(57)【要約】【課題】被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板の前記被エッチング膜をエッチングするにあたって、エッチングにより形成された凹部の仕上がり寸法のばらつきを抑えることができる技術を提供すること。【解決手段】エッチングを行うための一つのプロセスパラメータについて、パラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係を求め、エッチングを行おうとする基板についてレジストマスクの開口寸法を測定し、測定したレジストマスクの開口寸法と前記相関関係を求めたときのエッチング前のレジストマスクの開口寸法との差と、被エッチング膜の凹部の開口寸法の目標値と、前記相関関係と、に基づいて、被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるパラメータ値を決定してエッチングを行うことで被エッチング膜の仕上がり寸法を制御する。【選択図】図２
2007294943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入してエッチングガスにより前記被エッチング膜をエッチングする方法において、
エッチングを行うための一つのプロセスパラメータについて、パラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係を求めておく工程と、
エッチングを行おうとする基板についてフォトレジストマスクの開口寸法を測定する工程と、
この工程で測定したフォトレジストマスクの開口寸法と前記相関関係を求めたときのエッチング前のフォトレジストマスクの開口寸法との差と、被エッチング膜の凹部の開口寸法の目標値と、前記相関関係と、に基づいて、被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるパラメータ値を決定する工程と、
前記一つのプロセスパラメータについては、前記工程で決定されたパラメータ値を用いて当該基板の被エッチング膜に対してエッチングを行う工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記一つのプロセスパラメータは、２種類のエッチングガスの流量比であることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
被エッチング膜とフォトレジストマスクとの間にはシリコン、酸素及び窒素を含む反射防止膜が設けられ、２種類のエッチングガスは当該反射防止膜をエッチングするＣＦ4及びＣ4Ｆ8であることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入してエッチングガスにより前記被エッチング膜をエッチングするエッチング装置において、
エッチングを行うための一つのプロセスパラメータについて、パラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係が記憶された記憶部と、
エッチングを行おうとする基板におけるフォトレジストマスクの開口寸法の測定値と、前記相関関係を求めたときのエッチング前のフォトレジストマスクの開口寸法と、前記記憶部内の相関関係と、被エッチング膜の凹部の開口寸法の目標値と、に基づいて、被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるパラメータ値を決定する手段と、
前記一つのプロセスパラメータについては前記手段で決定されたパラメータ値を用い、その他のプロセスパラメータについては予め設定されたパラメータ値を用いてエッチングを実行する手段と、を備えたことを特徴とするエッチング装置。
【請求項５】
前記一つのプロセスパラメータは、２種類のエッチングガスの流量比であることを特徴とする請求項４記載のエッチング装置。
【請求項６】
被エッチング膜とフォトレジストマスクとの間にはシリコン、酸素及び窒素を含む反射防止膜であり、２種類のエッチングガスは当該反射防止膜をエッチングするＣＦ4及びＣ4Ｆ8であることを特徴とする請求項５記載のエッチング装置。
【請求項７】
