(57)【要約】【課題】ポリシリコンマスクをマスクとして用いる場合にマスク選択比を向上すること。【解決手段】プラズマエッチング方法では、実施形態の一例において、下地層と、シリコン酸化膜と、エッチングパターンが形成されているポリシリコンからなるエッチングマスクとが順に積層されている処理基板に対して、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させる。また、プラズマエッチング方法では、実施形態の一例において、シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして第１のＣＦ系ガスによるプラズマでシリコン酸化膜をエッチングする。【選択図】図３
2014082228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地層と、シリコン酸化膜と、エッチングパターンが形成されているポリシリコンからなるエッチングマスクとが順に積層されている処理基板に対して、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップと、
前記シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして第１のＣＦ系ガスによるプラズマで前記シリコン酸化膜をエッチングするエッチングステップと
を含むプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記処理ガスは、Ｈ２／Ａｒガス、ＣＦ４／Ｈ２／Ａｒガス及びＣＦ４／ＣＯＳ／Ａｒガスから選択される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】
前記堆積ステップの後であって前記エッチングステップの前に、第２のＣＦ系処理ガスによるプラズマによりＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップを更に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４】
前記第１のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２ガスである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５】
前記第２のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２ガス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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の種々の側面及び実施形態は、プラズマエッチング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマ処理装置は、例えば、フォトレジストをマスクとしてエッチングを行う。ここで、プラズマ処理装置が、マスクとして用いられるフォトレジストの組成を改質する手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−０９７０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術では、ポリシリコンマスクをマスクとして用いる場合にマスク選択比が低下するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示するプラズマエッチング方法は、１つの実施態様において、下地層と、シリコン酸化膜と、エッチングパターンが形成されているポリシリコンからなるエッチングマスクとが順に積層されている処理基板に対して、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップを含む。また、開示するプラズマエッチング方法は、１つの実施態様において、前記シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして第１のＣＦ系ガスによるプラズマで前記シリコン酸化膜をエッチングするエッチングステップを含む。
【発明の効果】
【０００６】
開示する測定方法の１つの態様によれば、ポリシリコンマスクをマスクとして用いる場合にマスク選択比を向上可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置を単純化して模式的に示す断面図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。
【図３】図３は、第１の実施形態におけるプラズマエッチング装置によるプラズマエッチング処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施形態における堆積ステップについて示す図である。
【図５】図５は、実施例１及び比較例１における処理基板の構造の一例を示す図である。
【図６】図６は、比較例１における処理結果を示す図である。
