(57)【要約】【課題】従来に比べてフォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比を向上させることのできる半導体装置の製造方法等を提供する。【解決手段】フォトレジスト膜１０２をマスクとしフォトレジスト膜１０２に対して、ＳｉＯ2膜１０１を選択的にプラズマエッチングしてホール１０４を形成する。プラズマエッチングには、ＣxＦyＯ（ｘは４又は５、ｙは整数でｙ／ｘは１〜１．５）で表される不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスを含むエッチングガスを使用する。不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ4Ｏガス、Ｃ4Ｆ6Ｏガスを用いる。【選択図】図１
2007116031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記プラズマエッチング工程を、ＣxＦyＯ（ｘは４又は５、ｙは整数でｙ／ｘは１〜１．５）で表される不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記プラズマエッチング工程を、Ｃ4Ｆ4Ｏガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、
前記エッチングガスが、Ｃ4Ｆ4Ｏガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の半導体装置の製造方法であって、
前記デポ除去ガスが、Ｏ2ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の半導体装置の製造方法であって、
前記エッチングガスのうち、Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量に対するＯ2ガスの流量の比（Ｏ2ガスの流量／Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量）が１〜１．３５の範囲であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項３〜５いずれか１項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記希ガスが、Ａｒガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、
前記プラズマエッチング工程を、Ｃ4Ｆ6Ｏガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、
前記エッチングガスが、Ｃ4Ｆ6Ｏガスと、Ｃ4Ｆ6ガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記デポ除去ガスが、Ｏ2ガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の半導体装置の製造方法であって、
前記希ガスが、Ａｒガスであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０いずれか１項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記プラズマエッチング工程は、前記被処理基板が載置される下部電極と、当該下部電極と対向する上部電極とが配置された処理チャンバー内で、前記上部電極と前記下部電極との間に高周波電力を印加して行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記高周波電力は、前記上部電極に印加される第１の高周波電力と、前記第１の高周波電力より周波数が低い、前記下部電極に印加される第２の高周波電力とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１１記載の半導体装置の製造方法であって、
前記高周波電力は、前記下部電極に印加される第１の高周波電力と、前記第１の高周波電力より周波数が低い、前記下部電極に印加される第２の高周波電力とからなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
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前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給手段と、
前記エッチングガス供給手段から供給された前記エッチングガスをプラズマ化して前記被処理基板をプラズマエッチング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１３いずれか１項記載の半導体装置の製造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半導体装置の製造装置。
【請求項１５】
コンピュータ上で動作し、実行時に、請求項１から請求項１３いずれか１項記載の半導体装置の製造方法が行われるように半導体装置の製造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１６】
