(57)【要約】      （修正有）【課題】エッチング工程を行う際の窒化膜のエッチング選択比を向上できる半導体製造装置及び方法を提供する。【解決手段】半導体製造装置は工程チャンバー１００の外部でジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２ガスからプラズマを発生させ、発生されたプラズマを工程チャンバー１００内へ供給する。ソースガスの変更無しで酸素の供給量及びチャックの温度を調節することによって、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを逆に調節する。【選択図】図１
2013110415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に形成された窒化膜をエッチングする半導体製造方法において、
工程チャンバー内に提供されたサセプタの上に基板を位置させ、前記工程チャンバーの外部で第１ソースガスからプラズマを発生させ、前記プラズマを前記工程チャンバーへ供給し、
前記第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含み、
工程進行の途中に前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更される半導体製造方法。
【請求項２】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度の中でいずれか１つは増加し、その他の１つは減少する請求項１に記載の半導体製造方法。
【請求項３】
前記工程チャンバーの温度調節は前記サセプタの温度を調節することを含む請求項１又は請求項２に記載の半導体製造方法。
【請求項４】
前記酸素の供給量は１００〜２０００ＳＣＣＭの範囲と２０００〜２５００ＳＣＣＭの範囲の間に変更され、前記サセプタの温度は４０℃〜７０℃の範囲と１０℃〜４０℃の範囲で変更される請求項１又は２に記載の半導体製造方法。
【請求項５】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更される際に、前記ジフルオロメタンの供給量は一定に維持される請求項１に記載の半導体製造方法。
【請求項６】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更される際に、前記窒素ガスの供給量は変更される請求項１に記載の半導体製造方法。
【請求項７】
前記工程チャンバーの温度を調節することは前記サセプタの温度を調節することを含み、
前記工程進行の際、前記サセプタの温度は０〜７０℃であり、前記ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２ガスの供給量は１０〜５００ＳＣＣＭであり、前記窒素Ｎ２ガスの供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記酸素Ｏ２ガスの供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭである請求項１に記載の半導体製造方法。
【請求項８】
前記工程チャンバー内の圧力は３００〜１０００ｍＴｏｒｒであり、前記プラズマを発生させるために供給される電力は１０００〜３０００Ｗである請求項７に記載の半導体製造方法。
【請求項９】
前記プラズマが前記工程チャンバーへ供給される通路へ第２ソースガスが供給され、
前記第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３を含む請求項７に記載の半導体製造方法。
【請求項１０】
工程進行の際、前記三フッ化窒素の供給量は０より大きくて１０００ＳＣＣＭ以下である請求項９に記載の半導体製造方法。
【請求項１１】
ポリシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜が形成された基板の上でシリコン窒化膜をエッチングする半導体製造方法において、
前記基板が工程チャンバー内のサセプタの上にローディングされた状態でジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含む第１ソースガスからプラズマを発生させて前記シリコン窒化膜をエッチングし、
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更することによって、前記シリコン酸化膜に対する前記シリコン窒化膜のエッチング選択比と前記ポリシリコン膜に対する前記シリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさが調節される半導体製造方法。
【請求項１２】
前記プラズマは、前記工程チャンバーの外部で発生された後に前記工程チャンバーへ供給される請求項１１に記載の半導体製造方法。
【請求項１３】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度の中でいずれか１つは増加し、その他の１つは減少するように変更される請求項１２に記載の半導体製造方法。
【請求項１４】
前記工程チャンバーの温度変更は前記サセプタの温度変更を含み、
前記酸素の供給量が１００〜２０００ＳＣＣＭの範囲と２０００〜２５００ＳＣＣＭの範囲の間に変更され、前記サセプタの温度が４０〜７０℃の範囲と１０〜４０℃の範囲の間に変更される請求項１１に記載の半導体製造方法。
【請求項１５】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更する際に、前記ジフルオロメタンの供給量及び前記工程チャンバー内の圧力が一定に維持される請求項１２に記載の半導体製造方法。
【請求項１６】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更する際に、前記窒素の供給量が変更される請求項１２に記載の半導体製造方法。
【請求項１７】
前記ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２の供給量は１０〜５００ＳＣＣＭであり、前記窒素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記酸素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭである請求項９〜１６のいずれかに記載の半導体製造方法。
【請求項１８】
前記基板が置かれるサセプタの温度は０〜７０℃であり、前記工程チャンバー内の圧力は３００〜１０００ｍＴｏｒｒである請求項１７に記載の半導体製造方法。
【請求項１９】
半導体製造装置において、
エッチング工程が遂行される工程ユニットと、     
前記工程ユニットの外部に提供され、前記工程ユニットへプラズマを供給するプラズマ供給ユニットと、
前記工程ユニット及び前記プラズマ供給ユニットを制御する制御器と、を含み、
前記工程ユニットは、
工程チャンバーと、
前記工程チャンバー内に位置され、基板を支持し、加熱部材を有するサセプタと、を含み、
前記プラズマ供給ユニットは、
前記工程ユニットの外部に提供され、内部に放電空間を有するプラズマチャンバーと、
前記放電空間へ第１ソースガスを供給する第１ソースガス供給部と、
前記放電空間の内で第１ソースガスからプラズマが発生するように電力を提供する電力印加部と、
前記放電空間で発生されたプラズマが前記工程チャンバーへ供給される通路へ提供される流入ダクトと、を含み、
前記第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含み、
前記制御器は工程進行の途中に前記酸素の供給量又は前記サセプタの温度を変更させる半導体製造装置。
【請求項２０】
前記プラズマチャンバーは前記工程チャンバーの上部で前記工程チャンバーに結合され、
前記工程ユニットは前記サセプタの上部に位置され、上下方向に多数のホールが形成されたバッフルを含む請求項１９に記載の半導体製造装置。
【請求項２１】
前記プラズマ供給ユニットは前記放電空間で発生した前記プラズマが前記工程チャンバーに流れる通路へ第２ソースガスを供給する第２ソースガス供給部をさらに含み、
前記第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３を含む請求項２０に記載の半導体製造装置。
【請求項２２】
請求項１９〜２１のいずれか１つに記載の半導体製造装置を利用して窒化膜をエッチングする半導体製造方法において、
前記放電空間に前記第１ソースガスを供給する段階と、
前記放電空間で前記第１ソースガスからプラズマを発生させる段階と、
前記放電空間で発生された前記プラズマを前記工程チャンバーへ供給する段階と、
前記プラズマに前記基板上の窒化膜をエッチングする段階と、を含み、
エッチング工程が進行される途中に前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更される半導体製造方法。
【請求項２３】
前記工程チャンバーの温度変更は前記サセプタの温度変更を含み、
前記エッチング工程が進行される間に前記ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２の供給量は１０〜５００ＳＣＣＭであり、前記窒素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記酸素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記サセプタの温度は０〜７０℃であり、前記工程チャンバー内の圧力は３００〜１０００ｍＴｏｒｒであり、前記電力は１０００〜３０００Ｗである請求項２２に記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体製造装置及び方法に関し、より詳細には基板をエッチングする装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を製造するためには蒸着、写真、エッチング、アッシング、及び洗浄等の多様な工程が要求される。これらの中でエッチング工程はウエハーのような半導体基板の上に形成された薄膜の中で望む領域を除去する工程であり、最近にはプラズマを利用して薄膜をエッチングする方法が使用されている。このようなエッチング工程で特に考慮されている要素の中で１つはエッチング選択比である。エッチング選択比は他の薄膜をエッチングすることなくエッチングしようとする薄膜のみをエッチングできる程度を示す。
【０００３】
薄膜の中でシリコン窒化膜（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ：ＳｉＮ）のエッチングは一般的に次のように行われる。先ず、工程チャンバー内のチャック（ｃｈｕｃｋ）の上に基板を位置させ、工程チャンバー内へソースガスを供給し、これらのガスから工程チャンバー内でプラズマを発生させる。