【図７】図７は、実施例２における処理結果を示す図である。
【図８】図８は、実施例３における処理結果を示す図である。
【図９】図９は、実施例４における処理結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、開示するプラズマエッチング方法の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態により開示する発明が限定されるものではない。各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。
【０００９】
（第１の実施形態）
第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、下地層と、シリコン酸化膜と、エッチングパターンが形成されているポリシリコンからなるエッチングマスクとが順に積層されている処理基板に対して、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップを含む。また、第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして第１のＣＦ系ガスによるプラズマでシリコン酸化膜をエッチングするエッチングステップを含む。
【００１０】
また、第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、処理ガスは、Ｈ２／Ａｒガス、ＣＦ４／Ｈ２／Ａｒガス及びＣＦ４／ＣＯＳ／Ａｒガスから選択される。
【００１１】
また、第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、堆積ステップの後であってエッチングステップの前に、第２のＣＦ系処理ガスによるプラズマによりＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップを更に含む。
【００１２】
また、第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、第１のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２ガスである。
【００１３】
また、第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法は、１つの実施形態において、第２のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２ガスである。
【００１４】
（第１の実施形態におけるプラズマエッチング装置）
図１は、第１の実施形態に係るプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置を単純化して模式的に示す断面図である。図１に示すように、プラズマエッチング装置は、下部電極であるサセプタ１６に第１の高周波電源８９からプラズマ生成用の例えば４０ＭＨｚの高周波（ＲＦ）電力を印加するとともに、第２の高周波電源９０からイオン引き込み用の例えば２ＭＨｚの高周波（ＲＦ）電力を印加する下部ＲＦ２周波印加タイプのプラズマエッチング装置であって、図示のように上部電極３４に可変直流電源５０を接続して所定の直流（ＤＣ）電圧が印加されるプラズマエッチング装置である。
【００１５】
図２は、第１の実施形態に係るプラズマエッチング方法に適用されるプラズマエッチング装置を示す概略断面図である。プラズマエッチング装置は、容量結合型平行平板プラズマエッチング装置として構成されており、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなる略円筒状のチャンバ（処理容器）１０を有している。チャンバ１０は、接地されている。
【００１６】
チャンバ１０の底部には、セラミックス等からなる絶縁板１２を介して円柱状のサセプタ支持台１４が配置される。サセプタ支持台１４の上には、例えば、アルミニウムからなるサセプタ１６が設けられている。サセプタ１６は、下部電極を構成し、サセプタ１６の上に被処理基板である半導体ウエハＷが載置される。
【００１７】
サセプタ１６の上面には、半導体ウエハＷを静電力で吸着保持する静電チャック１８が設けられている。静電チャック１８は、導電膜からなる電極２０を一対の絶縁層または絶縁シートで挟んだ構造を有するものであり、電極２０には直流電源２２が電気的に接続されている。静電チャック１８では、直流電源２２からの直流電圧により生じたクーロン力等の静電力により半導体ウエハＷが吸着保持される。
【００１８】
静電チャック１８（半導体ウエハＷ）の周囲でサセプタ１６の上面には、エッチングの均一性を向上させる導電性のフォーカスリング（補正リング）２４が配置されている。フォーカスリング（補正リング）２４は、例えば、シリコンから形成される。サセプタ１６及びサセプタ支持台１４の側面には、例えば、石英からなる円筒状の内壁部材２６が設けられている。
【００１９】
サセプタ支持台１４の内部には、例えば、円周上に冷媒室２８が設けられている。冷媒室２８には、外部に設けられた図示しないチラーユニットより配管３０ａ、３０ｂを介して、所定温度の冷媒が循環供給される。サセプタ１６上の半導体ウエハＷの処理温度は、冷媒の温度によって制御される。
