(57)【要約】【課題】  フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンを用いたシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法において、十分なエッチング速度とエッチング選択比を安定して得ることができる、プラズマエッチング方法を提供する。【解決手段】  フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種と、フッ化カルボニルとを含む処理ガスを用いることを特徴とする、シリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種と、フッ化カルボニルとを含む処理ガスを用いることを特徴とする、シリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
【請求項２】
前記フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンが、不飽和度２以上の炭素結合を有する化合物である、請求項１に記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
【請求項３】
前記フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンの炭素数が４、５又は６である、請求項１又は２に記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
【請求項４】
シリコン窒化膜、シリコン膜及び有機膜からなる群から選ばれる少なくとも１種に対して、シリコン酸化膜を選択的にエッチングするものである、請求項１〜３のいずれかに記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種と、フッ化カルボニルとを含む処理ガスを用いて、シリコン酸化膜を選択的にプラズマエッチングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造においては、シリコン化合物膜〔例えば、ＳｉＯ２膜、Ｓｉ３Ｎ４（ＳｉＮ）膜、ＳｉＣ膜等〕を所望の形状に微細加工する際、処理ガスを用いてプラズマエッチングを行う工程がある。プラズマエッチングを行う際には、加工の対象とするシリコン化合物膜と、同一基板上に混在する加工不要（非加工対象）のシリコン化合物膜や有機膜とのエッチング選択性が重要となる。
【０００３】
例えば、ＣＭＯＳトランジスタの作製においては、シリコン基板にトレンチを形成する際、フォトレジストに対するシリコンのエッチング選択性が大きい方がよい。また、ゲートを形成する際には、シリコン酸化物膜（ＳｉＯ２膜）に対する多結晶シリコンの選択性が求められる。さらに、セルフアラインコンタクトホールの形成においては、スペーサーのシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）等に対して、シリコン酸化膜のエッチングの方が早く進むことが要求される。
【０００４】
従来、こうした加工対象と非加工対象のシリコン化合物の種類や組み合わせに対して、エッチング速度とエッチング選択性の要求を満たすために、様々なプラズマエッチング用の処理ガスが提案されている。例えば、非特許文献１や特許文献１には、シリコン酸化膜のエッチングには、一般的に、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８等のフルオロカーボンや、ＣＨ３Ｆ、Ｃ５ＨＦ７等のハイドロフルオロカーボンが好適であることが記載されている。
【０００５】
ところで、これらのフルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンのみを処理ガスとして用いると、基板上に、ＣＦｘ（ｘは１〜３の整数を表す。）がプラズマ重合して、重合膜が形成されてしまい、エッチングが進行しなくなる。そのため、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンは、通常、アルゴン等の希ガスや、酸素と混合して用いられている。
ここで希ガスは、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンを希釈することを目的に用いられる。
また酸素は、前記ＣＦｘの量を制御するために用いられ、ＣＦｘ量の制御は、通常、混合する酸素の流量を調整することにより行われる。すなわち、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンに対する酸素混合流量を少しずつ増加させていくと、重合速度が徐々に低下していき、やがて、シリコン酸化膜のエッチングが優先して起こるようになる。しかしながら、酸素混合流量を更に増加させていくと、シリコン窒化膜等のエッチング速度も上昇し、シリコン酸化膜のみを選択的にエッチングすることが困難になる（非特許文献２）。
【０００６】
このように、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンと酸素との混合ガスを処理ガスとして用いるプラズマエッチングにおいては、十分なエッチング速度とエッチング選択比が同時に得られる酸素混合流量域は、非常に限られた範囲である。
【０００７】
また、一般的に、不飽和結合を有しないフルオロカーボンやハイドロフルオロカーボン（ガス）より、不飽和結合を有するガスの方が重合膜を形成しやすく、さらに炭素数の少ないガスより、炭素数の多いガスの方が重合膜を形成しやすい。従って、不飽和結合を有し、炭素数が多い（炭素数３以上）ガスは非常に重合膜を形成しやすく、エッチングを行うための酸素混合流量の制御が極めて困難となる。
そのため、かかるガスを用いるプラズマエッチングにおいては、十分なエッチング速度とエッチング選択比を得るために適当な酸素混合流量の範囲は、更に狭く限られた範囲となる。
【０００８】