被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入し、エッチングガスを用いて半導体装置を製造する方法に使用され、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項１ないし３のいずれか一つに記載の半導体装置の製造方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板に対してエッチングガスを用いて前記被エッチング膜をエッチングする半導体装置の製造方法、その方法を実施するエッチング装置及びその方法を実施するためのコンピュータプログラムを含んだ記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは年々高集積化する傾向にあり、ウエハに形成されるパターンの微細化に応えるためにレジスト材料や露光技術の改善が進み、レジストマスクの開口寸法も相当小さくなってきている。一方パターンの微細化が進むにつれ、ホール（コンタクトホールやビアホール）の口径やトレンチ（配線溝）の幅の仕上がり寸法に対して益々厳しい精度が要求されてきている。
こうしたことから、例えば特許文献１に記載されているように、反応ガスの種類や供給量などとエッチング速度との関係を予め求めておき、例えばエッチングの深さに応じて供給量をコントロールするなどの工夫がされている。
【０００３】
ところでフォトリソグラフィにおいては、レジストの塗布条件、塗布後の加熱処理条件、露光条件、露光後の加熱条件及び現像処理の条件などの多数の条件により現像パターンの仕上がりが決まってくるため、フォトレジストマスクの開口寸法を一定化することは実際には不可能であり、開口寸法のばらつきの発生は避けられない。このためこのばらつきに起因して被エッチング膜をエッチングした後の前記仕上がり寸法もばらついてしまう。
【０００４】
エッチング後の凹部の仕上がり寸法が例えば設計値から外れると、設計どおりのデバイス特性が得られないという問題の他、設計値よりも大きくなると、互いに隣接するビアホールやコンタクトホール同士が接近してくることによりホール間で短絡する懸念もある。また最近では多層レジスト構造が開発されているが、多層レジストの最下層の有機膜のホール同士が接近すると膜倒れになる課題もある。
【０００５】
従って、目的とするエッチングの仕上がりに応じたエッチングのプロセス条件を追い込んだとしても、その前工程であるマスクパターン形成工程における処理のばらつきの影響を受けてしまう課題があり、パターンの微細化を阻む要因の一つになっている。
【特許文献１】特開２００３−２８２５３６号公報（請求項１及び請求項７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであって、その目的は被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板の前記被エッチング膜をエッチングするにあたって、エッチングにより形成された凹部の仕上がり寸法のばらつきを抑えることができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造方法は、被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入してエッチングガスにより前記被エッチング膜をエッチングする方法において、エッチングを行うための一つのプロセスパラメータについて、パラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係を求めておく工程と、エッチングを行おうとする基板についてフォトレジストマスクの開口寸法を測定する工程と、この工程で測定したフォトレジストマスクの開口寸法と前記相関関係を求めたときのエッチング前のフォトレジストマスクの開口寸法との差と、被エッチング膜の凹部の開口寸法の目標値と、前記相関関係と、に基づいて、被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるパラメータ値を決定する工程と、前記一つのプロセスパラメータについては、前記工程で決定されたパラメータ値を用いて当該基板の被エッチング膜に対してエッチングを行う工程と、を含むことを特徴とする。
ここで前記凹部の開口寸法とはコンタクトホールやビアホールなどのホールの口径あるいは溝の幅などを指す。
