【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラズマエッチング方法及び半導体装置の製造方法に関し，特にシリコンに対する選択比が高いシリコン酸化膜（以下「酸化膜」という。）のエッチング方法に関する。

【０００２】近年の超ＬＳＩにおけるパターン寸法の縮小とデバイスの多層構造化に伴い，平坦化のために酸化膜を厚く堆積し，この厚い酸化膜に小径のコンタクトホールを形成しなければならない。 このため，小径かつ高アスペクト比のコンタクトホールを酸化膜に開口する技術が必要とされている。

【０００３】しかし，厚いシリコン酸化膜にコンタクトホールを開口するには，酸化膜厚の不揃いから生ずる影響を解消し，さらに高アスペクト比のホールの底まで十分にエッチングするために，十分なオーバエッチングが不可欠である。

【０００４】このため，かかるコンタクトホールを形成する際の酸化膜のドライエッチングでは，オーバエッチングによって下地シリコンがエッチングされないように，下地シリコンに対する十分な選択比が要求される。

【０００５】

【従来の技術】シリコンを下地とし，その上に堆積された酸化膜にコンタクトホールを形成するために，従来，
誘導結合型プラズマ（Inductively Coupled Plasma) 装置が多用されている。 このプラズマ装置は，低圧力の下で高密度のプラズマを生成することができる。 このため，低圧の下でイオンの平均自由行程が長くイオンの散乱が少ないため，高アスペクト比のホールをエッチングできると共に，同時に高密度のプラズマによる高いエッチングレートが実現される。

【０００６】しかし，通常の連続して放電する誘導結合型プラズマによっては，弗素及び炭素を含むプラズマを用いる場合において，シリコンに対する酸化膜のエッチング速度比は，例えば２程度であり，高アスペクト比のホールを形成するためには，下地のシリコンに対する選択比が不十分である。

【０００７】かかる弗素及び炭素を含むプラズマにより酸化膜をエッチングする場合に，シリコンに対する選択比を高める方法として，間欠的に放電するプラズマを利用したエッチング法が，Appl. Phys. Lett. Vol.63,No.
15,(1993),p2044 及びJpn.J.Appl. Phys.,Vol.33,(199
3),p2133 に開示されている。

【０００８】一般に，ＣＦx ラジカルはシリコン表面に保護膜を形成してエッチング速度を低下させ，他方Ｆラジカルはシリコン及び酸化膜のエッチングを促進することが知られている。 上記の文献によると，連続的に放電する従来の誘導結合型プラズマでは，平行平板型のプラズマエッチング装置と比較して，ＣＦx ラジカル濃度が小さくかつＦラジカル濃度が大きい。 このため，ＣＦx
ラジカルに対するＦラジカルの濃度比ρ（Ｆ／ＣＦx ）
が誘導結合型プラズマでは大きく，その結果，シリコン保護膜の形成が不十分となり，シリコンに対する酸化膜の選択比が小さくなる。

【０００９】この間欠的に放電する誘導結合型プラズマによるエッチング法は，ＣＦx ラジカルに対するＦラジカルの濃度比ρ（Ｆ／ＣＦx ）が放電開始直後の数十μ
秒の期間に増加すること，言い換えれば，放電開始直後の数十μ秒の間，特に２０μ秒以内では，ρ（Ｆ／ＣＦ
x ）の増加は小さいことを利用する。

【００１０】即ち，弗素及び炭素を含むプラズマを，放電時間が２０μ秒以下の間欠的放電により発生することで，ρ（Ｆ／ＣＦx ）の時間平均値を小さくし，シリコンに対する酸化膜のエッチング速度の比を増加することができる。 その結果，連続的に励起し放電するプラズマエッチングに較べて，優れた選択比の酸化膜のプラズマエッチングが実現される。

【００１１】他方，酸化膜のプラズマエッチングにおいて，シリコンに対する選択比を決定する因子として，上述したラジカルの種類の他にイオンの効果が知られている。 即ち，基板に衝突するイオンエネルギを大にし，他方イオン濃度を小さくすることにより，酸化膜のエッチング速度を，シリコンに対して大きくすることができる。 例えば，Appl. Phys. Lett. Vol.64,No.25,(1994),
p3398 には, イオンエネルギの増大は，シリコンよりも酸化膜のエッチング速度を増加させ，イオン濃度の減少は，酸化膜よりもシリコンのエッチング速度を減少させることが記載されている。

【００１２】従来，イオン濃度を減少するには，放電電力を小さくする方法が，また，基板に衝突するイオンエネルギを増大するには，酸化膜を保持する基板ホルダのバイアス電圧を大きくする方法が採用されていた。 しかし，放電電力の減少は，ラジカルをも減少させ酸化膜のエッチング速度を著しく減少させる。 また，従来の連続放電による誘導結合型プラズマによる場合は，イオン濃度が高いためバイアス電圧を高くすると下地の損傷が大きくなる。 このように，放電電力の低減及びバイアス電圧の高圧化を両立することは難しく，その選択範囲は限られた範囲に制限されるため選択比の改善が妨げられている。 かかる状況は，既述した間欠的放電により発生する誘導結合型プラズマを利用する方法においても同様である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように，従来の酸化膜のプラズマエッチング方法では，弗素及び炭素を含む誘導結合型プラズマを用いて酸化膜をエッチングする場合，イオン濃度が高いという条件と基板ホルダのバイアス電圧が大きいという条件とを両立させることができないため，シリコンに対する選択比を大きくすると，酸化膜のエッチング速度が低下するという欠点があった。

【００１４】また，間欠的に誘導結合型プラズマを励起する方法では，ラジカルの種類を制御して選択比を向上することができるものの，イオン濃度が高いためシリコンのエッチング速度が大きく，さらなる選択比の向上は難しいという問題がある。

【００１５】本発明は，間欠的に励起される誘導結合型プラズマのプラズマ放電の休止期間を，イオン濃度が十分に減衰し，かつ，ラジカル濃度の変化が小さい期間とすることで，高濃度ラジカル，低イオン濃度かつ基板ホルダに生ずるバイアス電圧が高い状態を生じせしめ，シリコンに対する選択比に優れ，かつエッチング速度が速いシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の実施例波形図であり，プラズマ励起用高周波電圧の包絡線及び基板ホルダのバイアス電圧を表している。

【００１７】上記課題を解決するための本発明の第一の構成は，図１を参照して，間欠的に励起されかつ弗素及び炭素を含むプラズマから流出するガスにシリコン基板上に設けられたシリコン酸化膜を暴露し，該シリコン酸化膜をシリコン基板に対して選択的にエッチングするプラズマエッチング方法において，該プラズマの消滅期間１を，該プラズマの発生位置でのイオン濃度の時間平均値が該プラズマの消滅時のイオン濃度の８０％以下かつ２０％以上となる期間に選択し，該シリコン基板を直流バイアスが印加された基板ホルダ上に置くことを特徴として構成し，及び，第二の構成は，図１を参照して，間欠的に励起されかつ弗素及び炭素を含むプラズマから流出するガスにシリコン基板上に設けられたシリコン酸化膜を暴露し，該シリコン酸化膜をシリコン基板に対して選択的にエッチングするプラズマエッチング方法において，該プラズマの消滅期間１を２０μ秒以上とし，該シリコン基板を直流バイアスが印加された基板ホルダ上に置くことを特徴として構成し，及び，第三の構成は，第一の構成のプラズマエッチング方法において，該プラズマの消滅期間１を８０μ以下とし，該基板ホルダに交流電圧を印加して該直流バイアスを発生することを特徴として構成し，及び，第四の構成に係る半導体装置の製造方法は，第一の構成のプラズマエッチング方法を用いて，シリコン基板上に設けられたシリコン酸化膜にコンタクトホールを開口する工程を含むことを特徴として構成する。

【００１８】

【作用】本発明の構成では，図１を参照して，１００％
変調された励起用高周波により弗素及び炭素を含む雰囲気ガスを励起し，間欠的に励起されるプラズマ，例えば誘導結合プラズマを発生する。

