JP2002367958A

JP2002367958A - ドライエッチング方法及びこのドライエッチング方法を用いた半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2002367958A
Application number: JP2001177811A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kawano; 裕行川野
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: JP3661851B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ドライエッチング工程におけるコンディショ
ンの変化を正確に把握することができ、寸法精度の向上
に対応することができる。【解決手段】エッチングチャンバー２１内のプラズマ
の発光状態を発光分光器２６によって測定し、測定され
たプラズマの発光状態に基づいて、エッチングチャンバ
ー２１内の初期化状態を決定するため、エッチングチャ
ンバー２１内のプラズマの状態の変化によるドライエッ
チング時に形成される線幅の寸法シフトのばらつきを低
減することができ、半導体基板の高集積化に対応するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ドライエッチング
方法及びこのドライエッチング方法を用いて製造される
半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、半導体基板上
の半導体層を素子分離するために用いられるシリコンナ
イトライド膜をドライエッチングしてパターン形成する
ドライエッチング方法及びこのドライエッチング方法を
用いた半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＬＯＣＯＳ法、ＳＴＩ法等を用い
て半導体基板上に形成された半導体膜の素子分離を行う
際には、パターニングされたシリコンナイトライド膜が
用いられる。すなわち、ＬＯＣＯＳ法では、熱酸化によ
る素子分離領域を形成する際に、素子分離領域以外の領
域が酸化されることを防止する酸化防止膜としてシリコ
ンナイトライド膜が用いられ、また、ＳＴＩ法では、Ｃ
ＶＤ法により半導体基板の全面に堆積された絶縁膜に対
して、ＣＭＰ法を用いて素子分離領域以外の領域の絶縁
膜を除去する際に、素子分離領域の絶縁膜が除去される
ことを防止するためのストッパー膜としてシリコンナイ
トライド膜が用いられる。

【０００３】シリコンナイトライド膜は、縮小投影露光
を用いたフォトリソグラフィ技術によって、レジストパ
ターンをシリコンナイトライド膜上に形成した後、この
レジストパターンをマスクとして、反応性イオンエッチ
ング等のドライエッチングによって加工することにより
パターン形成される。シリコンナイトライド膜をドライ
エッチングするには、一般に、平行平板型の反応性イオ
ンエッチング（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉ
ｎｇ：以下、ＲＩＥと記載する）装置、マグネトロン型
のＲＩＥ装置等が用いられ、ＣＨＦ₃ガス、ＣＦ₄ガス、
Ａｒガス、Ｏ₂等のガスの混合物による反応性プラズマ
によって精度良くパターン形成される。

【０００４】しかし、半導体装置の高集積化に伴って、
素子分離幅の微細化及び寸法精度のさらなる向上が求め
られており、エッチングレート、エッチングにおけるレ
ジストパターンからの寸法シフト等が変動する要因を除
くために、ドライエッチング装置のエッチングチャンバ
ー内の初期化（コンディショニング）を行って、可能な
限りエッチングチャンバー内の状態を一定に維持するこ
とが強く求められている。

【０００５】エッチングチャンバー内を一定の状態とす
るために、エッチング中におけるチャンバー内のプラズ
マガスの状態を常時監視すること、シリコンナイトライ
ド膜をパターニングする前にドライエッチング装置のチ
ャンバーを初期化（コンディショニング）すること等が
考えられるが、半導体装置の高集積化に伴う素子分離層
の微細化に対応できるほどパターン形成を高精細化でき
るまでには至っていない。

【０００６】特開平１０−６４８８６号公報には、ドラ
イエッチング装置のチャンバー内におけるコンディショ
ン変化の要因となるＣＦ系重合物の量を連続的に監視す
るドライエッチング装置が開示されている。

【０００７】図８は、この公報に記載されたドライエッ
チング装置１を示す概略図である。

【０００８】このドライエッチング装置１は、所望のエ
ッチングガスを充填してエッチングガス雰囲気を形成す
るチャンバー１０を有している。このチャンバー１０の
内部には、エッチング処理がなされる被エッチング処理
物であるウエハー４０を載置するステージ１１が設けら
れている。ステージ１１は、下部電極を兼ねており、チ
ャンバー１０の外部に設けられたＲＦ電源１２に接続さ
れている。チャンバー１０内の上部には、ステージ１１
に対向して上部電極１３が設けられており、上部電極１
３とＲＦ電極１２に接続されたステージ１１との間でＲ
Ｆ電圧がチャンバー１０内に印加される。

