等离子体蚀刻方法技术

一种等离子体蚀刻方法，包括在等离子体条件下使用工艺气体对蚀刻目标进行蚀刻，该工艺气体含有式（１）：ＣｘＨｙＦｚ表示的饱和氟代烃，其中ｘ是３、４或５，ｙ和ｚ分别为正整数，并且满足ｙ＞ｚ。当蚀刻覆盖形成在蚀刻目标上的氧化硅膜的氮化硅膜时，能够通过在等离子体条件下利用含有特定的氟代烃的工艺气体相对于氧化硅膜选择性地蚀刻氮化硅膜。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，其在使用含有特定的氟代烃的工艺气体的等 离子体条件下蚀刻蚀刻目标。
技术介绍
在晶片上形成器件的工艺包括干法蚀刻覆盖氧化硅膜(SiO2膜)的氮化硅膜(SiN 膜)(蚀刻步骤)。等离子体蚀刻装置广泛应用在蚀刻步骤中。作为工艺气体，要求仅以高蚀刻速度 选择性地蚀刻SiN膜而不蚀刻SiO2膜的蚀刻气体。例如，这样的蚀刻气体公知的有CHF3气体和CH2F2气体。专利文件1公开了作为 工艺气体的蚀刻气体，包括氧气和CHpF4_p(p是2或3 ；以下相同)表示的化合物的气体，通 过选择足够低的电偏压，该工艺气体使用在选择性地蚀刻形成在SiO2膜上的SiN膜的氮化 物蚀刻等工艺中。在CHpF4_p表示的化合物中，CHF3气体的SiN膜相对于SiO2膜的选择比(SiN膜蚀 刻速度/SiO2膜蚀刻速度)为5或更少，并且CH2F2气体的SiN膜相对于SiO2膜的选择比为 10或更少。专利文件2公开了一种蚀刻覆盖形成在蚀刻目标上的SiO2膜的SiN膜的方法，该 蚀刻目标放置在使用蚀刻气体产生等离子体的腔中，其中使用以4至9的混合比(02/CH3F) 混合CH3F气体和O2气体制备而成的混合气体作为蚀刻气体。尽管如此，因为在器件处理领域中，器件的尺寸和厚度已经减少了，当使用 CHPF4_P (例如，CHF3> CH2F2和CH3F)表示的化合物气体时，可能得不到满意的SiN膜相对于 SiO2膜的选择比和满意的蚀刻速度。因此，人们希望开发SiN膜相对于SiO2膜的选择性高，且能够以快的蚀刻速度进 行等离子体蚀刻的蚀刻气体。专利文件1 JP-A-8-059215专利文件2 JP-A-2003-229418 (US-A-2003-0121888)
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题本专利技术根据上述情况而构思。本专利技术的目的在于提供一种，该 蚀刻方法在蚀刻覆盖形成在蚀刻目标上的氧化硅膜的氮化硅膜时，能够以与氧化硅膜相比 高的蚀刻速度选择性地蚀刻氮化硅膜。解决问题的手段本专利技术的专利技术人专利技术了一种，该蚀刻方法在等离子体条件下利 用含有特定的饱和氟代烃的工艺气体，当蚀刻覆盖形成在蚀刻目标上的氧化硅膜的氮化硅 膜时，能够以与氧化硅膜相比高的蚀刻速度选择性地蚀刻氮化硅膜。从而，本专利技术提供以下的(参见(1)至(5))。(1) 一种，包括在等离子体条件下利用工艺气体蚀刻蚀刻目标， 该工艺气体含有式(1) =CxHyFz表示的饱和氟代烃，其中X是3、4或5，y和Z分别为正整数， 并且满足7 >z。(2)根据(1)中的，其中该工艺气体进一步含有氧气和/或氮气。(3)根据(1)或(2)中的，其中该工艺气体进一步含有选自氦、 氩、氖、氪和氙中的至少一种气体。(4)根据(1)至(3)中任一项的，该方法用于蚀刻氮化硅膜。(5)根据(1)至(3)中任一项的，该方法用于相对于氧化硅膜选 择性地蚀刻氮化硅膜。专利技术效果当蚀刻覆盖形成在蚀刻目标上的氧化硅膜的氮化硅膜时，本专利技术通过提供一种等 离子体蚀刻方法，使得以与氧化硅膜相比高的蚀刻速度选择性地蚀刻氮化硅膜成为可能， 所述方法在等离子体条件下使用含有特定的饱和氟代烃的工艺气体蚀刻蚀刻目标。具体实施例方式以下为本专利技术的详细描述本专利技术的一个实施方式的，包括在等离子体条件下利用工艺气 体蚀刻蚀刻目标，该工艺气体含有式⑴=CxHyFz表示的饱和氟代烃，其中χ是3、4或5，y和 ζ分别为正整数，并且满足y > Z0由于该本专利技术的一个实施方式的利用含有式(1)表示的饱和 氟代烃的工艺气体，可增大氮化硅膜相对于氧化硅膜的蚀刻选择比(即，增大了蚀刻速 度)。