JPH0653186A

JPH0653186A - ドライエッチング方法

Info

Publication number: JPH0653186A
Application number: JP20261592A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Nagayama; 哲治長山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-07-29
Filing date: 1992-07-29
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】Ｓｉ_xＮ_y系材料層に対して高選択比を確保
しながらＳｉＯ_x系材料層をドライエッチングする。【構成】有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング装置
のＡｌブロック・チャンバ４の内壁面にＳｉＳ₂層等か
らなるＳ系材料層１５を配し、この層とＥＣＲプラズマ
Ｐとの接触面積を昇降式シャッタ１６に昇降により可変
とする。接触面積が大きければプラズマ中に大量のＳが
放出されてエッチング反応系のＳ／Ｆ比が上昇し、接触
面積が小さければ低下する。Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜上でＳｉ
Ｏ₂層間絶縁膜を選択的にエッチングする場合、ジャス
トエッチング工程では接触面積を小、オーバーエッチン
グ工程では大とすれば、オーバーエッチング時のＳが豊
富となり、Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜上に窒化イオウ系化合物か
らなる保護膜が効率良く形成され、高選択比が達成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造分野等
において適用されるドライエッチング方法に関し、特に
窒化シリコン系材料層に対して選択比を大きく確保しな
がら酸化シリコン系材料層をエッチングする方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年のＶＬＳＩ，ＵＬＳＩ等にみられる
ように半導体装置の高集積化および高性能化が進展する
に伴い、絶縁膜のドライエッチングにおいても、高異方
性，高速性，高選択性，低ダメージ性，低汚染性といっ
た諸要求をいずれをも犠牲にすることなく達成する技術
が強く望まれている。

【０００３】従来、酸化シリコン（ＳｉＯ_x；特にｘ＝
２）からなる絶縁膜をエッチングするには、ＣＨＦ₃、
ＣＦ₄／Ｈ₂混合系、ＣＦ₄／Ｏ₂混合系、Ｃ₂Ｆ₆／
ＣＨＦ₃混合系等がエッチング・ガスとして典型的に使
用されてきた。これらは、いずれもＣ／Ｆ比（分子内の
炭素原子数とフッ素原子数の比）が０．２５以上のフル
オロカーボン系ガスを主体としている。これらのガス系
が使用されるのは、（ａ）フルオロカーボン系ガスに含
まれるＣがＳｉＯ₂層の表面でＣ−Ｏ結合を生成し、Ｓ
ｉ−Ｏ結合を切断したり弱めたりする働きがある、
（ｂ）ＳｉＯ₂層の主エッチング種であるＣＦ_n ⁺（特
にｎ＝３) を生成できる、さらに（ｃ）プラズマ中で相
対的に炭素に富む状態が作り出されるので、ＳｉＯ₂中
の酸素がＣＯまたはＣＯ₂の形で除去される一方、ガス
系に含まれるＣ，Ｈ，Ｆ等の寄与によりシリコン下地の
表面では炭素系のポリマーが堆積してエッチング速度が
低下し、対下地選択比を高くとることができる、等の理
由にもとづいている。

【０００４】なお、上記のＨ₂，Ｏ₂等の添加ガスは選
択比の制御を目的として用いられているものであり、そ
れぞれＦ^*発生量を低減もしくは増大させることができ
る。つまり、エッチング反応系の見掛け上のＣ／Ｆ比を
制御する効果を有する。

【０００５】窒化シリコン（Ｓｉ_xＮ_y；特にｘ＝３，
ｙ＝４）からなる絶縁膜のエッチングも基本的にはＳｉ
Ｏ₂層のエッチングと同様のガス系によりエッチングさ
れる。ただし、ＳｉＯ₂層がイオン・アシスト反応を主
体とする機構によりエッチングされるのに対し、Ｓｉ_x
Ｎ_y層はＦ^*を主エッチング種とするラジカル反応機構
にもとづいてエッチングされ、エッチング速度もＳｉＯ
₂層よりも速い。これは、原子間結合エネルギーの大小
関係がＳｉ−Ｆ（１３２ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ）＞Ｓｉ−
Ｏ結合（１１１ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ）＞Ｓｉ−Ｎ結合
（１０５ｋｃａｌ／ｍｏｌｅ）であることからも、ある
程度予測される。なお、原子間結合エネルギーの値には
算出方法により若干の差が出るが、ここではＲ．Ｃ．Ｗ
ｅａｓｔ編“ＨａｎｄｂｏｏｋｏｆＣｈｅｍｉｓｔ
ｒｙａｎｄＰｈｙｓｉｃｓ”，６９ｔｈｅｄ．
（１９８８年）（ＣＲＣＰｒｅｓｓ社刊，米国フロリ
ダ州）に記載のデータを引用した。

【０００６】ところで、近年ではデバイス構造の複雑化
に伴い、ＳｉＯ_x層とＳｉ_xＮ_y層との間で選択性の高
いエッチングを行う必要が生じている。たとえば、Ｓｉ
Ｏ_x層上におけるＳｉ_xＮ_y層のエッチングは、たとえ
ばＬＯＣＯＳ法において素子分離領域を規定するための
パターニング等で行われる。バーズ・ビーク長を最小限
に止めるためにパッド酸化膜（ＳｉＯ₂層）が薄膜化さ
れている現状では、極めて高い下地選択性の要求される
プロセスである。

【０００７】一方、ＳｉＮ_x層上におけるＳｉＯ_x層の
エッチングは、たとえばコンタクト・ホール加工におい
て必要となる。近年では、オーバーエッチング時の基板
ダメージを低減させるために、ＳｉＯ_x層間絶縁膜の下
地に薄いＳｉ_xＮ_y層が介在される場合があるが、その
趣旨を活かすためにも高い下地選択性が要求される。

【０００８】しかし、ＳｉＯ_x層とＳｉ_xＮ_y層の場
合、Ｓｉ−Ｏ結合とＳｉ−Ｎ結合は原子間結合エネルギ
ーの値が近接しており、エッチング・ガス系も共通であ
ることから、高選択エッチングは本質的に困難である。
従来よりこの選択エッチングを可能とするための技術の
開発が各所で進められている。ここで、ＳｉＯ_x層上の
Ｓｉ_xＮ_y層をエッチングする技術については、幾つか
報告がある。

