等离子体蚀刻方法技术

本发明专利技术涉及一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，其是使用处理气体对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法，上述处理气体含有下述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物和在等离子体蚀刻条件下作为氟自由基供给源发挥功能的气体状的含氟化合物。式(1)中，x表示3或4，y表示5～9的整数，z表示1～3的整数。其中，上述气体状的含氟化合物不包括上述式(1)所示的化合物。根据本发明专利技术，可提供一种等离子体蚀刻方法，其是相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜的方法，能够在短时间形成良好的形状的孔、槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体蚀刻方法
本专利技术涉及对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法。
技术介绍
近年来，为了实现半导体存储器的存储容量的大容量化等，正在进行三维NAND型闪存等三维半导体存储器的开发。制造三维NAND型闪存时，通常对介电常数不同的绝缘膜交替层叠而成的多层膜实施等离体子蚀刻处理，从而形成孔、槽。作为这样的多层膜，可举出例如将硅氧化物膜和硅氮化物膜层叠而成的膜。对多层膜进行等离子体蚀刻时，通常在中途不改变蚀刻条件的情况下来进行性质不同的2种以上的膜(例如，硅氧化物膜和硅氮化物膜)的加工，因此需要使采用的蚀刻条件适用于构成多层膜的全部的膜。此外，通常多层膜比单层膜厚，因此对多层膜进行等离子体蚀刻时，与单层膜的等离子体蚀刻相比处理时间容易变长。因此，在多层膜的等离子体蚀刻处理中，存在有以下的问题：孔等被沉积膜堵塞；产生弯曲(bowing)等形状异常；掩模消失。作为解决这样的多层膜的等离子体蚀刻处理中的问题的方法，专利文献1中记载有以下方法：使用包含式：CxHyFz(x为4，y为4以上的整数，z为正整数，y+z＝10)所示的链状饱和氟化烃化合物的处理气体，对具有硅氧化物膜和硅氮化物膜的多层膜进行蚀刻的方法。在该文献中也记载了以下等事项：根据该方法，可相对于掩模选择性地蚀刻多层膜，孔不会被沉积膜堵塞、能够形成良好的形状的孔等。然而，从生产率的观点出发，期望使蚀刻速度进一步提高。此外，在专利文献2中记载有以下方法：使用式：C4H2F6、C4H3F5、C4H4F4所示的、具有脂环结构或不饱和键的氟化烃化合物作为处理气体，对含有硅的膜进行蚀刻的方法。在该文献中，作为能够与这些氟化烃化合物一起使用的第2气体，还举出了CF4、C4F6等。然而，当使用该文献所记载的这样的含有具有脂环结构、不饱和键的氟化烃化合物的处理气体来进行等离子体蚀刻处理时，孔等容易堵塞，因此该方法不适合于进行微细的加工的情况。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开2014/104290号；专利文献2：国际公开2014/070838号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是鉴于上述的现有技术而完成的，其目的在于提供一种等离子体蚀刻方法，其是相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜的方法，能够在短时间形成良好的形状的孔、槽。另外，在本专利技术中，“相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜”是指用下述式定义的“含有硅的膜相对于掩模的选择比”为4以上这样的高的值。[数学式1]用于解决问题的方案本专利技术人为了解决上述课题，对使用处理气体的含有硅的膜的等离子体蚀刻方法进行了深入研究。结果发现，通过使特定的链状饱和氟化烃化合物和特定的气体状的含氟化合物组合而用作处理气体，从而能够相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜，能够在短时间形成良好的形状的孔、槽，以至完成了本专利技术。像这样根据本专利技术，可提供下述[1]～[10]的等离子体蚀刻方法。[1]一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，其是使用处理气体对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法，上述处理气体含有下述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物和在等离子体蚀刻条件下作为氟自由基供给源发挥功能的气体状的含氟化合物(其中，不包括上述式(1)所示的化合物)。[化学式1]CxHyFz(1)(式中，x表示3或4，y表示5～9的整数，z表示1～3的整数。)[2]根据[1]所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述链状饱和氟化烃化合物与上述气体状的含氟化合物的容量比为1∶99～99∶1。[3]根据[1]或[2]所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述含氟化合物为选自CF4、CHF3、NF3及SF6中的化合物。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述处理气体进一步含有反应性气体，上述链状饱和氟化烃化合物和上述气体状的含氟化合物的合计与上述反应性气体的容量比为1∶0.1～1∶5。[5]根据[4]所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述反应性气体为氧气和/或氮气。