰ…レジストパターン、Ｓ…基板。

Claims (8)

1. 配線の埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層が形成されたシリコン絶縁層を基板上に有するシリコン基板に対して、前記シリコン絶縁層と前記シリコン基板とを貫通する孔を前記配線が含まれる領域に形成するシリコン基板のエッチング方法であって、
   前記配線、前記バリアメタル層、前記シリコン絶縁層をエッチングした後に前記シリコン基板をエッチングするとともに、
   前記シリコン基板のエッチングを終了する前に、前記シリコン絶縁層及び前記シリコン基板の少なくとも１つを希ガスでスパッタする
   ことを特徴とするシリコン基板のエッチング方法。
2. 前記シリコン基板のエッチングの開始時に、該エッチングの施される領域を希ガスでスパッタする
   請求項１に記載のシリコン基板のエッチング方法。
3. 前記シリコン絶縁層のエッチングの終了時に、該エッチングの施された領域を希ガスでスパッタする
   請求項１に記載のシリコン基板のエッチング方法。
4. 前記孔を形成する際に、前記シリコン基板のエッチングの開始時には、希ガスによるスパッタ速度を該開始時以降より大きくする
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法。
5. 前記シリコン基板上には、複数の前記シリコン絶縁層が積層され、
   前記シリコン絶縁層のそれぞれが有する前記バリアメタル層をエッチングする毎に、該シリコン絶縁層の表面を希ガスでスパッタする
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法。
6. 前記シリコン基板上には、複数の前記シリコン絶縁層が積層され、
   前記シリコン絶縁層の全てのエッチングの終了時に、該エッチングの施された領域を希ガスでスパッタする
   請求項１〜５のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法。
7. 前記希ガスがアルゴンガスであって、
   前記シリコン基板の表面を前記アルゴンガスによってスパッタするときには、
   前記アルゴンガスに六フッ化硫黄ガス、臭化水素ガス、及び塩化水素ガスから選択される少なくとも一つのガスを混合する
   請求項１〜６のいずれか一項に記載のシリコン基板のエッチング方法。
8. 配線の埋め込まれた凹部を有して該凹部の内面にはバリアメタル層が形成されたシリコン絶縁層を基板上に有するシリコン基板に対して、前記配線と前記バリアメタル層とがエッチングされた前記凹部を含む領域に、前記シリコン絶縁層と前記シリコン基板とを貫通する孔を形成するシリコン基板のエッチング装置であって、
   前記シリコン基板の載置される基板ステージを収容する真空槽と、
   前記真空槽内に希ガスとエッチングガスとを供給するガス供給部と、
   前記真空槽内に供給されたガスでプラズマを生成して該プラズマを前記シリコン基板に向けて引き込むプラズマ生成部と、
   前記ガス供給部の駆動と前記プラズマ生成部の駆動とを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、
   前記シリコン基板のエッチングを終了する前に、前記希ガスのプラズマにより前記シリコン絶縁層及び前記シリコン基板の少なくとも１つをスパッタする
   ことを特徴とするシリコン基板のエッチング装置。

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