WO2020090451A1 - ドライエッチング方法 - Google Patents

ドライエッチング方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2020090451A1
WO2020090451A1 PCT/JP2019/040539 JP2019040539W WO2020090451A1 WO 2020090451 A1 WO2020090451 A1 WO 2020090451A1 JP 2019040539 W JP2019040539 W JP 2019040539W WO 2020090451 A1 WO2020090451 A1 WO 2020090451A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
dry etching
etching
etching method
hydrogen
laminated film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/040539
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓之 大森
聖唯 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Priority to KR1020217015754A priority Critical patent/KR102547222B1/ko
Priority to CN201980071896.3A priority patent/CN112997280A/zh
Priority to SG11202103688YA priority patent/SG11202103688YA/en
Priority to JP2020553752A priority patent/JP7507095B2/ja
Priority to US17/284,679 priority patent/US11251051B2/en
Publication of WO2020090451A1 publication Critical patent/WO2020090451A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to JP2023136240A priority patent/JP2023158006A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/28—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials
    • H10P50/282—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials
    • H10P50/283—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of insulating materials of inorganic materials by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/20—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels
    • H10B41/23—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels
    • H10B41/27—Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels the channels comprising vertical portions, e.g. U-shaped channels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/20—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B43/00—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators
    • H10B43/20—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels
    • H10B43/23—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels
    • H10B43/27—EEPROM devices comprising charge-trapping gate insulators characterised by three-dimensional [3D] arrangements, e.g. with cells on different height levels with source and drain on different levels, e.g. with sloping channels the channels comprising vertical portions, e.g. U-shaped channels
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/68—Organic materials, e.g. photoresists
    • H10P14/683—Organic materials, e.g. photoresists carbon-based polymeric organic materials, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC
    • H10P14/687—Organic materials, e.g. photoresists carbon-based polymeric organic materials, e.g. polyimides, poly cyclobutene or PVC the materials being fluorocarbon compounds, e.g. (CHxFy) n or polytetrafluoroethylene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/69—Inorganic materials
    • H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
    • H10P14/6921—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon
    • H10P14/69215—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material being a silicon oxide, e.g. SiO2
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
    • H10P14/69—Inorganic materials
    • H10P14/694—Inorganic materials composed of nitrides
    • H10P14/6943—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon
    • H10P14/69433—Inorganic materials composed of nitrides containing silicon the material being a silicon nitride not containing oxygen, e.g. SixNy or SixByNz
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/20—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching
    • H10P50/24—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials
    • H10P50/242—Dry etching; Plasma etching; Reactive-ion etching of semiconductor materials of Group IV materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
    • H10P50/73—Etching of wafers, substrates or parts of devices using masks for insulating materials

Definitions

  • the present disclosure relates to a dry etching method using a dry etching agent containing a fluorine-containing unsaturated hydrocarbon.
  • a plurality of polycrystalline silicon (hereinafter referred to as poly-Si or p-Si) layers and silicon oxide (hereinafter referred to as SiO x ) layers are alternately laminated on a substrate, A structure in which a structure serving as an electrode is embedded in a direction perpendicular to the film is adopted.
  • Si silicon oxide
  • both the base substrate and the layers included in the laminated film are Si, the substrate is damaged in the etching process of the laminated film, and p It was difficult to etch only the laminated film composed of —Si and SiO x .
  • a NAND flash memory using a laminated film made of silicon nitride (hereinafter referred to as SiN) and SiO x instead of the laminated film made of p-Si and SiO x is also under study.
  • SiN silicon nitride
  • SiO x instead of the laminated film made of p-Si and SiO x is also under study.
  • an alternating laminated film composed of a SiN layer 1 and a SiO x layer 2 is previously formed on a substrate 4, and as shown in FIG.
  • the through holes 5 are formed by etching in the direction perpendicular to the laminated film.
  • a step of removing the SiN layer and forming a gate is performed.
  • Patent Document 1 in a method of etching a laminated film including at least one silicon oxide film layer and at least one silicon nitride film layer, a CF-based gas and a CHF-based gas are used. A method of simultaneously etching different types of layers in one plasma etching with the mixed gas containing the same may be used.
  • a laminated film of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer formed on a substrate is subjected to etching by applying a bias voltage of 500 V or more by plasmaizing a dry etching agent
  • the dry etching method has been disclosed to be in the range of 0.1 to 10 times the volume of F 4 .
  • Patent Document 3 discloses a dry etching method in which a mixed gas of hexafluoropropene and difluoromethane is made into plasma to selectively etch silicon oxide with respect to silicon nitride.
  • Patent Document 4 discloses a dry etching method in which a dry etching gas containing hexafluoropropene and oxygen gas is made into plasma to etch a silicon-based material such as silicon oxide or silicon nitride.
  • Patent Document 1 a mixed gas containing a CF-based gas such as C 4 F 8 and a CHF-based gas containing hydrogen is used to perform a single plasma etching process on different types of laminated films.
  • a method of simultaneously etching using the resist provided in the above as a mask have a problem that the etching selectivity with respect to the mask cannot be sufficiently obtained, and when the film thickness of the laminated film is large, the mask cannot withstand until the etching is completed. Further, in the etching process, the formation of the side wall protective film is insufficient, and there is a problem that an abnormal etching shape such as bowing occurs.
  • Patent Document 3 since the silicon oxide is selectively etched, the through hole cannot be formed in the laminated film of SiN and SiO 2 . Further, as in Patent Document 4, in the plasma of hexafluoropropene and oxygen gas, the etching rate of silicon oxide becomes faster than the etching rate of silicon nitride, as discussed in Comparative Example 1 of the present application. After all, it is not suitable for the step of forming the through hole in the laminated film of SiN and SiO 2 .
  • the etching time is extended by 1.1 to 2 times more than necessary. It is common to perform etching. On the other hand, however, in order to prevent excessive etching from occurring, an etch stop layer is previously formed on the bottom of the hole. This is the same when forming the structure of many elements called 3D NAND.
  • the material used for the etch stop layer depends on the preceding and following processes and the structure of the entire device, and therefore cannot be determined unconditionally, but in many cases, single crystal Si, polycrystalline Si (hereinafter p-Si), W, WSi , Ti, TiN or TiO x is used.
  • Patent Document 2 When the present inventor uses the method described in Patent Document 2, it is possible to perform etching without forming defects in the etching process of a laminated film having a high aspect ratio, while the fluorocarbon film is excessive on the etch stop layer. It was found that, as a result of being deposited on the substrate and forming an etching residue, contact failure at the bottom of the hole may occur.
  • the fluorocarbon film on the etch stop layer is also removed by ashing or heating after the etching process, but if the hole has a deep aspect ratio of 20 or more, it can be effectively removed. However, it is considered that there is a case in which it remains.
  • the present disclosure has been made in view of the above problems, and a value obtained by dividing the etching rate of SiN by the etching rate of SiO x (SiN / SiO x etching rate ratio) is between 0.90 and 1.5.
  • the present invention provides an etching method that can be arbitrarily controlled by the method and has no etching residue.
  • At least C 3 is formed in the step of forming a through hole perpendicular to the etching target layer in which a large number of SiN and SiO x are alternately laminated on the substrate.
  • the (SiN / SiO x etching rate ratio) can be arbitrarily controlled within the range of 0.90 or more and 1.5 or less and, while having selectivity with the etch stop layer, excessive deposition on the layer can be achieved.
  • the present invention has been found to be suppressed.
  • a dry etching agent is applied to a laminated film of a silicon oxide layer and a silicon nitride layer formed on a substrate through a mask having a predetermined opening pattern formed on the laminated film.
  • Hydrogen containing at least C 3 F 6 and C x H y F z (x is an integer of 1 or more and 4 or less, y is an integer of 1 or more and 2x + 1 or less, and z is an integer represented by 2x + 2-y)
  • a saturated fluorocarbon and an oxidizing gas wherein the volume of the hydrogen-containing saturated fluorocarbon contained in the dry etching agent is the C 3 F 6 body contained in the dry etching agent.
  • the present invention provides a dry etching method characterized by being in the range of 0.1 to 10 times the product.
  • (A), (b) It is the schematic of the laminated structure of the element before and after forming a through-hole. It is a schematic diagram of a reaction device used in an example and a comparative example.
  • (A) to (c) The SiN / SiO x etching rate ratio and the etching selectivity (SiO x / resist) of Examples and Comparative Examples, and the deposition amount of the CFn film on the metal tungsten (W) film and the TiN film are shown. It is a figure.
  • an alternating laminated film composed of a SiN layer 1 and a SiO x layer 2 and a mask 3 having a predetermined opening pattern are prepared in advance on a substrate 4.
  • the through hole 5 is formed by etching through the mask 3 in the direction perpendicular to the laminated film, that is, the direction perpendicular to the substrate 4.
  • the alternate laminated film is a laminated film of 32 layers or 48 layers practically, the through hole 5 has an aspect ratio (the depth a of the through hole is divided by the width b of the opening of the mask 3). It is a very elongated hole having a value of 20 or more.
  • SiO x is 1 or more and 2 or less, SiO x is usually SiO 2 .
  • SiN is represented by SiN x (x is 0.3 or more and 9 or less) in a chemical formula, and is usually Si 3 N 4 .
  • C 3 F 6 and C x H y F z (x is an integer of 1 or more and 4 or less, y is an integer of 1 or more and 2x + 1 or less, and z is an integer represented by 2x + 2-y) Dry etching containing a hydrogen-containing saturated fluorocarbon represented by the formula (1) and an oxidizing gas, and the mixing ratio of C 3 F 6 and the hydrogen-containing saturated fluorocarbon is 1: 0.1 to 10 by volume.
  • the substrate 4 used is not particularly limited, but a silicon wafer can be used.
  • a photoresist made of amorphous carbon or a photocurable resin can be used as a material for forming the mask 3.
  • C x H y F as a moisture-containing saturated fluorocarbon represented by z for example, CHF 3, CH 2 F 2 , CH 3 F, C 2 HF 5, C 2 H 2 F 4, C 2 H 3 F 3, C 2 H 4 F 2, C 2 H 5 F, C 3 HF 7, C 3 H 2 F 6, C 3 H 3 F 5, C 3 H 4 F 4, C 3 H 5 F 3, C 3 H 6 F 2, C 3 H 7 F , C 4 H 9 F, C 4 H 8 F 2, C 4 H 7 F 3, C 4 H 6 F 4, C 4 H 5 F 5, C 4 H 4 F 6, C 4 H 3 F 7, C 4 H 2 F 8 and include C 4 HF 9.
  • CHF 3 , CH 2 F 2 , C 2 HF 5 , C 2 H 2 F 4, C 2 H 3 F 3, C 3 HF 7, C 3 H 2 F 6, C 3 H 3 F 5, C 3 H 4 F 4 is preferred, since it requires less amount , CH 2 F 2 , C 2 H 2 F 4 , C 2 H 3 F 3 , C 3 HF 7 , C 3 H 2 F 6 , C 3 H 3 F 5 are particularly preferred.
  • the fluorocarbon represented by C 3 F 6 has structural isomers, that is, linear hexafluoropropene and cyclic cyclohexafluoropropane. In the present disclosure, either structure may be used alone or as a mixture of both.
  • C 3 H 2 F 4 that is, hydrogen-containing unsaturated fluorocarbon such as 1,3,3,3-tetrafluoropropene has an unsaturated bond in the molecule, so that it polymerizes in a plasma to be polymerized to penetrate.
  • a protective film is formed by depositing on the side wall of the hole. The thickness of this protective film tends to increase as the number of hydrogen increases.
  • hexafluoropropene, C 3 although H 2 formation F 4 similarly to the protective film occurs the thickness is thinner than the C 3 H 2 F 4. This is considered to be the reason why when C 3 F 6 is used, excessive deposition on the laminated film is suppressed while having selectivity with the etch stop layer.
  • C 4 F 6 or c-C 4 F 8 which is widely used as an etching gas instead of C 3 F 6 will be examined.
  • C 4 F 6 since C 4 F 6 contains two double bonds, further polymerization is possible as compared with C 3 F 6 and C 3 H 2 F 4 each having one double bond. Since it is easy to proceed, an excessive protective film is easily formed. Therefore, in order to perform effective etching, the concentration of the oxidizing gas such as O 2 has to be set relatively high, and as a result, sufficient selectivity with respect to the mask cannot be obtained. Further, when c-C 4 F 8 is used, since the polymerizability is low and the formation of the protective film is difficult to proceed, sufficient selectivity with the mask cannot be obtained.
  • the concentration of C 3 F 6 depends on the total flow rate of the dry etching agent including C 3 F 6 and C x H y F z, which will be described later, including an oxidizing gas and an inert gas, in order to obtain a sufficient etching rate. On the other hand, it is preferably 1% by volume or more, and particularly preferably 5% by volume or more. Further, the total concentration of C 3 F 6 and C x H y F z in the dry etching agent is preferably 5% by volume or more of the total flow rate.
  • the mixing ratio of the hydrogen-containing saturated fluorocarbon represented by C 3 F 6 and C x H y F z is preferably 1: 0.1 or more and 10 or less, more preferably 1: 0.2 or more and 5 or less by volume ratio. It is preferably 1: 0.4 or more and 3 or less.
  • C x H y moisture-containing saturated fluorocarbon represented by F z is too large, with the etching rate of the SiO x is reduced, greatly increased isotropic etch rate in the horizontal direction of the SiN layer, the sidewall of the through hole In some cases, unevenness may occur and the desired etching shape may not be obtained.
  • the etching rates of the SiN layer and the SiO x layer can be arbitrarily controlled, the laminated film of the SiN layer and the SiO x layer can be etched in one step. Further, since the etching rates are the same, the wall (inner surface) of the hole formed in the laminated film has few irregularities, and it is possible to form a hole having a uniform hole diameter in the upper portion and the lower portion in the laminated film.
  • An oxidizing gas is added to the dry etching agent.
  • the oxidizing gas O 2, O 3, CO , CO 2, COCl 2, COF 2, NO 2, C a F b I c (a is 1 to 3 an integer, b and c is an integer of 1 or more , B + c ⁇ 2a + 2, and b + c is an even number).
  • oxygen it is preferable to use oxygen because it is easy to obtain and handle.
  • the addition amount of the oxidizing gas is preferably 1% by volume or more and 50% by volume or less of the entire etching agent, more preferably 2% by volume or more and 30% by volume or less, and 5% by volume or more and 10% by volume or less. It is particularly preferable that
  • the dry etching agent preferably contains an inert gas in order to reduce the cost and increase the handling safety.
  • an inert gas rare gases such as argon gas, helium gas, neon gas, krypton gas, xenon gas, and nitrogen gas can be used. Of these, argon gas is particularly preferable because it is easily available and has little interaction.
  • the dry etching agent may be composed only of C 3 F 6 , hydrogen-containing saturated fluorocarbon, oxidizing gas and inert gas.
  • the generated negative DC self-bias voltage is required to be 500 V or more in absolute value, and preferably 1000 V or more in absolute value in order to perform etching with high straightness in the direction perpendicular to the layer.
  • the higher the absolute value of the negative DC self-bias voltage the more the side etch can be reduced.
  • the absolute value of the negative DC self-bias voltage exceeds 10000 V, damage to the substrate will occur. It becomes large and is not preferable.
  • the gas components contained in the etching gas may be introduced into the chamber independently, or may be prepared as a mixed gas in advance and then introduced into the chamber.
  • the total flow rate of the dry etching agent introduced into the reaction chamber can be appropriately selected in consideration of the above-mentioned concentration condition and pressure condition depending on the volume of the reaction chamber and the exhaust capacity of the exhaust unit.
  • the pressure during etching is preferably 10 Pa or less, more preferably 5 Pa or less, and particularly preferably 1 Pa or less in order to obtain stable plasma and to suppress the side etching by increasing the straightness of ions.
  • the pressure in the chamber is too low, ionized ions will decrease and a sufficient plasma density will not be obtained. Therefore, the pressure is preferably 0.05 Pa or more.
  • the substrate temperature during etching is preferably 50 ° C. or lower, and particularly preferably 20 ° C. or lower for anisotropic etching.
  • the amount of the protective film containing fluorocarbon radicals as the main component on the side wall is reduced, and the tendency for the etching to proceed isotropically increases, so that the required processing accuracy cannot be obtained.
  • the mask material such as resist may be significantly etched.
  • the etching time is preferably 60 minutes or less considering the efficiency of the device manufacturing process.
  • the etching time is the time during which plasma is generated in the chamber and the dry etching agent is allowed to react with the sample.