【００１９】弗素及び炭素を単体又は化合物として含む雰囲気ガスは，プラズマの放電期間中に励起され，弗素を含む電気的に中性なラジカル及び炭素を含む電気的に中性なラジカル，及び，弗素又は炭素を少なくとも含むイオンを生成する。 かかるラジカルは，例えば，Ｆラジカル，ＣＦｘラジカル，ＣＨＦｘラジカルであり，かかるイオンは，例えば，Ｆイオン，ＣＦｘイオン，ＣＨＦ
ｘイオンである。

【００２０】これらのラジカル及びイオンは，プラズマの放電期間（図１に符合２で表す。）に続くプラズマ放電の停止期間，即ちプラズマの消滅期間（図１に符合１
で表す。 ）中に，消失及び拡散してその濃度を徐々に減少していく。 しかし，一般にイオンとラジカルの寿命は非常に異なる。 イオンの寿命は，プラズマ放電が停止した時の電子濃度の緩和時間と同程度と考えられ，典型的には５０μ秒である。 他方，ラジカルの寿命は，例えば
Jpn. J. Appl. Phys., Vol.132, No.3A, (1993)L353 によれば，数１０〜数１００ｍ秒と非常に長く，数１０μ
秒というイオンの寿命程度の期間では殆ど濃度変化がない。

【００２１】このようにイオンとラジカルとの寿命に大きな差があるため，プラズマ放電の停止から長時間を経過した後には，イオンとラジカルとの存在比は，プラズマ放電期間中の存在比とは著しく異なったものとなる。
即ち，イオン濃度はプラズマ放電の停止後急速に減少し，他方ラジカル濃度は実質的に一定に保持される。 この結果，ラジカル濃度が高く，かつイオン濃度が低い状態が実現する。

【００２２】本発明の構成の他の要素は，被エッチング材である酸化膜を直流バイアスが印加された基板ホルダに保持することである。 かかる直流バイアスは，直流を直接印加する他，周知のようにプラズマにより生成されたイオンが追従できない程度の高周波交流電圧，例えば１０ＭＨｚ以上の高周波電圧を基板に印加することでも実現される。

【００２３】図１中のロは，かかる直流バイアスを印加した基板ホルダを，間欠的に励起されるプラズマの近くに置いた場合に，観測された当該基板ホルダの電圧変化を示したものである。 なお，基板ホルダの直流バイアス電圧は，１３．５６ＭＨｚの交流電圧を印加して発生させた。

【００２４】図１を参照して，励起用高周波電圧の印加後１０μ秒の間に，バイアス電圧は，プラズマ放電開始前のバイアス電圧である−４００Ｖから−２００Ｖに推移し，励起用高周波電圧が印加される放電期間中そのまま−２００Ｖの電圧が保持される。 一方，励起用高周波の停止後は，バイアス電圧は停止直後からマイナス電位に推移し始め，略１０μ秒で−４００Ｖに達し，その後は次のプラズマ放電が始まるまで−４００Ｖに保持される。

【００２５】かかるバイアスの時間変化と上述したイオン濃度の時間変化と相まって，プラズマ消滅期間の長さは，酸化膜のエッチング速度に次に説明するような影響を及ぼす。

【００２６】図２は本発明の原理説明図であり，プラズマ消滅期間の長さが酸化膜及びシリコンのエッチング速度に及ぼす影響を定性的に表したものである。 なお，プラズマ放電期間は一定としている。 また，図中でＳｉＯ
₂及びＳｉと付した曲線は，それぞれ酸化膜及びシリコンのエッチング速度を示している。

【００２７】図２（ａ）は，バイアス電圧が一定に維持されたと仮定するとき，プラズマ消滅期間に依存して変動するイオン濃度変化に伴うエッチング速度の変化を表している。 上述したように，イオン濃度は，プラズマ消滅期間が長くなるにつれ減少する。 このため，酸化膜及びシリコンのエッチング速度は，図２（ａ）を参照して，ともに消滅期間の長期化とともに減少する。 この消滅時間の長期化に伴うイオン濃度の減少により，シリコンのエッチング速度は急速に減少するが，酸化膜のエッチング速度はシリコンよりも緩やかに減少する。 従って，バイアス電圧が一定ならば，プラズマの消滅期間を長くする程，酸化膜のシリコンに対するエッチング選択比は大きくなる。

