KR20230154189A - 에칭 가스 및 에칭 방법 - Google Patents

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KR20230154189A
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준페이 이와사키
요스케 타니모토
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가부시끼가이샤 레조낙
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Abstract

질화규소를 갖는 에칭 대상물을 비에칭 대상물과 비교해서 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭 가스 및 에칭 방법을 제공한다. 에칭 가스는 불화니트로실을 함유함과 아울러, 불화니트릴을 불순물로서 함유하고, 불화니트릴의 농도가 0.0001질량ppm 이상 100질량ppm 이하이다. 에칭 방법은, 이 에칭 가스를 에칭 가스에 의한 에칭의 대상인 에칭 대상물과 에칭 가스에 의한 에칭의 대상이 아닌 비에칭 대상물을 갖는 피에칭 부재(12)에 접촉시키고, 비에칭 대상물과 비교해서 에칭 대상물을 선택적으로 에칭하는 에칭 공정을 구비한다. 에칭 대상물은 질화규소를 갖는다.

Description

에칭 가스 및 에칭 방법
본 발명은 에칭 가스 및 그 제조 방법, 그리고 에칭 방법, 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
질화규소는 플래시 메모리 등의 반도체 디바이스에 사용되는 재료이지만, 산화규소 등의 다른 규소 재료로부터 에칭할 때에, 에칭 선택성(다른 규소 재료와 비교해서 질화규소를 선택적으로 에칭할 수 있는 성능)이 낮다고 하는 문제를 갖고 있다. 이 문제를 해결하는 에칭 방법으로서 드라이 에칭이 있고, 그 중에서도, 에칭 가스로서 불화니트로실(NOF)을 사용하는 드라이 에칭은 산화규소로부터 질화규소를 에칭할 때의 에칭 선택성이 높다.
즉, 에칭 가스에 의한 에칭의 대상인 에칭 대상물이 질화규소이며, 에칭 가스에 의한 에칭의 대상이 아닌 비에칭 대상물이 산화규소인 경우에, 에칭 가스로서 불화니트로실을 사용하는 드라이 에칭에 의해 에칭을 행하면, 비에칭 대상물인 산화규소와 비교해서 에칭 대상물인 질화규소를 선택적으로 에칭할 수 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는 에칭 가스로서 불화니트로실을 사용하는 드라이 에칭에 의해, 3D-NAND형 디바이스 용도의 반도체 소자를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 제조 방법에 있어서는, 에칭 가스로서 불화니트로실을 사용하는 드라이 에칭에 의해, 질화규소막과 산화규소막이 교대에 적층되어 이루어지는 적층물의 질화규소층에 대하여 수평 등방성 에칭을 행하고 있다.
미국 특허 제10529581호 명세서
그러나, 특허문헌 1에 개시된 드라이 에칭에서는 에칭 선택성이 불충분해지는 경우가 있기 때문에, 에칭 선택성의 더한 향상이 요구되어 있었다.
본 발명은 질화규소를 갖는 에칭 대상물을 비에칭 대상물과 비교해서 선택적으로 에칭할 수 있는 에칭 가스 및 그 제조 방법, 그리고 에칭 방법, 반도체 소자의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 형태는 이하의 [1]∼[6]과 같다.
[1] 불화니트로실을 함유하는 에칭 가스로서, 불화니트릴을 불순물로서 함유하고, 불화니트릴의 농도가 0.0001질량ppm 이상 100질량ppm 이하인 에칭 가스.
[2] [1]에 기재된 에칭 가스를 제조하는 방법으로서, 불화니트릴을 함유하는 불화니트로실인 조(粗)불화니트로실에 대하여, 불화니트릴을 제거하는 탈불화니트릴 처리를 실시하는 탈불화니트릴 공정을 구비하는 에칭 가스의 제조 방법.
[3] [1]에 기재된 에칭 가스를, 상기 에칭 가스에 의한 에칭의 대상인 에칭 대상물과 상기 에칭 가스에 의한 에칭의 대상이 아닌 비에칭 대상물을 갖는 피에칭 부재에 접촉시켜, 상기 비에칭 대상물과 비교해서 상기 에칭 대상물을 선택적으로 에칭하는 에칭 공정을 구비하고, 상기 에칭 대상물이 질화규소를 갖는 에칭 방법.
[4] [3]에 있어서,
상기 에칭 가스가 불화니트로실만으로 이루어지는 가스, 또는 불화니트로실과 희석 가스를 함유하는 혼합 가스인 에칭 방법.
[5] [4]에 있어서,
상기 희석 가스가 질소 가스, 헬륨, 아르곤, 네온, 크립톤, 및 크세논으로부터 선택되는 적어도 1종인 에칭 방법.
[6] [3] 내지 [5] 중 어느 하나에 기재된 에칭 방법을 이용해서 반도체 소자를 제조하는 반도체 소자의 제조 방법으로서,
상기 피에칭 부재가 상기 에칭 대상물 및 상기 비에칭 대상물을 갖는 반도체기판이며,
상기 반도체 기판으로부터 상기 에칭 대상물의 적어도 일부를 상기 에칭에 의해 제거하는 처리 공정을 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
본 발명에 의하면, 질화규소를 갖는 에칭 대상물을 비에칭 대상물과 비교해서 선택적으로 에칭할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 에칭 방법의 일 실시형태를 설명하는 에칭 장치의 일례의 개략도이다.
도 2는 실시예 및 비교예에서 사용한 피에칭 부재를 설명하는 도면이다.
본 발명의 일 실시형태에 대해서 이하에 설명한다. 또한, 본 실시형태는 본 발명의 일례를 나타낸 것이며, 본 발명은 본 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시형태에는 각종 변경 또는 개량을 추가하는 것이 가능하며, 그와 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명에 포함될 수 있다.
본 실시형태에 의한 에칭 가스는 불화니트로실(NOF)을 함유하는 에칭 가스로서, 불화니트릴(NO2F)을 불순물로서 함유하고, 불화니트릴의 농도가 0.0001질량ppm 이상 100질량ppm 이하이다.
