蚀刻方法及半导体的制造方法技术

提供可以将硅氮化物层的蚀刻速度和硅氧化物层的蚀刻速度控制为同等程度、并且即使为高深宽比的孔也可以以高蚀刻速度形成为良好形状的蚀刻方法。通过含有化学式C

Etching method and semiconductor manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蚀刻方法及半导体的制造方法
本专利技术涉及蚀刻方法以及半导体的制造方法。
技术介绍
在半导体的制造工序中，具有下述工序：以抗蚀剂、有机膜、碳膜作为掩模，使用蚀刻气体对具有被层叠的硅氧化物层和硅氮化物层的层叠膜进行蚀刻，由此形成接触孔等孔(贯通孔)。在这样的孔的形成中，容易产生该孔的入口部分成为闭塞形状的颈缩(necking)、孔的长度方向中间部成为桶型形状的弓曲(bowing)。此外，Si-N键与Si-O键相比，结合能弱，因此有硅氮化物层的蚀刻速度大于硅氧化物层的蚀刻速度的倾向。因此，在对上述层叠膜实施了形成高深宽比的孔的深蚀刻的情况下，与硅氧化物层沿厚度方向被蚀刻的速度相比，硅氮化物层沿与厚度方向正交的面方向被蚀刻的速度更大，因此硅氮化物层可能沿面方向被过剩蚀刻，产生蚀刻形状的异常。进一步，对于高深宽比的孔，由于蚀刻气体不易达到深部，因此蚀刻速度易于降低。特别是近年来，随着半导体装置的微细化，有接触孔的孔径变得更小，其深宽比增大的倾向。因此，要求不使蚀刻速度降低而以大致垂直且颈缩、弓曲少的良好形状形成微细孔径、高深宽比的接触孔的技术。例如在专利文献1中公开了使用由1,3,3,3-四氟丙烯(CF3CHCHF)、碳原子数2～5的不饱和全氟化碳、氧化性气体和惰性气体构成的蚀刻气体，一边将硅氮化物层与硅氧化物层的蚀刻速度控制为同等、一边对上述层叠膜进行蚀刻的方法。此外，在专利文献2中记载了通过使用溴三氟甲烷(CF3Br)这样的具有原子序数大的卤元素、碳和氟的气体作为蚀刻气体，使由各向异性蚀刻气体生成的等离子体到达孔的底部。进一步，在专利文献3中记载了使用1-溴-3,3,3-三氟丙炔(CF3CCBr)这样的具有原子序数大的卤元素、碳和氟以及三键的气体作为蚀刻气体的蚀刻方法。进一步，在专利文献4中记载了将三氟溴乙烯(CBrFCF2)使用于硅氧化膜的蚀刻的方法。然而，没有将三氟溴乙烯使用于硅氮化膜的蚀刻的报导。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利公开公报2017年第50529号专利文献2：日本专利公开公报2013年第70098号专利文献3：日本专利公开公报2011年第176293号专利文献4：日本专利公开公报平成5年第152255号
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在上述现有技术中，在形成微细孔径、高深宽比的接触孔的情况下，具有在该接触孔的深部蚀刻速度降低这一问题。此外，由于堆积效果弱，因此具有易于发生孔的长度方向中间部成为桶型形状的弓曲这一问题。进一步，具有碳原子数少的氟化丙炔类的稳定性低、操作难这一问题。本专利技术的课题在于提供能够将硅氮化物层的蚀刻速度与硅氧化物层的蚀刻速度控制为同等程度、并且即使为高深宽比的孔也能够以高蚀刻速度形成为良好形状的蚀刻方法以及半导体的制造方法。用于解决课题的技术方案为了解决上述课题，本专利技术的一个方式如以下的[1]～[5]所述。[1]一种蚀刻方法，具备下述蚀刻工序：通过含有化学式C2HxF(3-x)Br(上述化学式中的x为0、1或2)所示的不饱和卤代烃的蚀刻气体，对具备包含被层叠的硅氧化物层和硅氮化物层的层叠膜的被处理体进行处理，对上述硅氧化物层和上述硅氮化物层两者进行蚀刻。[2]根据[1]所述的蚀刻方法，上述不饱和卤代烃为选自三氟溴乙烯、(E)-1-溴-2-氟乙烯、和1-溴-1-氟乙烯中的至少一种。[3]根据[1]或[2]所述的蚀刻方法，上述蚀刻气体还含有惰性气体。[4]根据[1]～[3]中任一项所述的蚀刻方法，在上述蚀刻工序中，使用将上述蚀刻气体进行等离子体化而获得的等离子体气体进行蚀刻。[5]一种半导体的制造方法，包含：通过[1]～[4]中任一项所述的蚀刻方法进行蚀刻。专利技术效果如果通过本专利技术的蚀刻方法和半导体的制造方法，对具备包含被层叠的硅氧化物层和硅氮化物层的层叠膜的被处理体进行蚀刻，则能够将硅氮化物层的蚀刻速度与硅氧化物层的蚀刻速度控制为同等程度、并且即使为高深宽比的孔也能够以高蚀刻速度形成为良好形状。附图说明图1为对本专利技术的一个实施方式涉及的蚀刻方法进行说明的被处理体的截面图。图2为对实施例和比较例所使用的试验片的构造进行说明的示意图。图3为表示蚀刻速度的测定结果的坐标图。图4为表示蚀刻速度比的测定结果的坐标图。图5为表示深宽比的测定结果的坐标图。图6为表示侧蚀率的测定结果的坐标图。具体实施方式以下对本专利技术的一个实施方式进行说明。另外，本实施方式表示本专利技术的一例，本专利技术不限定于本实施方式。此外，能够对本实施方式实施各种变更或改良，那样的实施了变更或改良的形态也可以包含于本专利技术。本实施方式的蚀刻方法具备下述蚀刻工序：通过含有化学式C2HxF(3-x)Br(化学式中的x为0、1或2)所示的不饱和卤代烃的蚀刻气体，对具备包含被层叠的硅氧化物层(SiOy层)和硅氮化物层的层叠膜的被处理体进行处理，对硅氧化物层和硅氮化物层两者进行蚀刻。如果通过本实施方式的蚀刻方法，对具备包含被层叠的硅氧化物层和硅氮化物层的层叠膜的被处理体进行蚀刻，则根据蚀刻条件等，可以将硅氮化物层的蚀刻速度相对于硅氧化物层的蚀刻速度之比([硅氮化物层的蚀刻速度]/[硅氧化物层的蚀刻速度])在0.8以上且小于1.5之间任意地控制。因此，根据本实施方式的蚀刻方法，能够将硅氮化物层的蚀刻速度与硅氧化物层的蚀刻速度控制为同等程度，硅氮化物层的蚀刻速度相对于硅氧化物层的蚀刻速度之比优选为0.9以上且小于1.2。此外，根据本实施方式的蚀刻方法，即使为高深宽比的孔，也可以通过接下来描述的堆积效果而以高蚀刻速度形成为良好形状。详细进行说明，化学式C2HxF(3-x)Br所示的不饱和卤代烃在分子内具有双键，因此在等离子体中聚合而高分子化。进而，生成的高分子堆积在接触孔等孔(贯通孔)的侧壁，形成保护膜。通过该堆积效果而抑制各向同性的蚀刻，因此可以形成大致垂直且颈缩、弓曲少的良好形状的孔。此外，化学式C2HxF(3-x)Br所示的不饱和卤代烃在分子内具有比氟原子重的溴原子，因此即使为高深宽比的孔，蚀刻气体也易于到达孔的深部。因此，即使为高深宽比的孔也不易发生蚀刻速度的降低，能够进行高蚀刻速度的蚀刻。化学式C2HxF(3-x)Br所示的不饱和卤代烃的种类没有特别限定，可以使用选自三氟溴乙烯(CBrFCF2)、(E)-1-溴-2-氟乙烯(CHBrCHF)和1-溴-1-氟乙烯(CBrFCH2)中的至少一种。可以使蚀刻气体中同时含有化学式C2HxF(3-x)Br所示的不饱和卤代烃和惰性气体。通过一边使惰性气体共存、一边进行蚀刻，可以相对于掩模选择性地且以高蚀刻速度对硅氧化物层和硅氮化物层进行蚀刻。惰性气体的种类没有特别限定，可举出氦(He)、氩(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮(N2)。这些惰性气体可以单独使用1种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蚀刻方法，具备下述蚀刻工序：/n通过含有化学式C

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171102 JP 2017-2128711.一种蚀刻方法，具备下述蚀刻工序：
通过含有化学式C2HxF(3-x)Br所示的不饱和卤代烃的蚀刻气体对具备包含被层叠的硅氧化物层和硅氮化物层的层叠膜的被处理体进行处理，对所述硅氧化物层和所述硅氮化物层两者进行蚀刻，所述化学式中的x为0、1或2。


2.根据权利要求1所述的蚀刻方法，
所述不饱和卤代烃为选自三氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷本阳祐，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP