(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ条件下において、式（１）：ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは４または５を表し、ｙ、ｚはそれぞれ独立して、正の整数を表し、かつ、ｙ＞ｚである。）で表される飽和フッ素化炭化水素を含む処理ガスを用いるプラズマエッチング方法であって、シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にエッチングするものであるプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記処理ガスが、さらに、酸素ガスおよび／または窒素ガスを含むことを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記処理ガスとして、さらに、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガスを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のプラズマエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ条件下に、特定のフッ素化炭化水素を含む処理ガス用いるプラズマエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエハ上にデバイスを形成する場合に、シリコン酸化膜（以下、「ＳｉＯ２膜」ということがある。）を被うシリコン窒化膜（以下、「ＳｉＮ膜」ということがある。）を、ドライエッチングする工程がある。【０００３】
このエッチング工程では、プラズマを用いたエッチング装置が広く使用され、処理ガスとしては、ＳｉＯ２膜に対して、ＳｉＮ膜のみを選択的に早いエッチング速度でエッチングするエッチングガスが要求される。【０００４】
従来、このようなエッチングガスとして、例えばＣＨＦ３ガスやＣＨ２Ｆ２ガスが知られている。また、特許文献１には、充分に低い電力バイアスを選択して、ＳｉＯ２膜等を下地層とするＳｉＮ膜を選択的にエッチングする窒化物エッチングプロセスに用いる処理ガスとして、式：ＣＨｐＦ４−ｐ（ｐは２または３を表す。以下にて同じ。）で表される化合物のガス及び酸素ガスを含むエッチングガスが記載されている。【０００５】
前記式：ＣＨｐＦ４−ｐで表される化合物のうち、ＣＨＦ３ガスはＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜の選択比（ＳｉＮ膜のエッチング速度／ＳｉＯ２膜のエッチング速度）が５以下であり、ＣＨ２Ｆ２ガスは同選択比が１０以下である。【０００６】
さらに、特許文献２には、処理室内でエッチングガスのプラズマを発生させ、その内部に配置された被処理体に形成されたＳｉＯ２膜を被うＳｉＮ膜をエッチングする方法において、エッチングガスとしてＣＨ３ＦガスとＯ２ガスの混合ガスを用い、上記混合ガスのＣＨ３Ｆガスに対するＯ２ガスの混合比（Ｏ２／ＣＨ３Ｆ）を４〜９に設定する技術が提案されている。【０００７】
しかしながら、近年のデバイスプロセスの分野では、形成するデバイスの小型化・薄膜化が図られており、上述したＣＨＦ３やＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ等の、式：ＣＨｐＦ４−ｐで表される化合物のガスでは、要求を満足するＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜の選択比及びエッチング速度でプラズマエッチングを行なうことができなかった。
したがって、ＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜の選択性が高く、しかも速いエッチング速度でプラズマエッチングを行うことができるエッチングガスの開発が求められている。【０００８】
【特許文献１】特開平８−０５９２１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２２９４１８号公報（ＵＳ公開２００３−０１２１８８８号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記した従来技術の実情に鑑みてなされたものであって、被処理体に形成されたシリコン酸化膜を被うシリコン窒化膜をエッチングする際に、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択性が高く、しかもエッチング速度の速いプラズマ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】
【００１０】
本発明者らは、プラズマ条件下において処理ガスを用いるプラズマエッチング方法において、特定の飽和フッ素化炭化水素を含む処理ガスを用いると、被処理体に形成されたシリコン酸化膜を被うシリコン窒化膜をエッチングする際に、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択性を高め、かつエッチング速度を速めることができることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
かくして本発明によれば、下記（１）〜（５）のプラズマエッチング方法が提供される。
