(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ5 Ｆ8 ガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガスを使用してマスク材のパターン形状に基づいてシリコン含有酸化物をエッチングするエッチング方法であって、
不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０２以下で、
エッチングによってシリコン含有酸化物中に、略平坦でシリコン含有酸化物からなる底部と、略垂直でシリコン含有酸化物からなる側壁部とを有し、前記側壁部と前記底部によって形成される角部が略直角な凹部を形成し、
前記角部の前記底部側に細溝状のマイクロトレンチが形成されることを抑制することを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
請求項１記載のエッチング方法において、
前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０１５以下であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載のエッチング方法において、
前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．００３以上であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項４】
請求項１〜３いずれか１項記載のエッチング方法において、
前記不活性ガスがアルゴンであることを特徴とするエッチング方法。
【請求項５】
請求項１〜４いずれか１項記載のエッチング方法において、上部電極と下部電極が対向して配置されたエッチング装置の前記下部電極に、前記シリコン含有酸化物を有する被処理物を載置し、前記下部電極に高周波電力を印加してエッチングを行うことを特徴とするエッチング方法。
【請求項６】
請求項５記載のエッチング方法において、
前記シリコン含有酸化物がシリコン酸化膜であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項７】
請求項５又は６記載のエッチング方法において、
前記高周波電力によって形成される高周波電界に対して略垂直な磁場を形成した状態でエッチングを行うことを特徴とするエッチング方法。
【請求項８】
請求項１〜７いずれか１項記載のエッチング方法において、
前記凹部の前記角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さに対する前記角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さの比（角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さ／角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さ）で表されるマイクロトレンチ係数が１．１０〜１．００であることを特徴とするエッチング方法。
【請求項９】
Ｃ5 Ｆ8 ガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガスを使用してマスク材のパターン形状に基づいてシリコン含有酸化物をエッチングするエッチング装置であって、
不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０２以下の前記混合ガスを供給し、
エッチングによってシリコン含有酸化物中に、略平坦でシリコン含有酸化物からなる底部と、略垂直でシリコン含有酸化物からなる側壁部とを有し、前記側壁部と前記底部によって形成される角部が略直角な凹部を形成し、
前記角部の前記底部側に細溝状のマイクロトレンチが形成されることを抑制することを特徴とするエッチング装置。
【請求項１０】
請求項９記載のエッチング装置において、
前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０１５以下の前記混合ガスを供給することを特徴とするエッチング装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載のエッチング装置において、
前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．００３以上の前記混合ガスを供給することを特徴とするエッチング装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１いずれか１項記載のエッチング装置において、
前記不活性ガスがアルゴンであることを特徴とするエッチング装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２いずれか１項記載のエッチング装置において、
上部電極と、前記上部電極に対向して配置された下部電極とを具備し、前記下部電極に前記シリコン含有酸化物を有する被処理物を載置し、前記下部電極に高周波電力を印加してエッチングを行うことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１４】
