JP2006156539A - Gas for plasma reaction - Google Patents

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Akira Sekiya
章 関屋
Tatsuya Sugimoto
達也 杉本
Takanobu Mase
貴信 間瀬
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Zeon Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Nippon Zeon Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide gas for plasma reaction that forms a fluorocarbon film for preventing corrosive gas from being hardly generated in heat treatment after film formation, and also forms an appropriate pattern shape with a high selection ratio and at a high etching speed to a semiconductor material, and also to provide: a film-formation method of the fluorocarbon film using the gas for plasma reaction; a dry etching method; and a method for manufacturing a semiconductor device having at least one process from a dry etching process, a CVD process, and an ashing process. <P>SOLUTION: The gas for plasma reaction is made of an unsaturated fluorinated carbon compound, where the amount of compound containing nitrogen atoms is 100 wt. ppm or smaller. The film formation method of the fluorocarbon film by the CVD method and the dry etching method use the gas for plasma reaction. The method for manufacturing the semiconductor device has at least one process from the dry etching process, the CVD process, and the ashing process using the gas for plasma reaction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置の製造分野において有用なプラズマ反応用ガス、並びにこのプラズマ反応用ガスを用いるフルオロカーボン膜の成膜方法、ドライエッチング方法、および半導体装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a plasma reaction gas useful in the field of manufacturing semiconductor devices, a fluorocarbon film forming method using the plasma reaction gas, a dry etching method, and a semiconductor device manufacturing method.

近年、VLSI(大規模集積回路)、ULSI(超大規模集積回路)などに見られるように、半導体装置の高集積化及び高性能化が進展している。これに伴い、これら半導体装置の製造に用いられるドライエッチング方法や、半導体デバイスの層間絶縁膜、有機ELディスプレイ、バイオセンサーデバイスの保護膜などについての技術的要求がますます厳しくなってきている。   In recent years, as seen in VLSI (Large Scale Integrated Circuit), ULSI (Ultra Large Scale Integrated Circuit), etc., higher integration and higher performance of semiconductor devices have been developed. Along with this, technical requirements for dry etching methods used for manufacturing these semiconductor devices, interlayer insulating films for semiconductor devices, organic EL displays, protective films for biosensor devices, and the like have become increasingly severe.

このような中で、特に近年においては、撥水性、撥油性、透明性に優れ、低誘電率なフルオロカーボン膜が形成できることや、環境に優しいことなどの理由から、フッ素化炭素化合物を使用するプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)法及びドライエッチング方法の研究が活発に行われている。   Under these circumstances, particularly in recent years, plasmas using fluorinated carbon compounds have excellent water repellency, oil repellency, and transparency, and can form a fluorocarbon film having a low dielectric constant and are environmentally friendly. Researches on CVD (Chemical Vapor Deposition) method and dry etching method are actively conducted.

例えば、特許文献1では、配線間容量の低減のために、原料ガスとしてヘキサフルオロ−1,3−ブタジエン、オクタフルオロブテン等のフッ素化炭素化合物を用い、プラズマCVD法により、フルオロカーボン膜からなる低誘電率の層関絶縁膜を得ることが検討されている。しかしながら、これらのガスを用いるプラズマCVD法により得られるフルオロカーボン膜は、成膜後の加熱処理において腐食性ガスが発生する問題があった。   For example, in Patent Document 1, in order to reduce the inter-wiring capacity, a fluorinated carbon compound such as hexafluoro-1,3-butadiene, octafluorobutene or the like is used as a raw material gas, and a low-pressure film made of a fluorocarbon film is formed by plasma CVD. It has been studied to obtain a dielectric film having a dielectric constant. However, the fluorocarbon film obtained by the plasma CVD method using these gases has a problem that corrosive gas is generated in the heat treatment after the film formation.

また、特許文献2では、酸化シリコン層間絶縁膜にコンタクト・ホールを形成するために、オクタフルオロシクロブタン及びヘキサフルオロシクロブテン等をドライエッチングガスとして使用することが検討されている。しかしながら、エッチング速度及びレジストに対する選択性が十分なものではなかった。   Patent Document 2 discusses the use of octafluorocyclobutane, hexafluorocyclobutene, or the like as a dry etching gas in order to form contact holes in the silicon oxide interlayer insulating film. However, the etching rate and resist selectivity are not sufficient.

特開2002−220668号公報JP 2002-220668 A 特開平4−258117号公報JP-A-4-258117

本発明はこのような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、成膜後の加熱処理において腐食性ガスがほとんど発生することがないフルオロカーボン膜を形成可能であり、また半導体材料に対して高選択的かつ高エッチング速度で良好なパターン形状を形成可能なプラズマ反応用ガスを提供することを第1の課題とする。
また本発明は、このプラズマ反応用ガスを用いる、フルオロカーボン膜の成膜方法、ドライエッチング方法、並びにドライエッチング工程、CVD工程及びアッシング工程のいずれか少なくとも1つの工程を有する半導体装置の製造方法を提供することを第2の課題とする。
The present invention has been made in view of such a state of the art, and can form a fluorocarbon film that hardly generates corrosive gas in the heat treatment after film formation. It is a first object to provide a plasma reaction gas capable of forming a good pattern shape with high selectivity and high etching rate.
The present invention also provides a method for forming a fluorocarbon film, a dry etching method, and a method for manufacturing a semiconductor device having at least one of a dry etching process, a CVD process, and an ashing process using the plasma reaction gas. This is a second problem.

本発明者らは上記課題を解決すべく、プラズマ反応用ガスとして上記文献に記載の不飽和フッ素化炭素化合物に注目し、この不飽和フッ素化炭素化合物をプラズマ反応用ガスとして用いてCVD法及びドライエッチング法を試みた。その結果、(i)CVD法においては、塩素由来の活性種が発生し、この活性種が生成するフルオロカーボン膜中に取り込まれ、その後の工程において腐食の問題等を引き起こす場合があること、(ii)ドライエッチング法においては、塩素由来の活性種がエッチングレートの低下やフォトレジストに対する選択性の大幅な低下をもたらすことがわかった。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors paid attention to the unsaturated fluorinated carbon compound described in the above-mentioned document as a plasma reaction gas, and using this unsaturated fluorinated carbon compound as a plasma reaction gas, the CVD method and A dry etching method was tried. As a result, (i) in the CVD method, active species derived from chlorine are generated and taken into the fluorocarbon film that is generated, which may cause corrosion problems and the like in the subsequent steps. In the dry etching method, it has been found that the active species derived from chlorine causes a decrease in etching rate and a significant decrease in selectivity to photoresist.

そして、上記塩素由来の活性種の主たる発生原因が、不飽和フッ素化炭素化合物を製造する際の出発原料である塩素原子含有化合物が、未反応のまま反応系内に微量残存し、これが不純物としてプラズマ反応用ガス中に混入するためであることを見出し、これらの知見に基づいて、本発明を完成するに至った。   The main cause of the generation of the active species derived from chlorine is that a chlorine atom-containing compound, which is a starting material for producing an unsaturated fluorinated carbon compound, remains in the reaction system in an unreacted state, which is an impurity. The inventors have found that this is because they are mixed in the plasma reaction gas, and have completed the present invention based on these findings.

かくして本発明第1によれば、下記(1)〜(5)のプラズマ反応用ガスが提供される。
(1)不飽和フッ素化炭素化合物を90容量%以上含有し、塩素原子含有化合物の含有量が100重量ppm以下であるプラズマ反応用ガス。
(2)前記不飽和フッ素化炭素化合物が、ヘキサフルオロシクロブテンである(1)に記載のプラズマ反応用ガス。
(3)不飽和フッ素化炭素化合物を90容量%以上含有し、クロロトリフルオロエチレンの含有量が100重量ppm以下であるプラズマ反応用ガス。
(4)プラズマ反応用ガスの全量に対して、残余の微量ガスとして含まれる窒素ガスと酸素ガスの合計量が200容量ppm以下である(1)〜(3)いずれかのプラズマ反応用ガス。
(5)水分含有量が30重量ppm以下である(1)〜(4)いずれかのプラズマ反応用ガス。
Thus, according to the first aspect of the present invention, the following plasma reaction gases (1) to (5) are provided.
(1) A plasma reaction gas containing 90% by volume or more of an unsaturated fluorinated carbon compound and having a chlorine atom-containing compound content of 100 ppm by weight or less.
(2) The gas for plasma reaction according to (1), wherein the unsaturated fluorinated carbon compound is hexafluorocyclobutene.
(3) A plasma reaction gas containing 90% by volume or more of an unsaturated fluorinated carbon compound and having a chlorotrifluoroethylene content of 100 ppm by weight or less.
(4) The plasma reaction gas according to any one of (1) to (3), wherein the total amount of nitrogen gas and oxygen gas contained as the remaining trace gas is 200 ppm by volume or less with respect to the total amount of the plasma reaction gas.
(5) The plasma reaction gas according to any one of (1) to (4), wherein the water content is 30 ppm by weight or less.

本発明の第2によれば、下記(6)のフルオロカーボン膜の成膜方法が提供される。
(6)本発明のプラズマ反応用ガスを用いるCVD法によるフルオロカーボン膜の成膜方法。
本発明の第3によれば、下記(7)のドライエッチング方法が提供される。
(7)本発明のプラズマ反応用ガスを用いるドライエッチング方法。
本発明の第4によれば、下記(8)の半導体装置の製造方法が提供される。
(8)本発明のプラズマ反応用ガスを用いる、ドライエッチング工程、CVD工程及びアッシング工程のいずれか少なくとも1つの工程を有する半導体装置の製造方法。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the following fluorocarbon film deposition method (6).
(6) A method for forming a fluorocarbon film by a CVD method using the plasma reaction gas of the present invention.
According to the third aspect of the present invention, the following dry etching method (7) is provided.
(7) A dry etching method using the plasma reaction gas of the present invention.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the following semiconductor device manufacturing method (8).
(8) A method of manufacturing a semiconductor device having at least one of a dry etching process, a CVD process, and an ashing process using the plasma reaction gas of the present invention.

本発明のプラズマ反応用ガスを使用してCVDを行った場合、成膜後の加熱処理によっても腐食性ガスがほとんど発生することのないフルオロカーボン膜を得ることができる。
本発明のプラズマ反応用ガスを使用してドライエッチングを行うことにより、半導体材料に対して高選択的かつ高エッチング速度で良好なパターン形状を形成することができる。
本発明の半導体装置の製造方法によれば、高集積化、高密度化及び大口径化された高性能な半導体装置を効率よく製造することができる。
When CVD is carried out using the plasma reaction gas of the present invention, a fluorocarbon film that hardly generates corrosive gas can be obtained by heat treatment after film formation.
By performing dry etching using the plasma reaction gas of the present invention, it is possible to form a favorable pattern shape with high selectivity and high etching rate with respect to a semiconductor material.
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a high-performance semiconductor device with high integration, high density, and large diameter can be efficiently manufactured.

以下、本発明を、1)プラズマ反応用ガス、2)フルオロカーボン膜の成膜方法、3)ドライエッチング方法、及び4)半導体装置の製造方法に項分けして詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by dividing it into 1) a plasma reaction gas, 2) a method for forming a fluorocarbon film, 3) a dry etching method, and 4) a method for manufacturing a semiconductor device.

1)プラズマ反応用ガス
本発明のプラズマ反応用ガスは、不飽和フッ素化炭素化合物を90容量%以上含有し、塩素原子含有化合物の含有量が100重量ppm以下であることを特徴とする。
1) Gas for plasma reaction The gas for plasma reaction of the present invention is characterized in that it contains 90% by volume or more of an unsaturated fluorinated carbon compound and the content of chlorine atom-containing compound is 100 ppm by weight or less.

本発明の「プラズマ反応用ガス」は、必要ならば任意の容器に充填されて、半導体装置の製造工程などのプラズマ反応に供されるものである。さらに前記任意の容器中へ本発明の目的を阻害しない別種のプラズマ反応用ガスや希釈ガスを添加した混合ガス、また前記の任意の容器から本発明のガスを取り出し、本発明の目的を阻害しない別種のプラズマ反応ガスや希釈ガスと併せて別の容器に充填した混合ガスなども実質的に包含するものである。   The “plasma reaction gas” of the present invention is filled in an arbitrary container if necessary and used for a plasma reaction such as a manufacturing process of a semiconductor device. Further, the gas of the present invention is taken out from any of the above-mentioned arbitrary containers and the mixed gas to which another kind of plasma reaction gas or dilution gas that does not impede the object of the present invention is added, or from any of the above-mentioned containers, and does not obstruct the object of the present invention It also substantially includes a mixed gas filled in another container together with another kind of plasma reaction gas or dilution gas.

本発明に用いる不飽和フッ素化炭素化合物は、炭素原子およびフッ素原子のみから構成され、二重結合又は三重結合を有する化合物である。その炭素数は好ましくは2〜7、より好ましくは2〜5、さらに好ましくは4〜5、特に好ましくは4である。   The unsaturated fluorinated carbon compound used in the present invention is composed of only carbon atoms and fluorine atoms and has a double bond or triple bond. The number of carbon atoms is preferably 2 to 7, more preferably 2 to 5, still more preferably 4 to 5, and particularly preferably 4.

前記不飽和フッ素化炭素化合物の具体例としては、テトラフルオロエチレンなどの炭素数が2である不飽和フッ素化炭素化合物;ヘキサフルオロプロペン、テトラフルオロプロピン及びテトラフルオロシクロプロペンなどの炭素数が3の不飽和フッ素化炭素化合物;ヘキサフルオロ−2−ブチン、ヘキサフルオロ−1−ブチン、ヘキサフルオロシクロブテン、ヘキサフルオロ−1,3−ブタジエン、ヘキサフルオロ−(1−メチルシクロプロペン)、オクタフルオロ−1−ブテン及びオクタフルオロ−2−ブテンなどの炭素数が4の不飽和フッ素化炭素化合物;オクタフルオロ−1−ペンチン、オクタフルオロ−2−ペンチン、オクタフルオロ−1,3−ペンタジエン、オクタフルオロ−1,4−ペンタジエン、オクタフルオロシクロペンテン、オクタフルオロイソプレン、ヘキサフルオロビニルアセチレン、オクタフルオロ−(1−メチルシクロブテン)及びオクタフルオロ−(1,2−ジメチルシクロプロペン)などの炭素数が5の不飽和フッ素化炭素化合物;ドデカフルオロ−1−ヘキセン、ドデカフルオロ−2−ヘキセン、ドデカフルオロ−3−ヘキセン、デカフルオロ−1,3−ヘキサジエン、デカフルオロ−1,4−ヘキサジエン、デカフルオロ−1,5−ヘキサジエン、デカフルオロ−2,4−ヘキサジエン、デカフルオロシクロヘキセン、ヘキサフルオロベンゼン、オクタフルオロ−2−ヘキシン、オクタフルオロ−3−ヘキシン、オクタフルオロシクロ−1,3−ヘキサジエン及びオクタフルオロシクロ−1,4−ヘキサジエンなどの炭素数が6の不飽和フッ素化炭素化合物;ウンデカフルオロ−1−ヘプテン、ウンデカフルオロ−2−ヘプテン、ウンデカフルオロ−3−ヘプテン及びドデカフルオロシクロヘプテンなどの炭素数が7の不飽和フッ素化炭素化合物;が挙げられる。   Specific examples of the unsaturated fluorinated carbon compound include unsaturated fluorinated carbon compounds having 2 carbon atoms such as tetrafluoroethylene; hexafluoropropene, tetrafluoropropyne and tetrafluorocyclopropene having 3 carbon atoms. Unsaturated fluorinated carbon compounds of: hexafluoro-2-butyne, hexafluoro-1-butyne, hexafluorocyclobutene, hexafluoro-1,3-butadiene, hexafluoro- (1-methylcyclopropene), octafluoro- C4 unsaturated fluorinated carbon compounds such as 1-butene and octafluoro-2-butene; octafluoro-1-pentyne, octafluoro-2-pentyne, octafluoro-1,3-pentadiene, octafluoro- 1,4-pentadiene, octafluorocyclopente , Fluorinated carbon compounds having 5 carbon atoms such as octafluoroisoprene, hexafluorovinylacetylene, octafluoro- (1-methylcyclobutene) and octafluoro- (1,2-dimethylcyclopropene); 1-hexene, dodecafluoro-2-hexene, dodecafluoro-3-hexene, decafluoro-1,3-hexadiene, decafluoro-1,4-hexadiene, decafluoro-1,5-hexadiene, decafluoro-2, Carbon numbers such as 4-hexadiene, decafluorocyclohexene, hexafluorobenzene, octafluoro-2-hexyne, octafluoro-3-hexyne, octafluorocyclo-1,3-hexadiene and octafluorocyclo-1,4-hexadiene 6 unsaturated fluorine Carbon compound; undecafluoro-1-heptene, undecafluoro-2-heptene, the unsaturated fluorinated carbon compound having a carbon number such as undecafluoro-3-heptene and dodecafluoro triazabenzocycloheptene 7; and the like.

これらの中でも、本発明の効果がより顕著に得られることから、ヘキサフルオロシクロブテン、ヘキサフルオロ−1,3−ブタジエン、ヘキサフルオロ−(1−メチルシクロプロペン)、オクタフルオロ−1−ブテン、オクタフルオロ−2−ブテン、オクタフルオロ−1−ペンチン、オクタフルオロ−2−ペンチン、オクタフルオロ−1,3−ペンタジエン、オクタフルオロ−1,4−ペンタジエン及びオクタフルオロシクロペンテンが好ましく、ヘキサフルオロシクロブテン、オクタフルオロシクロペンテン及びオクタフルオロ−2−ペンチンがより好ましく、容易にプラズマ活性種を発生させることができることからヘキサフルオロシクロブテンが特に好ましい。   Among these, since the effects of the present invention can be obtained more remarkably, hexafluorocyclobutene, hexafluoro-1,3-butadiene, hexafluoro- (1-methylcyclopropene), octafluoro-1-butene, octa Fluoro-2-butene, octafluoro-1-pentyne, octafluoro-2-pentyne, octafluoro-1,3-pentadiene, octafluoro-1,4-pentadiene and octafluorocyclopentene are preferred, hexafluorocyclobutene, octafluorocyclobutene Fluorocyclopentene and octafluoro-2-pentyne are more preferable, and hexafluorocyclobutene is particularly preferable because plasma active species can be easily generated.

なお、ヘキサフルオロシクロブテンは沸点が5〜6℃で、室温で気体状の化合物であるが、不飽和結合を1つ持つ4員環構造であるため、構造的にひずみがかかっており、何らかのエネルギーが与えられた場合、容易にプラズマ活性種を発生させることができるものと推測される。   Hexafluorocyclobutene has a boiling point of 5 to 6 ° C. and is a gaseous compound at room temperature. However, since it has a 4-membered ring structure having one unsaturated bond, it is structurally distorted. It is assumed that plasma activated species can be easily generated when energy is applied.