【０００８】
本発明のエッチング装置は被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入してエッチングガスにより前記被エッチング膜をエッチングするエッチング装置において、エッチングを行うための一つのプロセスパラメータについて、パラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係が記憶された記憶部と、エッチングを行おうとする基板におけるフォトレジストマスクの開口寸法の測定値と、前記相関関係を求めたときのエッチング前のフォトレジストマスクの開口寸法と、前記記憶部内の相関関係と、被エッチング膜の凹部の開口寸法の目標値と、に基づいて、被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるパラメータ値を決定する手段と、
前記一つのプロセスパラメータについては前記手段で決定されたパラメータ値を用い、その他のプロセスパラメータについて予め設定されたパラメータ値を用いてエッチングを実行する手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記一つのプロセスパラメータは、２種類のエッチングガスの流量比であってもよく、被エッチング膜とフォトレジストマスクとの間にはシリコン、酸素及び窒素を含む反射防止膜が設けられており、２種類のエッチングガスは当該反射防止膜をエッチングするＣＦ4及びＣ4Ｆ8であってもよい。
【００１０】
本発明の記憶媒体は、被エッチング膜の上にフォトレジストマスクが積層された基板を処理容器内に搬入し、エッチングガスを用いて半導体装置を製造する方法に使用され、コンピュータ上で動作するコンピュータプログラムを格納した記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、既述の半導体装置の製造方法を実施するようにステップが組まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、エッチング処理の前工程においてフォトレジストマスクの凹部の開口寸法がばらついても、予め求められたエッチングを行うための一つのプロセスパラメータのパラメータ値とエッチングにより形成された被エッチング膜の凹部の開口寸法との相関関係と、前記フォトレジストマスクの凹部の開口寸法とに基づいて各基板について被エッチング膜の凹部の開口寸法が目標値となるように前記一つのプロセスパラメータが制御されてエッチングが行われるため、被エッチング膜の凹部の開口寸法のばらつきが抑えられる結果として歩留まりの低減を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最初にこの実施の形態の概要を説明する。この実施の形態は、層間絶縁膜である被エッチング膜の上層に、楕円形に開口されたパターンを含むフォトレジストマスクであるフォトレジスト膜（以下レジスト膜と表記する）が積層された積層構造体をその表面部に備えた基板であるウエハの処理を対象とする。そして制御部がエッチングの前工程から前記パターンの開口寸法の情報を受け取っておき、当該レジストパターンに沿って被エッチング膜をエッチングすることによって形成されるホールの開口寸法が目標値となるように前記レジストパターンの開口寸法に基づいてエッチングプロセスのプロセスパラメータ、例えば２種類のエッチングガスの流量比を制御しようとするものである。
【００１３】
次に前記ウエハの表面の構造及びこのウエハに対して行うエッチングプロセスについて図１を参照しながら簡単に説明する。図１（ａ）に示されるようにウエハＷの表面にはＳｉ膜１１上にＳｉＯ2（シリコン酸化）膜１２、無機膜１３、ＳｉＯ2膜１４、アモルファスカーボン（ＡＣ）膜１５、反射防止膜であるＳｉＯＮ（窒酸化シリコン）膜１６、レジスト膜１７がこの順に積層されており、ＳｉＯ2膜１２、無機膜１３、ＳｉＯ2膜１４、ＡＣ膜１５、ＳｉＯＮ膜１６、レジスト膜１７の各膜厚は、例えば夫々５００ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍ、６５ｎｍ、２５０ｎｍである。図中１８は、レジスト膜１７に形成された開口部であるレジストパターンであり、上方から見ると楕円形状に開口されている。なおＳｉＯ2膜１２はこの例ではＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を成膜原料として用いて成膜され、またＢ（ホウ素）とＰ（リン）とが含まれている。無機膜１３は窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）であり、この例ではＳｉがリッチな状態即ち化学量論比で決まる含有量よりも多く含まれている。
