干蚀刻方法及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的干蚀刻方法的特征在于：针对具有硅化合物膜的基板，介由形成在前述硅化合物膜上的具有规定开口图案的掩膜，将干蚀刻剂等离子化后对所述硅化合物膜进行蚀刻，前述干蚀刻剂包含以下的所有第1气体至第4气体。第1气体：选自由碘氟碳化合物和溴氟碳化合物组成的组中的1种以上的化合物；第2气体：由C

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】干蚀刻方法及半导体装置的制造方法


[0001]本专利技术涉及使用了包含碘氟碳化合物或溴氟碳化合物的干蚀刻剂的干蚀刻方法。

技术介绍

[0002]目前，在半导体装置的制造中，微细化得到逐步发展，对于蚀刻技术也需要与线宽的缩小对应的新方法或材料。
[0003]通常，在半导体装置的制造中，存在对硅氮化物、硅氧化物等硅化合物形成孔、沟槽等图案的蚀刻工序。这样的蚀刻工序中，在包含硅化合物的被蚀刻材料上，形成包含形成有规定图案的光致抗蚀剂、无定形碳等的掩膜层，并进行等离子体蚀刻。由此，能对硅化合物进行各向异性蚀刻，能在硅化合物上形成期望的图案。
[0004]因线宽的缩小而成为问题的情况可列举出：无法充分地获得光致抗蚀剂、无定形碳等掩膜材料与作为被蚀刻材料的硅氮化物、硅氧化物等硅化合物的蚀刻选择比，从而产生图案的塌陷。
[0005]为了防止这样的缺陷，使用c
‑
C4F8、C4F6等不饱和氟化碳代替CF4等饱和氟化碳作为蚀刻气体。已知这些不饱和氟化碳气体在等离子体中生成大量的CF2自由基、CF自由基。这些自由基种通过在利用蚀刻形成的沟槽或蚀刻孔的侧壁及掩膜上形成聚合膜，从而获得抑制由氟自由基等引起的过度蚀刻的效果。
[0006]然而，在使用这样的不饱和氟化碳的情况下，难以控制CF2自由基、CF自由基及作为主要蚀刻种的CF3离子的比率，因此难以兼顾充分的蚀刻速度和选择比。
[0007]为了解决上述问题，例如专利文献1中公开了一种基板处理方法，其特征在于，使用分子内至少含有第1卤元素和原子序数大于该第1卤元素的第2卤元素的气体，通过激发手段向上述气体分子供给大于该分子内的第2卤元素的键离解能且小于第1卤元素的键离解能的能量，由此生成从前述气体分子中选择性地去除第2卤元素后的活性种，将该活性种照射至硅晶圆上沉积有SiO2并形成有抗蚀剂的基板上。作为分子内至少含有第1卤元素和原子序数大于该第1卤元素的第2卤元素的上述气体，例如可列举出CF3I、C2F5I等碘氟碳化合物、CF2Br2等溴氟碳化合物。
[0008]另外，专利文献2中公开了如下第一蚀刻工序，该蚀刻工序以形成有规定图案的抗蚀层为掩膜，使用CF3I对基板上的含硅层进行蚀刻。专利文献3中公开了如下干蚀刻方法：使用CF3I等碘氟碳化合物气体、CF3Br等溴氟碳化合物气体，对抗蚀掩膜所覆盖的基板上的SiO2层间绝缘膜进行蚀刻。
[0009]另外，专利文献4中公开了如下干蚀刻方法：使用包含C3H2F4、不饱和全氟碳和氧化性气体的干蚀刻剂，对硅氧化物层与硅氮化物层的层叠膜进行蚀刻。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本特开平11
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340211号公报
[0013]专利文献2：日本特开2009
‑
123866号公报
[0014]专利文献3：日本特开2006
‑
108484号公报
[0015]专利文献4：国际公报第2017/026197号

