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(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】P2022170130
(43)【公開日】2022-11-10
(54)【発明の名称】半導体装置及びエッチング方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20221102BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 105A
【審査請求】未請求
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021076046
(22)【出願日】2021-04-28
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100114177
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 龍
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】平田 瑛子
(72)【発明者】
【氏名】深沢 正永
【テーマコード（参考）】
5F004
【Ｆターム（参考）】
5F004AA09
5F004BA09
5F004BB13
5F004BB18
5F004CA06
5F004DA01
5F004DA22
5F004DA23
5F004DA25
5F004DB03
5F004DB07
5F004EA13
5F004EA14
5F004EA28
5F004EB01
(57)【要約】
【課題】半導体装置のコンタクトホール加工時のエッチングによる不具合を改善することができるエッチング方法を提供する。
【解決手段】エッチング方法は、第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、第２ガスのプラズマにより、酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、第３ガスのプラズマにより、第１重合膜と、酸化膜、及び絶縁膜の少なくとも一部を除去することを含む。
【選択図】図３
【解決手段】エッチング方法は、第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、第２ガスのプラズマにより、酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、第３ガスのプラズマにより、第１重合膜と、酸化膜、及び絶縁膜の少なくとも一部を除去することを含む。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリコンを含む半導体層と、
前記半導体層上に設けられ、前記半導体層の上面の一部を露出する開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の前記開口部に埋め込まれ、前記半導体層に下端が接する導電層と、
前記第１絶縁膜と前記導電層との間に設けられ、酸素を含み、前記第１絶縁膜の水素含有率と同等以下の水素含有率である変質層と、
を備える、半導体装置。
前記半導体層上に設けられ、前記半導体層の上面の一部を露出する開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の前記開口部に埋め込まれ、前記半導体層に下端が接する導電層と、
前記第１絶縁膜と前記導電層との間に設けられ、酸素を含み、前記第１絶縁膜の水素含有率と同等以下の水素含有率である変質層と、
を備える、半導体装置。
【請求項2】
前記変質層は、前記半導体層に近いほど前記第１絶縁膜と前記導電層に挟まれた厚さが薄くなる、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記変質層の前記第１絶縁膜と接する側面が階段形状を有する、
請求項２に記載の半導体装置。
請求項２に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記階段形状の段差及び露出した前記半導体層のリセスが２ｎｍ以下である、
請求項３に記載の半導体装置。
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記変質層の下部の前記階段形状の段差が、前記半導体層の上部の前記階段形状の段差よりも小さい、
請求項３に記載の半導体装置。
請求項３に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記変質層の比誘電率は、前記第１絶縁膜の比誘電率よりも低い、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記第１絶縁膜は、窒化珪素からなる、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項8】
前記変質層は、酸化珪素又は酸窒化珪素を含む、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項9】
前記半導体層と前記第１絶縁膜との間に設けられた第２絶縁膜を更に備える、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項10】
前記第２絶縁膜は、酸化珪素からなる、
請求項９に記載の半導体装置。
請求項９に記載の半導体装置。
【請求項11】
前記第１絶縁膜上に設けられた第３絶縁膜を更に備える、
請求項１に記載の半導体装置。
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項12】
前記第３絶縁膜は、酸化珪素からなる、
請求項１１に記載の半導体装置。
請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項13】
第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、
第２ガスのプラズマにより、前記酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、
第３ガスのプラズマにより、前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する、
ことを含む、エッチング方法。
第２ガスのプラズマにより、前記酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、
第３ガスのプラズマにより、前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する、
ことを含む、エッチング方法。
【請求項14】
前記第１ガスは、炭素を含有する、
請求項１３に記載のエッチング方法。
請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項15】
前記第２ガスは、炭素及びフッ素を含有する、
請求項１３に記載のエッチング方法。
請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項16】
前記第３ガスは、希ガスを含有する、
請求項１３に記載のエッチング方法。
請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項17】
前記絶縁膜を除去して前記半導体層の上面を露出した後に、
前記第１ガスのプラズマにより、露出した前記半導体層の上面に第２重合膜を堆積し、
前記第２ガスのプラズマにより、前記第２重合膜上に第３重合膜を堆積し、
前記第２重合膜及び前記第３重合膜を除去する
ことを更に含む、
請求項１３に記載のエッチング方法。
前記第１ガスのプラズマにより、露出した前記半導体層の上面に第２重合膜を堆積し、
前記第２ガスのプラズマにより、前記第２重合膜上に第３重合膜を堆積し、
前記第２重合膜及び前記第３重合膜を除去する
ことを更に含む、
請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項18】
前記第１ガスのプラズマにより前記酸化膜を形成し、前記第２ガスのプラズマにより前記第１重合膜を吸着させ、前記第３ガスのプラズマにより前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の一部を除去することを含むサイクルを複数回繰り返す、
請求項１３に記載のエッチング方法。
請求項１３に記載のエッチング方法。
【請求項19】
前記複数回の各サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを同一とする、
請求項１８に記載のエッチング方法。
請求項１８に記載のエッチング方法。
【請求項20】
前記複数回の前半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーよりも、前記複数回の後半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを小さくする、
請求項１８に記載のエッチング方法。
請求項１８に記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示に係る技術（本技術）は、半導体装置及びエッチング方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、半導体装置のエッチング方法として種々の方法が検討されている。例えば、特許文献１は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を被エッチング膜として、フルオロカーボン系ガスのプラズマを生成する手順と、アルゴン（Ａｒ）ガスのプラズマを生成する手順を繰り返すことにより、原子層毎に除去するエッチング方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１８３６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
さて、半導体装置のコンタクトホール加工時等に、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）をエッチングストッパとして使用する場合がある。しかしながら、ＳｉＮ膜のオーバーエッチングにより、ＳｉＮ膜下の半導体層に凹部（リセス）が形成されると共に、その凹部の底部に残留欠陥が発生し、暗電流が増大する場合がある。