【００１４】
この実施形態のエッチングプロセスとしては先ず、ステップ１としてレジストパターン１８に沿ってＳｉＯＮ膜１６をエッチングしてホールを形成し、続いてステップ２としてＳｉＯＮ膜１６をマスクとしてホールの形状に沿ってＡＣ膜１５をエッチングする（図１（ｂ））。このときレジスト膜１７も除去される。
【００１５】
続いてステップ３としてホールの形状に沿ってＳｉＯ2膜１４及びＳｉＮ膜１３をエッチングし、その後ステップ４としてホールの形状に沿ってＳｉＯ2膜１２をエッチングする（図１（ｃ））。これらステップ３及びステップ４のエッチングが行われるとＳｉＯＮ膜１６は除去される。その後ステップ５として残留したＡＣ膜１５をアッシングして除去する（図１（ｄ））。このように一連のステップを実施することで被エッチング膜であるＳｉＯ2膜１４、ＳｉＮ膜１３、ＳｉＯ2膜１２を貫くように凹部であるホール１９が形成される。
【００１６】
次に前記ホール１９の開口寸法（ＣＤ）を制御するように既述の一連のエッチングプロセスを実施するエッチング装置の全体構成例について図２を参照しながら説明する。このエッチング装置２は、処理容器をなす処理室２１を備えており、処理室２１内にはウエハＷの載置台２２が設けられている。図中２３は、ガスシャワーヘッドであり、後述の各ガス供給源から供給された各処理ガスを載置台２２上のウエハＷに向けてシャワー状に供給する。なおこのガスシャワーヘッド２３は、処理ガスをプラズマ化（活性化）するための高周波電力が印加される上部電極を兼用している。また前記載置台２２は、高周波電力が印加される下部電極を含んでおり、この下部電極はウエハＷにバイアス電位を発生させ、イオン種をウエハＷ側に引き込むことでエッチング形状の垂直性を高める役割を有する。
【００１７】
図中３１は前記ガスシャワーヘッド２３にその一端が接続されたガス導入管であり、ガス導入管３１の他端は上流に向かうと多数に分岐して分岐管３２Ａ〜３２Ｆを構成し、分岐管３２Ａ〜３２Ｆの端部は夫々処理室２１内に供給される処理ガスが貯留されたＣ4Ｆ8ガス供給源３５Ａ、ＣＦ4ガス供給源３５Ｂ、ＣＯガス供給源３５Ｃ、Ｏ２（酸素）ガス供給源３５Ｄ、ＣＨＦ3ガス供給源３５Ｅ、Ａｒガス３５Ｆ供給源に夫々接続されている。
【００１８】
分岐管３２Ａ〜３２Ｆには夫々上流へ向けてバルブ３３Ａ〜３３Ｆ、流量制御部３４Ａ〜３４Ｆが順次介設されている。各バルブ及び各流量制御部は、ガス供給系３６を構成している。ガス供給系３６は、制御部４に接続されており、制御部４からの制御信号により各ガス供給源３５Ａ〜３５Ｆからの各処理ガスの給断及び流量を制御する。
【００１９】
続いて制御部４の構成について説明する。制御部４は、例えばコンピュータにより構成されており、例えばホール１９の開口寸法の目標値及び他のエッチングを行う際の処理パラメータを任意に設定するための入力画面を備えている。図中４１はバスである。このバス４１にはプログラム格納部４２（以下便宜上、格納されているプログラムに符号「４２」を割り当てる）、各種の演算を行うためのＣＰＵ４３、記憶部５１が接続されており、またこのバス４１には既述のエッチングプロセスの前工程で採取された、レジスト膜１７のレジストパターン１８の底部の開口寸法についての情報が入力される。前記プログラム４２は、既述の一連のエッチングプロセスを実施できるようにステップ群が組まれており、このステップに基づいてエッチング装置２の各部に制御信号が送られる。またそのエッチングプロセスにおいてプログラム４２は、入力された前記レジストパターン１８の情報からそのレジストパターン１８の開口寸法を解析し、後述するようにその解析結果と記憶部５１の情報とに基づいて、一連のエッチングプロセス後にホール１９の開口寸法が設定された目標値になるように既述のステップ１で用いられる処理ガスの流量比を演算する。