본 실시형태에 의한 에칭 방법은 상기 본 실시형태에 의한 에칭 가스를, 에칭 가스에 의한 에칭의 대상인 에칭 대상물과 에칭 가스에 의한 에칭의 대상이 아닌 비에칭 대상물을 갖는 피에칭 부재에 접촉시켜, 비에칭 대상물과 비교해서 에칭 대상물을 선택적으로 에칭하는 에칭 공정을 구비한다. 그리고, 본 실시형태에 의한 에칭 방법에 있어서는 에칭 대상물은 질화규소(SiN)를 갖는다.
에칭 가스를 피에칭 부재에 접촉시키면, 질화규소를 함유하는 에칭 대상물과 에칭 가스 중의 불화니트로실이 반응하기 때문에 에칭 대상물의 에칭이 진행된다. 이것에 대하여, 레지스트, 마스크 등의 비에칭 대상물은 불화니트로실과 거의 반응하지 않으므로, 비에칭 대상물의 에칭은 거의 진행되지 않는다. 따라서, 본 실시형태에 의한 에칭 방법에 의하면, 비에칭 대상물과 비교해서 에칭 대상물을 선택적으로 에칭할 수 있다(즉, 높은 에칭 선택성이 얻어진다). 또한, 본 실시형태에 의한 에칭 방법에 의하면, 질화규소를 함유하는 에칭 대상물을 높은 에칭 속도로 에칭할 수 있다.
단, 불화니트릴은 질화규소를 함유하는 에칭 대상물과, 레지스트, 마스크 등의 비에칭 대상물의 양방과 반응한다. 그 때문에, 불화니트릴을 함유하는 에칭 가스를 사용해서 피에칭 부재의 에칭을 행하면, 에칭 대상물과 비에칭 대상물의 양방이 에칭되어서, 에칭 선택성이 불충분해질 우려가 있다. 따라서, 에칭 선택성을 높게 하기 위해서는 에칭 가스 중의 불화니트릴의 농도를 낮게 할 필요가 있다.
즉, 에칭 가스 중의 불화니트릴의 농도는 100질량ppm 이하로 할 필요가 있고, 50질량ppm 이하인 것이 바람직하고, 10질량ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 불화니트릴의 농도가 상기 범위 내의 에칭 가스를 사용해서 에칭을 행하면, 비에칭 대상물이 에칭되기 어려우므로, 에칭 대상물의 비에칭 대상물에 대한 에칭 선택성이 높아진다. 불화니트릴의 농도의 측정 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 적외 분광법에 의해 측정하는 경우에는 얻어진 적외선 흡수 스펙트럼에 있어서의 파수 1324cm-1의 피크의 강도에 의해 정량할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 의한 에칭 가스는 불화니트릴의 농도가 낮으므로, 본 실시형태에 의한 에칭 가스를 사용해서 피에칭 부재의 에칭을 행하면, 비에칭 대상물이 에칭되기 어렵고, 비에칭 대상물과 비교해서 에칭 대상물을 선택적으로 에칭할 수 있고, 에칭 선택성이 높아진다.
예를 들면, 비에칭 대상물의 에칭 속도에 대한 에칭 대상물의 에칭 속도의 비인 에칭 선택비를 60 이상으로 할 수 있다. 에칭 선택비는 60 이상인 것이 바람직하고, 100 이상인 것이 보다 바람직하고, 200 이상인 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 불화니트로실을 함유하는 에칭 가스를 사용해서 피에칭 부재의 에칭을 행하면, 산화규소에 대한 질화규소의 에칭 선택성이 높아지는 이유를 이하에 설명한다.
우선, 불화니트로실은 플라즈마나 열이 가해지면 NO 라디칼(NO·)과 불소 라디칼(F·)로 분해한 후에, 플라즈마나 열이 더 가해짐으로써 NO 라디칼이 활성화한 여기 상태의 NO(NO*)로 변화된다(하기 식 1을 참조). NO*는 질화규소의 표면인 SiN과 반응하고, 단글링 본드를 갖는 여기 상태의 Si(Si*)의 생성이 진행된다(하기식 2을 참조). 한편, 식 2의 반응은 발열 반응이며, 반응이 자발적으로 진행된다.
NOF → NO·+F· → NO*+F· … (식 1)
SiN+NO* → Si*+N2O … (식 2)
식 2의 반응에 의해 생긴 Si*과 식 1의 반응에 의해 생긴 F·가 반응해서 SiF4가 생김으로써, 에칭이 진행해 간다(하기 식 3을 참조). 한편, 산화규소의 표면인 SiO와 NO*의 반응(하기 식 4를 참조)은 흡열 반응이기 때문에, 식 2의 반응과 비교해서 반응이 자발적으로 진행되기 어렵다.
Si*+4F· → SiF4↑ … (식 3)
SiO+NO* → Si*+NO2 … (식 4)
이와 같이, 불화니트로실로부터 생긴 NO*은 질화규소의 표면인 SiN과는 반응이 자발적으로 진행되고, 산화규소의 표면인 SiO와는 반응이 자발적으로 진행되기 어렵기 때문에, 질화규소의 에칭 선택성이 높은 것으로 생각된다.
에칭 가스 중에 불화니트릴이 혼입되어 있으며, 불화니트릴의 농도가 일정값이상이 되면, 산화규소에 대한 질화규소의 에칭 선택성이 저하된다. 이것은 불화니트릴에 기인하는 산소 원자(O)가 식 3의 반응에 있어서의 Si*과 반응함으로써 SiO가 생성되기 때문인 것으로 추정된다.
