特開 2022-107943 プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022107943

(43)【公開日】2022-07-25

(54)【発明の名称】プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20220715BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/302 101B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021002664

(22)【出願日】2021-01-12

(71)【出願人】

【識別番号】318010018

【氏名又は名称】キオクシア株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】片岡 淳司

(72)【発明者】

【氏名】久保井 宗一

【テーマコード（参考）】

5F004

【Ｆターム（参考）】

5F004AA02

5F004BA09

5F004BB13

5F004BB22

5F004BB28

5F004CA03

5F004CA06

5F004CA08

5F004DA00

5F004DA01

5F004DA16

5F004DA17

5F004DA18

5F004DA22

5F004DA23

5F004DA24

5F004DA25

5F004DA26

5F004DB03

5F004DB07

5F004EA03

5F004EA05

5F004EB01

5F004EB04

(57)【要約】

【課題】被加工膜とエッチングマスクの加工選択比を高めることを可能にしたプラズマエッチング方法を提供する。
【解決手段】実施形態のプラズマエッチング方法は、シリコン含有膜上にマスクを形成し、ハイドロフルオロカーボンガスのプラズマによりシリコン含有膜をエッチングする方法において、ハイドロフルオロカーボンガスは、共役環状化合物としてＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）で表される組成を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリコン含有膜上にマスクを形成し、ハイドロフルオロカーボンガスのプラズマにより前記シリコン含有膜をエッチングする方法において、
前記ハイドロフルオロカーボンガスは、共役環状化合物としてＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）で表される組成を有する、プラズマエッチング方法。

【請求項2】

前記シリコン含有膜は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜又はそれらの膜の積層膜である、請求項１に記載のプラズマエッチング方法。

【請求項3】

前記ハイドロフルオロカーボンガスは、Ｃ_６ＨＦ_５ガス、Ｃ_７ＨＦ_７ガス、Ｃ_７Ｈ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_７Ｈ_３Ｆ_５ガス、Ｃ_８ＨＦ_９ガス、Ｃ_８ＨＦ_７ガス、Ｃ_９ＨＦ_９ガス及びＣ_９Ｈ_２Ｆ_８ガスからなる群から選ばれる少なくとも１つを含む、請求項１または２に記載のプラズマエッチング方法。

【請求項4】

前記ハイドロフルオロカーボンガスの組成が、１／３≦（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満たす、請求項１～３のいずれか１項に記載のプラズマエッチング方法。

【請求項5】

基板のエッチング処理が行われるチャンバと、
前記チャンバ内に配置された電極と、
共役環状化合物としてＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）で表される組成を有する、ハイドロフルオロカーボンの液体又は固体原料を気化し、得られたハイドロフルオロカーボンガスの流量を制御して前記チャンバ内に導入するプロセスガス導入系と、
前記ハイドロフルオロカーボンガスのプラズマを生じさせる電圧を前記電極に印加する電源と、
を具備するプラズマエッチング装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの製造プロセスにおいては、半導体基板等に形成されたシリコン酸化膜等のシリコン含有膜にコンタクトホール、ビアホール、トレンチ（溝）等を形成するために、プラズマエッチングが行われている。このような半導体デバイスの製造プロセスでは、半導体デバイスの電気性能等の確保のために、加工形状の精密制御、特にコンタクトホール等の側壁の垂直加工が重要である。例えば、近年の三次元構造デバイスは、アスペクト比の大きいホールを有する。このようなアスペクト比が大きいホールをプラズマエッチングで形成するにあたって、被加工膜とエッチングマスクの加工選択比を高めることが望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第５３６６５９０号明細書

【特許文献2】米国特許第７７９４６１６号明細書

【特許文献3】特開２０１６－５１７７７号公報

【特許文献4】国際公開第２０１９／１５１４６７号

【特許文献5】国際公開第２０２０／０５４２００号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の解決しようとする課題は、被加工膜とエッチングマスクの加工選択比を高めることを可能にしたプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態のプラズマエッチング方法は、シリコン含有膜上にマスクを形成し、ハイドロフルオロカーボンガスのプラズマによりシリコン含有膜をエッチングする方法において、前記ハイドロフルオロカーボンガスは、共役環状化合物としてＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）で表される組成を有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】実施形態のプラズマエッチング装置を示す断面図である。