技术实现思路

[0016]如上所述，专利文献1～3中公开了一种蚀刻方法，其将以CF3I为代表的碘氟碳化合物或CF2Br2等溴氟碳化合物用作蚀刻气体，对获得期望的蚀刻形状是有用的。然而，在通过该方法进行蚀刻的情况下，已证实存在如下问题：由等离子体分解所产生的碘原子或溴原子滞留于体系内、附着在基板上，由此在蚀刻处理后基板上也残留有碘原子或溴原子，对元件特性产生影响。更具体而言，碘原子或溴原子在基板上的残留量优选为每1cm2约1
×
10
11
原子以下，若为尖端材料，则视工序有时会要求降低至5
×
10
10
原子以下。
[0017]根据这些情况，期望一种即使在将碘氟碳化合物或溴氟碳化合物用作蚀刻气体时碘原子或溴原子在基板上的残留也少的蚀刻气体和蚀刻方法。
[0018]另外，专利文献4中，作为添加气体，未列举出碘氟碳化合物和溴氟碳化合物，且未提及碘原子或溴原子在基板上的残留。
[0019]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种蚀刻方法，其即使在使用碘氟碳化合物或溴氟碳化合物而对基板上的硅化合物膜进行蚀刻时，碘原子或溴原子在基板上的残留也少。
[0020]本专利技术人等为了实现上述目的而进行了各种研究，结果发现：通过将具有不饱和键的不饱和氟碳和具有不饱和键的含氢不饱和氟碳与碘氟碳化合物或溴氟碳化合物组合使用，从而控制离子种的比率且抑制碘原子或溴原子在基板上的残留，以至完成了本专利技术。
[0021]即，本专利技术提供一种干蚀刻方法，其特征在于，针对具有硅化合物膜的基板，介由形成在前述硅化合物膜上的具有规定开口图案的掩膜，将干蚀刻剂等离子化后对前述硅化合物膜进行蚀刻，前述干蚀刻剂至少包含碘氟碳化合物或溴氟碳化合物，还包含：由C
n
F
m
(n＝2～5的整数，m＝2、4、6、8所表示的整数，其中，n：m＝2：6、2：8、3：2、3：8、5：2的组合除外)表示的不饱和氟碳、由C
x
H
y
F
z
(x＝2～4的整数，y+z＝2、4、6、8所表示的整数，其中，x：y+z＝2：6、2：8、3：2、3：8的组合除外而表示的整数)表示的含氢不饱和氟碳、及氧化性气体。
附图说明
[0022]图1是示出实施例、比较例中使用的反应装置的示意图。
具体实施方式
[0023]以下，对本专利技术的实施方式进行如下说明。需要说明的是，本专利技术的范围并不限定于这些说明，除以下的示例以外，也可以在不有损本专利技术的主旨的范围内进行适宜地变更、实施。
[0024][干蚀刻方法][0025]在本实施方式的干蚀刻方法中，通过使用包含所有第1气体～第4气体的干蚀刻剂进行等离子体蚀刻，由此对形成在基板上的SiO2、Si3N4等硅化合物膜进行蚀刻。第1气体为选自由碘氟碳化合物和溴氟碳化合物组成的组中的1种以上的化合物。第2气体是由C
n
F
m
(n＝2～5的整数，m＝2、4、6、8所表示的整数，其中，n：m＝2：6、2：8、3：2、3：8、5：2的组合除外)
表示的不饱和氟碳。第3气体是由C
x
H
y
F
z
(x＝2～4的整数，y+z＝2、4、6、8所表示的整数，其中，x：y+z＝2：6、2：8、3：2、3：8的组合除外而表示的整数)表示的含氢不饱和氟碳。第4气体为氧化性气体。
[0026]作为碘氟碳化合物，例如可列举出：CF3I、CF2I2、CFI3、C2F5I、C2F4I2、C2F3I3、C2F2I4、C2FI5、C3F7I。另外，作为溴氟碳化合物，例如可列举出：CF3Br、CF2Br2、CFBr3、C2F5Br、C2F4Br2、C2F3Br3、C2F2Br4、C2FBr5、C3F7Br。需要说明的是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种干蚀刻方法，其特征在于，针对具有硅化合物膜的基板，介由形成在所述硅化合物膜上的具有规定开口图案的掩膜，将干蚀刻剂等离子化后对所述硅化合物膜进行蚀刻，所述干蚀刻剂包含以下的所有第1气体至第4气体：第1气体：选自由碘氟碳化合物和溴氟碳化合物组成的组中的1种以上的化合物；第2气体：由C
n
F
m
表示的不饱和氟碳，n＝2～5的整数，m＝2、4、6、8所表示的整数，其中，n：m＝2：6、2：8、3：2、3：8、5：2的组合除外；第3气体：由C
x
H
y
F
z
表示的含氢不饱和氟碳，x＝2～4的整数，y+z＝2、4、6、8所表示的整数，其中，x：y+z＝2：6、2：8、3：2、3：8的组合除外而表示的整数；第4气体：氧化性气体。2.根据权利要求1所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述第1气体中包含的碘原子和溴原子数少于所述第3气体中包含的氢原子数的2倍。3.根据权利要求1或2所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述干蚀刻剂中的所述第1气体的体积为所述第2气体和所述第3气体的总计体积的0.01倍以上且2倍以下的范围。4.根据权利要求1～3中任一项所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述干蚀刻剂中，以体积比计，所述第2气体：所述第3气体＝1：0.05以上且20以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述干蚀刻剂中，所述氧化性气体为所述干蚀刻剂的1体积％以上且50体积％以下。6.根据权利要求1～5中任一项所述的干蚀刻方法，其特征在于，所述不饱和氟碳为选自由C3F6、C4F6和C5F8组成的组中的至少1种，所述含氢不饱和氟碳为C3H2F4。7.根据权利要求6所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：大森启之，古谷俊太，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：