【0005】
本技術は、半導体装置のコンタクトホール加工時のエッチングによる不具合を改善することができる半導体装置及び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】
【0006】
本技術の一態様に係る半導体装置は、シリコンを含む半導体層と、半導体層上に設けられ、半導体層の上面の一部を露出する開口部を有する第１絶縁膜と、第１絶縁膜の開口部に埋め込まれ、半導体層に下端が接する導電層と、第１絶縁膜と導電層との間に設けられ、酸素を含み、第１絶縁膜の水素含有率と同等以下の水素含有率である変質層とを備えることを要旨とする。
【0007】
本技術の一態様に係るエッチング方法は、第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、第２ガスのプラズマにより、酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、第３ガスのプラズマにより、第１重合膜と、酸化膜、及び絶縁膜の少なくとも一部を除去することを含むことを要旨とする。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】第１実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図2】第１実施形態に係るプラズマ処理装置の概略図である。
【図3】第１実施形態に係るエッチング方法のフローチャートである。
【図4】第１実施形態に係るエッチング方法の工程断面図である。
【図14】Ａｒイオン侵入シミュレーション結果を示すグラフである。
【図15】第１比較例に係るエッチング方法の工程断面図である。
【図17】第２比較例に係るエッチング方法の工程断面図である。
【図19】第２実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図20】第３実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図21】第４～６実施形態に係るエッチング方法の工程断面図である。
【図22】第４実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図23】第５実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図24】第６実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【図25】第７実施形態に係る固体撮像装置のブロック図である。
【図26】第７実施形態に係る画素の等価回路図である。
【図27】第７実施形態に係る電子機器のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下において、図面を参照して本技術の第１～第７実施形態を説明する。以下の説明で参照する。図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚さと平面寸法との関係、各層の厚さの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚さや寸法は以下の説明を参酌して判断すべき。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
【0010】
本明細書において、「上」「下」等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本技術の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を９０°回転して観察すれば「上」「下」は「左」「右」に変換して読まれ、１８０°回転して観察すれば「上」「下」は反転して読まれることは勿論である。
【0011】
＜半導体装置の構造＞
第１実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、シリコン（Ｓｉ）を含む半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた絶縁膜（下層絶縁膜）１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた絶縁膜（中間絶縁膜）１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた絶縁膜（上層絶縁膜）１４とを備える。
第１実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、シリコン（Ｓｉ）を含む半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた絶縁膜（下層絶縁膜）１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた絶縁膜（中間絶縁膜）１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた絶縁膜（上層絶縁膜）１４とを備える。
【0012】
半導体層１１は、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。半導体層１１は、Ｓｉ基板で構成されていてもよく、Ｓｉ基板上にエピタキシャル成長したエピタキシャル成長層で構成されていてもよい。半導体層１１は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等の化合物半導体で構成されていてもよい。半導体層１１には、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）のソース領域及びドレイン領域等の拡散層が形成されていてもよい。
【0013】
下層絶縁膜１２は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）からなる自然酸化膜で構成されている。下層絶縁膜１２の厚さは例えば１ｎｍ程度であるが、これに限定されない。なお、下層絶縁膜１２が無く、半導体層１１と中間絶縁膜１３とが直接接していてもよい。
【0014】
中間絶縁膜１３は、例えばシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）で構成されている。中間絶縁膜１３の厚さは例えば３０～３００ｎｍ程度であるが、これに限定されない。中間絶縁膜１３は、例えば上層絶縁膜１４のエッチングストッパとして機能するが、これに限定されない。上層絶縁膜１４は、例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）で構成されている。上層絶縁膜１４の厚さは例えば３０～３００ｎｍ程度であるが、これに限定されない。なお、上層絶縁膜１４が無くてもよい。
【0015】
下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４には、半導体層１１の上面の一部を露出する開口部（コンタクトホール）が開口されている。下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４の開口部の直径は例えば３０～１００ｎｍ程度であるが、これに限定されない。
【0016】
下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４の開口部には、導電層１８が埋め込まれている。導電層１８は、例えば銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料からなる。図示を省略するが、導電層１８の上端には、配線等が接続されている。導電層１８は、半導体層１１を配線等に電気的に接続するコンタクト又はビア等として機能する。導電層１８の平面パターンは、例えば矩形であるが、円形でもよく、溝状でもよい。導電層１８の下端は半導体層１１の上面に接している。導電層１８の下端が接する半導体層１１には、例えば２ｎｍ以下の凹部（リセス）が形成されていてもよい。
【0017】
中間絶縁膜１３と導電層１８との間には、導電層１８の側面を囲むように変質層（「改質層」又は「残留欠陥層」ともいう。）１３ｘが形成されている。変質層１３ｘの内側の側面（内周面）は導電層１８の側面に接している。変質層１３ｘの中間絶縁膜１３と導電層１８とに挟まれた周方向（図１の左右方向）の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなる。変質層１３ｘの中間絶縁膜１３に接する外側の側面（外周面）は階段形状を有する。図１では、階段形状の段差ｔ２が略均等の場合を例示している。例えば、階段形状の段差ｔ２は２ｎｍ以下である。また、図１では、変質層１３ｘの階段形状の段数が６段の場合を例示するが、段数は特に限定されず、１段～５段のいずれかでもよく、７段以上でもよい。
【0018】
変質層１３ｘは、下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４を貫通する開口部を開口するためのエッチング工程において、中間絶縁膜１３に残留した欠陥が酸化して変質（改質）した酸化層で構成されている（エッチング工程の詳細は後述する）。変質層１３ｘは酸素を含む層であり、例えば一酸化珪素（ＳｉＯ）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）等の酸化珪素（ＳｉＯｘ）又は酸窒化珪素（ＳｉＯＮ）からなる。例えば、変質層１３ｘの導電層１８に接する側面側がＳｉＯｘからなり、変質層１３ｘの中間絶縁膜１３に接する側面側がＳｉＯＮからなるように、変質層１３ｘに含まれる酸素濃度が内側（導電層１８側）から外側（中間絶縁膜１３側）にかけて減少するように傾斜していてもよい。
【0019】
変質層１３ｘの水素含有率は、中間絶縁膜１３の水素含有率と同等以下である。これは、下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４を貫通する開口部を開口するためのエッチング工程において、水素を含有するガスを使用しないためである。また、エッチング工程により中間絶縁膜１３中の水素が除去された場合には、変質層１３ｘの水素含有率は、中間絶縁膜１３の水素含有率よりも低くなり得る。例えば、中間絶縁膜１３の水素含有率が２．６原子パーセントである場合、変質層１３ｘの水素含有率は、２．６原子パーセント以下である。中間絶縁膜１３の水素含有率及び変質層１３ｘの水素含有率は、例えば二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）により測定可能である。
【0020】
ここで、Ｓｉ３Ｎ４のパッシベーション性はＳｉＯＮのパッシベーション性よりも高く、ＳｉＯＮのパッシベーション性はＳｉＯｘのパッシベーション性よりも高い。このため、Ｓｉ３Ｎ４からなる中間絶縁膜１３のパッシベーション性は、ＳｉＯＮ又はＳｉＯｘからなる変質層１３ｘのパッシベーション性よりも高い。
【0021】
また、Ｓｉ３Ｎ４の比誘電率（７．０）は、ＳｉＯＮ又はＳｉＯｘの比誘電率（４．２）よりも高い。このため、Ｓｉ３Ｎ４からなる中間絶縁膜１３の比誘電率は、ＳｉＯＮ又はＳｉＯｘからなる変質層１３ｘの比誘電率よりも高い。
【0022】
また、ＳｉＯｘの耐圧性はＳｉＯＮの耐圧性よりも高く、ＳｉＯＮの耐圧性はＳｉ３Ｎ４の耐圧性よりも高い。このため、ＳｉＯＮ又はＳｉＯｘからなる変質層１３ｘの耐圧性は、Ｓｉ３Ｎ４からなる中間絶縁膜１３の耐圧性よりも高い。
【0023】
第１実施形態に係る半導体装置によれば、中間絶縁膜１３と導電層１８との間に変質層１３ｘが設けられていることにより、変質層１３ｘが無い場合と比較して、低誘電率化を図ることができる。よって、容量を低減することができ、デバイスを高速化することができる。更に、変質層１３ｘの耐圧性が中間絶縁膜１３の耐圧性よりも高いため、変質層１３ｘが無い場合と比較して、耐圧を向上させ、リーク電流を低減することができる。
【0024】
更に、変質層１３ｘの周方向の厚さｔ１が、半導体層１１に近いほど薄くなるため、半導体層１１の近傍で水分やガスに対するパッシベーション性を向上させることができ、デバイス特性の劣化を防止することができる。また、コンタクトホールに露出した部分の半導体層１１の酸化を抑制することができ、コンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【0025】
＜エッチング装置＞
次に、後述する第１実施形態に係るエッチング方法を実施するための、第１実施形態に係るエッチング装置（プラズマ処理装置）の概略構成を説明する。第１実施形態に係るプラズマ処理装置は、図２に示すように、被処理体１００を収容する処理容器２１を備える。
次に、後述する第１実施形態に係るエッチング方法を実施するための、第１実施形態に係るエッチング装置（プラズマ処理装置）の概略構成を説明する。第１実施形態に係るプラズマ処理装置は、図２に示すように、被処理体１００を収容する処理容器２１を備える。
【0026】
処理容器２１内には、被処理体１００が載置される下部電極２３、及び下部電極２３に対向して配置された上部電極２２が配置されている。下部電極２３及び上部電極２２には、高周波電源２７，２８がそれぞれ接続されている。高周波電源２７は、被処理体１００にイオンを引き込むための高周波電力（高周波電圧）を発生する。高周波電源２８は、プラズマ生成用の高周波電力を発生する。
【0027】
処理容器２１にはガス供給部２４及び排気部２６が接続されている。ガス供給部２４は、処理ガス等の種々のガスを選択的に、流量を調整しながら処理容器２１内に供給する。排気部２６は、例えばターボ分子ポンプ等の真空ポンプで構成されており、処理容器２１内を減圧する。
【0028】
ガス供給部２４、排気部２６及び高周波電源２７，２８には制御部２５が電気的に接続されている。制御部２５は、ガス供給部２４のガスの選択及び流量、排気部２６の排気量、高周波電源２７，２８からの電力供給量等を制御する。なお、図２は示した第１実施形態に係るプラズマ処理装置は模式的であり、実際には図示を省略した種々の部品を更に備えていてよい。
【0029】
【0030】
図３のステップＳ１において、第１実施形態に係るエッチング方法の加工対象となる被処理体（半導体ウェハ）を用意する。図４に示すように、半導体ウェハは、半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた下層絶縁膜１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた中間絶縁膜（被エッチング膜）１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた上層絶縁膜１４を備える。半導体層１１はＳｉ等、下層絶縁膜１２は自然酸化膜、下層絶縁膜１２はＳｉ３Ｎ４膜、上層絶縁膜１４はＳｉＯ２膜でそれぞれ構成されている。なお、下層絶縁膜１２は形成されていなくてもよい。そして、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上層絶縁膜１４の一部が選択的に除去され、中間絶縁膜１３の上面の一部を露出する開口部１４ａが形成されている。
【0031】
次に、図３のステップＳ２において、図４に示した半導体ウェハを、図２に示すように、被処理体１００として、処理容器２１の下部電極２３上に載置する。そして、上層絶縁膜１４をエッチングマスクとして用いて、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等の通常のドライエッチングにより、中間絶縁膜１３の上部の一部を選択的に除去する。この結果、図５に示すように、中間絶縁膜１３の上部に所定の深さの凹部１３ａが形成される。
【0032】
次に、図３のステップＳ３において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第１ガスを供給し、第１ガスのプラズマを生成して表面処理を行う。第１ガスは、炭素（Ｃ）を含有する。第１ガスとして、具体的には、一酸化炭素（ＣＯ）ガス又はメタン（ＣＨ４）ガスが挙げられる。第１ガスの他にも、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスや窒素（Ｎ２）からなる不活性ガスを処理容器２１内に供給して適宜希釈してもよい。
【0033】
ステップＳ３の第１ガスのプラズマ生成時のプロセス条件として、例えば処理容器２１内の圧力が１０～３０ｍＴｏｒｒ程度、上部電極２２のパワーが３００～６００Ｗ程度、高周波電圧が０Ｖ、第１ガスの流量が１０～１００ｓｃｃｍ程度、処理時間が数秒程度に設定される。
【0034】
図６Ａは、第１ガスのプラズマによる表面処理工程における半導体ウェハの断面図であり、図６Ｂは、図６Ａの破線で囲んだ領域Ａの拡大図であり、図６Ｃは、図６Ａの破線で囲んだ領域Ｂの拡大図である。図６Ａ及び図６Ｂに示す、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面における第１ガスのプラズマよる反応式は下記式（１）で表される。
ＣＯ＋ＳｉＮ→ＳｉＯ＋ＣＮ↑…（１）
ＣＯ＋ＳｉＮ→ＳｉＯ＋ＣＮ↑…（１）
【0035】
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面において、第１ガスのプラズマに含まれる炭素（Ｃ）と中間絶縁膜１３に含まれる窒素（Ｎ）とが結合して炭素（Ｃ）が除去される。また、第１ガスのプラズマに含まれる酸素（Ｏ）と中間絶縁膜１３に含まれるシリコン（Ｓｉ）が結合して、中間絶縁膜１３の表面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１６が形成される。
【0036】
【0037】
【0038】
次に、図３のステップＳ４において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージすることにより、処理容器２１内の第１ガス等を排気する。例えば、処理容器２１内を真空引きしてもよく、処理容器２１内にＡｒガス等のパージガスを供給してもよい。
【0039】
次に、図３のステップＳ５において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第２ガスを供給し、第２ガスのプラズマを生成する。第２ガスは、水素（Ｈ）を含有しないガスであり、例えば炭素及びフッ素を含有するフルオロカーボン（ＣｘＦｙ）系ガスで構成される。第２ガスとしては、具体的には、四フッ化炭素（ＣＦ４）ガス、パーフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）ガス、ヘキサフルオロ－１，３－ブタジエン（Ｃ４Ｆ６）ガス、オクタフルオロシクロペンテン（Ｃ５Ｆ８）ガス等が挙げられる。第２ガスの他にも、アルゴン（Ａｒ）等の希ガスや窒素（Ｎ２）からなる不活性ガスを処理容器２１内に供給して適宜希釈してもよい。
【0040】
ステップＳ５の第２ガスのプラズマ生成時のプロセス条件として、例えば処理容器２１内の圧力が１０～３０ｍＴｏｒｒ程度、上部電極２２のパワーが３００～６００Ｗ程度、高周波電圧が０Ｖ、第２ガスであるＣＦ系ガスの流量が５～２０ｓｃｃｍ程度、Ａｒガスの流量が４００～６００ｓｃｃｍ程度、処理時間が数秒程度に設定される。
【0041】
図７Ａは、第２ガスのプラズマによる重合膜の吸着工程における半導体ウェハの断面図であり、図７Ｂは、図７Ａの破線で囲んだ領域Ａの拡大図であり、図７Ｃは、図７Ａの破線で囲んだ領域Ｂの拡大図である。図７Ａに示すように、第２ガスのプラズマにより、上層絶縁膜１４の上面及び開口部１４ａの側面と、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面に、重合膜１７が吸着する。重合膜１７は、炭素（Ｃ）とフッ素（Ｆ）を含有するＣＦ系のポリマーからなる。上層絶縁膜１４の上面における重合膜１７の厚さは、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの底面における重合膜１７の厚さよりも厚い。上層絶縁膜１４の開口部１４ａの側面及び中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面における重合膜１７の厚さは、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの底面における重合膜１７の厚さよりも厚い。
【0042】
図７Ａ及び図７Ｂに示すように、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面では、シリコン酸化膜１６の表面に重合膜１７が吸着する。図７Ｂに破線で示すように、中間絶縁膜１３の上部が重合膜１７と反応した反応層１３ｂとなる。
【0043】
一方、図７Ａ及び図７Ｃに示すように、上層絶縁膜１４の上面及び開口部１４ａの側面では、上層絶縁膜１４の表面に重合膜１７が吸着する。図７Ｃに破線で示すように、上層絶縁膜１４の上部が重合膜１７と反応した反応層１４ｂとなる。