【０００９】チャンバー１０の側壁には、石英により形
成された石英窓１４が設けられている。チャンバー１０
の外部には、チャンバー１０内にプラズマを発生させる
ための電界を発生させる電界供給源１７が石英窓１４に
対向して設けられており、この電界供給源１７には、高
周波電力を電界供給源１７に供給するソース電源１８が
接続されている。

【００１０】また、チャンバー１０内において、ウエハ
ー４０が載置されるステージ１１の近傍となる位置に
は、補助電極１５が設けられており、補助電極１５上に
は、チャンバー１０内で生成されるプラズマによってス
パッタされた生成物が堆積される。チャンバー１０の上
部でかつ補助電極１５に対向する位置には、補助電極１
５に堆積された生成物の厚さを測定する膜厚測定手段１
６が設けられている。チャンバー１０内にプラズマを発
生させる電界供給源１７及び膜厚測定手段１６は、フィ
ードバック手段２０に接続されており、このフィードバ
ック手段２０は、膜厚測定手段１６による測定結果に基
づいて、ソース電源１８を制御して電界供給源１７に供
給される高周波電力を変位させる。

【００１１】このドライエッチング装置１では、酸化シ
リコン系材料である石英窓１４がスパッタされて生成す
る生成物がウエハー４０上に堆積する堆積速度を、補助
電極１５上に堆積する生成物の厚さを膜厚測定手段１６
にて測定することにより、間接的に測定することがで
き、この膜厚測定手段１６にて測定されたＣＦ系重合化
合物の堆積量の測定結果に基づいて、フィードバック手
段２０が、ドライエッチング時の電界供給手段１７から
供給される電力を制御することによって、チャンバー１
０内のプラズマ状態が安定に維持される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−６４８８
６号公報に記載されたドライエッチング装置１は、ステ
ージ１１上に載置されたウエハー４０のドライエッチン
グ処理を進める際に、石英窓１４から生成されて補助電
極１５上に堆積したＣＦ系重合物の堆積物量を測定する
ことにより、チャンバー１０内のコンディションが一定
に維持されるが、同種のＣＦ系重合物間においても、そ
の結合状態によってプラズマに対する影響が異なること
から、上記のように補助電極１５に堆積した堆積物量を
測定することによる間接的な監視方法では、ウエハー４
０上に堆積した堆積物の膜質まで正確に把握することは
困難である。このため、今後、ますます求められる素子
分離の微細化、寸法精度のさらなる向上に対応すること
ができず、また、コスト低減のためのスループットの向
上にも対応することができないという問題がある。

【００１３】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、ドライエッチング工程におけるチャン
バー内のコンディションの変化を正確に把握することが
でき、寸法精度の向上に対応することができるドライエ
ッチング方法及びこのドライエッチング方法を用いた半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のドライエッチング方法は、エッチングチャ
ンバー内にエッチングガスを充填して該エッチングガス
雰囲気中に所定の電圧を印加することにより、ドライエ
ッチングするためのプラズマ空間を発生させるドライエ
ッチング方法において、該エッチングチャンバー内のプ
ラズマの発光状態を測定して、測定されたプラズマの発
光状態に基づいて該エッチングチャンバー内の初期化状
態を決定することを特徴とするものである。

【００１５】上記本発明のドライエッチング方法におい
て、前記初期化状態は、前記発光状態測定手段によって
測定されるＣＦ₂の発光強度とＡｒの発光強度との相対
比に基づいて決定されることが好ましい。

【００１６】また、上記本発明のドライエッチング方法
において、前記初期化状態は、前記ＣＦ₂の発光強度と
Ａｒの発光強度との相対比が１以下になることに基づい
て決定されることが好ましい。

【００１７】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に設けられたシリコンナイトライド膜を、
上記本発明のドライエッチング方法を用いて、所定形状
にパターニングする工程を包含することを特徴とするも
のである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るドライエッチ
ング方法及びこのドライエッチング方法を用いて製造さ
れる半導体装置の製造方法について図面に基づいて説明
する。