十分なエッチング速度とエッチング選択比を同時に得るための酸素混合流量域が狭い場合には、半導体製造におけるエッチング工程等において、マスフローコントローラーの流量ドリフトの影響や、エッチング装置の個体性能差等によって、エッチング結果が大きくばらつき、歩留まりの低下を招くことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５４４０１７０号
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｎｉｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｓｅｃｏｎｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ（２００７），２１−４３ｐ
【非特許文献２】辰巳哲也，「フロロカーボンプラズマを用いた酸化膜エッチングプロセスの制御に関する研究」，慶應義塾大学（２０００），８６〜８７ｐ  博士論文
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記した従来技術に鑑みてなされたものであり、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンを用いるシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法において、十分なエッチング速度とエッチング選択比を安定して得ることができる、プラズマエッチング方法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】
【００１２】
本発明者は、上記課題を解決すべく、フルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンを用いたシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法について鋭意検討した。その結果、プラズマエッチング用の処理ガスとして、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種に、フッ化カルボニルを混合したものを用いると、十分なエッチング速度とエッチング選択比が同時に得られるフッ化カルボニル混合流量域が、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種と酸素を組み合わせて用いる場合の酸素混合流量域に比して広くなり、結果として、十分なエッチング速度と高いエッチング選択性が確保されたプラズマエッチングを安定して行うことができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
かくして本発明によれば、下記（１）〜（４）のプラズマエッチング方法が提供される。
【００１３】
（１）フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種と、フッ化カルボニルとを含む処理ガスを用いることを特徴とする、シリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
（２）前記フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンが、不飽和度２以上の炭素結合を有する化合物である、（１）に記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
（３）前記フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンの炭素数が、４、５又は６である、（１）又は（２）に記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
（４）シリコン窒化膜、シリコン膜及び有機膜からなる群から選ばれる少なくとも１種に対して、シリコン酸化膜を選択的にエッチングするものである、（１）〜（３）のいずれかに記載のシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のプラズマエッチング方法によれば、優れたエッチング速度でシリコン酸化膜を選択的にエッチングすることができる。
本発明のプラズマエッチング方法は、十分なエッチング速度とエッチング選択比を同時に得るための、フルオロカーボン等に対するフッ化カルボニル混合流量域の範囲が広い。従って、半導体製造におけるエッチング工程において、マスフローコントローラーの流量ドリフトの影響や、エッチング装置の個体性能差等によって、エッチング結果が大きくばらつくことがない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１のフッ化カルボニル（Ｃ５ＨＦ７）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係、及び、比較例１の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係を示すグラフ図である。
【図２】実施例２のフッ化カルボニル（Ｃ５Ｆ８）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係、及び、比較例２の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係を示すグラフ図である。
【図３】実施例３のフッ化カルボニル（Ｃ４Ｆ６）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係、及び、比較例３の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係を示すグラフ図である。
【図４】実施例１のフッ化カルボニル（Ｃ５ＨＦ７）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係、及び、比較例１の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係を示すグラフ図である。
【図５】実施例２のフッ化カルボニル（Ｃ５Ｆ８）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係、及び、比較例２の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施例３のフッ化カルボニル（Ｃ４Ｆ６）の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係、及び、比較例３の酸素の流量（ｓｃｃｍ）とエッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明は、フルオロカーボン及びハイドロフルオロカーボンから選ばれる少なくとも１種（以下、「フルオロカーボン等」ということがある。）と、フッ化カルボニルとを含む処理ガスを用いることを特徴とする、シリコン酸化膜のプラズマエッチング方法である。
本発明のエッチング方法によれば、優れたエッチング速度でシリコン酸化膜を選択的にエッチングすることができる。
【００１７】
本発明において「プラズマエッチング」とは、処理ガスに高周波の電場を印加してグロー放電を起こし、処理ガスを化学的に活性なイオン、電子、中性種に分離させて、これらの活性種とエッチング対象材料との化学的反応及び物理的衝突による反応を利用してエッチングを行うことをいう。
本発明のエッチング対象物である「シリコン酸化膜」としては、例えば、ＳｉО２膜、ＳｉＯＣ膜、ＳｉＯＣＨ膜等の酸素原子を含有するシリコン化合物からなる膜が挙げられる。
【００１８】
特に、本発明においては、シリコン酸化膜と、シリコン窒化膜、シリコン膜及び有機膜からなる群から選ばれる少なくとも１種（以下、これらを「シリコン窒化膜等」ということがある。）と、が存在する対象物をプラズマエッチングした場合に、シリコン窒化膜等に対してシリコン酸化膜を選択的にエッチングすることができる。
「シリコン窒化膜」としては、Ｓｉ３Ｎ４（ＳｉＮ）、ＳｉＣＮ等の窒素原子を含有するシリコン化合物の膜が挙げられる。
「シリコン膜」としては、結晶シリコンや多結晶シリコン、アモルファスシリコン等の膜が挙げられる。
また、「有機膜」としては、フォトレジストや、アモルファスカーボン等の炭素系材料の膜が挙げられる。
【００１９】
上述の通り、従来技術では、フルオロカーボン等を用いた場合にＣＦｘ（ｘは１〜３の整数を表す。）がプラズマ重合して形成されることがある重合膜の量を制御するために酸素を混合させるが、酸素はフルオロカーボンの種類に限定されることなく用いられる。本発明では、酸素の代わりにフッ化カルボニルを使用するが、この場合も、フッ化カルボニルはフルオロカーボン等の種類に限定されることなく用いられる。しかし、本発明に用いるフルオロカーボン等は、重合膜形成を起こしやすいガスを用いた場合ほど高い効果が得られることから、不飽和炭素結合を有するものであるのが好ましく、不飽和度が２以上のフルオロカーボン又はハイドロフルオロカーボンであるのがより好ましく、炭素数が４、５又は６であり、不飽和度が２以上のフルオロカーボン又はハイドロフルオロカーボンであるのがさらに好ましく、ガスとして取り扱う必要性の観点より、炭素数が４、５又は６であり、不飽和度が２以上４以下のフルオロカーボン又はハイドロフルオロカーボンであるのがさらにより好ましい。
【００２０】
より具体的には、ヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）、ヘキサフルオロ−１−ブチン（Ｃ４Ｆ６）、ヘキサフルオロ−２−ブチン（Ｃ４Ｆ６）、オクタフルオロ−２−ペンチン（Ｃ５Ｆ８）、オクタフルオロ−１，３−ペンタジエン（Ｃ５Ｆ８）、オクタフルオロ−１，４−ペンタジエン（Ｃ５Ｆ８）、デカフルオロ−２，４−ヘキサジエン（Ｃ６Ｆ１０）、デカフルオロ−１，５−ヘキサジエン（Ｃ６Ｆ１０）等の鎖状構造を有する不飽和フルオロカーボン；ヘキサフルオロシクロブテン（Ｃ４Ｆ６）、オクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）、デカフルオロシクロヘキセン（Ｃ６Ｆ１０）、ヘキサフルオロベンゼン（Ｃ６Ｆ６）等の環状構造を有する不飽和フルオロカーボン；
１，１，２，４，４−ペンタフルオロ−１，３ブタジエン（Ｃ４ＨＦ５）等の鎖状構造を有する不飽和フルオロハイドロカーボン；１，３，３，４，４−ペンタフルオロシクロブテン（Ｃ４ＨＦ５）、１，３，３，４，４，５，５−ヘプタフルオロシクロペンテン（Ｃ５ＨＦ７）等の環状構造を有するフルオロハイドロカーボン；等が挙げられる。
これらの中でも、本発明の効果をより得られやすいことから、ヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）、オクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）、１，３，３，４，４，５，５−ヘプタフルオロシクロペンテン（Ｃ５ＨＦ７）が特に好ましい。
【００２１】
また、処理ガスは、本発明の効果を妨げない範囲で、さらに他のガスを含んでいてもよい。他のガスとしては、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、キセノン等の希ガス；酸素；等が挙げられる。
【００２２】
本発明のプラズマエッチング方法は、プラズマエッチング装置を用いて行うことができる。
プラズマエッチング装置としては、市販されている装置を用いればよく、ヘリコン波方式、高周波誘導方式、平行平板タイプ、マグネトロン方式及びマイクロ波方式等の装置が挙げられる。本発明においては、高密度領域のプラズマ発生が容易な平行平板タイプ、高周波誘導方式及びマイクロ波方式の装置が好適に使用されるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００２３】
プラズマエッチングの条件は、例えば、平行平板タイプで上部電極が６０ＭＨｚ、下部電極が２ＭＨｚで、これらの電極間の距離が３５ｍｍである高周波プラズマエッチング装置を用いる場合、上部電極への供給電力は２００Ｗ〜２０００Ｗ、下部電極への供給電力は０Ｗ〜６００Ｗの範囲で自由に組み合わせることができる。
基板温度はヘリウムガスと冷却装置を用いて制御を行うことが好ましい。制御温度は、通常−５０℃〜＋６０℃、より好ましくは−２０℃〜＋４０℃、更に好ましくは−１０℃〜＋２０℃の範囲である。
【００２４】
エッチング時における被処理基板の到達温度は、特に限定されるものではないが、好ましくは０〜３００℃、より好ましくは６０〜２５０℃、さらに好ましくは８０〜２００℃の範囲である。エッチング処理の時間は、一般的には５〜１０分である。
プラズマエッチング装置の反応チャンバー内の圧力は、通常１Ｐａ〜１０Ｐａの範囲である。
【００２５】
処理ガスを構成する各ガスは、それぞれ独立して、通常、ボンベ等の容器に充填されて運搬され、ドライエッチング設備（ドライエッチングチャンバー）に接続、設置される。そして、該ボンベのバルブを開くことにより、各ガスが、プラズマの作用を受けるドライエッチングチャンバー内に導入され、各ガスにプラズマが作用し、ドライエッチングが進行する。
【００２６】
処理ガスの導入速度は、エッチング対象や条件等にもよるが、例えば、フルオロカーボン等を１０ｓｃｃｍとすると、通常、フッ化カルボニルは１０〜１００ｓｃｃｍの範囲、アルゴン等の不活性ガスは１００〜３００ｓｃｃｍの範囲である。
【００２７】
本発明においては、十分なエッチング速度とエッチング選択比が同時に得られる、フルオロカーボン等に対するフッ化カルボニルの混合流量域（使用量の幅）を、フッ化カルボニルの代わりに酸素を用いた場合に比して、非常に広い領域に設定することができる。
【００２８】
例えば、処理ガスとして、ヘプタフルオロシクロペンテンと酸素を用いた場合、シリコン窒化膜に対するシリコン酸化膜のエッチング選択比を５以上とするには、ヘプタフルオロシクロペンテンの流量を１０ｓｃｃｍとした場合、酸素混合流量範囲を、約２３〜３４ｓｃｃｍとしなければならない（比較例１及び図１参照）。つまり、酸素混合流量の幅は約１１ｓｃｃｍである。
一方、酸素の代わりにフッ化カルボニルを用いた場合には、シリコン窒化膜に対するシリコン酸化膜のエッチング選択比を５以上とするには、ヘプタフルオロシクロペンテンの流量を１０ｓｃｃｍとした場合、フッ化カルボニルの混合流量範囲は、約４６〜８７ｓｃｃｍでよい（実施例１及び図１参照）。つまり、フッ化カルボニル混合流量の幅は約４１ｓｃｃｍである。
なお本発明における選択比とは、シリコン酸化物膜のエッチング速度をシリコン窒化物膜やシリコン膜のそれで除したものとして定義する。
【００２９】
このように、フッ化カルボニルを用いる場合には、酸素を用いた場合に比して、混合流量範囲を広く（本例においては約４倍程度）設定できるため、エッチング工程において、マスフローコントローラーの流量ドリフトの影響や、エッチング装置の個体性能差等によって、エッチング結果が大きくばらつくことがなく、歩留りが向上する。
また、エッチング速度も、１２５ｎｍ／分以上、好ましくは１４５ｎｍ／分以上、より好ましくは３３０ｎｍ／分以上を確保することができる。
【実施例】
【００３０】
以下に、実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
＜実施例１＞
シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、及び多結晶シリコン膜を有するシリコン基板片を、同時にプラズマエッチング装置に導入し、下記エッチング条件にてプラズマエッチングを行った。エッチング前後の各膜厚の変化から、エッチング速度及びエッチング選択比を算出した。尚エッチング選択比は、シリコン酸化膜のエッチング速度を、選択対象とする各膜のエッチング速度で割ることで求めた。
【００３２】
＜エッチング条件＞
・エッチング装置：６０ＭＨｚの上部電極と、２ＭＨｚの下部電極を３５ｍｍの間隔で設置した、平行平板タイプのプラズマエッチング装置を使用した。
（実施例１−１）
上部電極の電力を６００Ｗ、下部電極の電力を２４０Ｗとし、チャンバー内圧力を２Ｐａで一定にし、下部の冷却は冷却ユニットを０℃とし、ヘリウム圧力を１０００Ｐａに設定し、６０秒間行った。
処理ガスとして、ヘプタフルオロシクロペンテン（Ｃ５ＨＦ７）を１０ｓｃｃｍ、アルゴンを２００ｓｃｃｍ、フッ化カルボニルを４５ｓｃｃｍを、プラズマ装置に導入した。
【００３３】
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１４９ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は３７ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は２４ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して４．０であり、多結晶シリコンに対して６．２であった。
【００３４】
（実施例１−２）
実施例１−１において、フッ化カルボニルの流量を５０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１２９ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は１７ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は２９ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．５であり、多結晶シリコンに対して４．５であった。
【００３５】
（実施例１−３）
実施例１−１において、フッ化カルボニルの流量を６０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３３９ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は５１ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は４５ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して６．６であり、多結晶シリコンに対して７．５であった。
【００３６】
（実施例１−４）
