• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明提供一種對地球環境之影響較小，且具有所需之性能之乾式蝕刻劑。本發明提供一種乾式蝕刻劑，其分別以特定之體積%含有(A)式：CaFbHc(式中，a、b及c分別表示正整數，滿足2≦a≦5、c＜b≧1、2a+2＞b+c、b≦a+c之關係。其中，a=3、b=4、c=2之情況除外)所表示之含氟不飽和烴，(B)選自由O2、O3、CO、CO2、COCl2、COF2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2及YFn(其中，Y表示Cl、Br或I。n表示1~5之整數)所組成之群中之至少1種氣體及(C)選自由N2、He、Ar、Ne、Xe及Kr所組成之群中之至少1種氣體。
    公开号:TW201313878A
    申请号:TW101127357
    申请日:2012-07-27
    公开日:2013-04-01
    发明作者:Akiou Kikuchi；Tomonori Umezaki；Yasuo Hibino；Isamu Mori；Satoru Okamoto
    申请人:Central Glass Co Ltd；
    IPC主号:H01L21-00
    专利说明:
    乾式蝕刻劑
    本發明係關於一種含有含氟不飽和化合物之乾式蝕刻劑、及使用其之乾式蝕刻方法。
    當前，於半導體製造時，要求極其微細之處理技術，乾式蝕刻法正代替濕式法成為主流。乾式蝕刻法係如下之方法：於真空空間中，使電漿產生，從而於物質表面上以分子單位形成微細之圖案。
    於二氧化矽(SiO2)等半導體材料之蝕刻時，為了提高SiO2對於用作基材之矽、多晶矽、氮化矽等之蝕刻速度，作為蝕刻劑，使用CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F8等全氟碳(PFC,perfluorocarbon)類或氫氟碳(HFC,hydrofluorocarbon)類。
    然而，該等PFC類或HFC類均為大氣壽命較長之物質，具有較高之全球暖化係數(GWP,global warming potential)，因此成為京都議定書(COP3,Conference of the Parties)中限制排放物質。於半導體產業中，要求經濟性較高、且可微細化之低GWP之替代物質。
    因此，於專利文獻1中，作為PFC類或HFC類之替代物質，揭示有將含有具有4~7個碳原子之全氟酮之反應性氣體用作清潔氣體或蝕刻氣體之方法。然而，由於該等全氟酮之分解物質中含有較多高GWP之PFC，或含有沸點較高之物質，因此未必較佳作為蝕刻氣體。
    於專利文獻2中，揭示有將具有2~6個碳原子之氫氟醚用作乾式蝕刻氣體之方法，但與專利文獻1同樣，該等氫氟醚總的來說GWP亦較高，於地球環境性方面欠佳。
    另一方面，要求開發出具有更低之GWP且工業上亦容易製造之化合物，已對將分子內具有雙鍵、三鍵之不飽和氟碳用於蝕刻用途中進行研究。作為與此相關之先前技術，於專利文獻3中，揭示有將被蝕刻基板之溫度控制為50℃以下，將飽和或不飽和之高次鏈狀氟碳系化合物用作蝕刻氣體之方法，於專利文獻4中，揭示有使用含有CaF2a+1OCF=CF2之醚類，CF3CF=CFH、CF3CH=CF2等含氟烯烴類而蝕刻Si膜、SiO2膜、Si3N4膜或高熔點金屬矽化物膜之方法。
    又，於專利文獻5中，揭示有一種電漿蝕刻方法，其特徵在於：使用六氟-2-丁炔、六氟-1,3-丁二烯及六氟丙烯等作為蝕刻氣體，於專利文獻6中，揭示有如下方法：使用含有(a)選自由六氟丁二烯、八氟戊二烯、五氟丙烯及三氟丙炔所組成之群中之不飽和氟碳，(b)單氟甲烷或二氟甲烷等氫氟甲烷，(c)惰性載流氣體之混合氣體，蝕刻含有氮化物層之非氧化物層上之氧化物層。
    進而，於專利文獻7中，作為低k介電材料(低比介電係數之介電材料)之蝕刻方法，揭示有使用C2HF5、CH3F及C3HF5作為CF4及C4F6等不含氫之氟碳、氫氟碳氣體之例。
    進而，於非專利文獻1中，揭示有將六氟丙烯、六氟丁二烯等直鏈不飽和化合物用於氧化矽系材料層之蝕刻之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特表2004-536448號公報
    [專利文獻2]日本專利特開平10-140151號公報
    [專利文獻3]日本專利特開平4-346427號公報
    [專利文獻4]日本專利特開平10-223614號公報
    [專利文獻5]日本專利特開平9-191002號公報
    [專利文獻6]日本專利特表2002-530863號公報
    [專利文獻7]日本專利特表2007-537602號公報 [非專利文獻]
    [非專利文獻1]J. Appl. phys. Vol. 42, 5759-5764頁，2003年
    PFC類或HFC類由於GWP較高而為限制對象物質，作為該等之替代物質之全氟酮類、氫氟醚類及氫氟乙烯醚類之分解物質中含有較多高GWP之PFC，或製造困難、不經濟，因此要求開發出一種對地球環境之影響較小、且具有所需之性能之乾式蝕刻劑。
    關於蝕刻性能，於電漿蝕刻之情形時，若例如自CF4氣體產生F自由基從而蝕刻SiO2，則其經各向同性地蝕刻。於要求微細加工之乾式蝕刻時，較佳為較各向同性具有各向異性蝕刻之指向性之蝕刻劑，進而較理想為地球環境負荷較小、且經濟性較高之蝕刻劑。
    又，迄今為止使用蝕刻氣體之技術中，必需有如專利文獻5中所記載之複雜之步驟或裝置、所限定之溫度條件或基板、對氣體附加振動等操作，有製程窗狹窄之問題。
    本發明之目的在於提供一種藉由使氣體之分子結構及氣體組成適合化而使製程窗較廣，無需使用特殊之裝置即可獲得良好之加工形狀之乾式蝕刻劑，及使用其之乾式蝕刻方法。
    本發明者等人通過反覆努力研究，結果發現如下方法，從而完成本發明：將(A)式[1]：[化1]CaFbHc [1](式[1]中，a、b及c分別表示正整數，滿足2≦a≦5、c<b≧1、2a+2>b+c、b≦a+c之關係。其中，a=3、b=4、c=2之情況除外)
    所表示之含氟不飽和烴，(B)選自由O2、O3、CO、CO2、COCl2、COF2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2及YFn(其中，Y表示Cl、Br或I，n表示1~5之整數)所組成之群中之至少1種氣體及(C)選自由N2、He、Ar、Ne、Xe、及Kr所組成之群中之至少1種氣體用作乾式蝕刻劑，且於特定之體積%之範圍內使用各個氣體從而進行蝕刻，藉此可獲得良好之加工形狀。
    即，本發明提供以下[發明1]~[發明7]所記載之發明。[發明1]
    一種乾式蝕刻劑，其含有(A)式[1]：[化2]CaFbHc [1](式[1]中，a、b及c分別表示正整數，滿足2≦a≦5、c<b≧1、2a+2>b+c、b≦a+c之關係。其中，a=3、b=4、c=2之情況除外)
    所表示之含氟不飽和烴，(B)選自由O2、O3、CO、CO2、COCl2、COF2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2及YFn(其中，Y表示Cl、Br或I。n表示1~5之整數)所組成之群中之至少1種氣體及(C)選自由N2、He、Ar、Ne、Xe及Kr所組成之群中之至少1種氣體，且(A)、(B)及(C)之體積%分別為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積%之合計為100%)。[發明2]
    如發明1之蝕刻劑，其中含氟不飽和烴為1,2,3,3,3-五氟丙烯或1,1,3,3,3-五氟丙烯。[發明3]
    如發明1或2之乾式蝕刻劑，其中還原性氣體進而含有選自由H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、HF、HI、HBr、HCl、CO、NO及NH3所組成之群中之至少1種氣體。[發明4]
    如發明1至3中任一項之乾式蝕刻劑，其進而含有選自由CF4、CF3H、CF2H2、CFH3、C2F6、C2F4H2、C2F5H、C3F8、C3F7H、C3F6H2、C3F5H3、C3F4H4、C3F3H5、C3F5H、C3F3H、C3ClF3H、C4F8、C4F6、C5F8及C5F10所組成之群中之至少1種氣體。[發明5]
    一種乾式蝕刻方法，其係使用將如發明1至4中任一項之乾式蝕刻劑電漿化所獲得之電漿氣體，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。[發明6]
    一種乾式蝕刻方法，其係使用(A)1,2,3,3,3-五氟丙烯，(B)選自由H2、O2、CO及COF2所組成之群中之至少1種以上之氣體及Ar，將(A)、(B)及Ar之體積流量比分別設為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積流量比之合計為100%)，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。[發明7]
    一種乾式蝕刻方法，其係使用(A)1,1,3,3,3-五氟丙烯，(B)選自由H2、O2、CO及COF2所組成之群中之至少1種以上之氣體及Ar，將(A)、(B)及Ar之體積流量比分別設為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積流量比之合計為100%)，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。