【0044】
次に、図３のステップＳ６において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージすることにより、処理容器２１内の第２ガス等を排気する。例えば、処理容器２１内を真空引きしてもよく、処理容器２１内にＡｒガス等のパージガスを供給してもよい。
【0045】
次に、図３のステップＳ７において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第３ガスを供給し、第３ガスのプラズマを生成する。第３ガスは希ガスを含有するガスである。第３ガスとしては、具体的には、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等が挙げられる。
【0046】
ステップＳ７の第３ガスのプラズマ生成時のプロセス条件として、例えば処理容器２１内の圧力が２０～３０ｍＴｏｒｒ程度、上部電極２２のパワーが３００～４００Ｗ程度、高周波電圧が５０～１００Ｖ程度、第３ガスであるＡｒガスの流量が１０～１００ｓｃｃｍ程度、処理時間が数十秒程度に設定される。
【0047】
図８Ａは、第３ガスのプラズマによる希ガスによる脱離工程における半導体ウェハの断面図であり、図８Ｂは、図８Ａの破線で囲んだ領域Ａの拡大図であり、図８Ｃは、図８Ａの破線で囲んだ領域Ｂの拡大図である。図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第３ガスのプラズマにより、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面では、重合膜１７、シリコン酸化膜１６、及び中間絶縁膜１３の重合膜１７との反応層１３ｂが脱離して除去される。図８Ａ及び図８Ｂでは、除去された反応層１３ｂを破線で模式的に示している。この際、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの底面及び側面にはＡｒ等の残留欠陥が発生し、残留欠陥が大気暴露により酸化して変質した変質層１３ｘが形成される。
【0048】
図３のステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７の工程で使用する第１～第３ガスが水素を含有しないガスであるため、変質層１３ｘの水素含有率は、中間絶縁膜１３の水素含有率と同等以下となる。変質層１３ｘの厚さｔ３は、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面及び底面において同程度である。変質層１３ｘの厚さｔ３は、例えば２ｎｍ以下程度であり、第３ガスのプラズマエネルギー（高周波電力）を調整することにより適宜設定可能である。第３ガスのプラズマエネルギーを高くするほど、変質層１３ｘの厚さｔ３は厚くなる。
【0049】
一方、図８Ａ及び図８Ｃに示すように、上層絶縁膜１４の上面及び開口部１４ａの側面では、重合膜１７及び上層絶縁膜１４の重合膜１７との反応層１４ｂが脱離して除去される。図８Ａ及び図８Ｃでは、除去された反応層１４ｂを破線で模式的に示している。更に、上層絶縁膜１４の上面には残留欠陥が発生し、残留欠陥層１４ｘが形成される。
【0050】
次に、図３のステップＳ８において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージすることにより、処理容器２１内の第３ガス等を排気する。例えば、処理容器２１内を真空引きしてもよく、処理容器２１内にＡｒガス等のパージガスを供給してもよい。
【0051】
図３のステップＳ９で、ステップＳ３～Ｓ８の手順を１サイクルとして、このサイクルを所定の回数だけ繰り返したか否かを制御部２５により判断する。所定の回数は、例えば、所定のエッチング量を達成する回数として予め設定可能である。なお、所定の回数が１回であり、ステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返さなくてもよい。所定の回数だけ繰り返していない場合、ステップＳ３の手順に戻り、ステップＳ３～Ｓ８のサイクルを繰り返す。各サイクルでは、互いに同一のプロセス条件に設定してもよく、互いに異なるプロセス条件としてもよい。
【0052】
図３のステップＳ３～Ｓ８のサイクルを複数回繰り返すことにより、図８Ａに示した中間絶縁膜１３の凹部１３ａの深さが深くなっていく。また、各サイクルにおけるステップＳ７の第３ガスのプラズマ生成毎に、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの側面の残留欠陥が深く侵入していき、変質層１３ｘの厚さが厚くなる。このため、１サイクル毎に変質層１３ｘの段差が１段ずつ形成されていく。
【0053】
この結果、図９に示すように、中間絶縁膜１３及び下層絶縁膜１２に開口部（コンタクトホール）が形成されて、半導体層１１の上面の一部が露出する。変質層１３ｘの周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなり、変質層１３ｘの外周面が階段形状となる。例えば、図３のステップＳ３～Ｓ８の各サイクルで、ステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを同一とすることにより、変質層１３ｘの外周面の階段形状の段差ｔ２を略均等に形成することができる。
【0054】
ここで、図９に示した半導体層１１が露出するまでのメインエッチングの後に、更に図３のステップＳ３～Ｓ８のサイクルを繰り返してオーバーエッチングを行う場合を説明する。図３のステップＳ３において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第１ガスを供給し、第１ガスのプラズマを生成して表面処理を行う。
【0055】
図１０Ａは、第１ガスのプラズマによる表面処理工程における半導体ウェハの断面図であり、図１０Ｂは、図１０Ａの破線で囲んだ領域Ａの拡大図であり、図１０Ｃは、図１０Ａの破線で囲んだ領域Ｂの拡大図である。図１０Ａ及び図１０Ｂに示す、半導体層１１の露出した上面における第１ガスのプラズマによる反応式は下記式（３）で表される。
ＣＯ＋Ｓｉ→ＳｉＯ＋Ｃ↓ …（３）
ＣＯ＋Ｓｉ→ＳｉＯ＋Ｃ↓ …（３）
【0056】
図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、第１ガスのプラズマ含まれる酸素（Ｏ）と半導体層１１に含まれるシリコン（Ｓｉ）が結合して半導体層１１の上面にシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１ｘが形成される。更に、第１ガスのプラズマ含まれる炭素（Ｃ）がシリコン酸化膜１１ｘの上面に堆積し、Ｃポリマーからなる重合膜１９が選択的に吸着する。
【0057】
一方、図１０Ａ及び図１０Ｃに示すように、上層絶縁膜１４上の残留欠陥層１４ｘの上面では、第１ガスのプラズマに含まれる炭素（Ｃ）と残留欠陥層１４ｘに含まれる酸素（Ｏ）とが結合して炭素（Ｃ）が除去される。また、上層絶縁膜１４の開口部１４ａの側面では、第１ガスのプラズマに含まれる炭素（Ｃ）と上層絶縁膜１４に含まれる酸素（Ｏ）とが結合して炭素（Ｃ）が除去される。その後、図３のステップＳ４において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージする。
【0058】
次に、図３のステップＳ５において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第２ガスを供給し、第２ガスのプラズマを生成する。図１１Ａは、第２ガスのプラズマを生成したときの半導体ウェハの断面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの破線で囲んだ領域Ａの拡大図であり、図１１Ｃは、図１１Ａの破線で囲んだ領域Ｂの拡大図である。図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、Ｃ－Ｃは結合し易いため、Ｃポリマーからなる重合膜１９の表面にＣＦポリマーからなる重合膜２０が選択的に厚く吸着する。
【0059】
一方、図１１Ａ及び図１１Ｃに示すように、上層絶縁膜１４上の残留欠陥層１４ｘの上面には、Ｃポリマーからなる重合膜１９が、半導体層１１の上面における重合膜１９の厚さよりも薄く吸着する。また、上層絶縁膜１４の開口部１４ａの側面には、Ｃポリマーからなる重合膜１９が、残留欠陥層１４ｘの上面における重合膜１９の厚さよりも薄く吸着する。その後、図３のステップＳ６において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージする。
【0060】
次に、図３のステップＳ７において、図２に示したガス供給部２４により処理容器２１内に第３ガスを供給し、第３ガスのプラズマを生成する。図１２に示すように、半導体層１１の上面には重合膜１９及び重合膜２０が堆積しているため、半導体層１１の上面は除去されず、加工が抑制される。その後、図３のステップＳ８において、図２に示した排気部２６により、処理容器２１内をパージする。このように、オーバーエッチングを行った場合には、半導体層１１の加工を抑制することができ、半導体層１１の上部の残留欠陥の発生も抑制することができる。
【0061】
図３のステップＳ３～Ｓ８のサイクルを所定の回数だけ繰り返した後、ステップＳ１０において、希フッ酸（ＤＨＦ）等を用いて、シリコン酸化膜１１ｘ、重合膜１９及び重合膜２０を除去する。この結果、図１３に示すように、中間絶縁膜１３及び下層絶縁膜１２に開口部（コンタクトホール）が形成されて、半導体層１１の上面の一部が露出する。
【0062】
その後、化学気相成長（ＣＶＤ）法等を用いて、下層絶縁膜１２、中間絶縁膜１３及び上層絶縁膜１４の開口部（コンタクトホール）に導電層１８を埋め込むことにより、図１に示した半導体装置となる。なお、上層絶縁膜１４を除去した後に、下層絶縁膜１２及び中間絶縁膜１３の開口部（コンタクトホール）に導電層１８を埋め込んでもよい。
【0063】
第１実施形態に係るエッチング方法によれば、Ｓｉ３Ｎ４からなる中間絶縁膜１３を被エッチング対象として、ステップＳ３～Ｓ８の手順の３回のプラズマ生成及びパージを繰り返す原子層エッチング（ＡＬＥ）により、中間絶縁膜１３を原子層毎に除去することができる。また、ステップＳ３において第１プラズマによる表面処理を行うことにより、Ｓｉ３Ｎ４からなる中間絶縁膜１３及びＳｉＯ２膜からなる上層絶縁膜１４と、半導体層１１との高選択比加工が可能となり、低ダメージ加工が可能となる。よって、ＭＯＳＦＥＴのドレイン電流の低下やコンタクト抵抗の増加等のデバイス特定の劣化を抑制することができる。
