(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された絶縁膜層に、開口幅に対する深さの比が２０以上の穴形状をエッチングプロセスにより形成するプラズマエッチング方法であって、
少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化して前記絶縁膜層に前記穴形状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２】
少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化し、基板上に形成された絶縁膜層に、該絶縁膜層の厚みに対して１／２０以下の幅でエッチングプロセスにより貫通孔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３】
基板上に形成された酸化シリコン層を、該酸化シリコン層上に形成された炭素含有層をマスクとしてエッチングするプラズマ処理方法であって、
少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化して前記エッチングを行う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、
前記処理ガスが、さらに希ガスを含む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、
前記処理ガス中の酸素ガス流量が、
（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）≦酸素ガス流量≦２．５×（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）
の範囲内と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】
請求項４又は５記載のプラズマエッチング方法であって、
前記希ガスがＡｒガス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７】
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６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８】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項６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９】
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６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、基板上に形成された絶縁層をエッチングする、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、マスク層を介してプラズマエッチング処理を行い、酸化シリコン層等の絶縁層に、コンタクトを形成するための貫通孔やキャパシタを形成するための穴形状を形成することが行われている。
【０００３】
また、上記のように酸化シリコン層をプラズマエッチングする際に、フルオロカーボンガスを使用することが知られている。さらに、このようなフルオロカーボンガスとして、Ｃ4Ｆ8ガスやＣ4Ｆ6ガスやＣ6Ｆ6ガス等を使用することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
上記のような絶縁層のエッチングにおいて、開口幅に対する深さの比（アスペクト比）が大きい貫通孔や穴形状を形成することが求められている。このような高アスペクト比の貫通孔や穴形状を形成する場合、マスク層に対する高い選択比が求められる。このような高い選択比を実現するための添加ガスとしては、Ｃ4Ｆ8ガス及びＣ4Ｆ6ガスが知られており、これらのガスのうちでも特にＣ4Ｆ6ガスの添加が選択比の向上に有効であることが知られている。このため、高アスペクト比の貫通孔や穴形状を形成するための処理ガスとしては、例えば、Ａｒガスと、Ｏ2ガスと、Ｃ4Ｆ6ガスの混合ガス等が使用されている。
【特許文献１】特開２００１−１１０７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような絶縁膜層に貫通孔や穴形状を形成するエッチングにおいて、近年では、さらに高アスペクト比の貫通孔や穴形状を形成することが求められており、例えば、アスペクト比が２０以上の貫通孔や穴形状を形成することも試みられている。しかしながら、このようなアスペクト比が２０以上の貫通孔や穴形状を形成しようとすると、上記のように、高い選択比を実現するための添加ガスであるＣ4Ｆ6ガスを使用すると、開口が塞がる形でエッチストップが発生し易く、２０以上のアスペクト比を有する貫通孔や穴形状の形成が難しいという問題がある。また、このような高アスペクト比の貫通孔や穴形状の形成においては、貫通孔や穴形状の一部が大径となる所謂ボーイング形状が発生し易く、このようなボーイング形状の抑制も求められている。
【０００６】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、２０以上の高アスペクト比を有する貫通孔や穴形状を形成することができるとともに、ボーイング形状を抑制することができ、良好なエッチング形状を得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】
【０００７】
請求項１のプラズマエッチング方法は、基板上に形成された絶縁膜層に、開口幅に対する深さの比が２０以上の穴形状をエッチングプロセスにより形成するプラズマエッチング方法であって、少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化して前記絶縁膜層に前記穴形状を形成することを特徴とする。
【０００８】
請求項２のプラズマエッチング方法は、少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化し、基板上に形成された絶縁膜層に、該絶縁膜層の厚みに対して１／２０以下の幅でエッチングプロセスにより貫通孔を形成することを特徴とする。
【０００９】
請求項３のプラズマエッチング方法は、基板上に形成された酸化シリコン層を、該酸化シリコン層上に形成された炭素含有層をマスクとしてエッチングするプラズマ処理方法であって、少なくとも酸素ガスとＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスをプラズマ化して前記エッチングを行うことを特徴とする。
【００１０】
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、前記処理ガスが、さらに希ガスと酸素ガスとを含むことを特徴とする。
【００１１】
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、前記処理ガス中の酸素ガス流量が、（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）≦酸素ガス流量≦２．５×（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）の範囲内とされていることを特徴とする。
【００１２】
請求項６のプラズマエッチング方法は、請求項４又は５記載のプラズマエッチング方法であって、前記希ガスがＡｒガスであることを特徴とする。
【００１３】
請求項７のプラズマエッチング装置は、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６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８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６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９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６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、２０以上の高アスペクト比を有する貫通孔や穴形状を形成することができるとともに、ボーイング形状を抑制することができ、良好なエッチング形状を得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。さらに、載置台２及び支持台４の周囲を囲むように、例えば石英等からなる円筒状の内壁部材３ａが設けられている。
【００１９】
載置台２には、第１の整合器１１ａを介して第１のＲＦ電源１０ａが接続され、また、第２の整合器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（２７ＭＨｚ以上例えば４０ＭＨｚ）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（１３．５６ＭＨｚ以下、例えば３ＭＨｚ）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、接地電位とされたシャワーヘッド１６が設けられており、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】
支持台４の内部には、冷媒流路４ａが形成されており、冷媒流路４ａには、冷媒入口配管４ｂ、冷媒出口配管４ｃが接続されている。そして、冷媒流路４ａの中に適宜の冷媒、例えば冷却水等を循環させることによって、支持台４及び載置台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３０が設けられており、このバックサイドガス供給配管３０は、図示しないバックサイドガス供給源に接続されている。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】
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、本体部１６ａと電極板をなす上部天板１６ｂとを備えており、支持部材４５を介して処理チャンバー１の上部に支持されている。本体部１６ａは、導電性材料、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウムからなり、その下部に上部天板１６ｂを着脱自在に支持できるように構成されている。
【００２３】
本体部１６ａの内部には、ガス拡散室１６ｃが設けられ、このガス拡散室１６ｃの下部に位置するように、本体部１６ａの底部には、多数のガス通流孔１６ｄが形成されている。また、上部天板１６ｂには、当該上部天板１６ｂを厚さ方向に貫通するようにガス導入孔１６ｅが、上記したガス通流孔１６ｄと重なるように設けられている。このような構成により、ガス拡散室１６ｃに供給された処理ガスは、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバー１内にシャワー状に分散されて供給されるようになっている。なお、本体部１６ａ等には、冷媒を循環させるための図示しない配管が設けられており、プラズマエッチング処理中にシャワーヘッド１６を所望温度に冷却できるようになっている。
【００２４】
上記した本体部１６ａには、ガス拡散室１６ｃへ処理ガスを導入するためのガス導入口１６ｄが形成されている。このガス導入口１６ｄ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源１５が接続されている。ガス供給配管１５ａには、上流側から順にマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１５ｂ、及び開閉弁Ｖ１が設けられている。そして、処理ガス供給源１５からプラズマエッチングのための処理ガスとして、例えばＡｒ／Ｏ2／Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6等の混合ガスが、ガス供給配管１５ａを介してガス拡散室１６ｃに供給され、このガス拡散室１６ｃから、ガス通流孔１６ｄ及びガス導入孔１６ｅを介して処理チャンバー１内にシャワー状に分散されて供給される。
【００２５】
処理チャンバー１の側壁からシャワーヘッド１６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１ａが設けられている。この円筒状の接地導体１ａは、その上部に天壁を有している。