【００２８】図２（ｂ）は，イオン濃度が一定に維持されると仮定したとき，バイアス電圧の変化に伴うエッチング速度の変化を表している。 上述したように，バイアス電圧はプラズマ消滅期間で大きくなる。 従って，消滅期間が長い程，バイアス電圧の時間平均値は大きくなる。 このため，図２（ｂ）を参照して，もしイオン濃度を一定に保持すると，酸化膜のエッチング速度は，消滅期間の長期化とともに増大する。 他方，シリコンのエッチング速度のバイアス電圧依存性は小さい。 この結果，
イオン濃度が一定ならば，プラズマの消滅期間を長くする程，酸化膜のシリコンに対するエッチング選択比は大きくなる。

【００２９】図２（ｃ）は，実際のエッチング速度の振る舞いを示す図で，間欠的に励起されるプラズマエッチングにおいて，プラズマ消滅期間の長さがエッチング速度及び選択比に及ぼす効果を，イオン濃度及びバイアス電圧の両者の影響の観点から表したものである。

【００３０】上述のように，プラズマ消滅時間が長いほど，イオン濃度が減少しかつバイアス電圧が高くなる結果，酸化膜のシリコンに対するエッチング選択比（図２
（ｃ）中にＳｉＯ ₂ ／Ｓｉと付した曲線で示した。 ）は大きくなる。 なお，本明細書では，「選択比」，「エッチング選択比」は特に記載がない限り，シリコンのエッチング速度に対するシリコン酸化膜のエッチング速度の比の意味で使用している。

【００３１】他方，酸化膜のエッチング速度は，イオン濃度の減少とバイアス電圧の増加の両者の影響を受ける。 図２（ｃ）を参照して，プラズマ消滅期間が短い場合は，バイアス電圧の増加がイオン濃度の減少より急速に生ずるためバイアス電圧増加の効果が大きく現れる結果，消滅期間が長くなると酸化膜のエッチング速度は増加する。 逆にプラズマ消滅期間が長い場合は，バイアス電圧は一定値に保持され変化しないため，イオン濃度の減少がそのままエッチング速度の減少に繋がり，消滅期間が長くなると酸化膜のエッチング速度が低下する。 従って，酸化膜のエッチング速度は，プラズマ消滅期間を変数とした上に凸の極大を有する関数として表される。
従って，かかる極大の付近にプラズマ消滅期間を選択することで，酸化膜のエッチング速度が高く，かつ，選択比が大きなプラズマエッチングを実現することができる。

【００３２】かかる酸化膜のエッチング速度が極大となるプラズマ消滅期間は，プラズマの条件により変動するが，例えば，４０μ秒である。 また，プラズマ消滅期間は，実用的な選択比を実現するために２０μ秒以上とすることが望ましい。 さらに，エッチング速度の観点から，プラズマ消滅期間は８０μ秒以下とすることが好ましく，とくに半導体装置の製造のスループットを考慮すると６０μ秒以下が望ましい。

【００３３】本発明の構成において，イオン濃度が十分高くイオンによるエッチングが有効に機能するような短いプラズマ消滅期間では，寿命の長い中性ラジカルの濃度は殆ど変化しない。 従って，間欠的に励起するプラズマにより生成されたラジカルの濃度及びラジカル種の存在比は，そのまま維持される。 従って，ラジカルによるシリコン表面の保護及びラジカルによるエッチングの効果は，従来の間欠的に励起するプラズマによるエッチングと同等であり，選択比に及ぼすラジカルの効果は変わらない。

【００３４】一方，上述したように本発明の構成では，
長時間にわたるプラズマ消滅期間が存在するため，この間にイオン濃度が低減し，シリコン及び酸化膜のエッチング速度を低下させる。 しかし，バイアス電圧の増大が，イオン濃度の減少を補い酸化膜のエッチング速度を増加する。 さらに，シリコンのエッチング速度は低イオン濃度のもとで低いままに留まる。 その結果，本発明では，シリコンに対する高い選択比を有する酸化膜のエッチングが実現される。

【００３５】即ち，本発明によれば，高ラジカル濃度と低イオン濃度とが同時に実現され，さらにこれと同時に低イオン濃度及び高バイアスという条件をも満たされる。 このため，高い選択比を有しかつ高速の酸化膜エッチングがなされる。

【００３６】なお，本発明において，プラズマ放電期間中は高濃度のイオンが生成される。 しかし，プラズマ放電期間中はバイアス電圧が低いので，シリコン表面の損傷は少ない。 他方，プラズマ消滅期間はイオン濃度が低いから，高バイアス電圧の下でもシリコン表面の損傷は少ない。 また，この高バイアス期間には，イオン濃度に較べてラジカルの存在比が大きいため，シリコン表面に容易に被膜が形成されイオン照射による損傷をより小さくする。

【００３７】さらに，本発明のプラズマエッチング方法を，シリコン上に設けられた酸化膜にコンタクトホールを開口する工程を有する半導体装置の製造に適用することができる。 本発明のプラズマエッチング方法では，高い選択比が実現されるため，オーバエッチングを十分にすることができ，アスペクト比が大きくかつ小口径のコンタクトホールを容易に開設することができる。

【００３８】

【実施例】図３は本発明の実施例エッチング装置断面図であり，誘導結合プラズマエッチング装置の主要部を表している。

【００３９】エッチング装置は，従来の誘導結合プラズマエッチング装置に励起用高周波のパルス変調器を付加したものである。 図３を参照して，真空容器１０の上部外壁の外周を２巻きするループアンテナ５０Ａに，マッチング回路５２を通してプラズマ励起用高周波電力を供給する。 励起用高周波電力は，１００％のパルス振幅変調された１３．５６ＭＨｚの高周波信号を信号発生器５
６により生成し，この高周波信号を高周波増幅器５４で電力増幅してマッチング回路５２に供給した。 なお，励起用高周波電圧は，ループアンテナ５０Ａの両端に接続する高圧プローブ７０により検出されオシロスコープ７
２に表示される。

【００４０】被エッチング材料，例えば表面に酸化膜が形成されたシリコンウエーハは，真空容器１０内の底部に設置された基板ホルダ６０上に置かれる。 この基板ホルダ６０には，バイアス用高周波発信器６４からマッチング回路６２を通して１３．５６ＭＨｚの交流電圧が印加される。 また，基板ホルダ６０の電圧は，高圧プローブ７４を通してオシロスコープ７６に表示される。

【００４１】反応ガスは，真空容器１０の上部から流量制御弁２０を通して真空容器内に導入される。 真空容器１０は，その下方から圧力調整弁４０を通して排気口３
０から真空排気され所定の圧力に保持される。

【００４２】真空容器中の電気的に中性なＣＦx ラジカルの濃度は，真空容器１０の側壁に接続された質量分析装置８０を用いて，Jpn. J. Appl. Phys.,Vol.32, No.3
A, (1993),L353に開示されている出現質量分析法により測定した。 なお，イオン濃度も質量分析装置８０により測定した。 また，電気的に中性なＦラジカルの濃度は，
J. Appl. phys., Vol.62, (1987), p662に開示されているアクチノメトリー法により測定した。 このため，プラズマ中の発光を，真空容器１０の側壁に設けられた窓から光ファイバ９０を通して分光器に導き，分光分析した。

【００４３】本実施例では，反応ガスとして，ＣＦ ₄を３０cm ³ / 分, 及びＨ ₂を３０cm ³ / 分流入し，真空容器１０内圧力を１０mTorr に保持した。 なお，反応ガスとして，この他に，例えばＣＦ ₄ ，ＣＨＦ ₃ ，Ｃ
₂ Ｆ ₂ ，Ｃ ₃ Ｆ ₈ ，Ｃ ₃ Ｆ ₈等の弗素と炭素を含む化合物_,又はこれらと水素との混合ガスを用いることができる。

【００４４】プラズマ励起用高周波電力は，尖頭値電力１０００Ｗとした。 本実施例では，プラズマ放電期間を２０μ秒一定とし，幾つかのプラズマ消滅期間についてエッチングを行った。 なお，図１中のイに，ループアンテナ５０Ａの両端で観測された励起用高周波電圧の包絡線の例を示した。

【００４５】基板ホルダ６０に印加する交流電圧は，基板ホルダ６０に印加されるバイアス電圧がプラズマの放電期間中に一定値に到達し安定した後の，当該一定値が−２００Ｖとなるように調整した。 図１中のロは，プラズマ消滅期間を４０μ秒とした時のバイアス電圧の例である。 なお，基板ホルダ６０を２０℃に保持した。

【００４６】図４は，本発明の実施例でのイオンと消滅期間との関係を表す図であり，イオン濃度及びイオンエネルギの消滅期間依存性を表している。 ここで，イオン濃度は，プラズマ放電期間及びプラズマ消滅期間を通して時間平均されたイオン濃度である。 また，時間平均イオンエネルギーは，基板に衝突するイオンのエネルギを基板ホルダのバイアス電圧を用いて計算したものである。 なお，時間平均イオンエネルギは，プラズマ放電期間及びプラズマ消滅期間を通して時間平均されたイオンエネルギを表している。

【００４７】図４を参照して，ＣＦ ⁺イオン濃度は，連続放電するプラズマの場合に最高濃度を示し，プラズマ消滅時間の長期化とともに漸減する。 他方，時間平均イオンエネルギは，連続放電の場合に最低であり，プラズマ消滅時間の長期化とともに漸減し，２０μ秒で殆ど定常値に達する。 なお，この２０μ秒の時点では，ＣＦ ⁺
イオン濃度はプラズマ放電時の略１／２に減少する。 従って，高バイアスかつ低イオン濃度の条件のもとで生ずるシリコンに対する酸化膜のエッチング選択比向上の効果は，２０μ秒以上で顕著になる。 勿論，必要がある場合又は他のエッチング条件の下では，より短い時間を選択することはできる。

【００４８】ＣＦ ⁺イオン濃度は，プラズマ消滅期間が６０μ秒を超えると放電時の１／４に減少し，さらに８
０μ秒を超えるとエッチング速度の低下が著しくスループットの観点から好ましくない。 本実施例の条件の下で，酸化膜のエッチング速度が大きくかつ十分な選択比が実現される好ましい条件は，４０μ秒であった。

【００４９】図５は，本発明の実施例でのラジカル濃度と消滅期間との関係を表す図であり，ラジカル濃度（Ｆ
ラジカル及びＣＦ ₂ラジカルの濃度を，それぞれ図中のＦ及びＣＦ ₂を付した曲線で示した。 ）及びＣＦ ₂ラジカルに対するＦラジカルの濃度比（図中Ｆ／ＣＦ ₂を付した曲線で示した。）を表している。 ここで，ラジカル濃度及びその比は，プラズマ放電期間及びプラズマ消滅期間を通した時間平均で表している。

【００５０】ラジカル濃度及びその存在比は，図５を参照して，プラズマ消滅期間に依存せず，プラズマ消滅期間が６０μ秒以上になっても殆ど変化しない。 なお，このラジカル濃度及びその存在比は，既述したように，プラズマ放電期間を初め，励起電力，反応ガス等により異なるから，本発明の構成とは別個に最適の条件を選択することができる。

【００５１】図６は本発明の効果説明図であり，酸化膜のエッチング速度及び選択比について，従来の連続放電のプラズマズマを用いた結果と本実施例による結果とを比較して表している。 なお，シリコン及び酸化膜のエッチング速度は，それぞれＳｉ及びＳｉＯ ₂を付した曲線で，シリコンに対する酸化膜の選択比は，ＳｉＯ ₂ ／Ｓ
ｉを付した曲線で示されている。

【００５２】図中，ＣＷとして示す連続放電の場合に比較し，４０μ秒間のプラズマ消滅期間を有する本実施例の場合は，酸化膜のエッチング速度が上昇し，かつシリコンのエッチング速度が低下する。 その結果，シリコンに対する酸化膜の選択比は，本実施例では従来の連続放電の場合の略４倍になる。 従って，エッチング速度が速く，かつ，選択比が高い酸化膜のプラズマエッチングが実現される。

