JP2019009335A - エッチング方法およびプラズマエッチング用材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るエッチング方法は、ハロゲン化炭化水素を含むガスと、C4F6O3を含むガスとをプラズマ反応チャンバー内に導入し、前記プラズマ反応チャンバー内でプラズマにより活性種を形成させてSi含有材料のエッチングを行うことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
。
本発明に係るエッチング方法の一態様は、
ハロゲン化炭化水素を含むガスと、無水トリフルオロ酢酸(C4F6O3)を含むガスとをプラズマ反応チャンバー内に導入し、前記プラズマ反応チャンバー内でプラズマにより活性種を形成させてSi含有材料のエッチングを行うことを特徴とする。
ゲン化炭化水素の効果により凹部側壁にフルオロカーボンポリマーの堆積を制御したエッチングが実行可能となり、Si含有材料基板に対して垂直方向に精度の高いエッチングが実行できる。
適用例1のエッチング方法において、
前記Si含有材料は、SiN、アモルファスカーボン、炭素以外の元素をドーピングしたアモルファスカーボン、Si、金属窒化物、金属酸化物、有機フォトレジストおよび金属よりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第1膜と、SiO、SiON、SiOC、SiOH、およびSiOCHよりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第2膜とを有し、
前記Si含有材料のうち前記第2膜を選択的に除去することができる。
適用例1または適用例2のエッチング方法において、
前記ハロゲン化炭化水素が下記一般式(1)で表わされる化合物であることができる。
CaXbHc ・・・・・(1)
(上記一般式(1)中、aは1以上5以下であり、bは1以上9以下であり、cは0以上4以下であり、Xはフッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子よりなる群から選択される1種のハロゲン原子である。)
適用例1ないし適用例3のいずれか1例のエッチング方法において、
前記ハロゲン化炭化水素が、CF4、CF3I、C2F3I、C3F5I、C3F7I、C2F6、C3F6、C3F8、C4F8、C4F6、C5F8、C6F6、CH3F、CHF3、CH2F2、C2HF5、C3HF5、C3H2F4、C3H2F6、C4HF7およびC4H2F6よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことができる。
適用例1ないし適用例3のいずれか1例のエッチング方法において、
前記ハロゲン化炭化水素が、C4F6およびC4F8よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことができる。
6O3の活性種は、付着係数が低く、エッチング対象であるSi含有材料に形成された凹部の底部まで到達することができる。従って、前記凹部の底部まで均一、高精度にエッチングすることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか1例のエッチング方法において、
前記プラズマ反応チャンバー内に不活性ガスをさらに導入することができる。
適用例6のエッチング方法において、
前記不活性ガスが、N2、He、Ar、Ne、KrおよびXeよりなる群から選択される少なくとも1種のガスを含むことができる。
適用例1ないし適用例7のいずれか1例のエッチング方法において、
前記プラズマ反応チャンバー内に酸化性ガスをさらに導入することができる。
適用例8のエッチング方法において、
前記酸化性ガスは、O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NOF、SO2またはCOSよりなる群から選択される少なくとも1種のガスを含むことができる。
適用例1ないし適用例9のいずれか1例のエッチング方法において、
前記Si含有材料が0.5:1〜20:1の深さ対幅のアスペクト比の凹部を有することができる。
適用例1ないし適用例9のいずれか1例のエッチング方法において、
前記Si含有材料が21:1〜300:1の深さ対幅のアスペクト比の凹部を有することができる。
適用例1ないし適用例11のいずれか1例のエッチング方法において、
前記C4F6O3の純度が99.9重量%以上100重量%未満であり、かつ、含酸素
不純物が0重量ppm以上100重量ppm以下であることができる。
適用例12のエッチング方法において、
前記含酸素不純物としてH2Oを含み、前記H2Oの含有量が0.1重量ppb以上20重量ppm以下であることができる。
適用例12または適用例13のエッチング方法において、
前記含酸素不純物としてトリフルオロ酢酸を含み、前記トリフルオロ酢酸の含有量が0.1重量ppb以上20重量ppm以下であることができる。
適用例1ないし適用例14のいずれか1例のエッチング方法において、
前記C4F6O3は、前記プラズマ反応チャンバー内に導入される前に、表面粗度が0〜6ミクロンである内表面を有する金属製容器に収納されることができる。表面粗度は原子間力顕微鏡(AFM)またはレーザー顕微鏡により測定することができる。
本発明に係るプラズマエッチング用材料の一態様は、
C4F6O3およびハロゲン化炭化水素を含み、
前記ハロゲン化炭化水素は、CF4、CF3I、C2F3I、C3F5I、C3F7I、C2F6、C3F6、C3F8、C4F8、C4F6、C5F8、C6F6、CH3F、CHF3、CH2F2、C2HF5、C3HF5、C3H2F4、C3H2F6、C4HF7およびC4H2F6よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする。
本実施形態に係るエッチング方法は、ハロゲン化炭化水素を含むガスと、C4F6O3を含むガスとをプラズマ反応チャンバー内に導入し、前記プラズマ反応チャンバー内でプラズマにより活性種を形成させてSi含有材料のエッチングを行う方法である。また、本実施形態に係るエッチング方法では、前記プラズマ反応チャンバー内に不活性ガスをさらに導入してもよく、前記プラズマ反応チャンバー内に酸化性ガスをさらに導入してもよい。ハロゲン化炭化水素を含むガス、C4F6O3を含むガス、不活性ガスおよび酸化性ガスは、プラズマ反応チャンバー導入前に混合されてもよく、プラズマ反応チャンバー内で混合されてもよい。
本実施形態に係るエッチング方法は、Si含有材料のエッチングに使用することができる。ここでSi含有材料は、被エッチング処理体であるが、該被エッチング処理体と比較的エッチングされにくい材料(例えばマスク材料)との組み合わせであってもよい。被エッチング処理体であるSi含有材料としては、ケイ素原子を含む材料であれば特に限定されず、ケイ素原子および酸素原子を含む材料(例えばシリコン酸化物含有膜)であってもよい。ケイ素原子および酸素原子を含む材料は、シリコン窒化物、アモルファスカーボン、ドープドアモルファスカーボン、Si、金属窒化物、金属酸化物、有機フォトレジストおよび金属よりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第1膜により一部が被覆されていてもよい。ケイ素原子および酸素原子を含む材料は、SiO、SiON、SiOC、SiOH、およびSiOCHよりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第2膜であってもよい。被エッチング処理体がシリコン酸化物である場合、第1膜としてはSiN、アモルファスカーボンおよび/またはポリシリコンが特に好適である。
ープドアモルファスカーボン、Si、金属窒化物、金属酸化物、有機フォトレジスト、金属またはこれらの材料のあらゆる組み合わせを含む材料が挙げられるが、これらに限定されない。第2膜の具体例としては、ケイ素原子および酸素原子を含む材料が挙げられる。ケイ素原子および酸素原子を含む材料としては、SiO、SiON、SiOC、SiOH、SiOCHまたはこれらの材料のあらゆる組み合わせを含む材料が挙げられるが、これらに限定されない。これらの被エッチング処理体11は、第2膜で一部が被覆されていてもよい。被エッチング処理体11は、被エッチング処理体ホルダー12上に配置することができる。プラズマ反応チャンバー21内には、エッチング処理を行うための被エッチング処理体を1〜200個程度収容することができる。
バブリングによりハロゲン化炭化水素の蒸気を同伴させて導入する方法が好適に用いられるが、これらに限定されない。バブリングするために導入するキャリアガスとしては、Ar、He、N2、およびそれらの混合物が挙げられるが、これに限定されない。ハロゲン化炭化水素を含むガスおよび/またはC4F6O3を含むガスを液体状態で導入する場合には、プラズマ反応チャンバー21内に液滴を滴下し蒸発させる方法が好適に用いられる。流量調整機構32はハロゲン化炭化水素を含むガスの性状、特性等に応じて、流量調整機構34はC4F6O3を含むガスの性状、特性等に応じて、マスフローコントローラ、可変リークバルブ、または液体流量計を使用することができるが、これらに限定されない。
CaXbHc ・・・・・(1)
(上記一般式(1)中、aは1以上5以下であり、bは1以上9以下であり、cは0以上4以下であり、Xはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子よりなる群から選択される1種のハロゲン原子である。aは好ましくは3以上5以下であり、bは好ましくは1以上9以下であり、cは好ましくは2以上3以下であり、Xは好ましくはフッ素原子および/またはヨウ素原子である。)
プラズマを維持するために、プラズマ反応チャンバー21内に不活性ガスをさらに導入することができる。不活性ガスは、He、N2、Ar、Xe、Kr、Neまたはそれらの組み合わせとすることができる。ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および不活性ガスは、プラズマ反応チャンバー21に導入する前に混合してもよい。ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および不活性ガスは、プラズマ反応チャンバー21に別個に導入された後、プラズマ反応チャンバー21内で混合されてもよい。ハロゲン化炭化水素およびC4F6O3ガスをプラズマ反応チャンバー21に断続的に導入しながら、不活性ガスをプラズマ反応チャンバー21に連続的に導入してもよい。導入する不活性ガス量は、ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および不活性ガスの合計量の0%v/v〜99.5%v/vとすることが好ましく、10%v/v〜99%v/vとすることがより好ましく、50%v/v〜95%v/vとすることが特に好ましい。プラズマを安定に発生させ、プラズマ反応チャンバー21内で活性種を発生させるためには、Arガスが特に好適である。