  • the number of layers in the laminated film and the depth of the through holes to be formed are not particularly limited, but the number of layers is 6 or more and the depth of the through holes is 0.5 ⁇ m or more in order to obtain the integration effect by the lamination. preferable.
  • the etching method using the dry etching agent of the present disclosure includes capacitively coupled plasma (CCP) etching, reactive ion etching (RIE), inductively coupled plasma (ICP) etching, electron cyclotron resonance (ECR) plasma etching and
  • CCP capacitively coupled plasma
  • RIE reactive ion etching
  • ICP inductively coupled plasma
  • ECR electron cyclotron resonance
  • the present invention is not limited to various etching methods such as microwave etching and can be performed.
  • the composition of C 3 F 6 and C x H y F z contained in the dry etching agent may be changed stepwise or during the etching process. It may be changed periodically.
  • a step of etching without adding C x H y F z to the dry etching agent when forming the through hole that is, a step of etching using a dry etching agent containing C 3 F 6 and an oxidizing gas is performed. May be included.
  • etching when etching is performed up to about half of the alternating laminated film (for example, 1/2 to 5/8 of the thickness of the alternating laminated film), dry etching including C x H y F z is performed. agent etched using, after shaved about half an alternate laminated film, it is conceivable to perform the etching with the C x H y F reduce the amount of z or added without dry etchant.
  • high-speed etching can be performed by adding C x H y F z , and the through holes having the problem of horizontal SiN etching become a problem.
  • the alternating laminated film can be etched while suppressing the SiN etching in the horizontal direction by not adding C x H y F z to the dry etching agent or by reducing the addition amount. That is, the time required to form the through hole can be shortened while preventing SiN etching in the horizontal direction.
  • the etching method of the present disclosure is applied when etching the SiN layer of the alternately laminated film, and when etching the SiO x layer, without adding C x H y F z. Etching is possible.
  • SiN when etching the SiN layer, SiN can be etched with a dry etching agent containing C x H y F z , which has a higher SiN etching rate than the SiO 2 etching rate, and when etching the SiO x layer, C x H y F z can suppress the lateral etching of the SiN layer by lowering the etch rate of SiN by dry etching agent not added.
  • the value obtained by dividing the etching rate of SiN by the etching rate of SiO x is preferably 0.90 or more and 1.5 or less, and 1 or more and 1.3 or more. The following is more preferable.
  • the generation rate of the fluorocarbon film derived from the dry etching agent, which is formed on the substrate during etching is preferably 1 nm / min or less, and 0.5 nm / min or less. Is more preferable.
  • the SiOx / resist etching rate ratio which is a value obtained by dividing the etching rate of silicon oxide by the etching rate of resist, is preferably 3 or more, and more preferably 5 or more. It is preferably 8 or more, and particularly preferably 8.
  • the etching method of the present disclosure has high selectivity with respect to the mask. Therefore, the etching method of the present disclosure can be used in a step of forming a through hole having an aspect ratio of more than 20 in an alternating laminated film of SiN and SiO x in the process of manufacturing a three-dimensional NAND flash memory. As a result, excessive isotropic etching of the SiN layer exposed in the through hole formed in the laminated film is suppressed, and abnormal etching shape is prevented even when the through hole having an aspect ratio of 20 or more is etched. Good electrical characteristics can be realized.
  • a reactive product generated from C x F y or the like deposited on the side wall of the through hole after the through hole is formed in the alternate laminated film including the SiN layer and the SiO x layer In order to remove the mask, an ashing step of ashing with plasma generated from a processing gas containing oxygen gas may be performed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the reaction device 10 used in Examples and Comparative Examples.
  • a lower electrode 14 having a function of holding the sample 18 and also functioning as a stage, an upper electrode 15, and a pressure gauge 12 are installed.
  • a gas inlet 16 is connected to the upper part of the chamber 11.
  • the pressure inside the chamber 11 can be adjusted, and the dry etching agent can be excited by a high frequency power source (13.56 MHz) 13. As a result, the excited dry etching agent is brought into contact with the sample 18 placed on the lower electrode 14 to etch the sample 18.
  • a high frequency power source 13.56 MHz
  • a direct current voltage called a self-bias voltage is generated between the upper electrode 15 and the lower electrode 14 due to the difference in the moving speed of ions and electrons in the plasma. It is configured so that it can be generated.
  • the gas in the chamber 11 is discharged through the gas discharge line 17.
  • a silicon wafer A having a SiN layer, a silicon wafer B having a SiO 2 layer, a silicon wafer C having a photoresist film, a silicon wafer D having a TiN layer, and a silicon wafer E having a W layer are on a stage. Installed in.
  • the SiN layer, the SiO 2 layer and the W layer were formed by the CVD method, and the TiN layer was formed by the sputtering method.
  • C 3 F 6 (hexafluoropropene), CHF 3 , O 2 and Ar as etching agents were mixed at 10% by volume, 5% by volume, 15% by volume and 70% by volume with respect to the total flow rate, respectively.
  • etching was performed by making the total flow rate 100 sccm and applying high frequency power at 400 W to turn the etching agent into plasma.
  • the pressure is 1 Pa
  • the applied power is 1.0 W / cm 2
  • the absolute value of the negative DC self-bias voltage is 1000 V
  • the time is 2 minutes.
  • the etching rate was obtained from changes in the thicknesses of the SiN layer of the silicon wafer A, the SiO 2 layer of the silicon wafer B, and the resist film of the silicon wafer C before and after etching. Further, the thickness of the fluorocarbon film (CFn film) deposited on the TiN layer of the silicon wafer D and the W layer of the silicon wafer E was measured.
  • the results of each Example / Comparative Example are shown in Table 1.
  • the etching rate ratio in Table 1 is a value obtained by dividing the SiN etching rate by the SiO x etching rate (SiN / SiO x ratio), and the etching selection ratio is the SiO x etching rate divided by the resist etching rate.
  • the SiN / SiO x etching rate ratio was 0.90 or more and 1.5 or less.
  • the selection ratio with the resist was equal to or higher than that in the case of no addition. Further, almost no formation of CFn film was observed on TiN and W. That is, by this dry etching method, the SiN / SiO x etching rate ratio can be arbitrarily controlled within the range of 0.90 or more and 1.5 or less, and the selectivity with respect to the etch stop layer is not deteriorated without deteriorating the selectivity with the mask. While maintaining the above, it is possible to suppress the formation of the CFn film on the etch stop film.
  • Comparative Example 1 since the hydrogen-containing saturated fluorocarbon was not contained, the SiN etching rate was low, and the ratio of the SiN etching rate and the SiO x etching rate was 0.85. Further, in Comparative Examples 2 and 3, hydrogen-containing unsaturated fluorocarbon having a double bond is used as the additive gas. As a result, although the ratio between the SiN etching rate and the SiO x etching rate was 0.90 or more and less than 1.5, formation of a CFn film on W or TiN was confirmed. In such a case, it is considered that the electric characteristics are adversely affected.
  • SiN / SiO x etching rate ratios and etching selectivity ratios SiO x / resist
  • the SiN / SiO x etching rate ratios are CHF 3 (Examples 1 to 3), CH 2 F 2 (Examples 4 to 6), and CH 3 F which are hydrogen-containing saturated fluorocarbons.
  • Example 7 to 9 C 3 H 3 F 5 (Examples 10 to 12), no addition (Comparative Example 1), and a case of using saturated perfluorocarbon containing no hydrogen ( It can be higher than in Comparative Example 5).
  • it can be controlled by the addition amount and the type of added gas.
  • the etching selection ratio SiO x / resist was determined by a gas having a large number of hydrogen atoms in the molecule, a gas having a large number of carbon atoms, a hydrogen-containing unsaturated fluorocarbon having a double bond (comparative example). It tends to be higher when a few C 3 H 2 F 4 ) are added.
  • FIG. 3B the etching selection ratio (SiO x / resist) was determined by a gas having a large number of hydrogen atoms in the molecule, a gas having a large number of carbon atoms, a hydrogen-containing unsaturated fluorocarbon having a double bond (comparative example). It tends to be higher when
  • the value obtained by dividing the etching rate of SiN by the etching rate of SiO x is 0.9 in the etching using C 3 F 6 , which has a sufficient selectivity with the resist.
  • the hydrogen-containing saturated fluorocarbon was the only additive gas having a characteristic that it was within the range of up to 1.5 and no remarkable formation of the CFn film was caused on the etch stop film.