実施例１−１において、フッ化カルボニルの流量を７０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３７９ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は６５ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５０ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して５．９であり、多結晶シリコンに対して７．５であった。
【００３７】
（実施例１−５）
実施例１−１において、フッ化カルボニルの流量を８０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３８０ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は６９ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５５ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して５．５であり、多結晶シリコンに対して７．０であった。
【００３８】
（実施例１−６）
実施例１−１において、フッ化カルボニルの流量を９０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は４１０ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は８５ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５９ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して４．８であり、多結晶シリコンに対して７．０であった。
【００３９】
＜実施例２＞
（実施例２−１）
実施例１−１において、処理ガスのヘプタフルオロシクロペンテン（Ｃ５ＨＦ７）をオクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）に変更し、オクタフルオロシクロペンテンの流量を１０ｓｃｃｍとし、フッ化カルボニルの流量を２０ｓｃｃｍとすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３１８ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は３６ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は３８ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して８．８であり、多結晶シリコンに対して８．４であった。
【００４０】
（実施例２−２）
実施例２−１において、フッ化カルボニルの流量を３０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３８２ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は５０ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．７であり、多結晶シリコンに対して７．５であった。
【００４１】
（実施例２−３）
実施例２−１において、フッ化カルボニルの流量を４０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３８２ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は６８ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は６１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して５．６であり、多結晶シリコンに対して６．２であった。
【００４２】
（実施例２−４）
実施例２−１において、フッ化カルボニルの流量を５０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３８７ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は８７ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は６８ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して４．５であり多結晶シリコンに対して５．７であった。
【００４３】
＜実施例３＞
（実施例３−１）
実施例１−１において、処理ガスのヘプタフルオロシクロペンテン（Ｃ５ＨＦ７）をヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）に変更し、ヘキサフルオロ−１，３−ブタジエンの流量を１０ｓｃｃｍとし、フッ化カルボニルの流量を１０ｓｃｃｍとすること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１１３ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は８ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は２０ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して１４．２であり多結晶シリコンに対して５．６であった。
【００４４】
（実施例３−２）
実施例３−１において、フッ化カルボニルの流量を２０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例３−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３２０ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は３６ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は２８ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して８．９であり多結晶シリコンに対して１１．４であった。
【００４５】