【０００４】
プラズマは薄膜と化学的に反応して基板上で薄膜を除去する。シリコン窒化膜をエッチングするためのソースガスとしては四フッ化炭素（ＣＦ４、Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３、Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、及び酸素Ｏ２が使用される。しかし，上述した装置構造及び上述したガスを使用してシリコン窒化膜をエッチングする場合、チャックの温度や工程チャンバー内の圧力等のような工程条件を多様に変化させてもシリコン酸化膜やポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比は約３０：１〜５０：１程度と低い。
【０００５】
また、一般的にエッチング工程が行われる間、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的大きさは大きく変化せず、維持される。しかし、エッチング工程が進行するにしたがって基板の上に形成された薄膜の状態が変化する場合、上のようなエッチング方法で工程が進行する時、エッチングが非効率的になりうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−０１７２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、基板に対してエッチング工程遂行の時、他の薄膜に対する窒化膜のエッチング選択比を向上させることができる半導体製造装置及び方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、エッチング工程が行われる途中にシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的大きさを調節できる半導体製造装置及び方法を提供することにある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題はこれに制限されず、言及されていないその他の課題は以下の記載から当業者に明確に理解され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は基板の上に形成された窒化膜をエッチングする半導体製造方法を提供する。本発明の一実施形態によれば、工程チャンバー内に提供されたサセプタの上に基板を位置させ、前記工程チャンバーの外部で第１ソースガスからプラズマを発生させ、前記プラズマを前記工程チャンバーへ供給し、前記第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含み、工程進行の途中に前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更される。
【００１１】
一例によれば、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度の中でいずれか１つは増加し、その他の１つは減少することができる。
【００１２】
一例によれば、前記工程チャンバーの温度調節は前記サセプタの温度を調節することによって行うことができる。
【００１３】
一例によれば、前記酸素の供給量は１００〜２０００ＳＣＣＭの範囲と２０００〜２５００ＳＣＣＭの範囲の間で変更され、前記工程チャンバーの温度は４０℃〜７０℃の範囲と１０℃〜４０℃の範囲の間に変更できる。
【００１４】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更されると、前記ジフルオロメタン供給量は一定に維持できる。
【００１５】
前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度が変更されると、前記窒素ガスの供給量を変更できる。
【００１６】
一例によれば、前記工程進行の際、前記サセプタの温度は０〜７０℃であり、前記ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２ガスの供給量は１０〜５００ＳＣＣＭであり、前記窒素Ｎ２ガスの供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記酸素Ｏ２ガスの供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであってよく。また、前記工程チャンバー内の圧力は３００〜１０００ｍＴｏｒｒであってよく。また、工程進行の際、前記プラズマを発生させるために供給される電力は１０００〜３０００Ｗでありうる。
【００１７】
一例によれば、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更すると、前記電力の大きさも変更できる。
【００１８】
また、前記プラズマが前記工程チャンバーへ供給される通路へ第２ソースガスが供給され、前記第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３を含むことができる。工程進行の際、前記三フッ化窒素の供給量は０より大きくて１０００ＳＣＣＭ以下でありうる。
【００１９】
