JP4219091B2 - 半導体材料のエッチング方法 - Google Patents

Description

【０００１】
技術分野
本発明は、広くは、ドライエッチングおよびドライクリーニングに関する。更に詳しくは、本発明は、半導体材料のプラズマエッチング用のヒドロフルオロカーボン族（ｆａｍｉｌｙ）の使用に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスは、ウェハーに対する四つの基本操作、すなわち、層形成（ｌａｙｅｒｉｎｇ）、パターン形成（ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）／エッチング、ドーピングおよび熱処理の反復利用によって製造される。ウェハーの表面からの材料の選択的除去が関わるパターン形成／エッチングは本明細書において特に関心がある。更に詳しくは、材料は、特定の幾何学模様でウェハーの表面にフォトレジストを選択的に塗布し、その後、ウェハーを化学エッチング剤にさらすことにより除去される。フォトレジストによって覆われるウェハーの面はエッチング剤から保護される一方で、エッチング剤にさらされたままの面はエッチング剤によってある程度除去される。従って、材料は、フォトレジストによって形成される幾何学模様で除去される。「エッチング」という用語はこの選択的な材料除去を意味する。
【０００３】
基本的に二つのタイプのエッチング、すなわち、ウェトエッチングとドライエッチングがある。ウェットエッチングは、ウェハーの表面上の保護されていない材料と反応し、可溶生成物を形成し、その後、その生成物が溶媒で除去される液体腐食性試薬の使用が関わる。ドライエッチングとは、材料との反応による化学的、あるいは表面衝撃による物理的のいずれか一方でウェハーの保護されていない表面から材料を除去する高エネルギー気体分子、イオン、および／またはラジカルを用いるプラズマ法およびプラズマ発生法を意味する。このプラズマプロセスは、半導体の製造において用いられる反応器または他の装置の表面を浄化するためにも用いることができる。従って、本明細書におけるエッチングおよびエッチング剤に関する議論は浄化用途にも当てはまる。プラズマプロセスに一般に適用されるその他の用語には、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、高密度プラズマエッチング、イオンミリング（ｍｉｌｌｉｎｇ）、リアクティブイオンミリング、化学イオンビームエッチングおよびスパッターエッチングが挙げられる。最近、産業界は、ドライエッチングがもつより洗練されたパターン形成制御のためにウェットエッチングから後退し、ドライエッチングに移行してきた。
【０００４】
半導体産業がドライエッチングに移行するにつれて、用いられるエッチング化学薬品と生成する副生物の使用および処分に対する環境懸念が増大している。エッチングにおいて、エッチング化学薬品の一部は反応しない傾向があり、種々の反応副生物に加えて反応からの排出物中に存在する。こうしたエッチング化学薬品の排出は、ますます監視されるようになりつつある。
【０００５】
例えば、四弗化炭素、ヘキサフルオロエタン、パーフルオロプロパン、三弗化窒素、ビス（トリフルオロメチル）ジスルフィド、六弗化硫黄などの従来のエッチング化学薬品、および四弗化炭素とヘキサフルオロエタンなどのそれらの過弗化副生物は、比較的高い地球温暖化係数（ｇｒｏｂａｌ ｗａｒｍｉｎｇ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）をもっている。地球温暖化係数（本明細書においてＧＷＰ）とは、ＣＯ_２を基準にした地球温暖化に寄与する化合物の能力を意味する。ＧＷＰは、化合物の推定大気圏寿命および赤外線吸収能力に基づく計算値である。ＧＰＷは、１００年の計画対象期間が最も一般的である異なる計画対象期間にわたって気候変動に関する政府間パネル（ＩＰＣＣ）によって報告されている。本明細書において用いられるＧＰＷは、特に指定しないかぎり１００年の計画対象期間に基づいている。政府および国際条約は、こうした高ＧＰＷ化学薬品の排出を減少させるか、あるいは無くすことをますます要求しつつある。これらの制約の結果として、半導体製造用のこれらの化学薬品の商業的利用可能性が困難になりつつある。
【０００６】
プラズマエッチングおよびクリーニングに関わる環境懸念を軽減する試みは現在のところ以下の四つのカテゴリーに分類される。（１）より少ない量のＧＷＰ化学薬品を大気に排出するようにエッチングおよび／またはクリーニングプロセスを最適化する。（２）エッチングおよび／またはクリーニング化学薬品を大気排出なしに適切に処分または再使用できるように、それらを排気流からリサイクルする。（３）未反応エッチングおよび／またはクリーニング化学薬品排出物を燃焼し特にＧＷＰに対して無害にする化学反応または燃焼炉（ｂｕｒｎ ｂｏｘｅｓ）によって排気流中のエッチングおよび／またはクリーニング化学薬品を減少させる。（４）エッチングおよび／またはクリーニング用の種々の代替化学薬品を選択するか、あるいは開発する。第１のアプローチに関して、排出を減少させるエッチングプロセスおよびクリーニングプロセスの最適化における進歩が継続的になされつつある。しかし、その進歩は排出量を許容可能なレベルに減少させることを可能とするものではない。リサイクルおよび化学反応または燃焼炉による低減化アプローチに関して、排出量を減少させることができるものの、実施コストは比較的高く、そして再び言うが、減少レベルはなお不適切な傾向がある。従って、従来のエッチング化学薬品を環境に受け入れられる代替品に置き換えることは考慮されるべき解決方法と思われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、許容できる性能をもつが副生物または未反応化学薬品を大気に排出する時に地球温暖化の著しい原因にならないエッチング組成物が必要とされている。本発明は、特にこの要求を満足させるものである。
【０００８】
（発明の詳細な説明及び好適な実施態様）
本発明はプラズマエッチングに有用であり、かつ環境に受容されるフルオロ炭化水素(HFC)化合物群を特定する。さらに具体的には、HFC化合物群は次の構造式で表わされる化合物を包含する。
CxHyFz (1)
上式中、ｘ＝3,4または5、2、ｘ＞ｚ＞y、ｙ+ｚ＝2ｘ+2である。本明細書では、これらの化合物を「エッチング剤化合物」と呼ぶ。ペルフルオロカーボン／ペルフルオロ化学品(PFC)またはその他の高度にフッ素化された化合物がその反応性の故に好まれる通常のエッチング化合物と異なり本発明では、二個以上の水素原子を有するHFCエッチング剤化合物がその低いGWT とその選択性の増強の故に好ましい。本明細書で用いる「選択性」とは、ほかの材料と異なる食刻速度で一つの材料を食刻するエッチング能をいう。
【０００９】
本発明の一態様は既に特定したＨＦＣエッチング剤化合物の一つ以上を使用するエッチング方法を提供する。好ましい実施例では、この方法は材料をプラズマエッチング条件下で少なくとも構造式（１）のエッチング剤を含むエッチング組成物の影響下に置くことからなる。
【００１０】
本発明の別の態様は既に特定したＨＦＣエッチング剤化合物の一種類以上を含む組成物を提供する。好ましい実施例では、組成物は構造式（１）のエッチング剤化合物とエッチング剤化合物のエッチング特性を増幅または修飾するためのエッチング剤化合物以外の材料からなる。
【００１１】
本発明の種々の態様はエッチング剤化合物として構造式(1)のHFC化合物を利用することに関する。好ましい実施例では、HFCエッチング剤化合物は水素に対するフッ素の比が1.5（ｚ＞1.5y）以上であるようにフッ素化されている。より好ましくは、HFCエッチング剤化合物はフッ素化プロパン(x＝3)であり、さらに好ましくは、エッチング剤化合物はヘキサフルオロプロパンおよびペンタフルオロプロパンの異性体から選択され、ｚはそれぞれ6および5である。さらにもっと好ましい実施例では、エッチング剤化合物は1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(「HFC−236fa」と呼ぶ)、或いは1,1,1,3,3,−ペンタフルオロプロパン(「HFC−245fa」と呼ぶ)である。最も好適なエッチング剤化合物はHFC−245faである。