【００１９】図１は、本発明に係るドライエッチング方
法に使用されるマグネトロン型ＲＩＥ装置を示す概略図
である。

【００２０】このマグネトロン型ＲＩＥ装置は、反応性
のエッチングガスを充填して、エッチングガスの雰囲気
を形成する中空のエッチングチャンバー２１を有してい
る。エッチングチャンバー２１の内部には、エッチング
対象となる半導体基板２８を載置するカソード電極２２
が設けられている。エッチングチャンバー２１の内部に
は、カソード電極２２に対向して、アノード電極２３が
設けられている。カソード電極２２は、エッチングチャ
ンバー２１の外部に設けられたＲＦ電源２９に接続さ
れ、アノード電極２３は、エッチングチャンバー２１の
外部において接地されている。エッチングチャンバー２
１の側面には、マグネットコイル２４が嵌合されてお
り、図示しない駆動電源から電圧がマグネットコイル２
４に印加されることによりエッチングチャンバー２１内
に磁界が発生する。

【００２１】また、エッチングチャンバー２１の側壁に
おけるカソード電極２２の側方となる部分には、石英か
らなる石英窓２５が設けられており、この石英窓２５の
外部には、エッチングチャンバー２１内のプラズマ発光
の発光強度を測定する発光分光器２６が設けられてい
る。発光分光器２６は、マグネットコイル２４に印加す
る電圧を制御するフィードバックシステム２７に接続さ
れている。なお、このフィードバックシステム２７は、
ドライエッチング装置における被エッチング膜のドライ
エッチングの終了を検出するために、すでに市販されて
いるフィードバックシステムをそのまま使用することが
できる。

【００２２】上記構成のマグネトロン型ＲＩＥ装置を用
いて、エッチングチャンバー２１内のカソード電極２２
上に載置された半導体基板２８をエッチングする場合に
は、エッチングチャンバー２１の内部に、図示しないエ
ッチングガス供給手段によりエッチングガスを充填した
状態で、ＲＦ電源２９から交流電圧を印加することによ
りエッチングチャンバー２１内のカソード電極２２とア
ノード電極２３との間にプラズマを発生させる。このＲ
Ｆ電源２９からの交流電圧の印加によるプラズマの発生
と同時に、マグネットコイル２４に図示しない駆動回路
から電圧を印加することにより、エッチングチャンバー
２１内に磁界を発生させる。

【００２３】この磁界によって、エッチングチャンバー
２１内に発生されたプラズマ中の電子がサイクロイド運
動して、プラズマ空間中のガスのイオン化が促進され
て、エッチングパターンの微細化に必須となる低圧力下
における高密度プラズマが形成される。

【００２４】なお、通常のマグネトロン型ＲＩＥ装置に
おいて、半導体基板２８上におけるプラズマが、プラズ
マ中の荷電粒子のＥ×Ｂドリフトに起因して不均一にな
るという問題については、マグネットコイル２４に印加
する電圧を適宜変化させて、プラズマ中の磁界を回転さ
せることにより解消される。

【００２５】発光分光器２６は、エッチングチャンバー
２１の側壁に設けられた石英窓２５を介してエッチング
チャンバー２１内のプラズマ発光を測定する。フィード
バックシステム２７は、測定された分光データを演算処
理し、その演算結果に基づいて、マグネットコイル２４
に印加される電圧を制御する。

【００２６】次に、マグネトロン型ＲＩＥ装置を用い
て、半導体基板の素子分離工程に用いられるシリコンナ
イトライド膜をドライエッチングする一般的な手順につ
いて説明する。

【００２７】図２（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ドライ
エッチングにより半導体基板上に所定のパターンに形成
されたシリコンナイトライド膜を形成する手順につい
て、工程毎に説明する断面図である。

【００２８】まず、図２（ａ）に示すように、熱酸化法
を用いることにより、シリコン基板３１上の全面にわた
ってシリコン酸化膜３２を形成する。本実施の形態で
は、シリコン酸化膜３２の膜厚を１４ｎｍとした。続い
て、ＬＰ−ＣＶＤ装置により、シリコン酸化膜３２上に
その全面にわたってシリコンナイトライド膜３３を堆積
する。本実施の形態では、シリコンナイトライド膜３３
の膜厚を１６０ｎｍとした。

【００２９】次に、図２（ｂ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いることにより、シリコンナイトラ
イド膜３３の加工用マスクとなるレジストパターン３４
を、シリコンナイトライド膜３３上に形成する。本実施
の形態では、シリコンナイトライド膜３３上にエキシマ
用レジストを７００ｎｍの厚さに塗布した後、エキシマ
ステッパ装置を用いた縮小投影露光を行い、さらに、現
像工程を経て、所望のレジストパターン３４を形成し
た。

【００３０】その後、図２（ｃ）に示すように、レジス
トパターン３４をマスクとして、本発明のマグネトロン
ＲＩＥ装置を用いて、シリコンナイトライド膜３３を所
定のパターンに加工する。

