等离子体蚀刻方法技术

本发明专利技术涉及等离子体蚀刻方法，其包含将包含能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的处理气体供给到处理容器内、将处理容器内设为对能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体进行发射光谱分析而得到的CF2/F比的值成为0.33以上的条件、对被处理体上的硅氮化物膜进行等离子体蚀刻的第1蚀刻工序，上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体为2‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体、1‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体、(E)‑1‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体和/或3‑溴‑2,3,3‑三氟丙烯气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体蚀刻方法
本专利技术涉及一种等离子体蚀刻方法，特别是涉及能够选择性地等离子体蚀刻硅氮化物膜的方法。
技术介绍
在半导体设备的制造中，在对被处理体上所形成的薄膜进行微细加工时，有时使用处理气体进行等离子体蚀刻。这样的薄膜可以为例如：由硅氮化物膜、硅氧化物膜等硅化合物膜、无定形碳、光致抗蚀剂组合物等形成的以碳为主成分的有机膜；由多晶硅膜、非晶硅等形成的以无机物为主成分的无机膜。将这些多种薄膜中的一个作为蚀刻加工对象、将其它薄膜作为非加工对象的情况下，需要相对于同一个被处理体上所形成的非加工对象而选择性地蚀刻加工对象。即，需要提高蚀刻时的选择性。此外，近年来，要求进一步降低制造半导体设备时的环境负担。因此，在现有技术中，提出了用于选择性地蚀刻设置在被处理体的基板上的硅氧化物膜的等离子体蚀刻方法(参考例如专利文献1)。在专利文献1中，公开了一种等离子体蚀刻方法，其使用了如下等离子体蚀刻气体，该等离子体蚀刻气体具有至少一个以上的不饱和键和/或醚键，且具有溴原子，含有碳原子数为3或4的氟碳。根据该等离子体蚀刻方法，能够使用大气寿命短、环境负担较小的等离子体蚀刻气体对硅氧化物膜发挥优异的蚀刻选择性。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/124726号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题另一方面，在制造半导体设备时，也需要选择性地蚀刻设置在被处理体上的硅氮化物膜。但是，专利文献1所公开的等离子体蚀刻方法为选择性地蚀刻硅氧化物膜的方法，不能选择性地蚀刻硅氮化物膜。因此，本专利技术的目的在于提供能够使用环境负担较小的等离子体蚀刻气体对硅氮化物膜高选择性地进行蚀刻的等离子体蚀刻方法。用于解决问题的方案本专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，使用环境负担较小、具有至少一个不饱和键、能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体作为等离子体蚀刻用的处理气体，将蚀刻处理容器内的气氛设为满足特定条件的气氛，由此能够高选择性地蚀刻硅氮化物膜，以至完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述课题为目的，本专利技术的等离子体蚀刻方法的特征在于，能够等离子体蚀刻具有硅氮化物膜的被处理体，包含以下工序：准备工序，将上述被处理体载置在处理容器内；以及第1蚀刻工序，将包含能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的处理气体供给到上述处理容器内，将上述处理容器内设为对上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体进行发射光谱分析而得到的CF2/F比的值成为0.33以上的条件，对上述被处理体上的硅氮化物膜进行等离子体蚀刻，上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体为2-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、1-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、(E)-1-溴-3,3,3-三氟丙烯气体和/或3-溴-2,3,3-三氟丙烯气体。如果使用包含能够由组成式C3H2BrF3表示的特定的化合物的气体的处理气体而等离子体蚀刻硅氮化物膜，则能够以低环境负担高选择性地蚀刻硅氮化物膜。在此，在本专利技术中，能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的CF2/F比的值能够由通过基于JISK0116的发射光谱分析而得到的光谱求出来自CF2的明线光谱(λ＝263nm)的强度值ICF2和来自F的明线光谱(λ＝703nm)的强度值IF，作为(ICF2/IF)的值而算出。此外，在本专利技术中，“选择性地”蚀刻是指蚀刻选择比超过1，特别是“对硅氮化物膜高选择性地”进行蚀刻是指蚀刻选择比为2以上，优选为10以上，更优选为无限大。在此，在本专利技术的等离子体蚀刻方法中优选：上述被处理体进一步具有硅氧化物膜，上述等离子体蚀刻方法进一步包含在上述CF2/F比的值小于0.17的条件下对上述被处理体上的硅氧化物膜进行等离子体蚀刻的第2蚀刻工序，包含将上述第1蚀刻工序和第2蚀刻工序切换而实施的情况。这是因为，由于能够切换硅氮化物膜及硅氧化物膜这两者而选择性地进行蚀刻，因此能够使等离子体蚀刻方法的效率性和便利性提高。进而，在本专利技术的等离子体蚀刻方法中，优选上述处理气体中所包含的含有氟和/或碳的气体仅由上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体形成。如果使用仅包含上述的能够由组成式C3H2BrF3表示的特定的化合物的气体作为含有氟和/或碳的气体的处理气体而等离子体蚀刻硅氮化物膜，则能够进一步高选择性地蚀刻硅氮化物膜。此外，在本专利技术的等离子体蚀刻方法中，优选上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体包含2-溴-3,3,3-三氟丙烯气体。这是因为，能够使蚀刻时的选择性进一步提高。专利技术效果根据本专利技术，能够提供能够使用环境负担较小的等离子体蚀刻气体对硅氮化物膜高选择性地进行蚀刻的等离子体蚀刻方法。具体实施方式以下，对本专利技术的实施方式进行详细说明。本专利技术的等离子体蚀刻方法可用于半导体设备的制造工艺中。本专利技术的等离子体蚀刻方法为能够等离子体蚀刻具有硅氮化物膜的被处理体的等离子体蚀刻方法。被处理体只要是能够用于等离子体蚀刻则没有特别限定，可以为任意对象物。被处理体可包含例如玻璃基板、硅单晶晶片、镓-砷基板。而且，例如被处理体可以是在硅单晶晶片上具有硅氮化物膜、根据需要而形成的硅氧化物膜、有机膜和/或无机膜而成的。此外，在本说明书中，“硅氮化物膜”是指由Si3N4(SiN)、SiCN、SiBCN等含有氮原子的硅化合物所形成的膜。此外，在本说明书中，“硅氧化物膜”是指由SiO2、SiOC、SiOCH等含有氧原子的硅化合物所形成的膜。进而此外，在本说明书中，“有机膜”是指将碳作为主成分的膜。“将碳作为主成分”是指形成膜的材料中所包含的碳的比例超过50质量％，具体而言是指由无定形碳等碳系材料、光致抗蚀剂组合物等形成的膜(以下也称作抗蚀剂膜)。另外，作为光致抗蚀剂组合物，可举出KrF抗蚀剂组合物、ArF抗蚀剂组合物以及X射线抗蚀剂组合物等。进而，在本专利技术中，“无机膜”是指硅氧化物膜、硅氮化物膜以外的将无机物作为主成分的膜，是指形成膜的材料的超过50％为无机物的膜。具体而言，可举出多晶硅膜以及非晶硅膜等。此外，在本专利技术的等离子体蚀刻方法中，“蚀刻”是指在半导体设备的制造工序等中使用的、在具备加工对象和非加工对象的被处理体蚀刻极端高度集成的微细图案的技术。此外，“等离子体蚀刻“是指对处理气体施加高频电场引起辉光放电而使处理气体分离成化学活性的离子、电子、中性物质，利用基于这些活性物质与蚀刻对象材料的化学反应和物理碰撞的反应来进行蚀刻的技术。(等离子体蚀刻方法)本专利技术的等离子体蚀刻方法包含准备工序以及第1蚀刻工序，在上述准备工序中，将被处理体载置在处理容器内，在上述第1蚀刻工序中，将包含能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的处理气体供给到处理容器内，将处理容器内用处理气体填充，以对上述能够由组成式C3H2BrF3表示的特定的化合物的气体进行发射光谱分析而得到的CF2/F比的值成为0.33以上的条件，对被处理体上的硅氮化物膜进行等离子体蚀刻，上述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体为2-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、1-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、(E)-1-溴-3,3,3-三氟丙烯气体和/或3-溴-2,3,3-三氟丙烯气体。进而，本专利技术的等离子体蚀刻方法优选：被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体蚀刻方法，能够等离子体蚀刻具有硅氮化物膜的被处理体，包含以下工序：准备工序，将所述被处理体载置在处理容器内，以及第1蚀刻工序，将包含能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的处理气体供给到所述处理容器内，将所述处理容器内设为对所述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体进行发射光谱分析而得到的CF2/F比的值成为0.33以上的条件，对所述被处理体上的硅氮化物膜进行等离子体蚀刻，所述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体为2‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体、1‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体、(E)‑1‑溴‑3,3,3‑三氟丙烯气体和/或3‑溴‑2,3,3‑三氟丙烯气体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.25 JP 2016-0620391.一种等离子体蚀刻方法，能够等离子体蚀刻具有硅氮化物膜的被处理体，包含以下工序：准备工序，将所述被处理体载置在处理容器内，以及第1蚀刻工序，将包含能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体的处理气体供给到所述处理容器内，将所述处理容器内设为对所述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体进行发射光谱分析而得到的CF2/F比的值成为0.33以上的条件，对所述被处理体上的硅氮化物膜进行等离子体蚀刻，所述能够由组成式C3H2BrF3表示的化合物的气体为2-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、1-溴-3,3,3-三氟丙烯气体、(E)-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：樱井隆觉，
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