(57)【要約】【課題】高アスペクト比のホールを形成するような場合であっても、Ｘｅガスを用いることなく、マスク倒れの発生を抑制することができ、製造コストの上昇を招くことなく歩留まりの向上を図ることのできるプラズマエッチング方法等を提供する。【解決手段】パターニングした下層レジスト膜１０４等をマスクとして、被エッチング対象であるシリコン酸化膜１０３、シリコン窒化膜１０２、を順次プラズマエッチングし、ホール１１２を形成する。最後に被エッチング対象のうち最下層に位置するＢＰＳＧ膜１０１をプラズマエッチングし、ホール１１３を形成する。このＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチングに、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に形成された多層レジストマスクを用いて、多層レジストマスクの下層に位置する被エッチング膜であるシリコン酸化膜をプラズマエッチングした後、前記シリコン酸化膜の下層に位置するガラス系膜を前記多層レジストマスクを用いて、プラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、
前記ガラス系膜のプラズマエッチングに用いる処理ガスとして、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項２】
請求項１記載のプラズマエッチング方法であって、
プラズマエッチングによって、前記シリコン酸化膜及び前記ガラス系膜に形成されるホールのアスペクト比（ホールの深さ／ホールの径）が１０以上であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプラズマエッチング方法であって、
前記Ｃ3Ｆ8ガスの流量の前記Ｃ4Ｆ6ガス流量に対する割合（Ｃ3Ｆ8ガス流量／Ｃ4Ｆ6ガス流量）が３／８〜５／８であることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載のプラズマエッチング方法であって、
前記シリコン酸化膜及び前記ガラス系膜に、長径と短径とを有する長穴状のホールを形成することを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のプラズマエッチング方法であって、
前記シリコン酸化膜と、前記ガラス系膜との間に、シリコン窒化膜が形成されていることを特徴とするプラズマエッチング方法。
【請求項６】
被処理基板を収容する処理チャンバーと、
前記処理チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、
前記処理ガス供給手段から供給された前記処理ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理するプラズマ生成手段と、
前記処理チャンバー内で請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるように制御する制御部と
を備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項７】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるようにプラズマエッチング装置を制御することを特徴とする制御プログラム。
【請求項８】
コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、
前記制御プログラムは、実行時に請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるようにプラズマエッチング装置を制御することを特徴とするコンピュータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層レジストマスクを用いて多層レジストマスクの下層に位置するシリコン酸化膜をプラズマエッチングした後、シリコン酸化膜の下層に位置するガラス系膜を多層レジストマスクを用いて、プラズマエッチングするプラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体装置の製造工程においては、レジストマスクを介してプラズマエッチング処理を行い、シリコン酸化膜やガラス系膜（例えば、ＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜等）を所望のパターンに形成することが行われている。また、このようなプラズマエッチングでは、多層レジストマスクを用いることにより、より微細な加工を精度良く行う技術が知られている。
【０００３】
また、上記のようなガラス系膜をプラズマエッチングする際に、例えば、Ｃ4Ｆ6ガスとＡｒガスとＯ2ガスの混合ガス等を処理ガスとして使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−５３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような多層レジストマスクを用いたプラズマエッチング工程において、シリコン酸化膜と、このシリコン酸化膜の下層に位置するガラス系膜とにホールを形成するような場合、ガラス系膜のプラズマエッチングに、処理ガスとして、例えば、Ｃ4Ｆ6ガスとＡｒガスとＯ2ガスの混合ガスを使用した場合、アスペクト比が高くなると、エッチングの途中でレジストマスクが倒れてしまう所謂マスク倒れが頻繁に発生するという問題がある。このため、所望のプラズマエッチング処理を行うことができず、歩留まりの低下を招いてしまう。
【０００５】
上記のような問題は、アスペクト比が１０以上となる場合、また、シリコン酸化膜とガラス系膜との間にシリコン窒化膜が介在する場合、さらに、ホールの形状が円形でなく長径と短径を有する長穴状の場合に特に顕著となる。
【０００６】
また、上記の課題は、上記したガス系において、Ａｒガスの換わりにＸｅガスを用いると解決することができる。しかしながら、Ｘｅガスは高価であるため、Ｘｅガスを用いると半導体装置の製造コストが増大するという問題が発生する。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、高アスペクト比のホールを形成するような場合であっても、Ｘｅガスを用いることなく、マスク倒れの発生を抑制することができ、製造コストの上昇を招くことなく歩留まりの向上を図ることのできるプラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体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】
【０００８】
請求項１のプラズマエッチング方法は、被処理基板に形成された多層レジストマスクを用いて、多層レジストマスクの下層に位置する被エッチング膜であるシリコン酸化膜をプラズマエッチングした後、前記シリコン酸化膜の下層に位置するガラス系膜を前記多層レジストマスクを用いて、プラズマエッチングするプラズマエッチング方法であって、前記ガラス系膜のプラズマエッチングに用いる処理ガスとして、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いることを特徴とする。
【０００９】
請求項２のプラズマエッチング方法は、請求項１記載のプラズマエッチング方法であって、プラズマエッチングによって、前記シリコン酸化膜及び前記ガラス系膜に形成されるホールのアスペクト比（ホールの深さ／ホールの径）が１０以上であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３のプラズマエッチング方法は、請求項１又は２記載のプラズマエッチング方法であって、前記Ｃ3Ｆ8ガスの流量の前記Ｃ4Ｆ6ガス流量に対する割合（Ｃ3Ｆ8ガス流量／Ｃ4Ｆ6ガス流量）が３／８〜５／８であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４のプラズマエッチング方法は、請求項１〜３いずれか１項記載のプラズマエッチング方法であって、前記シリコン酸化膜及び前記ガラス系膜に、長径と短径とを有する長穴状のホールを形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項５のプラズマエッチング方法は、請求項１〜４いずれか１項記載のプラズマエッチング方法であって、前記シリコン酸化膜と、前記ガラス系膜との間に、シリコン窒化膜が形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６のプラズマエッチング装置は、被処理基板を収容する処理チャンバーと、前記処理チャンバー内に処理ガスを供給する処理ガス供給手段と、前記処理ガス供給手段から供給された前記処理ガスをプラズマ化して前記被処理基板を処理するプラズマ生成手段と、前記処理チャンバー内で請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるように制御する制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の制御プログラムは、コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるようにプラズマエッチング装置を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項８のコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ上で動作する制御プログラムが記憶されたコンピュータ記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に請求項１から請求項５いずれか１項記載のプラズマエッチング方法が行われるようにプラズマエッチング装置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、高アスペクト比のホールを形成するような場合であっても、Ｘｅガスを用いることなく、マスク倒れの発生を抑制することができ、製造コストの上昇を招くことなく歩留まりの向上を図ることのできるプラズマエッチング方法、プラズマエッチング装置、制御プログラム及びコンピュータ記憶媒体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るプラズマエッチング方法における被処理基板としての半導体ウエハの断面構成を拡大して示すものである。