【００３１】次に、図２（ｄ）に示すように、シリコン
ナイトライド膜３３のエッチングの後に残留したレジス
トパターン３４の残留物をプラズマエッチング技術によ
って除去する。本実施の形態では、この工程に誘電結合
プラズマを用いたダウンフロー型のアッシング装置を用
いている。

【００３２】以上の工程が、シリコンナイトライド膜３
３を所望のパターンに加工する工程であり、これらの工
程を経ることによって、素子分離工程におけるシリコン
ナイトライド膜３３のパターンが形成される。

【００３３】これらの工程を行うにあたって、レジスト
パターン３４に対して、ドライエッチングによりシリコ
ンナイトライド膜３３を正確にパターン形成する工程
（図２（ｃ））が、形成されるパターンの寸法シフト等
の低減を図る上で最も重要である。

【００３４】次に、シリコンナイトライド膜のドライエ
ッチングについて説明する。

【００３５】シリコンナイトライド膜のドライエッチン
グは、ＣＨＦ₃及びＣＦ₄のフロロカーボンガスに、Ａｒ
とＯ₂等を添加したガス雰囲気下で行われる。

【００３６】本発明に用いられる代表的なドライエッチ
ングの条件を示す。

【００３７】CHF₃/CF₄/Ar/O₂=5/25/100/8sccm Pressure 50mTorr RF-Power 600W Magnetic-field 300Gauss ここで、本発明のドライエッチング方法において、レジ
ストパターンに基づいて形成されるパターンの寸法シフ
トに関して、Ｏ₂ガス流量に対する依存性について検討
した結果を図３に示す。なお、図３中に示した寸法シフ
トは、フォト後のレジストパターンとしては、幅０．２
２μｍのラインを０．２２μｍの間隔をあけて形成する
密集（密）パターンと、幅が０．２２μｍのラインを、
２２．０μｍの間隔をあけて形成する孤立（疎）パター
ンとについて、それぞれ評価している。

【００３８】図３を参照すると、Ｏ₂ガス流量を増加さ
せることにより、レジストパターンに対して形成された
パターンの寸法シフトを抑制することが明らかである。
特に、孤立（疎）パターンでは、寸法シフトが顕著に抑
制されている。

【００３９】ドライエッチング工程において、エッチン
グによって生成するプラズマ中のＣＦ系反応生成物が、
シリコンナイトライド膜の側面に重合物として付着する
ことに起因してエッチングパターンの寸法シフトが低下
することが既に知られており、Ｏ₂ガスが、このように
シリコンナイトライド膜に付着した重合物を排除してい
ると考えられる。したがって、エッチングガスに含まれ
るＯ₂ガス流量を増加させることにより、シリコンナイ
トライド膜の側面に付着した重合物の分解及び除去が促
進され、シリコンナイトライド膜をエッチングして形成
されるパターンの寸法シフト量が低減される。

【００４０】図４は、４種類の異なる集積回路パターン
をそれぞれ有するＡサンプル、Ｂサンプル、Ｃサンプル
の半導体基板のそれぞれについて、上記のマグネトロン
型ＲＩＥ装置を用いてシリコンナイトライド膜をエッチ
ングして、形成されたパターンの寸法シフトを計測して
集計した結果を示すグラフである。なお、パターンの寸
法シフトは、前述と同様に規定される密パターンと疎パ
ターンとによって測定した。

【００４１】また、上記のＡ〜Ｃの各サンプルをエッチ
ングする直前に、エッチングチャンバー内の初期化を下
記の条件によって実施している。

【００４２】CHF₃/Ar/O₂=45/15/150sccm Pressure 200mTorr RF-Power 800W Magnetic-field 300Gauss Time 300sec Ａ〜Ｃの各サンプルにおいては、半導体基板上のレジス
トパターンの被覆率がそれぞれ異なっており、エッチン
グ中にプラズマによって生成される重合物量、レジスト
から放出されるカーボン、フッ素の重合物、ＣＦ系重合
物のエッチングチャンバーへの付着量がそれぞれ異なる
こととなるため、Ａ〜Ｃの各サンプルのシリコンナイト
ライド膜のエッチングは、それぞれ、以下に示す異なる
条件にて処理することにより行った。［Ａサンプルのドライエッチング条件］ CHF₃/CF₄/Ar/O₂=5/25/100/8sccm Pressure 50mTorr RF-Power 600W Magnetic-field 30Gauss ［Ｂサンプルのドライエッチング条件］ CHF₃/CF₄/Ar/O₂=10/22/100/10sccm Pressure 50mTorr RF-Power 600W Magnetic-field 30Gauss ［Ｃサンプルのドライエッチング条件］ CHF₃/CF₄/Ar=50/5/150/8sccm Pressure 50mTorr RF-Power 600W Magnetic-field 30Gauss 図４に示すように、Ａ〜Ｃの各サンプルに対して、上記
の各条件によりエッチング処理を行った結果、形成され
るパターンの寸法シフトの値が、正側または負側にそれ
ぞればらつきが生じており、同じＡサンプルに対して
も、エッチング処理を行う都度、異なる寸法シフトとな
ることとなり、寸法シフトの値を一定に制御することが
できない。