【0064】
図１０のグラフは、第１実施形態に係るエッチング方法のＡＬＥにおいて、上部電極２２のパワーを１４０Ｗとした場合の、アルゴン（Ａｒ）イオンのＳｉへの侵入シミュレーションの結果を示す。図１０から、ＡｒイオンのＳｉへの侵入深さは２ｎｍ以下であり、半導体層１１のリセスや変質層１３ｘの階段形状の段差ｔ２が２ｎｍ以下になることが分かる。
【0065】
＜第１比較例＞
次に、第１比較例に係るエッチング方法を説明する。第１比較例に係るエッチング方法では、第１実施形態に係るエッチング方法と同様に、図４に示すように、半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた下層絶縁膜１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた中間絶縁膜１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた上層絶縁膜１４を備える半導体ウェハを準備する。フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上層絶縁膜１４の一部が選択的に除去され、開口部１４ａが形成されている。
次に、第１比較例に係るエッチング方法を説明する。第１比較例に係るエッチング方法では、第１実施形態に係るエッチング方法と同様に、図４に示すように、半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた下層絶縁膜１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた中間絶縁膜１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた上層絶縁膜１４を備える半導体ウェハを準備する。フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上層絶縁膜１４の一部が選択的に除去され、開口部１４ａが形成されている。
【0066】
次に、図１５に示すように、上層絶縁膜１４をエッチングマスクとして用いて、通常の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、中間絶縁膜１３及び下層絶縁膜１２を除去して、半導体層１１を露出する点が、第１実施形態に係るエッチング方法と異なる。このとき、オーバーエッチングにより、半導体層１１の上部が酸化し、酸化層１１ａが形成される。
【0067】
次に、ＤＨＦ処理を行うことにより、図１６に示すように、半導体層１１の上部の酸化層１１ａが除去されて凹部（リセス）１１ｂが形成され、更にはリセス１１ｂの底部にＳｉの残留欠陥１１ｃが発生する。このリセス１１ｂの形成及び残留欠陥１１ｃの発生により、暗電流が増大する。また、下層絶縁膜１２に横方向のスリット１２ａが入るため、歩留まり悪化やメタル埋め込み不良の懸念がある。
【0068】
これに対して、第１実施形態に係るエッチング方法によれば、オーバーエッチングによる半導体層１１のリセスの形成を抑制することができ、或いはリセスが形成されるとしても、半導体層１１のリセスの深さを第１比較例のリセス１１ｂよりも浅く（例えば２ｎｍ以下程度）することができる。残留欠陥１１ｃも浅く（例えば２ｎｍ以下程度）することができる。更に、半導体層１１のリセスの底部の残留欠陥も抑制又は低減することができるため、暗電流を低減することができる。更に、下層絶縁膜１２の横方向のスリットの形成を抑制することができるので、歩留まりを向上させると共に、メタルの埋め込み不良を抑制することができる。
【0069】
＜第２比較例＞
次に、第２比較例に係るエッチング方法を説明する。第２比較例に係るエッチング方法では、第１比較例と同様に、図４に示すように、半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた下層絶縁膜１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた中間絶縁膜１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた上層絶縁膜１４を備える半導体ウェハを準備する。フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上層絶縁膜１４の一部が選択的に除去され、開口部１４ａが形成されている。次に、図５に示すように、通常の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、中間絶縁膜１３に所定の深さの凹部１３ａを形成する。ここまでは、第１実施形態に係るエッチング方法と共通する。
次に、第２比較例に係るエッチング方法を説明する。第２比較例に係るエッチング方法では、第１比較例と同様に、図４に示すように、半導体層１１と、半導体層１１上に設けられた下層絶縁膜１２と、下層絶縁膜１２上に設けられた中間絶縁膜１３と、中間絶縁膜１３上に設けられた上層絶縁膜１４を備える半導体ウェハを準備する。フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、上層絶縁膜１４の一部が選択的に除去され、開口部１４ａが形成されている。次に、図５に示すように、通常の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により、中間絶縁膜１３に所定の深さの凹部１３ａを形成する。ここまでは、第１実施形態に係るエッチング方法と共通する。
【0070】
次に、図１７に示すように、ＣＨｘＦｙ系の水素を含むガスのプラズマを生成してハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）等の重合膜１５を吸着させる。次に、図１８に示すように、Ａｒガスのプラズマを生成して中間絶縁膜１３を脱離して除去する。この際、中間絶縁膜１３の凹部１３ａの底面及び側面に残留欠陥層１３ｙが形成される。図１７に示した手順で水素を含むガスを使用するため、残留欠陥層１３ｙの水素含有率は中間絶縁膜１３の水素含有率よりも高くなる。例えば、中間絶縁膜１３の水素含有率が２．６原子パーセントの場合、残留欠陥層１３ｙの水素含有率は１０原子パーセント以上である。第２比較例に係るエッチング方法は、図１７及び図１８に示す手順を１サイクルとして繰り返す点が、第１実施形態に係るエッチング方法と異なる。
【0071】
第２比較例に係るエッチング方法では、図１７に示した重合膜１５の吸着工程で水素を含むガスを使用するため、図１８に示したＡｒによる脱離工程において、重合膜１５に含まれる水素（Ｈ）がノックオンにより半導体層１１に深く侵入する。この結果、半導体層１１のリセス及び残留欠陥が増大するため、暗電流が悪化する。
【0072】
これに対して、第１実施形態に係るエッチング方法によれば、図３のステップＳ３，Ｓ５，Ｓ７で使用する第１～第３ガスが水素（Ｈ）を含有しないため、水素（Ｈ）のノックオンによる深いダメージを抑制することができる。よって、半導体層１１のリセス及び残留欠陥を低減することができるので、暗電流の悪化を抑制することができる。
【0073】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る半導体装置は、図１９に示すように、変質層１３ｘの外周面が略曲面（テーパ形状）であることが、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と比較して、変質層１３ｘの外周面の階段形状の段差が浅く微小に形成されているため、段差が連続的に繋がり、略曲面と見なすことができる。変質層１３ｘの周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなっている。第２実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
第２実施形態に係る半導体装置は、図１９に示すように、変質層１３ｘの外周面が略曲面（テーパ形状）であることが、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と比較して、変質層１３ｘの外周面の階段形状の段差が浅く微小に形成されているため、段差が連続的に繋がり、略曲面と見なすことができる。変質層１３ｘの周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなっている。第２実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
【0074】
第２実施形態に係るエッチング方法としては、第１実施形態に係るエッチング方法と同様であり、図３に示したステップＳ７の第３ガスのプラズマの生成時に、第３ガスのプラズマエネルギーを低減すればよい。
【0075】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る半導体装置は、図２０に示すように、変質層１３ｘの形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直であり、変質層１３ｘの上部１３１の周方向の厚さｔ１は略一定である。変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状であり、変質層１３ｘの下部１３２の周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなっている。第３実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
第３実施形態に係る半導体装置は、図２０に示すように、変質層１３ｘの形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直であり、変質層１３ｘの上部１３１の周方向の厚さｔ１は略一定である。変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状であり、変質層１３ｘの下部１３２の周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなっている。第３実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
【0076】