    如上所述將1,1,1,2,3-五氟丙烯、六氟-2-丁炔、六氟-1,3-丁二烯及六氟丙烯等用作蝕刻氣體之方法已眾所周知。由於該等含氟不飽和烴本身具有較多之氟原子，對於氧化矽系材料具有較高之蝕刻速度，因此將其作為明顯較佳之方法列舉。
    又，對於本申請案發明之對象化合物之1,2,3,3,3-五氟丙烯及1,1,3,3,3-五氟丙烯，專利文獻3及專利文獻4亦已有揭示，但實際上即便考慮到該等使用含氟不飽和烴進行蝕刻之實施例，結果到底具有怎樣程度之選擇比，又，對於各種材料是否具有工業上可採用之程度之蝕刻速度，完全不清楚。
    然而，本發明者等人發現如下方法：使添加氣體(O2、F2等)及惰性氣體(He、Ar等)與含氟不飽和烴一併共存，且使用特定量之添加氣體而進行蝕刻，藉此可對矽系材料層選擇性較高地，且以較高之蝕刻速度高效率地進行蝕刻。
    本發明中之乾式蝕刻劑由於分子內具有1個不飽和之雙鍵，因此因大氣中之OH自由基等所引起之分解性較高，對全球暖化之推動亦明顯低於CF4或CF3H等PFC類或HFC類，因此將其作為乾式蝕刻劑之情形時，實現對環境之負荷較輕之效果。
    進而，藉由於該等蝕刻劑中混合含氧氣體或含鹵素氣體等氧化性氣體或還原性氣體，可飛躍性地擴大製程窗，且無需特殊之基板之激發操作等亦可應對要求側蝕率較小且高縱橫比之加工。
    如此，本發明中所使用之蝕刻劑為無論是工業上或地球環境上均非常優異者。
    以下，對於本發明中之乾式蝕刻劑詳細地進行說明。再者，本發明之範圍並不侷限於該等說明，即便於以下之例示以外，亦可於無損本發明之主旨之範圍內適當變更而實施。又，本說明書中所引用之所有之出版物，例如先前技術文獻及公開公報、專利公報等其他專利文獻，作為參考引入本說明書中。
    於本發明中所使用之乾式蝕刻劑為含有上述之(A)式[1]所表示之含氟不飽和烴與上述之(B)及(C)之各種氣體(以下詳細說明)者。
    作為式[1]所表示之含氟不飽和烴之具體例，若為式[1]中之a、b、c滿足所規定之條件者，則並無特別限制，可列舉：1,2,2-三氟-1-乙烯(C2F3H)、1,1,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,1,2,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,1,1,3,4,4,4-七氟-2-丁烯(C4F7H)、1,1,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯(C4F7H)、1,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯(C4F7H)、1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯(C4F7H)、1,1,1,4,4,5,5,5-八氟-2-戊烯(C5F9H)、1,1,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯(C5F9H)、1,1,1,3,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(C5F9H)、1,2,3,3,4,4,5,5,5-九氟-1-戊烯(C5F9H)、1,1,1,2,4,4,5,5,5-九氟-2-戊烯(C5F9H)等。
    再者，上述之含氟不飽和烴中，碳數為3以上之化合物有立體異構物，即反式體(E體)與順式體(Z體)存在之情況。於本發明中，可以任一者之異構物或兩者之混合物之形式使用。
    上述之含氟不飽和烴中，任一者之化合物均可於本申請案發明中較佳地使用，但就化合物之製造及獲取之容易程度等而言，較佳為使用碳數比較小之化合物，即為式[1]中a=2~4、b=3~7、c=1之化合物，具體而言，為1,2,2-三氟-1-乙烯(C2F3H)、1,1,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,1,2,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,1,1,3,4,4,4-七氟-2-丁烯(C4F7H)、1,1,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯(C4F7H)、1,2,3,3,4,4,4-七氟-1-丁烯(C4F7H)、1,1,1,2,4,4,4-七氟-2-丁烯(C4F7H)。進而，特佳為使用如本申請案實施例所列舉之式[1]中a=3、b=5、c=1之化合物，即1,1,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)、1,2,3,3,3-五氟丙烯(C3F5H)。
    再者，上述含氟不飽和烴可藉由先前眾所周知之方法製造。例如，1,1,3,3,3-五氟丙烯及1,2,3,3,3-五氟丙烯可藉由日本專利特開2006-193437號公報及日本專利特開2009-091301號公報中所記載之方法製造。