【００４３】このように、半導体基板上に形成されるパ
ターンの寸法をコントロールできず、ばらつきが生じる
と、半導体基板の活性領域の幅の変動に伴うトランジス
タ特性の劣化、製造歩留まりの低下が引き起こされるこ
とになる。特に、多種にわたる半導体基板を製造する必
要がある半導体装置の製造工場においては、シリコンナ
イトライド膜のドライエッチングにおける寸法シフトの
制御が困難であることは、重大な問題になっている。

【００４４】図５（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記の
各サンプルのエッチング処理工程前における初期化にお
いて、エッチングチャンバー内のプラズマの発光状態を
発光分光器にて測定した結果を示すグラフであり、初期
化を実施する時間を変動した場合の発光スペクトル強度
の変動を示している。

【００４５】図５（ａ）〜（ｄ）を比較すると、初期化
するためのプラズマ処理時間が増加するに従って、ＣＦ
₂の発光強度（３２１ｎｍ）は、５ｍｉｎで５５程度、
１０ｍｉｎで４６程度、１５ｍｉｎで４３程度、３０ｍ
ｉｎで４２程度に徐々に低減していることが分かった。
また、これに対して、不活性ガスであるＡｒの発光強度
（４５１ｎｍ）は、各処理時間にわたって、４４程度の
ほぼ一定の値になっている。

【００４６】この結果は、初期化に費やす時間を増加さ
せることにより、エッチングチャンバー内に発生するシ
リコンナイトライド膜の側面に付着するＣＦ系重合物の
原料となるＣＦ系化合物が、時間の経過により、エッチ
ングガス中に含まれるＯ₂ガスにより徐々に分解され
て、均一化されていくことによって説明される。

【００４７】このように、初期化のための時間を増加さ
せることにより、エッチングチャンバー内に生成するＣ
Ｆ系化合物の影響を解消することができるが、初期化の
ための時間を、例えば、常に、１５分〜３０分として一
律に処理すると、半導体基板を製造する際のスループッ
トを向上させることができないという問題がある。

【００４８】本発明においては、エッチングチャンバー
内の初期化工程において、図５（ａ）〜（ｄ）のそれぞ
れに示すように、処理時間の経過により変動する「ＣＦ
₂発光（３２１ｎｍ）強度」と、処理時間にかかわらず
変動しない「Ａｒ発光（４５１ｎｍ）強度」との相対比
を比較することにより、エッチングチャンバー内の初期
化状態を制御する。

【００４９】このようにエッチングチャンバー内を監視
してエッチングチャンバーの初期化工程を行うことによ
って、ＣＦ₂の発光強度が、時間の経過に従って徐々に
低下していくことが把握でき、エッチングチャンバー内
のプラズマ状態を安定した状態にするための最小限の処
理時間によって、エッチングチャンバー内を初期化する
ことができる。また、本発明の方法では、発光分光器に
よって測定される発光強度が石英窓に付着する重合物に
より、見かけ上低下してしまうという問題に対しても、
Ａｒの発光強度とＣＦ₂の発光強度との相対比を求める
ことによって解消される。

【００５０】図６は、上記の初期化工程によって、ＣＦ
₂の発光強度とＡｒの発光強度との強度比が１以下に低
下するまでの処理時間について、Ａ〜Ｃの各サンプルに
ついて検討した結果を示すグラフである。

【００５１】図６を参照すると、Ａサンプルでは２７７
秒、Ｂサンプルでは７２０秒、Ｃサンプルでは８９５秒
の初期化工程の処理時間によって、ＣＦ₂の発光強度と
Ａｒの発光強度との強度比が１以下に達することが分か
った。