また、図２は、本実施形態に係るプラズエッチング装置の構成を示すものである。まず、図２を参照してプラズマエッチング装置の構成について説明する。
【００１８】
プラズマエッチング装置は、気密に構成され、電気的に接地電位とされた処理チャンバー１を有している。この処理チャンバー１は、円筒状とされ、例えばアルミニウム等から構成されている。処理チャンバー１内には、被処理基板である半導体ウエハＷを水平に支持する載置台２が設けられている。載置台２は例えばアルミニウム等で構成されており、絶縁板３を介して導体の支持台４に支持されている。また、載置台２の上方の外周には、例えば単結晶シリコンで形成されたフォーカスリング５が設けられている。
【００１９】
載置台２には、第１のマッチングボックス１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２のマッチングボックス１１ｂを介して第２のＲＦ電源１０ｂが接続されている。第１のＲＦ電源１０ａは、プラズマ形成用のものであり、この第１のＲＦ電源１０ａからは所定周波数（例えば１００ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給されるようになっている。また、第２のＲＦ電源１０ｂは、イオン引き込み用のものであり、この第２のＲＦ電源１０ｂからは第１のＲＦ電源１０ａより低い所定周波数（例えば３．２ＭＨｚ）の高周波電力が載置台２に供給されるようになっている。一方、載置台２の上方には、載置台２と平行に対向するように、シャワーヘッド１６が設けられており、このシャワーヘッド１６は接地されている。したがって、これらの載置台２とシャワーヘッド１６は、一対の電極として機能するようになっている。
【００２０】
載置台２の上面には、半導体ウエハＷを静電吸着するための静電チャック６が設けられている。この静電チャック６は絶縁体６ｂの間に電極６ａを介在させて構成されており、電極６ａには直流電源１２が接続されている。そして電極６ａに直流電源１２から直流電圧が印加されることにより、クーロン力によって半導体ウエハＷが吸着されるよう構成されている。
【００２１】
載置台２の内部には、図示しない冷媒流路が形成されており、その中に適宜の冷媒を循環させることによって、載置台２を所定の温度に制御可能となっている。また、載置台２等を貫通するように、半導体ウエハＷの裏面側にヘリウムガス等の冷熱伝達用ガス（バックサイドガス）を供給するためのバックサイドガス供給配管３０ａ、３０ｂが設けられており、これらのバックサイドガス供給配管３０ａ、３０ｂは、バックサイドガス（ヘリウムガス）供給源３１に接続されている。なお、バックサイドガス供給配管３０ａは、半導体ウエハＷの中央部分にバックサイドガスを供給し、バックサイドガス供給配管３０ｂは、半導体ウエハＷの周縁部分にバックサイドガスを供給するように構成されている。そして、バックサイドガスの圧力を、半導体ウエハＷの中央部分と周縁部分とで、供給エリア毎に別々に制御できるように構成されている。これらの構成によって、載置台２の上面に静電チャック６によって吸着保持された半導体ウエハＷを、所定の温度に制御可能となっている。
【００２２】
また、上記したフォーカスリング５の外側には排気リング１３が設けられている。排気リング１３は支持台４を通して処理チャンバー１と導通している。
【００２３】
上記したシャワーヘッド１６は、処理チャンバー１の天壁部分に設けられている。シャワーヘッド１６は、その下面に多数のガス吐出孔１８が設けられており、かつその上部にガス導入部１６ａを有している。そして、その内部には空間１７が形成されている。ガス導入部１６ａにはガス供給配管１５ａが接続されており、このガス供給配管１５ａの他端には、エッチング用の処理ガス（エッチングガス）を供給する処理ガス供給系１５が接続されている。
【００２４】
処理ガス供給系１５から供給される処理ガスは、ガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介してシャワーヘッド１６内部の空間１７に至り、ガス吐出孔１８から半導体ウエハＷに向けて吐出される。
【００２５】
処理チャンバー１の下部には、排気ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設けられた真空ポンプを作動させることにより処理チャンバー１内を所定の真空度まで減圧することができるようになっている。一方、処理チャンバー１の側壁には、ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
【００２６】
処理チャンバー１の周囲には、同心状に、リング磁石２１が配置されており、載置台２とシャワーヘッド１６との間の空間に磁界を及ぼすようになっている。このリング磁石２１は、図示しないモータ等の回転手段により回転可能となっている。
【００２７】
上記構成のプラズマエッチング装置は、制御部６０によって、その動作が統括的に制御される。この制御部６０には、ＣＰＵを備えプラズマエッチング装置の各部を制御するプロセスコントローラ６１と、ユーザインタフェース６２と、記憶部６３とが設けられている。
【００２８】
ユーザインタフェース６２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を行うキーボードや、プラズマエッチング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構成されている。
【００２９】
記憶部６３には、プラズマエッチング装置で実行される各種処理をプロセスコントローラ６１の制御にて実現するための制御プログラム（ソフトウエア）や処理条件データ等が記憶されたレシピが格納されている。そして、必要に応じて、ユーザインタフェース６２からの指示等にて任意のレシピを記憶部６３から呼び出してプロセスコントローラ６１に実行させることで、プロセスコントローラ６１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。また、制御プログラムや処理条件データ等のレシピは、コンピュータで読取り可能なコンピュータ記憶媒体（例えば、ハードディスク、ＣＤ、フレキシブルディスク、半導体メモリ等）などに格納された状態のものを利用したり、或いは、他の装置から、例えば専用回線を介して随時伝送させてオンラインで利用したりすることも可能である。
【００３０】
このように構成されたプラズマエッチング装置で、半導体ウエハＷに形成されたシリコン酸化膜、ガラス系膜等をプラズマエッチングする手順について説明する。まず、ゲートバルブ２４が開かれ、半導体ウエハＷが図示しない搬送ロボット等により、図示しないロードロック室を介して処理チャンバー１内に搬入され、載置台２上に載置される。この後、搬送ロボットを処理チャンバー１外に退避させ、ゲートバルブ２４を閉じる。そして、排気系２０の真空ポンプにより排気ポート１９を介して処理チャンバー１内が排気される。
【００３１】
処理チャンバー１内が所定の真空度になった後、処理チャンバー１内には処理ガス供給系１５から所定の処理ガス（エッチングガス）が導入され、処理チャンバー１内が所定の圧力、例えば６．６５Ｐａ（５０ｍTorr）に保持され、この状態で第１のＲＦ電源１０ａから載置台２に、周波数が例えば１００ＭＨｚの高周波電力が供給される。また、第２のＲＦ電源１０ｂからは、イオン引き込みのため、載置台２に周波数が例えば３．２ＭＨｚの高周波電力が供給される。このとき、直流電源１２から静電チャック６の電極６ａに所定の直流電圧が印加され、半導体ウエハＷはクーロン力により吸着される。
【００３２】
この場合に、上述のようにして下部電極である載置台２に高周波電力が印加されることにより、上部電極であるシャワーヘッド１６と下部電極である載置台２との間には電界が形成される。一方、処理チャンバー１の内部にはリング磁石２１により水平磁界が形成されているから、半導体ウエハＷが存在する処理空間には電子のドリフトによりマグネトロン放電が生じ、それによって形成された処理ガスのプラズマにより、半導体ウエハＷ上に形成されたシリコン酸化膜、ガラス系膜等がエッチング処理される。
【００３３】
そして、上記したエッチング処理が終了すると、高周波電力の供給及び処理ガスの供給が停止され、上記した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷが処理チャンバー１内から搬出される。
【００３４】
次に、図１を参照して、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図１（ａ）〜（ｄ）は、本実施形態における被処理基板としての半導体ウエハＷの要部構成を拡大して示すものである。図１（ａ）に示すように、半導体ウエハＷには、下層側から順に、ガラス系膜として例えばＢＰＳＧ膜１０１（厚さ例えば２００ｎｍ）、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）１０２（厚さ例えば３０ｎｍ）、シリコン酸化膜（例えば、ＳｉＯ2膜、ＴＥＯＳ膜）１０３（厚さ例えば５００ｎｍ）が形成されている。これらのＢＰＳＧ膜１０１、シリコン窒化膜１０２、シリコン酸化膜１０３が、被エッチング膜である。なお、ＢＰＳＧ膜１０１の下層には、下地膜として例えばＳｉＮ膜等が形成されている。
【００３５】
シリコン酸化膜１０３より上層には、多層レジストマスクを構成するために、下層側から、下層レジスト膜（例えば、有機系レジスト膜）１０４（厚さ例えば４００ｎｍ）、ＳＯＧ膜１０５（厚さ例えば４０ｎｍ）が形成され、最上層に、上層レジスト膜としてのフォトレジスト膜１０６が形成されている。フォトレジスト膜１０６は、精密写真転写工程によりパターニングされ、所定形状の開口１１０が形成されている。
【００３６】
本実施形態では、図３に示すように開口１１０の形状が、円形ではなく、長径Ｄ１と、短径Ｄ２とを有する長穴形状とされている。短径Ｄ２は、６０ｎｍ程度であり、長径Ｄ１は短径Ｄ２の２〜２．５倍程度である。このように開口１１０の形状が、円形でない場合、前述したとおりマスク倒れが生じ易い。
【００３７】
また、本実施形態の場合、被エッチング膜であるＢＰＳＧ膜１０１、シリコン窒化膜１０２、シリコン酸化膜１０３の膜厚の合計は、７３０ｎｍ程度となり、上記した短形Ｄ２は、６０ｎｍ程度であるため、エッチングするホール深さのホール径（短径）に対する比であるアスペクト比（ホール深さ／ホール径（短径））は、１０以上となっている。このようにアスペクト比が１０以上の場合、マスク倒れの発生する可能性が高くなる。これに対して、例えば短形Ｄ２が７０ｎｍ、ホール深さが６９０ｎｍでアスペクト比が１０未満の場合は、本発明者等が実験により確認したところ、マスク倒れが発生する頻度は低かった。
【００３８】
さらに、本実施形態では、ＢＰＳＧ膜１０１とシリコン酸化膜１０３との間に、シリコン窒化膜１０２が介在する構造となっている。このようなシリコン窒化膜１０２が介在する構造の場合、マスク倒れの発生する可能性が高くなる。すなわち、シリコン窒化膜１０２のプラズマエッチングでは、シリコン酸化膜のプラズマエッチングの場合よりレジスト選択比が低くなる。このため下層レジスト膜１０４に頭細りが発生してマスク倒れが発生し易くなる。
【００３９】
上記構造の半導体ウエハＷを、図２に示した装置の処理チャンバー1内に収容し、載置台２に載置して、図１（ａ）に示す状態から、フォトレジスト膜１０６を介してＳＯＧ膜１０５、下層レジスト膜１０４をプラズマエッチングし、開口１１１を形成して図１（ｂ）の状態とする。なお、下層レジスト膜１０４のプラズマエッチングの際に、フォトレジスト膜１０６はエッチングされて消失する。
【００４０】
次に、上記のようにしてパターニングした下層レジスト膜１０４等をマスクとして、被エッチング対象であるシリコン酸化膜１０３、シリコン窒化膜１０２、を順次プラズマエッチングし、ホール１１２を形成して、図１（ｃ）の状態とする。なお、シリコン酸化膜１０３のプラズマエッチングの際に、ＳＯＧ膜１０５はエッチングされて消失する。
【００４１】
そして、最後に下層レジスト膜１０４をマスクとして、被エッチング対象のうち最下層に位置するＢＰＳＧ膜１０１をプラズマエッチングし、ホール１１３を形成して、図１（ｄ）の状態とする。従来では、このＢＰＳＧ膜１０１をプラズマエッチングする際に、マスク倒れが頻繁に生じていた。本実施形態では、このＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチングに、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いる。
【００４２】
実施例として、図２に示したプラズマエッチング装置を使用し、図１に示した構造の半導体ウエハに、上記したＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチング処理工程を以下に示すようなレシピにより実施した。
【００４３】
なお、以下に示される実施例の処理レシピは、制御部６０の記憶部６３から読み出されて、プロセスコントローラ６１に取り込まれ、プロセスコントローラ６１がプラズマエッチング装置の各部を制御プログラムに基づいて制御することにより、読み出された処理レシピ通りのプラズマエッチング処理工程が実行される。
【００４４】
処理ガス：Ｃ4Ｆ6／Ａｒ／Ｏ2/Ｃ3Ｆ8＝８／２００／３／５  ｓｃｃｍ
圧力：４．００Ｐａ（３０ｍTorr）
電力：５００／５５００Ｗ  （ＨＦ／ＬＦ）
温度（天井部／側壁部／載置台）：１００／８０／２０℃
バックサイドガス圧力（中央部／周縁部）：
３３３３／５３３２Ｐａ（２５／４０Torr）
処理時間：５７秒
【００４５】
上記実施例では、半導体ウエハＷの中央部における下層レジスト膜１０４の残り量が１９４ｎｍ、半導体ウエハＷの周縁部における下層レジスト膜１０４の残り量が２０６ｎｍとなり、半導体ウエハＷの中央部及び周縁部ともにマスク倒れは生じなかった。
【００４６】
一方、比較例として、上記の実施例において、処理ガスを
処理ガス：Ｃ4Ｆ6／Ａｒ／Ｏ2＝８／２００／３  ｓｃｃｍ