請求項１３記載のエッチング装置において、
前記シリコン含有酸化物がシリコン酸化膜であることを特徴とするエッチング装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４記載のエッチング装置において、
前記高周波電力によって形成される高周波電界に対して略垂直な磁場を形成する磁場形成機構を具備したことを特徴とするエッチング装置。
【請求項１６】
請求項９〜１５いずれか１項記載のエッチング装置において、
前記凹部の前記角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さに対する前記角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さの比（角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さ／角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さ）で表されるマイクロトレンチ係数が１．１０〜１．００であることを特徴とするエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細な回路構造を有する半導体装置や、その他の微細構造を有する装置を製造する際に用いられるエッチング方法及びエッチング装置に係り、特に、マスク材のパターン形状に基づいてシリコン酸化物をエッチングして略垂直な角部を有する溝等を形成するエッチング方法及びエッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば半導体装置の製造分野においては、半導体装置の微細な回路構造を形成する際に、所定のエッチングガスを使用し、このエッチングガスのプラズマを発生させ、このプラズマの作用によって、所望部位のエッチングを行う所謂ドライエッチングが多用されている。
【０００３】
また、近年においては、半導体装置以外の装置においても、微細構造を有する装置においては、機械的に切削等を行う換わりに、マスク材のパターン形状に基づいてドライエッチングにより所望部位をエッチングし、微細構造を製造することが行われている。
【０００４】
このようなドライエッチングにおいて、シリコン酸化物をプラズマエッチングする場合、例えば、炭素とフッ素とを含むガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガス、より具体的には、例えば、Ｃ5 Ｆ8 ガス、Ｏ2 ガス、Ａｒガスを含む混合ガス等が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、従来からシリコン酸化物のエッチングに際しては、Ｃ5 Ｆ8 ガス、Ｏ2 ガス、Ａｒガスを含む混合ガス等が用いられている。
【０００６】
しかしながら、本発明者等が詳査したところ、例えば、図６（ａ）に示すように、半導体ウエハＷ上に形成されたシリコン酸化膜（例えば、熱酸化膜）１０１上に所望パターンのマスク材層１０２を形成し、この後、図６（ｂ）に示すように、マスク材層１０２のパターン形状に基づいて、シリコン酸化膜１０１の露出部分を、Ｃ5 Ｆ8 ガスとＯ2 ガスとＡｒガスを含む混合ガスを用いてプラズマエッチングし、シリコン酸化膜１０１に溝（トレンチ）１０３を形成する場合、図中点線で示すように、本来は略直角な角部が形成されるはずの側壁部の麓部分  （溝１０３の底部の角部）に、不所望な溝、所謂マイクロトレンチが形成されるという問題があることが判明した。
【０００７】
ここで、上記のマイクロトレンチがどの程度生じているかを、数値で評価するには、図６に矢印Ａで示すマイクロトレンチ部分以外の平坦部のシリコン酸化膜１０１のエッチング深さと、矢印Ｂで示すマイクロトレンチ部分のシリコン酸化膜１０１のエッチング深さを測定し、これらの比（Ｂ／Ａ）（以下、マイクロトレンチ係数と言う。）を求めることによって行うことができる。なお、このマイクロトレンチ係数による評価では、マイクロトレンチ係数が略１になることが好ましいが、図６に示すような場合、後述するように、上記マイクロトレンチ係数の値は、１．１４以上となる。
【０００８】
上記のようなマイクロトレンチが発生すると、例えば、溝（トレンチ）内に配線材料やその他の材料を埋め込む際には、マイクロトレンチの部分にこの材料が充分に埋め込まれずに空間が形成されてしまうという問題が生じる可能性があり、また、機械部品等として使用する場合には、マイクロトレンチの存在により、機械的強度が低下してしまう等の問題が発生する可能性がある。このため、上記のようなマイクロトレンチの発生はできる限り抑制する必要がある。
【０００９】
本発明は、かかる従来の事情に対処してなされたもので、マイクロトレンチの発生を抑制することができ、精度良く所望形状のエッチングを行うことのできるエッチング方法及びエッチング装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、  Ｃ5 Ｆ8 ガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガスを使用してマスク材のパターン形状に基づいてシリコン含有酸化物をエッチングするエッチング方法であって、不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０２以下で、エッチングによってシリコン含有酸化物中に、略平坦でシリコン含有酸化物からなる底部と、略垂直でシリコン含有酸化物からなる側壁部とを有し、前記側壁部と前記底部によって形成される角部が略直角な凹部を形成し、前記角部の前記底部側に細溝状のマイクロトレンチが形成されることを抑制することを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のエッチング方法において、前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０１５以下であることを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載のエッチング方法において、前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．００３以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１〜３いずれか１項記載のエッチング方法において、前記不活性ガスがアルゴンであることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１〜４いずれか１項記載のエッチング方法において、上部電極と下部電極が対向して配置されたエッチング装置の前記下部電極に、前記シリコン含有酸化物を有する被処理物を載置し、前記下部電極に高周波電力を印加してエッチングを行うことを特徴とする。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項５記載のエッチング方法において、前記シリコン含有酸化物がシリコン酸化膜であることを特徴とする。
【００１７】
請求項７の発明は、請求項５又は６記載のエッチング方法において、前記高周波電力によって形成される高周波電界に対して略垂直な磁場を形成した状態でエッチングを行うことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７いずれか１項記載のエッチング方法において、前記凹部の前記角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さに対する前記角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さの比（角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さ／角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さ）で表されるマイクロトレンチ係数が１．１０〜１．００であることを特徴とする。
請求項９の発明は、Ｃ5 Ｆ8 ガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガスを使用してマスク材のパターン形状に基づいてシリコン含有酸化物をエッチングするエッチング装置であって、不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０２以下の前記混合ガスを供給し、エッチングによってシリコン含有酸化物中に、略平坦でシリコン含有酸化物からなる底部と、略垂直でシリコン含有酸化物からなる側壁部とを有し、前記側壁部と前記底部によって形成される角部が略直角な凹部を形成し、前記角部の前記底部側に細溝状のマイクロトレンチが形成されることを抑制することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項９記載のエッチング装置において、前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．０１５以下の前記混合ガスを供給することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項９又は１０記載のエッチング装置において、前記不活性ガス流量に対するＣ5 Ｆ8 ガス流量と酸素ガス流量との合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ガス流量＋酸素ガス流量）／不活性ガス流量）が０．００３以上の前記混合ガスを供給することを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項９〜１１いずれか１項記載のエッチング装置において、前記不活性ガスがアルゴンであることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項９〜１２いずれか１項記載のエッチング装置において、上部電極と、前記上部電極に対向して配置された下部電極とを具備し、前記下部電極に前記シリコン含有酸化物を有する被処理物を載置し、前記下部電極に高周波電力を印加してエッチングを行うことを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項１３記載のエッチング装置において、前記シリコン含有酸化物がシリコン酸化膜であることを特徴とする。