また、本発明はポリシリコン膜、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜が形成された基板の上でシリコン窒化膜をエッチングする半導体製造方法を提供する。前記半導体製造方法によれば、前記基板が工程チャンバー内のサセプタの上にローディングされた状態でジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含む第１ソースガスからプラズマを発生させて前記シリコン窒化膜をエッチングし、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更することによって前記シリコン酸化膜に対する前記シリコン窒化膜のエッチング選択比と前記ポリシリコン膜に対する前記シリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさが調節される。
【００２０】
一例によれば、前記プラズマは前記工程チャンバーの外部から発生させた後、前記工程チャンバーへ供給してもよい。
【００２１】
一例によれば、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度の中でいずれか１つは増加し、その他の１つは減少するように変更できる。
【００２２】
一例によれば、前記工程チャンバーの温度調節は前記サセプタの温度を調節することを含み、前記酸素の供給量は１００〜２０００ＳＣＣＭの範囲と２０００〜２５００ＳＣＣＭとの範囲の間に変更され、前記サセプタの温度は４０℃〜７０℃の範囲と１０℃〜４０℃との範囲の間に変更できる。
【００２３】
一例によれば、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更すると、前記ジフルオロメタンおよび前記窒素の供給量を変更できる。また、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更すると、前記工程チャンバー内の圧力は一定に維持されうる。
【００２４】
一例によれば、前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更すると、前記プラズマを発生させるために供給される電力の大きさを変更することができる。
【００２５】
一例によれば、前記ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２の供給量は１０〜５００ＳＣＣＭであり、前記窒素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭであり、前記酸素の供給量は１００〜２５００ＳＣＣＭでありうる。また、前記基板が置かれるサセプタの温度は０〜７０℃であり、前記工程チャンバー内の圧力は３００〜１０００ｍＴｏｒｒでありうる。
【００２６】
また、本発明は半導体製造装置を提供する。前記半導体製造装置はエッチング工程が行われる工程ユニット、前記工程ユニットの外部に提供され、前記工程ユニットにプラズマを供給するプラズマ供給ユニット、及び前記工程ユニット及び前記プラズマ供給ユニットを制御する制御器を含む。前記工程ユニットは工程チャンバー、前記工程チャンバー内に位置され、基板を支持し、加熱部材を有するサセプタを含む。前記プラズマ供給ユニットは前記工程ユニットの外部に提供され、内部に放電空間を有するプラズマチャンバー、前記放電空間へ第１ソースガスを供給する第１ソースガス供給部、前記放電空間で第１ソースガスからプラズマが発生するように電力を提供する電力印加部、及び前記放電空間で発生したプラズマが前記工程チャンバーへ供給される通路へ提供される流入ダクトを含む。前記第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含む。前記制御器は工程進行の途中に前記酸素の供給量又は前記工程チャンバーの温度を変更させる。
【００２７】
一例によれば、前記プラズマチャンバーは前記工程チャンバーの上部で前記工程チャンバーに結合され、前記工程ユニットは前記サセプタの上部に位置され、上下方向に多数のホールが形成されたバッフルを含むことができる。
【００２８】
一例によれば、前記プラズマ供給ユニットは前記放電空間で発生した前記プラズマが前記工程チャンバーに流れる通路へ第２ソースガスを供給する第２ソースガス供給部をさらに含み、前記第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３を含むことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、基板に対してエッチング工程が行われる際の窒化膜のエッチング選択比を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、基板に対してプラズマを利用してエッチング工程を行う際のシリコン酸化膜やポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を大きく高くすることができる。
【００３１】
さらに、本発明によれば、エッチング工程が行われる間に工程条件を変更することによって、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを調節することができる。
【００３２】
また、本発明によれば、同一のソースガスを使用する場合にも、使用される酸素ガス量及び／又は工程チャンバーの温度を変更してシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを逆転できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態による半導体製造装置を概略的に示す図面である。