【００５３】図７は本発明の実施例トランジスタ断面図であり，製造途中の半導体装置のＭＯＳトランジスタ部分を表している。 本実施例では，先ず図７を参照して，
シリコン基板１００表面にフィールド酸化膜１０２で画定されたＭＯＳトランジスタ形成領域を形成しチャネル１０５を形成後，チャネル１０５領域の表面上にゲート酸化膜１０８を挟みポリシリコンゲート電極を形成する。 次いで，ゲート酸化膜１０８をマスクとするイオン注入により，ソース領域１０３及びドレイン領域１０４
を形成し，その後基板１００上全面に絶縁膜としてシリコン酸化膜１０９を堆積する。 次いでレジスト１１０を塗布し，リソグラフィによりレジスト１１０にコンタクトホール１１１開設用のエッチング窓を形成する。 以上の工程は，従来の通常の半導体装置の製造方法と変わる所はない。

【００５４】次いで，間欠的に励起するプラズマエッチング方法により，シリコン酸化膜１０９にコンタクトホール１１１をシリコン基板１００を下地として開設する。 このエッチングの条件は本発明の実施例として既述した通りである。 なお，９０％のオーバエッチングをしている。

【００５５】次いで，通常の半導体装置の製造方法と同様にして，レジストを除去し，コンタクトホールを導電体で埋め込み，酸化膜１０９上に配線を形成して，半導体装置を完成する。

【００５６】かかる工程により形成されたコンタクトホール１１１の形状を図８に示した。 図８は，本発明の実施例コンタクトホール断面図であり，本発明に係る方法により形成されたコンタクトホールの形状を表している。

【００５７】図８を参照して，シリコン基板１００上に堆積された酸化膜１０９の厚さは０．７μｍ，レジスト１１０に開設されたコンタクトホール開設用のエッチング窓の直径と０．２μｍである。 本実施例で形成されたコンタクトホール１１１は，酸化膜１０９表面での開口径が０．２μｍ，コンタクトホールの底の径が０．１μ
ｍであった。 さらに，コンタクトホール１１１の側壁には保護膜１１２が形成されるが，このまま用いることも，又必要に応じて除去して用いることもできることは従来の方法と同様である。 このコンタクトホールの底面，即ちシリコン表面の損傷は従来と同程度，若しくは小さいもので，容易に軽いエッチングにより除去された。

【００５８】上述のように，本発明によれば，直径０．
２μｍ，アスペクト比が３以上のコンタクトホールを，
迅速に，かつ下地のシリコン表面をエッチングすることなく形成することができた。

【００５９】なお，本実施例では，誘導結合型プラズマ装置を使用したが，他のプラズマエッチング装置，例えば，ヘリコン波プラズマ装置，ＥＣＲプラズマ装置を使用することもできる。

【００６０】

【発明の効果】上述したように，本発明によれば，高バイアス，低イオン濃度かつ高ラジカル濃度のもとでプラズマエッチングがなされるから，シリコンに対する選択比が高くかつエッチング速度が大きいシリコン酸化膜のプラズマエッチング方法を提供することができるので，
半導体装置及びその他の電子装置の性能向上に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例波形図

【図２】 本発明の原理説明図

【図３】 本発明の実施例エッチング装置断面図

【図４】 本発明の実施例でのイオンと消滅期間との関係を表す図

【図５】 本発明の実施例でのラジカル濃度と消滅期間との関係を表す図

【図６】 本発明の実施例効果説明図

【図７】 本発明の実施例トランジスタ断面図

【図８】 本発明の実施例コンタクトホール断面図

【符号の説明】 １ 消滅期間 ２ 放電期間 １０ 真空容器 ２０ 流量制御弁 ３０ 排気口 ４０ 圧力調整弁 ５０Ａ ループアンテナ ５２，６２ マッチング回路 ５４ 高周波増幅器 ５６ 信号発生器 ６０ 基板ホルダ ６４ バイアス用高周波発信器 ７０，７４ 高圧プローブ ７２，７６ オシロスコープ １００ 基板 １０２ フィールド酸化膜 １０３ ソース領域 １０４ ドレイン領域 １０５ チャネル領域 １０８ ゲート酸化膜 １０９ 酸化膜 １１０ レジスト １１１ コンタクトホール １１２ 保護膜