【図2】実施形態のプラズマエッチング装置の変形例を示す断面図である。

【図3】実施形態のプラズマエッチング方法に用いるハイドロフルオロカーボンガスの一例を示す図である。

【図4】プラズマエッチング方法に用いるハイドロフルオロカーボンガスの各元素の原子数の比（（ｚ－ｙ）／ｘ比）に対する堆積物の高さと幅の比（ｈ／ｗ比）との関係の一例を示す図である。

【図5】図４における、堆積物の縦横比を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、実施形態のプラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置について、図面を参照して説明する。なお、各実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、その説明を一部省略する場合がある。図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各部の厚さの比率等は現実のものとは異なる場合がある。説明中の上下等の方向を示す用語は、特に明記が無い場合には後述する基板のプラズマエッチング面（加工面）を上とした場合の相対的な方向を示し、重力加速度方向を基準とした現実の方向とは異なる場合がある。

【0008】

図１は実施形態によるプラズマエッチング装置を示す断面図である。図１に示すプラズマエッチング装置１は、容量結合型（平行平板型）の反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）装置であり、チャンバ２、排気口３、プロセスガス導入口４、下部電極（基板電極）５、上部電極（対向電極）６、第１のプロセスガス導入系７、第２のプロセスガス導入系８、第１の電源系統９、及び第２の電源系統１０を備える。

【0009】

チャンバ２には、排気口３とプロセスガス導入口４が設けられている。排気口３は、図示しない圧力調整バルブや排気ポンプ等に接続されている。チャンバ２内の気体は、排気口３から排出され、チャンバ２内が高真空に保たれる。また、プロセスガス導入口４からプロセスガスを導入するにあたって、プロセスガス導入口４から流入するガスの流量と排気口３から流出するガスの流量とを釣り合わせることによって、チャンバ２内の圧力を一定の真空圧に保つことが可能とされている。

【0010】

チャンバ２のプロセスガス導入口４には、第１のプロセスガス導入系７及び第２のプロセスガス導入系８が接続されている。さらに、チャンバ２には、上部電極６の複数のガス吐出口１１に面するガス導入空間１２がプロセスガス導入口４と接続されるように設けられている。第１のプロセスガス導入系７は、常温で液体又は固体のプロセスガス原料を気化してチャンバ２内に導入する機構を有する。第２のプロセスガス導入系８は、常温で気体のプロセスガスをチャンバ２内に導入するものであり、ガス供給源１３とガス流量を制御するマスフローコントローラ１４と開閉バルブ１５と配管１６とを有している。配管１６の一端はガス供給源１３に接続され、他端はプロセスガス導入口４に接続されている。常温で気体のプロセスガスとしては、Ｈｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の希ガス、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＨ_４、ＮＦ_３、ＳＦ_６等のガス、ＣＦ_４、Ｃ_４Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_８等の一般的なＣＦ（フルオロカーボン）系ガス、ＣＨＦ_３、ＣＨ_２Ｆ_２、ＣＨ_３Ｆ等のＣＨＦ（ハイドロフルオロカーボン）系ガスが用いられる。

【0011】

第１のプロセスガス導入系７は、液体のプロセスガス原料ＧＳを収容する原料タンク１７と、液体流量制御器１８と、液体のプロセスガス原料ＧＳを気化する気化器１９と、これら原料タンク１７、液体流量制御器１８、及び気化器１９を接続する配管２０とを有している。配管２０の一端は原料タンク１７内に開口されており、他端はプロセスガス導入口４に接続されている。原料タンク１７には、不活性ガス供給ライン２１が接続されている。気化器１９にはプロセスガス原料ＧＳの気化成分（プロセスガス）をチャンバ２内に送るキャリアガスを供給するキャリアガス供給ライン２２が接続されている。気化器１９の周囲は、断熱材２３で覆われている。さらに、配管２０内でプロセスガス原料ＧＳの気化成分が液化しないように、気化器１９からプロセスガス導入口４までの配管２０の周囲には、ヒータ２４が設けられている。配管２０、不活性ガス供給ライン２１、及びキャリアガス供給ライン２２には、必要箇所に応じて開閉バルブ２５が設けられている。