【００１２】
本発明に利用するＨＦＣエッチング剤化合物は（構造式（１）に説明したように）フッ素／炭素比が通常のエッチング剤よりも小さい２／１であるが、これらのエッチング剤化合物は、それにもかかわらず、多種類の材料を食刻することが判明した。実際、以下の実施例に示すように、フッ素／炭素比が５／３であるＨＦＣ−２４５ｆａはフッ素／炭素比が２／１であるさらにフッ素化された同等化合物であるＨＦＣ−２３６ｆａよりも急速に或る材料を食刻する。
【００１３】
ＨＦＣエッチング剤化合物で食刻される材料の例は、非限定的に、金属または半金属の炭化物、ホウ化物およびケイ化物、例えばタングステンケイ化物などの誘電体、金属または半金属の酸化物、窒化物、例えば二酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、ホウ素リンケイ酸ガラス、フルオロケイ酸ガラスなどの絶縁体、インジウム燐化物などの第ＩＩＩ−Ｖ族半導体化合物、ケイ素、多結晶シリコン、タングステン、チタン、バナジウム、ゲルマニウム、ケイ素−ゲルマニウムなどの元素材料、およびこれらの二種類以上の組み合わせを包含する。
【００１４】
本発明に使用されるＨＦＣエッチング剤化合物はプラズマエッチング条件における意図的な変化に応答して良好な選択性を表わすことも見出された。より具体的には、ＨＦＣエッチング剤化合物の相対的に高い水素含量は、或る条件下において、特定材料の表面上で重合を促進し、ほかの材料の表面上では重合を促進しない傾向があることが見出された。この重合はエッチングを遅延させ、従がって結果的に重合表面に対する非重合表面の選択性をもたらす。
【００１５】
以下の実施例に詳述するように、本発明に使用されるＨＦＣエッチング剤化合物の選択性に及ぼす操作条件の役割を決定するための試験を実施した。例えばＨＦＣ−２４５ｆａでは、相対的に高いバイアスおよび電力と低い圧力がＳｉに対するＳｉＯ_２の選択性を増加させる傾向があり、相対的に低いバイアスと高い圧力および電力がＳｉ_３Ｎ_４に対するＳｉＯ_２の選択性を増加させる傾向があることが判明した。ＨＦＣ−２３６ｆａでは、相対的に低いバイアスおよび電力と高圧がＳｉに対するＳｉＯ_２の選択性を増加させる傾向があり、相対的に低い圧および電力と媒体バイアスがＳｉ_３Ｎ_４に対するＳｉＯ_２の選択性を増加させる傾向がある。実施例に示すように、その他の操作変数の組み合わせもこれらおよびほかの材料に対する選択性を付与するのに用いることができる。さらに、これらの結果は選択性が条件を意図的に変えることで達成されることの指標としてのみ提起されるものであり、特定の選択性を最適化するものと解釈すべきでないことに留意する必要がある。実際に、当業者はプロセス条件および使用装置を最適化することでこれらの選択性およびその他の選択性を改善できるはずである。
【００１６】
このように、Ｓｉに対するＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４に対するＳｉＯ_２、その他の間の著しい選択性が圧力、バイアスおよび電力などの操作パラメータを変化させることによって達成された。このような選択性の重要性は、例えばザン（Ｚｈａｎｇ）らの「フルオロカーボン高密度プラズマ、ＶＩＩ。選択的ＳｉＯ_２／Ｓｉ_３Ｎ_４高密度プラズマ食刻プロセスに関する研究（Ｆｌｕｏｒｏｃａｒｂｏｎ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａｓ． ＶＩＩ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＳｉＯ_２−ｔｏ−Ｓｉ_３Ｎ_４ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）」（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａ１４（４），Ｊｕｌ／Ａｕｇ１９９６）に考察がある。好ましい実施例では、エッチングプロセスはＳｉ／ＳｉＯ_２および／またはＳｉＯ_２／Ｓｉ_３Ｎ_４の食刻比が約２／１以上、より好ましくは約５／１以上、さらに好ましくは７／１以上で行なわれる。