プラズマ反応チャンバー21内に酸化性ガスをさらに導入することもできる。本発明においては、C4F6O3の分子内に3個の酸素原子が含まれるため、酸化性ガスを導入しなくてもエッチングを実施することができる。しかし、より精密にエッチングを制御するために、酸化性ガスを導入してもよい。酸化性ガスとしては、O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NOF、SO2またはCOSよりなる群から選択される少なくとも1種のガスおよびこれらの組み合わせを使用することができる。ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および酸化性ガスは、プラズマ反応チャンバー21に導入する前に混合してもよい。酸化性ガスを、ハロゲン化炭化水素およびC4F6O3とは別に、プラズマ反応チャンバー21に導入してもよい。ハロゲン化炭化水素およびC4F6O3ガスをプラズマ反応チャンバー21に断続的に導入しながら、酸化性ガスをプラズマ反応チャンバー21に連続的に導入してもよい。導入する酸化性ガス量は、ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および酸化性ガスの合計量の0%v/v〜100%v/vとすることができる(100%とは、連続的な導入ではなく、酸化性ガス以外のガスと純粋な酸化性ガスを交互に導入するような場合をいう。例えばハロゲン化炭化水素およびC4F6O3を混合して一定時間導入した後に、ハロゲン化炭化水素およびC4F6O3の供給を停止して、100%v/vの酸化性ガスを導入する工程を繰り返すような場合である)。
C4F6O3は、その製造工程に起因する不純物としてトリフルオロ酢酸を含有することがある。また、C4F6O3は、含酸素不純物により分解されやすく、分解生成物としてトリフルオロ酢酸が生成することもある。さらにプラズマ条件下においては、これらの酸化性物質である含酸素不純物も励起され、水素・水酸化ラジカルを発生し、プロセス上不要な酸化還元反応を引き起こすという問題がある。よって、C4F6O3の純度は99.9重量%以上100重量%未満であることが好ましい。特に含酸素不純物はエッチング
性能低下に及ぼす影響が大きいことから、含酸素不純物含有量は0重量ppm以上100重量ppm以下であることが好ましい。含酸素不純物含有量の上限値は100重量ppmであることが好ましいが、50重量ppmであることがより好ましく、5重量ppmであることが特に好ましい。
本実施形態に係るエッチング方法において、C4F6O3中の不純物を低減させるため、C4F6O3はプラズマ反応チャンバー内に導入される前には、表面粗度が0〜6ミクロンである内表面を有する金属製容器に収納されることが好ましい。表面粗度が0〜6ミクロンである内表面を有する金属製容器は、容器洗浄後の乾燥工程において内表面に残留する水分が除去されやすい。従って容器内水分濃度が低い状態でC4F6O3を充填することができ、水分含有量の低いC4F6O3をプラズマ反応チャンバー内に供給することができる。
二水素ナトリウム、二リン酸水素ナトリウムの少なくとも1種からなるものであれば好ましく、中でもクエン酸二アンモニウムが特に好ましい。クエン酸二アンモニウム、リン酸二水素ナトリウム、二リン酸水素ナトリウムの少なくとも1種であれば金属製容器内面の防錆被膜に悪影響を与えにくく、かつ、洗浄作業環境が穏やかであり、酸洗浄液を廃棄する際の中和も容易である。特にクエン酸二アンモニウムであれば、金属原子、リン原子、硫黄原子を含まないため、金属製容器内に充填する材料を汚染する恐れが低く、該材料を使用した成膜工程にも悪影響を与えにくい点で好ましい。乾燥工程は、窒素ガス、乾燥空気等を容器内部に吹き付けることにより実施することができるが、特にこれに限定されず不活性ガスであればよい。ヒーターを用いて金属製容器を加熱し、さらに水分残留量を低減することもできる。
本実施形態に係るエッチング方法によれば、ハロゲン化炭化水素と、C4F6O3を含むガスとをプラズマ反応チャンバー内に導入して、プラズマによって活性種を発生させることができる。こうして発生した活性種は、Si含有材料のプラズマエッチングを実行する。特にSiO、SiON、SiOC、SiOH、およびSiOCHに代表されるケイ素原子と酸素原子を有する膜を高いエッチング速度でエッチングすることができる。このため、SiN、アモルファスカーボン、ドープドアモルファスカーボン、Si、金属窒化物、金属酸化物、有機フォトレジストおよび金属よりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第1膜と、ケイ素原子および酸素原子を含有する第2膜とを有するSi含有材料をエッチングする場合に、高いエッチング速度で、第2膜を選択的に除去することができる。本実施形態に係るエッチング方法では、Si含有材料に形成された凹部をエッチングする場合において、凹部の側壁に堆積するポリマーにより該側壁を保護しながら、高速で凹部の底部のみをエッチングすることができる。また、凹部の底部に供給される活性種の組成比が安定であることから均一なエッチングを実行できる。以上のことから、本実施形態に係るエッチング方法は、高アスペクト比を有する凹部のエッチングにも、低アスペクト比を有する凹部のエッチングにも好適である。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
C4F6O3を含むガスを貯蔵するための金属製容器について、容器内表面処理を行った。容器内表面処理は、湿式研磨工程、洗浄工程、乾燥工程の順に実施された。
研磨装置によれば、研磨剤は遠心力によって公転軌跡外方側に集中し、その研磨剤に対して金属製容器内面が相対的に回転移動することになる。すると金属製容器内面が研磨剤と接触することで研磨される。研磨剤は1種類のみを用いてもよいが、第1研磨剤により研磨した後に、組成の異なる第2研磨剤により研磨すると、さらに効果的である。第2研磨剤による研磨は複数回実施してもよい。本実施例においては第1研磨剤による研磨後には、金属製容器の内表面の表面粗度は3〜5ミクロン程度であった。第1研磨剤による研磨後に、第2研磨剤による研磨を実施したところ、金属製容器の内表面の表面粗度は1ミクロン程度であった。
・使用した金属製容器:ステンレススチール製、内容量1L、円筒型
・使用した金属製容器の初期の表面粗度:15ミクロン
・使用した第1研磨剤:粒径5mmの球状セラミックス製研磨剤、水1リットルに対して5g
・使用した第2研磨剤:粒径5mmの球状アルミナ含有セラミックス研磨剤、水1リットルに対して15g
・使用した酸洗浄液:0.1%クエン酸二アンモニウム水溶液
・ベーキング条件:窒素ガス流通下、120℃、12時間
後述の実施例および比較例で用いたC4F6O3の純度は、下表1に示す通りであった。C4F6O3について純度および不純物含有量を測定した結果を表1に示す。高純度であり、水分およびトリフルオロ酢酸含有量が低いC4F6O3を後述の実施例1ないし実施例3に使用することにより、高いエッチング性能が得られた。
所定の条件下におけるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン膜およびアモルファスカーボン膜のエッチング速度の測定には、SemiLab社製エリプソメトリー(機種名:SE−2000)、日立製作所社製SEM(機種名:S−5200)を使用した。
所定の条件下におけるシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコンおよびアモルファスカーボン膜のエッチング速度を上述の方法により測定し、シリコン酸化膜のエッチング速度を、シリコン窒化膜、ポリシリコンまたはアモルファスカーボン膜のエッチング速度で除した値を選択比とした。
図1に示す装置を用いて、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコンおよびアモルファスカーボン膜のエッチングを実施した結果を表2および表3に示す。ハロゲン化炭化水素、C4F6O3および不活性ガスは、それぞれマスフローコントローラにより制御された流量を供給し、プラズマ反応チャンバー導入前に混合した後に、プラズマ反応チャンバー21に導入した。ハロゲン化炭化水素およびC4F6O3の合計流量は10SCCM,不活性ガスの流量は90SCCMとした。プラズマ反応チャンバー21に導入されたガスはプラズマにより励起される。プラズマ反応チャンバー21内の温度は25℃となるように温度調節機構により調整した。プラズマ反応チャンバー21内の圧力は30mTorrとなるように圧力調整機構により調整した。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜、ポリシリコン膜
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量90SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6
・ハロゲン化炭化水素(C4F6)およびC4F6O3の合計流量:10SCCM(それぞれの流量は表2および表3中に示す)
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
実施例1と同様に、図1に示す装置を用いて、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコンおよびアモルファスカーボン膜のエッチングを実施した結果を表4および表5に示す。ハロゲン化炭化水素とC4F6O3の合計流量は6.0SCCM、不活性ガスの流量は94SCCMとした。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜、ポリシリコン膜
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量94SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6
・ハロゲン化炭化水素(C4F6)およびC4F6O3の合計流量:6.0SCCM(それぞれの流量は表4および表5中に示す)
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
実施例1と同様に、図1に示す装置を用いて、Low−k膜のエッチングを実施した。ハロゲン化炭化水素とC4F6O3の合計流量は6.0SCCM,不活性ガスの流量は94SCCMとした。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:Low−k膜(SKW Associates, Inc.社より購入のBlack DiamondII(登録商標)膜)
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量94SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6(流量1.5SCCM)
・C4F6O3の流量:4.5SCCM
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
る、Si−CH3結合に起因する波数1270cm-1付近の強度は小さくなる。本実施例では、Si−CH3結合に起因する波数1270cm-1付近の強度はエッチング前と比較して、エッチング後には12.9%減少するにとどまり、ダメージが少なかったことが確認できた。
ハロゲン化炭化水素としてC4F8を使用した以外は、実施例1と同様の条件で、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコンおよびアモルファスカーボン膜のエッチングを実施した。その結果、実施例1とほぼ同様の結果が得られ、酸化性ガスを導入しなくてもシリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜またはポリシリコン膜と比較してシリコン酸化膜を選択的にエッチングできることがわかった。
また、ハロゲン化炭化水素としてC4F8を使用した以外は、実施例3と同様の条件で、Low−k膜のエッチングを実施した。その結果、実施例3とほぼ同様の結果が得られ、Low−k膜へのダメージが少なく、エッチング速度が十分に速いエッチングを実施できることが確認された。
C4F6O3の代わりに、ハロゲン化炭化水素として広く用いられているC4F6を使用した以外は、実施例1と同様にしてエッチングを行った。図1に示す装置を用いて、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコン、およびアモルファスカーボン膜のエッチングを実施した結果を表6および表7に示す。ハロゲン化炭化水素(C4F6)の流量は10SCCM,不活性ガスおよび酸化性ガス(O2)の合計流量は90SCCMとした。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜、ポリシリコン膜
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン
・酸化性ガス:酸素
・不活性ガスおよび酸化性ガスの合計流量:90SCCM(それぞれの流量は表8および表9中に示す)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6(流量10SCCM)
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
、エッチングの制御が困難であることを示している。
C4F6O3の代わりに、オキシフルオロカーボンであるパーフルオロヒドロフラン(C4F8O)を使用した結果を表8、表9に示す。酸化性ガスは使用せず、ハロゲン化炭化水素としてC4F6を使用した。実施例1と同様にして、図1に示す装置を用いて、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、ポリシリコンおよびアモルファスカーボン膜のエッチングを実施した。ハロゲン化炭化水素とC4F8Oの合計流量は10SCCM、不活性ガスの流量は90SCCMとした。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜、ポリシリコン膜
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量90SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6
・ハロゲン化炭化水素(C4F6)およびC4F8Oの合計流量:10SCCM(それぞれの流量は表8および表9中に示す)
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
前述の実施例1では、ハロゲン化炭化水素であるC4F6と、C4F6O3を導入してエッチングを行った結果を示したが、本比較例では同様のエッチングをC4F6を導入しない条件で実施した結果を示す。ハロゲン化炭化水素の流量は0SCCM、C4F6O3の流量は6〜10SCCM、不活性ガスの流量は90〜94SCCMとした。それぞれの流量は表10および表11に記載した。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、アモルファスカーボン膜、ポリシリコン膜
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量90〜94SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:なし
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
実施例3と同様に、図1に示す装置を用いて、Low−k膜のエッチングを実施した。ハロゲン化炭化水素であるC4F6(流量は10SCCM)、酸素(流量は13SCCM)、不活性ガス(Ar、流量は77SCCM)を使用した。
・プラズマ反応チャンバー:LAMリサーチ社製 4520XLEを使用した。
・温度:25℃
・被エッチング処理体:Low−k膜(SKW Associates, Inc.社より購入のBlack DiamondII(登録商標)膜)
・処理容器内圧力:30mTorr
・不活性ガス:アルゴン(流量77SCCM)
・ハロゲン化炭化水素:C4F6(流量10SCCM)
・酸素:流量13SCCM
・エッチング時間:60秒
・高周波電力:27MHz,750W
・高周波バイアス電力:2MHz,1500W
る分析を行った。その結果、比較例4では、Si−CH3結合に起因する波数1270cm-1付近の強度はエッチング前と比較して、エッチング後には24.9%減少した。実施例4では12.9%であったのに対し、本比較例4ではダメージが大きいことが確認できた。
Claims (16)
- ハロゲン化炭化水素を含むガスと、C4F6O3を含むガスとをプラズマ反応チャンバー内に導入し、前記プラズマ反応チャンバー内でプラズマにより活性種を形成させてSi含有材料のエッチングを行うことを特徴とする、エッチング方法。
- 前記Si含有材料が、シリコン、窒化シリコン、アモルファスカーボン、ドープドアモルファスカーボン、金属窒化物、金属酸化物、有機フォトレジストおよび金属よりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第1膜と、SiO、SiON、SiOC、SiOH、およびSiOCHよりなる群から選択される少なくとも1種の材料からなる第2膜とを有し、
前記Si含有材料のうち前記第2膜を選択的に除去することを特徴とする、請求項1に記載のエッチング方法。 - 前記ハロゲン化炭化水素が下記一般式(1)で表わされる化合物であることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載のエッチング方法。
CaXbHc・・・・・(1)
(上記一般式(1)中、aは1以上5以下であり、bは1以上9以下であり、cは0以上4以下であり、Xはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、およびヨウ素原子よりなる群から選択される1種のハロゲン原子である。) - 前記ハロゲン化炭化水素が、CF4、CF3I、C2F3I,C3F5I、C3F7I、C2F6、C3F6、C3F8、C4F8、C4F6、C5F8、C6F6、CH3F、CHF3、CH2F2、C2HF5、C3HF5、C3H2F4、C3H2F6、C4HF7およびC4H2F6よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記ハロゲン化炭化水素が、C4F6およびC4F8よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記プラズマ反応チャンバー内に不活性ガスをさらに導入する、請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記不活性ガスが、N2、He、Ar、Ne、KrおよびXeよりなる群から選択される少なくとも1種のガスを含むことを特徴とする、請求項6に記載のエッチング方法。
- 前記プラズマ反応チャンバー内に酸化性ガスをさらに導入する、請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記酸化性ガスは、O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NOF、SO2またはCOSよりなる群から選択される少なくとも1種のガスを含むことを特徴とする、請求項8に記載のエッチング方法。
- 前記Si含有材料が0.5:1〜20:1の深さ対幅のアスペクト比の凹部を有することを特徴とする、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記Si含有材料が21:1〜300:1の深さ対幅のアスペクト比の凹部を有することを特徴とする、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記C4F6O3の純度が99.9重量%以上100重量%未満であり、かつ、含酸素不純物が0重量ppm以上100重量ppm以下であることを特徴とする、請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- 前記含酸素不純物としてH2Oを含み、前記H2Oの含有量が0.1重量ppb以上20重量ppm以下であることを特徴とする、請求項12に記載のエッチング方法。
- 前記含酸素不純物としてトリフルオロ酢酸を含み、前記トリフルオロ酢酸の含有量が0.1重量ppb以上20重量ppm以下であることを特徴とする、請求項12または請求項13に記載のエッチング方法。
- 前記C4F6O3は、前記プラズマ反応チャンバー内に導入される前に、表面粗度が0〜6ミクロンである内表面を有する金属製容器に収納されていることを特徴とする、請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載のエッチング方法。
- C4F6O3およびハロゲン化炭化水素を含み、
前記ハロゲン化炭化水素は、CF4、CF3I、C2F3I,C3F5I、C3F7I、C2F6、C3F6、C3F8、C4F8、C4F6、C5F8、C6F6、CH3F、CHF3、CH2F2、C2HF5、C3HF5、C3H2F4、C3H2F6、C4HF7およびC4H2F6よりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことを特徴とする、プラズマエッチング用材料。
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