(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁にカーボン材料からなる印加電極を設置したチャンバーにＦ2ガスの濃度が０．１〜５０体積％のＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入し、該カーボン材料からなる印加電極に高周波（１３．５６ＭＨｚ）を印加して前記チャンバー内にプラズマを発生させ、さらに４８０〜６００Ｖのバイアス電圧を印加することにより該カーボン材料からなる印加電極から炭素原子を供給してＣＦ3ラジカルを選択的に発生させ、発生した該ＣＦ3ラジカルを用いて前記チャンバー内に設置されたシリコン酸化膜をエッチングすることを特徴とする半導体製造のシリコン酸化膜のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高密度ＣＦ3ラジカルの発生方法およびこの方法により発生したＣＦ3ラジカルを用いたエッチング方法、ならびにこれらに用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造プロセスでは、エッチングガスやクリーニングガスとして、パーフルオロカーボン（ＰＦＣ）ガスが用いられてきた。しかしながら、このＰＦＣは大気寿命が長く、地球温暖化係数が非常に大きいため、地球温暖化の原因の１つとされ、代替ガスの開発や、新たなエッチングシステムの開発が望まれてきた。
【０００３】
また、ＰＦＣガスをプラズマ化した場合、このプラズマ中にはＣＦラジカル、ＣＦ2ラ
ジカル、ＣＦ3ラジカルなどの複数種のラジカルが存在する。これらのラジカル種のうち
、ＣＦ3ラジカルは、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）のプラズマエッチングプロセスにおいて、そのエッチング速度が他のラジカル種に比べて速いことが知られている（非特許文献１）。このため、ＣＦ3ラジカルを選択的に発生させることは、エッチングプロセスの効率
化の観点から重要な課題であった。また、従来のプラズマエッチングプロセスでは、ＳｉＯ2／レジストからなるエッチング基板のＳｉＯ2膜に対するエッチング選択性が低いという問題点もあった。このため、ＳｉＯ2膜に対してエッチング選択性の高いプラズマエッ
チングプロセスの開発が望まれていた。
【０００４】
しかしながら、従来のＰＦＣガスを用いたプラズマエッチングプロセスでは、特定のラジカル種を選択的に発生させることは困難であり、ＳｉＯ2膜に対するエッチング選択性
を向上させることは不可能であった。そこで、ＣＦ3ラジカルを選択的に発生させること
ができる新たなラジカル発生方法およびこの方法を用いたエッチングシステムの開発が望まれていた。
【０００５】
ところで、特許文献１には、上部電極（印加電極）としてカーボン材料を用いたエッチング方法およびエッチング装置が開示されている。このエッチング方法は、エッチング種として塩素ラジカルを用いてＡｌＣｕ合金膜をエッチングする方法であり、また、印加電極に高周波を印加することによってカーボン材料から発生したカーボン種は、ＡｌＣｕ合金膜のエッチング完了後のＴｉＮ／Ｔｉエッチングなどにおいて過剰に存在する塩素ラジカル（エッチング種）をスカベンジするために用いられている。すなわち、特許文献１には、カーボン材料から発生したカーボン種を用いてＣＦ3ラジカルなどのエッチング種を
発生させることは開示も示唆もされていない。また、印加電極に印加する電圧を調節することによって、特定のラジカル種を選択的に発生させることができることも開示されていない。
【特許文献１】特開平１１−１４５１１８号公報
【非特許文献１】T. Shibano, N. Fujiwara, M. Hirayama, H. Nagata and K. Demizu, Appl. Phys. Lett. 63, 2336 (1993)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、ＰＦＣなどの地球温暖化係数の大きなガスを使用することなく、ＣＦ3ラジカルなどを発生させ
ることができ、さらに、特定のラジカル種を選択的に発生させることができるラジカル発生方法およびこれを用いたエッチング方法、ならびにラジカル発生装置を提供することを課題としている。
【０００７】
また、本発明は、シリコン酸化膜とレジストとからなる膜をエッチングする際に、シリコン酸化膜を選択的にエッチングできるエッチング方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意研究し、フッ素とカーボン種とをそれぞれ独立に供給し、カーボン種の供給源となるグラファイトなどのカーボン材料に印加するバイアス電圧を制御することによって、高密度で高純度のＣＦ3ラジカルが発生すること、