本発明のプラズマ反応用ガスは、不飽和フッ素化炭素化合物を通常90容量%以上、好ましくは99容量%以上、さらに好ましくは99.95容量%以上、特に好ましくは99.98容量%以上含有する。上記範囲にあることにより、本発明の効果がより一層向上する。また、不飽和フッ素化炭素化合物の含有量が低すぎると、プラズマ反応用ガスを充填した容器内において、ガス純度(不飽和フッ素化炭素化合物の含有量)の偏りを生じる場合がある。具体的には、使用初期段階と残量が少なくなった段階とでのガス純度が大きく異なることがある。このような場合、ドライエッチングまたは成膜を行った際に、使用初期段階と、残量が少なくなった段階でそれぞれのガスを使用したときの性能に大きな差が生じ、工場の生産ラインにおいては歩留まりの低下を招くおそれがある。従って、プラズマ反応用ガスの純度を向上させることにより、容器内のガス純度の偏りがなくなるため、使用初期段階と残量が少なくなった段階とでのガスを使用したときの性能に差がなくなり、ガスを無駄なく使用することが可能になる。   The plasma reaction gas of the present invention contains an unsaturated fluorinated carbon compound in an amount of usually 90% by volume or more, preferably 99% by volume or more, more preferably 99.95% by volume or more, and particularly preferably 99.98% by volume or more. . By being in the said range, the effect of this invention improves further. In addition, if the content of the unsaturated fluorinated carbon compound is too low, the gas purity (content of the unsaturated fluorinated carbon compound) may be biased in the container filled with the plasma reaction gas. Specifically, the gas purity may be greatly different between the initial use stage and the stage where the remaining amount is low. In such a case, when dry etching or film formation is performed, there is a large difference in performance when using each gas at the initial use stage and when the remaining amount is low, and in the factory production line There is a risk of reducing the yield. Therefore, by improving the purity of the gas for plasma reaction, there is no bias in the gas purity in the container, so there is no difference in performance when using the gas in the initial use stage and the stage where the remaining amount is low The gas can be used without waste.

また、不飽和フッ素化炭素化合物は1種単独又は2種以上を混合して用いることができるが、本発明の効果がより顕著に表れることから1種単独で用いることが好ましい。   Further, the unsaturated fluorinated carbon compound can be used alone or in combination of two or more. However, it is preferable to use one kind alone because the effect of the present invention is more remarkably exhibited.

なお、上記の「不飽和フッ素化炭素化合物の含有量」は、内部標準物質法によるガスクロマトグラフィー分析(以下、「GC分析」という。)で測定した重量基準の百分率(%)から導かれる容量基準の純度である。   The “content of unsaturated fluorinated carbon compound” is the capacity derived from the percentage (%) based on weight measured by gas chromatography analysis (hereinafter referred to as “GC analysis”) by the internal standard substance method. Standard purity.

本発明のプラズマ反応用ガスは、CVDにより得られるフルオロカーボン膜の腐食性低減、並びにドライエッチングレート及び選択性の向上の観点から、塩素原子含有化合物量が100重量ppm以下、好ましくは50重量ppm以下、より好ましくは10重量ppm以下、特に好ましくは1重量ppm以下のものである。ここで塩素原子含有化合物量とは、塩素原子を含有する有機化合物の合計量のプラズマ反応用ガスに占める割合を表す。   The plasma reaction gas of the present invention has a chlorine atom-containing compound content of 100 ppm by weight or less, preferably 50 ppm by weight or less, from the viewpoint of reducing the corrosiveness of the fluorocarbon film obtained by CVD and improving the dry etching rate and selectivity. More preferably, it is 10 ppm by weight or less, particularly preferably 1 ppm by weight or less. Here, the chlorine atom-containing compound amount represents the ratio of the total amount of organic compounds containing chlorine atoms to the plasma reaction gas.

塩素原子含有化合物の具体例としては、クロロトリフルオロエチレン、1−クロロ−2,3,3,4,4,5,5−ヘプタフルオロシクロペンテン、1,3−ジクロロ−2,3,4,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,3,4−トリクロロ−2,3,4,5,5−ペンタフルオロシクロペンテン、1−クロロ−1,2,2,3,3,4,4,5,5−ノナフルオロシクロペンタン、1,4−ジクロロ−2,3,3,4,5,5−ヘキサフルオロシクロペンテン、1,4,4−トリクロロ−2,3,3,5,5−ペンタフルオロシクロシクロペンテン及びパーフルオロ−1,3−ペンタジエンが挙げられる。   Specific examples of the chlorine atom-containing compound include chlorotrifluoroethylene, 1-chloro-2,3,3,4,4,5,5-heptafluorocyclopentene, 1,3-dichloro-2,3,4,4. , 5,5-hexafluorocyclopentene, 1,3,4-trichloro-2,3,4,5,5-pentafluorocyclopentene, 1-chloro-1,2,2,3,3,4,4,5 , 5-nonafluorocyclopentane, 1,4-dichloro-2,3,3,4,5,5-hexafluorocyclopentene, 1,4,4-trichloro-2,3,3,5,5-pentafluoro Examples include cyclocyclopentene and perfluoro-1,3-pentadiene.

これらの中でも、不飽和フッ素化炭素化合物としてヘキサフルオロシクロブテンを使用する場合、本発明の効果がより一層顕著に表れる塩素原子含有化合物はクロロトリフルオロエチレンである。   Among these, when hexafluorocyclobutene is used as the unsaturated fluorinated carbon compound, the chlorine atom-containing compound in which the effects of the present invention appear more remarkably is chlorotrifluoroethylene.

ヘキサフルオロシクロブテンを得るためには、クロロトリフルオロエチレンを出発原料とし、2量化して1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを中間体として得、該中間体を還元する方法が生産性の観点から最も好適に用いられる。この際出発原料であるクロロトリフルオロエチレンが、プラズマ反応用ガス中に残存しやすく、上記腐食の問題や、エッチングレートの低下、及びフォトレジストに対する選択性悪化の原因となるためである。   In order to obtain hexafluorocyclobutene, a method in which chlorotrifluoroethylene is used as a starting material and dimerization is performed to obtain 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane as an intermediate, and the intermediate is reduced from the viewpoint of productivity. Most preferably used. At this time, chlorotrifluoroethylene as a starting material is likely to remain in the plasma reaction gas, which causes the above-mentioned corrosion problem, lowering of the etching rate, and deterioration of selectivity to the photoresist.

本発明のプラズマ反応用ガス中には、空気や生産設備内の窒素ガスなど、さらには製造時に用いる溶媒や吸湿性が高い塩、アルカリなどに由来する水分などの不純物が微量成分として存在することがあるが、これらの窒素ガス、酸素ガス、水分などの含有量はできるだけ少ないことが好ましい。その理由は、第1に、窒素、酸素、水分などの不純物は、プラズマ反応装置内で解離して、各種の遊離基(エッチング種)を発生させるため、不飽和フッ素化炭素化合物のプラズマ反応に大きく影響するからであり、第2に、窒素ガス含有量が一定値以上になると、不飽和フッ素化炭素化合物のプラズマ反応そのものが、遊離基への分解から重合へと変化して、重合析出物が生成するからであり、第3に、不飽和フッ素化炭素化合物を容器から抜き出すとき、窒素ガス、酸素ガス、水分などの揮発量が経時的に大きく変動して、プラズマ反応を一定条件下に安定して行うことが困難になるからである。   In the plasma reaction gas of the present invention, impurities such as moisture derived from air and nitrogen gas in production equipment, as well as solvents used during production, highly hygroscopic salts, alkalis, and the like are present as trace components. However, the content of nitrogen gas, oxygen gas, moisture, etc. is preferably as low as possible. The first reason is that impurities such as nitrogen, oxygen, and moisture are dissociated in the plasma reaction apparatus to generate various free radicals (etching species), so that the plasma reaction of unsaturated fluorinated carbon compound occurs. Secondly, when the nitrogen gas content exceeds a certain value, the plasma reaction itself of the unsaturated fluorinated carbon compound changes from decomposition into free radicals to polymerization, resulting in polymerization precipitates. Third, when the unsaturated fluorinated carbon compound is withdrawn from the container, the volatilization amount of nitrogen gas, oxygen gas, moisture, etc. greatly fluctuates over time, and the plasma reaction is kept under certain conditions. This is because it becomes difficult to perform stably.

従って、プラズマ反応用ガス中に残余の微量ガスとして含まれる窒素ガス及び酸素ガスの量は、両者の合計量として、プラズマ反応用ガスの全量に対して、200容量ppm以下であることが好ましく、150容量ppm以下であることがより好ましく、100容量ppm以下であることが特に好ましい。加えて、水分含有量は30重量ppm以下であることが好ましく、20重量ppm以下がより好ましく、10重量ppm以下が特に好ましい。   Therefore, the amount of nitrogen gas and oxygen gas contained as residual trace gas in the plasma reaction gas is preferably 200 ppm by volume or less with respect to the total amount of the plasma reaction gas, as the total amount of both. More preferably, it is 150 ppm by volume or less, and particularly preferably 100 ppm by volume or less. In addition, the water content is preferably 30 ppm by weight or less, more preferably 20 ppm by weight or less, and particularly preferably 10 ppm by weight or less.

上記「窒素ガスと酸素ガスの合計量」は、絶対検量線法によるガスクロマトグラフィー分析で測定した窒素ガスおよび酸素ガスの容量基準の含有量(ppm)の合計である。なお、これらの容量基準はモル基準ということもできる。「水分の含有量」は、通常、カールフィッシャー法で測定される重量基準の水分の含有量(ppm)である。   The above-mentioned “total amount of nitrogen gas and oxygen gas” is the total of the content (ppm) of nitrogen gas and oxygen gas based on volume measured by gas chromatography analysis by an absolute calibration curve method. Note that these volume standards can also be referred to as molar standards. The “water content” is usually a water content (ppm) based on weight measured by the Karl Fischer method.