【００２０】
また、図示しない伝熱ガス供給機構からの伝熱ガス、例えばＨｅガスが、ガス供給ライン３２を介して静電チャック１８の上面と半導体ウエハＷの裏面との間に供給される。
【００２１】
下部電極であるサセプタ１６の上方には、サセプタ１６と対向するように平行に上部電極３４が設けられている。上部及び下部電極３４、１６間の空間が、プラズマ生成空間となる。上部電極３４は、下部電極であるサセプタ１６上の半導体ウエハＷと対向してプラズマ生成空間と接する面、つまり対向面を形成する。
【００２２】
上部電極３４は、絶縁性遮蔽部材４２を介して、チャンバ１０の上部に支持される。上部電極３４は、サセプタ１６との対向面を構成しかつ多数のガス吐出孔３７を有する電極板３６と、電極板３６を着脱自在に支持して導電性材料からなる水冷構造の電極支持体３８とによって構成されている。電極支持体３８を形成する導電性材料は、例えば、表面が陽極酸化処理されたアルミニウムである。電極板３６は、シリコン含有物質で形成され、例えば、シリコンで形成される。電極支持体３８の内部には、ガス拡散室４０が設けられる。ガス拡散室４０からは、ガス吐出孔３７に連通する多数のガス通流孔４１が下方に延びている。
【００２３】
電極支持体３８にはガス拡散室４０へ処理ガスを導くガス導入口６２が形成される。ガス導入口６２には、ガス供給管６４が接続され、ガス供給管６４には、処理ガス供給源６６が接続されている。ガス供給管６４には、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）６８及び開閉バルブ７０が設けられている。処理ガス供給源６６からは、エッチングのための処理ガスとして、例えばＣ４Ｆ８ガスのようなフロロカーボンガス（ＣｘＦｙ）がガス供給管６４からガス拡散室４０に至り、ガス通流孔４１及びガス吐出孔３７を介してシャワー状にプラズマ生成空間に吐出される。すなわち、上部電極３４は処理ガスを供給するためのシャワーヘッドとして機能する。
【００２４】
なお、処理ガス供給源６６からは、後述するように、シリコン含有堆積物を堆積させる際に用いられる処理ガスや、第１のＣＦ系ガス、第２のＣＦ系ガスなどが供給される。処理ガス供給源６６により供給されるガスの詳細については、後述する。
【００２５】
上部電極３４には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４６ａを介して可変直流電源５０が電気的に接続されている。可変直流電源５０はバイポーラ電源であっても良い。可変直流電源５０は、オン・オフスイッチ５２により給電のオン・オフが可能となっている。可変直流電源５０の極性及び電流・電圧ならびにオン・オフスイッチ５２のオン・オフはコントローラ（制御装置）５１により制御されるようになっている。
【００２６】
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４６ａは、後述する第１及び第２の高周波電源からの高周波をトラップするためのものであり、好適にはＬＲフィルタまたはＬＣフィルタで構成される。
【００２７】
チャンバ１０の側壁から上部電極３４の高さ位置よりも上方に延びるように円筒状の接地導体１０ａが設けられている。円筒状接地導体１０ａは、その上部に天壁を有している。
【００２８】
下部電極であるサセプタ１６には、整合器８７を介して第１の高周波電源８９が電気的に接続される。また、サセプタ１６は、整合器８８を介して第２の高周波電源９０が電気的に接続されている。第１の高周波電源８９は、２７ＭＨｚ以上の周波数、例えば４０ＭＨｚの高周波電力を出力する。第２の高周波電源９０は、１３．５６ＭＨｚ以下の周波数、例えば２ＭＨｚの高周波電力を出力する。
【００２９】
整合器８７、８８は、それぞれ第１及び第２の高周波電源８９、９０の内部（または出力）インピーダンスに負荷インピーダンスを整合させるためのもので、チャンバ１０内にプラズマが生成されているときに第１及び第２の高周波電源８９、９０の内部インピーダンスと負荷インピーダンスが見かけ上一致するように機能する。
【００３０】
チャンバ１０の底部には排気口８０が設けられ、排気口８０に排気管８２を介して排気装置８４が接続されている。排気装置８４は、ターボ分子ポンプなどの真空ポンプを有しており、チャンバ１０内を所望の真空度まで減圧可能となっている。また、チャンバ１０の側壁には半導体ウエハＷの搬入出口８５が設けられる。搬入出口８５は、ゲートバルブ８６により開閉可能となっている。また、チャンバ１０の内壁に沿ってチャンバ１０にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止するためのデポシールド１１が着脱自在に設けられている。すなわち、デポシールド１１がチャンバ壁を構成している。また、デポシールド１１は、内壁部材２６の外周にも設けられている。チャンバ１０の底部のチャンバ壁側のデポシールド１１と内壁部材２６側のデポシールド１１との間には排気プレート８３が設けられている。デポシールド１１及び排気プレート８３としては、アルミニウム材にＹ２Ｏ３等のセラミックスを被覆したものを好適に用いることができる。
