(57)【要約】【課題】パターニングが微細であっても、低コストでＬＷＲを低減できるエッチング方法を実現する。【解決手段】本発明のエッチング方法は、反射防止膜５をエッチングする工程において、エッチングガスとしてＨＢｒガスを用いるので、レジストパターン６ａにおけるトリミングの進行が抑制される。したがって、レジストパターン６ａはあまり細くならずに、ＬＷＲが低減され、パターン４ａ・５ａおよびゲート電極パターン３ａの凹凸が従来に比べ改善される。さらに、パターン５ａ上に新たに膜を形成する工程が不要となるので、コストを抑えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた第１マスク層をマスクとして、前記第１マスク層の下層に位置する第１の層をハロゲン系ガスを含むエッチングガスによってエッチングして第２マスク層を形成する第１工程と、
前記第２マスク層、または前記第１マスク層および前記第２マスク層をマスクとして、前記第１の層の下層に位置する第２の層をエッチングする第２工程とを有し、
前記第１工程において、前記エッチングガスは、前記第１の層の前記第２の層に対する選択比が、当該第２層の下層に位置する第３の層がエッチングされない値であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記第２工程において前記第２の層をエッチングすることによって形成された第３マスク層をマスクとして、前記第３マスク層および前記第２マスク層をマスクとして、または、前記第３マスク層、前記第２マスク層および前記第１マスク層をマスクとして、前記第３の層をエッチングする第３工程をさらに有することを特徴とする請求項１記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチングガスは、Ｂｒ系ガスを含むことを特徴とする請求項１または２記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングガスは、ＨＢｒを含むガスであることを特徴とする請求項３記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記エッチングガスは、ＨＢｒガスおよび０２ガスの混合ガスであることを特徴とする請求項４記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記エッチングガスは、ＨＢｒガスに対する０２ガスの流量比が０．１以上０．２５以下であることを特徴とする請求項５記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記第１マスク層は、ＡｒＦ光に感光することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記第１の層は反射防止膜であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記反射防止膜は、有機系材料からなることを特徴とする請求項８記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記第２の層は絶縁膜であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記絶縁膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣまたはＳｉＣであることを特徴とする請求項１０記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造におけるエッチング工程に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デバイスの高速化、低消費電力化、低スタンバイ電流化に伴い、ゲート電極配線の微細化及び加工精度向上に対する要求もますます厳しくなってきている。
【０００３】
ゲート電極配線の微細化を達成するために、露光において、ｉ線（３６５ｎｍ）やＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）など波長のより短い光源を採用した装置にする事で対応していた。また、ゲート電極の加工精度の制御性、加工精度の向上のために、ウエハ面上に載置される多数のチップについて、各チップが同様のサイズ及び性能となるように加工できるように、ウエハ面内での寸法の制御を重視して、その高精度化を追求してきた。例えば、マスクの精度、ドライエッチング装置におけるプラズマ密度の均一性、露光装置の位置合わせ精度などが挙げられる。
【０００４】
ところで、トランジスタの更なる微細化を図るために、露光において、ＫｒＦエキシマレーザから、より短波長のＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）の光源を用いる露光装置、及びＡｒＦエキシマレーザに対応したレジスト材料を採用するようになっている。それに伴って、要求される精度がより厳しくなっている。従来から行われている、ウエハ面内での均一性を向上することによるマクロな意味での高精度化に加えて、露光にＡｒＦエキシマレーザを採用することにより、局所的な配線幅のバラツキが顕在化するようになってきた。
【０００５】
この線幅バラツキは、従来の加工時におけるウエハ面内での線幅のバラツキとは異なり、同一チップ内の単一トランジスタにおける配線幅のバラツキであり、ＬＷＲ（Ｌｉｎｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）あるいは、ＬＥＲ（Ｌｉｎｅ  Ｅｄｇｅ  Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）と呼ばれる。単一のトランジスタ内においても、測定する場所により、その電極を形成するポリシリコン膜の側壁の凹凸による局所的なＬＷＲが電気特性に与える影響を無視できなくなっており、ＬＷＲ低減の重要性が増している。ＬＷＲ低減の重要性は、例えば、インテル社のＬｉｎｔｏｎ氏によって２００２年のＩＥＤＭ（３０３頁Ｆｉｇ．１１）において報告されている。
【０００６】
上述のように、ＬＷＲは、特に微細化が要求され、短波長が必要とされるゲート工程で生じやすく、特に、露光源としてＡｒＦエキシマレーザを用いる工程でＬＷＲが生じやすい事が分かっている。なお、ゲート配線のフォト工程後でも、フォトレジストの形状が凹凸になる状態が観察されているため、フォト工程での改善も必要である。しかしながら、デバイス的に必要な特性を達成するためには、エッチング（加工）後のＬＷＲの低減が必須である。
【０００７】
そこで、ＬＷＲを低減する方法として、トリミング（Ｔｒｉｍｍｉｎｇ）と呼ばれる方法が提案されている。トリミングは、フォト工程後のレジスト側壁に存在する凹凸が、エッチングにおける処理時間の経過に伴い低減される現象を利用している。すなわち、ゲートエッチングにおいて、実際のゲート電極材料であるポリシリコン等を加工する前ステップとして、ポリシリコン等の上層膜である有機膜の加工時に、そのエッチング時間を最適化することにより、ＬＷＲを低減する方法である。この方法では、線幅シフトを大きくするように、すなわち、トリミング量が大きく（最適に）なるように、エッチング時間を延長すれば、エッチング時間に応じて、ＬＷＲが低減する効果がある。なお、トリミングは、スリミング（Ｓｌｉｍｍｉｎｇ）とも呼ばれる。
【０００８】
また、特許文献１には、図５に示すＬＷＲ低減方法が開示されている。
【０００９】
図５（ａ）に示すように、シリコン基板１０１上に、ゲート酸化膜１０２、タングステン膜（配線膜）１０３およびＳｉＮ膜（絶縁膜）１０４を堆積し、フォトレジスト１０５を塗布する。続いて、フォトレジスト１０５にフォトマスクを介してパターンを転写し、レジストパターン１０５ａを形成する（図５（ｂ））。ここで、フォトレジスト１０５は、溶解単位が大きいため、レジストパターン１０５ａには凹凸が生じる。次に、レジストパターン１０５ａを保護マスクとして、ＳｉＮ膜１０４を異方性エッチングし、パターン１０４ａを形成する（図５（ｃ））。
【００１０】
次に、プラズマＣＤＶ法によって、パターン１０４ａおよび露出したタングステン膜１０３上にＳｉＮ膜１０６を薄く堆積する（図５（ｄ））。ここで、ＳｉＮ膜１０６は、凸部よりも凹部に厚く堆積するので、凹凸が改善される。
【００１１】
さらに、ＣＦ４／Ｏ２ガスを用いてＣＤＥ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｄｒｙ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によりＳｉＮ膜１０６・１０４ａを等方性エッチングすると、凹部よりも凸部のほうがエッチングが進むので、さらに凹凸が平坦化され（図５（ｅ））、ＬＷＲが低減される。
【００１２】
また、特許文献２には、図６に示すＬＷＲ低減方法が開示されている。
【００１３】
特許文献２におけるエッチング方法では、ハードマスク層２０１の上に、反射防止膜２０２およびマスク層を堆積させ、フォト・リソグラフィ技術によってマスク層をパターニングする。ここで、マスク層に転写されるパターン密度によってパターン幅がばらつくので、パターニング後において、図６（ａ）に示すように、パターン密度が大きい領域におけるマスク層２０３ａのパターン幅Ｌ２１０のほうが、パターン密度が小さい領域におけるマスク層２０３ｂのパターン幅Ｌ２２０よりも大きくなる。
【００１４】
そこで、マスク層２０３ａ・２０３ｂの側壁に反応生成物を堆積させて、各パターン幅を広げると、マスク層２０３ｂの側壁に付着する反応生成物のほうが、マスク層２０３ａの側壁に付着する反応生成物のほうが多い。したがって、所定時間反応生成物の付着を行うと、図６（ｂ）に示すように、マスク層２０３ａのパターン幅Ｌ２１１およびマスク層２０３ｂのパターン幅Ｌ２２１が等しくなり、ＬＷＲが低減する。
【００１５】
さらに、マスク層２０３ａ・２０３ｂに対するトリミングを行い、各マスク層のパターン幅を縮小させる。ここで、パターン幅の縮小率は、パターン密度に関わらず一定であるので、図６（ｃ）に示すように、トリミング後のマスク層２０３ａのパターン幅Ｌ２１２およびマスク層２０３ｂのパターン幅Ｌ２２２も等しくなる。
【特許文献１】特開２００５−１０９０３５号公報（２００５年４月２１日公開）
【特許文献２】特開２００５−１２９８９３号公報（２００５年５月１９日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、デバイス特性を満たす程度までＬＷＲを低減するようにトリミングを行うと、図７（ａ）に示すように、フォトレジスト３０１の線幅（横方向）Ｌが細くなり過ぎるため、所望の線幅に加工することが困難になる。さらに、トリミングにより線幅Ｌが細くなるだけでなく、縦方向の膜厚Ｔの減りも大きくなるので、ゲートエッチング時に必要なフォトレジスト３０１の膜厚Ｔが不足する虞がある。したがって、高精度な配線形成に必要なパターニングマスクとしてのレジストの薄膜化に対応できなくなる。そのため、図７（ｂ）のように、フォトレジスト３０１にポリマー３０２を付着させ、図７（ｃ）のように、再度トリミングを行って、ＬＷＲが低減したフォトレジスト３０３をマスクとして、下層３０４をエッチングする必要があり、工程数が増加してしまう。
【００１７】
また、特許文献１の構成では、ＬＷＲを低減するために、レジストパターン１０５ａの形成後にＳｉＮ膜１０６を堆積する工程（図５（ｄ））、および、ＳｉＮ膜１０６・１０４ａを等方性エッチングする工程（図５（ｅ））の少なくとも２工程が増加することとなり、さらに、この２工程は同一の装置で行うことができないため、コストが増大する。また、図５（ｃ）において、より微細化が進んだデバイスでは、パターン１０４ａの間隔が狭くなるため、図５（ｄ）において、さらにＳｉＮ膜１０６を堆積させることが困難になる。
【００１８】
また、特許文献２の構成では、マスク層２０３ａ・２０３ｂの側壁に反応生成物を堆積させる工程において、堆積状態がマスク層の疎密および形状に依存する。その結果、図８（ａ）に示すように、パターン密度が高い領域では、パターン幅のＬＷＲは多少改善されているものの、図８（ｂ）に示すように、パターン密度が低い領域では、パターン幅のＬＷＲはあまり改善されていない。さらに、マスク層ごとにエッチング時間等の最適な条件が異なるため、少量多品種製造には適さないという問題がある。
【００１９】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、パターニングが微細であっても、低コストでＬＷＲを低減できるエッチング方法を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明に係るエッチング方法は、上記課題を解決するために、パターニングされた第１マスク層をマスクとして、前記第１マスク層の下層に位置する第１の層をハロゲン系ガスを含むエッチングガスによってエッチングして第２マスク層を形成する第１工程と、前記第２マスク層、または前記第１マスク層および前記第２マスク層をマスクとして、前記第１の層の下層に位置する第２の層をエッチングする第２工程とを有し、前記第１工程において、前記エッチングガスは、前記第１の層の前記第２の層に対する選択比が、当該第２層の下層に位置する第３の層がエッチングされない値であることを特徴としている。
【００２１】
上記の構成によれば、第１工程ではエッチングガスとしてハロゲン系ガスが用いられる。ハロゲン系ガスは第１マスク層に対して化学的反応性が低いので、第１マスク層のトリミングはあまり進行しない。したがって、第１マスク層はあまり細くならずに、第１マスク層のＬＷＲが改善され、第２マスク層のＬＷＲも少ない。
【００２２】
また、エッチングガスは、第１の層の第２の層に対する選択比が、第２の層の下層に位置する第３の層がエッチングされない程度に高いため、第１工程では第２の層がストッパーとなって第３の層はエッチングされない。したがって、第１マスク層のＬＷＲを改善している途中に第３の層にパターンが転写されることはない。
【００２３】
さらに、第１マスク層上に新たに膜を形成する工程を含まないので、パターニングが微細で、第１マスク層の間隔が狭い場合でも不都合が生じない。また、第１工程および第２工程は、同一のチャンバ内で行うことができる。したがって、パターニングが微細であっても、低コストでＬＷＲを低減できるエッチング方法を実現できるという効果を奏する。