【０００９】たとえば、本発明者は先に特開昭６１−１
４２７４４号公報において、Ｃ／Ｆ比（１分子内のＣ原
子数とＦ原子数の比）が小さいＣＨ₂Ｆ₂等のガスにＣ
Ｏ₂を３０〜７０％のモル比で混合したエッチング・ガ
スを用いる技術を開示している。Ｃ／Ｆ比の小さいガス
はＦ^*の再結合によってのみＳｉＯ_x層のエッチング種
であるＣＦ_x ⁺（特にｘ＝３）を生成し得るが、この系
へ大量のＣＯ^*を供給してＦ^*を捕捉してＣＯＦの形で
除去すると、ＣＦ_x ⁺の生成量が減少してＳｉＯ₂層の
エッチング速度が低下する。一方、Ｓｉ_xＮ_yはＣＦ_x
⁺以外のイオンやラジカルでエッチングされるので、Ｃ
Ｏ₂の大量添加によってもエッチング速度はほとんど変
化しない。このようにして、両層の間の選択性が得られ
るわけである。

【００１０】また、ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳ
ｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＤｒｙＰｒｏｃｅｓｓ，第８
８巻７号，８６〜９４ページ（１９８７年）には、ケミ
カル・ドライエッチング装置にＮＦ₃とＣｌ₂とを供給
し、マイクロ波放電により気相中に生成するＦＣｌを利
用してＳｉＯ_x上のＳｉ_xＮ_y層をエッチングする技術
が報告されている。Ｓｉ−Ｏ結合はイオン結合性を５５
％含むのに対し、Ｓｉ−Ｎ結合は３０％であり、共有結
合性の割合が高くなっている。つまり、Ｓｉ _xＮ_y層中
の化学結合の性質は、単結晶シリコン中の化学結合（共
有結合）のそれに近く、ＦＣｌから解離生成したＦ^*，
Ｃｌ^*等のラジカルによりエッチングされる。一方、Ｓ
ｉＯ_x層はこれらのラジカルによってもほとんどエッチ
ングされないので、高選択エッチングが可能となるわけ
である。

【００１１】このように、ＳｉＯ_x層の上でＳｉ_xＮ_y
層を選択エッチングする技術については、幾つかの報告
がなされている。これは、両層のエッチング速度を考え
るとある意味では当然である。それは、ラジカル反応を
主体とする機構によりＳｉ_xＮ_yをエッチングする過程
では、途中でＳｉＯ_x層が露出すれば必然的にエッチン
グ速度は低下するからである。

【００１２】逆に、Ｓｉ_xＮ_y層の上でＳｉＯ_x層を選
択エッチングすることは困難である。それは、イオン・
アシスト反応を主体とする機構によりＳｉＯ_x層をエッ
チングしていても、その反応系中には必ずラジカルが生
成しており、Ｓｉ_xＮ_yが露出した時点でこのラジカル
によりエッチング速度が上昇しまうからである。この問
題を解決する技術として、本願出願人は先に特願平３−
１５５４５４号明細書において、エッチング・ガスとし
てＳ₂Ｆ₂を用い、Ｓｉ_xＮ_y層の露出面に窒化イオウ
系化合物を堆積させることにより高選択性を達成すると
いう、極めて巧妙な方法を提案している。これは、Ｓｉ
_xＮ_y層の表面からＦ^*がＳｉ原子を引き抜き、これに
より生じたＮ原子のダングリング・ボンドにＳ₂Ｆ₂か
ら解離生成したＳ原子が結合し、ポリチアジル（ＳＮ）
_xを主体とする窒化イオウ系化合物が生成されることに
もとづいている。側壁保護は、Ｓの堆積層により行われ
る。この方法によれば、Ｓｉ_xＮ_y層がＳｉＯ_x層の下
地である場合に高い下地選択性が達成できることはもち
ろん、Ｓｉ_xＮ_y層をマスクとしてＳｉＯ_x層をエッチ
ングする場合に高いマスク選択性を達成することもでき
る。しかも、堆積したＳはエッチング終了後にウェハを
おおよそ９０〜１５０℃程度に加熱すれば容易に昇華除
去できるので、何らパーティクル汚染を発生させる懸念
がないのである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】Ｓの堆積を利用するプ
ロセスは、上述のように数多くのメリットを有する画期
的な技術である。しかし、今後さらにウェハの表面段差
が増大し、これに伴ってオーバーエッチングが行われる
ようになると、オーバーエッチング時の異方性形状が劣
化したり、対マスク選択性、対下地選択性が低下するこ
とが予想される。Ｓの堆積を利用するプロセスでは、オ
ーバーエッチング時にエッチング反応系のＳ／Ｆ比（Ｓ
原子数とＦ原子数の比）を上昇させ、Ｓの堆積を促進す
ることが有効である。

【００１４】一般に堆積性物質を表面保護や側壁保護に
利用するプロセスでは、ジャストエッチング時とオーバ
ーエッチング時とでエッチング・ガスの組成を変化させ
たり、放電条件を変化させることにより、堆積性物質の
生成量を制御できることが知られている。しかし、これ
らの対策ではプラズマの状態の安定化に時間を要し、場
合によってはプラズマが消滅する等の不都合も生じ、ス
ループットを向上させることが困難である。

【００１５】そこで本発明は、Ｓ／Ｆ比の制御技術とし
てエッチング・ガスの組成変更とは異なるアプローチを
提供し、Ｓｉ_xＮ_y層に対して高選択比を確保しながら
ＳｉＯ_x層をエッチングする方法を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかるドライエ
ッチング方法は、上述の目的を達成するために提案され
るものであり、エッチング・チャンバの内壁面の少なく
とも一部がＳ系材料層により被覆されてなるエッチング
装置にフッ素系化合物を含むエッチング・ガスを導入
し、プラズマとの接触により前記Ｓ系材料層からＳおよ
び／またはＳ系材料を供給可能とした状態で、Ｓｉ_xＮ
_y系材料層の上に形成されたＳｉＯ_x系材料層を基体表
面の一部に少なくとも窒化イオウ系化合物を堆積させな
がら選択的にエッチングすることを特徴とする。