【００３１】
デポシールド１１のチャンバ１０内壁を構成する部分のウエハＷとほぼ同じ高さ部分には、グランドにＤＣ的に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）９１が設けられており、これにより後述するような異常放電防止効果を発揮する。
【００３２】
プラズマエッチング装置の各構成部は、制御部（全体制御装置）９５に接続されて制御される構成となっている。また、制御部９５には、工程管理者がプラズマエッチング装置を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース９６が接続されている。
【００３３】
制御部９５には、プラズマエッチング装置で実行される各種処理を制御部９５の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてプラズマエッチング装置の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部９７が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていても良いし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性のコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に収容された状態で記憶部９７の所定位置にセットするようになっていても良い。
【００３４】
プラズマエッチング装置では、必要に応じて、ユーザーインターフェース９６からの指示等にて任意のレシピを記憶部９７から呼び出して制御部９５に実行させることで、制御部９５の制御下で、プラズマエッチング装置での所望の処理が行われる。
【００３５】
このように構成されるプラズマエッチング装置においてエッチング処理を行う際には、まず、ゲートバルブ８６を開状態とし、搬入出口８５を介してエッチング対象である半導体ウエハＷをチャンバ１０内に搬入し、サセプタ１６上に載置する。そして、処理ガス供給源６６からエッチングのための処理ガスを所定の流量でガス拡散室４０へ供給し、ガス通流孔４１及びガス吐出孔３７を介してチャンバ１０内へ供給しつつ、排気装置８４によりチャンバ１０内を排気し、その中の圧力を例えば０．１〜１５０Ｐａの範囲内の設定値とする。
【００３６】
このようにチャンバ１０内にエッチングガスを導入した状態で、下部電極であるサセプタ１６に、第１の高周波電源８９からプラズマ生成用の高周波電力を所定のパワーで印加するとともに、第２の高周波電源９０よりイオン引き込み用の高周波電力を所定のパワーで印加する。そして、可変直流電源５０から所定の直流電圧を上部電極３４に印加する。更に、静電チャック１８のための直流電源２２から直流電圧を静電チャック１８の電極２０に印加して、半導体ウエハＷをサセプタ１６に固定する。
【００３７】
上部電極３４の電極板３６に形成されたガス吐出孔３７から吐出された処理ガスは、高周波電力により生じた上部電極３４と下部電極であるサセプタ１６間のグロー放電中でプラズマ化し、プラズマで生成されるラジカルやイオンによって半導体ウエハＷの被処理面がエッチングされる。
【００３８】
プラズマエッチング装置では、下部電極であるサセプタ１６に第１の高周波電源８９から高い周波数領域（例えば、１０ＭＨｚ以上）の高周波電力を供給しているので、プラズマを好ましい状態で高密度化することができ、より低圧の条件下でも高密度プラズマを形成することができる。
【００３９】
（第１の実施形態におけるプラズマエッチング方法）
図３は、第１の実施形態におけるプラズマエッチング装置によるプラズマエッチング処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下に詳細に説明するように、プラズマエッチング装置は、下地層と、シリコン酸化膜と、エッチングパターンが形成されているポリシリコンからなるエッチングマスクとが順に積層されている処理基板に対して、一連の処理を実行する。
【００４０】
なお、ここで、下地層とは、ポリシリコン、ＳｉＣ、ＳｉＮ、などである。また、シリコン酸化膜とは、例えば、ＳｉＯ２、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane、テトラエトキシシラン）などである。
【００４１】
図３の説明に戻る。図３に示すように、プラズマエッチング装置は、処理タイミングとなると（ステップＳ１０１肯定）、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら、処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップを行う（ステップＳ１０２）。例えば、プラズマエッチング装置は、処理ガスとして、例えば、Ｈ２／Ａｒガス、ＣＦ４／Ｈ２／Ａｒガス及びＣＦ４／ＣＯＳ／Ａｒガスを用いて、シリコン含有堆積物を堆積させる。
【００４２】