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１３いずれか１項記載の半導体装置の製造方法が行われるように半導体装置の製造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、フォトレジストをマスクとしてＳｉを含む誘電膜をエッチングするエッチング工程を有する半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、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】
半導体装置の製造工程においては、フォトレジストをマスクとしてＳｉを含む誘電膜（例えば、ＳｉＯ2膜、ＳｉＯＣ膜等）をエッチングするエッチング工程によりコンタクトホール等を形成することが知られている。また、例えば、このようなエッチング工程において、エッチングガスとして酸素含有フルオロカーボンガスを使用することが提案されている。
【０００３】
エッチングガスに酸素含有フルオロカーボンガスを含むガスを使用した技術としては、例えば、Ｃ5Ｆ8Ｏ2を含むガスを使用して、フォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比（Ｓｉを含む誘電膜のエッチングレート／フォトレジストのエッチングレート）が５．５５程度となるようにエッチングする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、Ｓｉを含む誘電膜をエッチングする際のエッチングガスとして、Ｃ5Ｆ8、Ｃ4Ｆ6、Ｃ4Ｆ4Ｏのフルオロカーボンガスと不活性ガス（Ａｒ）および酸素、一酸化炭素等の混合ガスを使用可能であることも知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００５−３９２７７号公報
【特許文献２】特開２００２−２３１５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、従来から酸素含有フルオロカーボンガスを使用することは提案されているが、フォトレジストをマスクとしてＳｉを含む誘電膜をエッチングするエッチング工程においてこのような酸素含有フルオロカーボンガスを使用した従来技術においては、得られる選択比が５．５５程度であった。
【０００６】
一方、フォトレジストをマスクとしてＳｉを含む誘電膜をエッチングするエッチング工程においては、フォトレジストの薄膜化や生産性の向上のため、さらにフォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比を向上させることのできる半導体装置の製造方法等の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は、上記従来の事情に対処してなされたもので、従来に比べてエッチング工程におけるフォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比を向上させることのできる半導体装置の製造方法、半導体装置の製造装置、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の半導体装置の製造方法は、被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記プラズマエッチング工程を、ＣxＦyＯ（ｘは４又は５、ｙは整数でｙ／ｘは１〜１．５）で表される不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２の半導体装置の製造方法は、被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記プラズマエッチング工程を、Ｃ4Ｆ4Ｏガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の半導体装置の製造方法は、請求項２記載の半導体装置の製造方法であって、前記エッチングガスが、Ｃ4Ｆ4Ｏガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスからなることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の半導体装置の製造方法は、請求項３記載の半導体装置の製造方法であって、  前記デポ除去ガスが、Ｏ2ガスであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の半導体装置の製造方法は、請求項４記載の半導体装置の製造方法であって、前記エッチングガスのうち、Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量に対するＯ2ガスの流量の比（Ｏ2ガスの流量／Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量）が１〜１．３５の範囲であることを特徴とする。
【００１３】
請求項６の半導体装置の製造方法は、請求項３〜５いずれか１項記載の半導体装置の製造方法であって、前記希ガスが、Ａｒガスであることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の半導体装置の製造方法は、被処理基板に形成されたＳｉを含む誘電膜をフォトレジストをマスクとしてプラズマエッチングするプラズマエッチング工程を有する半導体装置の製造方法であって、前記プラズマエッチング工程を、Ｃ4Ｆ6Ｏガスを含むエッチングガスを使用したプラズマエッチングにより行い、前記フォトレジストに対して前記Ｓｉを含む誘電膜を選択的にエッチングすることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の半導体装置の製造方法は、請求項７記載の半導体装置の製造方法であって、前記エッチングガスが、Ｃ4Ｆ6Ｏガスと、Ｃ4Ｆ6ガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスからなることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の半導体装置の製造方法は、請求項８記載の半導体装置の製造方法であって、  