  • the etching selection ratio SiO x / resist
  • Comparative Example 1 since only C 3 F 6 was used, that is, only unsaturated perfluorocarbon was used, the SiN etching rate was low, and the ratio of the SiN etching rate and the SiO x etching rate was 0.85. Therefore, even if the comparative example 1 is applied to the laminated film of the SiN layer and the SiO x layer, the deposit derived from the gas is deposited on the SiN layer and the etching rate of SiN is slow, so that the through hole cannot be formed.
  • the present disclosure is effective for forming wiring on a device such as a NAND flash memory that is three-dimensionally integrated in a semiconductor manufacturing process.
  • SiN layer 2 SiO x layer 3: Mask 4: Substrate 5: Through hole 10: Reactor 11: Chamber 12: Pressure gauge 13: High frequency power supply 14: Lower electrode 15: Upper electrode 16: Gas inlet 17: Exhaust gas Line 18: Sample

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

本開示のドライエッチング方法は、基板上に形成されたシリコン酸化物層とシリコン窒化物層の積層膜に対して、前記積層膜上に形成された所定の開口パターンを有するマスクを介して、ドライエッチング剤をプラズマ化し、絶対値で５００Ｖ以上の負の直流の自己バイアス電圧を印加したエッチングを行い、前記積層膜に対して垂直方向の貫通孔を形成する方法であって、前記ドライエッチング剤が、少なくとも、Ｃ3Ｆ6と、ＣxＨyＦzで表される含水素飽和フルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含み、前記ドライエッチング剤に含まれる前記含水素飽和フルオロカーボンの体積が、前記ドライエッチング剤に含まれる前記Ｃ3Ｆ6の体積の０．１～１０倍の範囲であることを特徴とする。

Description

ドライエッチング方法
　本開示は、含フッ素不飽和炭化水素を含むドライエッチング剤を用いたドライエッチング方法に関する。
　今日、半導体製造においては、微細化が物理的な限界に近づきつつあり、それを補うため、構造物を高さ方向に積層して集積する方法が開発されている。この傾向はＮＡＮＤフラッシュメモリにおいて特に顕著に見られ、三次元ＮＡＮＤフラッシュメモリの研究開発が活発化している。
　例えば、三次元ＮＡＮＤフラッシュメモリでは、多結晶シリコン（以下、ｐｏｌｙ－Ｓｉまたはｐ－Ｓｉと呼ぶ）層とシリコン酸化物（以下、ＳｉＯxと呼ぶ）層が基板上に交互に多数積層され、積層膜に対して垂直方向に電極となる構造物が埋め込まれた構造がとられている。しかしながら、実際にこのような素子を作製する場合、下地である基板と積層膜に含まれる層のいずれもがＳｉであることから、積層膜のエッチング工程において、基板にダメージが及んでしまい、ｐ－ＳｉとＳｉＯxからなる積層膜のみをエッチング加工することが困難であった。
　そこで、ｐ－ＳｉとＳｉＯxからなる積層膜に代えて、窒化シリコン（以下ＳｉＮと呼ぶ）とＳｉＯxからなる積層膜を用いたＮＡＮＤフラッシュメモリも検討されている。その場合の作製方法の一例では、図１（ａ）のように、基板４の上にＳｉＮ層１とＳｉＯx層２からなる交互積層膜を予め作製し、図１（ｂ）のように、積層膜に対して垂直方向に貫通孔５をエッチング加工により作製する。その後、図示していないが、ＳｉＮ層を除去し、ゲートを形成する工程などを行う。
　この積層膜の層に対して垂直方向に貫通孔を形成する工程においては、ＳｉＮとＳｉＯ2の交互積層膜に対して、ＳｉＮのエッチングとＳｉＯ2のエッチングを、それぞれの独立した工程として交互に繰り返して貫通孔を形成する工程が検討されている。
　しかしながら、層ごとに独立した工程としてエッチングを行っていたのでは、積層数の増加に伴い、工程数も大幅に増加することになる。また、従来のＣＦ系のガスのみでは、ＳｉＮのエッチング速度が遅く、場合によっては、ＳｉＮ層にデポジションが発生し、所望するエッチング形状が得られない。そこで、特許文献１に示されるように、少なくとも1層のシリコン酸化膜層と少なくとも1層のシリコン窒化膜層とを含む積層膜に対するエッチング方法において、ＣＦ系のガスと，ＣＨＦ系のガスとを含む混合ガスにより１回のプラズマエッチングで異なる種類の層を同時にエッチングする方法が用いられることもある。
　また、特許文献２には、基板上に形成されたシリコン酸化物層とシリコン窒化物層の積層膜に対して、ドライエッチング剤をプラズマ化し、５００Ｖ以上のバイアス電圧を印加したエッチングを行い、該層に対して垂直方向の貫通孔を形成するドライエッチング方法において、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ（Ｅ）とＣxＦy（ｘ＝２～５の整数、ｙ＝２、４、６、８、または１０、ｙ≦２ｘ）で表される不飽和パーフルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含み、前記ドライエッチング剤に含まれる前記不飽和パーフルオロカーボンの体積が、前記ドライエッチング剤に含まれる前記Ｃ3Ｈ2Ｆ4の体積の０．１～１０倍の範囲であることドライエッチング方法が公開されている。
　特許文献３では、ヘキサフルオロプロペンとジフルオロメタンの混合ガスをプラズマ化して、シリコン窒化物に対してシリコン酸化物を選択的にエッチングするドライエッチング方法が開示されている。
　特許文献４には、ヘキサフルオロプロペンと酸素ガスを含むドライエッチングガスをプラズマ化して、シリコン酸化物やシリコン窒化物などのシリコン系材料をエッチングするドライエッチング方法が開示されている。
特開２００３－８６５６８号公報 特開２０１７－５０５２９号公報 特表２００１－５１７８６８号公報 特開２０１７－９２３５７号公報
　前述のように、特許文献１には、Ｃ4Ｆ8を始めとするＣＦ系のガスと，水素を含むＣＨＦ系のガスとを含む混合ガスにより１回のプラズマエッチングで異なる種類の積層膜上部に設けられたレジストをマスクとして同時にエッチングする方法が示されている。しかしながら、これらの方法では、マスクとのエッチング選択性が十分に取れず、積層膜の膜厚が厚い場合には、エッチング完了までマスクが耐えられないという問題があった。また、そのエッチング過程においても側壁保護膜の形成が不十分であり、ボウイング等のエッチング形状の異常が発生するという問題があった。特に、ＳｉＮ層のエッチング速度がＳｉＯx層のエッチング速度に比べて過剰に大きくなる場合は、異方性エッチングに加えて、ＳｉＮ層の等方的なエッチングが進行してしまい、エッチング形状の異常を引き起こすことがあった。
　また、特許文献３では、シリコン酸化物を選択的にエッチングするため、ＳｉＮとＳｉＯ2の積層膜に貫通孔を形成することができない。また、特許文献４のように、ヘキサフルオロプロペンと酸素ガスのプラズマでは、本願の比較例１にて検討したように、シリコン酸化物のエッチング速度がシリコン窒化物のエッチング速度よりも早くなるため、やはりＳｉＮとＳｉＯ2の積層膜に貫通孔を形成する工程には適していない。
　一方、特許文献２によれば、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ（Ｅ）とＣxＦy（ｘ＝２～５の整数、ｙ＝２、４、６、８、または１０、ｙ≦２ｘ）で表される不飽和パーフルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含むエッチングガスを用いることにより、ＳｉＮ層とＳｉＯx層のエッチング速度を有効に制御でき、かつエッチング形状の異常の発生も抑制できることが記載されている。
　ところで、一般的な半導体素子において、エッチングされたホールの底部に被エッチング層が残存することによるコンタクト（電気伝導）の不良を防ぐため、１．１～２倍程度エッチング時間を延長し必要以上にエッチングを行うことが一般的である。しかし一方で過剰なエッチングの発生を防ぐため、ホール底部にはエッチストップ層を予め形成しておく。これは、多くの３ＤＮＡＮＤと呼ばれる素子の構造を形成する際においても同様である。つまり、上記積層膜エッチングにおいても、高アスペクト比かつ深さ数μｍにわたるエッチング工程が存在するが、ホール底部、即ち貫通孔の底部に存在する数ｎｍから数十ｎｍ程度のエッチストップ層で過剰なエッチングを停止させる必要がある。
　エッチストップ層に用いられる材質は、前後の工程や素子全体の構造に依存するため、一概には決まらないが、多くの場合、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ（以下ｐ―Ｓｉ）、Ｗ、ＷＳｉ、Ｔｉ、ＴｉＮまたはＴｉＯxなどが用いられる。
　本発明者が、特許文献２に記載された方法を用いたところ、確かに高アスペクト比の積層膜のエッチング工程において、形状不良なくエッチングが可能である反面、フルオロカーボン膜がエッチストップ層上に過剰に堆積してエッチング残渣となる結果、ホール底部のコンタクト不良が発生する場合があることがわかった。
　アスペクト比が１０程度と浅いホールであれば、エッチング工程の後のアッシングや加熱によりエッチストップ層上のフルオロカーボン膜も除去されるが、アスペクト比２０以上の深いホールの場合には、効果的に除去されず、残存する場合があると考えられる。
　これらの事情から、アスペクト比２０以上の高アスペクト比エッチング工程においても、形状の異常のないエッチングが可能で、かつエッチストップ層上での過剰なデポジションの発生のないエッチング方法が望まれていた。
　本開示は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ＳｉＮのエッチング速度をＳｉＯxのエッチング速度で除した値（ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比）を０．９０～１．５の間で任意に制御でき、かつエッチング残渣のないエッチング方法を提供するものである。
　本発明者等は、上記目的を達成すべく種々検討した結果、ＳｉＮとＳｉＯxが基板上に交互に多数積層された被エッチング層に対して垂直な貫通孔を形成する工程において、少なくともＣ3Ｆ6と炭素数が１～４である含水素飽和フルオロカーボンとを所定の割合で含むドライエッチング剤を使用し、プラズマエッチングを行うことで、ＳｉＮのエッチング速度をＳｉＯxのエッチング速度で除した値（ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比）を０．９０以上１．５以下の間で任意の制御でき、かつ、エッチストップ層との選択性を有しつつも該層上への過剰なデポジションが抑制されること見出し、本開示に至った。
　すなわち、本開示は、基板上に形成されたシリコン酸化物層とシリコン窒化物層の積層膜に対して、前記積層膜上に形成された所定の開口パターンを有するマスクを介して、ドライエッチング剤をプラズマ化し、絶対値で５００Ｖ以上の負の直流の自己バイアス電圧を印加したエッチングを行い、積層膜に対して垂直方向の貫通孔を形成するドライエッチング方法であって、前記ドライエッチング剤が、少なくとも、Ｃ3Ｆ6と、ＣxＨyＦz（ｘは１以上４以下の整数、ｙは１以上２ｘ＋１以下の整数、ｚは２ｘ＋２－ｙで表される整数）で表される含水素飽和フルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含み、前記ドライエッチング剤に含まれる前記含水素飽和フルオロカーボンの体積が、前記ドライエッチング剤に含まれる前記Ｃ3Ｆ6の体積の０．１～１０倍の範囲であることを特徴とするドライエッチング方法を提供するものである。
（ａ）、（ｂ）貫通孔を形成する前と後の素子の積層構造の概略図である。 実施例・比較例で使用した反応装置の概略図である。 （ａ）～（ｃ）実施例および比較例のＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比とエッチング選択比（ＳｉＯx／レジスト）、金属タングステン（Ｗ）膜及びＴｉＮ膜上へのＣＦｎ膜の堆積量を示す図である。
　以下、本開示の実施方法について以下に説明する。なお、本開示の範囲は、これらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本開示の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し、実施することができる。
　本開示のドライエッチング方法では、図１（ａ）のように、基板４の上にＳｉＮ層１とＳｉＯx層２からなる交互積層膜と、所定の開口パターンを有するマスク３とを予め作製し、図１（ｂ）のように、マスク３を介して、積層膜に対して垂直方向、即ち基板４に対して垂直方向に貫通孔５をエッチング加工により作製する。ここで、交互積層膜は、実用的には３２層や４８層の積層膜であるため、貫通孔５は、アスペクト比（貫通孔の深さａをマスク３の開口部の幅ｂで割った値）が２０以上の非常に細長い孔である。なお、ＳｉＯxのｘは１以上２以下であるが、ＳｉＯxは通常はＳｉＯ2である。また、ＳｉＮは、化学式ではＳｉＮx（ｘは０．３以上９以下）で表され、通常はＳｉ3Ｎ4である。
　本開示によるドライエッチング方法では、Ｃ3Ｆ6と、ＣxＨyＦz（ｘは１以上４以下の整数、ｙは１以上２ｘ＋１以下の整数、ｚは２ｘ＋２－ｙで表される整数）で表される含水素飽和フルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含み、Ｃ3Ｆ6と、前記含水素飽和フルオロカーボンの混合比が、体積比で１：０．１～１０の範囲であるドライエッチング剤を使用し、プラズマエッチングを行うことで、基板上に形成されたＳｉＯx層とＳｉＮ層の積層膜をエッチングする。使用する基板４としては特に限定されないが、シリコンウエハを使用することができる。なお、マスク３を構成する材料としては、アモルファスカーボンや光硬化性樹脂からなるフォトレジストを使用することができる。
　ＣxＨyＦzで表される含水素飽和フルオロカーボンとしては、例えば、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、Ｃ2Ｈ3Ｆ3、Ｃ2Ｈ4Ｆ2、Ｃ2Ｈ5Ｆ、Ｃ3ＨＦ7、Ｃ3Ｈ2Ｆ6、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、Ｃ3Ｈ4Ｆ4、Ｃ3Ｈ5Ｆ3、Ｃ3Ｈ6Ｆ2、Ｃ3Ｈ7Ｆ、Ｃ4Ｈ9Ｆ、Ｃ4Ｈ8Ｆ2、Ｃ4Ｈ7Ｆ3、Ｃ4Ｈ6Ｆ4、Ｃ4Ｈ5Ｆ5、Ｃ4Ｈ4Ｆ6、Ｃ4Ｈ3Ｆ7、Ｃ4Ｈ2Ｆ8及び、Ｃ4ＨＦ9が挙げられる。
　ＣxＨyＦz中に含まれるＣ原子に対するＨ原子の量が多いとＳｉＮ層のエッチング速度が速くなりすぎてしまう傾向にあることから、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、Ｃ2Ｈ3Ｆ3、Ｃ3ＨＦ7、Ｃ3Ｈ2Ｆ6、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、Ｃ3Ｈ4Ｆ4が好ましく、添加量が少なくて済むことから、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、Ｃ2Ｈ3Ｆ3、Ｃ3ＨＦ7、Ｃ3Ｈ2Ｆ6、Ｃ3Ｈ3Ｆ5が特に好ましい。
　なお、Ｃ3Ｆ6で表されるフルオロカーボンには、構造異性体、すなわち直鎖のヘキサフルオロプロペンと環状のシクロヘキサフルオロプロパンが存在する。本開示においては、いずれかの構造を単体もしくは両者の混合物として用いることができる
　Ｃ3Ｈ2Ｆ4、即ち１，３，３，３－テトラフルオロプロペンのような含水素不飽和フルオロカーボンは、不飽和結合を分子中に有するため、プラズマ中で重合して高分子化し、貫通孔の側壁に堆積して保護膜を形成する。この保護膜は水素数が増加するに従い、その膜厚が厚くなる傾向にある。一方で、ヘキサフルオロプロペンは、Ｃ3Ｈ2Ｆ4と同様に保護膜の形成は生じるものの、その厚みはＣ3Ｈ2Ｆ4に比べて薄い。このことが、Ｃ3Ｆ6を使用する場合に、エッチストップ層との選択性を有しつつも積層膜上への過剰なデポジションが抑制される理由と考えられる。
　一方、Ｃ3Ｆ6の代わりに、広くエッチングガスとして使用されているＣ4Ｆ6やｃ－Ｃ4Ｆ8を使用する場合に関して検討する。Ｃ4Ｆ6を使用する場合は、Ｃ4Ｆ6は二重結合が２つ含まれるため、二重結合が１つであるＣ3Ｆ6やＣ3Ｈ2Ｆ4に比べてさらに重合が進みやすいため、過剰な保護膜が形成し易い。そのため、効果的なエッチングを行うために、相対的にＯ2等の酸化性ガス濃度を高めに設定せざるを得ず、結果としてマスクとの十分な選択性が得られない。また、ｃ－Ｃ4Ｆ8を使用する場合には、重合性が低いため、保護膜の形成が進みにくいために、同じくマスクとの十分な選択性が得られない。
　Ｃ3Ｆ6の濃度は、十分なエッチングレートを得るうえで、Ｃ3Ｆ6とＣxＨyＦzに、後述する酸化性ガス、不活性ガスなども含めたドライエッチング剤の総流量に対して、１体積％以上であることが好ましく、５体積％以上であることが特に好ましい。また、ドライエッチング剤中のＣ3Ｆ6とＣxＨyＦzの濃度の合計が総流量の５体積％以上であることが好ましい。一方で、Ｃ3Ｆ6とＣxＨyＦzの濃度の合計が総流量の６０体積％を超えると、十分な割合の酸化性ガスの濃度が確保できず、高価な含フッ素不飽和炭化水素を多量に含む割には、エッチングレートが上がらず、費用対効果の点で好ましくない。