図４は、第１の実施形態における堆積ステップについて示す図である。プラズマエッチング装置は、第１の高周波電源８９から高周波電力を印加するとともに、上部電極３４に可変直流電源５０を接続して所定の直流（ＤＣ）電圧を印加する。この際、第２の高周波電源９０からイオン引き込み用の高周波電力は印加しない。すなわち、図４の（１）に示すように、プラズマエッチング装置は、プラズマが形成される際に、上部電極３４に可変直流電源５０から所定の極性及び大きさの負の直流電圧を印加する。より好ましくは、プラズマエッチング装置は、印加電極である上部電極３４の表面となる電極板３６の表面に対する所定の（適度な）スパッタ効果が得られる程度に電極板３６の表面の自己バイアス電圧Ｖｄｃが深くなるように、つまり、上部電極３４表面でのＶｄｃの絶対値が大きくなるように、可変直流電源５０からの印加電圧を印加する。その上で、プラズマエッチング装置は、処理ガスとして、例えば、Ｈ２／Ａｒガス、ＣＦ４／Ｈ２／Ａｒガス及びＣＦ４／ＣＯＳ／Ａｒガスをチャンバ１０内に供給する。
【００４３】
この結果、図４の（１）に示すように、電極板３６の表面に対するイオンの衝突が加速し、上部電極３４を形成しているシリコンの降下量や電子ビームの降下量が増加する。例えば、図４の（１）に示す例では、アルゴンイオンが電極板３６の表面に衝突し、電極板３６を形成するシリコンがエッチングマスク２０３に降下する。すると、図４の（２）に示すように、ポリシリコンからなるエッチングマスク２０３の表面にシリコン含有堆積物２０４が堆積する。この結果、エッチングマスク２０３の表面荒れを解消され、エッチングマスク２０３の選択比が向上可能となる。更に、堆積ステップを行った後にエッチングを行うことで、ソースセレクトラインの角度をより垂直にすることが可能になったり、エッチング後のラインをより綺麗に作成可能になったりする。
【００４４】
図３の説明に戻る。プラズマエッチング装置は、その後、第２のＣＦ系処理ガスによるプラズマによりＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップを行う（ステップＳ１０３）。例えば、プラズマエッチング装置は、Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２ガスを用いて、エッチングマスクの上部にＣＦ系堆積物を堆積する。つまりシリコン含有堆積物の堆積により綺麗になったラインの上にＣＦ系堆積物が堆積する。
【００４５】
より詳細な一例をあげて説明する。プラズマエッチング装置は、第１の高周波電源８９から高周波電力を印加するとともに、上部電極３４に可変直流電源５０を接続して所定の直流（ＤＣ）電圧を印加する。この際、第２の高周波電源９０からイオン引き込み用の高周波電力は印加しない。その上で、プラズマエッチング装置は、例えば、Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２ガスチャンバ１０内に供給する。この結果、ＣＦ径堆積物がエッチングマスクの上部に堆積する。
【００４６】
その後、プラズマエッチング装置は、シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして、第１のＣＦ系ガスによるプラズマでシリコン酸化膜をエッチングするエッチングステップを行う（ステップＳ１０４）。例えば、プラズマエッチング装置は、第１のＣＦ系ガスとして、例えば、Ｃ４Ｆ６／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２ガスを用いることで、エッチングを行う。
【００４７】
なお、図３に示した処理手順は、上記の順番に限定されるものではなく、処理内容を矛盾させない範囲で適宜変更しても良い。例えば、図３に示す例では、堆積ステップの後であってエッチングステップの前に、第２のＣＦ系処理ガスによるプラズマによりＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップを行う場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップを行わなくても良い。
【００４８】
（第１の実施形態における効果）
このように、第１の実施形態によれば、処理基板に対して、シリコンからなる上部電極に負の直流電圧を印加しながら処理ガスによるプラズマによりエッチングマスク表面にシリコン含有堆積物を堆積させ、シリコン含有堆積物が堆積したエッチングマスクをマスクとして第１のＣＦ系ガスによるプラズマでシリコン酸化膜をエッチングする。この結果、ポリシリコンマスクをマスクとして用いる場合にマスク選択比を向上可能となる。すなわち、この結果、エッチングマスクの表面荒れを解消され、エッチングマスクの選択比が向上可能となる。更に、堆積ステップを行った後にエッチングを行うことで、ソースセレクトラインの角度をより垂直にすることが可能になったり、エッチング後のラインをより綺麗に作成可能になったりする。すなわち、エッチングマスクの耐プラズマ性を高く維持して高選択比でエッチングすることが可能となる。
【００４９】