また、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとを任意の割合で含有するラジカルを発生させることができること、さらに、低フッ素濃度のガスを供給することによりシリコン酸化膜を選択的にエッチングできることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（１５）に関する。
（１）カーボン材料を内設したチャンバーにＦ2ガスまたはＦ2ガスと不活性ガスとの混
合ガスを導入し、該カーボン材料にバイアス電圧を印加することにより該カーボン材料から炭素原子を供給して高密度のラジカルを発生させるラジカル発生方法であって、該カーボン材料に６００Ｖ以下のバイアス電圧を印加することによってＣＦ3ラジカルを選択的
に形成させて高純度のＣＦ3ラジカルを発生させることを特徴とするラジカル発生方法。
【００１０】
（２）前記炭素原子が前記カーボン材料のマグネトロンスパッタリングにより発生することを特徴とする上記（１）に記載のラジカル発生方法。
（３）前記バイアス電圧が、高周波と低周波を並列に接続した二周波結合マグネトロンにより前記カーボン材料に印加されることを特徴とする上記（１）または（２）に記載のラジカル発生方法。
【００１１】
（４）前記バイアス電圧が、４８０〜６００Ｖであることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載のラジカル発生方法。
（５）前記Ｆ2ガスが、固体ソースを加熱することによって発生するＦ2ガスを用いることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のラジカル発生方法。
（６）カーボン材料を内設したチャンバーにＦ2ガスまたはＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを導入し、該カーボン材料にバイアス電圧を印加することにより該カーボン材料から炭素原子を供給して高密度のラジカルを発生させるラジカル発生方法であって、前記チャンバー内に発生したラジカルの赤外吸収スペクトルを測定しながら該カーボン材料に印加するバイアス電圧を調節することによって、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとの割合を任意に制御することを特徴とするラジカル発生方法。
【００１２】
（７）前記炭素原子が前記カーボン材料のマグネトロンスパッタリングにより発生することを特徴とする上記（６）に記載のラジカル発生方法。
（８）前記バイアス電圧が、高周波と低周波を並列に接続した二周波結合マグネトロンにより前記カーボン材料に印加され、かつ該低周波の出力を調節することによって調節されることを特徴とする上記（６）または（７）に記載のラジカル発生方法。
（９）前記Ｆ2ガスが、固体ソースを加熱することによって発生するＦ2ガスを用いることを特徴とする上記（６）〜（８）のいずれかに記載のラジカル発生方法。
【００１３】
（１０）上記（１）〜（５）のいずれかに記載のラジカル発生方法により発生させた高純度のＣＦ3ラジカルを用いてシリコン酸化膜をエッチングすることを特徴とするシリコ
ン酸化膜のエッチング方法。
【００１４】
（１１）上記（６）〜（９）のいずれかに記載のラジカル発生方法により発生させたＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとを含むラジカルを用いてシリコン酸化膜とレジストとからなる膜をエッチングするエッチング方法であり、ＣＦ3ラジカル密度とＣＦ2ラジカル密度との比（ＣＦ3／ＣＦ2）が１０以下であることを特徴とするエッチング方法。
（１２）印加電極と対向電極とが内設されたチャンバーと、該チャンバーにＦ2ガスま
たはＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給する手段とを有するラジカル発生装置であ
って、
前記印加電極がカーボン材料からなり、かつ該印加電極には高周波電源と低周波電源とを並列に接続した二周波結合マグネトロンが接続され、
前記チャンバーには、赤外吸収分光装置から照射されるＩＲレーザーが前記印加電極と対向電極との間を通過するように、赤外吸収分光装置が接続されていることを特徴とするラジカル発生装置。
【００１５】
（１３）印加電極と基板搭載用電極とが内設されたチャンバーと、該チャンバーにＦ2
ガスまたはＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給する手段とを有するエッチング装置
であって、