【００１７】
良好な反応性と高い選択性に加え、本発明に使用されるＨＦＣエッチング剤化合物は通常のエッチング剤に比べ比較的低いＧＷＰを有する傾向がある。通常のエッチング剤を本発明に使用される極めて好ましいエッチング化合物であるＨＦＣ−２４５ｆａと以下に比較する。
エッチング剤 ＧＷＰ
ＨＦＣ−２４５ｆａ ７９０
ＳＦ_６ ２３９００
Ｃ_２Ｆ_２ ６５００
ＣＦ_４ ９２００
ＣＨＦ_３ １１７００
ＨＦＣ−２４５ｆａが通常使用されるエッチング剤に比べ、著しく低いＧＷＰを有することは明白である。この低いＧＷＰとこれらＨＦＣエッチング剤化合物、特にＨＦＣ−２４５ｆａの一般的な環境受容性はエッチングプロセスの見地からばかりでなく、一時的な放散が避けられない調合、取り扱い上の見地からも重要である。好ましい実施例では、本発明になる組成のエッチング組成物はＧＷＰが６５００以下、より好ましくは１０００以下、さらに好ましくは８００以下の一種類以上のＨＦＣエッチング剤化合物からなる。
【００１８】
ＨＦＣエッチング剤化合物をその一般的に低いＧＷＰで使用することは、ペルフルオロ化エッチング剤または他の高度にフッ素化されたエッチング剤を使用する傾向にある従来技術のエッチング組成物に比べ、エッチング組成物のＧＷＰへの寄与は比較的少ない。本明細書で使用する組成物の「ＧＷＰ」とは、組成物成分のＧＷＰの加重平均を意味する。例えば、ＧＷＰ１０００の化合物６０重量％とＧＷＰ５００の化合物４０重量％とからなる組成物はＧＷＰ８００を有する。エッチング組成物のＧＷＰは約５０００以下が好ましく、より好ましくは３０００以下、さらに好ましくは１５００以下、もっと好ましくは１０００以下、さらにもっと好ましくは７５０以下、それ以上に好ましくは２００以下である。
【００１９】
本発明に使用されるＨＦＣエッチング剤化合物は比較的少量の未反応材料が反応流出液中に存在するような効率で消費される傾向がある。さらに、プラズマエッチング中、これらの化合物は解離および／または反応して低ＧＷＰ流出物を生成する。流出物のＧＷＰとは、流出液成分のＧＷＰの加重平均を意味する。好ましい実施例では、本発明に使用されるより多く水素化されたエッチング剤化合物はＨＦＣ化合物またはほかの高度にフッ素化された通常のエッチング剤化合物よりも高ＧＷＰ反応性生物、例えばＣ_２Ｆ_６などを生成しにくい。流出物は、好ましくは約２５モル％以下のＣ_２Ｆ_６、より好ましくは約１５モル％以下、さらに好ましくは約５モル％以下のＣ_２Ｆ_６を含有する。流出物は、好ましくは約５０００以下のＧＷＰ、より好ましくは約３０００以下、さらに好ましくは約１５００以下、もっと好ましくは約１０００以下、さらにもっと好ましくは約７５０以下、それ以上に好ましくは約２００以下のＧＷＰを有する。
【００２０】
従がって、ＨＦＣエッチング剤化合物の比較的低ＧＷＰとそれらの流出物の比較的低いＧＷＰの故に、本発明になる組成物は地球温暖化の寄与に関する危惧が少なく、かつ複雑で高価な捕獲／リサイクルおよび／または除去システムを組み込むことなく利用される。
【００２１】