【００２４】
本発明に係るエッチング方法では、前記第２工程において前記第２の層をエッチングすることによって形成された第３マスク層をマスクとして、前記第３マスク層および前記第２マスク層をマスクとして、または、前記第３マスク層、前記第２マスク層および前記第１マスク層をマスクとして、前記第３の層をエッチングする第３工程をさらに有することが好ましい。
【００２５】
上記の構成によれば、第１工程および第２工程において、第３マスク層のＬＷＲは低減されている。したがって、第３の層をエッチングして、例えば電極パターンを形成する場合、電極パターンの凹凸が少なく、デバイスの特性に影響を与えない。
【００２６】
本発明に係るエッチング方法では、前記エッチングガスは、Ｂｒ系ガスを含むことが好ましく、さらに、前記エッチングガスは、ＨＢｒを含むことが好ましい。
【００２７】
Ｂｒ系ガス（ＨＢｒ、Ｂｒ２、ＢＢｒ３など）は、ハロゲン系ガスの中でも第１マスク層との化学的反応性が低く、トリミングの進行を抑えることができる。
【００２８】
本発明に係るエッチング方法では、前記エッチングガスは、ＨＢｒガスおよび０２ガスの混合ガスであることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、Ｏ２ガスが第１の層に対する選択比を高め、エッチングの進行を促進するため、エッチング時間を短縮できる。
【００３０】
本発明に係るエッチング方法では、前記エッチングガスは、ＨＢｒガスに対する０２ガスの流量比が０．１以上０．２５以下であることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、Ｏ２ガスの流量比が小さいために、第１層に対するエッチングの進行が遅延したり、Ｏ２ガスの流量比が大きいために、第１マスク層に対するトリミングが過度に進行してしまうことがない。
【００３２】
本発明に係るエッチング方法では、前記第１マスク層は、ＡｒＦ光に感光することが好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、ＡｒＦ光は波長がｉ線やＫｒＦ光に比べて短いので、微細なパターニングを行うことができる。
【００３４】
本発明に係るエッチング方法では、前記第１の層は反射防止膜であることが好ましく、また、前記反射防止膜は、有機系材料からなることが好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、反射防止膜は、露光する際に絶縁膜等からの反射光を抑制するため、より微細なパターニングが可能となる。
【００３６】
本発明に係るエッチング方法では、前記第２の層は絶縁膜であることが好ましく、前記絶縁膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣまたはＳｉＣであることが好ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、第２の層に含まれるＳｉがＢｒなどのハロゲン元素と反応して、ＳｉＢｒや揮発性の低い反応生成物を発生させ、第１マスク層の側壁に付着することにより、さらにＬＷＲ低減の効果が得られる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明に係るエッチング方法は、以上のように、パターニングされた第１マスク層をマスクとして、前記第１マスク層の下層に位置する第１の層をハロゲン系ガスを含むエッチングガスによってエッチングして第２マスク層を形成する第１工程と、前記第２マスク層、または前記第１マスク層および前記第２マスク層をマスクとして、前記第１の層の下層に位置する第２の層をエッチングする第２工程とを有し、前記第１工程において、前記エッチングガスは、前記第１の層の前記第２の層に対する選択比が、当該第２層の下層に位置する第３の層がエッチングされない値であるので、パターニングが微細であっても、低コストでＬＷＲを低減できるエッチング方法を実現できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の一実施形態について図１ないし図４に基づいて説明すると以下の通りである。
【００４０】
図１は、本実施形態に係るエッチング方法を示しており、ウエハ１０の一部断面図である。図１（ａ）に示すように、ウエハ１０では、シリコン基板１上に、ゲート絶縁膜２、導電膜３、絶縁膜４、反射防止膜５およびレジスト膜６が積層されている。
【００４１】
レジスト膜６は、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）に感光するフォトレジスト材から構成されている。反射防止膜５は、レジスト膜６を露光する際に、絶縁膜４等からの反射光を抑制する。ゲート絶縁膜２および絶縁膜４は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）から構成されている。導電膜３は、ポリシリコンから構成されており、ゲート電極等の形成用膜である。
【００４２】
続いて、図１（ｂ）に示すように、レジスト膜６に対して、ＡｒＦエキシマレーザによって露光することにより、パターニングを行い、レジストパターン６ａを形成する。このとき、レジストパターン６ａの側壁には凹凸が生じている。
【００４３】
ここで、レジストパターン６ａのＬＷＲを低減することなくその後の工程を行うと、レジストパターン６ａのＬＷＲが導電膜３に転写されてしまうこととなる。また、反射防止膜５のエッチングにＣＦ４ガスとＣＨＦ３ガスとの混合ガスのようなＣＦ＋ＣＨＦ系ガスを用いると、レジストパターン６ａのトリミングが過度に進行し、レジストパターン６ａの線幅が細くなりすぎてしまう。
【００４４】
そこで、本実施形態では、レジストパターン６ａのＬＷＲを低減するために、反射防止膜５のエッチングにおいて、ハロゲン系ガスであるＨＢｒガスとＯ２ガスとの混合ガスをエッチングガスとして使用する。ＨＢｒガスは、化学的な反応性の低いガス種であるため、レジストパターン６ａのトリミングの進行が抑制される。
【００４５】
したがって、図１（ｃ）に示すように、反射防止膜５のエッチング後のレジストパターン６ａの線幅および反射防止膜５のパターン５ａの線幅は、あまり細くなることなく、ＬＷＲが低減される。したがって、パターン５ａ上に新たに膜を生成する工程（図５（ｄ）参照）が不要となる。
【００４６】
また、反射防止膜５の下層に絶縁膜４を設けており、エッチングガスは反射防止膜５の絶縁膜４に対する選択比が高いため、絶縁膜４におけるエッチングはあまり進行せず、パターン５ａが導電膜３へ転写されることはない。
【００４７】
さらに、絶縁膜４を構成するＳｉＯ２がＢｒ（臭素）と反応して、ＳｉＢｒおよび揮発性の低い反応生成物が発生し、ＳｉＢｒおよび当該反応生成物がパターン５ａの側壁に付着する。その結果、さらにＬＷＲが低減される。
【００４８】
続いて、フッ素系ガス（ＣＦ４等）により絶縁膜４のエッチングを行い、図１（ｄ）に示すように、絶縁膜４のパターン４ａを形成する。このとき、エッチングガスのイオンによりスパッタされたレジストパターン６ａのポリマーの一部が絶縁膜４の側壁に付着するため、より一層ＬＷＲ削減の効果が得られる。
【００４９】
さらに、塩素系ガス（ＣＣｌ４等）またはフッ素系ガスにより、導電膜３をエッチングし、図１（ｅ）に示すように、ゲート電極パターン３ａを形成する。ここで、レジストパターン６ａおよびパターン５ａ・４ａのＬＷＲは、フォト工程後のレジストパターン６ａ（図１（ｂ））のＬＷＲに比べて大幅に改善されているので、ゲート電極パターン３ａの側壁の凹凸は少なくなる。最後に、レジストパターン６ａおよび反射防止膜５のパターン５ａを剥離する（図１（ｆ））。なお、絶縁膜４および導電膜３のエッチングに用いられるガスは、同一であってもよい。
【００５０】
なお、絶縁膜４のエッチングの後（図１（ｄ））、図２（ａ）に示すように、レジストパターン６ａ、またはレジストパターン６ａおよび反射防止膜５のパターン５ａを剥離（除去）して、図２（ｂ）に示すように、導電膜３のエッチングを行ってもよい。パターンが微細化すると、レジストパターン６ａがさらに薄くなり、レジストパターン６ａをマスクとしてエッチングすると、レジストパターン６ａの膜厚が不足してしまう虞がある。その場合、図２に示すように、絶縁膜４のパターン４ａをマスクとして導電膜３のエッチングを行うことが望ましい。
【００５１】
本実施形態に係るエッチング方法では、ＨＢｒガスの化学的な反応性が低いため、反射防止膜５のエッチングにおいて、レジストパターン６ａのトリミングが抑制される。そのため、トリミング後に新たに膜を堆積する工程や、マスク層の側壁に反応生成物を付着させる工程が不要となる。
【００５２】
また、ＡｒＦエキシマレーザ露光による微細なパターンを用いるデバイスにおいても、デバイスの特性に影響を及ぼさない程度にＬＷＲを低減することができる。さらに、エッチング工程を同一のチャンバ内で一括処理することができるため、コストが抑えられる。
【００５３】
なお、本実施形態では、反射防止膜５のエッチングガスとしてＨＢｒガスとＯ２ガスとの混合ガスを用いたが、これに限るものではなく、Ｃｌ系ガス、Ｂｒガス等のハロゲン系ガスをエッチングガスとして用いてもよい。絶縁膜４は、ＳｉＯ２のほか、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣまたはＳｉＣであってもよく、反射防止膜５は、有機膜であってもよい。
【実施例】
【００５４】
上記の反射防止膜５のエッチングにおいて、ＬＷＲが低減されることを確認するための実験を行った。
【００５５】
図３は、本実施形態に係るエッチング方法に用いられるチャンバ１１を示している。チャンバ１１の内部には下部電極１２および上部電極１３が設けられ、下部電極１２上に、ウエハ１０が載置される。チャンバ１１の側面には、導入口１１ａおよび排気口１１ｂが設けられている。エッチングガス（ＨＢｒ／Ｏ２）は、導入口１１ａから供給され、排気口１１ｂから排出される。エッチングガスが導入された状態で、下部電極１２と上部電極１３との間に高周波電圧を印加すると、プラズマが発生し、プラズマ発生で生成したイオンがウエハ１０の表面に垂直に入射する。
【００５６】
反射防止膜５のエッチング（図１（ｃ）参照）において、チャンバ１１を以下のように設定する。
チャンバ内圧力：２ｍＴｏｒｒ〜１０ｍＴｏｒｒ
上部電極印加高周波電力：０．９５Ｗ／ｃｍ２〜１．２７Ｗ／ｃｍ２
下部電極印加高周波電力：０．１５９Ｗ／ｃｍ２〜０．４７８Ｗ／ｃｍ２
下部電極温度：２０℃〜６０℃
上部電極温度：７０℃〜９０℃
チャンバ側壁温度：４０℃〜７０℃
ガス流量：９４ｓｃｃｍ（ＨＢｒガス流量：７５ｓｃｃｍ〜８５ｓｃｃｍ、Ｏ２ガス流量：９ｓｃｃｍ〜１９ｓｃｃｍ）
ＨＢｒガスに対するＯ２ガスの流量比は、約０．１〜０．２５となっている。ここで、Ｏ２ガスの流量比を大きくすると、炭素を主成分とするレジスト膜６とＯ２ラジカルとが反応し、レジスト膜６のトリミングの進行が早くなるため、反射防止膜５のパターン５ａ（図１（ｃ）参照）の線幅が細くなりすぎる虞がある。一方、Ｏ２ガスの流量比を小さくすると、反射防止膜５のエッチングの進行が遅くなる。また、ＨＢｒの流量が８５ｓｃｃｍを超えると、ＥＰＤ（Ｅｎｄ  Ｐｏｉｎｔ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：終点検知）システムで検知している波形の変化が検知できない状態となるため、実用に向かない。
【００５７】
また、ウエハ１０の直径などを以下のように設定する。
ウエハ１０の直径：２００ｍｍ
絶縁膜４の膜厚：２０ｎｍ〜４０ｎｍ
反射防止膜５の膜厚：６７ｎｍ〜８７ｎｍ
絶縁膜４は、反射防止膜５のエッチングの際、導電膜３にパターンへの転写を防止するためのストッパーとしての役割を果たすように、膜厚が設定される。
【００５８】
図４は、上記実験後のウエハ１０上のパターン形状を示しており、図８と従来のエッチング方法によるパターン形状と比較して、大幅にパターン形状のＬＷＲが改善していることが分かる。具体的には、従来のエッチング方法では、ＬＷＲを２０ｎｍ程度にしか低減できなかったのに対し、本実施例では、ＬＷＲを約５ｎｍにまで低減することができた。
【００５９】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、半導体製造において、被処理体にエッチング処理を施すエッチング方法に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）〜（ｆ）はいずれも本発明の実施形態を示すものであり、ウエハの一部断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）はいずれも本発明の実施形態の変形例を示すものであり、ウエハの一部断面図である。
【図３】本発明に係るエッチングを行うためのチャンバの断面図である。
【図４】本発明に係るエッチング後の配線パターンを示す図である。
【図５】従来のエッチング方法を示す図である。
【図６】従来の他のエッチング方法を示す図である。
【図７】従来のトリミングを示す図である。
【図８】図６に示すエッチング方法によるエッチング後のパターン形状を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    シリコン基板
２    ゲート絶縁膜
３    ポリシリコン（第３の層）
３ａ  ゲート電極パターン
４    絶縁膜（第２の層）
４ａ  パターン（第３マスク層）
５    有機反射防止膜（第１の層）
５ａ  パターン（第２マスク層）
６    レジスト膜
６ａ  レジストパターン（第１マスク層）
１０    ウエハ
【図１】
2008159717.tif 000003
【図２】
2008159717.tif 000004
【図４】
2008159717.tif 000005
【図５】
2008159717.tif 000006
【図６】
2008159717.tif 000007
【図７】
2008159717.tif 000008
【図３】
2008159717.tif 000009
【図８】
2008159717.tif 000010