請求項１５の発明は、請求項１３又は１４記載のエッチング装置において、前記高周波電力によって形成される高周波電界に対して略垂直な磁場を形成する磁場形成機構を具備したことを特徴とする。
請求項１６の発明は、請求項９〜１５いずれか１項記載のエッチング装置において、前記凹部の前記角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さに対する前記角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さの比（角部のシリコン含有酸化物のエッチング深さ／角部以外のシリコン含有酸化物のエッチング深さ）で表されるマイクロトレンチ係数が１．１０〜１．００であることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を、実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図２は、本実施形態に使用したプラズマエッチング装置の概略構成を模式的に示すもので、同図において、符号１は、材質が例えばアルミニウム等からなり、内部を気密に閉塞可能に構成され、プラズマ処理室を構成する円筒状の真空チャンバを示している。
【００２０】
上記真空チャンバ１は、小径の上部１ａと大径の下部１ｂからなる段付きの円筒形状とされており、接地電位に接続されている。また、真空チャンバ１の内部には、被処理基板としての半導体ウエハＷを、被処理面を上側に向けて略水平に支持する支持テーブル（サセプタ）２が設けられている。
【００２１】
この支持テーブル２は、例えばアルミニウム等の材質で構成されており、セラミックなどの絶縁板３を介して導体の支持台４に支持されている。また支持テーブル２の上方の外周には導電性材料または絶縁性材料で形成されたフォーカスリング５が設けられている。
【００２２】
また、支持テーブル２の半導体ウエハＷの載置面には、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を配置して構成されており、電極６ａには直流電源１３が接続されている。そして電極６ａに電源１３から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が吸着されるようになっている。
【００２３】
さらに、支持テーブル２には、冷媒を循環するための冷媒流路（図示せず）と、冷媒からの冷熱を効率よく半導体ウエハＷに伝達するために半導体ウエハＷの裏面にＨｅガスを供給するガス導入機構（図示せず）とが設けられ、半導体ウエハＷを所望の温度に温度制御できるようになっている。なお、このＨｅガスのガス圧は、半導体ウエハＷのセンター部とエッジ部とに別けて独立に制御できるよう構成されている。また、真空チャンバ１内の処理空間を構成する部分に対応した部分については、トップ／ウォール／ボトムの夫々の部分について独立に温度制御できるように構成されている。
【００２４】
上記支持テーブル２と支持台４は、ボールねじ７を含むボールねじ機構により昇降可能となっており、支持台４の下方の駆動部分は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製のベローズ８で覆われ、ベローズ８の外側にはベローズカバー９が設けられている。
【００２５】
また、支持テーブル２のほぼ中央には、高周波電力を供給するための給電線１２が接続されている。この給電線１２にはマッチングボックス１１及び高周波電源１０が接続されている。高周波電源１０からは、１３．５６〜１５０ＭＨｚの範囲の高周波電力（、本実施形態では１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が、支持テーブル２に供給されるようになっている。
【００２６】
さらに、フォーカスリング５の外側には排気リング１４が設けられている。排気リング１４は、支持台４、ベローズ８を介して真空チャンバ１と電気的に導通している。
【００２７】
一方、支持テーブル２の上方の真空チャンバ１の天壁部分には、シャワーヘッド１６が、支持テーブル２と平行に対向する如く設けられており、このシャワーヘッド１６は接地されている。したがって、これらの支持テーブル２およびシャワーヘッド１６は、一対の電極として機能するようになっている。
【００２８】
上記シャワーヘッド１６は、その下面に多数のガス吐出孔１８が設けられており、且つその上部にガス導入部１６ａを有している。そして、その内部にはガス拡散用空隙１７が形成されている。ガス導入部１６ａ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を供給する処理ガス供給系１５が接続されている。
【００２９】
処理ガス供給系１５から供給されるエッチング用の処理ガスは、炭素とフッ素とを含むガス、酸素ガス、及び不活性ガスを含む混合ガスであり、本実施の形態では、Ｃ5 Ｆ8 ガスと、Ｏ2 ガスと、Ａｒガスとの混合ガスである。この処理ガスが、処理ガス供給系１５からガス供給配管１５ａ、ガス導入部１６ａを介してシャワーヘッド１６のガス拡散用空隙１７に至り、ガス吐出孔１８から吐出され、半導体ウエハＷに形成された膜のエッチングに供されるようになっている。
【００３０】
また、真空チャンバ１の下部１ｂの側壁には、排気ポート１９が形成されており、この排気ポート１９には排気系２０が接続されている。そして排気系２０に設けられた真空ポンプを作動させることにより真空チャンバ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。さらに、真空チャンバ１の下部１ｂの側壁上側には、半導体ウエハＷの搬入出口を開閉するゲートバルブ２４が設けられている。
【００３１】
一方、真空チャンバ１の上部１ａの外側周囲には、真空チャンバ１と同心状に、環状の磁場形成機構（リング磁石）２１が配置されており、支持テーブル２とシャワーヘッド１６との間の処理空間に磁場を形成するようになっている。この磁場形成機構２１は、回転機構２５によって、その全体が、真空チャンバ１の回りを所定の回転速度で回転可能とされている。
【００３２】
なお、磁場形成機構２１としては、ダイポール磁場を形成するタイプのもの、或いは、マルチポール磁場を形成するタイプのものを使用することが可能であるが、本実施形態では、高周波電界に対して略垂直なダイポール磁場を形成する磁場形成機構２１を用いている。
【００３３】
また、真空チャンバ１の処理空間に相当する部分の側壁部には、光ファイバー２８ａが接続されており、ＵＶ光源ユニット２８から、この光ファイバー２８ａを介して、真空チャンバ１内の処理空間に、所定の紫外線（ＵＶ）を照射するこてができるようになっている。このように処理空間に紫外線を照射するのは、真空チャンバ１内の抵抗値（特に高周波印加電極側）の状態によっては、高周波印加のみでは、プラズマが着火し難いためであり、高周波印加と同時に紫外線照射を行うことによって、処理ガスを励起し、電離してプラズマが着火し易くすることができる。
【００３４】
なお、上記紫外線としては、波長が短い程好ましく、例えば、波長３００ｎｍ以下のものを使用することができ、照射は、例えば０．５〜５秒程度行うことが好ましい。また、本実施形態では、光ファイバー２８ａによって、真空チャンバ１内に紫外線を導入するようになっているので２００ｎｍ以下の短い波長の紫外線でも導入路でのエネルギーの損失なく照射できる。波長が長い場合は、真空チャンバ１に窓を設け、この窓の外から真空チャンバ１内に紫外線を照射し、真空チャンバ１内に紫外線を導入することもできる。
【００３５】
上記のように構成されたプラズマエッチング装置を用いて、本実施形態では、図１（ａ）に示すように、シリコン酸化膜（熱酸化膜）１０１上に所望パターンのマスク材層１０２を形成した半導体ウエハＷを用い、マスク材層１０２のパターン形状に基づいて、シリコン酸化膜１０１の露出部分をエッチングし、溝（トレンチ）１０３を形成した。溝（トレンチ）１０３の幅は、約５．７５μｍである。
【００３６】
このエッチング手順について説明すると、まず、ゲートバルブ２４を開放し、このゲートバルブ２４に隣接して配置されたロードロック室（図示せず）を介して、搬送機構（図示せず）により半導体ウエハＷを真空チャンバ１内に搬入し、予め所定の位置に下降されている支持テーブル２上に載置する。そして、直流電源１３から静電チャック６の電極６ａに所定の電圧を印加し、半導体ウエハＷをクーロン力により吸着する。
【００３７】
この後、搬送機構を真空チャンバ１外へ退避させた後、ゲートバルブ２４を閉じ、支持テーブル２を図１に示される位置まで上昇させると共に、排気系２０の真空ポンプにより排気ポート１９を通じて真空チャンバ１内を排気する。
【００３８】
真空チャンバ１内が所定の真空度になった後、真空チャンバ１内には、処理ガス供給系１５から、Ｃ5 Ｆ8 ガスと、Ｏ2 ガスと、Ａｒガスとの混合ガスからなる処理ガスが、所定流量で導入され、真空チャンバ１内が所定の圧力、例えば１．３３〜１３３Ｐａ（１０〜１０００ｍＴｏｒｒ）、本実施形態では、１３．３Ｐａ（１００ｍTorr）又は５．３２Ｐａ（４０ｍTorr）に保持される。
【００３９】
そして、この状態で高周波電源１０から、支持テーブル２に、所定周波数、本実施形態では１３．５６ＭＨｚの高周波電力を供給するとともに、プラズマの着火時には、前述したＵＶ光源ユニット２８から紫外線の照射を行う。
【００４０】
この場合に、下部電極である支持テーブル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と下部電極である支持テーブル２との間の処理空間には高周波電界が形成されるとともに、磁場形成機構２１による磁場が形成され、この状態でプラズマによるシリコン酸化膜１０１のエッチングが行われる。
【００４１】
そして、所定のエッチング処理が実行されると、高周波電源１０からの高周波電力の供給が停止し、エッチング処理を停止して、上述した手順とは逆の手順で、半導体ウエハＷを真空チャンバ１外に搬出する。