【００２０】
なおプログラム４２は、例えばフレキシブルディスク、コンパクトディスク、ＭＯ（光磁気ディスク）などにより構成される記憶媒体に格納されて制御部４にインストールされる。
【００２１】
前記記憶部５１には図３（ａ）に示すグラフが記憶されており、このグラフは、ウエハＷについて既述の一連のエッチングプロセスのステップ１をＣＦ4ガス、Ｃ4Ｆ8ガスを用いて実施し、続いてステップ２〜５を実施することによってホール１９を形成したときの前記ＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスの各流量と、前記ホール１９の開口寸法（ＣＤ）との関係を表している。図３（ｂ）にはそのグラフの作成の元となる各プロットの具体的数値を示している。このウエハＷに対してエッチング処理される前のレジスト膜１７のレジストパターン１８は楕円形状であり、パターン底部におけるその短径及び長径は、夫々１４０ｎｍ及び２２０ｎｍである。一方ＳｉＯ2膜１４に形成されたホール１９も楕円形状であり、その上部の短径及び長径が夫々Ａ，Ｂとして割り当てられ、ＣＦ4ガスの各流量毎に寸法（仕上がり寸法）が記載されている。グラフの横軸はＣＦ4ガスとＣ4Ｆ8ガスとの合計流量を２００ｓｃｃｍとしたときのＣＦ4ガスの流量を表しているが、エッチングの仕上がりは、合計流量の値ではなく両者のガスの流量比によって左右されることから、ＣＦ4ガスとＣ4Ｆ8ガスとに対するＣＦ4ガスの流量比を表しているということができる。
【００２２】
Ａ，Ｂの各々における各プロットを結ぶことにより近似直線Ｘ、Ｙが作成され、レジストパターン１８の底部の短径（長径）が１４０ｎｍ（２２０ｎｍ）である場合にはＣＦ4ガスの流量及びＣ4Ｆ8ガスの流量即ち両者の流量比をグラフの横軸に沿って変化させると、ホール１９の短径（長径）はこの近似直線Ｘ（近似直線Ｙ）に従って変化する。なお近似直線Ｘ，Ｙの相関係数は夫々０．９９以上である。そして制御部４が取り込んだ前記レジストパターン１８の短径がβｎｍであるときにαｎｍの短径（仕上がり寸法）を持つホール１９を形成しようとする場合、そのために必要なＣＦ4ガス、Ｃ4Ｆ8ガスの流量値は、１４０ｎｍとβｎｍとの差に対応する分だけ短径が１４０ｎｍの場合に必要とされる流量値からずれることになる。従ってホール１９の短径の目標値αｎｍを得るために必要なＣＦ4ガスの流量値は、演算式αｎｍ＋（１４０ｎｍ−βｎｍ）で求められる値をグラフの縦軸にとり、近似直線Ｘについてその縦軸の値に対応する横軸の値になる。
【００２３】
次に既述のエッチング装置２の構成について図５を用いて詳しく説明する。処理室２１の表面はアルマイト加工され、また例えば処理室２１の内部は密閉空間となっている。載置台２２は、この処理室２１内の底面中央に設けられ、上部電極（ガスシャワーヘッド）２３は載置台２２と対向するように当該載置台２２の上方に設けられている。
【００２４】
前記処理室２１は電気的に接地されており、また処理室２１の底面の排気口６２には排気装置６３が配管６４を介して接続されている。この排気装置６３には圧力調整部（不図示）が含まれており、当該圧力調整部が制御部４からの制御信号を受けることで、その信号に従い排気装置６３が処理室２１内を真空排気して処理室２１内が所望の真空度に維持されるように構成されている。なお図５において、６５は処理室２１の側壁に形成されたウエハＷの搬送口であり、この搬送口６５はゲートバルブ６６により開閉自在に構成されている。
【００２５】
載置台２２は、下部電極７１と、この下部電極７１を下方から支持する支持体７２とからなり、処理室２１の底面に絶縁部材７３を介して配設されている。載置台２２の上部には静電チャック７４が設けられ、当該静電チャック７４を介して載置台２２上にウエハＷが載置される。静電チャック７４は絶縁材料により構成され、この静電チャック７４の内部には高圧直流電源７５に接続された電極板７６が設けられている。静電チャック７４には後述するバックサイドガスを当該静電チャック７４の上部に放出するための貫通孔７４ａが設けられている。
【００２６】
載置台２２内には所定の冷媒（例えば、従来公知のフッ素系流体、水等）が通る冷媒流路７７が形成されており、冷媒が当該冷媒流路７７を流れることで載置台２２が冷却され、この載置台２２を介して当該載置台２２上に載置されたウエハＷが所望の温度に冷却されるように構成されている。また下部電極７１には温度センサ（図示せず）が装着され、当該温度センサを介して下部電極７１上のウエハＷの温度が常時監視されている。
【００２７】
また載置台２２の内部にはＨｅ（ヘリウム）ガス等の熱伝導性ガスをバックサイドガスとして供給するガス流路７８が形成されており、当該ガス流路７８は載置台２２の上面の複数箇所で開口している。これらの開口部は静電チャック７４に設けられた前記貫通孔７４ａと連通しており、ガス流路７８にバックサイドガスを供給すると、当該バックサイドガスは貫通孔７４ａを介して静電チャック７４の上部へ流出する。このバックサイドガスが静電チャック７４と静電チャック７４上に載置されたウエハＷとの隙間全体に均等に拡散することにより、前記隙間における熱伝導性が高まるようになっている。
【００２８】
前記下部電極７１はハイパスフィルタ（ＨＰＦ）７ａを介して接地され、また下部電極７１には例えば１３．５６ＭＨｚの高周波電源７１ａが整合器７１ｂを介して接続されている。また下部電極７１の外周縁には静電チャック７４を囲むようにフォーカスリング７９が配置され、当該フォーカスリング７９を介してプラズマ発生時に当該プラズマが載置台２２上のウエハＷに集束するように構成されている。
【００２９】
上部電極（ガスシャワーヘッド）２３は中空状に形成され、その下面には処理室２１内へ処理ガスを分散供給するための多数の孔８１が例えば均等に分散されるように形成されている。また上部電極２３の上面中央にはガス導入管３１が形成され、このガス導入管３１は絶縁部材６７を介して処理室２１の上面中央を貫通している。
【００３０】
また上部電極２３はローパスフィルタ（ＬＰＦ）８７を介して接地されており、また当該上部電極２３には高周波電源７１ａよりも周波数の高い、例えば６０ＭＨｚの高周波電源８ａが整合器８ｂを介して接続されている。なお図示は省略しているが高周波電源８ａ，７１ａは制御部４に接続されており、制御部４から送られる制御信号に従い各高周波電源から各電極に供給される電力が制御される。上部電極２３、下部電極７１及び高周波電源７１ａ，８ａは、処理ガスをプラズマ化してプラズマを生成するための手段に相当する。
【００３１】
このようなプラズマ処理装置２は、排気装置６３によって処理室２１内を真空排気するとともに各処理ガス供給源３５Ａ〜３５Ｆから所定の処理ガスを所定の流量で処理室２１内に供給した状態において、上部電極２３及び下部電極７１に夫々高周波電力を印加すると、上部電極２３に印加された高周波電力によって処理室２１内で前記処理ガスがプラズマ化（活性化）し、また下部電極７１に印加された高周波電力によってウエハＷにバイアス電位が発生し、イオン種をウエハＷ側に引き込んでエッチング形状の垂直性を高めるようにして載置台２２上に載置されたウエハＷに対して所定のエッチング処理が施されるように構成されている。
【００３２】
続いてこのエッチング装置２を用いて既述したエッチングプロセスの各ステップを行うためのガス種、プロセスパラメータの一例について記載する。
（ステップ１：ＳｉＯＮ膜１６のエッチング）
処理室２１内の圧力：１００ｍＴ（０．１３×１０2Ｐａ）
上部電極（ガスシャワーヘッド）２３に供給される電力：１０００Ｗ
下部電極７１に供給される電力：４００Ｗ
処理時間：９０ｓ
【００３３】
このステップ１においては既述のようにＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスが用いられ、これらのＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスの合計流量が２００ｓｃｃｍに設定されている。ＣＦ4ガスの流量比が大きいほどＳｉＯＮ膜１６のエッチング形状の垂直性が高まるためにＳｉＯＮ膜１６の開口部の口径が大きくなり、その結果として後のステップでこのＳｉＯＮ膜１６をマスクとして形成されるホール１９の開口寸法が大きくなる。またＣ4Ｆ8ガスがＣＦ4ガスに含まれる場合はＣ4Ｆ8ガスの活性種に起因したポリマー成分がＳｉＯＮ膜１６の表面に堆積しながらＣＦ4ガスにより、ＳｉＯＮ膜１６のエッチングが進むため、ＳｉＯＮ膜１６のエッチング形状の垂直性が低下する。従ってＣＦ4ガスの流量比に対するＣ4Ｆ8ガスの流量比が大きくなるほどＳｉＯＮ膜１６の開口部の口径が小さくなり、その結果としてホール１９の開口寸法が小さくなる。これらの各ＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスの流量は既述のように記憶部５１に記憶されたグラフとレジストパターン１８の開口寸法とによって決定される。