また、例えば、第１の実施形態によれば、エッチング前にシリコン堆積物を堆積させることで、抜け性を維持したままマスク選択比を向上可能となる。また、シリコン含有堆積物が堆積する結果マスクが太くなり、ラインを太くエッチング可能となり、ウィグリング（wiggling）に対する耐性を向上可能である。
【００５０】
また、第１の実施形態によれば、プラズマが形成される際に、上部電極３４に可変直流電源５０から所定の極性及び大きさの直流電圧が印加される。このとき、印加電極である上部電極３４の表面つまり電極板３６の表面に対する所定の（適度な）スパッタ効果が得られる程度にその表面の自己バイアス電圧Ｖｄｃが深くなるように、つまり上部電極３４表面でのＶｄｃの絶対値が大きくなるように、可変直流電源５０からの印加電圧をコントローラ５１により制御することが好ましい。第１の高周波電源８９から高周波を印加してプラズマを生成した場合に、上部電極３４にポリマーが付着することがあるが、可変直流電源５０から適切な直流電圧を印加することにより、上部電極３４に付着したポリマーがスパッタされ、上部電極３４の表面を清浄化することができる。
【００５１】
また、第１の実施形態によれば、処理ガスは、Ｈ２／Ａｒガス、ＣＦ４／Ｈ２／Ａｒガス及びＣＦ４／ＣＯＳ／Ａｒガスから選択される。この結果、エッチングマスクにシリコン含有堆積物を確実に堆積させることが可能となる。
【００５２】
また、第１の実施形態によれば、堆積ステップの後であってエッチングステップの前に、第２のＣＦ系処理ガスによるプラズマによりＣＦ系堆積物を堆積させる。この結果、ＣＦ系堆積物を堆積させない場合と比較して、マスク選択比を更に向上することが可能となる。
【００５３】
また、第１の実施形態によれば、第１のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏ２ガスである。この結果、シリコン含有堆積物が堆積されたエッチングマスクをマスクとして用いて確実にエッチング可能となる。
【００５４】
また、第１の実施形態によれば、第２のＣＦ系ガスがＣ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２ガスである。この結果、ＣＦ系堆積物を確実に堆積させることが可能となる。
【００５５】
（実施例）
以下に、開示のプラズマエッチング方法について、実施例をあげて更に詳細に説明する。ただし、開示のプラズマエッチング方法は、下記の実施例に限定されるものではない。
【００５６】
（比較例１）
比較例１では、処理基板に対して、下記の条件でエッチングステップを行った。
（エッチングステップ）
処理ガス：Ｃ４Ｆ６／Ｃ４Ｆ８／Ａｒ／Ｏｓ（１３／２４／６００／２７ｓｃｃｍ）
圧力：２．７Ｐａ（２０ｍＴｏｒｒ）
第１の高周波電源からの高周波電力：７５０Ｗ
第２の高周波電源からの高周波電力：５００Ｗ
上部電極への直流電圧：−１５０Ｖ
時間：１６．５秒
【００５７】
（実施例１）
実施例１では、処理基板に対して、シリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップと、ＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップとを順に行った上で、エッチングステップを行った。なお、実施例１におけるエッチングステップは、比較例１と同様に行った。
（シリコン含有堆積物を堆積させる堆積ステップ）
処理ガス：Ｈ２／ＣＦ４／Ａｒ（１００／４０／８００ｓｃｃｍ）
圧力：６．６Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）
第１の高周波電源からの高周波電力：３００Ｗ
第２の高周波電源からの高周波電力：０Ｗ
上部電極への直流電圧：−９００Ｖ
時間：１０秒
（ＣＦ系堆積物を堆積させる堆積ステップ）
処理ガス：Ｃ４Ｆ６／Ａｒ／Ｏ２（４０／８００／３０ｓｃｃｍ）
圧力：３．３Ｐａ（２５ｍＴｏｒｒ）
第１の高周波電源からの高周波電力：１２５０Ｗ
第２の高周波電源からの高周波電力：０Ｗ
上部電極への直流電圧：−３００Ｖ
時間：１３．７秒
【００５８】
図５は、実施例１及び比較例１における処理基板の構造の一例を示す図である。図５では、処理前における処理基板、比較例１におけるエッチング後の処理基板、実施例１におけるシリコン含有堆積物を堆積させた後の処理基板、実施例１におけるエッチング後の処理基板について、それぞれ、断面（Ｃｅｌｌ）、断面（ＳＳＬ、ソースセレクトライン）及び上面を３５万倍に拡大した写真のトレース図である。なお、図５において、「ｉｎｉｔｉａｌ」は、処理前における処理基板を示す。「堆積なし」は、比較例における処理基板を示す。「堆積あり  堆積後」は、実施例１におけるシリコン含有堆積物を堆積させた後の処理基板を示す。「堆積あり  エッチング後」は、実施例１におけるエッチング後の処理基板を示す。なお、断面（Ｃｅｌｌ）は、処理基板の中心部を示し、断面（ＳＳＬ、ソースセレクトライン）は、処理基板の端部を示す。
【００５９】