（１）プラズマ条件下において処理ガスを用いるプラズマエッチング方法であって、前記処理ガスが、式（１）：ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは３、４または５を表し、ｙ、ｚはそれぞれ独立して、正の整数を表し、かつ、ｙ＞ｚである。）で表される飽和フッ素化炭化水素を含むことを特徴とするプラズマエッチング方法。
（２）前記処理ガスが、さらに、酸素ガスおよび／または窒素ガスを含むことを特徴とする（１）に記載のプラズマエッチング方法。
（３）前記処理ガスとして、さらに、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選ばれる少なくとも１種を含むガスを用いることを特徴とする（１）または（２）に記載のプラズマエッチング方法。
（４）シリコン窒化膜をエッチングするものである（１）〜（３）のいずれかに記載のプラズマエッチング方法。
（５）シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にエッチングするものである（１）〜（３）のいずれかに記載のプラズマエッチング方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プラズマ条件下において処理ガスを用いるプラズマエッチング方法において、特定の飽和フッ素化炭化水素を含む処理ガスを用いることにより、被処理体に形成されたシリコン酸化膜を被うシリコン窒化膜をエッチングする際に、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択性を高め、かつエッチング速度を速めることができるプラズマエッチング方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のプラズマエッチング方法は、プラズマ条件下において処理ガスを用いるプラズマエッチング方法であって、前記処理ガスが、式（１）：ＣｘＨｙＦｚ（式中、ｘは３、４または５を表し、ｙ、ｚはそれぞれ独立して、正の整数を表し、かつ、ｙ＞ｚである。）で表される飽和フッ素化炭化水素を含むことを特徴とする【００１４】
本発明のプラズマエッチング方法は、処理ガスとして、前記式（１）で表される飽和フッ素化炭化水素を含むものを用いるので、シリコン窒化膜の対シリコン酸化膜エッチング選択比を高くして、エッチング速度を速めることができる。【００１５】
ここで、シリコン窒化膜の対シリコン酸化膜エッチング選択比とは、（シリコン窒化膜の平均エッチング速度）／（シリコン酸化膜の平均エッチング速度）をいう。このシリコン窒化膜の対シリコン酸化膜エッチング選択比が高いことを、シリコン酸化膜に対してエッチング選択性を有するともいう。
前記式（１）で表される飽和フッ素化炭化水素ガスは、シリコン酸化膜に対してエッチング選択性を有するため、シリコン酸化膜を破壊することなくシリコン窒化膜を効率よくエッチングし、エッチング速度を速めることが可能である。【００１６】
本発明のプラズマエッチング方法において、「エッチング」とは、半導体製造装置の製造工程等で用いられる被処理体に、極めて高集積化された微細パターンを食刻する技術をいう。また、「プラズマエッチング」とは、処理ガス（反応性プラズマガス）に高周波の電場を印加してグロー放電を起こさせ、気体化合物を化学的に活性なイオン、電子、ラジカルに分離させて、その化学反応を利用してエッチングを行うことをいう。【００１７】
前記式（１）中、ｘは３、４または５を表し、シリコン窒化膜に対する選択性と生産性（エッチング速度）とのバランスの良さから、ｘは４又は５が好ましく、４であるのが特に好ましい。
ｙ、ｚはそれぞれ独立して、正の整数を表し、かつ、ｙ＞ｚである。【００１８】
用いるフッ素化炭化水素（１）としては、前記式（１）において、ｘ、ｙ、ｚが規定される条件を満たすものであれば、鎖状構造を有するものであっても、環状構造を有するものであってもよいが、シリコン窒化膜に対する選択性と生産性（エッチング速度）とのバランスの良さから、鎖状構造を有するものが好ましい。【００１９】
フッ素化炭化水素（１）の具体例としては、例えば、１−フルオロプロパン、２−フルオロプロパン等の、式：Ｃ３Ｈ７Ｆで表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１−ジフルオロプロパン、１，２−ジフルオロプロパン、１，３−ジフルオロプロパン、２，２−ジフルオロプロパン等の、式：Ｃ３Ｈ６Ｆ２で表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１，１−トリフルオロプロパン、１，１，１−トリフルオロプロパン、１，１，２−トリフルオロプロパン、１，２，２−トリフルオロプロパン、１，１，３−トリフルオロプロパン等の、式：Ｃ３Ｈ５Ｆ３で表される飽和フッ素化炭化水素；
１−フルオロ−ｎ−ブタン、１，１−ジフルオロ−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ４Ｈ９Ｆで表される飽和フッ素化炭化水素；【００２０】