本発明のプラズマ反応用ガスは、不飽和フッ素化炭素化合物以外の成分を含有しないことが好ましいが、本発明の目的を阻害しない範囲で別種のプラズマ反応用ガスや希釈ガスを含有することもできる。   The plasma reaction gas of the present invention preferably contains no components other than the unsaturated fluorinated carbon compound, but can also contain another kind of plasma reaction gas or dilution gas as long as the object of the present invention is not impaired. .

本発明のプラズマ反応用ガスは、ハイドロフルオロカーボンを前記不飽和フッ素化炭素化合物と組合せて、例えばドライエッチングガスとして用いることができる。ハイドロフルオロカーボンを併用することにより、パターン形状が良好になり、ドライエッチングレートが向上することがある。   The plasma reaction gas of the present invention can be used as a dry etching gas, for example, by combining hydrofluorocarbon with the unsaturated fluorinated carbon compound. The combined use of hydrofluorocarbon may improve the pattern shape and improve the dry etching rate.

ハイドロフルオロカーボンは、通常、本発明のプラズマ反応用ガスとは別の容器に充填され、エッチングチャンバー内で混合されることが多いが、あらかじめ不飽和フッ素化炭素化合物に添加して容器に充填しておくことも可能である。   The hydrofluorocarbon is usually filled in a separate container from the plasma reaction gas of the present invention and mixed in the etching chamber in many cases, but it is added to the unsaturated fluorinated carbon compound in advance and filled in the container. It is also possible to leave.

用いるハイドロフルオロカーボンは、揮発性を有するものであれば特に制限はないが、通常、直鎖状もしくは分岐鎖状または環状の飽和炭化水素の水素原子の半数以上をフッ素で置換した化合物の中より選択される。   The hydrofluorocarbon to be used is not particularly limited as long as it has volatility, but is usually selected from compounds obtained by substituting more than half of hydrogen atoms of linear, branched or cyclic saturated hydrocarbons with fluorine. Is done.

かかるハイドロフルオロカーボンとしては、例えば、トリフルオロメタン、ジフルオロメタン、テトラフルオロメタン、テトラフルオロエタン、ペンタフルオロエタン、ヘプタフルオロプロパン、ヘキサフルオロプロパン、ペンタフルオロプロパン、ノナフルオロブタン、オクタフルオロブタン、ヘプタフルオロブタン、ヘキサフルオロブタン、ウンデカフルオロペンタン、トリデカフルオロヘキサン、ドデカフルオロヘキサン、ウンデカフルオロヘキサン、ヘプタフルオロシクロブタン、ヘキサフルオロシクロブタン、ノナフルオロシクロペンタン、オクタフルオロシクロペンタン及びヘプタフルオロシクロペンタンなどが挙げられるが、これらの中でもトリフルオロメタン、ペンタフルオロエタンおよびテトラフルオロエタンが好ましい。これらのハイドロフルオロカーボンガスは単独で用いてもよく、2種類以上を組合せて用いてもよい。   Examples of the hydrofluorocarbon include trifluoromethane, difluoromethane, tetrafluoromethane, tetrafluoroethane, pentafluoroethane, heptafluoropropane, hexafluoropropane, pentafluoropropane, nonafluorobutane, octafluorobutane, heptafluorobutane, Hexafluorobutane, undecafluoropentane, tridecafluorohexane, dodecafluorohexane, undecafluorohexane, heptafluorocyclobutane, hexafluorocyclobutane, nonafluorocyclopentane, octafluorocyclopentane, heptafluorocyclopentane, etc. Of these, trifluoromethane, pentafluoroethane and tetrafluoroethane are preferred.These hydrofluorocarbon gases may be used alone or in combination of two or more.

ハイドロフルオロカーボンの使用量は、ガスの被エッチング材料に及ぼす影響の度合いによって異なるが、通常は不飽和フッ素化炭素化合物に対して50モル%以下、好ましくは30モル%以下、特に好ましくは10モル%以下である。   The amount of hydrofluorocarbon used varies depending on the degree of influence of the gas on the material to be etched, but is usually 50 mol% or less, preferably 30 mol% or less, particularly preferably 10 mol%, based on the unsaturated fluorinated carbon compound. It is as follows.

本発明のプラズマ反応用ガスは、例えば、ヘキサフルオロシクロブテンを例にとると、(a)溶媒、酢酸及び亜鉛末の混合液に、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを滴下し、約70℃に昇温して還流冷却器上部から出てくるガス状生成物を捕集して粗ヘキサフルオロシクロブテンを得る反応工程、
(b)粗ヘキサフルオロシクロブテンを蒸留して高純度のヘキサフルオロシクロブテンを得る蒸留工程、(c)ヘリウム雰囲気下、350℃で5時間以上前処理した活性炭を、高純度のヘキサフルオロシクロブテンとともにシリンダーに入れ、0℃以下に冷却した状態で2日以上放置する活性炭処理工程、(d)活性炭処理工程後のヘキサフルオロシクロブテンを、真空ラインとの接続バルブを有するシリンダーに充填して−10℃以下に冷却し、該接続バルブを数回開閉してヘキサフルオロシクロブテン中の窒素及び酸素を減少させる脱ガス工程、を行なうことにより製造できる。
When the gas for plasma reaction of the present invention is, for example, hexafluorocyclobutene, for example, (a) 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is dropped into a mixed solution of a solvent, acetic acid and zinc powder, and about 70 ° C. The reaction step of collecting the gaseous product coming out from the top of the reflux condenser by heating to a crude hexafluorocyclobutene
(B) A distillation step of obtaining crude hexafluorocyclobutene by distilling crude hexafluorocyclobutene, (c) activated carbon pretreated at 350 ° C. for 5 hours or more in a helium atmosphere with high purity hexafluorocyclobutene And the activated carbon treatment step in which the product is allowed to stand for 2 days or more in a state cooled to 0 ° C. or less, (d) hexafluorocyclobutene after the activated carbon treatment step is filled into a cylinder having a connection valve with a vacuum line − It can be manufactured by cooling to 10 ° C. or less and performing a degassing step of reducing the nitrogen and oxygen in hexafluorocyclobutene by opening and closing the connection valve several times.

前記(a)の工程で用いる1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンは、例えば、Journal of Chemical Society,p3830(1952)に記載の方法や、特開平7−112944号公報に記載の方法により製造することができる。すなわち、フッ素樹脂のモノマーとして工業的に使用されているクロロトリフルオロエチレンを原料にし、2量化することで製造することができる。   The 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane used in the step (a) is produced by, for example, the method described in Journal of Chemical Society, p3830 (1952) or the method described in JP-A-7-12944. Can do. That is, it can be produced by dimerizing chlorotrifluoroethylene, which is industrially used as a monomer of a fluororesin, as a raw material.

また、上記の方法では、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンを亜鉛によって還元(脱塩素化)しているが、金属触媒存在下に水素還元を行うことにより脱塩素化することによっても、目的とするヘキサフルオロシクロブテンを製造することができる。   Further, in the above method, 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane is reduced (dechlorinated) with zinc, but dechlorination can be achieved by performing hydrogen reduction in the presence of a metal catalyst. Hexafluorocyclobutene can be produced.

前記(b)工程は、(a)工程で得られた粗ヘキサフルオロシクロブテンを蒸留して高純度のヘキサフルオロシクロブテンを得るものであるが、蒸留により精製した後であっても、得られるヘキサフルオロシクロブテンには、有機系不純物として組成式C、CCl(クロロトリフルオロエチレン)、クロロペンタフルオロシクロブテン、Cなどが含まれている。 The step (b) is obtained by distilling the crude hexafluorocyclobutene obtained in the step (a) to obtain high-purity hexafluorocyclobutene, but can be obtained even after purification by distillation. Hexafluorocyclobutene contains, as organic impurities, the composition formula C 4 F 8 , C 2 F 3 Cl (chlorotrifluoroethylene), chloropentafluorocyclobutene, C 4 F 6 and the like.

前記(c)工程は、(b)工程で得られたヘキサフルオロシクロブテンに含まれる塩素原子含有化合物を除去するための工程である。具体的には、ヘリウム雰囲気下、350℃で5時間以上前処理した活性炭により処理することで、不純物として含まれる塩素原子含有化合物の含有量を100重量ppm以下にすることができる。   The step (c) is a step for removing the chlorine atom-containing compound contained in the hexafluorocyclobutene obtained in the step (b). Specifically, the content of the chlorine atom-containing compound contained as impurities can be reduced to 100 ppm by weight or less by treating with activated carbon pretreated at 350 ° C. for 5 hours or more in a helium atmosphere.

前記(d)工程は、(c)工程で得られた活性炭処理工程後のヘキサフルオロシクロブテン中に含まれる、窒素、酸素及び水分の含有量を減少させるための工程である。具体的には、活性炭処理工程後のヘキサフルオロシクロブテンを、真空ラインとの接続バルブを有するシリンダーに充填して−10℃以下に冷却し、該接続バルブを数回開閉することで、ヘキサフルオロシクロブテン中の窒素及び酸素の合計含有量を200容量ppm以下、水分含有量を30重量ppm以下に減少させることができる。   The step (d) is a step for reducing the contents of nitrogen, oxygen and moisture contained in the hexafluorocyclobutene after the activated carbon treatment step obtained in the step (c). Specifically, hexafluorocyclobutene after the activated carbon treatment step is filled in a cylinder having a connection valve with a vacuum line, cooled to −10 ° C. or lower, and the connection valve is opened and closed several times, thereby hexafluoro The total content of nitrogen and oxygen in cyclobutene can be reduced to 200 ppm by volume or less, and the water content to 30 ppm by weight or less.