ここで、比較例１では、エッチング後におけるエッチングマスクの残量が「１９．８ｎｍ」であり、ＳＳＬにおける角度が「８３．７度」であり、ＬＷＲとＬＥＲとが、「１．３ｎｍ」と「２．５ｎｍ」とであった。これに対して、実施例１では、エッチング後におけるエッチングマスクの残量が「２４．４ｎｍ」であり、ＳＳＬにおける角度が「８４．２度」であり、ＬＷＲとＬＥＲとが、「１．２ｎｍ」と「２．４ｎｍ」とであった。ここでＬＷＲ（ｌｉｎｅ  ｗｉｄｔｈ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）、ＬＥＲ（ｌｉｎｅ  ｅｄｇｅ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）は、半導体分野においてゲート電極やラインのような微細パターンの壁面に出来た凹凸の大きさを表す値である。例えば、ＬＷＲはラインの表面の凹凸によって生じたパターン幅のバラつきを示している。具体的には、凹凸を含めたライン幅の寸法を異なる場所において複数個所測定し、その標準偏差を計算する。その標準偏差の３倍の値をバラつき具合の値としている。ＬＥＲは、ラインの端部分においてある基準線を決め、その基準線からラインの端部分の凹凸までの寸法を異なる場所において複数個所測定し、後の計算はＬＷＲと同じでありこれも端部のバラつき具合の値としている。
【００６０】
このように、実施例１と比較例１との比較により示されるように、実施例１では、シリコン含有堆積物を堆積させることで、シリコン含有堆積物を堆積させない場合と比較してエッチングマスクをより多く残すことが可能となり、マスク選択比を向上可能であった。また、実施例１に示す場合には、更に、ＳＳＬにおける角度を比較例１と比較して垂直に近づけることが可能であった。
【００６１】
（実施例２〜実施例４）
実施例２〜実施例４では、シリコン堆積ステップにおいて、以下に示す処理ガス及び処理ガスの流量を用いた。その他の点については、実施例１と同様である。
実施例２：Ｈ２／Ａｒ（１００／８００ｓｃｃｍ）
実施例３：Ｈ２／ＣＦ４／Ａｒ（１００／４０／８００ｓｃｃｍ）
実施例４：ＣＯＳ／ＣＦ４／Ａｒ（２０／４０／８００ｓｃｃｍ）
【００６２】
図６は、比較例１における処理結果を示す図である。図７は、実施例２における処理結果を示す図である。図８は、実施例３における処理結果を示す図である。図９は、実施例４における処理結果を示す図である。なお、図６〜図９では、エッチングを行った後における断面（Ｃｅｌｌ）、断面（ＳＳＬ）、上面を３５万倍に拡大した写真のトレース図と併せて、エッチング後に残ったエッチングマスクの高さ、ＬＷＲ、ＳＷＲ、ＬＥＲ及びＬＷＲとＳＷＲとＬＥＲとを合計した値を併せて示した。なお、ここでＳＷＲ（ｓｐａｃｅ  ｗｉｄｔｈ  ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）はラインとラインの間のスペースをその凹凸を含めた部分の寸法を測定するもので、ＬＷＲなどと同じようにスペース幅のバラつき具合の値としている。エッチングマスクの高さとしては、平均値と、最小値とを示した。また、ＬＷＲ、ＳＷＲ、ＬＥＲ及びＬＷＲとＳＷＲとＬＥＲとを合計した値は、それぞれ、ラインの綺麗さを示す。
【００６３】
図６及び図７に示すように、シリコン堆積ステップにおいて、Ｈ２／Ａｒを用いることで、シリコン堆積ステップを行わない手法と比較して、エッチングマスクをより高く残すことが可能となり、マスク選択比を向上可能になった。また、ＳＳＬにおける角度も垂直に近づけることが可能になった。
【００６４】
図６及び図８に示すように、シリコン堆積ステップにおいて、Ｈ２／ＣＦ４／Ａｒを用いることで、シリコン堆積ステップを行わない手法と比較して、エッチングマスクをより高く残すことが可能となり、マスク選択比を向上可能になった。また、ＳＳＬにおける角度も垂直に近づけることが可能になった。また、シリコン堆積ステップにおいて、Ｈ２／ＣＦ４／Ａｒを用いることで、ラインの綺麗さを同程度に維持することが可能であった。
【００６５】
図６及び図９に示すように、シリコン堆積ステップにおいて、ＣＯＳ／ＣＦ４／Ａｒを用いることで、シリコン堆積ステップを行わない手法と比較して、エッチングマスクをより高く残すことが可能となり、マスク選択比を向上可能になった。また、ＳＳＬにおける角度は悪化することなく、シリコン堆積ステップを行わない手法と比較して同等の値に維持可能であった。また、シリコン堆積ステップにおいて、ＣＯＳ／ＣＦ４／Ａｒを用いることで、ラインの綺麗さを向上することが可能であった。
【符号の説明】
【００６６】
１０        チャンバ
３２        ガス供給ライン
３４        上部電極
３６        電極板
５０        可変直流電源
５１        コントローラ
８７        整合器
８８        整合器
８９        高周波電源
９０        高周波電源
９５        制御部
９６        ユーザーインターフェース
９７        記憶部
２０３      エッチングマスク
２０４      シリコン含有堆積物
【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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