　また、Ｃ3Ｆ6とＣxＨyＦzで表される含水素飽和フルオロカーボンの混合比は、体積比で１：０．１以上１０以下が好ましく、１：０．２以上５以下がより好ましく、１：０．４以上３以下が特に好ましい。ＣxＨyＦzで表される含水素飽和フルオロカーボンが多すぎると、ＳｉＯxのエッチング速度が低下するとともに、ＳｉＮ層の水平方向への等方性エッチング速度が大きく上昇し、貫通孔の側壁に凹凸が生じ、所望するエッチング形状が得られなくなることがある。
　本開示においては、ＳｉＮ層とＳｉＯx層のエッチング速度を任意に制御できるため、一つの工程でＳｉＮ層とＳｉＯx層の積層膜をエッチングすることができる。さらに、エッチング速度が同等であるため、積層膜に形成された孔の壁（内面）の凹凸が少なく、かつ上部と下部で孔径の均一な孔を積層膜に形成することができる。
　また、ドライエッチング剤には、酸化性ガスを添加する。酸化性ガスとしては、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＣｌ2、ＣＯＦ2、ＮＯ2、ＣaＦbＩc（ａは１以上３以下の整数、ｂとｃは１以上の整数、ｂ＋ｃ≦２ａ＋２、ｂ＋ｃは偶数）などを使用することができる。特に、入手・取り扱いの容易さから、酸素を使用することが好ましい。酸化性ガスの添加量は、エッチング剤全体の１体積％以上５０体積％以下であることが好ましく、２体積％以上３０体積％以下であることがより好ましく、５体積％以上１０体積％以下であることが特に好ましい。
　また、ドライエッチング剤には、コストを下げつつ取り扱いの安全性を増すため、不活性ガスを含むことが好ましい。不活性ガスとしては、アルゴンガス、ヘリウムガス、ネオンガス、クリプトンガス、キセノンガスの希ガス類や、窒素ガスを用いることができる。中でも、入手の容易さや相互作用の少なさから、アルゴンガスが特に好ましい。
　また、ドライエッチング剤が、Ｃ3Ｆ6と含水素飽和フルオロカーボンと酸化性ガスと不活性ガスのみからなってもよい。
　発生させる負の直流の自己バイアス電圧は、層に対して垂直方向に直進性の高いエッチングを行うため、絶対値で５００Ｖ以上であることが求められ、絶対値で１０００Ｖ以上であることが好ましい。負の直流の自己バイアス電圧の絶対値が高ければ高いほどサイドエッチを減少させることが可能であるが、一方、負の直流の自己バイアス電圧の絶対値が１００００Ｖを超えると、基板へのダメージが大きくなり、好ましくない。
　エッチングガスに含有されるガス成分についてはそれぞれ独立してチャンバー内に導入してもよく、または予め混合ガスとして調整した上で、チャンバー内に導入しても構わない。反応チャンバーに導入するドライエッチング剤の総流量は、反応チャンバーの容積、及び排気部の排気能力により、前記の濃度条件と圧力条件を考慮して適宜選択できる。
　エッチングを行う際の圧力は、安定したプラズマを得るため、およびイオンの直進性を高めてサイドエッチを抑制するため、１０Ｐａ以下が好ましく、５Ｐａ以下がより好ましく、１Ｐａ以下が特に好ましい。一方で、チャンバー内の圧力が低すぎると、電離イオンが少なくなり十分なプラズマ密度が得られなくなることから、０．０５Ｐａ以上であることが好ましい。
　また、エッチングを行う際の基板温度は５０℃以下が好ましく、特に異方性エッチングを行うためには２０℃以下とすることが望ましい。５０℃を超える高温では、側壁へのフルオロカーボンラジカルを主成分とする保護膜の生成量が減少し、等方的にエッチングが進行する傾向が強まり、必要とする加工精度が得られない。また、レジスト等のマスク材が著しくエッチングされることがある。
　エッチング時間は素子製造プロセスの効率を考慮すると、６０分以内であることが好ましい。ここで、エッチング時間とは、チャンバー内にプラズマを発生させ、ドライエッチング剤と試料とを反応させている時間である。
　積層膜中の層数や形成する貫通孔の深さは特に限定されないが、積層による集積効果を得る上で、層数は６層以上、貫通孔の深さは０．５μｍ以上であることが好ましい。
　また、本開示のドライエッチング剤を用いたエッチング方法は、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）エッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）エッチング、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマエッチング及びマイクロ波エッチング等の各種エッチング方法に限定されず、行うことができる。
　また、ＳｉＮ層とＳｉＯx層からなる交互積層膜に貫通孔を形成する際に、ドライエッチング剤に含まれるＣ3Ｆ6とＣxＨyＦzの組成を、エッチング工程中に段階的又は周期的に変化させてもよい。
　さらに、貫通孔を形成する際に、ドライエッチング剤にＣxＨyＦzを加えないでエッチングする工程、すなわち、Ｃ3Ｆ6と酸化性ガスを含むドライエッチング剤を用いてエッチングする工程を含んでもよい。
　例えば、一つの例としては、交互積層膜の半分程度（例えば、交互積層膜の厚さの１／２～５／８）までエッチングする際には、ＣxＨyＦzを加えたドライエッチング剤を用いてエッチングを行い、交互積層膜を半分程度削った後に、ＣxＨyＦzの量を減らすか加えないドライエッチング剤を用いてエッチングを行うことが考えられる。
　この方法により、水平方向のＳｉＮエッチングが起きにくい貫通孔を削り始めた段階では、ＣxＨyＦzを添加して高速エッチングを行うことができ、水平方向のＳｉＮエッチングが問題となる貫通孔を削り終わる段階では、ドライエッチング剤にＣxＨyＦzを加えないで、または加える量を減らすことで水平方向のＳｉＮエッチングを抑制しつつ交互積層膜をエッチングすることができる。すなわち、水平方向へのＳｉＮエッチングを防ぎながら、貫通孔を形成するのに必要な時間を短縮することができる。
　また、他の例としては、交互積層膜のＳｉＮ層をエッチングする際には本開示のエッチング方法を適用し、ＳｉＯx層をエッチングする際には、ＣxＨyＦzを添加せずにエッチングすることが考えられる。
　この方法により、ＳｉＮ層のエッチング時には、ＳｉＯ２エッチング速度に比べてＳｉＮエッチング速度の速い、ＣxＨyＦzを添加したドライエッチング剤でＳｉＮをエッチングすることができ、ＳｉＯx層のエッチング時には、ＣxＨyＦzを添加しないドライエッチング剤でＳｉＮのエッチング速度を下げることでＳｉＮ層の横方向エッチングを抑制できる。
　なお、この方法では、ＳｉＮ層とＳｉＯx層の積層数に応じて、供給するドライエッチング剤を変更する必要があるが、ＣxＨyＦzの供給の有無を切り替えればドライエッチング剤を変更することができるため、各層のエッチング方法の切り替えに大きな作業が必要なく、工程はそれほど煩雑ではない。
　本開示のエッチング方法において、ＳｉＮのエッチング速度をＳｉＯxのエッチング速度で除した値（ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比）を０．９０以上１．５以下であることが好ましく、１以上１．３以下であることがより好ましい。
　また、本開示のエッチング方法においては、エッチングの際に基板上に形成される、ドライエッチング剤に由来するフルオロカーボン膜の生成速度が、１ｎｍ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０．５ｎｍ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。
　また、本開示のエッチング方法においては、シリコン酸化物のエッチング速度をレジストのエッチング速度で割った値であるＳｉＯｘ／レジストエッチング速度比が、３以上であることが好ましく、５以上であることがより好ましく、８以上であることが特に好ましい。
　さらに、本開示のエッチング方法は、マスクに対しても高い選択性を有する。そのため、本開示のエッチング方法を、三次元ＮＡＮＤフラッシュメモリを製造する過程において、ＳｉＮとＳｉＯxの交互積層膜に、アスペクト比２０を超える貫通孔を形成する工程に使用することができる。その結果、積層膜に形成された貫通孔内に露出したＳｉＮ層の過剰な等方性エッチングを抑制し、アスペクト比２０を超えるような貫通孔のエッチングにおいてもエッチング形状の異常を防止し、且つ良好な電気特性を実現することができる。
　なお、本開示のエッチング方法により、ＳｉＮ層とＳｉＯx層からなる交互積層膜に貫通孔を形成した後に、貫通孔の側壁などに堆積したＣxＦyなどから生成した反応性生成物や、マスクを除去するため、酸素ガスを含む処理ガスから生成されたプラズマでアッシングするアッシング工程を行ってもよい。
　以下に本開示の実施例を比較例とともに挙げるが、本開示は以下の実施例に制限されるものではない。
　［実施例１］
　（エッチング工程）
