[发明专利]干蚀刻剂以及干蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有1,1,1,3-四氟丙烯的干蚀刻剂以及使用其的干蚀刻方法。

背景技术

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SiO₂相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PFC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(COP3)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1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1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C_aF_2a+1OCF=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，1,3,3,3-四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1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