１，１−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，２−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，２−ジフルオロ−２−メチルプロパン、２，３−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，４−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，３−ジフルオロ−２−メチルプロパン、２，２−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，３−ジフルオロ−ｎ−ブタン、１，１−ジフルオロ−２−メチルプロパン、１，４−ジフルオロ−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ４Ｈ８Ｆ２で表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１，１−トリフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，１−トリフルオロ−２−メチルプロパン、２，２，２−トリフルオロメチルプロパン、１，１，２−トリフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，３−トリフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，４−トリフルオロ−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ４Ｈ７Ｆ３で表される飽和フッ素化炭化水素；【００２１】
１，１，１，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，２，３，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，１，２−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，３，３−テトラフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，３，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，１，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，２，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，２，２，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，３−トリフルオロ−２−フルオロメチルプロパン、１，１，２，３−テトラフルオロ−２−メチルプロパン、１，２，３，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，２，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，２，２，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，１，４，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、１，２，３−トリフルオロ−２−フルオロメチルプロパン、１，１，１，２−テトラフルオロ−２−メチルプロパン、１，１，３，４−テトラフルオロ−ｎ−ブタン、２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ４Ｈ６Ｆ４で表される飽和フッ素化炭化水素；【００２２】
１−フルオロ−ｎ−ペンタン、２−フルオロ−ｎ−ペンタン、３−フルオロ−ｎ−ペンタン、１−フルオロ−２−メチル−ｎ−ブタン、１−フルオロ−２，３−ジメチルプロパン等の、式：Ｃ５Ｈ１１Ｆで表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１−ジフルオロ−ｎ−ペンタン、１，２−ジフルオロ−ｎ−ペンタン、１，３−ジフルオロ−ｎ−ペンタン、１，５−ジフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１−ジフルオロ−２−メチル−ｎ−ブタン、１，２−ジフルオロ−２，３−ジメチルプロパン等の、式：Ｃ５Ｈ１０Ｆ２で表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１，１−トリフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，２−トリフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，３−トリフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，５−トリフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，１−トリフルオロ−２−メチル−ｎ−ブタン、１，１，２−トリフルオロ−２，３−ジメチルプロパン、２−トリフルオロメチル−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ５Ｈ９Ｆ３で表される飽和フッ素化炭化水素；【００２３】
１，１，１，２−テトラフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，２，２−テトラフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，２，３−テトラフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，３，３−テトラフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，４，４−テトラフルオロ−２−メチル−ｎ−ブタン、１，１，２，３−テトラフルオロ−２，３−ジメチルプロパン、１−フルオロ−２−トリフルオロメチル−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ５Ｈ８Ｆ４で表される飽和フッ素化炭化水素；