【図２】図１の装置を利用して第１工程条件でエッチング工程を行う際の、シリコン酸化膜とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を示す実験例である。
【図３】図１の装置を利用して第２工程条件でエッチング工程を行う際の、シリコン酸化膜とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を示す実験例である。
【図４】図１と異なる装置構造を利用してエッチング工程を行う際の、シリコン酸化膜とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を示す実験例である。
【図５】本発明の一実施形態にしたがってエッチング工程を行う方法を順に示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下添付された図面を参照して本発明の一実施形態による半導体製造装置及び半導体方法を詳細に説明する。
【００３５】
本実施形態で基板は半導体ウエハーでありうる。しかし、これに限定されず、基板はガラス基板等のように他の種類の基板であってもよい。
【００３６】
図１は本発明の一実施形態による半導体製造装置を示す図面である。
【００３７】
図１を参照すれば、半導体製造装置１はプラズマを利用して基板Ｗの上の薄膜をエッチングする。基板にはポリシリコン膜、シリコン酸化膜、及びシリコン窒化膜を含む複数の膜が形成され、エッチングしようとする薄膜は窒化膜でありうる。一例によれば、窒化膜はシリコン窒化膜（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）でありうる。
【００３８】
半導体製造装置１は工程ユニット（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、１００）、排気ユニット（Ｅｘｈａｕｓｔｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、２００）、プラズマ供給ユニット（Ｐｌａｓｍａ  Ｓｕｐｐｌｙｉｎｇ  Ｕｎｉｔ、３００）、及び制御器（図示せず）を有する。
【００３９】
工程ユニット１００は基板が置かれ、エッチング工程が行われる空間を提供する。排気ユニット２００は工程チャンバー１００の内部に留まる工程ガス及び基板処理過程で発生した反応産物等を外部へ排出し、工程チャンバー１００の内の圧力を設定圧力に維持する。プラズマ供給ユニット３００は工程ユニット１００の外部で工程ガスからプラズマ（Ｐｌａｓｍａ）を生成させ、これを工程ユニット１００へ供給する。制御器は工程ユニット１００及びプラズマ供給ユニット３００を制御する。
【００４０】
工程ユニット１００は工程チャンバー１１０、基板支持部１２０、及びバッフル１３０を有する。工程チャンバー１１０の内部には基板処理工程を遂行する処理空間１１１が形成される。工程チャンバー１１０は上部壁が開放され、側壁には開口（図示せず）が形成されてもよい。基板は開口を通じて工程チャンバー１１０の内部に出入する。開口はドア（図示せず）のような開閉部材によって開閉されてもよい。工程チャンバー１１０の底面には排気ホール１１２が形成される。排気ホール１１２は排気ユニット２００に連結され、工程チャンバー１１０の内部に留まるガスと反応産物とが外部へ排出される通路を提供する。
【００４１】
基板支持部１２０は基板Ｗを支持する。基板支持部１２０はサセプタ１２１と支持軸１２２とを含む。サセプタ１２１は処理空間１１１の内に位置され、円板形状に提供される。サセプタ１２１は支持軸１２２によって支持される。基板Ｗはサセプタ１２１の上面に置かれる。サセプタ１２１の内部には電極（図示せず）が提供されてもよい。電極は外部電源に連結され、印加された電力によって静電気を発生させる。発生した静電気が基板Ｗをサセプタ１２１に固定してもよい。サセプタ１２１の内部には加熱部材１２５が提供されてもよい。一例によれば、加熱部材１２５はヒーティングコイルであってもよい。また、サセプタ１２１の内部には冷却部材１２６が提供されてもよい。冷却部材１２６は冷却水が流れる冷却ラインで提供されてもよい。加熱部材１２５は基板Ｗを既設定された温度に加熱する。冷却部材１２６は基板Ｗを強制冷却させる。
【００４２】
また、工程チャンバー１１０の外側にウォールヒーター１１８が提供されてもよい。ウォールヒーター１１８はコイルの形状で提供されてもよい。選択的にウォールヒーター１１８は工程チャンバー１１０の外壁の内に提供されてもよい。バッフル１３０はサセプタ１２１の上部に位置する。バッフル１３０にはホール１３１が形成される。ホール１３１はバッフル１３０の上面から下面まで提供される貫通ホールとして提供され、バッフル１３０の各領域に均一に形成される。
【００４３】
再び図１を参照すれば、プラズマ供給ユニット３００は工程チャンバー１１０の上部に位置する。プラズマ供給ユニット３００はソースガスを放電させてプラズマを生成し、生成されたプラズマを処理空間１１１へ供給する。プラズマ供給ユニット３００はプラズマチャンバー３１０、第１ソースガス供給部３２０、第２ソースガス供給部３２２、電力印加部３３０、及び流入ダクト３４０を含む。
【００４４】