이어서, 불화니트로실에 불화니트릴이 불순물로서 함유되기 쉬운 이유를 이하에 설명한다. 불화니트로실의 합성 방법은 여러가지가 있지만, 일반적으로는 일산화질소(NO)와 불소 가스(F2)를 상온상압에서 반응시키는 방법이 많이 채용되고 있다(하기 식 5를 참조). 이 반응은 불순물이 생성되기 어려워, 높은 수율로 불화니트로실을 합성할 수 있지만, 반응 조건에 따라서는 부생성물로서 불화니트릴이 생성되는 경우가 있다(하기 식 6을 참조).
2NO+F2 → 2NOF … (식 5)
4NO+F2 → 2NO2F+N2 … (식 6)
이와 같이, 불화니트로실에는 불화니트릴이 불순물로서 함유되기 쉬우므로, 불화니트로실을 함유하는 본 실시형태에 의한 에칭 가스를 제조하는 경우에는, 불화니트릴의 농도를 낮게 하기 위해서, 불화니트로실로부터 불화니트릴을 제거할 필요가 있다.
즉, 본 실시형태에 의한 에칭 가스의 제조 방법은 상기 본 실시형태에 의한 에칭 가스를 제조하는 방법으로서, 불화니트릴을 함유하는 불화니트로실인 조불화니트로실에 대하여, 불화니트릴을 제거하는 탈불화니트릴 처리를 실시하는 탈불화니트릴 공정을 구비한다.
조불화니트로실로부터 불화니트릴을 제거하는 탈불화니트릴 처리의 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 기상부에 불순물이 포함되기 쉬운 경우에는 조불화니트로실의 기상부를 발출해서 제거하는 방법이나, 조불화니트로실을 증류해서 불화니트릴을 제거하는 방법이나, 조불화니트로실을 흡착제에 접촉시켜서 불화니트릴을 제거하는 방법 등이 예시된다. 증류를 행할 때에 조불화니트로실이 투입되는 증류탑의 탑바닥(용기)의 온도는 특별히 한정되는 것은 아니지만, -70℃ 이상 -45℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, -60℃ 이상 -50℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.
불화니트로실을 함유하는 에칭 가스 중의 불화니트릴의 농도를 상기 범위 내로 해서 에칭을 행하면, 질화규소를 갖는 에칭 대상물을 비에칭 대상물과 비교해서 선택적으로 에칭할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 에칭이란, 피에칭 부재가 갖는 에칭 대상물의 일부 또는 전부를 제거해서 피에칭 부재를 소정의 형상(예를 들면, 3차원 형상)으로 가공하는 것(예를 들면, 피에칭 부재가 갖는 질화규소로 이루어지는 막 형상의 에칭 대상물을 소정의 막두께로 가공하는 것)을 의미한다.
본 실시형태에 의한 에칭 방법은 반도체 소자의 제조에 이용할 수 있다. 즉, 본 실시형태에 의한 반도체 소자의 제조 방법은 본 실시형태에 의한 에칭 방법을 사용해서 반도체 소자를 제조하는 반도체 소자의 제조 방법이며, 피에칭 부재가 에칭 대상물 및 비에칭 대상물을 갖는 반도체 기판이며, 반도체 기판으로부터 에칭 대상물의 적어도 일부를 에칭에 의해 제거하는 처리 공정을 구비한다.
본 실시형태에 의한 에칭 방법은 에칭 대상물을 정밀도 좋게 에칭할 수 있으므로, 예를 들면 3D-NAND형 플래시 메모리, 로직 디바이스 등의 반도체 소자의 제조에 대하여 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 의한 에칭 방법에는 반도체 소자의 더한 미세화나 고집적화에 대한 공헌을 기대할 수 있다.
이하, 본 실시형태에 의한 에칭 가스, 에칭 가스의 제조 방법, 에칭 방법, 및 반도체 소자의 제조 방법에 대해서, 더욱 상세하게 설명한다.
〔에칭 가스〕
에칭 가스는 불화니트로실을 함유하는 가스이지만, 불화니트로실만으로 이루어지는 가스(미량의 불화니트릴은 불순물로서 함유되어 있다)여도 좋고, 불화니트로실과 다른 종의 가스를 함유하는 혼합 가스여도 좋다. 에칭 가스 중의 불화니트로실의 농도는 0.3체적% 이상인 것이 바람직하고, 0.5체적% 이상 50체적% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2체적% 이상 30체적% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
에칭 가스 중의 불화니트로실의 농도를 상기 범위 내로 해서 에칭을 행하면, 질화규소를 갖는 에칭 대상물이 비에칭 대상물과 비교해서 선택적으로 에칭되기 쉬워 에칭 선택성이 높아진다. 예를 들면, 비에칭 대상물의 에칭 속도에 대한 에칭 대상물의 에칭 속도의 비인 에칭 선택비가 60 이상이 되기 쉽다.
에칭 가스를 불화니트로실의 가스와 함께 구성하는 다른 종의 가스로서, 불활성의 희석 가스를 사용할 수 있다. 즉, 에칭 가스를 불화니트로실과 희석 가스를 함유하는 혼합 가스로 할 수 있다.
희석 가스로서는 질소 가스(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 및 크세논(Xe)으로부터 선택되는 적어도 1종을 사용할 수 있다.
에칭 가스 중의 희석 가스의 농도는 99.7체적% 이하인 것이 바람직하고, 50체적% 이상 99.5체적% 이하인 것이 보다 바람직하고, 70체적% 이상 98체적% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
〔에칭 방법〕
본 실시형태에 의한 에칭은 플라즈마를 사용하는 플라즈마 에칭, 플라즈마를 사용하지 않는 플라즈마리스 에칭 중 어느 것에 의해서도 달성될 수 있다. 플라즈마 에칭으로서는, 예를 들면 반응성 이온 에칭(RIE: Reactive Ion Etching), 유도 결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 에칭, 용량 결합형 플라즈마(CCP: Capacitively Coupled Plasma) 에칭, 전자 사이클로트론 공명(ECR: Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 에칭, 마이크로파 플라즈마 에칭이 예시된다.
또한, 플라즈마 에칭에 있어서는 플라즈마는 피에칭 부재가 설치된 챔버 내에서 발생시켜도 좋고, 플라즈마 발생실과 피에칭 부재를 설치하는 챔버를 나누어도 좋다(즉, 원격 플라즈마를 사용해도 좋다). 원격 플라즈마를 사용한 에칭에 의해, 질화규소를 갖는 에칭 대상물을 보다 높은 선택성으로 에칭할 수 있는 경우가 있다.
〔에칭 공정의 압력 조건〕
본 실시형태에 의한 에칭 방법에 있어서의 에칭 공정의 압력 조건은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 플라즈마 에칭의 경우에는 10Pa 이하로 하는 것이 바람직하고, 5Pa 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 압력 조건이 상기 범위 내이면, 플라즈마를 안정적으로 발생시키기 쉽다. 한편, 에칭 공정의 압력 조건은 플라즈마 에칭의 경우에는 0.05Pa 이상인 것이 바람직하다. 압력 조건이 상기 범위 내이면, 전리 이온이 많이 발생해 충분한 플라즈마 밀도가 얻어지기 쉽다.
플라즈마리스 에칭의 경우에는 피에칭 부재의 표면을 균일하게 에칭한다고 하는 관점에서, 에칭 공정의 압력 조건은 1Pa 이상 100kPa 이하인 것이 바람직하고, 100Pa 이상 80kPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1kPa 이상 60kPa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 챔버 내의 에칭 가스의 압력이 상기 범위 내이면, 충분한 에칭 속도가 얻어짐과 아울러, 에칭 선택비가 높아지기 쉽다. 에칭 가스의 유량은 챔버의 크기나 챔버 내를 감압하는 배기 설비의 능력에 따라, 챔버 내의 압력이 일정하게 유지되도록 적절히 설정하면 좋다.
〔에칭 공정의 온도 조건〕
본 실시형태에 의한 에칭 방법에 있어서의 에칭 공정의 온도 조건은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 플라즈마 에칭의 경우에는 높은 에칭 선택성을 얻기 위해서는 200℃ 이하로 하는 것이 바람직하고, 비에칭 대상물이 에칭되는 것을 보다 억제하기 위해서는 150℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 이방성 에칭을 행하기 위해서는 100℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 온도 조건의 온도란, 피에칭 부재의 온도이거나, 에칭 장치의 챔버 내에 설치된, 피에칭 부재를 지지하는 스테이지의 온도를 사용할 수도 있다.
플라즈마리스 에칭의 경우에는, 에칭 공정의 온도 조건은 40℃ 이상 350℃ 미만으로 하는 것이 바람직하고, 70℃ 이상 330℃ 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 130℃ 이상 300℃ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 이 온도 범위 내이면, 피에칭 부재가 갖는 에칭 대상물(특히, 질화규소)의 에칭이 원활하게 진행됨과 아울러, 에칭 장치에 대한 부하가 작고, 에칭 장치의 수명이 길어지기 쉽다.
〔에칭 공정의 처리 시간〕
에칭의 처리 시간(이하, 「에칭 시간」이라고 기재하는 경우도 있다)은 피에칭 부재가 갖는 에칭 대상물을 어느 정도 에칭하고 싶은지에 따라 임의로 설정할 수 있지만, 반도체 소자 제조 프로세스의 생산 효율을 고려하면, 60분 이내인 것이 바람직하고, 40분 이내인 것이 보다 바람직하고, 30분 이내인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 에칭의 처리 시간이란, 챔버의 내부에 에칭 가스를 도입하고 나서, 에칭을 종료하기 위해서 챔버의 내부의 에칭 가스를 배기할 때까지의 시간을 가리킨다.
〔에칭 공정의 바이어스 파워〕
플라즈마 에칭을 행할 때에 발생시키는 플라즈마와 피에칭 부재 사이의 전위차를 구성하는 바이어스 파워에 대해서는, 소망하는 에칭 형상에 의해 0∼10000W로부터 선택하면 좋고, 선택적으로 에칭을 행하는 경우에는 0∼1000W 정도가 바람직하다. 이 전위차에 의해, 이방성 에칭을 행할 수 있다.
〔피에칭 부재〕
본 실시형태에 의한 에칭 방법에 의해 에칭하는 피에칭 부재는 에칭 대상물과 비에칭 대상물을 갖지만, 에칭 대상물로 형성되어 있는 부분과 비에칭 대상물로 형성되어 있는 부분을 갖는 부재라도 좋고, 에칭 대상물과 비에칭 대상물의 혼합물로 형성되어 있는 부재라도 좋다. 또한, 피에칭 부재는 에칭 대상물, 비에칭 대상물 이외의 것을 갖고 있어도 좋다.
또한, 피에칭 부재의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 판상, 박상, 막상, 분말상, 괴상이어도 좋다. 피에칭 부재의 예로서는, 상술한 반도체 기판이 예시된다.
〔에칭 대상물〕
에칭 대상물은 질화규소를 갖지만, 질화규소만으로 형성되어 있는 것이어도 좋고, 질화규소만으로 형성되어 있는 부분과 다른 재질로 형성되어 있는 부분을 갖는 것이어도 좋고, 질화규소와 다른 재질의 혼합물로 형성되어 있는 것이어도 좋다.
질화규소란, 규소 및 질소를 임의의 비율로 갖는 화합물을 가리키고, 예로서는 Si3N4를 예시할 수 있다. 질화규소의 순도는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 30질량% 이상, 보다 바람직하게는 60질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90질량% 이상이다.
또한, 에칭 대상물의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 판상, 박상, 막상, 분말상, 괴상이어도 좋다.
〔비에칭 대상물〕
비에칭 대상물은 불화니트로실과 실질적으로 반응하지 않거나, 또는 불화니트로실과의 반응이 매우 느리기 때문에, 본 실시형태에 의한 에칭 방법에 의해 에칭을 행해도, 에칭이 거의 진행되지 않는 것이다. 비에칭 대상물은 상기와 같은 성질을 가지면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 산화규소가 예시된다. 산화규소의 예로서는 이산화규소(SiO2)가 예시된다.
또한, 비에칭 대상물은 에칭 가스에 의한 에칭 대상물의 에칭을 억제하기 위한 레지스트 또는 마스크로서 사용할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 의한 에칭 방법은 패터닝된 비에칭 대상물을 레지스트 또는 마스크로서 이용하고, 에칭 대상물을 소정의 형상으로 가공하는(예를 들면, 피에칭 부재가 갖는 막상의 에칭 대상물을 소정의 막 두께로 가공하는) 등의 방법에 이용할 수 있으므로, 반도체 소자의 제조에 대하여 적합하게 사용 가능하다. 또한, 비에칭 대상물이 거의 에칭되지 않으므로, 반도체 소자 중 본래 에칭되지 않아야 하는 부분이 에칭되는 것을 억제할 수 있고, 에칭에 의해 반도체 소자의 특성을 잃게 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 패터닝 후에 잔존한 비에칭 대상물은 반도체 소자 제조 공정에서 일반적으로 사용되는 제거 방법에 의해 제거 가능하다. 예를 들면, 불화니트릴 플라즈마나 오존 등의 산화성 가스에 의한 애싱이나, APM(암모니아수와 과산화수소수의 혼합액), SPM(황산과 과산화수소수의 혼합액)이나 유기용제 등의 약액을 사용하는 용해 제거가 예시된다.
이어서, 도 1을 참조하면서, 본 실시형태에 의한 에칭 방법을 실시 가능한 에칭 장치의 구성의 일례와, 상기 에칭 장치를 사용한 에칭 방법의 일례를 설명한다. 도 1의 에칭 장치는 플라즈마를 사용한 에칭을 행할 수 있는 에칭 장치이다. 우선, 도 1의 에칭 장치에 대해서 설명한다.
도 1의 에칭 장치는 내부에서 에칭이 행해지는 챔버(10)와, 챔버(10)의 내부에 플라즈마를 생성하는 플라즈마 발생 장치(도시생략)와, 에칭하는 피에칭 부재(12)를 챔버(10)의 내부에 지지하는 스테이지(11)와, 피에칭 부재(12)의 온도를 측정하는 온도계(14)와, 챔버(10)의 내부의 가스를 배출하기 위한 배기용 배관(13)과, 배기용 배관(13)에 설치되어 챔버(10)의 내부를 감압하는 진공 펌프(15)와, 챔버(10)의 내부의 압력을 측정하는 압력계(16)를 구비하고 있다. 스테이지(11)를 고주파 전원에 접속하면, 피에칭 부재(12)에 고주파를 인가하는 기능을 스테이지(11)에 부여할 수 있다.
플라즈마 발생 장치의 플라즈마 생성 기구의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니고, 평행판에 고주파 전압을 작용하는 것이어도 좋고, 코일에 고주파 전류를 흐르게 하는 것이어도 좋다. 플라즈마 중에서 피에칭 부재(12)에 고주파 전압을 적용하면 피에칭 부재(12)에 음의 전압이 작용하고, 플러스 이온이 피에칭 부재(12)에 고속이고 또한 수직으로 입사하므로, 이방성 에칭이 가능해진다.
또한, 도 1의 에칭 장치는 챔버(10)의 내부에 에칭 가스를 공급하는 에칭 가스 공급부를 구비하고 있다. 이 에칭 가스 공급부는 불화니트로실의 가스를 공급하는 불화니트로실 가스 공급부(1)와, 희석 가스를 공급하는 희석 가스 공급부(2)와, 불화니트로실 가스 공급부(1)와 챔버(10)를 접속하는 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)과, 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)의 중간부에 희석 가스 공급부(2)를 접속하는 희석 가스 공급용 배관(6)을 갖고 있다.
또한, 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)에는 불화니트로실 가스의 압력을 제어하는 불화니트로실 가스 압력 제어 장치(7)와, 불화니트로실 가스의 유량을 제어하는 불화니트로실 가스 유량 제어 장치(3)가 설치되어 있다. 또한, 희석 가스 공급용 배관(6)에는 희석 가스의 압력을 제어하는 희석 가스 압력 제어 장치(8)와, 희석 가스의 유량을 제어하는 희석 가스 유량 제어 장치(4)가 설치되어 있다. 또한, 희석 가스 공급부(2), 희석 가스 유량 제어 장치(4), 희석 가스 공급용 배관(6), 희석 가스 압력 제어 장치(8)와 마찬가지의 형태로 첨가 가스를 공급하는 설비를 병설해도 좋다(도시 생략).
그리고, 에칭 가스로서 불화니트로실 가스를 챔버(10)에 공급하는 경우에는, 챔버(10)의 내부를 진공 펌프(15)로 감압한 후에, 불화니트로실 가스 공급부(1)로부터 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)에 불화니트로실 가스를 송출함으로써, 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)을 통해서 불화니트로실 가스가 챔버(10)에 공급되도록 되어 있다.
또한, 에칭 가스로서 불화니트로실 가스와 불활성 가스 등의 희석 가스의 혼합 가스를 공급하는 경우에는, 챔버(10)의 내부를 진공 펌프(15)로 감압한 후에, 불화니트로실 가스 공급부(1)로부터 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)에 불화니트로실 가스를 송출함과 아울러, 희석 가스 공급부(2)로부터 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)에 희석 가스 공급용 배관(6)을 통해서 희석 가스를 송출한다. 이것에 의해, 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)의 중간부에 있어서 불화니트로실 가스와 희석 가스가 혼합되어서 혼합 가스가 되고, 이 혼합 가스가 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)을 통해서 챔버(10)에 공급되도록 되어 있다. 단, 불화니트로실 가스와 희석 가스를 각각 개별로 챔버(10)에 공급하고, 챔버(10) 내에서 혼합 가스로 해도 좋다.
또한, 불화니트로실 가스 공급부(1) 및 희석 가스 공급부(2)의 구성은 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면 봄베나 실린더 등이어도 좋다. 또한, 불화니트로실 가스 유량 제어 장치(3) 및 희석 가스 유량 제어 장치(4)로서는, 예를 들면 매스 플로우 컨트롤러나 플로우 미터 등을 이용할 수 있다.
에칭 가스를 챔버(10)에 공급할 때에는 에칭 가스의 공급 압력(즉, 도 1에 있어서의 불화니트로실 가스 압력 제어 장치(7)의 값)을 소정값으로 유지하면서 공급하는 것이 바람직하다. 즉, 에칭 가스의 공급 압력은 플라즈마 에칭의 경우에는, 1Pa 이상 0.2ＭPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 10Pa 이상 0.1ＭPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 50Pa 이상 50kPa 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 플라즈마리스 에칭의 경우에는 에칭 가스의 공급 압력은 1kPa 이상 1.0ＭPa 이하로 하는 것이 바람직하고, 5kPa 이상 0.7ＭPa 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 10kPa 이상 0.5ＭPa 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다.
에칭 가스의 공급 압력이 상기 범위 내이면, 챔버(10)에의 에칭 가스의 공급이 원활하게 행해짐과 아울러, 도 1의 에칭 장치가 갖는 부품(예를 들면, 상기 각종 장치나 상기 배관)에 대한 부하가 작다.
또한, 챔버(10) 내에 공급된 에칭 가스의 압력은 피에칭 부재(12)의 표면을 균일하게 에칭한다고 하는 관점에서, 플라즈마 에칭의 경우에는 1Pa 이상 80kPa 이하인 것이 바람직하고, 10Pa 이상 50kPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 100Pa 이상 20kPa 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 플라즈마리스 에칭의 경우에는 챔버(10) 내에 공급된 에칭 가스의 압력은 1Pa 이상 100kPa 이하인 것이 바람직하고, 100Pa 이상 80kPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1kPa 이상 60kPa 이하인 것이 더욱 바람직하다.
챔버(10) 내의 에칭 가스의 압력이 상기 범위 내이면, 충분한 에칭 속도가 얻어짐과 아울러, 에칭 선택비가 높아지기 쉽다.
에칭 가스를 공급하기 이전의 챔버(10) 내의 압력은 에칭 가스의 공급 압력이하, 또는 에칭 가스의 공급 압력보다 저압이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 10-5Pa 이상 10kPa 미만인 것이 바람직하고, 1Pa 이상 2kPa 이하인 것이 보다 바람직하다.
에칭 가스의 공급 압력과, 에칭 가스를 공급하기 이전의 챔버(10) 내의 압력의 차압은 0.5ＭPa 이하인 것이 바람직하고, 0.3ＭPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.1ＭPa 이하인 것이 더욱 바람직하다. 차압이 상기 범위 내이면, 챔버(10)에의 에칭 가스의 공급이 원활하게 행해지기 쉽다.
에칭 가스를 챔버(10)에 공급할 때에는, 에칭 가스의 온도를 소정값으로 유지하면서 공급하는 것이 바람직하다. 즉, 에칭 가스의 공급 온도는 0℃ 이상 150℃ 이하인 것이 바람직하다.
본 실시형태에 의한 에칭 방법은 도 1의 에칭 장치와 같은 반도체 소자 제조 공정에 사용되는 일반적인 에칭 장치를 사용해서 행할 수 있고, 사용 가능한 에칭 장치의 구성은 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 불화니트로실 가스 공급용 배관(5)과 피에칭 부재(12)의 위치 관계는 에칭 가스를 피에칭 부재(12)에 접촉시킬 수 있으면, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 챔버(10)의 온도 조절 기구의 구성에 대해서도, 피에칭 부재(12)의 온도를 임의의 온도로 조절할 수 있으면 좋으므로, 스테이지(11) 상에 피에칭 부재(12)의 온도 조절 기구를 직접 구비하는 구성이어도 좋고, 외장형의 온도 조절기로 챔버(10)의 외측으로부터 챔버(10)에 가온 또는 냉각을 행해도 좋다.
또한, 도 1의 에칭 장치의 재질은 사용하는 불화니트로실에 대한 내부식성을 갖고, 또한 소정의 압력으로 감압할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 에칭 가스에 접촉하는 부분에는 스테인리스강 등의 금속이나, 알루미나(Al2O3) 등의 세라믹이나, 불소 수지 등을 사용할 수 있다.
불소 수지로서는, 예를 들면 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 사불화에틸렌·퍼플루오로알콕시에틸렌 공중합체(PFA), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 테프론(등록상표), 바이톤(등록상표), 칼레즈(등록상표)등이 예시된다.
실시예
이하에, 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 우선, 불순물인 불화니트릴을 각종 농도로 함유하는 불화니트로실을 조제했다. 불화니트로실의 조제예를 이하에 설명한다.
(조제예 1)
용량 500mL의 스테인리스강(SUS304L)제 용기에 온도 20℃, 압력 2.07ＭPa의 조건에서 충전된 불화니트로실 0.43몰을 준비하고, 이 불화니트로실의 기상부를 발출한 것을 조제예 1의 불화니트로실로 했다. 이 조제예 1의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 4217질량ppm이었다.
또한, 불화니트릴의 농도는 Thermo Fisher Scientific K.K.제의 적외 분광 광도계 Nicolet iS10 및 광로 길이 10cm의 셀을 사용해서 측정했다. 즉, 매스 플로우 컨트롤러를 사용해서 유량 200sccm으로 조제예 1의 불화니트로실을 셀에 유입시켜서 적외 분광 분석을 행하고, 얻어진 적외선 흡수 스펙트럼에 있어서의 파수 1310cm-1의 흡수 피크의 강도에 의해 불화니트릴의 농도를 정량했다.