なお、ヘキサフルオロシクロブテン以外の不飽和フッ素化炭素化合物の場合、従来公知の方法で粗不飽和フッ素化炭素化合物を合成後、上記(b)、(c)及び(d)の工程を行なうことにより、本発明のプラズマ反応用ガスとすることができる。   In the case of unsaturated fluorinated carbon compounds other than hexafluorocyclobutene, the steps (b), (c) and (d) are carried out after synthesizing the crude unsaturated fluorinated carbon compound by a conventionally known method. Thus, the plasma reaction gas of the present invention can be obtained.

また、脱ガス(窒素、酸素及び水分含有量の低減)に関しては、上記(d)の代わりに、蒸留装置に活性炭処理工程後のヘキサフルオロシクロブテンを入れ、高純度のヘリウムを流しながら全還流操作を所定時間行なうことによっても達成できる。   As for degassing (reduction of nitrogen, oxygen and water content), instead of (d) above, hexafluorocyclobutene after the activated carbon treatment process is placed in the distillation apparatus, and total reflux is performed while flowing high-purity helium. This can also be achieved by performing the operation for a predetermined time.

本発明のプラズマ反応用ガスは、例えば、CVD、ドライエッチングまたはアッシング等のプラズマ反応に好適に用いられるが、それらに制限されるものではない。しかしながら、本発明のプラズマ反応用ガスは、腐食性ガスの発生が少ないフルオロカーボン膜が得られるという効果が特に顕著なため、CVD法に特に好適に用いられる。   The plasma reaction gas of the present invention is suitably used for plasma reactions such as CVD, dry etching or ashing, but is not limited thereto. However, the plasma reaction gas of the present invention is particularly suitably used for the CVD method because the effect of obtaining a fluorocarbon film with little generation of corrosive gas is particularly remarkable.

2)フルオロカーボン膜の成膜方法
本発明のフルオロカーボン膜の成膜方法は、本発明のプラズマ反応用ガスを用いるCVD法によるものである。本発明のプラズマ反応用ガスを用いる「CVD」は、プラズマ放電により不飽和フッ素化炭素化合物を活性化ならびに重合させ、各種の被処理物表面に薄いフルオロカーボン膜を形成せしめる技術である。
2) Film formation method of fluorocarbon film The film formation method of the fluorocarbon film of the present invention is based on the CVD method using the plasma reaction gas of the present invention. “CVD” using the plasma reaction gas of the present invention is a technique in which an unsaturated fluorinated carbon compound is activated and polymerized by plasma discharge to form thin fluorocarbon films on the surfaces of various objects to be processed.

フルオロカーボン膜が生成する過程は必ずしも明確ではないが、放電解離条件下で不飽和フッ素化炭素化合物が分解するとともに、重合して、フルオロカーボンの膜が形成されるものと考えられる。
生成するフルオロカーボン膜の厚さは、通常0.01〜10μmの範囲である。
The process of forming the fluorocarbon film is not necessarily clear, but it is considered that the unsaturated fluorinated carbon compound is decomposed and polymerized under a discharge dissociation condition to form a fluorocarbon film.
The thickness of the resulting fluorocarbon film is usually in the range of 0.01 to 10 μm.

プラズマによるCVDの手法としては、従来公知の手法、例えば特開平9−237783号公報に記載されている手法を採用することができる。
またプラズマ発生条件としては、通常、高周波(RF)出力10W〜10kW、被処理物温度0〜500℃、反応室圧力0.005〜13.3kPaが採用される。
As a CVD method using plasma, a conventionally known method, for example, a method described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-237783 can be employed.
As plasma generation conditions, a radio frequency (RF) output of 10 W to 10 kW, an object temperature of 0 to 500 ° C., and a reaction chamber pressure of 0.005 to 13.3 kPa are usually employed.

プラズマCVDに用いる装置としては、平行平板CVD装置が一般的であるが、マイクロ波CVD装置、ECR−CVD装置、および高密度プラズマCVD装置(ヘリコン波方式、高周波誘導方式)を用いることができる。   As an apparatus used for plasma CVD, a parallel plate CVD apparatus is generally used, but a microwave CVD apparatus, an ECR-CVD apparatus, and a high-density plasma CVD apparatus (helicon wave system, high frequency induction system) can be used.

また、プラズマ中で発生する活性種の濃度制御や原料ガスの解離促進のために、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びクリプトンからなる群から選択される不活性ガスが添加されてもよい。また、不活性ガスは1種単独で、あるいは2種以上を混合して用いてもよい。不活性ガスの添加量は、不飽和フッ素化炭素化合物に対する不活性ガスの合計量が、容量比で2〜200となることが好ましく、5〜150となることが特に好ましい。   An inert gas selected from the group consisting of helium, neon, argon, xenon, and krypton may be added to control the concentration of active species generated in the plasma and promote dissociation of the source gas. Moreover, you may use an inert gas individually by 1 type or in mixture of 2 or more types. As for the addition amount of the inert gas, the total amount of the inert gas with respect to the unsaturated fluorinated carbon compound is preferably 2 to 200 by volume ratio, and particularly preferably 5 to 150.

さらに、プラズマ反応用ガスの解離促進および被処理物の損傷低減を目的として低圧水銀ランプなどによる紫外線照射を行ったり、被処理物および反応空間に超音波を照射することもできる。   Furthermore, for the purpose of promoting dissociation of the plasma reaction gas and reducing damage to the object to be processed, ultraviolet irradiation by a low-pressure mercury lamp or the like can be performed, or ultrasonic waves can be irradiated to the object to be processed and the reaction space.

被処理物は特に限定されないが、半導体製造分野、電子電気分野、精密機械分野、その他の分野で絶縁性、撥水性、耐腐食性、耐酸性、潤滑性、光の反射防止性等の機能または性質が要求される物品や部材の表面であり、好ましくは半導体製造分野、電子電気分野の絶縁性が要求される物品や部材の表面であり、該分野で用いられる基板が特に好ましい。   The object to be treated is not particularly limited, but functions such as insulation, water repellency, corrosion resistance, acid resistance, lubricity, light anti-reflection, etc. in the semiconductor manufacturing field, electronic / electrical field, precision machine field, and other fields The surface of an article or member that requires properties, preferably the surface of an article or member that requires insulation in the semiconductor manufacturing field or the electronic / electric field, and a substrate used in this field is particularly preferred.

好ましい基板の具体例としては、単結晶シリコン膜、多結晶シリコン膜及びアモルファスシリコン膜等のシリコン膜;タングステン、モリブデン、チタン及びタンタル等から成るシリサイド膜;SiN、SiON、SiO、BSG(ボロン−シリケートガラス)、PSG(リン−シリケートガラス)、BPSG(ボロン−リン−シリケートガラス)、AsSG(砒素シリケートガラス)、SbSG(アンチモンシリケートガラス)、NSG(窒素−シリケートガラス)、PbSG(鉛−シリケートガラス)及びSOG(スピンオングラス)などのシリコン含有絶縁膜;TiN及びTaNなどの導電性膜;ガリウム−砒素基板;ダイヤモンド状炭素膜やアルミ板;ソーダ石灰ガラス;アルミナ膜;酸化ジルコニウム膜;及び、窒化アルミニウム及び酸化アルミニウムから成るセラミックス;等が挙げられる。 Specific examples of preferable substrates include silicon films such as a single crystal silicon film, a polycrystalline silicon film, and an amorphous silicon film; a silicide film made of tungsten, molybdenum, titanium, tantalum, or the like; SiN, SiON, SiO 2 , BSG (boron- Silicate glass), PSG (phosphorus-silicate glass), BPSG (boron-phosphorus-silicate glass), AsSG (arsenic silicate glass), SbSG (antimony silicate glass), NSG (nitrogen-silicate glass), PbSG (lead-silicate glass) And silicon-containing insulating films such as SOG (spin-on-glass); conductive films such as TiN and TaN; gallium-arsenide substrates; diamond-like carbon films and aluminum plates; soda-lime glass; alumina films; zirconium oxide films; Armini And the like; ceramics consisting arm and aluminum oxide.

3)ドライエッチング方法
本発明のプラズマ反応用ガスを用いる「ドライエッチング」とは、半導体装置の製造工程などで用いられる被エッチング基体上に極めて高集積化された微細パターンを食刻する技術をいう。被エッチング基体とは、例えばガラス基板、シリコン単結晶ウエハー、ガリウム−ヒ素などの基板上に被エッチング材料の薄膜層を備えたものである。
3) Dry Etching Method “Dry etching” using the plasma reaction gas according to the present invention refers to a technique for etching a very highly integrated fine pattern on a substrate to be etched used in a semiconductor device manufacturing process or the like. . The substrate to be etched is a substrate having a thin film layer of a material to be etched on a substrate such as a glass substrate, a silicon single crystal wafer, or gallium arsenide.

被エッチング材料の好適な具体例としては、酸化シリコン膜;TEOS膜、BPSG膜、PSG膜、及びSOG膜;HSQ(Hydrogen silsesquioxane)膜;MSQ(Methyl silsesquioxane)膜;PCB膜;SiOC膜;SiOF膜;あるいは上記膜のポーラス状膜があるが、酸化シリコン膜が特に好ましい。   Preferable specific examples of the material to be etched include a silicon oxide film; a TEOS film, a BPSG film, a PSG film, and an SOG film; an HSQ (Hydrogen silsesquioxane) film; an MSQ (Methyl silsesquioxane) film; a PCB film; an SiOF film Or a porous film of the above film, but a silicon oxide film is particularly preferred.