【００５２】図７は、上記により得られたＡ〜Ｃの各サ
ンプルについてのそれぞれの初期化工程に要する処理時
間によってエッチングチャンバー内を初期化した後、Ａ
〜Ｃの各サンプルをエッチングして形成したときのパタ
ーンの寸法シフト値を求めた結果を示すグラフである。

【００５３】図４に示す結果と比較すると、図７では、
Ａ〜Ｃのどのサンプルについても、エッチング処理後の
寸法シフト値が一定に制御されて、所望の線幅とするこ
とができることが明らかである。さらに、Ａサンプルに
ついてエッチングした２回の処理結果を比較しても同程
度の寸法シフトとなっており、エッチング処理を行う都
度寸法シフトが変動することが解消されている。

【００５４】このことにより、半導体装置の活性領域の
変動に伴うトランジスタ特性の劣化を防止することがで
き、製品の歩留まりの安定と向上とを図ることができ
る。

【００５５】このように、本発明の半導体装置の製造方
法では、シリコンナイトライド膜のドライエッチング工
程によってラインを形成する際に生じる線幅の寸法シフ
トのばらつきを飛躍的に低減することができ、しかも、
初期化のために費やされる処理時間を最小限度に抑える
ことができるために、多種で、且つ大量の半導体装置を
製造する半導体製造工場において、半導体装置を製造す
る場合に特に有用である。

【００５６】

【発明の効果】本発明では、エッチングチャンバー内の
プラズマの発光状態を測定し、測定されたプラズマの発
光状態に基づいてエッチングチャンバー内の初期化状態
を決定するため、従来の方法で問題となっていたエッチ
ングチャンバー内のプラズマ状態の変化によるドライエ
ッチング時に形成される線幅の寸法シフトのばらつきを
低減することができ、半導体基板の高集積化に対応する
ことができる。

【００５７】この初期化のための時間は、ＣＦ₂の発光
強度とＡｒの発光強度との相対比かが一定になることに
よって判断するため、初期化のための時間を最小限にす
ることができ、スループットを向上させることができ、
生産コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドライエッチング装置を示す概略
図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、半導体基板上に
設けられたシリコンナイトライド膜を加工する手順を工
程毎に説明する断面図である。

【図３】シリコンナイトライド膜のドライエッチングに
おけるＯ₂流量と寸法シフトとの関係を表すグラフであ
る。

【図４】初期化工程を一定の条件とした場合の、シリコ
ンナイトライド膜のドライエッチング工程後の各サンプ
ルの寸法シフトのばらつきを示す表すグラフである。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、エッチングチャ
ンバーの初期化に費やす時間を異ならせた場合のプラズ
マの発光スペクトル強度の変化を示すグラフである。

【図６】Ａ〜Ｃの各サンプルについて、ＣＦ₂の発光強
度とＡｒの発光強度との強度比の経時変化を示すグラフ
である。

【図７】ＣＦ₂の発光強度とＡｒの発光強度との強度比
が１以下となる時間だけ初期化した場合の、シリコンナ
イトライド膜のドライエッチング工程後の各サンプルの
寸法シフトのばらつきを示す表すグラフである。

【図８】従来のドライエッチング装置を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

２１エッチングチャンバー２２カソード電極２３アノード電極２４マグネットコイル２５石英窓２６発光分光器２７フィードバックシステム２８ウエハー２９ＲＦ電源

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチングチャンバー内にエッチングガ
スを充填して該エッチングガス雰囲気中に所定の電圧を
印加することにより、ドライエッチングするためのプラ
ズマ空間を発生させるドライエッチング方法において、該エッチングチャンバー内のプラズマの発光状態を測定
して、測定されたプラズマの発光状態に基づいて該エッ
チングチャンバー内の初期化状態を決定することを特徴
とするドライエッチング方法。
【請求項２】前記初期化状態は、前記発光状態測定手
段によって測定されるＣＦ₂の発光強度とＡｒの発光強
度との相対比に基づいて決定される、請求項１に記載の
ドライエッチング方法。
【請求項３】前記初期化状態は、前記ＣＦ₂の発光強
度とＡｒの発光強度との相対比が１以下になることに基
づいて決定される、請求項２に記載のドライエッチング
装置。
【請求項４】半導体基板上に設けられたシリコンナイ
トライド膜を、請求項１〜３のいずれかに記載のドライ
エッチング方法を用いて、所定形状にパターニングする
工程を包含することを特徴とする半導体装置の製造方
法。