(조제예 2)
조제예 1과 마찬가지로 해서 준비한 불화니트로실에 대하여, 기상부에 고농도로 존재하는 불화니트릴을 제거하는 탈불화니트릴 처리를 실시하고, 액상부의 불화니트로실 중의 불화니트릴의 농도를 저감하고, 조제예 2의 불화니트로실을 얻었다. 즉, 스테인리스강제 용기를 -55℃로 냉각하고, 유량을 1000sccm으로 설정한 질소 가스 기준의 유량 제어 장치를 개재하고, 스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 60초간 발출해서 제거함으로써, 탈불화니트릴 처리를 행했다. 기상부를 제거한 후에 상온으로 되돌리고, 그 후 스테인리스강제 용기 내에 잔존하는 불화니트로실의 기상부를 발출한 것을 조제예 2의 불화니트로실로 했다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 2의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 2083질량ppm이었다.
(조제예 3)
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간을 90초간으로 한 점 이외에는, 조제예 2와 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 3의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 3의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 901질량ppm이었다.
(조제예 4)
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간을 105초간으로 한 점 이외에는, 조제예 2와 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 4의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 4의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 459질량ppm이었다.
(조제예 5)
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간을 120초간으로 한 점 이외에는, 조제예 2와 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 5의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 5의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 58질량ppm이었다.
(조제예 6)
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간을 135초간으로 한 점 이외에는, 조제예 2와 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 6의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 6의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 5질량ppm이었다.
(조제예 7)
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간을 150초간으로 한 점 이외에는, 조제예 2와 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 7의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 1의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 7의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 0.08질량ppm이었다.
스테인리스강제 용기로부터 불화니트로실의 기상부를 발출하는 시간(탈불화니트릴 처리의 시간)을 더 길게 함으로써, 불화니트릴의 농도가 보다 낮은 불화니트로실을 얻을 수 있을 것으로 예상되지만, 불화니트릴의 농도가 분석 기기의 검출 한계인 0.001질량ppm 이하로 되기 때문에, 조제에는 이르지 않았다.
(조제예 8)
조제예 7의 불화니트로실이 충전된 용량 500mL의 스테인리스강(SUS304L)제 용기를 준비했다. 또한, 다른 용량 500mL의 스테인리스강(SUS304L)제 용기에 트리플루오로아민-N-옥시드(F3NO)를 충전하고, 이들 양 스테인리스강제 용기를 연결했다. 조제예 7의 불화니트로실이 충전된 스테인리스강제 용기를 -100℃로 냉각하고, 유량을 1000sccm으로 설정한 질소 가스 기준의 유량 제어 장치를 양 스테인리스강제용기의 연결 부분에 접속했다. 그리고, 트리플루오로아민-N-옥시드가 충전된 스테인리스강제 용기로부터 조제예 7의 불화니트로실이 충전된 스테인리스강제 용기에 트리플루오로아민-N-옥시드를 60초간 공급했다.
양 스테인리스강제 용기의 연결을 해제해 상온으로 되돌린 후에, 조제예 7의 불화니트로실에 트리플루오로아민-N-옥시드를 유입시킨 스테인리스강제 용기로부터 내용물의 기상부를 발출하고, 이 발출한 것을 조제예 8의 불화니트로실로 했다. 조제예 8의 불화니트로실에 있어서의 트리플루오로아민-N-옥시드의 농도를 측정한 바, 2381질량ppm이었다. 또한, 이 조제예 8의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 24질량ppm이었다.
또한, 트리플루오로아민-N-옥시드의 농도는 Thermo Fisher Scientific K.K.제의 적외 분광 광도계 Nicolet iS10을 사용해서 측정했다. 즉, 얻어진 적외선 흡수 스펙트럼에 있어서의 파수 1690cm-1의 피크의 강도에 의해 트리플루오로아민-N-옥시드의 농도를 정량했다.
(조제예 9)
트리플루오로아민-N-옥시드를 공급하는 시간을 120초간으로 한 점 이외에는, 조제예 8과 모두 마찬가지의 처리를 행하고, 조제예 9의 불화니트로실을 얻었다. 조제예 8의 경우와 마찬가지로 해서, 조제예 9의 불화니트로실에 있어서의 트리플루오로아민-N-옥시드의 농도를 측정한 바, 4872질량ppm이었다. 또한, 이 조제예 9의 불화니트로실에 있어서의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 48질량ppm이었다.
(실시예 1)
도 1의 에칭 장치와 대략 마찬가지의 구성을 갖는 에칭 장치를 사용하고, 피에칭 부재의 에칭을 행했다. 실시예 1에 있어서 사용한 피에칭 부재에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다.
1변 2인치의 정사각형 형상의 규소 기판(21) 상에 막두께 1㎛의 질화규소막 (22)을 성막한 것(SEIREN KST Corp.제)을 준비하고, 그 질화규소막(22) 상에 치수 1인치×2인치의 직사각형 형상의 이산화규소 기판(23)을 그리스(DAIKIN INDUSTRIES, LTD.제의 DEMNUM GREASE L-200)를 사용해서 접착하고, 이와 같이 해서 제작한 적층물을 피에칭 부재라고 했다. 이산화규소 기판(23)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 질화규소막(22)의 대략 절반의 부분을 덮도록 접착했다. 또한, 질화규소막(22)이 에칭 대상물이며, 비에칭 대상물인 이산화규소 기판(23)을 레지스트로서 사용하고 있다.
또한, 상기 피에칭 부재에 있어서, 에칭 대상물인 질화규소막(22)을, 비에칭 대상물인 이산화규소의 막으로 대체한 대비용 적층물을 제작했다.
상기 피에칭 부재와 대비용 적층물을, 에칭 장치의 챔버의 내부의 스테이지 상에 나란히 적재하고, 스테이지의 온도를 150℃로 승온했다.
이어서, 유량 100mL/min의 조제예 7의 불화니트로실의 가스와 유량 900mL/min의 아르곤을 혼합해서 혼합 가스라고 하고, 이 혼합 가스를 에칭 가스라고 했다. 그리고, 이 에칭 가스를 챔버의 내부에 유량 500mL/min으로 공급하고, 30분간 유통시켜서 에칭을 행했다. 에칭 가스의 유통 시의 챔버의 내부의 압력은 10kPa로 하고, 불화니트로실 가스의 분압은 1kPa로 했다.