【0012】

第１のプロセスガス導入系７においては、不活性ガス供給ライン２１から不活性ガスを原料タンク１７に供給することによって、プロセスガス原料ＧＳが液体流量制御器１８を介して気化器１９に送られる。液体流量制御器１８で流量が制御された液体のプロセスガス原料ＧＳは、気化器１９で気化される。液体流量制御器１８で液体のプロセスガス原料ＧＳの流量が制御されているため、気化器１９で気化されたプロセスガス原料ＧＳの気化成分は、所定のガス流量としてプロセスガス導入口４を介してチャンバ２内に送られる。液体のプロセスガス原料ＧＳ及びその気化成分については、後に詳述する。

【0013】

プロセスガス原料ＧＳを気化させる機構としては、図１に示した気化器１９を用いた構成に限られるものではない。図２は、実施形態のプラズマエッチング装置の変形例を示す断面図である。図２に示すように、液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳを収容する原料タンク１７を直接加熱することによって、液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳを気化させるようにしてもよい。すなわち、図２に示す第１のプロセスガス導入系７においては、液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳを収容する原料タンク１７の周囲にヒータ２６が設けられており、さらに原料タンク１７及びヒータ２６の周囲が断熱材２７で覆われている。原料タンク１７からプロセスガス導入口４までの配管２０には、気体流量制御器２８が設けられている。配管２０及び気体流量制御器２８の周囲にはヒータ２４が設けられている。

【0014】

図２に示す第１のプロセスガス導入系７において、液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳが収容された原料タンク１７は、ヒータ２６により直接加熱される。ヒータ２６により加熱された液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳは気化し、配管２０に送られる。プロセスガス原料ＧＳの気化成分は、気体流量制御器２８で流量が制御され、この状態でプロセスガス導入口４を介してチャンバ２内に送られる。

【0015】

チャンバ２内には、半導体ウエハＷ等の基板を載置する載置台（保持部）を兼ねた上下動自在な基板電極として下部電極５が設けられている。下部電極５の上部には、図示しない静電チャックが設けられており、半導体ウエハＷを下部電極５に保持することができるように構成されている。下部電極５の上方には、対向電極としてプロセスガス吐出用のシャワーヘッドを兼ねる上部電極６が、ガス導入空間１２と半導体ウエハＷのエッチング処理が行われる処理空間とを区画する位置に配置されている。上部電極６には、プロセスガスをガス導入空間１２から半導体ウエハＷの処理空間へと供給するように、複数のガス吐出口１１が設けられている。チャンバ２はアースされている。

【0016】

基板電極としての下部電極５には、第１の電源系統９及び第２の電源系統１０が接続されている。第１の電源系統９は整合器３０及び第１の高周波電源３１を有し、第２の電源系統１０は整合器３２及び第２の高周波電源３３を有する。第１の高周波電源３１は、プロセスガスをイオン化して、プラズマを発生させるための第１の高周波電圧（Ｖａ）を出力する電源であり、出力された第１の高周波電圧（Ｖａ）が下部電極５に印加される。第２の高周波電源３３は、プラズマからイオンを半導体ウエハＷに引き込むための、第１の高周波電圧（Ｖａ）より周波数が低い第２の高周波電圧（Ｖｂ）を出力する電源であり、出力された第２の高周波電圧（Ｖｂ）が下部電極５に印加される。電圧Ｖａ及び電圧Ｖｂは共に、一般には高周波と呼ばれるが、それぞれの周波数の違いを説明するため、便宜的に第１の高周波電圧（Ｖａ）をＲＦ高周波電圧、第２の高周波電圧（Ｖｂ）をＲＦ低周波電圧と称する。

【0017】

第１の高周波電源３１が出力するＲＦ高周波電圧（Ｖａ）は、プラズマの発生力を高めるために２７ＭＨｚ以上であることが好ましく、例えば１００ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、２７ＭＨｚ等であることが好ましい。第２の高周波電源３３が出力するＲＦ低周波電圧（Ｖｂ）は、プラズマからのイオンの引き込み性を高めるために３ＭＨｚ以下であることが好ましく、例えば３ＭＨｚ、２ＭＨｚ、４００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ等であることが好ましい。また、第２の高周波電源３３から下部電極５に印加されるＲＦ低周波電圧（Ｖｂ）の上下のピーク間電圧は１０００Ｖ以上であることが好ましい。

【0018】

図１および図２では、第１の電源系統９及び第２の電源系統１０を、下部電極５に接続している例を示しているが、下部電極５ではなく上部電極６と接続するようにしてもよい。また、下部電極５および上部電極６の両方に電源系統を接続して、所定の電圧を印加できるようにすることもできる。

【0019】

第１のプロセスガス導入系７からのチャンバ２内へのプロセスガスの導入、及び必要に応じて第２のプロセスガス導入系８からのチャンバ２内へのプロセスガスの導入と同時に、上記した第１の高周波電源３１からＲＦ高周波電圧（Ｖａ）及び第２の高周波電源３３からＲＦ低周波電圧（Ｖｂ）を下部電極５に印加することによって、下部電極５と上部電極６との間にプラズマが発生する。すなわち、第１の高周波電源３１からのＲＦ高周波電圧（Ｖａ）と第２の高周波電源３３からのＲＦ低周波電圧（Ｖｂ）とが重畳して下部電極５に印加されることによって、プロセスガスがイオン化して下部電極５と上部電極６との間にプロセスガスのプラズマが形成されると共に、下部電極５側へのイオンの引き込みが行われる。

【0020】

次に、上記したプラズマエッチング装置１を用いた半導体ウエハＷのプラズマエッチング方法について説明する。実施形態のプラズマエッチング方法においては、まず下部電極５上にエッチング処理における被加工物である半導体ウエハＷ等の基板を載置する。被加工物である半導体ウエハＷは、シリコン、タングステン、アルミニウム、チタン、モリブデン、及びタンタルからなる群より選ばれる少なくとも１つを含む半導体膜又は金属膜上に形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ膜）やシリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）等のシリコン含有膜を有する。

【0021】

このようなＳｉＯ膜やＳｉＮ膜等のシリコン含有膜を有する半導体ウエハＷ上にエッチングマスクを形成すると共に、エッチングマスクをパターニングして開口部を形成した後、プラズマエッチング処理を行うことによって、エッチングマスクの開口部に応じてシリコン含有膜にコンタクトホールのようなホール部を形成する。ここで用いるマスクの材料は、プラズマエッチングに用いることができる公知の材料が限定されることなく使用でき、例えば、カーボン、シリコン、タングステン等が挙げられ、これらの少なくとも１つ以上を有する材料から形成されることが好ましい。

【0022】

シリコン含有膜にコンタクトホール等を形成するにあたって、第１のプロセスガス導入系７からチャンバ２内へプロセスガスを導入すると同時に、エッチングマスクが形成された半導体ウエハＷが載置された下部電極５に対して、第１の高周波電源３１からＲＦ高周波電圧（Ｖａ）及び第２の高周波電源３３からＲＦ低周波電圧（Ｖｂ）を印加する。これにより、下部電極５と上部電極６との間にプラズマを発生させると共に、プラズマ中のイオンを半導体ウエハＷに引き込むことによって、シリコン含有膜をエッチング処理する。シリコン含有膜のエッチング処理は、例えばＳｉＯ膜に対して実施される。エッチング処理が実施されるシリコン含有膜は、ＳｉＯ膜の単独膜に限らず、ＳｉＯ膜とＳｉＮ膜との積層膜であってもよい。シリコン含有膜のエッチング処理において、シリコン含有膜と上記した下地の半導体膜や金属膜とのエッチングレートの違いに基づいて、シリコン含有膜を選択的に加工することができる。

【0023】

上記したシリコン含有膜のプラズマエッチング処理において、本実施形態では、第１のプロセスガス導入系７の原料タンク１７に収容されるプロセスガス原料ＧＳとしては、共役環状化合物としてＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）で表される組成を有するハイドロフルオロカーボンが用いられる。上記した組成のハイドロフルオロカーボン（以下、共役環状ハイドロフルオロカーボンと呼ぶ。）は、常温で液体又は固体であるため、図１及び図２に示したような液体又は固体のプロセスガス原料ＧＳを気化させる機構が用いられる。