    本發明所使用之含氟不飽和烴具有如下特徵：分子中具有雙鍵，該雙鍵藉由單鍵與三氟甲基(CF3基)連接，藉此，可一方面高頻度地產生蝕刻效率較高之CF3 +離子，另一方面雙鍵部分高分子化而堆積。
    為了使蝕刻劑中之碳原子高分子化從而防止被蝕刻材之側壁之非選擇性之蝕刻，蝕刻劑中之F/C比(氟原子與碳原子之存在比)較佳為儘可能地接近1。
    認為由於本發明所使用之含氟不飽和烴之分子中之F/C比較小為1.5~1.8，從而被蝕刻材之側壁易藉由高分子之堆積而受到保護，因此相對於藉由F自由基之各向同性蝕刻，各向異性蝕刻之選擇性提高。
    本發明之蝕刻方法可於各種乾式蝕刻條件下進行實施，可根據對象膜之物性、生產性、微細精度等添加各種添加劑。
    繼而，對與式[1]所表示之含氟不飽和烴一併使用之各種氣體之種類進行說明。
    本申請案發明所使用之蝕刻劑係將(B)選自由O2、O3、CO、CO2、COCl2、COF2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2及YFn(其中，Y表示Cl、Br或I。n表示1~5之整數)所組成之群中之至少1種氣體(本說明書中有將該氣體群稱為「氧化性氣體」、「含氧氣體」、「含鹵素氣體」)之情況)與(C)選自由N2、He、Ar、Ne、Xe及Kr所組成之群中之至少1種氣體(本說明書中有將該氣體群稱為「惰性氣體」之情況)與(A)含氟不飽和烴一併，於各自較佳之體積%之範圍內混合而成者。
    上述(B)之氣體之目的在於提高生產性及蝕刻速度，但其中，就可進一步加快金屬之蝕刻速度而言，較佳為O2、CO及COF2，特佳為O2。若添加氧則可選擇性地加快金屬之蝕刻速率。即，可顯著提高金屬對於氧化物之蝕刻速度之選擇比，可實現金屬之選擇蝕刻。
    該等氧化性氣體之添加量根據輸出等裝置之形狀及性能或對象膜之特性而定，但通常為含氟不飽和烴之流量之1/10倍至30倍，較佳為1/10倍至20倍。於添加超過30倍之量之情形時，有含氟不飽和烴之優異之各向異性蝕刻性能受損之情況，於添加少於1/10倍之量之情形時，有含氟不飽和烴高分子化之堆積物顯著增加之情況。
    上述(C)之氣體亦可用作稀釋劑，但尤其於Ar之情形時，藉由與式[1]所表示之含氟不飽和烴之協同效果，可獲得更高之蝕刻速率。
    惰性氣體之添加量根據輸出或排氣量等裝置之形狀及性能或對象膜特性而定，但較佳為式[1]所表示之含氟不飽和烴之流量之1倍至50倍。
    再者，對於本申請案發明中之各氣體可混合添加上述(B)及(C)之氣體中之1種或2種以上。
    如此，本發明中所使用之乾式蝕刻劑係含有式[1]所表示之含氟不飽和烴、O2等氧化性氣體及Ar等惰性氣體者，將該蝕刻劑中之較佳之組成與體積%一併示於以下。再者，各氣體之體積%之合計為100%。
    使含氟不飽和烴、氧化性氣體及惰性氣體共存之情形之體積%較佳為設為例如該不飽和烴：氧化性氣體：惰性氣體=1~45%：1~50%：5~98%，進而，特佳為設為4~40%：4~45%：15~92%。
    例如，如下述實施例所示，使用含有順-1,2,3,3,3-五氟丙烯或1,1,3,3,3-五氟丙烯、氧化性氣體、氬氣，且該等之體積%分別為5~40%、5~40%及20~90%之乾式蝕刻劑可以高縱橫比及低側蝕率對各膜種進行蝕刻，因此將其作為特佳之態樣之一列舉。
    再者，於分別混合存在有2種以上氧化性氣體或惰性氣體之情形時，只要以各個體積比成為上述比例之方式進行調整即可。
    又，CF4、CF3H、CF2H2、CFH3、C2F6、C2F4H2、C2F5H、C3F8、C3F7H、C3F6H2、C3F5H3、C3F4H4、C3F3H5、C3F5H、C3F3H、C3ClF3H、C4F8、C4F6、C5F8及C5F10等氣體可變動蝕刻氣體之F/C比。該等化合物之添加量較佳為以不阻礙選擇性蝕刻之方式變動F/C比之量，較理想為含氟不飽和烴之0.01~2體積倍。
    又，需要降低促進各向同性之蝕刻之F自由基量時，於CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、HF、HI、HBr、HCl、NO、NH3及H2中添加所例示之還原性氣體較為有效。
    於還原性氣體之添加量過多之情形時，有作用於蝕刻之F自由基顯著減量，從而生產性降低之情況。尤其是，若添加H2及C2H2，則SiO2之蝕刻速度無變化，與此相對，Si之蝕刻速度降低，選擇性提高，因此可對基底之矽選擇性地蝕刻SiO2。
    繼而，對使用本申請案發明中之乾式蝕刻劑之蝕刻方法進行說明。
    本發明之乾式蝕刻劑可應用於各種被加工物，可應用於矽晶圓、金屬板、玻璃、單晶及多晶等基板上所重疊之B、P、W、Si、Ti、V、Nb、Ta、Se、Te、Mo、Re、Os、Ru、Ir、Sb、Ge、Au、Ag、As及Cr，以及其化合物，具體而言，為氧化物、氮化物、碳化物、氟化物、氟氧化物、矽化物及該等之合金之蝕刻等各種被加工物。
    尤其是，可有效地應用於半導體材料。作為半導體材料，例如可列舉：矽、二氧化矽、氮化矽、碳化矽、氟氧化矽及碳氧化矽等矽系材料，鎢、錸及該等之矽化物、鈦及氮化鈦、釕、矽化釕及氮化釕、鉭、氧化鉭及氟氧化鉭、及鉿、氧化鉿、矽氧化鉿及鉿氧化鋯等。
    又，使用本發明之乾式蝕刻劑之蝕刻方法可不限定於反應性離子蝕刻(RIE，Reactive Ion Etching)、電子回旋共振(ECR，electron cyclotron resonance)電漿蝕刻及微波蝕刻等各種蝕刻方法，又反應條件亦無特別限定地進行。本發明中所使用之蝕刻方法係藉由如下進行：於蝕刻處理裝置內產生作為對象之丙烯類之電漿，從而對裝置內之對象被加工物之特定部位進行蝕刻。例如，於半導體之製造時，於矽晶圓上成膜矽系氧化物膜或氮化矽膜等，於上部塗佈設置有特定之開口部之光阻，蝕刻光阻開口部以除去矽系氧化物或氮化矽膜。
    關於進行蝕刻時之電漿產生裝置，並無特別限定，但較佳為例如使用高頻感應方式及微波方式之裝置等。
    關於進行蝕刻時之壓力，為了高效率地進行各向異性蝕刻，較佳為於氣體壓力為0.133~133 Pa之壓力下進行。於低於0.133 Pa之壓力下會有蝕刻速度變慢之情況，於超過133 Pa之壓力下會有光阻選擇比受損之情況。
    進行蝕刻時之含氟不飽和烴、氧化性氣體、及惰性氣體各自之體積流量比率可以與上述之體積%相同之比率進行蝕刻。
    又，所使用之氣體流量由於根據蝕刻裝置之尺寸而定，因此業者可根據其裝置適當進行調整。
    又，進行蝕刻時之溫度較佳為300℃以下，尤其是為了進行各向異性蝕刻，較理想為設為240℃以下。於超過300℃之高溫下時各向同性地進行蝕刻之傾向強烈，有無法獲得所需之加工精度或光阻經明顯地蝕刻之情況。
    進行蝕刻處理之反應時間並無特別限定，但大體較佳為5分鐘~30分鐘左右。然而，由於該反應時間根據蝕刻處理後之發展情況而定，因此業者可一面觀察蝕刻之狀況一面適當進行調整。
    再者，藉由與上述還原性氣體等混合使用，或將壓力、流量、溫度等調整為最適合，可提高例如接觸孔之加工時之矽與矽氧化膜之蝕刻速度的選擇性。 [實施例]
    以下，根據實施例詳細地說明本發明，但本發明不限定於該實施例。
    將本發明之乾式蝕刻劑應用於接觸孔加工，蝕刻層間絕緣膜(SiO2)或氮化矽膜之例作為以下實施例1~12而表示。又，作為比較例將分別使用作為全氟碳之CF4或F2，然後作為二烯烴之C4F6(CF2=CF-CF=CF2)之例作為比較例1~12而表示。
    又，將本實施例中所使用之實驗裝置之概略圖示於圖1中。
    自連接於腔室1內之上部電極5之氣體導入口6導入製程氣體後，將腔室1內壓力設定為1 Pa，向設置於下部電極4上之試樣8供給藉由高頻電源3(13.56 MHz，0.22 W/cm2)使製程氣體激發而生成之活性種類，從而進行蝕刻。
    作為試樣8，使用於單晶矽晶圓上成膜5 μm之SiO2膜或氮化矽膜，於膜上塗佈設置有線寬為0.3 μm之開口部之光阻者。對於試樣8，將C4F6、CF4、F2、順-1,2,3,3,3-五氟丙烯(以下簡稱為1225ye(Z))或1,1,3,3,3-五氟丙烯(以下簡稱為1225zc)與氧、氫或氬之混合氣體以下述表1中所記載之氣體流量於製程壓力為1 Pa之下，進行30分鐘蝕刻。蝕刻處理後，對矽晶圓剖面進行SEM(scanning electron microscope，掃描式電子顯微鏡)觀察，藉此比較蝕刻速度、縱橫比及側蝕(側壁之削減量)之開口部線寬的比率。側蝕率R(%)如圖2所示，以R=(a/b)×100表示。
    將蝕刻試驗結果示於表1中。
    根據實施例1、實施例2、實施例3、實施例7、實施例8及實施例9之結果可知，本發明中之乾式蝕刻劑與比較例1、比較例2、比較例5、比較例6、比較例9及比較例11中所示之CF4、C4F6、F2相比，為對SiO2高縱橫比且低側蝕率，可獲得良好之接觸孔加工形狀。
    根據實施例4、實施例5、實施例6、實施例10、實施例11、實施例12之結果可知，本發明中之乾式蝕刻劑與比較例3、比較例4、比較例7、比較例8、比較例10及比較例12所示之CF4、C4F6、F2相比，為對氮化矽高縱橫比且低側蝕率，可獲得良好之接觸孔加工形狀。
    使用具有0.1 μm之開口寬度之試樣，於與上述試驗相同條件下實施蝕刻試驗，結果獲得同樣之結果。
    根據實施例1~實施例12之結果可知，本發明中之乾式蝕刻劑與比較例1~比較例12所示之眾所周知之CF4、C4F6相比，縱橫比較高，又側蝕率較小，可獲得良好之接觸孔加工形狀。 [產業上之可利用性]
    含有本發明中作為對象之五氟丙烯之劑可用作乾式蝕刻劑。又，使用其之蝕刻方法亦可用作半導體之製造方法。
    1‧‧‧腔室
    2‧‧‧壓力計
    3‧‧‧高頻電源
    4‧‧‧下部電極
    5‧‧‧上部電極
    6‧‧‧氣體導入口
    7‧‧‧排氣線
    8‧‧‧試樣
    a‧‧‧側壁之削減量
    b‧‧‧開口部線寬
    圖1係本發明中所使用之實驗裝置的概略圖。
    圖2係表示藉由蝕刻處理所獲得之矽晶圓上之開口部的圖。
    1‧‧‧腔室
    2‧‧‧壓力計
    3‧‧‧高頻電源
    4‧‧‧下部電極
    5‧‧‧上部電極
    6‧‧‧氣體導入口
    7‧‧‧排氣線
    8‧‧‧試樣
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] 一種乾式蝕刻劑，其含有：(A)式[1]：[化1]CaFbHc [1](式[1]中，a、b及c分別表示正整數，滿足2≦a≦5、c<b≧1、2a+2>b+c、b≦a+c之關係；其中，a=3、b=4、c=2之情況除外)。所表示之含氟不飽和烴；(B)選自由O2、O3、CO、CO2、COCl2、COF2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2及YFn(其中，Y表示Cl、Br或I；n表示1~5之整數)所組成之群中之至少1種氣體；及(C)選自由N2、He、Ar、Ne、Xe及Kr所組成之群中之至少1種氣體；且(A)、(B)及(C)之體積%分別為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積%之合計為100%)。
    [2] 如請求項1之乾式蝕刻劑，其中含氟不飽和烴為1,2,3,3,3-五氟丙烯或1,1,3,3,3-五氟丙烯。
    [3] 如請求項1或2之乾式蝕刻劑，其中還原性氣體進而含有選自由H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、HF、HI、HBr、HCl、CO、NO及NH3所組成之群中之至少1種氣體。
    [4] 如請求項1至3中任一項之乾式蝕刻劑，其進而含有選自由CF4、CF3H、CF2H2、CFH3、C2F6、C2F4H2、C2F5H、C3F8、C3F7H、C3F6H2、C3F5H3、C3F4H4、C3F3H5、C3F5H、C3F3H、C3ClF3H、C4F8、C4F6、C5F8及C5F10所組成之群中之至少1種氣體。
    [5] 一種乾式蝕刻方法，其係使用將如請求項1至4中任一項之乾式蝕刻劑電漿化所獲得之電漿氣體，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。
    [6] 一種乾式蝕刻方法，其使用(A)1,2,3,3,3-五氟丙烯，(B)選自由H2、O2、CO及COF2所組成之群中之至少1種以上之氣體及Ar，將(A)、(B)及Ar之體積流量比分別設為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積流量比之合計為100%)，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。
    [7] 一種乾式蝕刻方法，其使用(A)1,1,3,3,3-五氟丙烯，(B)選自由H2、O2、CO及COF2所組成之群中之至少1種以上之氣體及Ar，將(A)、(B)及Ar之體積流量比分別設為5~40%、5~40%及20~90%(其中，各個氣體之體積流量比之合計為100%)，選擇性地蝕刻選自由二氧化矽、氮化矽、多晶矽、非晶矽及碳化矽所組成之群中之至少1種矽系材料。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI491711B|2015-07-11|Dry etchant
    TWI444456B|2014-07-11|Dry etchant and dry etching method
    TWI648783B|2019-01-21|Dry etching method
    TWI491710B|2015-07-11|Dry etchants and dry etching methods using them
    JP5958600B2|2016-08-02|ドライエッチング方法
    KR102303686B1|2021-09-17|드라이 에칭제, 드라이 에칭 방법 및 반도체 장치의 제조방법
    TW201639033A|2016-11-01|乾式蝕刻方法
    JP2011176292A|2011-09-08|ドライエッチング剤
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP2733725A4|2015-05-27|
    CN103718277A|2014-04-09|
    JP2013030531A|2013-02-07|