【００２６】
処理チャンバー１の底部には、排気口７１が形成されており、この排気口７１には、排気管７２を介して排気装置７３が接続されている。排気装置７３は、真空ポンプを有しており、この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・搬出口７４が設けられており、この搬入・搬出口７４には、当該搬入・搬出口７４を開閉するゲートバルブ７５が設けられている。
【００２７】
図中７６，７７は、着脱自在とされたデポシールドである。デポシールド７６は、処理チャンバー１の内壁面に沿って設けられ、処理チャンバー１にエッチング副生物（デポ）が付着することを防止する役割を有し、このデポシールド７６の半導体ウエハＷと略同じ高さ位置には、グランドにＤＣ的に接続された導電性部材（ＧＮＤブロック）７９が設けられており、これにより異常放電が防止される。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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に形成された酸化シリコン膜層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７５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搬入・搬出口７４から処理チャンバー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７５を閉じる。そして、排気装置７３の真空ポンプにより排気口７１を介して処理チャンバー１内が排気される。
【００３２】
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源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２．６６Ｐａ（２０ｍTorr）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４０ＭＨｚ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３ＭＨｚ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。
【００３３】
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。半導体ウエハＷが存在する処理空間には放電が生じ、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上に形成された酸化シリコン膜層等がエッチング処理される。
【００３４】
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。
【００３５】
次に、図１を参照して、本実施形態に係るプラズマエッチング方法について説明する。図１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、シリコン基板１０１には、酸化膜層１０２（厚さ例えば７０ｎｍ）、ＳｉＮ層１０３（厚さ例えば５０ｎｍ）が形成されており、このＳｉＮ層１０３の上に被エッチング層としての絶縁膜層、例えば酸化シリコン層１０４（厚さ例えば３０００ｎｍ）が形成されている。
【００３６】
酸化シリコン層１０４の上には、炭素含有層としてのアモルファスカーボン層（厚さ例えば７００ｎｍ）１０５、ＳｉＯＮ層１０６（厚さ例えば８０ｎｍ）、Ｏ−ＡＲＣ膜（反射防止膜）１０７（厚さ例えば３８ｎｍ）が形成されており、このＯ−ＡＲＣ膜１０７の上に所定パターンにパターニングされたフォトレジスト層１０８（厚さ例えば１６０ｎｍ）が形成されている。このフォトレジスト層１０８に形成されたパターンの開口１０９は、例えば開口寸法が８０ｎｍの円孔とされている。
【００３７】
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、フォトレジスト層１０９をマスクとして、Ｏ−ＡＲＣ膜１０７、ＳｉＯＮ膜１０６、アモルファスカーボン層１０５をエッチングし、開口１１０を形成して図１（ｂ）の状態とする。
【００３８】
次に、図１（ｂ）の状態から、図中点線で示すように、アモルファスカーボン層１０５をマスクとして酸化シリコン層１０４をプラズマエッチングし、穴形状１１１を形成する。この場合、上記したように、フォトレジスト層１０８に形成されたパターンの開口１０９の開口寸法が８０ｎｍで、酸化シリコン層１０４の厚さが３０００ｎｍとすると、酸化シリコン層１０４の底部近傍まで穴形状１１１を形成すると、アスペクト比は、４０程度となる。
【００３９】
このプラズマエッチングの際に、本実施形態では、少なくともＣ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスとを含み、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である処理ガスを用いる。ここで、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスは、主として堆積物を生じさせて選択比を高めるために加えられるガスである。このため、処理ガスとしては、Ｃ4Ｆ6ガスとＣ6Ｆ6ガスの他、さらに、酸化シリコン層１０４のエッチングが可能となる条件とするための他のガス、例えば、希ガス（例えばＡｒガス）と、Ｏ2ガスとを含む混合ガスからなる処理ガスを用いる。但し、この場合Ａｒガス等の希ガスは、プラズマの着火し易さ及びプラズマの安定化等を目的として使用されるものであり、化学的な反応を行うものではなく、例えばＸｅガス等も同様にして使用することができる。
【００４０】
実施例１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。
【００４１】
なお、以下に示される実施例１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。
【００４２】
処理ガス：Ａｒ／Ｏ2／Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝２００／６５／５５／５  ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ（２０ｍTorr）