１，１，１，２，２−ペンタフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，２，２，２−ペンタフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，１，２，３−ペンタフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，３，５，５−ペンタフルオロ−ｎ−ペンタン、１，１，１，４，４−ペンタフルオロ−２−メチル−ｎ−ブタン、１，１，１，２，３−テトラフルオロ−２，３−ジメチルプロパン、１，５−ジフルオロ−２−トリフルオロメチル−ｎ−ブタン等の、式：Ｃ５Ｈ７Ｆ５で表される飽和フッ素化炭化水素；【００２４】
フルオロシクロブタン（Ｃ４Ｈ７Ｆ）；
１，１−ジフルオロシクロブタン、１，２−ジフルオロシクロブタン、１，３−ジフルオロシクロブタン等の、式：Ｃ４Ｈ６Ｆ２で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
１，１，２−トリフルオロシクロブタン、１，１，３−トリフルオロシクロブタン、１，２，３−トリフルオロシクロブタン等の、式：Ｃ４Ｈ５Ｆ３で表される環状飽和フッ素化炭化水素；【００２５】
フルオロシクロペンタン（Ｃ５Ｈ９Ｆ）；
１，１−ジフルオロシクロペンタン、１，２−ジフルオロシクロペンタン、１，３−ジフルオロシクロペンタン等の、式：Ｃ５Ｈ８Ｆ２で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
１，１，２−トリフルロシクロペンタン、１，１，３−トリフルオロシクロペンタン、１，２，３−トリフルオロシクロペンタン等の、式：Ｃ５Ｈ７Ｆ３で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
１，１，２，２−テトラフルオロシクロペンタン、１，１，２，３−テトラフルオロシクロペンタン、１，２，２，３−テトラフルオロシクロペンタン、１，２，３，４−テトラフルオロシクロペンタン等の、式：Ｃ５Ｈ６Ｆ４で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
フルオロシクロヘキサン（Ｃ６Ｈ１１Ｆ）；
１，１−ジフルオロシクロヘキサン、１，３−ジフルオロシクロヘキサン、１，４−ジフルオロシクロヘキサン等の、式：Ｃ６Ｈ１０Ｆ２で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
１，１，２−トリフルオロシクロヘキサン、１，１，３−トリフルオロシクロヘキサン、１，１，４−トリフルオロシクロヘキサン等の、式：Ｃ６Ｈ９Ｆ３で表される環状飽和フッ素化炭化水素；【００２６】
１，１，２，２−テトラフルオロシクロヘキサン、１，１，３，３−テトラフルオロシクロヘキサン、１，１，４，４−テトラフルオロシクロヘキサン、１，１，２，３−テトラフルオロシクロヘキサン、１，１，２，４−テトラフルオロシクロヘキサン、１，１，３，４−テトラフルオロシクロヘキサン等の、式：Ｃ６Ｈ８Ｆ４で表される環状飽和フッ素化炭化水素；
１，１，２，２，３−ペンタフルオロシクロヘキサン、１，１，２，２，４−ペンタフルオロシクロヘキサン、１，１，２，４，４−ペンタフルオロシクロヘキサン等の、式：Ｃ６Ｈ７Ｆ５で表される環状飽和フッ素化炭化水素；等が挙げられる。【００２７】
これらのフッ素化炭化水素（１）は一種単独で、あるいは二種以上を混合して用いることができるが、本発明の効果がより顕著に表れることから一種単独で用いることが好ましい。【００２８】
フッ素化炭化水素（１）の多くは公知物質であり、従来公知の方法で製造・入手することができる。
例えば、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ（１９４２），６４，２２８９−９２、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ（１９４７），３９，４１８−２０等に記載された方法により製造し、入手することができる。
また、市販品をそのままで、あるいは所望により精製した後に用いることもできる。【００２９】
フッ素化炭化水素（１）は、任意の容器、例えば、従来の半導体用ガスと同様にシリンダー等の容器に充填されて、後述するプラズマエッチングに用いられる。【００３０】
飽和フッ素化炭化水素（１）（ガス）の純度は、好ましくは９９容量％以上、さらに好ましくは９９．９容量％以上、特に好ましくは９９．９８容量％以上である。純度が上記範囲にあることにより、本発明の効果がより一層向上する。また、フッ素化炭化水素（１）の純度が低すぎると、ガスを充填した容器内において、ガス純度（フッ素化炭化水素（１）の含有量）の偏りを生じる場合がある。具体的には、使用初期段階と残量が少なくなった段階とでのガス純度が大きく異なることがある。【００３１】