【００１７】本発明はまた、同様のエッチング装置を用
い、ＳｉＯ_x系材料層をその上に形成され予め所定の形
状にパターニングされたＳｉ_xＮ_y系材料層をマスクと
し、基体表面の一部に少なくとも窒化イオウ系化合物を
堆積させながらエッチングすることを特徴とする。

【００１８】本発明はまた、前記エッチング装置が前記
イオウ系材料層とプラズマとの接触面積を可変となし得
るシャッタ部材を備え、前記酸化シリコン系材料層を実
質的にその層厚分だけエッチングするジャストエッチン
グ工程ではこの接触面積を相対的に小とし、前記酸化シ
リコン系材料層の残余部を除去するオーバーエッチング
工程では相対的に大とすることを特徴とする。

【００１９】本発明はまた、前記エッチング装置とし
て、前記エッチング・チャンバの内部構成部材の表面の
少なくとも一部がイオウ系材料層により被覆されてなる
ものを用いることを特徴とする。

【００２０】本発明はさらに、前記フッ素系化合物がＳ
Ｆ₆，ＮＦ₃，ＣｌＦ₃から選ばれる少なくとも１種類
の化合物であることを特徴とする。

【００２１】

【作用】本発明者は、エッチング・ガスの組成を変更す
ることなくＳ／Ｘ比を容易に制御するためには、Ｓ系材
料をエッチング・ガスの構成分子から供給するのではな
く、プラズマとの接触によりＳ系材料を放出し得るよう
な固相から供給することが望ましいと考えた。

【００２２】このような考え方に立脚し、本発明で用い
られるエッチング装置には、エッチング・チャンバの内
壁面の少なくとも一部にＳ系材料層を配する。これによ
り、エッチング反応系にはプラズマとＳ系材料層の接触
状態に応じた量のＳおよび／またはＳ系材料が、該Ｓ系
材料層から供給される。なお、厳密には、Ｓ系材料層の
種類によっては単体のＳの他、Ｓを構成元素として含む
化合物がそのままの形あるいはフラグメントの形でスパ
ッタされてくる可能性もあるが、以下の明細書中では説
明を簡略化するために、単体のＳのみを取り扱うことに
する。

【００２３】Ｓｉ_xＮ_y系材料層に対して高選択性を維
持しながらＳｉＯ_x系材料層をエッチングする方法にお
いて、プラズマ中に放出されたＳがおおよそ９０℃以下
に温度制御されたウェハの表面に吸着して示す様々な挙
動については、本願出願人による先の公報に詳述した
が、要約すれば以下のとおりである。すなわち、基体
（ウェハ）の表面のうちイオンの垂直入射が原理的に起
こらないパターン側壁面上では、Ｓが堆積して側壁保護
効果を発揮する。また、イオンの垂直入射面であって
も、大量のＯ原子がスパッタ・アウトされないレジスト
・マスク、Ｓｉ基板、配線材料等の表面では、Ｓの堆積
過程とスパッタ除去過程とが競合するので、これらの材
料層に対する選択性が向上する。これに対し、被エッチ
ング層であるＳｉＯ_x層の表面ではＯ原子がスパッタ・
アウトされるので、ＳはＳＯ_xの形で直ちに除去され、
何らエッチングの進行を妨げることがない。

【００２４】さらに、Ｓｉ_xＮ_y層の露出面では、この
層の表層部のＮ原子とプラズマ中のＳ原子とが反応して
様々な窒化イオウ系化合物を生成する。この窒化イオウ
系化合物の主体をなすポリチアジル（ＳＮ）_xは、結晶
状態ではＳ−Ｎ−Ｓ−Ｎ…の繰り返し構造を有する共有
結合鎖が平行に配向した構造をとり、単体のＳよりもエ
ッチング種の攻撃に対して極めて高い耐性を示す。

【００２５】なお、堆積したＳや窒化イオウ系化合物
は、エッチング終了後にレジスト・マスクをＯ₂プラズ
マでアッシングする際にＮ₂，ＮＯ_x，ＳＯ_x等の形で
除去できるため、ウェハ上に残存したりパーティクル汚
染を惹起させたりするものではない。また、エッチバッ
クのようにレジスト・マスクを用いないプロセスでは、
ウェハをおおよそ１３０℃以上に加熱すればいずれも昇
華除去もしくは分解除去することができる。

【００２６】このように、Ｓｉ_xＮ_y系材料層に対して
高選択性を維持しながらＳｉＯ_x系材料層をエッチング
する本発明のプロセスは、請求項１に記載されるように
Ｓｉ _xＮ_y系材料層がエッチングの下地である場合、あ
るいは請求項２に記載されるようにエッチングのマスク
である場合のいずれにおいても有効である。

【００２７】本発明ではまた、上記のエッチング工程を
ジャストエッチング工程とオーバーエッチング工程の２
段階に分け、これら両工程間でＳ／Ｆ比を機械的に切り
換える方法も提案する。すなわち、エッチング装置にＳ
系材料層とプラズマとの接触面積を可変とするためのシ
ャッタ部材を設け、このシャッタ部材を操作することに
よりプロセス途中でＳ／Ｆ比を変化させるのである。す
なわち、シャッタ部材の操作によりＳ系材料層とプラズ
マとの接触面積を小とした場合には、Ｓ系材料層からの
Ｓの供給量が減少し、エッチングを高速化することがで
きる。逆に接触面積を大とした場合には、このＳ系材料
層からのＳの供給量が増大し、エッチング反応系の見掛
け上のＳ／Ｆ比が上昇して高選択性が達成される。した
がって、ジャストエッチング工程では高速性を重視して
接触面積を小とし、オーバーエッチング工程では高選択
性を重視して接触面積を大とすれば、高速性と高選択性
とを両立できる。

【００２８】この方法によれば、シャッタ部材の機械的
な操作を行うのみでＳ／Ｆ比を容易に変化させることが
でき、ウェハ温度やエッチング・ガスの組成比等の他の
パラメータを変更する必要がない。したがって、放電状
態の安定化に要する時間を短縮してスループットを改善
し、かつプロセスの再現性を高めることができる。

【００２９】また、本発明で用いられるエッチング装置
は、エッチング・チャンバの内部構成部材の表面の少な
くとも一部がイオウ系材料層で被覆されたものであって
も良い。たとえば、かかるイオウ系材料層がウェハの近
傍に配され、しかもイオンの垂直入射面となっていれ
ば、この層からスパッタ・アウトされるＳがウェハ上で
表面保護に寄与することができるわけである。

【００３０】上述のように、本発明ではＳがエッチング
・チャンバ内部構成部材の表面に形成されたＳ系材料層
から供給される。したがって、エッチング・ガスとして
は、放電解離条件下で遊離のＳ原子を放出するような化
合物を用いる必要は特になく、ＳｉＯ_x系材料層のエッ
チャントであるＦ^*や、このＦ^*によるラジカル反応を
アシストするための各種のイオンを生成できるものであ
れば良い。本発明で限定されるＳＦ₆，ＮＦ₃，ＣｌＦ
₃はこのような観点から選択されたものである。このよ
うに安価に入手できる汎用ガスが使用できる点も、本発
明のメリットである。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
する。

【００３２】実施例１本実施例は、本発明をコンタクト・ホール加工に適用
し、エッチング・チャンバの内壁面とクランプの表面に
ＳｉＳ₂層を形成したエッチング装置を使用し、ＳＦ₆
ガスを用いてＳｉＯ₂層間絶縁膜をエッチングした例で
ある。

【００３３】ここで、実際のエッチング・プロセスの説
明に入る前に、まず本発明を実施するにあたり使用した
ＲＦバイアス印加型の有磁場マイクロ波プラズマ・エッ
チング装置の一構成例について、図１を参照しながら説
明する。基本的な構成要素は、２．４５ＧＨｚのマイク
ロ波を発生するマグネトロン１１、マイクロ波μを導く
導波管２、上記マイクロ波μを石英窓３を介して取り入
れ、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）放電により内部
にＥＣＲプラズマＰを生成させるためのＡｌブロック・
チャンバ４、このＡｌブロック・チャンバ４を周回する
ように配設され８．７５×１０^-2Ｔ（８７５Ｇａｕｓ
ｓ）の磁場強度を達成できるソレノイド・コイル５、上
記Ａｌブロック・チャンバ４の内部に挿通され、矢印Ｂ
₁，Ｂ₂方向からエッチング・ガスを導入するためのガ
ス供給管６、上記Ａｌブロック・チャンバ４に接続さ
れ、排気孔８を通じて矢印Ａ方向に高真空排気される試
料室７、ウェハ１１をクランプ１０により載置・固定す
るためのウェハ載置電極９、このウェハ載置電極９に埋
設され、チラー等の冷却設備から供給される冷媒を矢印
Ｃ₁，Ｃ₂方向に循環させてウェハ１１を所定の温度に
冷却するための冷却配管１２、上記ウェハ載置電極９に
ＲＦバイアスを印加するため、ブロッキング・コンデン
サ１３等を介して接続されるＲＦ電源１４等である。

【００３４】ここで、上記Ａｌブロック・チャンバ４
は、従来の一般的な有磁場マイクロ波プラズマ・エッチ
ング装置に採用されている石英製のベルジャーに替わる
ものであり、チャンバの壁面自身がＦ^*を消費しないの
で、より高密度で安定なＥＣＲプラズマＰの生成が可能
とされている。また、Ａｌブロック・チャンバ４の内壁
面には、Ｓ系材料層１５を設けた。このＳ系材料層１５
は、Ａｌブロック・チャンバ４の内壁面を必ずしも連続
的に周回している必要はなく、たとえばブロック状や板
状の固体を内壁面に不連続に配してなるものであっても
良い。上記Ｓ系材料層１５の具体例な構成材料として
は、Ｓ、硫化シリコン（ＳｉＳまたはＳｉＳ₂）、ポリ
チアジル（ＳＮ）_x等が挙げられる。また、Ｓ系材料層
１５の形成方法としては、適当な方法にて成膜されたフ
ィルムもしくはブロックから切り出された板状体を貼着
するか、電子ビーム蒸着やＥＣＲスパッタリングにより
内壁面上に直接成膜する方法等が考えられる。本実施例
および後述の各実施例では、電子ビーム蒸着により成膜
されたＳｉＳ ₂層を使用した。

【００３５】また、上記クランプ１０の表面も、同様に
図示されないＳｉＳ₂層で被覆されている。

【００３６】さらに、上記Ｓ系材料層１５の内周側に
は、図示されない駆動手段により矢印Ｄ方向に昇降可能
とされた円筒形の昇降式シャッタ１６を配設した。ここ
で、図１（ａ）は、Ａｌブロック・チャンバ４の垂直壁
面上におけるＳ系材料層１５とＥＣＲプラズマＰとの接
触面積が昇降式シャッタ１６により５０％に制限された
状態を示し（シャッタ開度５０％）、図１（ｂ）は上記
昇降式シャッタ１６を上昇させてＳ系材料層１５とＥＣ
ＲプラズマＰとの接触面積が１００％とされた状態（シ
ャッタ開度１００％）を示す。なお、本明細書中で述べ
る接触面積とは、Ａｌブロック・チャンバ４の垂直壁面
上のみを対象として論ずることとする。

【００３７】図２は、上記昇降式シャッタ１６の配設状
態をより明確に示すために、Ａｌブロック・チャンバ４
の内部を一部破断して示す斜視図である。Ａｌブロック
・チャンバ４の側壁面、昇降式シャッタ１６、ウェハ載
置電極９、ウェハ１１は全て同心的に配置されている。
なお、クランプ１０の図示は省略してある。Ｓ系材料層
１５とＥＣＲプラズマＰとの接触面積は、昇降式シャッ
タ１６の矢印Ｄ方向の昇降距離を変化させることにより
任意に調節できる。

【００３８】上記昇降式シャッタ１６は、ラジカルを消
費せず、かつエッチング反応系内に不要な汚染を惹起さ
せない材料を適宜選択して構成することができ、かかる
材料としてたとえばステンレス鋼、あるいはアルミナ等
のセラミクス系材料を使用することができる。本実施例
および後述の各実施例では、ステンレス鋼からなる昇降
式シャッタ１６を採用した。