【００４２】
ここで、上記のエッチングにおけるさらに詳細なエッチング条件は、以下のとおりである。
【００４３】
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝６／４／１０００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０１（１％））
圧力＝１３．３Ｐａ（１００ｍTorr）
高周波出力＝１５００Ｗ
電極間ギャップ＝２７ｍｍ
バックヘリウム圧力（センター／エッジ）＝５３２０／２６６００Ｐａ（４／２０Torr）
温度（トップ／ウォール／ボトム）＝６０／６０／３０℃
【００４４】
この結果、図１（ｂ）に示すように、ほとんどマイクロトレンチが生じることなく、側壁部の麓部分が略直角な角部とされた形状を得ることができた。マイクロトレンチ係数（Ｂ／Ａ）は約１．０３（Ａ＝４．８４μｍ、Ｂ＝５．００μｍ）であった。
【００４５】
図３，４は、上記のシリコン酸化膜１０１のエッチングにおいて、Ａｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒを変化させた場合のエッチングレートの変化の様子（図３の実線Ｃ）、エッチングレート均一性（面内均一性）の変化の様子（図３の実線Ｄ）、及び、マイクロトレンチ係数の変化の様子（図４の実線Ｅ）を示したものである。
【００４６】
なお、図３において、上記実線Ｃ，Ｄが、Ｐ1 ，Ｐ2 と、Ｐ3 ，Ｐ4 に、途中で２つに別れているのは、図中左側のＰ1 ，Ｐ2 実線の場合、圧力を１３．３Ｐａ（１００ｍTorr）とし、図中右側のＰ3 ，Ｐ4 実線の場合、圧力を５．３２Ｐａ（４０ｍTorr）として異なる圧力としたためである。
【００４７】
また、Ｐ1 における各ガスの具体的な流量は、前述したとおりの、
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝６／４／１０００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０１（１％））
であり、Ｐ2 とＰ3 は同じで、
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝６／４／５００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０２（２％））
であり、Ｐ4 は、
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝１２／９／５００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０４（４％））
である。
【００４８】
また、マイクロトレンチ係数（Ｂ／Ａ）及びＡ，Ｂの具体的な値は、Ｐ1 については前記したとおりでおり、Ｐ2 のマイクロトレンチ係数（Ｂ／Ａ）は約１．１０（Ａ＝５．４３μｍ、Ｂ＝５．９９μｍ）、Ｐ3 のマイクロトレンチ係数  （Ｂ／Ａ）は約１．１０（Ａ＝５．８７μｍ、Ｂ＝６．４６μｍ）、Ｐ4 のマイクロトレンチ係数（Ｂ／Ａ）は約１．１５（Ａ＝７．３０μｍ、Ｂ＝８．３７μｍ）であった。
【００４９】
図４の実線Ｅに示されるように、マイクロトレンチ係数は、Ａｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ）の値が低い方が良好になる傾向にある。マイクロトレンチ係数は、１．１０〜１．００とすることが好ましく、このため、Ａｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率  （（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ）の値は、好ましくは０．０２（２％）以下とし、さらに好ましくは０．０１５（１．５％）以下とする。
【００５０】
一方、図３の実線Ｃに示されるように、上記のＡｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ）の値が低くなるとエッチングレートが低下する傾向にあり、また、図３の実線Ｄに示されるように、この値が低くなるとエッチングレート均一性（面内均一性）が悪化する傾向にある。このため、Ａｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ）の値は、０．００３（０．３％）程度以上とすることが好ましい。
【００５１】
なお、以上のような構成の混合ガスを選択することによって、マイクロトレンチの形成が抑制されるメカニズムは、以下のように推測される。
【００５２】
すなわち、マイクロトレンチが形成される一因として、エッチングに伴う堆積物が図６（ｂ）に示される矢印Ａの部分（溝１０３の平坦な部分）に多く堆積してエッチングレートを低下させ、このような堆積物が少ない矢印Ｂの部分（マイクロトレンチの部分）のエッチングレートとの間に差ができることが考えられる。そして、上記のようにＡｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒを低下させ、混合ガスの中のＡｒの量を増大させると、Ａｒによるスパッタ作用により上記の堆積物が除かれ、上記のエッチングレートの差が解消されることにより、マイクロトレンチの形成が抑制されるものと推測される。