前記デポ除去ガスが、Ｏ2ガスであることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の半導体装置の製造方法は、請求項８又は９記載の半導体装置の製造方法であって、前記希ガスが、Ａｒガスであることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の半導体装置の製造方法は、請求項１〜１０いずれか１項記載の半導体装置の製造方法であって、前記プラズマエッチング工程は、前記被処理基板が載置される下部電極と、当該下部電極と対向する上部電極とが配置された処理チャンバー内で、前記上部電極と前記下部電極との間に高周波電力を印加して行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の半導体装置の製造方法は、請求項１１記載の半導体装置の製造方法であって、前記高周波電力は、前記上部電極に印加される第１の高周波電力と、前記第１の高周波電力より周波数が低い、前記下部電極に印加される第２の高周波電力とからなることを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の半導体装置の製造方法は、請求項１１記載の半導体装置の製造方法であって、  前記高周波電力は、前記下部電極に印加される第１の高周波電力と、前記第１の高周波電力より周波数が低い、前記下部電極に印加される第２の高周波電力とからなることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４の半導体装置の製造装置は、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前記エッチングガスを供給するエッチングガス供給手段と、前記エッチングガス供給手段から供給された前記エッチングガスをプラズマ化して前記被処理基板をプラズマエッチング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１３いずれか１項記載の半導体装置の製造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。
【００２２】
請求項１５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１３いずれか１項記載の半導体装置の製造方法が行われるように半導体装置の製造装置を制御することを特徴とする。
【００２３】
請求項１６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１３いずれか１項記載の半導体装置の製造方法が行われるように半導体装置の製造装置を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、従来に比べてエッチング工程におけるフォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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、本実施形態に係る半導体装置の製造方法における被処理基板としての半導体ウエハＷの断面構成を拡大して示すものであり、図２は、本実施形態に係る半導体製造装置としてのプラズマ処理装置の断面構成を示すものである。まず、図２を参照してプラズマ処理装置の構成について説明する。
【００２６】
プラズマ処理装置１は、電極板が上下平行に対向し、プラズマ形成用電源が接続された容量結合型平行平板エッチング装置として構成されている。
【００２７】
プラズマ処理装置１は、例えば表面が陽極酸化処理されたアルミニウム等からなり円筒形状に成形された処理チャンバー（処理容器）２を有しており、この処理チャンバー２は接地されている。処理チャンバー２内の底部にはセラミックなどの絶縁板３を介して、被処理物、例えば半導体ウエハＷを載置するための略円柱状のサセプタ支持台４が設けられている。さらに、このサセプタ支持台４の上には、下部電極を構成するサセプタ５が設けられている。このサセプタ５には、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）６が接続されている。
【００２８】
サセプタ支持台４の内部には、冷媒室７が設けられており、この冷媒室７には、冷媒が冷媒導入管８を介して導入されて循環し、その冷熱がサセプタ５を介して半導体ウエハＷに対して伝熱され、これにより半導体ウエハＷが所望の温度に制御される。
【００２９】
サセプタ５は、その上側中央部が凸状の円板状に成形され、その上に半導体ウエハＷと略同形の静電チャック１１が設けられている。静電チャック１１は、絶縁材の間に電極１２を配置して構成されている。そして、電極１２に接続された直流電源１３から例えば１．５ｋＶの直流電圧が印加されることにより、例えばクーロン力によって半導体ウエハＷを静電吸着する。
【００３０】
絶縁板３、サセプタ支持台４、サセプタ５、静電チャック１１には、半導体ウエハＷの裏面に、伝熱媒体（例えばＨｅガス等）を供給するためのガス通路１４が形成されており、この伝熱媒体を介してサセプタ５の冷熱が半導体ウエハＷに伝達され半導体ウエハＷが所定の温度に維持されるようになっている。
【００３１】
サセプタ５の上端周縁部には、静電チャック１１上に載置された半導体ウエハＷを囲むように、環状のフォーカスリング１５が配置されている。このフォーカスリング１５は、例えば、シリコンなどの導電性材料から構成されており、エッチングの均一性を向上させる作用を有する。
【００３２】
サセプタ５の上方には、このサセプタ５と平行に対向して上部電極２１が設けられている。この上部電極２１は、絶縁材２２を介して、処理チャンバー２の上部に支持されており、サセプタ５との対向面を構成し、多数の吐出孔２３を有する、例えば、表面に陽極酸化処理（アルマイト処理）されたアルミニウムに石英カバーを設けて構成された電極板２４と、この電極板２４を支持する導電性材料からなる電極支持体２５とによって構成されている。サセプタ５と上部電極２１とは、その間隔を変更可能とされている。
【００３３】
上部電極２１における電極支持体２５の中央にはガス導入口２６が設けられ、このガス導入口２６には、ガス供給管２７が接続されている。さらにこのガス供給管２７には、バルブ２８、並びにマスフローコントローラ２９を介して、処理ガスとしてのエッチングガスを供給するための処理ガス供給源３０が接続されている。
【００３４】
処理チャンバー２の底部には排気管３１が接続されており、この排気管３１には排気装置３５が接続されている。排気装置３５はターボ分子ポンプなどの真空ポンプを備えており、処理チャンバー２内を所定の減圧雰囲気、例えば１Ｐａ以下の所定の圧力まで真空引き可能なように構成されている。また、処理チャンバー２の側壁にはゲートバルブ３２が設けられており、このゲートバルブ３２を開にした状態で半導体ウエハＷが隣接するロードロック室（図示せず）との間で搬送されるようになっている。
【００３５】
上部電極２１には、第１の高周波電源４０が接続されており、その給電線には整合器４１が介挿されている。また、上部電極２１にはローパスフィルター（ＬＰＦ）４２が接続されている。この第１の高周波電源４０は、５０〜１５０ＭＨｚの範囲の周波数を有している。このように高い周波数を印加することにより処理チャンバー２内に好ましい解離状態でかつ高密度のプラズマを形成することができる。
【００３６】
下部電極としてのサセプタ５には、第２の高周波電源５０が接続されており、その給電線には整合器５１が介挿されている。この第２の高周波電源５０は、第１の高周波電源４０より低い周波数の範囲を有しており、このような範囲の周波数を印加することにより、被処理体である半導体ウエハＷに対してダメージを与えることなく適切なイオン作用を与えることができる。第２の高周波電源５０の周波数は１〜２０ＭＨｚの範囲が好ましい。
【００３７】
上記構成のプラズマ処理装置１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を備えプラズマ処理装置１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。
【００３８】
ユーザインタフェース６２は、工程管理者がプラズマ処理装置１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、プラズマ処理装置１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。
【００３９】
記憶部６３には、プラズマ処理装置１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、プラズマ処理装置１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。
【００４０】
上記構成のプラズマ処理装置１によって、半導体ウエハＷに形成されたＳｉを含む誘電膜（例えば、ＳｉＯ2膜、ＳｉＯＣ膜等）を、フォトレジストをマスクとして選択的にエッチングするプラズマエッチング工程を行う場合、まず、半導体ウエハＷは、ゲートバルブ３２が開放された後、図示しないロードロック室から処理チャンバー２内へと搬入され、静電チャック１１上に載置される。そして、直流電源１３から直流電圧が印加されることによって、半導体ウエハＷが静電チャック１１上に静電吸着される。次いで、ゲートバルブ３２が閉じられ、排気装置３５によって、処理チャンバー２内が所定の真空度まで真空引きされる。
【００４１】
その後、バルブ２８が開放されて、処理ガス供給源３０から所定のエッチングガスが、マスフローコントローラ２９によってその流量を調整されつつ、ガス供給管２７、ガス導入口２６を通って上部電極２１の中空部へと導入され、さらに電極板２４の吐出孔２３を通って、図２の矢印に示すように、半導体ウエハＷに対して均一に吐出される。
【００４２】
そして、処理チャンバー２内の圧力が、所定の圧力に維持される。その後、第１の高周波電源４０から所定の周波数の高周波電力が上部電極２１に印加される。これにより、上部電極２１と下部電極としてのサセプタ５との間に高周波電界が生じ、処理ガスが解離してプラズマ化する。
【００４３】
他方、第２の高周波電源５０から、上記の第１の高周波電源４０より低い周波数の高周波電力が下部電極であるサセプタ５に印加される。これにより、プラズマ中のイオンがサセプタ５側へ引き込まれ、イオンアシストによりエッチングの異方性が高められる。
【００４４】
そして、プラズマエッチングが終了すると、高周波電力の供給及びエッチング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２内から搬出される。
【００４５】