这里，相对于氧化硅膜的氮化硅膜的蚀刻选择比是指氮化硅膜的平均蚀刻速度与 氧化硅膜的平均蚀刻速度之比((氮化硅膜的平均蚀刻速度)/ (氧化硅膜的平均蚀刻速 度))。氮化硅膜相对于氧化硅膜的高蚀刻选择比可以看作是具有相对于氧化硅膜的蚀刻选 择性。因为式(1)表示的饱和氟代烃具有相对于氧化硅膜的蚀刻选择性，因此能够在不 破坏氧化硅膜的情况下，有效蚀刻氮化硅膜(即增加蚀刻速度)。这里使用的术语“蚀刻”是指在半导体器件制造等工艺中使用的在蚀刻目标上蚀 刻高度集成的精确图案。这里使用的术语“等离子蚀刻”是指通过施加高频电场到工艺气体 (反应性等离子体气体)产生辉光放电，气体化合物分解成化学活性离子、电子和自由基， 利用该化学反应进行蚀刻。从平衡氮化硅膜选择性和生产性(蚀刻速度)的角度考虑，在式(1)中，χ是3、4 或5，优选4或5，特别优选4。y和ζ分别为正整数，并且满足y > ζ。只要式(1)中的χ、y和ζ满足上述条件，式(1)表示的氟代烃可以具有链状结构 或环状结构。从平衡氮化硅膜选择性和生产率(蚀刻速度)的角度考虑，式(1)表示的氟代烃优选具有链状结构。式(1)表示的氟代烃的具体例子包括C3H7F表示的饱和氟代烃，例如1-氟丙烷和 2-氟丙烷；C3H6F2表示的饱和氟代烃，例如1，1- 二氟丙烷、1，2- 二氟丙烷、1，3- 二氟丙烷 和2，2- 二氟丙烷；C3H5F3表示的饱和氟代烃，例如1,1,1-三氟丙烷、1,1,1-三氟丙烷、1,1,2-三氟丙烷、1,2,2-三氟丙烷和1，1，3-三氟丙烷；C4H9F表示的饱和氟代烃，例如1_氟-正 丁烷和1，1_ 二氟-正丁烷；C4H8F2表示的饱和氟代烃，例如1，1- 二氟_正丁烷、1，2- 二氟-正丁烷、1，2- 二 氟-2-甲基丙烷、2，3- 二氟-正丁烷、1，4- 二氟-正丁烷、1，3- 二氟-2-甲基丙烷、2，2- 二 氟_正丁烷、1，3- 二氟-正丁烷、1，1-二氟-2-甲基丙烷和1，4- 二氟-正丁烷；C4H7F3表示 的饱和氟代烃，例如，1，1，1-三氟-正丁烷、1，1，1-三氟-2-甲基丙烷、2，2，2-三氟甲基丙 烷、1，1，2-三氟-正丁烷、1，1，3-三氟-正丁烷和1，1，4_三氟-正丁烷；C4H6F4表示的饱和氟代烃，例如1,1,1,4-四氟-正丁烷、1，2，3，4_四氟-正丁烷、 1，1，1，2-四氟-正丁烷、1，2，3，3-四氟-正丁烷、1，1，3，3-四氟-2-甲基丙烷、1，1，3，3-四 氟-正丁烷、1，1，1，3-四氟-正丁烷、1，1，2，2-四氟-正丁烷、1，1，2，3-四氟-正丁烷、1， 2,2,3-四氟-正丁烷、1，1，3-三氟-2-氟甲基丙烷、1，1，2，3-四氟_2_甲基丙烷、1，2，3， 4-四氟-正丁烷、1，1，2，4-四氟-正丁烷、1，2，2，4-四氟-正丁烷、1，1，4，4-四氟-正丁 烷、1，2，3-三氟-2-氟甲基丙烷、1，1，1，2-四氟-2-甲基丙烷、1，1，3，4-四氟-正丁烷和 2,2,3,3-四氟-正丁烷；C5H11F表示的饱和氟代烃，例如1-氟-正戊烷、2-氟-正戊烷、3-氟-正戊烷、 1-氟-2-甲基-正丁烷和1-氟_2，3-二甲基丙烷；C5H1(1F2表示的饱和氟代烃，例如1，1_ 二 氟_正戊烷、1，2- 二氟-正戊烷、1，3- 二氟-正戊烷、1，5- 二氟-正戊烷、1，1- 二氟-2-甲 基_正丁烷和1，2- 二氟-2，3- 二甲基丙烷；C5H9F3表示的饱和氟代烃，例如1，1，1-三氟-正 戊烷、1，1，2_三氟-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体蚀刻方法，包括在等离子体条件下使用工艺气体对蚀刻目标进行蚀刻，该工艺气体含有式（１）：Ｃ↓［ｘ］Ｈ↓［ｙ］Ｆ↓［ｚ］表示的饱和氟代烃，其中ｘ是３、４或５，ｙ和ｚ分别为正整数，并且满足ｙ＞ｚ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健文，伊东安曇，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]