【００３４】
（ステップ２：ＡＣ膜１５のエッチング）
処理室２１内の圧力：１０ｍＴ（０．１３×１０Ｐａ）
ＣＯガス流量：３９ｓｃｃｍ
Ｏ2ガス流量：２５ｓｃｃｍ
上部電極２３に供給される電力：１０００Ｗ
下部電極７１に供給される電力：４００Ｗ
処理時間：６０ｓ
【００３５】
（ステップ３：ＳｉＯ2膜１４及びＳｉＮ膜１５のエッチング）
処理室２１内の圧力：３０ｍＴ（０．３９×１０Ｐａ）
ＣＦ4ガス流量：３０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ3ガス流量：７０ｓｃｃｍ
Ａｒガス流量：１２００ｓｃｃｍ
Ｏ2ガス流量：２０ｓｃｃｍ
上部電極２３に供給される電力：５００Ｗ
下部電極７１に供給される電力：２０００Ｗ
処理時間：９０ｓ
【００３６】
（ステップ４：ＳｉＯ2膜１２のエッチング）
処理室２１内の圧力：３０ｍＴ（０．３９×１０Ｐａ）
Ｃ4Ｆ8ガス流量：３０ｓｃｃｍ
Ａｒガス流量：１２００ｓｃｃｍ
Ｏ2ガス流量：２０ｓｃｃｍ
上部電極２３に供給される電力：１５００Ｗ
下部電極７１に供給される電力：２０００Ｗ
処理時間：９０ｓ
【００３７】
（ステップ５：ＡＣ膜１５のアッシング）
処理室２１内の圧力：６０ｍＴ（０．７９×１０Ｐａ）
Ｏ2ガス流量：５００ｓｃｃｍ
上部電極２３に供給される電力：１０００Ｗ
下部電極７１に供給される電力：４００Ｗ
処理時間：６０ｓ
【００３８】
次にステップ１においてＣＦ4ガス、Ｃ4Ｆ8ガスの各流量が決定される様子を示す。先ず例えばエッチング装置２に搬入される前にウエハＷのレジストパターン１８の開口寸法の情報が制御部４に取り込まれ、制御部４は、その取り込んだ情報からレジストパターン１８の底部の短径の大きさβ（ｎｍ）を解析し、このβの値と例えば予め制御部４に入力されたホール１９の短径の目標値α（ｎｍ）とから演算式αｎｍ＋（１４０ｎｍ−βｎｍ）を実行し、その演算値を求める。そして記憶部５１のグラフにおいて縦軸がこの演算値に相当する横軸の値を求め、この値をＣＦ4ガスの流量として決定する。
【００３９】
今例えばエッチングプロセス前のウエハＷのレジストパターン１８の短径βが１４５ｎｍであり、ＳｉＯ2膜１２のホール１９の短径の目標値αが１３５ｎｍに設定されているとする。図６において仕上がり寸法の目標値１３５ｎｍに相当するプロットＰ１についてＣＦ4ガスの流量を読み出すと約１８１ｓｃｃｍとなる。しかしこのグラフはレジストパターン１８の短径が１４０ｎｍのときに作成されたものであるから、この流量値を用いたのでは仕上がり寸法が目標値よりも大きくなってしまう。そこで１４５ｎｍ−１４０ｎｍ＝５ｍｍ分だけＰ１をグラフに沿ってずらしてＰ２に移動させ、このＰ２におけるＣＦ4ガスの流量値を読み出す。これによりその流量値は１７８ｎｍとなる。なおこの数学的操作は演算式１３５ｎｍ＋（１４０ｎｍ−１４５ｎｍ）を実行し、その演算値である１３０ｎｍを縦軸にプロットしてそれに対応する値を読み出すことと同じである。
【００４０】
ところで上記実施形態においてはＣＦ４ガスの流量を決定するにあたり、レジストパターン１８の開口寸法に応じてホール１９の開口寸法が変化し、そのホール１９の開口寸法の変化量、レジストパターン１８の開口寸法の変化量を夫々Δα、Δβとすると、比例定数１の比例関係Δα＝Δβがあるという前提のもとで制御部４は上述の演算を行い、ステップ１におけるＣＦ４ガスの流量を決定している。
【００４１】
なお、ΔβとΔαとの間に比例定数１の比例関係が成り立たず、Δα＝ｋΔβの相関関係が成り立つ場合は、例えば制御部４の記憶部５１に上記の比例関係Δα＝ｋΔβを記憶しておいてもよく、その場合前記ＣＦ４ガスの流量を決定するに当たっては、まず、レジストパターン１８の開口寸法βと制御部４のグラフを作成したときの基準となるレジストパターン１８の寸法（１４０ｎｍ）との差Δβ＝１４０−βを演算し、これに上記の比例関係Δα＝ｋΔβを適用して、Δα＝ｋ（１４０−β）を演算し、続いてホール１９の短径の目標値αにΔαを加えて演算式α＋Δα＝α＋ｋ（１４０−β）（ｎｍ）を実行し、その演算値を求め、そして記憶部５１のグラフにおいて、縦軸がこの演算値に相当する横軸の値を求めて、その求めた値をＣＦ４ガスの流量として決定するようにしてもよい。