【0024】

上記した共役環状ハイドロフルオロカーボンは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１の組成を満足する構造を有することで、シリコン含有膜を選択的にエッチングするとともに、マスク上に堆積物を形成して、マスクのエッチングによる薄膜化を防止できる。なお、このような堆積物を形成し得るフルオロカーボンやハイドロフルオロカーボンも他に知られてはいるが、一般に、堆積物が縦方向のみならず横方向へも堆積し、これにより開口部が徐々に狭まり、所望のエッチングを進められないことが多い。これに対して、本実施形態の共役環状ハイドロフルオロカーボンは、縦方向には十分堆積物を形成しつつ、横方向への堆積を抑制できる。したがって、本実施形態の共役環状ハイドロフルオロカーボンを用いることで、マスク上に堆積させる際、マスクの開口部を閉塞しにくいため、エッチング加工形状への悪影響を抑制できる。

【0025】

この堆積特性としては、エッチングガスとしてのハイドロフルオロカーボンにおいて、炭素原子の数に対するフッ素原子の数の比（Ｆ／Ｃ比）が小さい方が、プラズマ化により生成し、堆積に寄与するＣＦｘラジカルのマスクに対する付着係数が高くなる。

【0026】

また、Ｃ＝Ｃ結合のような構造を有する化合物は、π－π^＊結合の開裂を起点とした架橋反応でポリマー化して堆積しやすいと考えられ、共役化合物としてπ結合を多量に導入するほど堆積性を高めることができる。

【0027】

一方、付着係数や堆積しやすさを高めすぎると、上記したように横方向への堆積も進んでしまい、開口部が閉塞しやすくなると考えられる。これに対して、上記本実施形態の化学式に示したように、化合物中に水素原子を含有し、かつ、他の元素と所定の関係を満たすように含有させることで、縦方向の堆積性が格段に高められることを本発明者らは見出した。これは、Ｃ－Ｆ結合の結合乖離エネルギー（５１３ｋＪ／ｍｏｌ）に対し、Ｃ－Ｈ結合の結合乖離エネルギー（３３８．７２ｋＪ／ｍｏｌ）が低いため、堆積物のエッチング耐性が低くなる。これにより、ラジカルの付着量が少ない横方向の堆積物が除去されやすくなるからと考えられる。

【0028】

以上のように種々の要因で各化合物の堆積性は変わるが、本実施形態の共役環状ハイドロフルオロカーボンは、水素原子を導入したことによる堆積物のエッチング耐性の低下に対し、Ｆ／Ｃ比が小さい共役環状構造を有することで堆積特性を高め、これらのバランスをとることで、これまでにない良好な堆積性を有し、かつ、優れたエッチング特性を示す。従って、半導体ウエハＷに形成されたシリコン酸化膜（ＳｉＯ）等のシリコン含有膜をエッチングするにあたって、被加工膜とエッチングマスクの加工選択比を高めることができる。

【0029】

以下、共役環状ハイドロフルオロカーボンＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）について、さらに具体的に説明する。

【0030】

共役環状ハイドロフルオロカーボンは、上記したようなエッチングマスクとの加工選択性やエッチングレートを所望のものとするために、共役環状構造を有している。共役環状構造を有することで、上記Ｆ／Ｃ比の調整と、安定した多量のπ結合導入が実現される。なかでも、共役環状構造として芳香族性を有する化合物（例えば、ベンゼン環を有する化合物）であると、化合物自体の安定性が高くなり、母ガスの組成をある程度維持しやすくなるため、堆積物を安定して形成することができ好ましい。

【0031】

共役環状ハイドロフルオロカーボンＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚ（ｘ、ｙ及びｚは、ｘ≧６かつ（ｚ－ｙ）／ｘ≦１を満足する正の整数である。）としては、例えば、Ｃ_６ＨＦ_５、Ｃ_７ＨＦ_７、Ｃ_７Ｈ_２Ｆ_６、Ｃ_７Ｈ_３Ｆ_５、Ｃ_８ＨＦ_９、Ｃ_８ＨＦ_７、Ｃ_９ＨＦ_９、Ｃ_９Ｈ_２Ｆ_８等が挙げられる。