이것에 의해, 상기 피에칭 부재의 질화규소막(22) 중 이산화규소 기판(23)으로 덮여져 있지 않은 노출 부분이 에칭되었다. 에칭 가스의 유통이 종료되면 스테이지의 가열을 종료하고, 챔버의 내부를 아르곤으로 대체했다. 또한, 여기서 사용한 아르곤의 불화니트릴의 농도를 측정한 바, 불검출이었다.
에칭이 종료되면 챔버를 개방해서 피에칭 부재를 인출하고, 인출한 피에칭 부재로부터 이산화규소 기판(23)을 분리하고, 접착면을 에탄올로 세정해서 그리스를 제거했다. 그리고, KEYENCE CORPORATION제의 원자간력 현미경 VN-8010을 사용하고, 이산화규소 기판(23)으로 덮여져 있어서 에칭되어 있지 않는 질화규소막(22)의 커버면(22a)과, 이산화규소 기판(23)으로 덮여져 있지 않고 에칭된 질화규소막(22)의 에칭면(22b)의 단차의 크기를 측정했다. 측정된 단차의 크기(㎚)를 에칭 시간(min)으로 나눔으로써, 질화규소의 에칭 속도(㎚/min)를 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 대비용 적층물에 대해서도 피에칭 부재와 마찬가지의 조작을 행하고, 단차의 크기(㎚)를 에칭 시간(min)으로 나눔으로써, 이산화규소의 에칭 속도(㎚/min)를 산출했다. 또한, 질화규소의 에칭 속도에 대한 이산화규소의 에칭 속도의 비(에칭 선택비)를 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 원자간력 현미경에 의한 단차의 크기의 측정 조건은 이하와 같다.
측정 압력: 대기압(101.3kPa)
측정 온도: 28℃
측정 분위기: 대기중
주사 범위: 폭 80.0㎛, 높이 20.0㎛, 각도 0°
(실시예 2∼7 및 비교예 1, 2)
조제예 7의 불화니트로실 대신에 조제예 1∼6, 8, 9의 불화니트로실을 사용한 점 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 해서 피에칭 부재의 에칭을 행하고, 질화규소의 에칭 속도, 이산화규소의 에칭 속도, 및 에칭 선택비를 각각 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 8∼12)
사용한 불화니트로실을 표 1에 기재한 바와 같이 한 점과, 에칭의 조건(스테이지의 온도, 챔버 내의 압력)을 표 1에 기재된 바와 같이 한 점 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 해서 피에칭 부재의 에칭을 행하고, 질화규소의 에칭 속도, 이산화 규소의 에칭 속도, 및 에칭 선택비를 각각 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 나타내는 결과로부터, 에칭 가스 중의 불화니트릴의 농도가 100질량ppm 이하인 실시예 1∼7은 100질량ppm 초과인 비교예 1, 2와 비교해서, 산화규소의 에칭 속도에 대한 질화규소의 에칭 속도의 비인 에칭 선택비가 높은 것을 알 수 있다.
또한, 트리플루오로아민-N-옥시드가 불화니트로실 중에 함유되어 있어도, 불화니트릴만큼 에칭 선택비에는 영향을 주지 않는 것을 알 수 있다.
또한, 스테이지의 온도, 챔버 내의 압력의 증대에 따라, 질화규소의 에칭 속도 및 에칭 선택비가 향상되는 것을 알 수 있다.
1…불화니트로실 가스 공급부
2…희석 가스 공급부
3…불화니트로실 가스 유량 제어 장치
4…희석 가스 유량 제어 장치
5…불화니트로실 가스 공급용 배관
6…희석 가스 공급용 배관
7…불화니트로실 가스 압력 제어 장치
8…희석 가스 압력 제어 장치
10…챔버
11…스테이지
12…피에칭 부재
13…배기용 배관
14…온도계
15…진공 펌프
16…압력계
21…규소 기판
22…질화규소막
23…이산화규소 기판

Claims (6)

  1. 불화니트로실을 함유하는 에칭 가스로서,
    불화니트릴을 불순물로서 함유하고, 불화니트릴의 농도가 0.0001질량ppm 이상 100질량ppm 이하인 에칭 가스.
  2. 제 1 항에 기재된 에칭 가스를 제조하는 방법으로서,
    불화니트릴을 함유하는 불화니트로실인 조불화니트로실에 대하여, 불화니트릴을 제거하는 탈불화니트릴 처리를 실시하는 탈불화니트릴 공정을 구비하는 에칭 가스의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 기재된 에칭 가스를, 상기 에칭 가스에 의한 에칭의 대상인 에칭 대상물과 상기 에칭 가스에 의한 에칭의 대상이 아닌 비에칭 대상물을 갖는 피에칭 부재에 접촉시켜, 상기 비에칭 대상물과 비교해서 상기 에칭 대상물을 선택적으로 에칭하는 에칭 공정을 구비하고, 상기 에칭 대상물이 질화규소를 갖는 에칭 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 에칭 가스가 불화니트로실만으로 이루어지는 가스, 또는 불화니트로실과 희석 가스를 함유하는 혼합 가스인 에칭 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 희석 가스가 질소 가스, 헬륨, 아르곤, 네온, 크립톤, 및 크세논으로부터 선택되는 적어도 1종인 에칭 방법.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 에칭 방법을 이용해서 반도체 소자를 제조하는 반도체 소자의 제조 방법으로서,
    상기 피에칭 부재가 상기 에칭 대상물 및 상기 비에칭 대상물을 갖는 반도체기판이며,
    상기 반도체 기판으로부터 상기 에칭 대상물의 적어도 일부를 상기 에칭에 의해 제거하는 처리 공정을 구비하는 반도체 소자의 제조 방법.
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