【００４２】
上述の実施形態によれば、エッチング処理の前工程においてレジストパターン１８の開口寸法が各ウエハＷ毎にばらついていても、記憶部５１に記憶されたＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスの流量比とホール１９の開口寸法との相関関係を利用してウエハＷのレジストパターン１８の開口寸法に応じたＣＦ4ガス及びＣ4Ｆ8ガスの流量比を決定し、これによりホール１９の仕上がり寸法（開口寸法）を目標値通りとすることができる。従ってレジストパターン１８の開口寸法のバラツキによる歩留まりの低減を抑えることができる。
【００４３】
なお上述の実施形態ではＣＦ4ガス、Ｃ4Ｆ8ガスの各ガス流量を変更することでホール１９の開口寸法を制御しているが、ガス流量の代わりにプロセス圧力やプロセス温度、上部電極２３への供給電力から選択された一つのプロセス条件のパラメータ値とホール１９の開口寸法との関係を同様に求めて、レジストパターン１８の開口寸法に応じてそのパラメータ値を決定するようにしてもよい。
【００４４】
なお反射防止膜としてはＳｉＯＮ膜１６に限らず例えばＳｉＮ（窒化シリコン）により構成される膜を用いてもよい。
【００４５】
以上においてウエハＷのレジストパターン１８の開口寸法を制御部４に取り込む手法は、前工程から例えばオンラインで取り込むようにしてもよいし、あるいはエッチング処理を行う前に検査装置にウエハＷを搬入し、ここで前記開口寸法を測定し、この測定値を制御部４に取り込むようにしてもよい。
【００４６】
図７（ａ）（ｂ）は、レジストパターン１８の短径の開口寸法及びホール１９の短径の開口寸法について、図３と同様にガス流量を変化させて測定した結果が示されており、ここには、前記レジストパターン１８の短径の開口寸法が１２０ｎｍである場合及び図３でも示したレジストパターン１８の短径の開口寸法が１４０ｎｍである場合についての結果を示している。また、図７（ａ）の表には、各レジストパターン１８の短径の開口寸法の差Δβ及びガスの流量値が同じ場合におけるホール１９の短径の開口寸法αの変化量Δαが記載されている。図７（ｂ）のグラフにおいては、既述の直線Ｘ及びβ＝１２０ｎｍのときの近似直線Ｘ２が示されている。前記表より各ガス流量が同じであるときΔαは略一定で、Δα＝Δβであり、また近似直線Ｘ２の相関係数は夫々０．９９以上であった。これら図３及び図７に示す結果から、少なくとも、レジストパターン１８の実測値が１２０ｎｍ〜１４０ｎｍ前後でホール１９の開口寸法が１００〜１３５ｎｍ前後の範囲内では、上記のようにおよそ比例定数１の比例関係Δα＝Δβがあるものとみなすことが適切であることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るエッチングプロセスの説明図である。
【図２】本発明を実施するためのエッチング装置の全体構成図である。
【図３】制御部に取り込まれたホールの開口寸法とガス流量との関係を示したグラフである。
【図４】前記ホールの形状を示した上面図である。
【図５】前記エッチング装置の一例を示す縦断側面図である。
【図６】レジストパターンの開口部の大きさから前記グラフによりホールの口径の大きさを求める手順を示した説明図である。
【図７】レジストパターン及びホールの開口寸法とガス流量との関係を示した表及びグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１６  ＳｉＯＮ膜
１７  レジスト膜
１８  レジストパターン
１９  ホール
２    エッチング装置
３６  ガス供給系
４    制御部
４２  プログラム
５１  記憶部
【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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