本発明に使用されるＨＦＣエッチング剤化合物は市場で入手可能であり、或いは市販されている出発原料から容易に合成することができる。例えば、ジャクソン（Ｊａｃｋｓｏｎ）らに発行された米国特許第５，５９４，１５９号は水と（ＣＦ_３）_２ＣＨＣＯ_２Ｈとの反応によってヘキサフルオロプロパン（ＨＦＣ−２３６ｆａ）の合成方法を教示する。ラオ（Ｒａｏ）に発行された米国特許第５，５４５，７７４号は炭素触媒に担持された三価クロムの存在下でフッ化水素とヘキサクロロプロパンとの反応によるＨＦＣ−２３６ｆａの生成プロセスを教示する。さらに、ファンデルプイ（Ｖａｎ Ｄｅｒ Ｐｕｙ）らに発行された米国特許第５，５７４，１９２号はフルオロ炭化水素のフッ素化によるＨＦＣ−２４５ｆａの合成を教示する。ＨＦＣ−２４５ｆａはＡｌ１ｉｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎｃ．（Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ，ＮＪ）から市販されている。
【００２２】
エッチング組成物中のエッチング剤化合物の量は所望する程のエッチング能を付与する充分な量でなければならない。殆どの用途につき、エッチング組成物中のエッチング剤化合物の濃度は約０．１容積％以上であると思われる。エッチング組成物中のエッチング剤化合物は好ましくは、容積で１％以上、より好ましくは約５％以上含有するはずである。
【００２３】
本発明の組成物は一種類以上の構造式（１）のエッチング剤化合物に加えて他の成分を含有することもある。これらの付加成分は食刻を補助するために用いられ、エッチング剤変更子の場合には、付加的な選択性を付与することができる。エッチング剤変更子およびその効果は従来から周知である（例えば、前掲のザンらを参照）。従がって、当業者は所望の選択性を達成するために用いるエッチング剤変更子の量と種類を決定することができる。
【００２４】
例えば、水素および／または水素含有化合物である炭化水素およびフルオロ炭化水素をエッチング剤化合物に添加することは特定の材料だけの表面上で重合を促進させる傾向がある。類似な方法で、窒素のエッチング組成物への添加がプラズマ反応の化学を変え、それによって特定表面での重合が増加する。酸素などその他の化合物はＳｉＯ_２などの酸素含有材料の食刻速度を増加する傾向がある。
【００２５】
好ましい実施例では、エッチング剤変更子はＯ_２、Ｈ_２、Ｎ_２、ＨＦＣエッチング剤化合物と異なるＣ_１〜Ｃ_５ＨＦＣ化合物からなる群から選択された化合物およびＦ−ＣＯ−［（ＣＲ^１Ｒ^２）_ｍ−ＣＯ］_ｎ−Ｆ、Ｆ−ＣＯ−Ｒ^３−ＣＯ−Ｆからなる群から選択された構造式を持つフッ素化カルボニル化合物からなり、式中
ｍ＝１，２，３，４および５、
ｎ＝０または１、
Ｒ^１＆Ｒ^２はＨ、ＦまたはＣ_ａＨ_ｂＦ_ｃを表わし、ａ＝１または２、ｂ＋ｃ＝２ａ＋１、
Ｒ^３はＣＲ^４＝ＣＲ^５、Ｒ^６Ｒ^７Ｃ＝ＣまたはＣ≡Ｃを表わしＲ^４〜７はＨ、ＦまたはＣ_ａＨ_ｂＦ_ｃを表わし、ａ＝１または２、ｂ＋ｃ＝２ａ＋１であり、
Ｒ^１、Ｒ^２およびＲ^４〜７の少なくとも一つは水素または水素含有物である。
より好ましくは、エッチング剤変更子はＯ_２、Ｈ_２、Ｎ_２、ＣＨ_４、ＣＦ_４、ペンタフルオロエタンおよびテトラフルオロエタンの異性体である。
【００２６】
エッチング／クリーニング組成物に存在するエッチング剤変更子の量は材料間に所望の付加的選択性を付与する十分な量でなければならない。殆どの用途につき、効果的な付加的選択性はエッチング剤変更子の容積で約０．１から約９９％、より好ましくは約５から約６０％を含むエッチング組成物で得られるはずである。
【００２７】
その他の成分をエッチング化合物に包含させることが好ましいこともある。例えば、エッチング剤化合物をアルゴン、ヘリウムまたはそれらの混合物などの同伴キャリアガスを用いてエッチング装置内に導入することが利益になることもあり、特に蒸気圧が低いエッチング組成物に揮発性を付与するのに利益がある（別の選択肢として、液供給システムが低蒸気圧エッチング組成物を導入するのに用いられる）。さらに、イオン化エネルギーの高いガス、例えばアルゴン、ヘリウム、またはそれらの混合物などをプロセスに添加して、材料表面のイオン衝撃を増強させることが望ましいこともある。
【００２８】