【0032】

上記した共役環状ハイドロフルオロカーボンの構造例を図３に示す。図３に示すように、いずれもベンゼン環構造を有し、ベンゼン環又はそのフッ化置換基中に水素原子が導入されている。なお、図３に示した構造は一例であって、水素原子の導入位置によって複数の構造異性体が得られる場合、いずれの構造異性体でもよい。このような構造異性体において、水素原子がベンゼン環に直接結合している場合と、側鎖に結合している場合とで、上記したエッチング時の作用、効果についてはほとんど変わりがない。

【0033】

このように、第１のプロセスガス導入系７からチャンバ２内に導入するプロセスガスは、Ｃ_６ＨＦ_５ガス、Ｃ_７ＨＦ_７ガス、Ｃ_７Ｈ_２Ｆ_６ガス、Ｃ_７Ｈ_３Ｆ_５ガス、Ｃ_８ＨＦ_９ガス、Ｃ_８ＨＦ_７ガス、Ｃ_９ＨＦ_９ガス、Ｃ_９Ｈ_２Ｆ_８ガスからなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことが好ましい。

【0034】

図４に、共役環状ハイドロフルオロカーボンの各元素の原子数の比に対する縦方向の堆積性（デポ性；［（ｚ－ｙ）／ｘ比］と［ｈ／ｗ比］との関係）の一例を示す。ｈ／ｗ比は、マスク上に堆積した堆積物の幅（ｗ）に対する高さ（ｈ）の比であり、その算出の概念図を図５に示した。幅（ｗ）は、マスクの中央から横方向に堆積物が堆積した最大長さ（幅）であり、高さ（ｈ）は、マスクの上端から上方向に堆積物が堆積した長さ（高さ）である。

【0035】

図４では、共役環状ハイドロフルオロカーボンガスの一例として、Ｃ_７ＨＦ_７ガス及びＣ_７Ｈ_３Ｆ_５ガスの特性を実施例として示している。また、図４は比較のために、Ｃ_４Ｆ_６ガス、Ｃ_６Ｆ_６ガス及びＣ_７Ｆ_８ガスの特性も合わせて示している。

【0036】

図４に示すように、共役環状ハイドロフルオロカーボンの気化成分からなるハイドロフルオロカーボンガスによれば、その縦方向における堆積性が良好で、被加工膜とエッチングマスクの加工選択比を高めることができる。従って、実施形態によれば、例えばＳｉＯ膜やＳｉＯ膜とＳｉＮ膜との積層膜にアスペクト比が大きいコンタクトホール等を形成することが可能になる。

【0037】

なお、共役環状ハイドロフルオロカーボン中の水素原子の比率が大きくなると、ＳｉＯ_２等のシリコン含有膜のエッチングレートが遅くなるため、水素原子よりもフッ素原子を多く含有すること（ｚ＞ｙ）が好ましい。

【0038】

また、共役環状ハイドロフルオロカーボン中の水素原子の比率が大きくなると、ｈ／ｗ比が低くなる傾向がみられ、共役環状ハイドロフルオロカーボンＣ_ｘＨ_ｙＦ_ｚにおける、各元素の原子数の関係は、１／３≦（ｚ－ｙ）／ｘ≦１が好ましく、１／２≦（ｚ－ｙ）／ｘ≦１がより好ましく、２／３≦（ｚ－ｙ）／ｘ≦１がさらに好ましい。水素原子の数ｙがこのような関係を満たすことで、縦方向への堆積性を良好なものとでき、例えば化合物中に含有させる水素原子の数は１つであってもよい。

【0039】

なお、上述した各実施形態の構成は、それぞれ組合せて適用することができ、また一部置き換えることも可能である。ここでは、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図するものではない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0040】

１…プラズマエッチング装置、２…チャンバ、３…排気口、４…プロセスガス導入口、５…下部電極（基板電極）、６…上部電極（対向電極）、７…第１のプロセスガス導入系、８…第２のプロセスガス導入系、９…第１の電源系統、１０…第２の電源系統、
１７…原料タンク、１８…液体流量制御器、１９…気化器、２０…配管、２４，２６ヒータ、２８…気体流量制御器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】