[發(fā)明專利]干蝕刻方法及半導(dǎo)體裝置的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080022923.0
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113614891A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大森啟之;古谷俊太
• 申請（專利權(quán)）人: 中央硝子株式會社
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明的干蝕刻方法的特征在于：針對具有硅化合物膜的基板，介由形成在前述硅化合物膜上的具有規(guī)定開口圖案的掩膜，將干蝕刻劑等離子化后對所述硅化合物膜進(jìn)行蝕刻，前述干蝕刻劑包含以下的所有第1氣體至第4氣體。第1氣體：選自由碘氟碳化合物和溴氟碳化合物組成的組中的1種以上的化合物；第2氣體：由C_nF_m表示的不飽和氟碳；第3氣體：由C_xH_yF_z表示的含氫不飽和氟碳；第4氣體：氧化性氣體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用了包含碘氟碳化合物或溴氟碳化合物的干蝕刻劑的干蝕刻方法。

背景技術(shù)

目前，在半導(dǎo)體裝置的制造中，微細(xì)化得到逐步發(fā)展，對于蝕刻技術(shù)也需要與線寬的縮小對應(yīng)的新方法或材料。

通常，在半導(dǎo)體裝置的制造中，存在對硅氮化物、硅氧化物等硅化合物形成孔、溝槽等圖案的蝕刻工序。這樣的蝕刻工序中，在包含硅化合物的被蝕刻材料上，形成包含形成有規(guī)定圖案的光致抗蝕劑、無定形碳等的掩膜層，并進(jìn)行等離子體蝕刻。由此，能對硅化合物進(jìn)行各向異性蝕刻，能在硅化合物上形成期望的圖案。

因線寬的縮小而成為問題的情況可列舉出：無法充分地獲得光致抗蝕劑、無定形碳等掩膜材料與作為被蝕刻材料的硅氮化物、硅氧化物等硅化合物的蝕刻選擇比，從而產(chǎn)生圖案的塌陷。

為了防止這樣的缺陷，使用c-C₄F₈、C₄F₆等不飽和氟化碳代替CF₄等飽和氟化碳作為蝕刻氣體。已知這些不飽和氟化碳?xì)怏w在等離子體中生成大量的CF₂自由基、CF自由基。這些自由基種通過在利用蝕刻形成的溝槽或蝕刻孔的側(cè)壁及掩膜上形成聚合膜，從而獲得抑制由氟自由基等引起的過度蝕刻的效果。

然而，在使用這樣的不飽和氟化碳的情況下，難以控制CF₂自由基、CF自由基及作為主要蝕刻種的CF₃離子的比率，因此難以兼顧充分的蝕刻速度和選擇比。

為了解決上述問題，例如專利文獻(xiàn)1中公開了一種基板處理方法，其特征在于，使用分子內(nèi)至少含有第1鹵元素和原子序數(shù)大于該第1鹵元素的第2鹵元素的氣體，通過激發(fā)手段向上述氣體分子供給大于該分子內(nèi)的第2鹵元素的鍵離解能且小于第1鹵元素的鍵離解能的能量，由此生成從前述氣體分子中選擇性地去除第2鹵元素后的活性種，將該活性種照射至硅晶圓上沉積有SiO₂并形成有抗蝕劑的基板上。作為分子內(nèi)至少含有第1鹵元素和原子序數(shù)大于該第1鹵元素的第2鹵元素的上述氣體，例如可列舉出CF₃I、C₂F₅I等碘氟碳化合物、CF₂Br₂等溴氟碳化合物。

另外，專利文獻(xiàn)2中公開了如下第一蝕刻工序，該蝕刻工序以形成有規(guī)定圖案的抗蝕層為掩膜，使用CF₃I對基板上的含硅層進(jìn)行蝕刻。專利文獻(xiàn)3中公開了如下干蝕刻方法：使用CF₃I等碘氟碳化合物氣體、CF₃Br等溴氟碳化合物氣體，對抗蝕掩膜所覆蓋的基板上的SiO₂層間絕緣膜進(jìn)行蝕刻。

另外，專利文獻(xiàn)4中公開了如下干蝕刻方法：使用包含C₃H₂F₄、不飽和全氟碳和氧化性氣體的干蝕刻劑，對硅氧化物層與硅氮化物層的層疊膜進(jìn)行蝕刻。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平11-340211號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009-123866號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2006-108484號公報(bào)