本発明のドライエッチングにおいては、エッチングの際に照射するプラズマとして、通常1010イオン/cm以上の高密度領域のものを発生せしめる。特に、1010〜1013イオン/cmのプラズマ密度とすることにより、高いエッチング速度及び高選択性を確保することができ、より微細なパターンを形成することができる。 In the dry etching of the present invention, a plasma having a high density region of 10 10 ions / cm 3 or more is usually generated as the plasma irradiated during the etching. In particular, by setting the plasma density to 10 10 to 10 13 ions / cm 3 , a high etching rate and high selectivity can be ensured, and a finer pattern can be formed.

プラズマ発生装置としては、ヘリコン波方式、高周波誘導方式、平行平板タイプ、マグネトロン方式及びマイクロ波方式等の装置が挙げられるが、高密度領域のプラズマ発生が容易なことから、ヘリコン波方式、高周波誘導方式及びマイクロ波方式の装置が好適に使用される。   Examples of plasma generators include helicon wave system, high frequency induction system, parallel plate type, magnetron system and microwave system. However, since plasma generation in a high density region is easy, helicon wave system, high frequency induction. The apparatus of a system and a microwave system is used suitably.

ドライエッチング時の圧力は特別な範囲を選択する必要はなく、一般的には、真空に脱気したエッチング装置内に、本発明のプラズマ反応用ガスを、エッチングチャンバー内が好ましくは0.0013〜1300Pa、特に好ましくは0.13〜1.3Paになるように導入する。   It is not necessary to select a special range for the pressure during dry etching. In general, the plasma reaction gas of the present invention is preferably contained in an etching chamber in an etching apparatus degassed to a vacuum. It introduce | transduces so that it may become 1300 Pa, Most preferably 0.13-1.3 Pa.

ドライエッチング時における被エッチング基体の到達温度は、好ましくは0〜300℃、より好ましくは60〜250℃、特に好ましくは80〜200℃の範囲である。
基体の温度は冷却等により制御しても、制御しなくてもよい。ドライエッチング処理の時間は、一般的には10秒〜10分であるが、本発明のプラズマ反応用ガスは、高速エッチングが可能なので、10秒〜3分として生産性を向上させることが好ましい。
The ultimate temperature of the substrate to be etched during dry etching is preferably in the range of 0 to 300 ° C, more preferably 60 to 250 ° C, and particularly preferably 80 to 200 ° C.
The substrate temperature may or may not be controlled by cooling or the like. The time for the dry etching treatment is generally 10 seconds to 10 minutes. However, since the plasma reaction gas of the present invention can be etched at high speed, it is preferable to improve the productivity as 10 seconds to 3 minutes.

不飽和フッ素化炭素化合物をドライエッチングガスとして使用する場合、プラズマ中で発生するエッチング種の濃度制御やイオンエネルギーの制御のために、ヘリウム、ネオン、アルゴン、キセノン及びクリプトンからなる群から選択される不活性ガスが添加されていてもよい。これらの不活性ガスは1種単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。
不活性ガスの添加量は、不飽和フッ素化炭素化合物に対する不活性ガスの合計量が、容量比で2〜200となることが好ましく、5〜150となることが特に好ましい。
When an unsaturated fluorinated carbon compound is used as a dry etching gas, it is selected from the group consisting of helium, neon, argon, xenon, and krypton in order to control the concentration of etching species generated in the plasma and to control ion energy. An inert gas may be added. These inert gases can be used alone or in combination of two or more.
As for the addition amount of the inert gas, the total amount of the inert gas with respect to the unsaturated fluorinated carbon compound is preferably 2 to 200 by volume ratio, and particularly preferably 5 to 150.

また、エッチングストップを緩和するためにOやOが添加されていてもよい。
やOを添加する場合、不飽和フッ素化炭素化合物に対するO及びOの合計量が、容量比で0.1〜50が好ましく、0.5〜30がより好ましい。
Further, O 2 or O 3 may be added to alleviate the etching stop.
When adding O 2 or O 3 , the total amount of O 2 and O 3 with respect to the unsaturated fluorinated carbon compound is preferably 0.1 to 50, more preferably 0.5 to 30 in terms of volume ratio.

さらに、上記ドライエッチングガスには、レジストやポリシリコンなどのマスクに対する選択性を向上させるために、CO及びCOのいずれか1種以上を添加してもよい。
不飽和フッ素化炭素化合物に対するCO及びCOの合計量は、容量比で5〜150が好ましく、10〜100が特に好ましい。
Furthermore, one or more of CO and CO 2 may be added to the dry etching gas in order to improve selectivity with respect to a mask such as a resist or polysilicon.
The total amount of CO and CO 2 with respect to the unsaturated fluorinated carbon compound is preferably from 5 to 150, and particularly preferably from 10 to 100, by volume ratio.

4)半導体装置の製造方法
本発明の半導体装置の製造方法は、本発明のプラズマ反応用ガスを用いる、ドライエッチング工程、CVD工程及びアッシング工程のいずれか少なくとも1つの工程を有する。
4) Method for Manufacturing Semiconductor Device The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes at least one of a dry etching process, a CVD process, and an ashing process using the plasma reaction gas of the present invention.

「アッシング」とは、プラズマ反応用ガスを含むガスを用い、プラズマ放電により不飽和フッ素化炭素化合物を活性化させて、ドライエッチング装置やCVD装置のチャンバー内にある汚染物質を灰化除去することをいう。また、ドライエッチングやCVDの被処理物表面にある汚染物質を活性種で除去すること、さらには被処理物の表面を活性種で研磨して平坦化することなどをもいう。特に好適には、チャンバー内に堆積した不要なポリマー成分の除去、半導体装置基板の酸化膜除去、半導体装置のレジスト剥離に用いられるものである。
プラズマアッシングでは、プラズマ分解による活性種の発生が必要であり、そのためのプラズマ反応条件が適宜選択される。
“Ashing” refers to ashing and removing contaminants in the chamber of dry etching equipment and CVD equipment by activating unsaturated fluorinated carbon compounds by plasma discharge using a gas containing plasma reaction gas. Say. Further, it means removing contaminants on the surface of an object to be processed by dry etching or CVD with active species, and further polishing and planarizing the surface of the object to be processed with active species. It is particularly preferably used for removing unnecessary polymer components deposited in the chamber, removing an oxide film from the semiconductor device substrate, and removing the resist from the semiconductor device.
In plasma ashing, generation of active species by plasma decomposition is necessary, and plasma reaction conditions for that purpose are appropriately selected.

本発明の半導体装置の製造方法によれば、高集積化、高密度化及び大口径化された高性能な半導体装置を効率よく製造することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a high-performance semiconductor device with high integration, high density, and large diameter can be efficiently manufactured.

以下、実施例および比較例により、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。なお、特に断りがない限り、「部」、「%」及び「ppm」は、それぞれ「重量部」「重量%」及び「重量ppm」を表す。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in detail, this invention is not limited at all by these Examples. Unless otherwise specified, “parts”, “%”, and “ppm” represent “parts by weight”, “wt%”, and “weight ppm”, respectively.

各種分析は、下記に示す分析装置および分析条件で行った。
(1)GC分析A
装置名:ヒューレット・パッカード(株)製 HP−6890
カラム:Frontier Lab Ultra ALLOY+−1(s)(50m×I.D0.25μm、0.4μmdf)
カラム温度:−20℃
インジェクション温度:200℃
キャリヤーガス:窒素(流量1mL/分)
検出器:FID
内部標準物質:n−ブタン
Various analyzes were performed using the following analysis apparatus and analysis conditions.
(1) GC analysis A
Device name: HP-6890 manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.
Column: Frontier Lab Ultra ALLOY + -1 (s) (50 m x ID 0.25 μm, 0.4 μmdf)
Column temperature: -20 ° C
Injection temperature: 200 ° C
Carrier gas: Nitrogen (flow rate 1mL / min)
Detector: FID
Internal standard: n-butane

(2)GC分析B
装置名:(株)島津製作所製 GC−14B
カラム:Unibeads C 60/80 + MS−5A(それぞれ長さ2m、内径3mm)
カラム温度:40℃
キャリヤーガス:He(流量50mL/分)
検出器:TCD
(2) GC analysis B
Device name: GC-14B manufactured by Shimadzu Corporation
Column: Unibeads C 60/80 + MS-5A (length 2 m, inner diameter 3 mm, respectively)
Column temperature: 40 ° C
Carrier gas: He (flow rate 50 mL / min)
Detector: TCD

(3)GC−MS分析
[GC部分]
装置名:ヒューレット・パッカード(株)製 HP−6890
カラム:Frontier Lab Ultra ALLOY+−1(s)(60m×I.D0.25μm、0.4μmdf)
カラム温度:−20℃
[MS部分]
装置名:ヒューレットパッカード 5973 NETWORK
検出器 EI型(加速電圧:70eV)
(3) GC-MS analysis [GC part]
Device name: HP-6890 manufactured by Hewlett-Packard Co., Ltd.
Column: Frontier Lab Ultra ALLOY + -1 (s) (60 m × ID 0.25 μm, 0.4 μmdf)
Column temperature: -20 ° C
[MS part]
Device name: Hewlett Packard 5973 NETWORK
Detector EI type (acceleration voltage: 70eV)

(4)カールフィッシャー分析
カールフィッシャー水分計:平沼産業(株)製 AQ−7
発生液:ハイドラナール(登録商標)アクアライトRS
対極液:アクアライトCN
(4) Karl Fischer analysis Karl Fischer moisture meter: AQ-7 manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.
Generating liquid: Hydranal (registered trademark) Aqualite RS
Counter electrode liquid: Aqualite CN

(製造例1)1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタンの亜鉛還元法によるヘキサフルオロシクロブテンの製造
(1)反応工程
滴下ロート、攪拌機及び還流冷却器を取り付けた硝子製の反応器に、亜鉛末56部、トリグライム80部及び酢酸8部を仕込んだ。次いで、温度を15℃に保った状態で攪拌しながら、1,2−ジクロロヘキサフルオロシクロブタン(シンクエスト社製、100部)を滴下した。滴下終了後、加温して内部温度を70℃まで上昇させ、還流冷却器上部から出てくるガス状生成物を−78℃に冷却したガラストラップ内に捕集した。ガラストラップ内の内容物をガスクロマトグラフィーにて分析(GC分析A)した結果、このものは、目的物であるヘキサフルオロシクロブテン(53部、収率76%)とクロロペンタフルオロシクロブテン(3.8部、収率5%)の混合物であった。
(Production Example 1) Production of hexafluorocyclobutene by the zinc reduction method of 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane (1) Reaction process In a glass reactor equipped with a dropping funnel, a stirrer and a reflux condenser, zinc powder 56 Part, 80 parts triglyme and 8 parts acetic acid. Subsequently, 1,2-dichlorohexafluorocyclobutane (manufactured by Synquest Corp., 100 parts) was added dropwise with stirring while maintaining the temperature at 15 ° C. After completion of the dropping, the mixture was heated to increase the internal temperature to 70 ° C., and the gaseous product emerging from the upper part of the reflux condenser was collected in a glass trap cooled to −78 ° C. The contents in the glass trap were analyzed by gas chromatography (GC analysis A), and as a result, the product was hexafluorocyclobutene (53 parts, yield 76%) and chloropentafluorocyclobutene (3 8 parts, yield 5%).

(2)蒸留工程
上記(1)の操作を繰り返して得られた、ヘキサフルオロシクロブテンとクロロペンタフルオロシクロブテンの混合物262部を、理論段数30段のKS型精留塔(東科精機(株)製)の釜に仕込んだ。釜の温度を5℃に保ち、全還流を1時間行った後、還流比3/120〜3/60範囲に設定して、留分を抜き出し蒸留を行った。その結果、純度99.93%のヘキサフルオロシクロブテンが125部得られた。このヘキサフルオロシクロブテンに含まれる不純物をGC−MS分析したところ、組成式C、CCl及びCで表される化合物がそれぞれ290ppm、280ppm及び130ppm含まれていた。
(2) Distillation Step 262 parts of a mixture of hexafluorocyclobutene and chloropentafluorocyclobutene obtained by repeating the operation of (1) above was converted into a KS type rectification tower (Toshin Seiki Co., Ltd.) having 30 theoretical plates. ))). The temperature of the kettle was maintained at 5 ° C., and total reflux was performed for 1 hour, and then the reflux ratio was set in the range of 3/120 to 3/60, and the fraction was extracted and distilled. As a result, 125 parts of hexafluorocyclobutene having a purity of 99.93% was obtained. As a result of GC-MS analysis of the impurities contained in this hexafluorocyclobutene, the compounds represented by the composition formulas C 4 F 8 , C 2 F 3 Cl and C 4 F 6 were contained in 290 ppm, 280 ppm and 130 ppm, respectively. .

(実施例1)活性炭処理によるCClの含有量が0.5ppm以下のヘキサフルオロシクロブテンの製造
粒状活性炭(武田薬品工業(株)製、GH2X UG)10部を直径1インチ×30cmのSUS316製パイプに充填し、窒素気流下350℃で6時間加熱処理を行った。その後、活性炭をパイプから取り出し、容量150ccのシリンダーに入れた。
次に、製造例1で得られたヘキサフルオロシクロブテン125部を充填し、−15℃に保った冷凍庫内に保管した。3日後及び7日後にシリンダー内部のヘキサフルオロシクロブテンをガスクロマトグラフィーにて分析(GC分析A)したところ、7日後にはCClは検出限界(検出限界:0.5ppm)以下であった。分析結果を第1表に示す。
(Example 1) Production of hexafluorocyclobutene having a content of C 2 F 3 Cl of 0.5 ppm or less by treatment with activated carbon 10 parts of granular activated carbon (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd., GH2X UG) is 1 inch in diameter × 30 cm The SUS316 pipe was filled and heat-treated at 350 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream. Thereafter, the activated carbon was taken out from the pipe and put into a cylinder having a capacity of 150 cc.
Next, 125 parts of hexafluorocyclobutene obtained in Production Example 1 was filled and stored in a freezer maintained at −15 ° C. After 3 days and 7 days, hexafluorocyclobutene in the cylinder was analyzed by gas chromatography (GC analysis A). After 7 days, C 2 F 3 Cl was below the detection limit (detection limit: 0.5 ppm). there were. The analysis results are shown in Table 1.

Figure 2006156539
Figure 2006156539

(実施例2)バルブ開閉法による、窒素、酸素及び水分含有量の少ないヘキサフルオロシクロブテンの製造
新たに準備した容量150ccのSUS316製シリンダー(バルブ付き)を減圧乾燥して、製造例3で得られたヘキサフルオロシクロブテンをフィルターを介して充填した後、該シリンダーを−30℃に保った冷媒中に浸し、シリンダーのバルブ出口側ラインを真空ラインに接続した。
次に、2秒間バルブを開けてシリンダー内部のガスを抜く操作を30分間隔で5回実施した。この処理を行ったシリンダーをガスサンプラー付きのガスクロマトグラフィーに接続して窒素、酸素濃度を測定(GC分析B)したところ、窒素が8容量ppmで、酸素が5容量ppmであった。また、バルブの出口側ラインに針を取り付け、針の先をカールフィッシャー水分分析計に刺し込み、ヘキサフルオロシクロブテンをバブリングさせてカールフィッシャー分析により水分を測定したところ、ヘキサフルオロシクロブテンの水分含有量は5重量ppmであった。
(Example 2) Manufacture of hexafluorocyclobutene with low nitrogen, oxygen and moisture content by valve opening and closing method A newly prepared 150 cc SUS316 cylinder (with valve) was dried under reduced pressure and obtained in Production Example 3. After filling the obtained hexafluorocyclobutene through a filter, the cylinder was immersed in a refrigerant kept at −30 ° C., and the valve outlet side line of the cylinder was connected to a vacuum line.
Next, the operation of opening the valve for 2 seconds to degas the cylinder was performed 5 times at 30 minute intervals. When the cylinder which performed this process was connected to the gas chromatography with a gas sampler and nitrogen and oxygen concentration were measured (GC analysis B), nitrogen was 8 volume ppm and oxygen was 5 volume ppm. In addition, a needle was attached to the outlet line of the valve, the tip of the needle was inserted into a Karl Fischer moisture analyzer, hexafluorocyclobutene was bubbled, and moisture was measured by Karl Fischer analysis. The amount was 5 ppm by weight.

(実施例3)高純度ヘリウム中で全還流操作する方法による、低水分含有量のヘキサフルオロシクロブテンの製造
3方バルブを付した理論段数30段のステンレス製蒸留装置(充填材:ヘリパック)の釜に沸騰石を入れ、その釜を−30℃に冷却し、還流用コンデンサーに−20℃の冷媒を循環させた。釜に、実施例2で得られたヘキサフルオロシクロブテンをシリンダーから移送した。3方バルブの一方より純度99.9999%の高純度ヘリウムを20mL/minの流量で導入して、釜、カラム内及びコンデンサーの気相部分を3分間ヘリウムで置換した。その後、釜を5℃まで徐々に昇温し、ヘキサフルオロシクロブテンを還流させた。その間、ヘリウムは常時還流装置内に供給して系内をヘリウム雰囲気に保った。20分後にコンデンサーの冷却用の冷媒循環を停止し、ヘキサフルオロシクロブテンの蒸気を3方バルブから15秒間抜き出した後、冷媒の循環を再開させて還流状態に戻した。20分後、バルブを閉じて系内を密閉状態にし、釜を−30℃まで冷却した。釜内のヘキサフルオロシクロブテンを真空引きしたシリンダーに移送した。シリンダー内の窒素・酸素をガスクロマトグラフィー分析(GC分析B)したところ、加熱還流操作の実施前に比べて、第2表に示すように減少していた。
また、実施例2と同様に、加熱還流操作後のヘキサフルオロシクロブテン水分を分析したところ、水分含有量は8重量ppmであった。
(Example 3) Production of hexafluorocyclobutene having a low water content by a method of total reflux operation in high-purity helium A 30-stage theoretical distillation apparatus (filler: Helipac) with a three-way valve A boiling stone was placed in the kettle, the kettle was cooled to −30 ° C., and a −20 ° C. refrigerant was circulated through the reflux condenser. The hexafluorocyclobutene obtained in Example 2 was transferred from the cylinder to the kettle. High-purity helium having a purity of 99.9999% was introduced from one of the three-way valves at a flow rate of 20 mL / min, and the gas phase portion of the kettle, the column, and the condenser was replaced with helium for 3 minutes. Thereafter, the temperature of the kettle was gradually raised to 5 ° C. to reflux hexafluorocyclobutene. Meanwhile, helium was constantly supplied into the reflux apparatus to keep the system in a helium atmosphere. After 20 minutes, the refrigerant circulation for cooling the condenser was stopped, the hexafluorocyclobutene vapor was extracted from the three-way valve for 15 seconds, and then the refrigerant circulation was resumed to return to the reflux state. After 20 minutes, the valve was closed to seal the inside of the system, and the kettle was cooled to -30 ° C. The hexafluorocyclobutene in the kettle was transferred to a vacuumed cylinder. When nitrogen / oxygen in the cylinder was analyzed by gas chromatography (GC analysis B), it was decreased as shown in Table 2 compared to before the heating reflux operation.
Moreover, when the hexafluorocyclobutene water | moisture content after heating-refluxing operation was analyzed similarly to Example 2, water content was 8 weight ppm.