前記印加電極がカーボン材料からなり、かつ該印加電極には高周波電源と低周波電源とを並列に接続した二周波結合マグネトロンが接続され、
前記基板搭載用電極にはエッチング基板を搭載することができ、
前記チャンバーには、赤外吸収分光装置から照射されるＩＲレーザーが前記印加電極と基板搭載用電極との間を通過するように、赤外吸収分光装置が接続されていることを特徴とするエッチング装置。
【００１６】
（１４）カーボン材料を内設したチャンバーにＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを導
入し、該カーボン材料にバイアス電圧を印加することにより該カーボン材料から炭素原子を供給してＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとを含むラジカルを発生させ、該ラジカルを用いてシリコン酸化膜とレジストとからなる膜をエッチングするエッチング方法であって、前記混合ガス中のＦ2ガス濃度が０．１〜４．０体積％の範囲にあることを特徴とするエ
ッチング方法。
（１５）前記Ｆ2ガスが、固体ソースを加熱することによって発生するＦ2ガスを用いることを特徴とする上記（１４）に記載のエッチング方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ＰＦＣガスなどの温室効果ガスを使用することなく、ＣＦ3ラジカル
を発生させることができるとともに、このＣＦ3ラジカルを高密度、高純度で発生させる
ことができる。また、ＣＦ3ラジカルが高密度、高純度で含まれるエッチングガスを使用
することによって、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）のエッチング速度を向上させることが
でき、プラズマエッチングプロセスの効率化を図ることができる。
【００１８】
また、本発明によると、発生するＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとの割合を任意に調節することができ、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとを特定の割合で含有する高密度のラジカルをエッチングガスとして使用することによって、ＳｉＯ2エッチングの選択性を向上させることができる。
【００１９】
さらに、低フッ素濃度の混合ガスを供給することによって、ＳｉＯ2エッチングの選択
性を著しく高めることができ、高精度のプラズマエッチングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係るラジカル発生方法およびエッチング方法を図１に示すエッチング装置を用いて説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、内部にカーボン材料が設置されたチャンバー、およびこのチャンバーにＦ2ガスまたはＦ2ガスと不活性ガスとの混合ガスを供給する又は発生させる手段を有し、前記カーボン材料に印加するバイアス電圧を調節できる手段を有するプラズマ発生装置（エッチング装置）であればよい。
【００２１】
まず、本発明のラジカル発生方法およびエッチング方法に用いられる装置について説明する。図１は、本発明のラジカル発生方法によりラジカルを発生させることができるエッチング装置の断面図である。このエッチング装置１は、チャンバー１１内に印加電極１２
と基板搭載用電極１３からなる平行平板型電極を有している。印加電極１２はカーボン材料からなる電極であり、カーボン材料としてはグラファイトが好ましく用いられる。この印加電極１２は、高周波電源１４と低周波電源１５とを並列に接続した二周波結合マグネトロンが接続されている。印加電極１２には、この二周波結合マグネトロンから高周波（１３．５６ＭＨｚ）と低周波（４５０ｋＨｚ）の２種類の周波が供給される。基板搭載用電極１３には、エッチング基板１７を設置することができ、２ＭＨｚのバイアス電圧を印加することができる。なお、本明細書において、基板搭載用電極１３を単に「対向電極」ということもある。
本発明に係るラジカル発生装置およびエッチング装置は、図１に示すような平行平板型電極を有する装置に限定されるものではなく、たとえば、図２に示すように、チャンバー１１の内壁にカーボン材料からなる印加電極１２を設置し、チャンバー内部に基板搭載用電極１３を設置した装置でもよい。
【００２２】
チャンバー１１には、Ｆ2ガス等を導入するためのガス供給口１８、エッチング後の排
ガスを排出するためのガス排出口１９、赤外吸収スペクトル測定用窓２０を有している。また、チャンバー１１には、チャンバー内のラジカル種の赤外吸収スペクトルが測定できるように赤外吸収分光装置が接続されている。具体的には、この赤外吸収分光装置から照射されたＩＲレーザーが窓２０からチャンバー１１内に入射し、印加電極１２と基板搭載用電極１３との間を通過して検出器により検出されるように、チャンバー１１と赤外吸収分光装置とが接続されている。