　図２は、実施例・比較例で用いた反応装置１０の概略図である。チャンバー１１内には、試料１８を保持する機能を有しステージとしても機能する下部電極１４と、上部電極１５と、圧力計１２が設置されている。また、チャンバー１１上部には、ガス導入口１６が接続されている。チャンバー１１内は圧力を調整可能であると共に、高周波電源（１３．５６ＭＨｚ）１３によりドライエッチング剤を励起させることができる。これにより、下部電極１４上に設置した試料１８に対し励起させたドライエッチング剤を接触させ、試料１８をエッチングすることができる。ドライエッチング剤を導入した状態で、高周波電源１３から高周波電力を印加すると、プラズマ中のイオンと電子の移動速度の差から、上部電極１５と下部電極１４の間に自己バイアス電圧と呼ばれる直流電圧が発生させることができるように構成されている。チャンバー１１内のガスはガス排出ライン１７を経由して排出される。
　試料１８として、ＳｉＮ層を有するシリコンウエハＡ、および、ＳｉＯ2層を有するシリコンウエハＢ、フォトレジスト膜を有するシリコンウエハＣ、ＴｉＮ層を有するシリコンウエハＤ、Ｗ層を有するシリコンウエハＥをステージ上に設置した。ＳｉＮ層やＳｉＯ2層およびＷ層についてはＣＶＤ法により作製し、ＴｉＮ層はスパッタ法により作製した。
　ここに、エッチング剤として、Ｃ3Ｆ6（ヘキサフルオロプロペン）、ＣＨＦ3、Ｏ2およびＡｒをそれぞれ、総流量に対して１０体積％、５体積％、１５体積％、７０体積％で混合し、合計１００ｓｃｃｍとして、流通させ高周波電力を４００Ｗで印加してエッチング剤をプラズマ化させることにより、エッチングを行った。なお、圧力は１Ｐａであり、印加電力は１．０Ｗ／ｃｍ2であり、負の直流の自己バイアス電圧の絶対値は１０００Ｖであり、時間は２分間である。
　シリコンウエハＡのＳｉＮ層と、シリコンウエハＢのＳｉＯ2層と、シリコンウエハＣのレジスト膜の、エッチング前後の厚さの変化からエッチング速度を求めた。また、シリコンウエハＤのＴｉＮ層と、シリコンウエハＥのＷ層に堆積したフルオロカーボン膜（ＣＦｎ膜）の厚さを測定した。
　［実施例２～１２、比較例１～６］
　添加ガスとして、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ、Ｃ3Ｈ3Ｆ5（１，１，１，３，３－ペンタフルオロプロパン、ＨＦＯ－２４５ｆａ）、Ｃ3Ｈ2Ｆ4（ＨＦＯ－１２３４ｚｅ（Ｅ））、Ｃ4Ｆ6（ヘキサフルオロ１，３ブタジエン）、ＣＦ4を用い、表１に記載の割合で混合した以外は実施例１と同じ条件でエッチングを行った。
　各実施例・比較例の結果を表１に記載した。表１中のエッチング速度比は、ＳｉＮのエッチング速度をＳｉＯxのエッチング速度で除した値（ＳｉＮ／ＳｉＯx比）であり、エッチング選択比はＳｉＯxのエッチング速度をレジストのエッチング速度で除した値（ＳｉＯx／レジスト比）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　少なくともＣ3Ｆ6と含水素飽和フルオロカーボンとを所定の割合で含むドライエッチング剤を使用し、プラズマエッチングを行った各実施例では、ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比は０．９０以上１．５以下であり、レジストとの選択比も未添加の場合に比べて同等以上であった。また、ＴｉＮ上、およびＷ上へのＣＦｎ膜の生成はほとんど見られなかった。すなわち、このドライエッチング方法により、ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比を０．９０以上１．５以下の間で任意に制御でき、マスクとの選択比を悪化させることなく、エッチストップ層との選択性を維持しつつも、エッチストップ膜上へのＣＦｎ膜の生成を抑制できる。
　一方で、比較例１においては、含水素飽和フルオロカーボンを含まないため、ＳｉＮエッチング速度が低く、ＳｉＮエッチング速度とＳｉＯxエッチング速度の比は０．８５であった。また、比較例２、３においては、添加ガスとして二重結合を有する含水素不飽和フルオロカーボンを使用している。その結果ＳｉＮエッチング速度とＳｉＯxエッチング速度の比は０．９０以上１．５未満であるものの、ＷやＴｉＮ上へのＣＦｎ膜の生成が認められた。このような場合には、電気特性に対して悪影響が及ぶと考えられる。
　比較例４、５においては、水素を含まない飽和あるいは不飽和フルオロカーボンを添加ガスとして用いた。これらの場合、ＳｉＮのエッチング速度が不十分であり、ＳｉＮエッチング速度とＳｉＯxエッチング速度の比は０．９を下回った。さらに、比較例５では、ＴｉＮやＷのエッチングが進行していた。このような場合、エッチング時間によってはエッチストップ膜としての役割を果たさない可能性が高い。
　比較例６においては、含水素飽和フルオロカーボンがＣ3Ｆ6に対して１０を超える比率で添加しており、ＳｉＮエッチング速度が上昇しすぎ、ＳｉＮエッチング速度とＳｉＯxエッチング速度の比は１．７となっており、ＴｉＮやＷ上にフルオロカーボン膜の生成が確認された。
　図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、実施例１から１２および比較例１から６のＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比とエッチング選択比（ＳｉＯx／レジスト）、ＷおよびＴｉＮ上に形成されたＣＦｎ膜の膜厚を示す図である。図３（ａ）に示すように、ＳｉＮ／ＳｉＯxエッチング速度比は、含水素飽和フルオロカーボンであるＣＨＦ3（実施例１～３）、ＣＨ2Ｆ2（実施例４～６）、ＣＨ3Ｆ（実施例７～９）、Ｃ3Ｈ3Ｆ5（実施例１０～１２）を添加した場合に、無添加の場合（比較例１）や、水素を含まない飽和パーフルオロカーボンを用いた場合（比較例５）よりも高くすることができる。また、添加量や添加ガスの種類によりコントロールできる。また、図３（ｂ）に示すように、エッチング選択比（ＳｉＯx／レジスト）は、分子内水素数の多いガス、炭素数の多いガス、二重結合を有する含水素不飽和フルオロカーボン（比較例２、３のＣ3Ｈ2Ｆ4）を添加したときに高くなる傾向にある。図３（ｃ）では、二重結合を有する含水素不飽和フルオロカーボン（比較例２、３）や二重結合を２個有するＣ4Ｆ6を用いた場合（比較例４）に顕著にＣＦｎ膜の生成が確認された。また、添加ガス量がＣ3Ｆ6の１０倍を超える量で加えた際（比較例６）もＣＦｎ膜の生成が確認された。
　これらの通り、Ｃ3Ｆ6を用いたエッチングにおいて、レジストとの十分な選択比を有し、ＳｉＮのエッチング速度をＳｉＯxのエッチング速度で除した値（ＳｉＮ／ＳｉＯx比）が０．９～１．５の範囲に収まり、かつエッチストップ膜上に顕著なＣＦｎ膜の生成が生じないといった特徴をもつ添加ガスは含水素飽和フルオロカーボンのみであった。更に、Ｃ3Ｆ3Ｆ5を添加する実施例１０～１２では、エッチング選択比（ＳｉＯx／レジスト）が８以上であり、Ｃ3Ｈ2Ｆ4を添加する比較例２～３に匹敵する値であった。
　比較例１においては、Ｃ3Ｆ6のみ、すなわち不飽和パーフルオロカーボンのみを用いたため、ＳｉＮエッチング速度が遅く、ＳｉＮエッチング速度とＳｉＯxエッチング速度の比は０．８５となっている。そのため、ＳｉＮ層とＳｉＯx層の積層膜に比較例１を適用しても、ＳｉＮ層にガス由来の堆積物が堆積し、ＳｉＮのエッチング速度が遅いため、貫通孔を形成できないと考えられる。
　本開示は、半導体製造プロセスにおいて、三次元的に集積されたＮＡＮＤフラッシュメモリ等の素子への配線形成に有効である。
　１：　ＳｉＮ層
　２：　ＳｉＯx層
　３：　マスク
　４：　基板
　５：　貫通孔
　１０：　反応装置
　１１：　チャンバー
　１２：　圧力計
　１３：　高周波電源
　１４：　下部電極
　１５：　上部電極
　１６：　ガス導入口
　１７：　排ガスライン
　１８：　試料

Claims (21)

  1. 　基板上に形成されたシリコン酸化物層とシリコン窒化物層の積層膜に対して、前記積層膜上に形成された所定の開口パターンを有するマスクを介して、ドライエッチング剤をプラズマ化し、絶対値で５００Ｖ以上の負の直流の自己バイアス電圧を印加したエッチングを行い、前記積層膜に対して垂直方向の貫通孔を形成する方法であって、
    　前記ドライエッチング剤が、少なくとも、Ｃ3Ｆ6と、ＣxＨyＦz（ｘは１以上４以下の整数、ｙは１以上２ｘ＋１以下の整数、ｚは２ｘ＋２－ｙで表される整数）で表される含水素飽和フルオロカーボンと、酸化性ガスと、を含み、
    　前記ドライエッチング剤に含まれる前記含水素飽和フルオロカーボンの体積が、前記ドライエッチング剤に含まれる前記Ｃ3Ｆ6の体積の０．１倍以上１０倍以下の範囲であることを特徴とするドライエッチング方法。
  2. 　前記含水素飽和フルオロカーボンが、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、Ｃ2ＨＦ5、Ｃ2Ｈ2Ｆ4、Ｃ2Ｈ3Ｆ3、Ｃ3ＨＦ7、Ｃ3Ｈ2Ｆ6、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、及びＣ3Ｈ4Ｆ4からなる群より選ばれる少なくともひとつであることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