    US20140302683A1|2014-10-09|
    KR20140051332A|2014-04-30|
    CN103718277B|2016-08-31|
    TWI491711B|2015-07-11|
    EP2733725A1|2014-05-21|
    WO2013015033A1|2013-01-31|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    US9728422B2|2015-01-23|2017-08-08|Central Glass Company, Limited|Dry etching method|
    US9929021B2|2015-09-18|2018-03-27|Central Glass Company, Limited|Dry etching method and dry etching agent|
    TWI621179B|2015-01-23|2018-04-11|Central Glass Co Ltd|Dry etching method|
    TWI676674B|2014-12-22|2019-11-11|比利時商首威公司|太陽能電池之製法|
    TWI724465B|2018-09-11|2021-04-11|日商東芝記憶體股份有限公司|半導體裝置之製造方法及蝕刻氣體|
    TWI743072B|2015-12-22|2021-10-21|日商東京威力科創股份有限公司|蝕刻方法及蝕刻裝置|JPS63299343A|1987-05-29|1988-12-06|Matsushita Electric Ind Co Ltd|Etching|
    JP3198538B2|1991-05-24|2001-08-13|ソニー株式会社|ドライエッチング方法|
    JPH09191002A|1996-01-10|1997-07-22|Sony Corp|プラズマエッチング方法|
    JP2972786B2|1996-11-05|1999-11-08|工業技術院長|ドライエッチング用ガス|
    JPH10223614A|1997-02-12|1998-08-21|Daikin Ind Ltd|エッチングガスおよびクリーニングガス|
    US6387287B1|1998-03-27|2002-05-14|Applied Materials, Inc.|Process for etching oxide using a hexafluorobutadiene and manifesting a wide process window|
    US6602434B1|1998-03-27|2003-08-05|Applied Materials, Inc.|Process for etching oxide using hexafluorobutadiene or related fluorocarbons and manifesting a wide process window|
    US6174451B1|1998-03-27|2001-01-16|Applied Materials, Inc.|Oxide etch process using hexafluorobutadiene and related unsaturated hydrofluorocarbons|
    US6540930B2|2001-04-24|2003-04-01|3M Innovative Properties Company|Use of perfluoroketones as vapor reactor cleaning, etching, and doping gases|
    US7547635B2|2002-06-14|2009-06-16|Lam Research Corporation|Process for etching dielectric films with improved resist and/or etch profile characteristics|
    CN101124661A|2004-05-11|2008-02-13|应用材料公司|碳氟化合物蚀刻化学剂中使用氢气添加剂的掺碳的硅氧化物蚀刻|
    JP2006193437A|2005-01-11|2006-07-27|Central Glass Co Ltd|１，１，３，３，３−ペンタフルオロプロペンの製造方法|
    JP5131436B2|2007-05-31|2013-01-30|日本ゼオン株式会社|エッチング方法|
    US8535551B2|2007-09-28|2013-09-17|Zeon Corporation|Plasma etching method|
    JP2009091301A|2007-10-10|2009-04-30|Central Glass Co Ltd|シス−１，２，３，３，３−ペンタフルオロプロペンの製造方法|
    JP4978512B2|2008-02-29|2012-07-18|日本ゼオン株式会社|プラズマエッチング方法|
    JP2009206394A|2008-02-29|2009-09-10|Nippon Zeon Co Ltd|炭素系ハードマスクの形成方法|
    EP2549526A1|2011-07-18|2013-01-23|Solvay Sa|Process for the production of etched items using fluorosubstituted compounds|WO2014160910A1|2013-03-28|2014-10-02|E. I. Du Pont De Nemours And Company|Hydrofluoroolefin etching gas mixtures|
    JP6462699B2|2013-12-30|2019-01-30|ザ ケマーズ カンパニー エフシー リミテッド ライアビリティ カンパニー|チャンバクリーニング及び半導体エッチング用ガス|
    TWI658509B|2014-06-18|2019-05-01|L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude|用於ｔｓｖ／ｍｅｍｓ／功率元件蝕刻的化學物質|
    JP2016051777A|2014-08-29|2016-04-11|日本ゼオン株式会社|シリコン酸化膜のプラズマエッチング方法|
    CN104261345B|2014-09-04|2016-06-29|北方广微科技有限公司|干法刻蚀微电机系统牺牲层的方法|
    KR102333443B1|2014-10-24|2021-12-02|삼성전자주식회사|반도체 소자의 제조 방법|
    US9640385B2|2015-02-16|2017-05-02|Applied Materials, Inc.|Gate electrode material residual removal process|
    JP2016178222A|2015-03-20|2016-10-06|ルネサスエレクトロニクス株式会社|半導体装置の製造方法|
    JP2016178223A|2015-03-20|2016-10-06|ルネサスエレクトロニクス株式会社|半導体装置の製造方法|
    JP6788176B2|2015-04-06|2020-11-25|セントラル硝子株式会社|ドライエッチングガスおよびドライエッチング方法|
    JP6327295B2|2015-08-12|2018-05-23|セントラル硝子株式会社|ドライエッチング方法|
    JP6604911B2|2016-06-23|2019-11-13|東京エレクトロン株式会社|エッチング処理方法|
    KR20180049594A|2016-11-03|2018-05-11|삼성전자주식회사|반도체 소자의 제조 방법|
    US10504720B2|2016-11-29|2019-12-10|Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd.|Etching using chamber with top plate formed of non-oxygen containing material|
    US20200234962A1|2017-04-06|2020-07-23|Kanto Denka Kogyo Co.,Ltd.|Dry etching gas composition and dry etching method|
    WO2019026741A1|2017-08-02|2019-02-07|シャープ株式会社|基板及び基板の製造方法|
    KR101975293B1|2018-10-05|2019-05-07|유지씨 주식회사|고소작업대용 안전 기구 및 그 안전 기구가 설치된 고소작업대|
    KR20210135084A|2020-05-04|2021-11-12|아주대학교산학협력단|펜타플루오로프로판올을 이용한 플라즈마 식각 방법|
    KR102244862B1|2020-08-04|2021-04-27|원익머트리얼즈|식각 가스 혼합물과 이를 이용한 패턴 형성 방법|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011164008A|JP2013030531A|2011-07-27|2011-07-27|ドライエッチング剤|
    [返回顶部]