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）に示すように、被処理基板としての半導体ウエハＷの表面には、所定の膜厚（例えば２０００ｎｍ）のＳｉを含む誘電膜例えば、ＳｉＯ2膜、ＳｉＯＣ膜等）１０１が形成され、このＳｉを含む誘電膜１０１の表面には、所定の膜厚（例えば６６０ｎｍ）のフォトレジスト膜１０２が形成されている。このフォトレジスト膜１０２は、露光、現像工程等により所定のパターンが転写され、所定パターンの開口部１０３を有するマスクとされている。半導体ウエハＷは、この状態でプラズマ処理装置１の処理チャンバー２内に搬入される。
【００４６】
処理チャンバー２内では、フォトレジスト膜１０２をマスクとしフォトレジスト膜１０２に対して、Ｓｉを含む誘電膜１０１を選択的にプラズマエッチングして、図１（ｂ）に示すように、コンタクトホール等のホール１０４を形成する。このプラズマエッチングには、ＣxＦyＯ（ｘは４又は５、ｙは整数でｙ／ｘは１〜１．５）で表される不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスを含むエッチングガスを使用する。この不飽和の酸素含有フルオロカーボンガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ4Ｏガス、Ｃ4Ｆ6Ｏガスを用いることができる。
【００４７】
Ｃ4Ｆ4Ｏガスを用いる場合、エッチングガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ4Ｏガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスを好適に使用することができ、一例を挙げれば、Ｃ4Ｆ4Ｏガスと、Ａｒガスと、Ｏ2ガスとの混合ガスを好適に使用することができる。また、このような混合ガスに、必要に応じて他のガス、例えば希ガス等を添加することができる。上記混合ガスを使用する場合は、Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量に対するＯ2ガスの流量の比（Ｏ2ガスの流量／Ｃ4Ｆ4Ｏガスの流量）を１〜１．３５の範囲とすることが好ましい。この理由については、後述する。また、Ｃ4Ｆ4Ｏとしては、例えば、以下に示すような構造のものを使用することができる。
【００４８】
【化１】
2007116031.tif 000003
【化２】
2007116031.tif 000004
【００４９】
Ｃ4Ｆ6Ｏガスを用いる場合、エッチングガスとしては、例えば、Ｃ4Ｆ6Ｏガスと、Ｃ4Ｆ6ガスと、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから成る群から選択された少なくとも一つの希ガスと、Ｏ2、Ｎ2、ＣＯから成る群から選択された少なくとも一つのデボ除去ガスと、を含む混合ガスを好適に使用することができ、一例を挙げれば、Ｃ4Ｆ6Ｏガスと、Ｃ4Ｆ6ガスと、Ａｒガスと、Ｏ2ガスとの混合ガスを好適に使用することができる。Ｃ4Ｆ6Ｏとしては、例えば、以下に示すような構造のものを使用することができる。
【００５０】
【化３】
2007116031.tif 000005
【００５１】
（実施例１）
第１の実施例として、図２に示したプラズマ処理装置１を使用し、図１に示した構造の半導体ウエハＷ（フォトレジスト膜（Ｐ．Ｒ，）＝６６０ｎｍ、Ｓｉを含む誘電膜（ＳｉＯ2膜）＝２０００ｎｍ）に、上記したプラズマエッチング工程を、以下に示すようなレシピにより実施し、直径が０．１５μｍのホール１０４を形成した。      
【００５２】
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がプラズマ処理装置１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エッチング工程が実行される。
【００５３】
エッチングガス：Ｃ4Ｆ4Ｏ／Ａｒ／Ｏ2＝２０／３００／２４  ｓｃｃｍ
圧力：２．０Ｐａ（１５ｍTorr）
電力（上部／下部）：２２００Ｗ（６０ＭＨｚ）／１８００Ｗ（２ＭＨｚ）
電極間間隔：２５ｍｍ
温度（上部／側壁部／下部）：６０／５０／−１０  ℃
エッチング時間：１８０秒
【００５４】
上記プラズマエッチング工程におけるホール部でのＳｉＯ2膜のエッチングレートは、５３２ｎｍ／ｍｉｎであった。また、ＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比（ＳｉＯ2膜のエッチングレート／フォトレジストのエッチングレート）は、平坦部で１３．７、肩部で７．２であった。なお、上記のＳｉＯ2膜のエッチングレートとは、図３に示すように、エッチングによって生じるホールのエッチ深さｃを、エッチング時間で割った値を示している。また、フォトレジストのエッチングレートとは、フォトレジストの平坦部においてエッチングされた厚さａをエッチング時間で割った値を示している。また、平坦部の選択比とは、図３に示すように「初期フォトレジスト膜厚さ」に対してフォトレジストの平坦部においてエッチングされた厚さａと、上記ｃの比（ｃ／ａ）のことを示している。さらに、肩部の選択比とは、図３に示すようにフォトレジストの開口部の入口部分には、斜めにエッチングされた肩（ファセット）部が形成されるので、「初期フォトレジスト膜厚さ」に対してこの肩部においてエッチングされた厚さｂと、上記ｃの比（ｃ／ｂ）のことを示している。
【００５５】