このような場合、プラズマエッチングを行った際に、使用初期段階と、残量が少なくなった段階でそれぞれのガスを使用したときの性能に大きな差が生じ、工場の生産ラインにおいては歩留まりの低下を招くおそれがある。従って、純度を向上させることにより、容器内のガス純度の偏りがなくなるため、使用初期段階と残量が少なくなった段階とでのガスを使用したときの性能に差がなくなり、ガスを無駄なく使用することが可能になる。
なお、上記の「フッ素化炭化水素（１）の含有量」は、内部標準物質法によるガスクロマトグラフィー分析で測定した重量基準の百分率（％）から導かれる容量基準の純度である。【００３２】
一般に、後述するとおり、エッチングガスは、フッ素化炭化水素（１）に酸素ガスや窒素ガス等その他のガスを適宜、別途混合して調製される。
ところが、フッ素化炭化水素（１）中の不純物として、空気や生産設備内の窒素ガス等、製造時に用いる溶媒、吸湿性が高い塩、アルカリ等に由来する水分がある。
容器に充填されたフッ素化炭化水素中に、窒素ガスや酸素ガス等が存在していると、その量を考慮して混合ガス量を調整する必要が生じる。それは、窒素ガスや酸素ガス、水分等は、プラズマ反応装置内で解離して、各種の遊離基（エッチング種）を発生させる、フッ素化炭化水素（１）のプラズマ反応に大きく影響するからである。
また、フッ素化炭化水素を充填した容器内に、窒素ガスや酸素ガス、水分等が存在する場合、当該容器を開封した時点と、容器内のフッ素化炭化水素の残量が少なくなった時点とで、容器から出てくるフッ素化炭化水素ガス（１）と不純物の組成に違いが生じる。
これらのことから、フッ素化炭化水素（１）中に存在する、窒素ガスや酸素ガス、水分等の量が多くなるほど、別途混合するガス量を緻密に調整しなければ、安定したプラズマ反応を、一艇条件下で得ることはできないことになる。【００３３】
従って、フッ素化炭化水素（１）中に残余の微量ガスとして含まれる窒素ガス及び酸素ガスの量は、両者の合計量として、フッ素化炭化水素（１）ガスの全量に対して、２００容量ｐｐｍ以下であることが好ましく、１５０容量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１００容量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。加えて、水分含有量は３０重量ｐｐｍ以下であることが好ましく、２０重量ｐｐｍ以下であることがより好ましく、１０重量ｐｐｍ以下であることが特に好ましい。【００３４】
上記「窒素ガスと酸素ガスの合計量」は、絶対検量線法によるガスクロマトグラフィー分析で測定した窒素ガス及び酸素ガスの容量基準の含有量（ｐｐｍ）の合計である。なお、これらの容量基準はモル基準ということもできる。「水分の含有量」は、通常、カールフィッシャー法で測定される重量基準の水分の含有量（ｐｐｍ）である。【００３５】
本発明に用いる処理ガスは、前記フッ素化炭化水素（１）に加えて、さらに、酸素ガス及び／または窒素ガスを含むことが好ましい。フッ素化炭化水素（１）に加えて、酸素ガス及び／または窒素ガスを併用することにより、ホール底面における反応物の堆積等が原因と考えられるエッチングの停止（エッチングストップ）を防止しつつ、選択比を格段に高めることができる。本発明のプラズマエッチング方法においては、ＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜の選択比（ＳｉＮ膜／ＳｉＯ２膜）は少なくとも１０以上、好ましくは２０以上である。【００３６】
酸素ガス及び窒素ガスの使用割合は、フッ素化炭化水素（１）ガスに対し、酸素ガス、窒素ガス、または酸素ガス及び窒素ガスの合計の容量比で、０．１〜５０となることが好ましく、０．５〜３０となることがより好ましい。【００３７】
本発明においては、処理ガスとして、さらに、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノンからなる群から選ばれる少なくとも１種の１８族ガスを含むのが好ましい。１８族ガスを併用することで、上記選択比を確保するとともに、ＳｉＮ膜のエッチング速度を高めることができる。
１８族ガスの使用割合は、フッ素化炭化水素（１）ガスに対し、容量比で０〜１００となることが好ましく、０〜２０となることがより好ましい。【００３８】
処理ガスの導入速度は、各成分の使用割合に比例させ、例えば、フッ素化炭化水素（１）ガスは８×１０−３〜５×１０−２Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ、酸素ガスは８×１０−２〜５×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ、１８族ガスは８×１０−２〜５×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ等とすればよい。
処理ガスが導入された処理室内の圧力は、通常０．００１３〜１３００Ｐａ、好ましくは０．１３〜１３Ｐａである。【００３９】
次に、プラズマ発生装置により、処理室内のフッ素化炭化水素（１）ガス（反応性プラズマガス）に高周波の電場を印加してグロー放電を起こさせ、プラズマを発生させる。【００４０】
プラズマ発生装置としては、ヘリコン波方式、高周波誘導方式、平行平板タイプ、マグネトロン方式及びマイクロ波方式等の装置が挙げられるが、高密度領域のプラズマ発生が容易なことから、ヘリコン波方式、高周波誘導方式及びマイクロ波方式の装置が好適に使用される。【００４１】
プラズマ密度は、特に限定されない。本発明の効果をより良好に発現させる観点から、プラズマ密度が、好ましくは１０１１イオン／ｃｍ３以上、より好ましくは１０１２〜１０１３イオン／ｃｍ３の高密度プラズマ雰囲気下でエッチングを行うのが望ましい。【００４２】