プラズマチャンバー３１０は工程チャンバー１１０の外部に位置する。一例によれば、プラズマチャンバー３１０は工程チャンバー１１０の上部に位置されて工程チャンバー１１０に結合される。プラズマチャンバー３１０には上面及び下面が開放された放電空間３１１が内部に形成される。プラズマチャンバー３１０の上端はガス供給ポート３１５によって密閉される。ガス供給ポート３１５は第１ソースガス供給部３２０に連結される。第１ソースガスはガス供給ポート３１５を通じて放電空間３１１へ供給される。第１ソースガスはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２（Ｄｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２を含む。選択的に第１ソースガスは四フッ化炭素ＣＦ４（Ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ）等他の種類のガスをさらに含んでもよい。
【００４５】
電力印加部３３０は放電空間３１１へ高周波電力を印加する。電力印加部３３０はアンテナ３３１と電源３３２とを含む。
【００４６】
アンテナ３３１は誘導結合形プラズマ（ＩＣＰ）アンテナであって、コイル形状に提供される。アンテナ３３１はプラズマチャンバー３１０外部でプラズマチャンバー３１０に複数回巻かれる。アンテナ３３１は放電空間３１１に対応する領域でプラズマチャンバー３１０に巻かれる。アンテナ３３１の一端は電源３３２に連結され、他端は接地される。
【００４７】
電源３３２はアンテナ３３１へ高周波電流を供給する。アンテナ３３１へ供給された高周波電力は放電空間３１１へ印加される。高周波電流によって放電空間３１１には誘導電気場が形成され、放電空間３１１の内の第１ソースガスは誘導電気場からイオン化に必要であるエネルギーを得てプラズマ状態に変換される。
【００４８】
電力印加部３３０の構造は上述した例に限定されず、第１ソースガスからプラズマを発生させるための多様な構造を使用することができる。
【００４９】
流入ダクト３４０はプラズマチャンバー３１０と工程チャンバー１１０との間に位置する。流入ダクト３４０は工程チャンバー１１０の開放された上面を密閉し、下端にバッフル１３０が結合する。流入ダクト３４０の内部には流入空間３４１が形成される。流入空間３４１は放電空間３１１と処理空間１１１とを連結し、放電空間３１１で生成されたプラズマが処理空間１１１へ供給される通路へ提供する。
【００５０】
流入空間３４１は流入口３４１ａと拡散空間３４１ｂとを含むことができる。流入口３４１ａは放電空間３１１の下部に位置し、放電空間３１１に連結される。放電空間３１１で生成されたプラズマは流入口３４１ａを通じて流入される。拡散空間３４１ｂは流入口３４１ａの下部に位置し、流入口３４１ａと処理空間１１１とを連結する。拡散空間３４１ｂは下に行くほど、断面積がだんだん広くなる。拡散空間３４１ｂは逆漏斗形状を有してもよい。流入口３４１ａで供給されたプラズマは拡散空間３４１ｂを通過する間に拡散される。
【００５１】
放電空間３１１で発生させたプラズマが工程チャンバー１１０へ供給される通路には第２ソースガス供給部３２２が連結されてもよい。例えば、第２ソースガス供給部３２２はアンテナ３３１の下端が提供される位置と拡散空間３４１ｂの上端が提供される位置との間にプラズマが流れる通路へ第２ソースガスを供給する。一例によれば、第２ソースガスは三フッ化窒素ＮＦ３（Ｎｉｔｒｏｇｅｎ  Ｔｒｉｆｌｕｏｒｉｄｅ）を含む。選択的に第２ソースガスの供給無しで第１ソースガスのみでエッチング工程を行なってもよい。
【００５２】
次に、図１の半導体製造装置１を利用して基板Ｗをエッチングする方法を説明する。図１の半導体製造装置１は、工程処理ユニット１００の外部でプラズマを発生させ、これをダウンストリーム（Ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）方式によって工程チャンバー１１０へ供給するリモートプラズマ装置の１種である。本実施形態によれば、ソースガスにはジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、三フッ化窒素ＮＦ３、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２が使用される。ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２は放電空間３１１へ直接供給され、三フッ化窒素ＮＦ３は放電空間３１１で発生させたプラズマが工程チャンバー１１０へ供給される通路へ供給される。第１ソースガスとしてさらに四フッ化炭素ＣＦ４を加えて使用してもよい。
【００５３】
エッチング工程の工程条件は次のとおりである。この場合シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜の選択比として約１００：１〜３０００：１を実現でき、ポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜の選択比を約１００：１〜１０００：１の高選択比で実現することができる。
【００５４】
（工程条件）
サセプタの温度：０〜７０℃
ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２ガスの供給量：１０〜５００ＳＣＣＭ
三フッ化窒素ＮＦ３ガスの供給量：０〜１０００ＳＣＣＭ
窒素Ｎ２ガスの供給量：１００〜２５００ＳＣＣＭ
酸素Ｏ２ガスの供給量：１００〜２５００ＳＣＣＭ
電力：１０００〜３０００Ｗ
工程チャンバー内の圧力：３００〜１０００ｍＴｏｒｒ。