（実施例３−３）
実施例３−１において、フッ化カルボニルの流量を３０ｓｃｃｍにすること以外は、実施例３−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３５２ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は５２ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は４０ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して６．８であり多結晶シリコンに対して８．７であった。
【００４６】
（実施例３−４）
実施例３−１において、フッ化カルボニルの流量を３５ｓｃｃｍにすること以外は、実施例３−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３４６ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は５８ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は４６ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して６．０であり多結晶シリコンに対して７．５であった。
【００４７】
＜比較例１＞
（比較例１−１）
実施例１−１において、処理ガスとして、フッ化カルボニルの代わりに酸素を２５ｓｃｃｍ、プラズマ装置に導入すること以外は、実施例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１３７ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は１９ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は４２ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．２であり、多結晶シリコンに対して３．２であった。
【００４８】
（比較例１−２）
比較例１−１において、酸素の流量を３０ｓｃｃｍにすること以外は、比較例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は２７７ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は３５ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は３４ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．８であり、多結晶シリコンに対して８．１であった。
【００４９】
（比較例１−３）
比較例１−１において、酸素の流量を４０ｓｃｃｍにすること以外は、比較例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３１５ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は８７ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５２ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して３．６であり、多結晶シリコンに対して６．０であった。
【００５０】
（比較例１−４）
比較例１−１において、酸素の流量を５０ｓｃｃｍにすること以外は、比較例１−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は２７１ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は２３７ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は８１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して１．２であり、多結晶シリコンに対して３．３であった。
【００５１】
＜比較例２＞
（比較例２−１）
実施例２−１において、処理ガスとして、フッ化カルボニルの代わりに酸素を１０ｓｃｃｍ、プラズマ装置に導入すること以外は、実施例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１５５ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は２２ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は４１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．２であり、多結晶シリコンに対して３．８であった。
【００５２】
（比較例２−２）
比較例２−１において、酸素の流量を１５ｓｃｃｍにすること以外は、比較例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３２３ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は４２ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は５０ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．８であり、多結晶シリコンに対して６．４であった。
【００５３】
（比較例２−３）
比較例２−１において、酸素の流量を２０ｓｃｃｍにすること以外は、比較例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３４２ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は４８ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は６１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して７．１であり、多結晶シリコンに対して５．６であった。