比較例として、エッチングガスを、Ｃ4Ｆ6／Ａｒ／Ｏ2＝２０／３００／１７  ｓｃｃｍに変更した以外は、上記と同じ条件でプラズマエッチング工程を実施した。この結果、ホール部でのＳｉＯ2膜のエッチングレートは、５３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比は、平坦部で１０．６、肩部で６．１であった。
【００５６】
上記の結果から分かるように、上記実施例では、比較例の場合と略同様なエッチングレートが得られ、かつ、比較例の場合に比べてＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比を平坦部で３０％程度、肩部で２０％程度向上させることができた。また、直径が０．１５μｍのホールに対する抜け性（エッチストップせずに深いホールを形成することのできる性能）は、略同一であった。
【００５７】
図４，５のグラフは、上記の実施例と比較例とにおいて、エッチングガスのＯ2流量を変化させた場合のエッチングレート（実施例がＡ、比較例がＢ）、及びＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比（実施例がａ、比較例がｂ）の変化の様子を示したもので、図４が肩部の場合、図５が平坦部の場合を示している。これらの図４，５に示されるように、Ｃ4Ｆ4Ｏの流量が２０ｓｃｃｍの場合、Ｏ2流量を２０〜２７ｓｃｃｍの範囲とし、これらの流量比（Ｏ2流量／Ｃ4Ｆ4Ｏ流量）が１〜１．３５の範囲となるようにすることによって、比較例の場合に比べてＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比を大きくすることができた。なお、Ｏ2流量よりＣ4Ｆ4Ｏ流量を多くし、上記の流量比を１未満とすると、ＳｉＯ2膜のエッチングレートが急激に低下してしまった。このため、上記の流量比は、少なくとも１以上とすることが好ましい。
【００５８】
（実施例２）
次に、第２の実施例として、図２に示したプラズマ処理装置１を使用し、図１に示した構造の半導体ウエハＷ（フォトレジスト膜＝６６０ｎｍ、ＳｉＯ2膜＝２０００ｎｍ）に、上記したプラズマエッチング工程を、以下に示すようなレシピにより実施し、直径が０．１５μｍのホール１０４を形成した。      
【００５９】
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がプラズマ処理装置１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エッチング工程が実行される。
【００６０】
エッチングガス：Ｃ4Ｆ6Ｏ／Ｃ4Ｆ6／Ａｒ／Ｏ2／＝１０／２０／３００／２５  ｓｃｃｍ
圧力：２．０Ｐａ（１５ｍTorr）
電力（上部／下部）：２２００Ｗ（６０ＭＨｚ）／１８００Ｗ（２ＭＨｚ）
電極間間隔：２５ｍｍ
温度（上部／側壁部／下部）：６０／５０／−  １０℃
エッチング時間：３分
【００６１】
上記プラズマエッチング工程におけるホール部でのＳｉＯ2膜のエッチングレートは、６０６ｎｍ／ｍｉｎであった。また、ＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比（ＳｉＯ2膜のエッチングレート／フォトレジストのエッチングレート）は、平坦部で８．６、肩部で６．０であった。
【００６２】
比較例として、エッチングガスを、Ｃ4Ｆ6／Ａｒ／Ｏ2＝２０／３００／２０  ｓｃｃｍに変更した以外は、上記と同じ条件でプラズマエッチング工程を実施した。この結果、ホール部でのＳｉＯ2膜のエッチングレートは、５３３ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比は、平坦部で６．０、肩部で５．０であった。
【００６３】
上記の結果から分かるように、上記実施例では、比較例よりも大きなエッチングレートが得られ、かつ、比較例の場合に比べてＳｉＯ2膜のフォトレジストに対する選択比を平坦部で４０％程度、肩部で２０％程度向上させることができた。また、直径が０．１５μｍのホールに対する抜け性は、略同様であった。
【００６４】
以上説明したとおり、本実施形態によれば、半導体製造装置の製造方法におけるプラズマエッチング工程において、フォトレジストに対するＳｉを含む誘電膜の選択比を従来に比べて向上させることができる。なお、本発明は上記の実施形態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、プラズマ処理装置は、図２に示した平行平板型の上下部高周波印加型に限らず、下部電極に２周波の高周波を印加するタイプやその他の各種のプラズマ処理装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の半導体装置の製造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半導体装置の製造装置の概略構成を示す図。
【図３】エッチングレートと平坦部及び肩部における選択比の定義を説明するための図。
【図４】酸素流量とエッチングレート及び肩部の選択比の関係を示すグラフ。
【図５】酸素流量とエッチングレート及び平坦部の選択比の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６６】
１０１……ＳｉＯ2膜、１０２……フォトレジスト膜、１０３……開口部、１０４……ホール、Ｗ……半導体ウエハ。
【図１】
2007116031.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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