【００２３】
次に、本発明に係るラジカル発生方法およびエッチング方法について説明する。
まず、内部を減圧したチャンバー１１にフッ素原子の供給源としてＦ2ガスまたはＦ2ガスを含む混合ガスを導入する。このときのチャンバー内の圧力は、１０-4〜１０2Ｐａが
好ましい。Ｆ2ガスとしては、ボンベに充填された市販のフッ素ガスを用いることもでき
るが、Ｋ3ＮｉＦ7、ＣｏＦ3などの固体ソースを加熱することによって発生するＦ2ガスを用いることが好ましい。市販のフッ素ガスでは、安全面から１００％のＦ2ガスを得るこ
とが困難であったが、この固体ソースをＦ2の供給源として用いると１００％のＦ2ガスを得ることができる。また、この１００％のＦ2ガスをアルゴンなどの不活性ガスと混合す
ることによって任意の濃度のＦ2混合ガスを適宜調製することができる。この混合ガス中
のＦ2ガス濃度は、０．１〜５０体積％が好ましい。
【００２４】
次に、カーボン材料からなる印加電極１２に高周波（１３．５６ＭＨｚ）を印加してチャンバー内に高密度のプラズマを発生させる。このときの電子密度は印加する高周波の出力を調整することによって適宜調整することができる。カーボン種はこのプラズマ中でのカーボン材料のマグネトロンスパッタリングにより供給される。
【００２５】
さらに、前記二周波結合マグネトロンにより、印加電極１２（カーボン材料）に低周波（４５０ｋＨｚ）も印加して印加電極１２のバイアス電圧を調節する。このバイアス電圧の調節によって印加電極１２に入射するイオンのエネルギーを制御することができる。本発明に係る第一のラジカル発生方法では、このバイアス電圧を６００Ｖ以下、好ましくは４８０〜６００Ｖに調節する。その結果、ＣＦ3ラジカルを選択的に発生させることがで
き、高密度かつ高純度のＣＦ3ラジカルを得ることができる。具体的には、密度が４×１
０12ｃｍ-3以上、純度が８５％以上のＣＦ3ラジカルを得ることができる。なお、ラジカ
ル密度は赤外吸収分光法により測定した値である。
【００２６】
本発明に係る第二のラジカル発生方法は、前記バイアス電圧を適宜調節することによって、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとを任意の割合で含有するラジカルを発生させることができる方法である。具体的には、赤外吸収分光法を用いてチャンバー内のラジカル密度を測定し、この測定されたラジカル密度に基づいてカーボン材料（印加電
極１２）に印加するバイアス電圧を、低周波の出力を調節することによって制御し、発生するＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとの割合を制御する。ラジカル密度の測定は、赤外吸収分光装置を用いて、チャンバー１１の窓２０からＩＲレーザー（赤外レーザー）２１を照射してチャンバー内に存在するラジカル種の赤外吸収スペクトルを測定する。得られた赤外吸収スペクトルからチャンバー内に存在するＣＦ3ラジカル（１２６
２．１０ｃｍ-1）とＣＦ2ラジカル（１１３２．７５ｃｍ-1）とＣＦラジカル（１３０８
．４９ｃｍ-1および１３０８．５０ｃｍ-1）の密度を算出する。
【００２７】
本発明に係る第二のラジカル発生方法によると、印加電極１２に印加するバイアス電圧を任意に調節することができるとともに、チャンバー内に存在するＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルの密度を随時測定してこれらの割合を算出することができ、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとＣＦラジカルとが任意の割合で存在するラジカルを発生させることができる。
【００２８】
本発明に係る第一のエッチング方法は、上記第一のラジカル発生方法により発生させた高純度のＣＦ3ラジカルを用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ2膜）を有するエッチング基板をエッチングする方法である。エッチング基板１７を基板搭載用電極１３に設置し、高周波電源１６を用いて基板搭載用電極１３に周波数２ＭＨｚの高周波を印加して、基板のバイアス電圧が０Ｖとなるように調整する。この状態で、上記の第一のラジカル発生方法によりチャンバー内に高密度、高純度のラジカルを発生させてＳｉＯ2膜をエッチングする。
【００２９】
このように第一のラジカル発生方法により発生させた高純度のＣＦ3ラジカル、たとえ
ば純度８５％以上のＣＦ3ラジカルを用いることによって、ＳｉＯ2のエッチング速度を向上させることができる。