【００５５】
エッチング工程遂行の時、ソースガスとして四フッ化炭素ＣＦ４やトリフルオロメタンＣＨＦ３ガスを使用する場合に比べてジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２と窒素Ｎ２、及び酸素Ｏ２とを共に使用する場合、ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２がポリシリコン膜（Ｐｏｌｙ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）とシリコン酸化膜（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｘｉｄｅ）との上にＣｘＨｙのポリマー膜を形成するメカニズムと、酸素Ｏ２と窒素Ｎ２とによって前記ポリマー膜を除去するメカニズムが同時に進行されることによって、ポリシリコン膜とシリコン酸化膜とに対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を大きく増加させることができる。
【００５６】
また、エッチング工程を行う途中で工程条件の中でソースガスの種類を変更しなくとも、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを変更することができる。
【００５７】
選択比は、以下の第１工程条件でシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比はポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比より高い。
【００５８】
（第１工程条件）
サセプタの温度：０〜４０℃
ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２ガスの供給量：１０〜５００ＳＣＣＭ
三フッ化窒素ＮＦ３ガスの供給量：０〜１０００ＳＣＣＭ
窒素Ｎ２ガスの供給量：１００〜２５００ＳＣＣＭ
酸素Ｏ２ガスの供給量：２０００〜２５００ＳＣＣＭ
電力：１０００〜３０００Ｗ
工程チャンバー内の圧力：３００〜１０００ｍＴｏｒｒ。
【００５９】
また、以下の第２工程条件でポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比はシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比より高い。
【００６０】
（第２工程条件）
サセプタの温度：４０〜７０℃
ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２ガスの供給量：１０〜５００ＳＣＣＭ
三フッ化窒素ＮＦ３ガスの供給量：０〜１０００ＳＣＣＭ
窒素Ｎ２ガスの供給量：１００〜２５００ＳＣＣＭ
酸素Ｏ２ガスの供給量：１００〜２０００ＳＣＣＭ
電力：１０００〜３０００Ｗ
工程チャンバー内の圧力：３００〜１０００ｍＴｏｒｒ。
【００６１】
図２は第１工程条件内の範囲でエッチング工程を行う際の、ポリシリコン膜及びシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を示す。図３は第２工程条件内の範囲でエッチング工程を行う際の、ポリシリコン膜及びシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比を示す。図２と図３を参照すれば、図２の工程条件ではシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比（１８０：１）がポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比（９０：１）より高くて、図３の工程条件ではこれと反対にポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比（１７０：１）がシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比（９０：１）より高いことが分かる。
【００６２】
本発明の実施形態によれば、ソースガスの種類を変更せず、酸素ガスの供給量や工程チャンバー内の温度を調節することによって、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを調節することができる。工程チャンバーの温度の調節はサセプタの温度を変更することによって行われてもよい。したがって、工程チャンバー１１０の内へソースガスを供給してエッチング工程を行う際、基板Ｗの上に形成されたシリコン窒化膜、シリコン酸化膜、及びポリシリコン膜の状態等が変更される場合にもソースガスの種類の変更無しでシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさを調節することによって工程を行うことができる。
【００６３】
図４は図１の装置構造と異なり、工程チャンバー内部で直接プラズマを発生させる構造の装置で、ソースガスとしてジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、酸素Ｏ２、窒素Ｎ２、及びアルゴンＡｒガスを使用してエッチング工程を行う際の、シリコン酸化膜とポリシリコンとに対するシリコン窒化膜とのエッチング選択比を示す実験例である。
【００６４】