【００３９】次に、上述の有磁場マイクロ波プラズマ・
エッチング装置を用いて実際にコンタクト・ホール加工
を行った。このプロセスを、図５、図７、図８および図
９を参照しながら説明する。なお、これらの図面は、模
式的な表現の都合上、実際よりもアスペクト比を圧縮し
て描かれている。

【００４０】まず、図５に示されるように、予め不純物
拡散領域２２の形成されたシリコン基板２１上にたとえ
ば減圧ＣＶＤ法により層厚１０ｎｍのＳｉ₃Ｎ₄下地膜
２３を形成し、続いて常圧ＣＶＤ法により層厚５００ｎ
ｍのＳｉＯ₂層間絶縁膜２４を形成した。さらに、上記
ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４の上には、化学増幅系ネガ型３
成分系フォトレジストであるＳＡＬ−６０１（シプレー
社製；商品名）を塗布し、エキシマ・レーザ・リソグラ
フィおよびアルカリ現像により開口部２５ａを有するレ
ジスト・マスク２５を形成した。

【００４１】このウェハを上記の有磁場マイクロ波プラ
ズマ・エッチング装置のウェハ載置電極９上にセット
し、冷却配管１２にエタノール系冷媒を循環させた。こ
の状態で、一例として下記の条件でＳｉＯ₂層間絶縁膜
２４をエッチングした。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧０．２７Ｐａ（＝２ｍＴｏｒ
ｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス・パワー３００Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度８０％

【００４２】このエッチングが進行する機構を、図７に
模式的に示す。図中、堆積とスパッタ除去とが競合する
化学種の組成式は点線で囲み、安定に堆積している化学
種の組成式は実線で囲んだ。また、窒化イオウ系化合物
は“ＳＮ”で代表して表し、さらにこれを鎖状につない
だものは、ポリチアジル（ＳＮ）_xを模式的に表すもの
とする。

【００４３】ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４のエッチングは、
ＥＣＲプラズマＰ中に大量に生成するＦ^*によるラジカ
ル反応がＳＦ_x ⁺等のイオンの入射エネルギーにアシス
トされる機構で進行する。また、ＥＣＲプラズマＰとＳ
系材料層１５、あるいはクランプ１０の表面に形成され
たＳ系材料層（図示せず。）との接触によりプラズマ中
に放出されたＳが、低温冷却されたウェハの表面に吸着
された。

【００４４】ここで、ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４の垂直イ
オン入射面に吸着されたＳは、この面からスパッタ・ア
ウトされるＯ原子と結合してＳＯ_xの形で除去されるの
で、ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４のエッチング速度を何ら低
下させるものではない。しかし、レジスト・マスク２５
の表面ではＳの堆積とスパッタ除去とが競合し、エッチ
ング速度を低下させた。これにより、対レジスト選択比
が向上した。

【００４５】一方、イオンの垂直入射が原理的に起こら
ないパターン側壁部にはＳが堆積し、側壁保護効果を発
揮した。この結果、垂直壁を有するコンタクト・ホール
２４ａが形成された。

【００４６】さらに、ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４のエッチ
ングがほぼ終了してコンタクト・ホール２４ａの底部に
Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜２３が露出すると、該Ｓｉ₃Ｎ₄下地
膜２３から供給されるＮ原子とプラズマ中のＳ原子が結
合して窒化イオウ系化合物が形成され、この膜の露出面
を被覆した。これによりエッチング速度は大幅に低下し
た。本実施例において、Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜２３に対する
選択比は約４５であった。

【００４７】次に、ウェハをプラズマ・アッシング装置
に移設し、Ｏ₂プラズマによりレジスト・マスク２５を
除去した。このとき、図８に示されるように、パターン
側壁部に堆積したＳは、燃焼反応によりＳＯ_xの形で除
去され、また、Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜２３の表面に堆積した
（ＳＮ）_xは燃焼もしくは分解反応によりＮ₂，Ｎ
Ｏ _x，ＳＯ_x等の形で除去された。

【００４８】最後に、ウェハを熱リン酸水溶液に浸漬
し、図９に示されるように、コンタクト・ホール２４ａ
の底部に露出したＳｉ₃Ｎ₄下地膜２３を分解除去し
た。以上のプロセスにより、不純物拡散領域２２にダメ
ージを発生させたり、またパーティクル汚染を惹起させ
ることなく、良好な異方性形状を有するコンタクト・ホ
ール２４ａが形成された。

【００４９】実施例２本実施例では、実施例１で上述したプロセスを２段階化
し、ジャストエッチング工程とオーバーエッチング工程
との間でＳ／Ｆ比を変化させた例である。まず、前述の
図５に示したウェハに対して実施例１と同じ条件でジャ
ストエッチングを行い、図６に示されるように、Ｓｉ₃
Ｎ₄下地膜２３が露出し始めた時点で終了した。このと
き、コンタクト・ホール２４の底面には、若干のエッチ
ング残渣２４ｂが残存していた。

【００５０】そこで、上記エッチング残渣２４ｂを除去
するためのオーバーエッチングを、一例として下記の条
件で行った。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧０．２７Ｐａ（＝２ｍＴｏｒ
ｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度１００％このオーバーエッチング工程では、シャッタ開度が増大
されることによりプラズマ中へのＳの供給量が増えると
共に、Ｓ系材料層１５によるプラズマ中のＦ^*の消費量
が増え、エッチング反応系のＳ／Ｆ比が増大した。ま
た、ジャストエッチング工程に比べて入射イオン・エネ
ルギーも低減されている。これらの理由により、図７に
示されるようにＳｉ_xＮ_y下地層２３の表面は効率良く
窒化イオウ系化合物により被覆され、この層に対する選
択比としては約５０の高い値が得られた。

【００５１】実施例３本実施例は、Ｓｉ₃Ｎ₄層を含むゲート絶縁膜上に形成
されたゲート電極の両側壁部においてＳｉＯ₂層からな
るサイドウォールを形成するためのエッチバックを、Ｓ
Ｆ₆ガスを用いて行った例である。このプロセスは、Ｌ
ＤＤ構造を有するＭＯＳ−ＦＥＴの製造工程に含まれる
ものである。