【００３０】
本発明に係る第二のエッチング方法は、上記第二のラジカル発生方法において印加電極１２に印加するバイアス電圧を増加させることにより得られるラジカルであって、ＣＦ3
ラジカルとＣＦ2ラジカルとの密度比が１０以下のラジカルを用いて、ＳｉＯ2膜とレジストとからなる膜をエッチングする方法である。たとえば、エッチング基板１７としてＳｉＯ2膜とレジスト膜とからなる膜（ＳｉＯ2／レジスト膜）を有する基板を基板搭載用電極１３に設置し、高周波電源１６を用いて基板搭載用電極１３に周波数２ＭＨｚの高周波を印加して、基板のバイアス電圧が０Ｖとなるように調整する。この状態で、上記の第二のラジカル発生方法において印加電極１２に印加するバイアス電圧を増加させ、高密度のＣＦ3ラジカルを含有し、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとの密度比が１０以下のラジカル
を発生させる。このようなラジカルを用いてＳｉＯ2／レジスト膜をエッチングすると、
ＳｉＯ2のエッチング速度は増大するが、レジストのエッチング速度を低下する。その結
果、ＳｉＯ2／レジスト膜のエッチングにおけるＳｉＯ2エッチング選択性が向上する。
【００３１】
印加電極１２に印加するバイアス電圧は、通常７００Ｖ以上、好ましくは８００Ｖ以上、より好ましくは９００Ｖ以上である。バイアス電圧を上記範囲、特に９００Ｖ以上にすることによって、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとの密度比が通常１０以下、好ましくは５以下、より好ましくは３以下となり、ＳｉＯ2／レジスト膜のエッチングにおけるＳｉ
Ｏ2エッチング選択性が向上する。このように、ＳｉＯ2エッチング選択性が向上することによって、ＳｉＯ2／レジスト膜を有する基板において、コンタクトホールの垂直加工が
可能となる。
【００３２】
本発明に係る第三のエッチング方法は、Ｆ2ガスを低濃度で含む混合ガスを導入してＳ
ｉＯ2膜とレジストとからなる膜をエッチングする方法である。たとえば、エッチング基
板１７としてＳｉＯ2膜とレジスト膜とからなる膜（ＳｉＯ2／レジスト膜）を有する基板を基板搭載用電極１３に設置し、Ｆ2ガスを含む混合ガス、好ましくはＦ2ガスと不活性ガ
スとの混合ガスを、Ｆ2ガス濃度が０．１〜４体積％、好ましくは１．０〜３．５体積％
の条件で、チャンバー１１に導入する。
【００３３】
次に、高周波電源１６を用いて基板搭載用電極１３に周波数２ＭＨｚの高周波を印加して、基板のバイアス電圧が０Ｖ以下となるように調整する。この状態で、印加電極１２に高周波と低周波を印加し、低周波の出力を調節して所定のバイアス電圧を印加することにより、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジカルとを含むラジカルが発生する。印加電極１２に印加するバイアス電圧は、特に限定されないが、好ましくは４８０Ｖ以上、より好ましくは７００Ｖ以上である。バイアス電圧を上記範囲、特に９００Ｖ以上にすることによって、高密度のラジカルを得ることができる。
【００３４】
このように、Ｆ2ガスを低濃度で含む混合ガスを導入して発生させたラジカルを用いて
ＳｉＯ2／レジスト膜をエッチングすることにより、ＳｉＯ2／レジスト膜のエッチングにおいてＳｉＯ2膜を選択的にエッチングすることができる。特に、Ｆ2ガス濃度が上記範囲にあるとＳｉＯ2／レジスト選択比は２０以上となる。Ｆ2ガス濃度が０．１体積％未満になるとＳｉＯ2のエッチング速度が著しく低下し、４．０体積％を超えるとＳｉＯ2のエッチング速度は増大するが、高いＳｉＯ2／レジスト選択比を得ることができない。
【００３５】
ＳｉＯ2／レジスト膜を有する基板のプラズマエッチングにおいて、ＳｉＯ2エッチングの選択性が著しく向上することによって、高精度でコンタクトホールの垂直加工が可能となる。
【００３６】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、この実施例により何ら限定されるものではない。
【実施例１】
【００３７】
図１に示すエッチング装置を用いて上記方法に従って、下記の条件でラジカルを発生させ、ＳｉＯ2／レジストを有するエッチング用基板の０．６μｍコンタクトホールにおけ
るエッチングを行なった。結果を図３および図４に示す。
【００３８】
フッ素供給源：Ｆ2／Ａｒ＝５／９５ｓｃｃｍの混合ガス
印加電極：グラファイト電極
下部電極：ステンレス（ＳＵＳ）電極
高周波電源：周波数１３．５６ＭＨｚ、出力１５００Ｗ
低周波電源：周波数４５０ｋＨｚ、出力０〜５５０Ｗ
チャンバー内圧力：４Ｐａ
電子密度：１．３×１０11ｃｍ-3
下部電極用電源：周波数２ＭＨｚ
基板バイアス電圧：０Ｖ
（ラジカル密度の測定方法）