第３実施形態に係るエッチング方法としては、第１実施形態に係るエッチング方法において、ＲＩＥ等のドライエッチングにより、図５に示した中間絶縁膜１３の凹部１３ａよりも更に深い凹部を形成した後、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返す。この結果、図２０に示すように、ＲＩＥ等のドライエッチングにより中間絶縁膜１３が除去された位置に対応する、変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直となる。一方、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すことにより中間絶縁膜１３が除去された位置に対応する、変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状となる。
【0077】
第３実施形態に係るエッチング方法によれば、中間絶縁膜１３のエッチング工程の前半は通常のドライエッチングを用いることで、ステップＳ３～Ｓ８の手順の繰り返し回数を低減することができる。一方、中間絶縁膜１３のエッチング工程の後半はステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すことにより、半導体層１１のリセスの形成を抑制又はリセスの深さを低減することができる。
【0078】
（第４実施形態）
以下の第４～第６実施形態においては、第１実施形態に係るエッチング方法と比較して、図３に示したステップＳ７の第３ガスのプラズマの生成時に、第３ガスのプラズマエネルギーを相対的に大きくする場合を例示する。例えば、図３に示したステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを大きくすると、図８Ａに示した変質層１３ｘの周方向の厚さｔ３と比較して、図２１に示すように、変質層１３ｘの周方向の厚さｔ４が厚くなる。
以下の第４～第６実施形態においては、第１実施形態に係るエッチング方法と比較して、図３に示したステップＳ７の第３ガスのプラズマの生成時に、第３ガスのプラズマエネルギーを相対的に大きくする場合を例示する。例えば、図３に示したステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを大きくすると、図８Ａに示した変質層１３ｘの周方向の厚さｔ３と比較して、図２１に示すように、変質層１３ｘの周方向の厚さｔ４が厚くなる。
【0079】
第４実施形態に係る半導体装置は、図２２に示すように、変質層１３ｘの外周面は階段形状であり、変質層１３ｘの周方向の厚さｔ１は、半導体層１１に近いほど薄くなっている点は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と共通する。しかし、第４実施形態に係る半導体装置は、変質層１３ｘの外周面の階段形状の段差ｔ５が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置の段差ｔ２よりも大きい。第４実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
【0080】
第４実施形態に係るエッチング方法としては、第１実施形態に係るエッチング方法において、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すときに、ステップＳ７において、図２１に示すように、第３ガスのプラズマエネルギーを大きくすればよい。
【0081】
第４実施形態に係るエッチング方法によれば、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順の１サイクルでのエッチング量を大きくすることができ、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順の繰り返し回数を低減することができる。
【0082】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る半導体装置は、図２３に示すように、変質層１３ｘの上部１３１の形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は階段形状であり、階段形状の段差の厚さｔ５は略一定である。一方、変質層１３ｘの下部１３２の外周面も階段形状であるが、階段形状の段差の厚さｔ２は、変質層１３ｘの上部１３１の段差の厚さｔ５よりも薄い。第５実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
第５実施形態に係る半導体装置は、図２３に示すように、変質層１３ｘの上部１３１の形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は階段形状であり、階段形状の段差の厚さｔ５は略一定である。一方、変質層１３ｘの下部１３２の外周面も階段形状であるが、階段形状の段差の厚さｔ２は、変質層１３ｘの上部１３１の段差の厚さｔ５よりも薄い。第５実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
【0083】
第５実施形態に係るエッチング方法としては、第１実施形態に係るエッチング方法において、第１実施形態に係るエッチング方法において、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順の複数回のサイクルのうちの前半のサイクルでは、ステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを相対的に大きくする。その後、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順の複数回のサイクルのうちの後半のサイクルでは、ステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを相対的に小さくする。
【0084】
第５実施形態に係るエッチング方法によれば、複数回のサイクルのうちの前半のサイクルでは、１サイクルでのエッチング量を大きくすることができサイクルの繰り返し回数を低減することができる。一方、複数回のサイクルのうちの後半のサイクルでは、１サイクルでのエッチング量を小さくしてエッチング精度を高めて、半導体層１１のリセスの形成を抑制又はリセスの深さを低減することができる。
【0085】
（第６実施形態）
第６実施形態に係る半導体装置は、図２４に示すように、変質層１３ｘの上部１３１及び下部１３２の形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直であり、変質層１３ｘの上部１３１の周方向の厚さｔ１は略一定である。変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状である。なお、図２４では、変質層１３ｘの下部１３２の階段形状の段差は１段であるが、複数段であってよい。第６実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
第６実施形態に係る半導体装置は、図２４に示すように、変質層１３ｘの上部１３１及び下部１３２の形状が、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と異なる。変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直であり、変質層１３ｘの上部１３１の周方向の厚さｔ１は略一定である。変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状である。なお、図２４では、変質層１３ｘの下部１３２の階段形状の段差は１段であるが、複数段であってよい。第６実施形態に係る半導体装置の他の構成は、図１に示した第１実施形態に係る半導体装置と同様であるので、重複した説明を省略する。
【0086】
第６実施形態に係るエッチング方法としては、第１実施形態に係るエッチング方法において、ＲＩＥ等のドライエッチングにより、図５に示した中間絶縁膜１３に凹部１３ａよりも深い凹部を形成した後、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すが、ステップＳ７の第３ガスのプラズマエネルギーを、第１実施形態に係るエッチング方法よりも大きくする。この結果、図２４に示すように、ＲＩＥ等のドライエッチングにより中間絶縁膜１３が除去された位置に対応する、変質層１３ｘの上部１３１の外周面は略垂直となる。一方、図３に示したステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すことにより中間絶縁膜１３が除去された位置に対応する、変質層１３ｘの下部１３２の外周面は階段形状となる。
【0087】
第６実施形態に係るエッチング方法によれば、中間絶縁膜１３のエッチング工程の前半は通常のドライエッチングを用いることで、ステップＳ３～Ｓ８の手順の繰り返し回数を低減することができる。一方、中間絶縁膜１３のエッチング工程の後半はステップＳ３～Ｓ８の手順を繰り返すことにより、半導体層１１のリセスの形成を抑制又はリセスの深さを低減することができる。
【0088】
（第７実施形態）
第７実施形態では、第１～第６実施形態の半導体装置を適用可能な固体撮像装置及び電子機器について例示する。
第７実施形態では、第１～第６実施形態の半導体装置を適用可能な固体撮像装置及び電子機器について例示する。
【0089】
＜電子機器＞
第７実施形態に係る固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを一例として説明する。第７実施形態に係る固体撮像装置は、図２５に示すように、画素２が行列状に配列された画素領域（撮像領域）３と、画素領域３から出力された画素信号を処理する周辺回路部（４，５，６，７，８）とを備える。
第７実施形態に係る固体撮像装置として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを一例として説明する。第７実施形態に係る固体撮像装置は、図２５に示すように、画素２が行列状に配列された画素領域（撮像領域）３と、画素領域３から出力された画素信号を処理する周辺回路部（４，５，６，７，８）とを備える。
【0090】
画素２は、一般的には、入射光を光電変換するフォトダイオードで構成された光電変換領域と、光電変換領域の光電変換により発生した信号電荷を読み出すための複数の画素トランジスタとを有する。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。複数の画素トランジスタは、更に選択トランジスタを加えて、４つのトランジスタで構成することもできる。