【００５２】本実施例では、実施例１と異なり、回転式
シャッタを備えた有磁場マイクロ波プラズマ・エッチン
グ装置を使用した。この装置の概略断面図を示すと図１
と同様となるが、Ａｌブロック・チャンバ４の内部を一
部破断して示す斜視図は図３のようになる。すなわち、
本実施例の装置は、スリット状の開口部１７ａを有する
円筒形の回転式シャッタ１７を備えており、またＳ系材
料層１５ａも上記開口部１７ａの開口パターンに倣って
帯状に形成されている。上記回転式シャッタ１７は、図
示されない駆動手段により矢印Ｅ方向に回転可能となさ
れている。

【００５３】ここで、回転式シャッタ１７とＳ系材料層
１５ａの位置関係について図４を参照しながら説明す
る。この図は、図３のＦ−Ｆ線断面図であり、（ａ）は
Ｓ系材料層１５ａが回転式シャッタ１７に遮蔽され、Ｅ
ＣＲプラズマＰとの接触面積が０％とされた状態（シャ
ッタ開度０％）、（ｂ）はＳ系材料層１５ａが開口部１
７ａを介して露出され、ＥＣＲプラズマＰとの接触面積
が１００％とされた状態（シャッタ開度１００％）を示
している。Ｓ系材料層１５ａとＥＣＲプラズマＰとの接
触面積は、回転式シャッタ１７の回転角を変化させるこ
とにより任意に調節できる。

【００５４】なお、ここで言うシャッタ開度とは、実施
例１の場合と同様、Ａｌブロック・チャンバ４の垂直壁
面上のみを基準に考えているが、より徹底した接触面積
の制御を行いたい場合には、Ａｌブロック・チャンバ４
の軸方向に長く伸びた回転式シャッタを用い、傾斜壁面
上のＳ系材料層１５ａも遮蔽できるようにすれば良い。

【００５５】上述の有磁場マイクロ波プラズマ・エッチ
ング装置を使用して、実際にサイドウォール形成のため
のエッチバックを行ったプロセスについて、図１０を参
照しながら説明する。まず、図１０（ａ）に示されるよ
うに、シリコン基板３１上にいわゆるＯＮＯ（酸化膜／
窒化膜／酸化膜）構造を有するゲート絶縁膜３６を形成
し、さらにｎ ⁺型多結晶シリコン層からなるゲート電極
３７をパターニングし、このゲート電極３７をマスクと
してイオン注入を行うことにより低濃度不純物拡散領域
３２を形成し、さらにウェハの全面にＣＶＤ法によりＳ
ｉＯ₂層３８を堆積させた。ここで、上記ゲート絶縁膜
３６は、シリコン基板３１側から順に、層厚４ｎｍの第
１のＳｉＯ₂ゲート絶縁膜３３、層厚６ｎｍのＳｉ₃Ｎ
₄ゲート絶縁膜３４、層厚２ｎｍの第２のＳｉＯ₂ゲー
ト絶縁膜３５が積層されたものである。

【００５６】上記のウェハをＲＦバイアス印加型の有磁
場マイクロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一
例として下記の条件でＳｉＯ₂層３８のエッチバック、
および第２のＳｉＯ₂ゲート絶縁膜３５のジャストエッ
チングを行った。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧０．２７Ｐａ（＝２ｍＴｏｒ
ｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー２５０Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度８０％このエッチングが進行する機構は、実施例１で上述した
とおりである。エッチングはゲート電極３７およびＳｉ
₃Ｎ₄ゲート絶縁膜３４の表面が露出した時点で終了
し、ゲート電極１７の両側壁部にサイドウォール３８ａ
が形成された。このとき、図１０（ｂ）に示されるよう
に、ゲート電極３７の表面ではＳｉＯ₂層３８と異なり
Ｏ原子が供給されなくなるので、Ｓの堆積とそのスパッ
タ除去とが競合するようになり、エッチング速度が大幅
に低下して高選択比が得られた。また、Ｓｉ₃Ｎ₄ゲー
ト絶縁膜３４の表面には、窒化イオウ系化合物が堆積し
た。

【００５７】ジャストエッチングの終了時には、ＳｉＯ
₂層間絶縁膜３８のエッチング残渣３８ｂが残存してい
た。

【００５８】そこで、上記のエッチング残渣３８ｂをそ
の下の第２のＳｉＯ₂ゲート絶縁膜３５と共に除去する
ため、次に一例としてエッチング条件を下記のように切
り替え、オーバーエッチングを行った。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧０．２７Ｐａ（＝２ｍＴｏｒ
ｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度１００％このオーバーエッチング工程では、図１０（ｃ）に示さ
れるように、Ｓｉ₃Ｎ ₄ゲート絶縁膜３４の表面に形成
される窒化イオウ系化合物の寄与、および入射イオン・
エネルギーの低減により、下地にダメージを与えずに残
渣３８ｂを除去し、サイドウォール３８ａを完成するこ
とができた。このときＳｉ₃Ｎ₄ゲート絶縁膜３４に対
する選択比は約５０であった。もちろんゲート電極３７
の露出面は、Ｓにより保護された。

【００５９】ところで、本実施例のプロセスではレジス
ト・マスクを用いないので、エッチング終了後にＯ₂プ
ラズマ・アッシングは行われない。そこで、ウェハ表面
に堆積したＳや窒化イオウ系化合物を除去するための別
工程が必要となるが、これらはプラズマ処理等を行うま
でもなく、エッチング終了後にウェハを約１３０℃以上
に加熱すれば除去することができる。このとき、まずウ
ェハが９０℃付近まで加熱された時点でＳが昇華除去さ
れ、さらにウェハが昇温すると窒化イオウ系化合物が分
解除去される。この結果、図１０（ｄ）に示されるよう
に、下地の低濃度不純物拡散領域３２に何らダメージを
与えることなく、高異方性・高選択加工を実現すること
ができた。