【００５４】
（比較例２−４）
比較例２−１において、酸素の流量を２５ｓｃｃｍにすること以外は、比較例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は３２７ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は６９ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は７３ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して４．８であり、多結晶シリコンに対して４．５であった。
【００５５】
＜比較例３＞
（比較例３−１）
実施例２−１において、処理ガスとして、オクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）の代わりにヘキサフルオロ−１，３−ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）をプラズマ装置に導入し、フッ化カルボニルの代わりに酸素を１０ｓｃｃｍとすること以外は、実施例２−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は１２１ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は１０ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は２１ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して１２．３であり、多結晶シリコンに対して５．７であった。
【００５６】
（比較例３−２）
比較例３−１において、酸素の流量を３０ｓｃｃｍとすること以外は、比較例３−１と同じ条件でエッチングを行った。
エッチングの結果、シリコン酸化膜のエッチング速度は２７９ｎｍ／分、シリコン窒化膜のエッチング速度は１１８ｎｍ／分、多結晶シリコン膜のエッチング速度は７６ｎｍ／分であった。
シリコン酸化膜のエッチング選択比は、シリコン窒化膜に対して２．４であり、多結晶シリコンに対して３．７であった。
【００５７】
実施例及び比較例の結果（フッ化カルボニル又は酸素の流量；シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、多結晶シリコンのエッチング速度；シリコン酸化膜の、シリコン窒化膜及び多結晶シリコンに対する、それぞれのエッチング選択比）を、下記表１にまとめて示した。
【００５８】
【表１】
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【００５９】
また、実施例１、２、３の、フッ化カルボニルの流量（ｓｃｃｍ）と、エッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係を示すグラフをそれぞれ図１、２、３に、実施例１、２、３のフッ化カルボニルの流量（ｓｃｃｍ）と、エッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係を示すグラフを、それぞれ図４、５、６に（丸いドットで）示す。併せて、比較例１、２、３の、酸素流量（ｓｃｃｍ）と、エッチング選択比（ＳｉＯ２／ＳｉＮ）との関係を示すグラフをそれぞれ図１、２、３に、酸素流量（ｓｃｃｍ）と、エッチング選択比（ＳｉＯ２／Ｓｉ）との関係を示すグラフを、それぞれ図４、５、６に（四角いドットで）示す。
【００６０】
一般的に、エッチング選択比は５以上であることが好ましく、図１〜６のグラフから、実施例１、２、３における「シリコン窒化膜又は多結晶シリコンに対するシリコン酸化膜のエッチング選択比が５以上であるフッ化カルボニル（又は酸素）の流量範囲」が、比較例１、２、３におけるそれに比して、それぞれ１．５倍以上になっていることがわかる。
すなわち、処理ガスにフッ化カルボニルを用いると、シリコン窒化膜やシリコン膜に対するシリコン酸化膜のエッチング選択比が５以上となる流量範囲が、酸素を用いた場合に比して１．５倍以上に広くなり、更にエッチング速度もフッ化カルボニルを用いない条件とほぼ同じ速度を保っていることがわかる。かかる効果を示すフッ化カルボニル流量範囲が広くなることにより、十分なエッチング速度と高いエッチング選択性を確保したシリコン酸化膜のプラズマエッチングを、安定して行うことができることがわかる。よって、半導体製造におけるエッチング工程等において、エッチング結果のばらつき、それによる歩留まりの低下を有効に抑えることができる。
【００６１】
以上のように、本発明によれば、シリコン窒化膜に対してもシリコンに対しても、いずれも同じフッ化カルボニルの流量条件の下で、エッチング速度を高く保ちつつ、かつ、シリコン酸化膜の高いエッチング選択比を得ることができ、フッ化カルボニルの流量範囲を著しく広くすることができる。よって、例えば、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜が混在する基板や、シリコン酸化膜とシリコンが混在する基板のみならず、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜及びシリコンが混在する基板においても、選択的にシリコン酸化膜をエッチングすることができること、その際のフッ化カルボニルの流量範囲を広くすることができることが推認できる。
【００６２】
また、一般的にプラズマ中の遊離フッ素の相対的な量がシリコン窒化膜、シリコン及び有機膜のエッチングに主として寄与することがわかっており、シリコン窒化膜、シリコン、有機膜は、共通のエッチングメカニズムを有している。従って本発明の効果は、有機膜に対するシリコン酸化膜のエッチング選択比が要求される場合においても、適用することが可能であると考えられる。
【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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