【００５３】
図５は、図１の場合とは異なり、溝（トレンチ）の幅が狭い（幅＝約０．６μｍ）場合のパターンについて、エッチングを行った場合のＡｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒと、エッチングレート  （実線Ｆ）及びマイクロトレンチ係数（実線Ｇ）との関係を示したものである。なお、エッチング条件は、流量比率については、
【００５４】
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝６／４／５００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０２（２％））
及び、
Ｃ5 Ｆ8 ／Ｏ2 ／Ａｒ＝６／４／８００ｓｃｃｍ
（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ＝０．０１２５（１．２５％））
であり、その他の条件は、
圧力＝１５．９６Ｐａ（１２０ｍTorr）
高周波出力＝１４００Ｗ
電極間ギャップ＝２７ｍｍ
バックヘリウム圧力（センター／エッジ）＝９３１／５３２０Ｐａ（７／４０Torr）
温度（トップ／ウォール／ボトム）＝６０／６０／２０℃
である。
【００５５】
同図に示されるとおり、溝（トレンチ）の幅が狭い場合についても、Ａｒの流量に対するＣ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 合計流量の比率（（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒ）の値を０．０２（２％）以下とすることによって、マイクロトレンチ係数を１．１以下の良好な状態とすることができた。
【００５６】
なお、上記の実施形態では、炭素とフッ素とを含むガスとして、Ｃ5 Ｆ8 を用いた場合について説明したが、炭素とフッ素とを含むガスとしては、例えば、Ｃ4 Ｆ6 、Ｃ3 Ｆ8 、Ｃ4 Ｆ8 等の他の各種のガスも使用することができる。また、上記の実施形態では、不活性ガスとして、Ａｒを用いた場合について説明したが、不活性ガスとしては、例えば、Ｘｅ、Ｋｒ等の他の不活性ガスも使用することができる。
【００５７】
また、上記の実施形態では、エッチングするシリコン酸化物として、半導体ウエハＷに形成された熱酸化膜をエッチングした場合について説明したが、シリコン酸化物は、熱酸化膜に限らず、ＣＶＤ膜やＳＯＧ膜、或いは石英等にも同様にして適用することができ、リン、ボロン等の不純物を含むものであってもよい。また、半導体ウエハＷ上のシリコン酸化物に限らず、あらゆるシリコン酸化物に適用することができる。
【００５８】
また、シリコン酸化膜のみならず、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＦなどの無機ＬｏｗＫ膜として知られるシリコン含有酸化物に対しても、適用することができる。
【００５９】
また、マスク材としてはレジストなどの有機材料が用いられるが、エッチング量が大きい場合は、マスク材がエッチングされてマスクとして機能しなくなる場合がある。そのような場合はシリコン窒化膜などの耐エッチング性の大きい窒化膜などの無機材料膜を用いることができる。
【００６０】
さらに、エッチングに使用するエッチング装置は、例えば、上部電極と下部電極の双方に高周波電圧を印加するタイプのものや、ＥＣＲプラズマエッチング装置、ヘリコン波プラズマエッチング装置、ＴＣＰ形プラズマエッチング装置、誘導結合形プラズマエッチング装置等、あらゆる装置を使用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、マイクロトレンチの発生を抑制することができ、精度良く所望形状のエッチングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング方法の一実施形態を説明するための図。
【図２】本発明の一実施形態に使用するプラズマ処理装置の概略構成を示す図。
【図３】（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒとエッチングレート及びエッチングレート均一性との関係を示す図。
【図４】（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒとマイクロトレンチ係数との関係を示す図。
【図５】トレンチの幅が狭い場合の（Ｃ5 Ｆ8 ＋Ｏ2 ）／Ａｒとマイクロトレンチ係数との関係を示す図。
【図６】本発明の解決課題を説明するための図。
【符号の説明】
Ｗ……半導体ウエハ、１０１……シリコン酸化膜（熱酸化膜）、１０２……マスク材層、１０３……溝（トレンチ）。
【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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