【0091】
周辺回路部（４，５，６，７，８）は、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５、水平駆動回路６、出力回路７及び制御回路８を有する。制御回路８は、入力クロックと、動作モード等を指令するデータを受け取り、固体撮像装置の内部情報等のデータを出力する。例えば、制御回路８は、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基いて、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。制御回路８は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路４、カラム信号処理回路５及び水平駆動回路６等に出力する。
【0092】
垂直駆動回路４は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路４は、画素駆動配線を選択し、選択された画素駆動配線に画素２を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素２を駆動する。例えば、垂直駆動回路４は、画素領域３の各画素２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素２の光電変換領域となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基く画素信号をカラム信号処理回路５に供給する。
【0093】
カラム信号処理回路５は、画素２の例えば列毎に配置されている。カラム信号処理回路５は、１行分の画素２から出力される信号を画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えば、カラム信号処理回路５は、画素２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳや、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路５の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線１０との間に接続されて設けられる。
【0094】
水平駆動回路６は、例えばシフトレジスタによって構成されている。水平駆動回路６は、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路５の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路５の各々から画素信号を水平信号線１０に出力させる。
【0095】
出力回路７は、カラム信号処理回路５の各々から水平信号線１０を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、出力回路７は、バファリングだけ行ってもよく、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を行ってもよい。入出力端子３１は、外部と信号のやりとりをする。
【0096】
図２５では、第７実施形態に係る固体撮像装置の画素領域３及び周辺回路部（４，５，６，７，８）が、１枚の基板１に形成されているが、複数の基板を貼り合わせた積層構造で形成してもよい。例えば、第７実施形態に係る固体撮像装置を第１及び第２基板で構成し、第１基板に、光電変換領域と画素トランジスタを設け、第２基板に周辺回路（３，４，５，６，７）等を設けてもよい。或いは、第１基板に光電変換領域と画素トランジスタの一部を設けると共に、第２基板に画素トランジスタの残余の一部と周辺回路（３，４，５，６，７）等を設ける構成でもよい。
【0097】
図２６は、第７実施形態に係る固体撮像装置の画素２の等価回路の一例を示す。画素２の光電変換領域であるフォトダイオードＰＤのアノードが接地され、フォトダイオードＰＤのカソードに、能動素子である転送トランジスタＴ１のソースが接続されている。転送トランジスタＴ１のドレインには、浮遊拡散領域（フローティング・ディフュージョン領域）ＦＤが接続されている。浮遊拡散領域ＦＤは、能動素子であるリセットトランジスタＴ２のソースと、能動素子である増幅トランジスタＴ３のゲートに接続されている。増幅トランジスタＴ３のソースは、能動素子である選択トランジスタＴ４のドレインに接続され、増幅トランジスタＴ３のドレインは電源Ｖｄｄに接続されている。選択トランジスタＴ４のソースは垂直信号線ＶＳＬに接続されている。リセットトランジスタＴ２のドレインは電源Ｖｄｄに接続されている。
【0098】
第７実施形態に係る固体撮像装置の動作時には、転送トランジスタＴ１に制御電位ＴＲＧが印加されて、フォトダイオードＰＤで生成された信号電荷が、浮遊拡散領域ＦＤへ転送される。浮遊拡散領域ＦＤに転送された信号電荷が読み出されて、増幅トランジスタＴ３のゲートに印加される。選択トランジスタＴ４のゲートには水平ラインの選択信号ＳＥＬが垂直シフトレジスタから与えられる。選択信号ＳＥＬをハイ（Ｈ）レベルにすることにより、選択トランジスタＴ４が導通し、増幅トランジスタＴ３で増幅された浮遊拡散領域ＦＤの電位に対応する電流が垂直信号線ＶＳＬに流れる。また、リセットトランジスタＴ２のゲートに印加するリセット信号ＲＳＴをハイ（Ｈ）レベルにすることにより、リセットトランジスタＴ２が導通し、浮遊拡散領域ＦＤに蓄積された信号電荷をリセットする。
【0099】
例えば、第１～第６実施形態に係る半導体装置は、図２６に示したフォトダイオードＰＤ、転送トランジスタＴ１、リセットトランジスタＴ２、増幅トランジスタＴ３、選択トランジスタＴ４等の、コンタクトホールに埋め込まれた導電層（コンタクト）に接続されるソース領域やドレイン領域等の半導体層（拡散層）を有する半導体装置であってもよい。
【0100】
＜電子機器＞
図２７は、本開示を適用した電子機器としての撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。図２７の撮像装置１０００は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等である。撮像装置１０００は、レンズ群１００１、固体撮像素子１００２、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８からなる。ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８は、バスライン１００９を介して相互に接続されている。
図２７は、本開示を適用した電子機器としての撮像装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。図２７の撮像装置１０００は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラ等である。撮像装置１０００は、レンズ群１００１、固体撮像素子１００２、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８からなる。ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、操作部１００７、および電源部１００８は、バスライン１００９を介して相互に接続されている。
【0101】
レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで固体撮像素子１００２の撮像面上に結像する。固体撮像素子１００２は、上述したCMOSイメージセンサの第７実施形態に係る固体撮像装置に対応する。固体撮像素子１００２は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００３に供給する。
【0102】
ＤＳＰ回路１００３は、固体撮像素子１００２から供給される画素信号に対して所定の画像処理を行い、画像処理後の画像信号をフレーム単位でフレームメモリ１００４に供給し、一時的に記憶させる。
【0103】
表示部１００５は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号に基づいて、画像を表示する。
【0104】
記録部１００６は、ＤＶＤ(Digital Versatile Disk)、フラッシュメモリ等からなり、フレームメモリ１００４に一時的に記憶されたフレーム単位の画素信号を読み出し、記録する。
【0105】
操作部１００７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置１０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部１００８は、電源を、ＤＳＰ回路１００３、フレームメモリ１００４、表示部１００５、記録部１００６、および操作部１００７に対して適宜供給する。
【0106】
本技術を適用する電子機器は、画像取込部（光電変換部）にCMOSイメージセンサを用いる装置であればよく、撮像装置１０００のほか、撮像機能を有する携帯端末装置、画像読取部にCMOSイメージセンサを用いる複写機等がある。
【0107】
（その他の実施形態）
上記のように、本技術は第１～第７実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。上記の実施形態が開示する技術内容の趣旨を理解すれば、当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が本技術に含まれ得ることが明らかとなろう。また、第１～第７実施形態がそれぞれ開示する構成を、矛盾の生じない範囲で適宜組み合わせることができる。
上記のように、本技術は第１～第７実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本技術を限定するものであると理解すべきではない。上記の実施形態が開示する技術内容の趣旨を理解すれば、当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が本技術に含まれ得ることが明らかとなろう。また、第１～第７実施形態がそれぞれ開示する構成を、矛盾の生じない範囲で適宜組み合わせることができる。
【0108】