【００６０】実施例４本実施例は、本発明をコンタクト・ホール加工に適用
し、ＳＦ₆ガスとＳｉ₃Ｎ₄マスクを用いてＳｉＯ₂層
間絶縁膜をエッチングした例である。このプロセスを、
図１１を参照しながら説明する。まず、図１１（ａ）に
示されるように、予め不純物拡散領域４２の形成された
シリコン基板４１上にたとえば常圧ＣＶＤ法により層厚
１μｍのＳｉＯ₂層間絶縁膜４３が形成され、さらに該
ＳｉＯ₂層間絶縁膜４３上に所定の形状にパターニング
されたＳｉ₃Ｎ₄マスク４４が形成されてなるウェハを
用意した。ここで、上記Ｓｉ₃Ｎ₄マスク４４は、たと
えば減圧ＣＶＤ法により形成された層厚１００ｎｍのＳ
ｉ₃Ｎ₄層を、エキシマ・レーザ・リソグラフィと現像
処理により形成された化学増幅系フォトレジストのパタ
ーンをマスクとしてエッチングすることにより形成され
ており、開口部４４ａを有している。フォトレジスト・
マスクはアッシングにより除去してある。

【００６１】このウェハを実施例１で用いた有磁場マイ
クロ波プラズマ・エッチング装置にセットし、一例とし
て下記の条件でＳｉＯ₂層間絶縁膜４３をジャストエッ
チングした。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧０．２７Ｐａ（＝２ｍＴｏｒ
ｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨｚ）ＲＦバイアス・パワー２００Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度８０％本実施例では、エッチングの開始時から既にＳｉ₃Ｎ₄
マスク４４がウェハの表面に露出しているため、図１１
（ｂ）に示されるように、エッチングを開始するとその
表面は直ちに（ＳＮ）_x等の窒化イオウ系化合物で被覆
された。この窒化イオウ系化合物によりＳｉ₃Ｎ₄マス
ク４４の表面におけるエッチング速度が大幅に低下し、
マスクの後退による寸法変換差の発生やコンタクト・ホ
ール４３ａの断面形状の劣化が防止された。

【００６２】一方、ＳｉＯ₂層間絶縁膜４３のエッチン
グは、側壁部がＳで保護されながら異方的に進行した。
下地の不純物拡散領域４２が露出すると、その表面でＳ
の堆積とスパッタ除去とが競合するため、下地に対して
高い選択性が実現された。ジャストエッチングの終了時
には、ＳｉＯ₂層間絶縁膜４３のエッチング残渣４３ｂ
が若干残存していた。

【００６３】そこで、上記のエッチング残渣４３ｂを除
去するためのオーバーエッチングを、一例として下記の
条件で行った。ＳＦ₆流量５０ＳＣＣＭガス圧１．３Ｐａ（＝１０ｍＴｏ
ｒｒ）マイクロ波パワー１２００Ｗ（２．４５ＧＨ
ｚ）ＲＦバイアス・パワー５０Ｗ（８００ｋＨｚ）ウェハ温度 −２０℃ シャッタ開度１００％このオーバーエッチング工程では、Ｓ系材料層１５から
のＳの供給が促進され、かつ入射イオン・エネルギーが
低減されていることにより、図１１（ｃ）に示されるよ
うに、下地にダメージを与えることなくエッチング残渣
４３ｂを除去することができた。このときの対シリコン
選択比は、約５０であった。

【００６４】エッチング終了後には、ウェハを約１３０
℃以上に加熱することにより、図１１（ｄ）に示される
ように窒化イオウ系化合物とＳを除去した。

【００６５】一般にＳｉＯ₂層のエッチングにはイオン
入射エネルギーの大きい条件が採用されるので、レジス
ト・マスクを使用するプロセスでは入射イオンのスパッ
タ作用によるマスクの後退、およびこれに伴うパーティ
クル汚染の発生が問題となっていた。しかし、本実施例
のプロセスによれば、Ｓｉ₃Ｎ₄層をマスクとするＳｉ
Ｏ₂層のエッチングが可能となるので、レジスト・マス
クが不要となり、上述の問題を回避できる。この場合、
マスクとして使用したＳｉ₃Ｎ₄層は、特に除去しなく
ても絶縁膜の一部としてそのまま使用することができ
る。

【００６６】以上、本発明を４例の実施例にもとづいて
説明したが、本発明はこれらの実施例に何ら限定される
ものではなく、たとえばエッチング・ガスには各種の添
加ガスを混合しても良い。たとえば、エッチング反応系
のＳ／Ｆ比を増大させるための添加ガスとして、Ｈ₂、
Ｈ₂Ｓ、シラン系化合物等を使用しても良い。これらの
化合物は、放電解離条件下でＨ^*やＳｉ^*を生成し、こ
れらのラジカルによりＦ^*を捕捉して、エッチング反応
系の見掛け上のＳ／Ｆ比を上昇させる作用を有する。さ
らに、スパッタリング効果，冷却効果，希釈効果を得る
目的でＨｅ，Ａｒ等の希ガスが添加されていても良い。

【００６７】上述の実施例ではフッ素系化合物としてＳ
Ｆ₆を用いたが、本発明で規定されるＮＦ₃，ＣｌＦ₃
を用いても、同様の結果が得られる。特にＮＦ₃を用い
た場合には、気相中からも窒化イオウ系化合物を堆積さ
せることができ、表面保護効果を強化することができ
る。Ｓ系材料層により被覆される内部構成部材は、上述
のクランプの他、ウェハ載置電極、ウェハ・カバー等で
あっても良い。これら内部構成部材の表面においてＳ系
材料層とプラズマとの接触面積を変化させることが可能
なシャッタ部材が設けられていてももちろん構わない。

【００６８】その他、ウェハの構成、エッチング条件等
が適宜変更可能であることは、言うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のドライエッチング方法によれば、Ｓｉ_xＮ_y層に対
して高選択性を確保しながらＳｉＯ_x層をエッチングす
るという従来では困難であったプロセスを、優れた再現
性を持って行うことが可能となる。しかも、プロセス途
中におけるエッチング反応系のＳ／Ｆ比の制御を、主と
してエッチング・チャンバの内壁面に設けられたＳ系材
料層とプラズマとの接触面積をシャッタ部材を用いて機
械的に変化させるという巧妙な手法により、迅速かつ容
易に行うことができる。また、側壁保護用のＳを固相か
ら供給させることにより、エッチング・ガスとしては安
定で安価な汎用の塩素系化合物や臭素系化合物が使用で
きるようになり、経済上のメリットも大きい。