チャンバー内にＩＲレーザーを照射し、ＣＦ3ラジカル（１２６２．１０ｃｍ-1）、Ｃ
Ｆ2ラジカル（１１３２．７５ｃｍ-1）、ＣＦラジカル（１３０８．４９ｃｍ-1および１
３０８．５０ｃｍ-1）の赤外吸収スペクトルによりチャンバー内での各ラジカルの密度を測定した。
【００３９】
（エッチング速度の測定方法）
レジストをマスクとしてＳｉＯ2膜をエッチングした後、得られた基板を走査型電子顕
微鏡（ＳＥＭ）により観察し、レジストとＳｉＯ2膜の厚さをそれぞれ測定して、両者の
エッチング速度を算出した。
【００４０】
図３によると、印加電極に印加したバイアス電圧を６００Ｖ以下に調整することによって、ＣＦ3ラジカルを高密度（４×１０12ｃｍ-3以上）かつ高純度（８５％以上）で発生
させることができた。また、チャンバー内に存在するラジカルの赤外吸収スペクトルを測定しながら、印加電極に印加するバイアス電圧を適宜調節することによって、チャンバー内に存在するＣＦ2ラジカルの密度を変化させることができ、ＣＦ3ラジカルとＣＦ2ラジ
カルとＣＦラジカルの比率を制御できることが確認された。
【００４１】
図４によると、印加電極に印加したバイアス電圧の増加とともに、ＳｉＯ2膜のエッチ
ング速度は増大したが、レジスト膜のエッチング速度は低下した。その結果、上部電極に印加するバイアス電圧を増加させることによって、ＳｉＯ2／レジスト膜におけるＳｉＯ2エッチング選択性を向上できることが確認された。
【実施例２】
【００４２】
図１に示すエッチング装置を用いて上記第三のエッチング方法に従って、下記の条件でラジカルを発生させ、ＳｉＯ2／レジストを有するエッチング用基板の０．６μｍコンタ
クトホールにおけるエッチングを行なった。エッチング速度は実施例１と同様にして測定した。結果を図５に示す。
【００４３】
フッ素供給源：Ｆ2／Ａｒ＝３／９７〜２５／７５ｓｃｃｍの混合ガス
混合ガス流量：１００ｓｃｃｍ
印加電極：グラファイト電極
下部電極：ステンレス（ＳＵＳ）電極
チャンバー内圧力：４Ｐａ
電子密度：１．３×１０12ｃｍ-3
下部電極用電源：周波数２ＭＨｚ
基板バイアス電圧：−４００Ｖ
印加電極バイアス電圧：９２０Ｖ
図５によると、チャンバーに導入した混合ガスのフッ素濃度が低下するとともに、ＳｉＯ2／レジスト膜におけるＳｉＯ2エッチング選択性が向上し、フッ素濃度が５．０体積％未満になるとＳｉＯ2／レジスト選択比が顕著に増大した。具体的には、Ｆ2／（Ａｒ＋Ｆ2）＝３体積％のとき、ＳｉＯ2／レジスト選択比＝３５であった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ＣＦ3ラジカルを選択的に発生させてＳｉＯ2膜のエッチング速度を増大させることができ、半導体装置の製造効率を向上させることができる。また、ＣＦ3ラジカル
とＣＦ2ラジカルの密度比を変化させてＳｉＯ2／レジスト膜におけるＳｉＯ2エッチング
選択性を向上させることができ、半導体装置を高精度で製造することができる。
【００４５】
また、低フッ素濃度のフッ素含有混合ガスを使用することによってもＳｉＯ2／レジス
ト膜におけるＳｉＯ2エッチング選択性を向上させることができ、半導体装置を高精度で
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、本発明に係るエッチング装置の断面図である。
【図２】図２は、本発明に係るエッチング装置の断面図である。
【図３】図３は、発生したラジカル密度とカーボン材料に印加したバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、ＳｉＯ2／レジスト膜におけるエッチング速度およびＳｉＯ2選択率とカーボン材料に印加したバイアス電圧との関係を示すグラフである。
【図５】図５は、ＳｉＯ2／レジスト膜エッチングにおけるＳｉＯ2選択率とチャンバーに導入した混合ガスのフッ素ガス濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４７】
１      エッチング装置
１１    チャンバー
１２    印加電極（カーボン材料）
１３    基板搭載用電極
１４    印加電極用高周波電源
１５    低周波電源
１６    基板搭載電極用高周波電源
１７    エッチング基板
１８    ガス供給口
１９    ガス排出口
２０    赤外吸収スペクトル測定用窓
２１    ＩＲレーザー
２２    低域フィルター
【図１】
0004679880.tif 000002
【図２】
0004679880.tif 000003
【図３】
0004679880.tif 000004
【図４】
0004679880.tif 000005
【図５】
0004679880.tif 000006