高周波電力周波数：４０ＭＨｚ／３ＭＨｚ
【００４３】
上記実施例１でプラズマエッチングを行った半導体ウエハＷを電子顕微鏡で観察したところ、選択比（酸化シリコン層のエッチングレート／アモルファスカーボン層のエッチングレート（以下、同じ））が約６１でマスク残量が多く、ボーイング形状も無い良好な側壁形状で、アスペクト比が２０以上（略４０）の穴形状をエッチングできていることが確認できた。
【００４４】
次に、比較例として、上記の処理ガスからＣ6Ｆ6を除き、
処理ガス：Ａｒ／Ｏ2／Ｃ4Ｆ6＝２００／６５／６０  ｓｃｃｍ
圧力：２．６６Ｐａ（２０ｍTorr）
高周波電力周波数：４０ＭＨｚ／３ＭＨｚ
の条件で同様なプラズマエッチングを行った。この結果、選択比が約１９となり、上記した実施例１の場合に比べて明らかにマスク残量が減少していた。
【００４５】
次に、実施例２として、実施例１の処理ガスを、
処理ガス：Ａｒ／Ｏ2／Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝２００／７５／５０／１０  ｓｃｃｍ
に変更した以外は、実施例１と同一の条件でプラズマエッチングを行った。この結果、選択比が１００以上でマスク残量が多く、ボーイング形状もほとんどない良好な側壁形状で、アスペクト比が２０以上（略４０）の穴形状をエッチングできていることが確認できた。
【００４６】
次に、実施例３として、実施例１の処理ガスを、
処理ガス：Ａｒ／Ｏ2／Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝２００／９３／４０／２０  ｓｃｃｍ
に変更した以外は、実施例１と同一の条件でプラズマエッチングを行った。この結果、選択比が１００以上でマスク残量が多く、ボーイング形状もほとんどない良好な側壁形状で、アスペクト比が２０以上（略４０）の穴形状をエッチングできていることが確認できた。
【００４７】
上記の実施例１〜３及び比較例における結果を図３のグラフに示す。図３において、縦軸は、マスク残量（ｎｍ）、ボーイングＣＤ（ｎｍ）を示しており、ひし形のマークによるプロットがマスク残量、正方形のマークによるプロットがボーイングＣＤを示している。なお、マスク（ＡＣＬ（アモルファスカーボン））の初期膜厚は７００ｎｍである。また、図３におけるボーイングＣＤ（ｎｍ）は、エッチングされた穴形状の部分のうち最大径の部分のＣＤを測定した結果を示している。この場合、フォトレジストマスクの開口の初期のＣＤが８０ｎｍであることから、８０ｎｍ近傍の値であれば、ボーイングが少ないことになる。
【００４８】
上記の図３のグラフにおいて、左端の結果が比較例（Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝６０／０  ｓｃｃｍ）、左端から２番目が実施例１（Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝５５／５  ｓｃｃｍ）、左端から３番目が実施例２（Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝５０／１０  ｓｃｃｍ）、左端から４番目が実施例３（Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝４０／２０  ｓｃｃｍ）の場合を示している。
なお、図３のグラフの右端のプロットは、参考データとして、（Ｃ4Ｆ6／Ｃ6Ｆ6＝０／６０  ｓｃｃｍ）の場合を示している。この参考データの場合、マスク残量が初期膜厚を超えて増大する傾向（即ちエッチストップする傾向）がありボーイングＣＤも増大する傾向があった。
【００４９】
以上のとおり、Ｃ4Ｆ6ガスのＣ6Ｆ6ガスに対する流量比（Ｃ4Ｆ6ガス流量／Ｃ6Ｆ6ガス流量）が２〜１１である上記実施例１〜３では、比較例の場合に比べて、選択比を大幅に向上させることができ、また、ボーイング形状も抑制することができ、良好な側壁形状にエッチングすることができた。なお、上記実施例１〜３では、エッチングによって穴形状を形成した場合について説明したが、貫通孔を形成する場合についても、同様にして適用することができる。
【００５０】
ところで、上記実施例１〜３において、比較例に比べてＯ2ガス流量を増大させたのは、堆積性のガスであるＣ6Ｆ6ガスの添加によるエッチストップを防止するためのものである。このＯ2ガス流量は、
（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）≦酸素ガス流量≦２．５×（Ｃ4Ｆ6ガス流量＋Ｃ6Ｆ6ガス流量）
の範囲とすることが好ましい。その理由は、Ｃ4Ｆ6ガス流量に対しては、略同量のＯ2ガス流量が必要であり、Ｃ6Ｆ6ガス流量に対しては、略２．５倍程度のＯ2ガス流量が必要であるためである。なお、この関係を式に書き表すと概ね、
Ｏ2ガス流量＝（Ｃ4Ｆ6ガス流量）＋２．５×（Ｃ6Ｆ6ガス流量）
となる。
【００５１】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、２０以上の高アスペクト比を有する貫通孔や穴形状を形成することができるとともに、ボーイング形状を抑制することができ、良好なエッチング形状を得ることができる。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】
【００５２】
【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】実施例及び比較例のエッチング結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５３】
１０１……シリコン基板、１０２……酸化膜層、１０３……ＳｉＮ膜、１０４……酸化シリコン層、１０５……アモルファスカーボン層、１０６……ＳｉＯＮ層、１０７……Ｏ−ＡＲＣ膜、１０８……フォトレジスト層、１０９……開口、１１０……開口、１１１……穴形状。
【図１】
0005226296.tif 000002
【図２】
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【図３】
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