【００７０】もちろん、本発明が脱フロン対策としても
優れていることは言うまでもない。本発明は微細なデザ
イン・ルールにもとづいて設計され、高性能、高集積
度、および高性能を要求される半導体装置の製造に好適
であり、その産業上の価値は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いられる有磁場マイクロ波プラズマ
・エッチング装置の一構成例を示す概略断面図であり、
（ａ）は昇降式シャッタの開度を５０％とした状態、
（ｂ）は１００％とした状態をそれぞれ表す。

【図２】図１の有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング
装置のＡｌブロック・チャンバと昇降式シャッタの一部
を破断して示す概略斜視図である。

【図３】本発明で用いられる有磁場マイクロ波プラズマ
・エッチング装置の他の構成例において、Ａｌブロック
・チャンバと回転式シャッタの一部を破断して示す概略
斜視図である。

【図４】図３の有磁場マイクロ波プラズマ・エッチング
装置のＦ−Ｆ線断面図であり、（ａ）はＳ系材料層とＥ
ＣＲプラズマとの接触面積が０％とされた状態、（ｂ）
は１００％とされた状態をそれぞれ表す。

【図５】本発明をコンタクト・ホール加工に適用したプ
ロセス例において、Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜に積層されたＳｉ
Ｏ₂層間絶縁膜の上にレジスト・マスクが形成された状
態を示す概略断面図である。

【図６】図５のＳｉＯ₂層間絶縁膜がジャストエッチン
グされ、エッチング残渣が生じた状態を示す概略断面図
である。

【図７】図６のエッチング残渣が除去された状態を示す
概略断面図である。

【図８】図７のレジスト・マスクの除去に伴ってＳと窒
化イオウ系化合物が除去された状態を示す概略断面図で
ある。

【図９】図８のコンタクト・ホールの底面においてＳｉ
₃Ｎ₄下地層の露出部が選択的に除去された状態を示す
概略断面図である。

【図１０】本発明をいわゆるＯＮＯ構造を有するゲート
絶縁膜上のゲート電極の両側壁部にサイドウォールを形
成するためのエッチバックに適用したプロセス例をその
工程順にしたがって示す模式的断面図であり、（ａ）は
ウェハの全面にＳｉＯ₂層が形成された状態、（ｂ）は
ＳｉＯ₂層がジャストエッチングされた状態、（ｃ）は
オーバーエッチングが終了した状態、（ｄ）は堆積した
Ｓと窒化イオウ系化合物が加熱により分解もしくは昇華
除去された状態をそれぞれ表す。

【図１１】本発明をコンタクト・ホール加工に適用した
他のプロセス例をその工程順にしたがって示す模式的断
面図であり、（ａ）はＳｉＯ₂層間絶縁膜上にＳｉ₃Ｎ
₄マスクが形成された状態、（ｂ）はＳｉＯ₂層間絶縁
膜がジャストエッチングされた状態、（ｃ）はオーバー
エッチングが終了した状態、（ｄ）は堆積したＳと窒化
イオウ系化合物が加熱により分解もしくは昇華除去され
た状態をそれぞれ表す。

【符号の説明】

４・・・Ａｌブロック・チャンバ９・・・ウェハ載置電極１０・・・クランプ１１・・・ウェハ１５，１５ａ・・・Ｓ系材料層１６・・・昇降式シャッタ１７・・・回転式シャッタ２１，３１，４１・・・シリコン基板２２，４２・・・不純物拡散領域２３・・・Ｓｉ₃Ｎ₄下地膜２４，４３・・・ＳｉＯ₂層間絶縁膜２４ａ，４３ａ・・・コンタクト・ホール２４ｂ，３８ｂ，４３ｂ・・・エッチング残渣３２・・・低濃度不純物拡散領域３４・・・Ｓｉ₃Ｎ₄ゲート絶縁膜３５・・・第２のＳｉＯ₂ゲート絶
縁膜３７・・・ゲート電極３８・・・ＳｉＯ₂層３８ａ・・・サイドウォール４４・・・Ｓｉ₃Ｎ₄マスク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エッチング・チャンバの内壁面の少なく
とも一部がイオウ系材料層により被覆されてなるエッチ
ング装置にフッ素系化合物を含むエッチング・ガスを導
入し、プラズマとの接触により前記イオウ系材料層から
イオウおよび／またはイオウ系材料を供給可能とした状
態で、窒化シリコン系材料層の上に形成された酸化シリ
コン系材料層を基体表面の一部に少なくとも窒化イオウ
系化合物を堆積させながら選択的にエッチングすること
を特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】エッチング・チャンバの内壁面の少なく
とも一部がイオウ系材料層により被覆されてなるエッチ
ング装置にフッ素系化合物を含むエッチング・ガスを導
入し、プラズマとの接触により前記イオウ系材料層から
イオウおよび／またはイオウ系材料を供給可能とした状
態で、酸化シリコン系材料層をその上に形成され予め所
定の形状にパターニングされた窒化シリコン系材料層を
マスクとし、基体表面の一部に少なくとも窒化イオウ系
化合物を堆積させながらエッチングすることを特徴とす
るドライエッチング方法。
【請求項３】前記エッチング装置が前記イオウ系材料
層とプラズマとの接触面積を可変となし得るシャッタ部
材を備え、前記酸化シリコン系材料層を実質的にその層
厚分だけエッチングするジャストエッチング工程ではこ
の接触面積を相対的に小とし、前記酸化シリコン系材料
層の残余部を除去するオーバーエッチング工程では相対
的に大とすることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載のドライエッチング方法。
【請求項４】前記エッチング装置として、前記エッチ
ング・チャンバの内部構成部材の表面の少なくとも一部
がイオウ系材料層により被覆されてなるものを用いるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項
に記載のドライエッチング方法。
【請求項５】前記フッ素系化合物がＳＦ₆，ＮＦ₃，
ＣｌＦ₃から選ばれる少なくとも１種類の化合物である
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１
項に記載のドライエッチング方法。