図４に図示された実験例によれば、サセプタの温度、工程チャンバー内の圧力、ジフルオロメタンＣＨ２Ｆ２、アルゴンＡｒ、酸素Ｏ２、及び窒素Ｎ２の供給量、及び電力を図４のように提供すると、シリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比は約３６：１であり、ポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比は約４８：１であり、図１のような装置構造を使用してエッチング工程を遂行する時に比べて、エッチング選択比が相対的に非常に低いことが分かる。
【００６５】
図５は図１の装置１を利用してシリコン窒化膜をエッチングする方法を示すフローチャートである。下のエッチング方法は制御器がソースガスの量、サセプタ１２０の温度、工程チャンバー１１０の内の圧力、電力の大きさ等を制御することによって行ってもよい。
【００６６】
図５を参照すれば、最初に基板Ｗがサセプタ１２０の上へローディングされる（ステップＳ１０）。初期にエッチング工程を行う際には第１工程条件にしたがってシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比がポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比より高くなるように工程を行う（ステップＳ２０）。その後、一定の時間が経過後、基板Ｗがサセプタ１２０に保持されている状態で第２工程条件に変更する（ステップＳ３０）。続いて、第２工程条件にポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比がシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比より高くなるように工程を行う（ステップＳ４０）。
【００６７】
第１工程条件から第２工程条件に変更する際に、酸素ガスの供給量、サセプタ１２０の温度、又は酸素ガスの供給量とサセプタ１２０の温度とを全て変更し、ジフルオロメタン、三フッ化窒素、窒素ガスの供給量及び工程チャンバー１１０内の圧力は同様に維持することができる。プラズマを発生させるために供給される電力は同様に維持するか、または変更することができる。工程が完了したら、サセプタ１２０から基板Ｗをアンローディングする（ステップＳ５０）。
【００６８】
しかし、これと異なりジフルオロメタン、三フッ化窒素、窒素ガスの供給量及び工程チャンバー１１０内の圧力もポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比との相対的な大きさ変更に影響を及ぼさない範囲内で変更できる。
【００６９】
選択的に初期にエッチング工程を行う際に、第２工程条件にしたがって工程を遂行し、一定の時間が経過後、第１工程条件に変更して工程を行うこともできる。
【００７０】
選択的に、第１工程条件と第２工程条件とを交互に適用しながら、エッチング工程を行なってもよい。
【００７１】
上述した例では第１工程条件から第２工程条件に変更する際に、工程チャンバー１１０内の温度はサセプタ１２１の温度を調節して行われることを説明した。しかし、これに限定されず、工程チャンバー１１０の内の温度調節はウォールヒーター１１８の温度を調節することによって行われるか、またはウォールヒーター１１８とサセプタ１２１の温度を全て調節することによって行われうる。
【００７２】
また、上述した例では第１工程条件と第２工程条件とで窒素ガスの供給量が一定であることと説明した。しかし、第１工程条件から第２工程条件に工程条件を変更する際に、窒素ガスの供給量を変化させうる。窒素ガスの供給量は窒化膜のエッチング量を調節することができる。例えば、窒素の供給量を増加させて窒化膜のエッチング量を減らすことができる。したがって、第１工程条件と第２工程条件とで窒素ガスの供給量変化によってポリシリコン膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とシリコン酸化膜に対するシリコン窒化膜のエッチング選択比とを調節して、これらの相対的な大きさを調節することができる。
【００７３】
以上の説明は本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有するものであれば、本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲で多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するものではなく、単に説明するためのものであり、このような実施形態によって、本発明の技術的思想の範囲を限定するものではない。本発明の保護範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて解釈しなければならないし、それと同等な範囲内である全て技術的思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈しなければならない。
【符号の説明】
【００７４】
１００・・・工程チャンバー
２００・・・排気ユニット
３００・・・プラズマ供給部材
３１０・・・プラズマチャンバー
３２０・・・ソースガス供給部
３３０・・・電力印加部
３４０・・・流入ダクト
【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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