また、本開示の適用例としては、赤外線受光素子、それを用いた撮像装置、電子機器等があり、用途としては、通常のカメラやスマートフォンに以外にも、監視カメラ、工場検査等の産業機器向けカメラ、車載カメラ、測距センサ（ＴｏＦセンサ）、赤外線センサ等、イメージングやセンシングの多岐にわたる応用が考えられる。以下にその一例を説明する。
【0109】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
（１）
シリコンを含む半導体層と、
前記半導体層上に設けられ、前記半導体層の上面の一部を露出する開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の前記開口部に埋め込まれ、前記半導体層に下端が接する導電層と、
前記第１絶縁膜と前記導電層との間に設けられ、酸素を含み、前記第１絶縁膜の水素含有率と同等以下の水素含有率である変質層と、
を備える、半導体装置。
（２）
前記変質層は、前記半導体層に近いほど前記第１絶縁膜と前記導電層に挟まれた厚さが薄くなる、
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記変質層の前記第１絶縁膜と接する側面が階段形状を有する、
前記（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記階段形状の段差及び露出した前記半導体層のリセスが２ｎｍ以下である、
前記（３）に記載の半導体装置。
（５）
前記変質層の下部の前記階段形状の段差が、前記半導体層の上部の前記階段形状の段差よりも小さい、
前記（３）又は（４）に記載の半導体装置。
（６）
前記変質層の比誘電率は、前記第１絶縁膜の比誘電率よりも低い、
前記（１）～（５）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）
前記第１絶縁膜は、窒化珪素からなる、
前記（１）～（６）のいずれかに記載の半導体装置。
（８）
前記変質層は、酸化珪素又は酸窒化珪素を含む、
前記（１）～（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）
前記半導体層と前記第１絶縁膜との間に設けられた第２絶縁膜を更に備える、
前記（１）～（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１０）
前記第２絶縁膜は、酸化珪素からなる、
前記（１０）に記載の半導体装置。
（１１）
前記第１絶縁膜上に設けられた第３絶縁膜を更に備える、
前記（１）～（１０）のいずれかに記載の半導体装置。
（１２）
前記第３絶縁膜は、酸化珪素からなる、
前記（１１）に記載の半導体装置。
（１３）
第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、
第２ガスのプラズマにより、前記酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、
第３ガスのプラズマにより、前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する、
ことを含む、エッチング方法。
（１４）
前記第１ガスは、炭素を含有する、
前記（１３）に記載のエッチング方法。
（１５）
前記第２ガスは、炭素及びフッ素を含有する、
前記（１３）又は（１４）に記載のエッチング方法。
（１６）
前記第３ガスは、希ガスを含有する、
前記（１３）～（１５）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１７）
前記絶縁膜を除去して前記半導体層の上面を露出した後に、
前記第１ガスのプラズマにより、露出した前記半導体層の上面に第２重合膜を堆積し、
前記第２ガスのプラズマにより、前記第２重合膜上に第３重合膜を堆積し、
前記第２重合膜及び前記第３重合膜を除去する
ことを更に含む、
前記（１３）～（１６）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１８）
前記第１ガスのプラズマにより前記酸化膜を形成し、前記第２ガスのプラズマにより前記第１重合膜を吸着させ、前記第３ガスのプラズマにより前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の一部を除去することを含むサイクルを複数回繰り返す、
前記（１３）～（１７）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１９）
前記複数回の各サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを同一とする、
前記（１８）に記載のエッチング方法。
（２０）
前記複数回の前半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーよりも、前記複数回の後半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを小さくする、
前記（１８）に記載のエッチング方法。
（１）
シリコンを含む半導体層と、
前記半導体層上に設けられ、前記半導体層の上面の一部を露出する開口部を有する第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の前記開口部に埋め込まれ、前記半導体層に下端が接する導電層と、
前記第１絶縁膜と前記導電層との間に設けられ、酸素を含み、前記第１絶縁膜の水素含有率と同等以下の水素含有率である変質層と、
を備える、半導体装置。
（２）
前記変質層は、前記半導体層に近いほど前記第１絶縁膜と前記導電層に挟まれた厚さが薄くなる、
前記（１）に記載の半導体装置。
（３）
前記変質層の前記第１絶縁膜と接する側面が階段形状を有する、
前記（２）に記載の半導体装置。
（４）
前記階段形状の段差及び露出した前記半導体層のリセスが２ｎｍ以下である、
前記（３）に記載の半導体装置。
（５）
前記変質層の下部の前記階段形状の段差が、前記半導体層の上部の前記階段形状の段差よりも小さい、
前記（３）又は（４）に記載の半導体装置。
（６）
前記変質層の比誘電率は、前記第１絶縁膜の比誘電率よりも低い、
前記（１）～（５）のいずれかに記載の半導体装置。
（７）
前記第１絶縁膜は、窒化珪素からなる、
前記（１）～（６）のいずれかに記載の半導体装置。
（８）
前記変質層は、酸化珪素又は酸窒化珪素を含む、
前記（１）～（７）のいずれかに記載の半導体装置。
（９）
前記半導体層と前記第１絶縁膜との間に設けられた第２絶縁膜を更に備える、
前記（１）～（８）のいずれかに記載の半導体装置。
（１０）
前記第２絶縁膜は、酸化珪素からなる、
前記（１０）に記載の半導体装置。
（１１）
前記第１絶縁膜上に設けられた第３絶縁膜を更に備える、
前記（１）～（１０）のいずれかに記載の半導体装置。
（１２）
前記第３絶縁膜は、酸化珪素からなる、
前記（１１）に記載の半導体装置。
（１３）
第１ガスのプラズマにより、シリコンを含む半導体層上に設けられた絶縁膜の上面を酸化して酸化膜を形成し、
第２ガスのプラズマにより、前記酸化膜の上面に第１重合膜を吸着させ、
第３ガスのプラズマにより、前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の少なくとも一部を除去する、
ことを含む、エッチング方法。
（１４）
前記第１ガスは、炭素を含有する、
前記（１３）に記載のエッチング方法。
（１５）
前記第２ガスは、炭素及びフッ素を含有する、
前記（１３）又は（１４）に記載のエッチング方法。
（１６）
前記第３ガスは、希ガスを含有する、
前記（１３）～（１５）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１７）
前記絶縁膜を除去して前記半導体層の上面を露出した後に、
前記第１ガスのプラズマにより、露出した前記半導体層の上面に第２重合膜を堆積し、
前記第２ガスのプラズマにより、前記第２重合膜上に第３重合膜を堆積し、
前記第２重合膜及び前記第３重合膜を除去する
ことを更に含む、
前記（１３）～（１６）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１８）
前記第１ガスのプラズマにより前記酸化膜を形成し、前記第２ガスのプラズマにより前記第１重合膜を吸着させ、前記第３ガスのプラズマにより前記第１重合膜、前記酸化膜、及び前記絶縁膜の一部を除去することを含むサイクルを複数回繰り返す、
前記（１３）～（１７）のいずれかに記載のエッチング方法。
（１９）
前記複数回の各サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを同一とする、
前記（１８）に記載のエッチング方法。
（２０）
前記複数回の前半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーよりも、前記複数回の後半の前記サイクルにおける前記第３ガスのプラズマエネルギーを小さくする、
前記（１８）に記載のエッチング方法。
【符号の説明】
【0110】
１…基板、２…画素、３…画素領域（撮像領域）、４…垂直駆動回路、５…カラム信号処理回路、６…水平駆動回路、７…出力回路、８…制御回路、９…垂直信号線、１０…水平信号線、１１…半導体層、１１ａ…酸化層、１１ｂ…凹部（リセス）、１１ｃ…残留欠陥、１１ｘ…酸化膜、１２…絶縁膜（下層絶縁膜）、１２ａ…スリット、１３…絶縁膜（中間絶縁膜）、１３…中間絶縁膜、１３ａ…凹部、１３ｂ…反応層、１３ｘ…変質層（残留欠陥層）、１３ｙ…残留欠陥層、１４…絶縁膜（上層絶縁膜）、１４ａ…開口部、１４ｂ…反応層、１４ｘ…残留欠陥層、１５…重合膜、１６…シリコン酸化膜、１７…重合膜、１８…導電層、１９…重合膜、２０…重合膜、２１…処理容器、２２…上部電極、２３…下部電極、２４…ガス供給部、２５…制御部、２６…排気部、２７…高周波電源、２７，２８…高周波電源、３１…入出力端子、１００…被処理体、１３１…上部、１３２…下部、１０００…撮像装置、１００１…レンズ群、１００２…固体撮像素子、１００３…ＤＳＰ回路、１００４…フレームメモリ、１００５…表示部、１００６…記録部、１００７…操作部、１００８…電源部、１００９…バスライン、ＦＤ…浮遊拡散領域（フローティング・ディフュージョン領域）、ＰＤ…フォトダイオード、Ｔ１…転送トランジスタ、Ｔ２…リセットトランジスタ、Ｔ３…増幅トランジスタ、Ｔ４…選択トランジスタ、ＶＳＬ…垂直信号線、Ｖｄｄ…電源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】