とし、Ｃ3Ｆ8ガスを添加しない点のみが相違する条件で上記したＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチング処理工程を行った。この結果、半導体ウエハＷの中央部における下層レジスト膜１０４の残り量が２００ｎｍ、半導体ウエハＷの周縁部における下層レジスト膜１０４の残り量が２０４ｎｍとなり、半導体ウエハＷの中央部及び周縁部でマスク倒れが生じ、特に半導体ウエハＷの周縁部でマスク倒れが多く発生した。
【００４７】
以上のとおり、上記実施例では、高価なＸｅガスを使用することなく、比較例の場合に比べて、マスク倒れの発生を抑制できた。
【００４８】
ところで、上記のＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチング処理工程において、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いることによって、マスク倒れの発生を抑制できるメカニズムについては、明確ではないが、本発明者等は、多くのガスの組み合わせや、多くの種類のガスの添加等を繰り返して実験した結果、上記の効果を見出した。前述したとおり、Ａｒの換わりにＸｅを用いた場合も、マスク倒れの発生を抑制できるが、この場合、下層レジスト膜１０４を、より四角形状（頭太りや頭細りが無い形状）に保つことができ、これによって、マスク倒れの発生を抑制することができる。Ｃ4Ｆ6ガスとＣ3Ｆ8ガスとを含む混合ガスを用いた場合も、Ｘｅを用いた場合と同様な形状に下層レジスト膜１０４の形状を保つことができ、これによってマスク倒れの発生を抑制することができる。なお、下層レジスト膜１０４が頭太りの形状となると、その重さによってマスク倒れが発生するが、逆に下層レジスト１０４が頭細りの形状となっても、十分な強度を確保できなくなりマスク倒れが発生する。なお、Ｃ4Ｆ6ガスは、例えば、Ｃ4Ｆ8ガスと比べて一般的にレジストに対する選択比が高く、多くの下層レジスト膜１０４を残すことができる。
【００４９】
次に、上記のＣ3Ｆ8ガスの流量を変えて、その添加量の最適範囲を調べた結果について説明する。上記実施例において、Ｃ3Ｆ8ガスの流量のみを変えて複数回ＢＰＳＧ膜１０１のプラズマエッチング処理工程を行い、その結果を電子顕微鏡により観察してレジスト形状（マスク倒れの状態）の評価を行った。この評価は１〜３の３段階で行い、Ｃ3Ｆ8ガスの流量がゼロの場合、つまり、前記した比較例の場合を１とし、マスク倒れの発生が略ゼロの場合を３とし、マスク倒れの発生が僅かに発生している場合を２として評価した。図４のグラフは、縦軸をレジスト形状の評価値、横軸をＣ3Ｆ8ガスの流量として、これらの関係を示すものである。この、図４に示すように、Ｃ3Ｆ8ガスの流量を３〜５ｓｃｃｍとすることによって、マスク倒れの発生を略ゼロとすることができた。この場合、Ｃ4Ｆ6ガスの流量は８ｓｃｃｍであるので、Ｃ4Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ3Ｆ8ガス流量／Ｃ4Ｆ6ガス流量）で表せば３／８〜５／８の範囲が好ましい範囲となる。
【００５０】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、高アスペクト比のホールを形成するような場合であっても、Ｘｅガスを用いることなく、マスク倒れの発生を抑制することができ、製造コストの上昇を招くことなく歩留まりの向上を図ることができる。なお、本発明は上記の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、各種の変形が可能である。例えば、プラズマエッチング装置は、図２に示した平行平板型の下部２周波印加型に限らず、上下２周波印加型のプラズマエッチング装置や、下部１周波印加型のプラズマエッチング装置等の他、各種のプラズマエッチング装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明のプラズマエッチング方法の実施形態に係る半導体ウエハの断面構成を示す図。
【図２】本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置の概略構成を示す図。
【図３】図１の開口部の上面から見た形状を拡大して示す図。
【図４】Ｃ3Ｆ8ガスの流量とレジスト形状との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５２】
Ｗ……半導体ウエハ、１０１……ＢＰＳＧ膜、１０２……シリコン窒化膜、１０３……シリコン酸化膜、１０４……下層レジスト膜、１０５……ＳＯＧ膜、１０６……フォトレジスト膜、１１０，１１１……開口、１１２，１１３……ホール。
【図１】
2008193015.tif 000003
【図２】
2008193015.tif 000004
【図３】
2008193015.tif 000005
【図４】
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