Figure 2006156539
Figure 2006156539

(実施例4)実施例2で製造したヘキサフルオロシクロブテン(プラズマ反応用ガス)を用いるドライエッチング
シリコン基板上に厚さが約2μmのシリコン酸化膜を形成し、さらにフォトレジストを厚さ4000Åに塗布、露光することにより、0.13μmのレジストパターンを形成した。この基板をICPプラズマエッチング装置の中にセットし、系内を真空にした。
次いで、実施例3で製造したヘキサフルオロシクロブテン(プラズマ反応用ガス)、酸素、アルゴンを、それぞれ15sccm、15sccm、500sccmの速度で導入した。次いで、系内の圧力を0.1333Paに維持しながら、1011イオン/cmのプラズマ密度でエッチングを行い、エッチング速度およびレジストに対する選択性を測定した。結果を第3表に示す。
Example 4 Dry Etching Using Hexafluorocyclobutene (Plasma Reaction Gas) Produced in Example 2 A silicon oxide film having a thickness of about 2 μm is formed on a silicon substrate, and the photoresist is further made 4000 mm thick. By applying and exposing, a resist pattern of 0.13 μm was formed. This substrate was set in an ICP plasma etching apparatus, and the system was evacuated.
Next, hexafluorocyclobutene (plasma reaction gas) produced in Example 3, oxygen, and argon were introduced at a rate of 15 sccm, 15 sccm, and 500 sccm, respectively. Next, etching was performed at a plasma density of 10 11 ions / cm 3 while maintaining the pressure in the system at 0.1333 Pa, and the etching rate and selectivity to the resist were measured. The results are shown in Table 3.

(比較例1)
プラズマ反応用ガスとして製造例1で得られたヘキサフルオロシクロブテンを用いた以外は実施例4と同様にして実験を行なった。結果を第3表に示す。
(Comparative Example 1)
The experiment was performed in the same manner as in Example 4 except that the hexafluorocyclobutene obtained in Production Example 1 was used as the plasma reaction gas. The results are shown in Table 3.

Figure 2006156539
Figure 2006156539

(実施例5)実施例3で製造したヘキサフルオロシクロブテンをプラズマ反応用ガスとして用いるプラズマCVD法によるフルオロカーボン膜の成膜
実施例3で製造したヘキサフルオロシクロブテンをプラズマ反応用ガスとして用い、プラズマCVD法による成膜を実施した。
基板として一部アルミ蒸着したシリコン酸化膜ウェハを用い、プラズマCVD装置としてマイクロ波CVD装置を用い、下記の条件で実験を行い基板上に厚さ0.3μmのフルオロカーボン膜を得た。このフルオロカーボン膜はボイドの発生もなく緻密で均一であり、基板への密着性も良好であった。フルオロカーボン膜の比誘電率は2.2であった。
(Example 5) Formation of fluorocarbon film by plasma CVD method using hexafluorocyclobutene produced in Example 3 as plasma reaction gas Hexafluorocyclobutene produced in Example 3 was used as plasma reaction gas, and plasma was formed. Film formation by the CVD method was performed.
Using a silicon oxide film wafer partially vapor-deposited as a substrate and using a microwave CVD apparatus as a plasma CVD apparatus, an experiment was performed under the following conditions to obtain a fluorocarbon film having a thickness of 0.3 μm on the substrate. This fluorocarbon film was dense and uniform without generation of voids, and had good adhesion to the substrate. The relative dielectric constant of the fluorocarbon film was 2.2.

ヘキサフルオロシクロブテン(ガス状)の流量:80sccm
アルゴンの流量:300sccm
反応室圧力:0.013kPa
RF出力(周波数2.45GHz):1500W
シャワーヘッド温度:280℃
基板温度:200℃
チャンバー壁温度:300℃
Flow rate of hexafluorocyclobutene (gaseous): 80 sccm
Argon flow rate: 300 sccm
Reaction chamber pressure: 0.013 kPa
RF output (frequency 2.45 GHz): 1500 W
Shower head temperature: 280 ° C
Substrate temperature: 200 ° C
Chamber wall temperature: 300 ° C

次に、成膜したシリコンウェハを真空容器内に置き、減圧下400℃で加温処理を行ったところ、質量分析計(5973 NETWORK、ヒューレットパッカード社製)で塩素由来のイオン種は検出されなかった。   Next, the deposited silicon wafer was placed in a vacuum vessel and heated at 400 ° C. under reduced pressure. As a result, a mass spectrometer (5973 NETWORK, manufactured by Hewlett Packard) did not detect chlorine-derived ion species. It was.

(比較例2)
プラズマ反応用ガスとして製造例1で得られたヘキサフルオロシクロブテンを用いた以外は実施例5と同様にして実験を行なったところ、基板上に厚さ0.3μmのフルオロカーボン膜を得た。このフルオロカーボン膜はところどころボイドの発生が認められ、基板への密着性も不良であった。また、フルオロカーボン膜の比誘電率は2.4であり、成膜したシリコンウェハを真空容器内に置き、減圧下400℃で加温処理を行ったところ、質量分析計により塩素由来のイオン種が検出された。
(Comparative Example 2)
An experiment was conducted in the same manner as in Example 5 except that the hexafluorocyclobutene obtained in Production Example 1 was used as the plasma reaction gas. As a result, a fluorocarbon film having a thickness of 0.3 μm was obtained on the substrate. In this fluorocarbon film, voids were observed in some places, and the adhesion to the substrate was poor. The relative dielectric constant of the fluorocarbon film is 2.4. When the silicon wafer thus formed is placed in a vacuum container and heated at 400 ° C. under reduced pressure, the ion species derived from chlorine is detected by a mass spectrometer. was detected.

ドライエッチングにおいて、クロロトリフルオロエチレン量が検出限界以下のヘキサフルオロシクロブテンを用いた実施例1は、クロロトリフルオロエチレン量が280ppmのヘキサフルオロシクロブテンを用いた比較例1よりも、ドライエッチング速度およびレジストに対する選択性に優れ、良好なパターンが形成可能であることがわかった。   In dry etching, Example 1 using hexafluorocyclobutene whose amount of chlorotrifluoroethylene was below the detection limit was higher in dry etching rate than Comparative Example 1 using hexafluorocyclobutene having a chlorotrifluoroethylene amount of 280 ppm. In addition, it was found that a good pattern can be formed with excellent selectivity to a resist.

また、CVDにおいては、クロロトリフルオロエチレン量が検出限界以下のヘキサフルオロシクロブテンを用いた実施例5のフルオロカーボン膜は、クロロトリフルオロエチレン量が280ppmのヘキサフルオロシクロブテンを用いた比較例2のフルオロカーボン膜よりも、誘電率が低く、基板の密着性に優れ、ボイドの発生もなかった。また、成膜後の加熱処理において塩素由来のイオン種(腐食性ガス)が発生しない優れたものであった。   In addition, in CVD, the fluorocarbon film of Example 5 using hexafluorocyclobutene having a chlorotrifluoroethylene amount below the detection limit is the same as that of Comparative Example 2 using hexafluorocyclobutene having a chlorotrifluoroethylene amount of 280 ppm. The dielectric constant was lower than that of the fluorocarbon film, the adhesion to the substrate was excellent, and no void was generated. Further, it was excellent in that no ionic species (corrosive gas) derived from chlorine was generated in the heat treatment after film formation.

Claims (8)

不飽和フッ素化炭素化合物を90容量%以上含有し、塩素原子含有化合物の含有量が100重量ppm以下であるプラズマ反応用ガス。   A plasma reaction gas containing 90% by volume or more of an unsaturated fluorinated carbon compound and a chlorine atom-containing compound content of 100 ppm by weight or less. 前記不飽和フッ素化炭素化合物が、ヘキサフルオロシクロブテンである請求項1に記載のプラズマ反応用ガス。   The gas for plasma reaction according to claim 1, wherein the unsaturated fluorinated carbon compound is hexafluorocyclobutene. 不飽和フッ素化炭素化合物を90容量%以上含有し、クロロトリフルオロエチレンの含有量が100重量ppm以下であるプラズマ反応用ガス。   A plasma reaction gas containing 90% by volume or more of an unsaturated fluorinated carbon compound and having a content of chlorotrifluoroethylene of 100 ppm by weight or less. プラズマ反応用ガスの全量に対して、残余の微量ガスとして含まれる窒素ガスと酸素ガスの合計量が200容量ppm以下である請求項1〜3のいずれかに記載のプラズマ反応用ガス。   The plasma reaction gas according to any one of claims 1 to 3, wherein the total amount of nitrogen gas and oxygen gas contained as the remaining trace gas is 200 ppm by volume or less with respect to the total amount of the plasma reaction gas. 水分含有量が30重量ppm以下である請求項1〜4のいずれかに記載のプラズマ反応用ガス。   The gas for plasma reaction according to any one of claims 1 to 4, wherein the water content is 30 ppm by weight or less. 請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ反応用ガスを用いるCVD法によるフルオロカーボン膜の成膜方法。   A method for forming a fluorocarbon film by a CVD method using the plasma reaction gas according to claim 1. 請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ反応用ガスを用いるドライエッチング方法。   A dry etching method using the plasma reaction gas according to claim 1. 請求項1〜5のいずれかに記載のプラズマ反応用ガスを用いる、ドライエッチング工程、CVD工程及びアッシング工程のいずれか少なくとも1つの工程を有する半導体装置の製造方法。   A method for manufacturing a semiconductor device comprising at least one of a dry etching process, a CVD process, and an ashing process using the plasma reaction gas according to claim 1.
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