エッチング／クリーニング組成物に存在する同伴キャリアガスまたは高エネルギーガスの量は所望の揮発性または付加イオン濃度を付与する十分な量でなければならない。殆どの用途では、適宜な結果はキャリアガスまたは高エネルギーガスを容積で約０．１から約９９％、好ましくは約４０から約９５％を含むエッチング組成物で得られるはずである。
【００２９】
本発明のエッチング法を効果あらしめるために、通常の装置および方法を用いることができる。一般的に、基板のエッチングでは一種類以上のウェーハをチャンバー内に配置し、真空ポンプで減圧する。プラズマは適切なエッチング組成物を低圧チャンバー内に導入し、次にチャンバー内容物にＲＦ場を適用することで発生する。この状態では、エッチング組成物の励磁された種が表面に衝撃を与える物理的方法か、または真空チャンバーからポンプ輸送されるＳｉＦ_４などの揮発性物質を生成させる化学的方法のいずれかによって除去される材料を攻撃する。所望量の材料がウェーハ表面から除去されたときにプロセスは停止する。プラズマエッチングの概要はケルン（Ｗ．Ｋｅｒｎ）らの「薄膜プロセス（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ ｐｒｏｃｅｓｓ（１９７８））」およびマノス（Ｂ．Ｍ．Ｍａｎｏｓ）ら編、「プラズマエッチングと手引き（Ｐｌａｓｍａ Ｅｔｃｈｉｎｇ ＆ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ）」（１９８９）に記述がある。
【００３０】
周知なように、プラズマエッチングプロセスの操作条件は多くがあり、これらが得られた結果に影響を及ぼす。これらの条件には、例えばプラズマエッチングの種類（例えば、反応性イオンエッチング、プラズマエッチング、高密度エッチング）、エッチング組成物の流速、ウェーハ温度、圧力、電力、時間およびバイアスなどが含まれる。これらのパラメータの相互関係はハードウェアの構築および食刻される材料の関数である。プラズマエッチングおよびクリーニングの当業者は所望の材料を成功裏に食刻させるようにこれらのパラメータを変化させることができる。例示的な操作条件には、分あたり約１から約５００標準立方センチ（ｓｃｃｍ）のエッチングガス流速、ウェーハ温度約−２００から２００℃、圧力約０．０５から約５００ｍトル、電力約２０から５０００ワット、ウェーハまたはエッチングされる物品を横切るバイアス電圧の範囲約１から約５００ＤＣボルトが含まれる。エッチング時間は除去される材料の所望量に左右され、数秒から数時間の範囲である。ＨＦＣ−２４５ｆａおよびＨＦＣ−２３６ｆａを使用する場合、効果的なエッチングはＥＣＲエッチング装置を用いてエッチングガス流速約１から約２００ｓｃｃｍ、好ましくは約５から約１００ｓｃｃｍ、圧力約０．０５から約５０ｍトル、好ましくは約０．１から約２０ｍトル、ウェーハ温度約０から約１５０℃、好ましくはほぼ室温、電力約１００から約１０００ワット、好ましくは約３００から７００ワット、バイアス約１０から約２００ＤＣボルト、好ましくは約２５から１７５ＤＣボルトで達成されることが判明した。
【００３１】
（実施例）
以下の実施例は本発明の実施を例示するものである。
実施例１〜８
実施例１〜８は異なる操作条件下における種々の材料に及ぼすＨＦＣ−２４５ｆａのエッチング能を示す。具体的な条件と平均食刻速度は以下の表１に示す。

ロックロードＰｌａｓｍａ Ｔｈｅｒｍ ＥＣＲで行なった。実験のそれぞれにおいて、単結晶シリコン、多結晶シリコン（肉厚１０，０００Å、被覆Ｓｉウェーハ上ＬＰＣＶＤ蒸着）、二酸化ケイ素（肉厚５０００Å、Ｓｉウェーハ上ＬＰＣＶＤ蒸着）および窒化ケイ素（肉厚５０００Å、Ｓｉウェーハ上ＬＰＣＶＤ蒸着）のウェーハをチャンバー内に配置した。質量流量計を用いてアルゴン２０ｓｃｃｍと共にＨＦＣ−２４５ｆａの連続流２ｓｃｃｍの導入した。ウェーハ温度は殆ど室温であった。それぞれの試験において、５分後にエッチングを停止し除去された材料の量を楕円偏光計によって各ウェーハ上の位置７点で測定し、食刻速度を材料除去量の平均に基づいて計算した。結果を表１に示す。
【表１】

これらの試験は半導体製作に通常使用される材料がＨＦＣ−２４５ｆａを使用するプラズマエッチングによって効果的に食刻されることを示す。さらに、この結果はエッチングが広範囲の条件下において成功裏に行なわれること、これらの条件を変化させて所望の結果が得られることを示している。例えば、Ｓｉに対するＳｉＯ_２の選択性約０．９から約７．３、Ｓｉ_３Ｎ_４に対するＳｉＯ_２の選択性約０．８から約７．５、多結晶Ｓｉに対するＳｉＯ_２選択性約１から約５．７がＤＣバイアスを約６０から約１２０に、圧力を約１から約５ｍトルに、電力を約３５０から約７００ワットに変えることによって得られた。
実施例９〜１８
実施例９〜１８は異なる操作条件下における種々の材料に及ぼすＨＦＣ−２３６ｆａのエッチング能を示す。具体的な条件と平均食刻速度は以下の表２に示す。試験は実施例１〜８に説明したのと同じ方法で行なわれた。
【表２】

上記のように、これらの試験は半導体製作に通常使用される材料がＨＦＣ−２３６ｆａを使用するプラズマエッチングによって効果的に食刻されることを示す。さらに、この結果はエッチングが広範囲の条件下において成功裏に行なわれること、これらの条件を変化させて所望の結果が得られることを示している。例えば、Ｓｉに対するＳｉＯ_２の選択性約１．０９から約２．３、Ｓｉ_３Ｎ_４に対するＳｉＯ_２の選択性約０．８から約２．１、多結晶Ｓｉに対するＳｉＯ_２の選択性約１から約７．２がＤＣバイアスを約３４から約１３５に、圧力を約１から約５ｍトルに、電力を約３５０から約７００ワットに変えることによって得られた。

Claims (6)

1. 半導体材料のエッチング方法において、
   エッチングしようとする材料を収容しているエッチング装置にエッチング組成物を導入し、
   前記材料をプラズマエッチング条件下においてエッチング組成物で処理し、その際、前記エッチング組成物が、１０００以下の地球温暖化係数（GWP）を有する1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン又は1,1,1,3,3,−ペンタフルオロプロパンを含み、そして
   ２５モル％以下の地球温暖化反応生成物Ｃ_２Ｆ_６を有する排出物を前記エッチング装置から排出させ、そのエッチング組成物によりエッチングしようとする材料のＳｉＯ_２対Ｓｉ_３Ｎ_４のエッチング選択比が２：１以上であることを特徴とする、前記方法。
2. 前記エッチング組成物が約７５０以下のＧＷＰを有する、請求項１に記載のエッチング方法。
3. ＳｉＯ_２対Ｓｉ_３Ｎ_４のエッチング比が約７：１以上である、請求項１に記載のエッチング方法。
4. 半導体材料をエッチングする方法において、
   エッチングしようとする材料を収容しているエッチング装置にエッチング組成物を導入し、
   前記材料をプラズマエッチング条件下においてエッチング組成物で処理し、その際、エッチング組成物が、
   （Ａ）１，０００以下の地球温暖化係数（GWP）を有する1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン又は1,1,1,3,3,−ペンタフルオロプロパンと、
   （Ｂ）前記エッチング化合物のプラズマエッチング特性を改善または修正するための前記エッチング化合物とは異なる、Ｏ_２、Ｈ_２、Ｎ_２、ＣＨ_４、Ｈｅ、Ａｒ、Ｃ_１〜Ｃ_５ヒドロフルオロカーボンからなる群から選択される第２の材料とを含み、そして
   ２５モル％以下の地球温暖化反応生成物Ｃ_２Ｆ_６を有する排出物を前記エッチング装置から排出させ、そのエッチング組成物によりエッチングしようとする材料のＳｉＯ_２対Ｓｉ_３Ｎ_４のエッチング選択比が２：１以上であることを特徴とする、前記方法。
5. 前記エッチング組成物が約７５０以下のＧＷＰを有する、請求項４に記載のエッチング方法。
6. ＳｉＯ_２対Ｓｉ_３Ｎ_４のエッチング比が約７：１以上である、請求項４に記載のエッチング方法。