エッチング時における被処理基板の到達温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは０〜３００℃、より好ましくは０〜１００℃、さらに好ましくは２０〜８０℃の範囲である。基板の温度は冷却等により制御しても、制御しなくてもよい。
エッチング処理の時間は、一般的には５〜１０分であるが、本発明に用いる処理ガスは、高速エッチングが可能なので、２〜５分として生産性を向上させることができる。【００４３】
本発明のプラズマエッチング方法は、上述したように、処理室内でエッチングガスのプラズマを発生させ、その内部に配置された被処理体上の所定部位をエッチングする方法であって、フッ素化炭化水素（１）を含む処理ガス（エッチングガス）を用いるものであるが、シリコン窒化膜を選択的にプラズマエッチングする方法であるのが好ましく、シリコン酸化膜に対してシリコン窒化膜を選択的にプラズマエッチングする方法であるのがより好ましい。【００４４】
上述したエッチング条件でシリコン窒化膜をエッチングすることにより、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比が少なくとも１０以上、多くの場合には２０以上の選択比を得ることができ、堆積物によるエッチングの停止を回避しつつ、従来と比較して格段に高い選択比を得ることができる。従って、デバイスを構成するシリコン酸化膜の薄膜化が進んでも、シリコン窒化膜をエッチングする間にシリコン酸化膜が抜けてしまうこと（ＳｉＯ２膜ブレイク）を防止し、シリコン窒化膜のみを確実にエッチングすることができ、電気的性能に優れたデバイスを製造することができる。【００４５】
本発明のプラズマエッチング方法は、たとえば、半導体装置の製造において、（ａ）ＯＮＯ膜（シリコン酸化膜−シリコン窒化膜−シリコン酸化膜）上の所定領域を開口したマスクパターンを形成し、少なくとも上部シリコン酸化膜を除去するようにマスクパターンの開口部をエッチングしたのち、開口部において露出したシリコン窒化膜を選択的にエッチングする場合や、（ｂ）コンタクトホールを開設した後のプロセスにおいて、酸化膜である層間絶縁膜に加わるダメージから層間絶縁膜を保護するために、開設されたコンタクトホールの側壁（内壁）に薄く（例えば１０〜２０ｎｍ厚で）シリコン窒化膜を形成した後、コンタクトホール底部のシリコン窒化膜をエッチングにより除去する場合等に適用することができる。
【実施例】
【００４６】
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、特に断りが無い限り、実施例中の「部」は「重量部」を意味する。【００４７】
なお、処理ガス中のフッ素化炭化水素（１）の含有量は、ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）法により求めた。【００４８】
ＧＣ測定条件は以下の通りである。
・装置：ヒューレットパッカード社製、ＨＰ６８９０
・カラム：ＮＥＵＴＲＡ    ＢＯＮＤ−１、Ｌｅｎｇｔｈ  ６０ｍ／ＩＤ  ２５０μｍ／ｆｉｌｍ  １．５０μｍ
・検出器：ＦＩＤ
・インジェクション温度：１５０℃
・ディテクター温度：２５０℃
・キャリアーガス：窒素ガス（２３．２ｍＬ／分）
・メイクアップガス：窒素ガス（３０ｍＬ／分）、水素ガス（５０ｍＬ／分）、空気（４００ｍＬ／分）
・スプリット比：１３７／１
・昇温プログラム：（１）４０℃で２０分保持、（２）４０℃／分で昇温、（３）２５０℃で１４．７５分保持【００４９】
表面にＳｉＮ膜が形成されたウエハと表面にＳｉＯ２膜が形成されたウエハを用い、それぞれのウエハを別々に本発明のエッチング方法によってエッチングを行った。そして、ＳｉＮ膜及びＳｉＯ２膜それぞれのエッチング速度を測定し、これらの測定結果に基づいてＳｉＯ２膜に対するＳｉＮ膜のエッチング速度の比から選択比（ＳｉＮ膜／ＳｉＯ２膜）を求めた。
フッ素化炭化水素（１）として、２，２−ジフルオロ−ｎ−ブタンを用いた。【００５０】
平行平板型プラズマエッチング装置のエッチングチャンバー内に、表面にＳｉＮ膜が形成されたウエハと表面にＳｉＯ２膜が形成されたウエハをそれぞれセットし、系内を真空にした後、下記のエッチング条件下でエッチングを行ったところ、ＳｉＮ膜のエッチング速度は６４ｎｍ／ｍｉｎとなったが、ＳｉＯ２膜は全くエッチングされず、無限大の選択比という結果を得た。【００５１】
［エッチング条件］
混合ガスの圧力：７５ｍＴｏｒｒ（１０Ｐａ）
上部電極の高周波電源の電力：１００Ｗ
下部電極の高周波電源の電力：１００Ｗ
上部電極と下部電極の間隔：５０ｍｍ
ガスの流量：
Ａｒガス＝１．６９×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ
Ｏ２ガス＝１．６９×１０−１Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ
フッ素化炭化水素ガス＝３．３８×１０−２Ｐａ・ｍ３／ｓｅｃ
（流量比：Ａｒ／Ｏ２／フッ素化炭化水素＝１００／１００／２０）
電極温度：２０℃【００５２】
（比較例）
フッ素化炭化水素としてＣＨ３Ｆガスを用いた以外は実施例と同じエッチング条件下でエッチングを行ったところ、ＳｉＮ膜のエッチング速度５６ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＯ２膜のエッチング速度２ｎｍ／ｍｉｎ、選択比２８という結果を得た。