[6]根据[1]～[5]中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述处理气体进一步含有非反应性气体，上述链状饱和氟化烃化合物和上述气体状的含氟化合物的合计与上述非反应性气体的容量比为1∶0.1～1∶5。[7]根据[6]所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述非反应性气体选自氦、氩、氖、氪及氙中的至少一种。[8]根据[1]～[7]中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述含有硅的膜为包含硅氧化物膜和硅氮化物膜的膜。[9]根据[1]～[7]中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其中，上述含有硅的膜为硅氧化物膜、硅氮化物膜或它们的多层膜。[10]根据[1]～[9]中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其包含以下工序：在上述含有硅的膜的表面形成ArF抗蚀剂、KrF抗蚀剂、i线抗蚀剂、g线抗蚀剂、无定形碳膜及涂敷型碳膜的任一种膜作为掩模。专利技术效果根据本专利技术，可提供一种等离子体蚀刻方法，其是相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜的方法，能够在短时间形成良好的形状的孔、槽。附图说明图1为表示实施例中使用的试样的层结构的示意图。具体实施方式本专利技术的方法的特征在于，其是使用处理气体对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法，上述处理气体含有上述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物[以下，有时称为“蚀刻气体(α)”。]和在等离子体蚀刻条件下作为氟自由基供给源发挥功能的气体状的含氟化合物(其中，不包括上述式(1)所示的化合物)[以下，有时称为“蚀刻气体(β)”。]。在本专利技术中，“蚀刻”是半导体装置的制造工序等中所使用的技术，是指对被处理体蚀刻极其高集成化的微细图案的技术。此外，“等离子体蚀刻”是指以下的技术，即，对蚀刻气体施加高频电场，使其产生辉光放电，使蚀刻气体分离成化学上活性的离子、自由基，利用其反应性来进行蚀刻。[处理气体]构成本专利技术的方法中使用的处理气体的蚀刻气体(α)为下述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物。[化学式2]CxHyFz(1)(式中，x表示3或4，y表示5～9的整数，z表示1～3的整数。)当使用碳原子数为2以下的链状饱和氟化烃化合物时，容易产生弯曲。另一方面，当使用碳原子数为5以上的链状饱和氟化烃化合物时，蚀刻速度降低，此外，在孔等的入口附近沉积膜变得容易沉积，孔等的形状变得容易恶化。当使用氟原子数为4以上的链状饱和氟化烃化合物时，不易相对于掩模选择性地蚀刻含有硅的膜。当代替蚀刻气体(α)而使用环状氟化烃化合物、不饱和氟化烃化合物时，蚀刻速度降低，此外，在孔等的入口附近沉积膜变得容易沉积，孔等的形状变得容易恶化。作为蚀刻气体(α)，可举出：1-氟丙烷、2-氟丙烷等式：C3H7F所示的化合物；1,1-二氟丙烷、1,2-二氟丙烷、1,3-二氟丙烷、2,2-二氟丙烷等式：C3H6F2所示的化合物；1,1,1-三氟丙烷、1,1,2-三氟丙烷、1,2,2-三氟丙烷、1,1,3-三氟丙烷等式：C3H5F3所示的化合物；1-氟正丁烷、2-氟正丁烷、1-氟-2-甲基丙烷、2-氟-2-甲基丙烷等式：C4H9F所示的化合物；1,1-二氟正丁烷、1,2-二氟正丁烷、1,3-二氟正丁烷、1,4-二氟正丁烷、2,2-二氟正丁烷、2,3-二氟正丁烷、1,1-二氟-2-甲基丙烷、1,2-二氟-2-甲基丙烷、1,3-二氟-2-甲基丙烷等式：C4H8F2所示的化合物；1,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，其是使用处理气体对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法，所述处理气体含有下述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物和在等离子体蚀刻条件下作为氟自由基供给源发挥功能的气体状的含氟化合物，其中，所述气体状的含氟化合物不包括所述式(1)所示的化合物，CxHyFz  (1)式(1)中，x表示3或4，y表示5～9的整数，z表示1～3的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 JP 2015-0105401.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于，其是使用处理气体对含有硅的膜进行等离子体蚀刻的方法，所述处理气体含有下述式(1)所示的链状饱和氟化烃化合物和在等离子体蚀刻条件下作为氟自由基供给源发挥功能的气体状的含氟化合物，其中，所述气体状的含氟化合物不包括所述式(1)所示的化合物，CxHyFz(1)式(1)中，x表示3或4，y表示5～9的整数，z表示1～3的整数。2.根据权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其中，所述链状饱和氟化烃化合物与所述气体状的含氟化合物的容量比为1∶99～99∶1。3.根据权利要求1或2所述的等离子体蚀刻方法，其中，所述含氟化合物为选自CF4、CHF3、NF3及SF6中的化合物。4.根据权利要求1～3中任一项所述的等离子体蚀刻方法，其中，所述处理气体进一步含有反应性气体，所述链状饱和氟化烃化合物和所述气体状的含氟化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：乾裕俊，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP