本发明专利技术的干蚀刻剂包含(A)1,3,3,3-四氟丙烯、(B)选自由H2、O2、CO、O3、CO2、COCl2、CF3OF、COF2、NO2、F2、NF3、Cl2、Br2、I2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6、C3H4、C3H6、C3H8、HI、HBr、HCl、NO、NH3以及YFn(式中，Y表示Cl、Br或I，n表示整数，1≦n≦7)组成的组中的至少1种添加气体和(C)非活性气体。该干蚀刻剂对地球环境的影响小，可以飞跃性地拓宽工艺窗口，还可应对要求侧蚀刻率小、高深宽比的加工而无需特殊的基板的激发操作等。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及含有1，I, I, 3-四氟丙烯的干蚀刻剂以及使用其的干蚀刻方法。
技术介绍
今时今日，在半导体制造中，寻求极其微细的处理技术，干蚀刻法逐渐取代湿式法成为主流。干蚀刻法是在真空空间中产生等离子体而在物质表面上以分子水准形成微细的图案的方法。在二氧化硅(SiO2)等半导体材料的蚀刻中，为了提高SiOdg对于用作基底材料的硅、多晶硅、氮化硅等的蚀刻速度，而使用CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F8等全氟碳化物(PFC)类、 氢氟碳化物(HFC)类作为蚀刻剂。这些PF·C类、HFC类均为大气寿命长的物质，具有高全球变暖潜值(GWP)，因此在京都议定书(C0P3)中成为限制排放物质。在半导体产业中，正在寻求经济性高、可微细化的GWP低的替代物质。因此，专利文献I中，作为PFC类、HFC类的替代物质，公开了将包含具有4 7个碳原子的全氟酮的反应性气体用作清洗气体或蚀刻气体的方法。然而，这些全氟酮的分解物质中包含为数不少的高GWP的PFC或包含沸点较高的物质，因此作为蚀刻气体未必是优选的。专利文献2中公开了将具有2 6个碳原子的氢氟醚用作干蚀刻气体的方法，但是与专利文献I同样地，对于这些氢氟醚来说，总的来说GWP高、地球环境性方面不优选。在这种背景下，正在寻求开发具有更低的GWP且工业制造也容易的化合物，正在研究分子内具有双键、三键的不饱和氟碳化物在蚀刻用途下的使用。作为与此相关的现有技术，专利文献3中公开了用包含CaF2a+10CF=CF2的醚类以及 CF3CF=CFH, CF3CH=CF2等氟化烯烃类蚀刻Si膜、SiO2膜、Si3N4膜或高熔点金属硅化物膜的方法。另外，专利文献4中公开了特征在于将六氟-2- 丁炔、六氟-1，3- 丁二烯以及六氟丙烯等用作蚀刻气体的等离子体蚀刻方法。专利文献5中公开了使用以下混合气体蚀刻包含氮化物层的非氧化物层上的氧化物层的方法，所述混合气体包含a.选自六氟丁二烯、八氟戊二烯、五氟丙烯和三氟丙炔组成的组中的不饱和氟碳化物，b.单氟甲烷或二氟甲烷等氢氟甲烷，c.非活性的载气。另外，专利文献6中公开了将碳原子数5或6的链状全氟炔烃用作等离子体反应气体，专利文献7中公开了作为干蚀刻气体、CVD气体有用、另外作为含氟聚合物的原料也有用的全氟烯烃化合物等的制造方法。专利文献8中公开了 1，3，3，3_四氟丙烯作为激光辅助蚀刻中的辅助气体。激光辅助蚀刻是通过激光将材料热活化并且激发蚀刻剂来进行蚀刻的技术，其与基本上通过电能产生反应性气体、使其与基板反应而形成所希望形状的干蚀刻是激发方法不同的技术。另外，专利文献9中公开了包含2，3，3，3-四氟丙烯的气体作为对于硅氧化膜层的蚀刻剂。需要说明的是，2，3，3，3-四氟丙烯是作为车辆空调用制冷剂开发的物质，是常温、干燥状态下具有燃烧范围的可燃性气体(通过按照ASTM E681-04的方法测定)。另一方面，I, 3，3，3-四氟丙烯是在相同条件的测定下未显示燃烧范围、安全性更高的物质。进而，非专利文献I中公开了将六氟丙烯、六氟丁二烯等直链不饱和化合物用于氧化硅系材料层的蚀刻中。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特表2004-536448号公报专利文献2 :日本特开平10-140151号公报专利文献3 :日本特开平10-223614号公报专利文献4 :日本特开平9-191002号公报专利文献5 日本特表2002-530863号公报专利文献6 :日本特开2003-282538号公报专利文献7 日本特开2009-269892号公报专利文献8 :美国公开2008/191163号公报 专利文献9 :国际公开2009/122771号公报非专利文献非专利文献I J. Appl. phys. Vol. 42，5759—5764 页，2003 年
技术实现思路
专利技术要解决的问题PFC类、HFC类由于GWP高，因此为限制对象物质，作为它们的替代物质的全氟酮类、氢氟醚类或氢氟乙烯基醚类由于分解物质中包含为数不少的高GWP的PFC或制造困难、 不经济，因此正在寻求开发对地球环境的影响小且具有所需要的性能的干蚀刻剂。对于蚀刻性能而言，在等离子体蚀刻的情况下，例如由CF4的气体生成F自由基， 对SiO2进行蚀刻时，各向同性地进行蚀刻。在要求微细加工的干蚀刻中，相比于各向同性， 优选具有各向异性的指向性的蚀刻剂，进而，期望地球环境负担小且经济性高的蚀刻剂。另外，在截止至今的使用蚀刻气体的技术中，如专利文献5所述那样需要复杂工序或装置、被限定的温度条件或基板、对气体附加振动等操作，存在工艺窗口(process window)狭窄的问题。本专利技术的目的在于，通过将气体的分子结构和气体组成优化，来提供工艺窗口广、 无需使用特殊的装置即可得到良好的加工形状的干蚀刻剂以及使用其的干蚀刻方法。用于解决问题的方案本专利技术人等重复进行了深入研究，结果发现了 1，3，3，3-四氟丙烯(CF3CH=CFH)为在干蚀刻中适合各向异性蚀刻、可以得到良好的加工形状且对地球环境的影响更小的替代物质。S卩，本专利技术提供以下[专利技术I] [专利技术8]记载的专利技术。[专利技术I]一种干蚀刻剂，其包含1，3，3，3-四氟丙烯、添加气体和非活性气体。[专利技术2]根据专利技术I所述的干蚀刻剂，其中，添加气体为氧化性气体或还原性气体。[专利技术3]根据专利技术2所述的干蚀刻剂，其中，氧化性气体或还原性气体为选自由H2、02、03、 CO、CO2, C0C12、COF2, CF30F、N02、F2, NF3> Cl2^Br2,12、CH4, C2H2' C2H4' C2H6' C3H4' C3H6' C3H8' HF、 H1、HBr、HCl、N0、NH3以及YFn (式中，Y表示Cl、或I，η表示整数，I ^ n ^ 7)组成的组中的至少I种气体。[专利技术4]根据专利技术I所述的干蚀刻剂，其中，非活性气体为选自由Ν2、He、Ar、Ne以及Kr组成的组中的至少I种气体。[专利技术5]根据专利技术I所述的干蚀刻剂，其中，1，3，3，3-四氟丙烯的含有率为I 45体积％。[专利技术6]根据专利技术I 专利技术5中任一项所述的干蚀刻剂，其还包含选自由CF4、CF3H, CF2H2, CFH3、C2F6, C2F4H2, C2F5H, C3F8, C3F7H, C3F6H2, C3F5H3、C3F4H4, C3F3H5, C3F5H, C3F3H, C3ClF3H, C4F8, C4F6, C5F8以及C5Fltl组成的组中的至少I种气体。[专利技术7]一种干蚀刻方法，其使用将专利技术I 专利技术6中任一项所述的干蚀刻剂等离子体化而得到的等离子体气体，选择性地蚀刻选自由二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅以及碳化硅组成的组中的至少I种硅系材料。[专利技术8]一种干蚀刻方法，其使用㈧1，3，3，3-四氟丙烯、⑶选自由H2、02、CO以及COF2 组成的组中的至少I种以上气体和Ar，⑷、⑶以及Ar的体积流量比分别为I 45%:1 50%:5 98%(其中，各气体的体积流量比的总计为100%)，选择性地蚀刻选自由二氧化硅、氮化硅、多晶硅、非晶硅以及碳化硅组成的组中的至少I种硅系材料。如前所述，已知使用1，I, 1，2，3-五氟丙烯、六氟-2-丁炔、六氟-1,3-丁二烯、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.12 JP 2010-158010;2010.11.02 JP 2010-246671.一种干蚀刻剂，其包含1，3，3，3-四氟丙烯、添加气体和非活性气体。2.根据权利要求1所述的干蚀刻剂,其中,添加气体为氧化性气体或还原性气体。3.根据权利要求2所述的干蚀刻剂，其中，氧化性气体或还原性气体为选自由H2、02、 O3> CO、CO2, COCl2, COF2, CF3OF, NO2, F2, NF3> Cl2, Br2,12、CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H4, C3H6, C3H8' HF、H1、HBr、HCl、NO、NH3 以及 YFn(式中，Y 表示 Cl、或 I，η 表示整数，I ^ n ^ 7)组成的组中的至少I种气体。4.根据权利要求1所述的干蚀刻剂，其中，非活性气体为选自由Ν2、He、Ar、Ne以及Kr 组成的组中的至少I种气体。5.根据权利要求1所述的干蚀刻剂，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅崎智典，日比野泰雄，毛利勇，冈本觉，菊池亚纪应，
申请(专利权)人：中央硝子株式会社，
类型：
国别省市：
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