  3. 　前記ドライエッチング剤中のＣ3Ｆ6と前記含水素飽和フルオロカーボンの濃度の合計が、５体積％以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載のドライエッチング方法。
  4. 　前記酸化性ガスが、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＣｌ2、ＣＯＦ2、ＮＯ2及びＣaＦbＩc（ａは１以上３以下の整数、ｂとｃは１以上の整数、ｂ＋ｃ≦２ａ＋２、ｂ＋ｃは偶数）からなる群より選ばれる少なくともひとつであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  5. 　前記ドライエッチング剤が、さらに不活性ガスを含み、
    　前記不活性ガスがＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ及びＮ2からなる群より選ばれる少なくともひとつであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  6. 　前記ドライエッチング剤が、Ｃ3Ｆ6と前記含水素飽和フルオロカーボンと酸化性ガスと不活性ガスのみからなることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  7. 　Ｃ3Ｆ6がヘキサフルオロプロペンであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  8. 　前記マスクがアモルファスカーボンからなることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  9. 　前記積層膜に対して貫通孔を形成する際に、Ｃ3Ｆ6と前記含水素飽和フルオロカーボンの体積比を０．１～１０の範囲で変化させながらエッチングを行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のドライエッチング方法。
  10. 　Ｃ3Ｆ6がヘキサフルオロプロペンであり、
    　前記含水素飽和フルオロカーボンがＣ3ＨＦ7、Ｃ3Ｈ2Ｆ6、Ｃ3Ｈ3Ｆ5、及びＣ3Ｈ4Ｆ4からなる群より選ばれる少なくともひとつであり、
    　前記ドライエッチング剤中のＣ3Ｆ6と前記含水素飽和フルオロカーボンの濃度の合計が、５体積％以上である
    ことを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
  11. 　前記積層膜が、前記シリコン酸化物層と前記シリコン窒化物層の交互積層膜であって、前記シリコン酸化物層と前記シリコン窒化物層の合計の層数が６層以上であることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
  12. 　前記交互積層膜が３２層以上である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  13. 　前記貫通孔の深さが０．５μｍ以上である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  14. 　前記負の直流の自己バイアス電圧の絶対値が１０００Ｖ以上である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  15. 　前記貫通孔の深さを前記開口パターンの幅で割ったアスペクト比が２０以上である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  16. 　シリコン窒化物のエッチング速度をシリコン酸化物のエッチング速度で割った値であるＳｉＮ／ＳｉＯｘエッチング速度比が、０．９以上１．５未満である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  17. 　エッチングの際に基板上に形成される、ドライエッチング剤に由来するフルオロカーボン膜の生成速度が、１ｎｍ／ｍｉｎ以下である、請求項１に記載のドライエッチング方法。
  18. 　シリコン酸化物のエッチング速度をレジストのエッチング速度で割った値であるＳｉＯｘ／レジストエッチング速度比が、３以上である請求項１に記載のドライエッチング方法。
  19. 　前記含水素飽和フルオロカーボンが、ＣＨＦ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨ3Ｆ及びＣ3Ｈ3Ｆ5からなる群より選ばれる少なくともひとつであり、
    　前記不活性ガスがＡｒであり、
    　前記酸化性ガスがＯ2であることを特徴とする請求項５に記載のドライエッチング方法。
  20. 　前記ドライエッチング剤が、Ｃ3Ｆ6と、前記含水素飽和フルオロカーボンと、前記酸化性ガスと、前記不活性ガスのみからなることを特徴とする請求項１９に記載のドライエッチング方法。
  21. 　前記含水素飽和フルオロカーボンが、Ｃ3Ｈ3Ｆ5であることを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
PCT/JP2019/040539 2018-11-02 2019-10-16 ドライエッチング方法 Ceased WO2020090451A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217015754A KR102547222B1 (ko) 2018-11-02 2019-10-16 드라이 에칭 방법
CN201980071896.3A CN112997280A (zh) 2018-11-02 2019-10-16 干蚀刻方法
SG11202103688YA SG11202103688YA (en) 2018-11-02 2019-10-16 Dry etching method
JP2020553752A JP7507095B2 (ja) 2018-11-02 2019-10-16 ドライエッチング方法
US17/284,679 US11251051B2 (en) 2018-11-02 2019-10-16 Dry etching method
JP2023136240A JP2023158006A (ja) 2018-11-02 2023-08-24 ドライエッチング方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018207309 2018-11-02
JP2018-207309 2018-11-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020090451A1 true WO2020090451A1 (ja) 2020-05-07

Family

ID=70464430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/040539 Ceased WO2020090451A1 (ja) 2018-11-02 2019-10-16 ドライエッチング方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11251051B2 (ja)
JP (2) JP7507095B2 (ja)
KR (1) KR102547222B1 (ja)
CN (1) CN112997280A (ja)
SG (1) SG11202103688YA (ja)
TW (1) TWI810396B (ja)
WO (1) WO2020090451A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022034956A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びプラズマ処理装置
JPWO2022234647A1 (ja) * 2021-05-07 2022-11-10
JP2023063106A (ja) * 2021-10-22 2023-05-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム
JP2025502044A (ja) * 2022-01-10 2025-01-24 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ＳｉＯ／ＳｉＮ層交互エッチングプロセスのためのバイアス電圧調整アプローチ
WO2025142198A1 (ja) * 2023-12-27 2025-07-03 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及び基板処理装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11398427B2 (en) * 2020-05-12 2022-07-26 Micron Technology, Inc. Integrated assemblies and methods of forming integrated assemblies
JP7551542B2 (ja) * 2021-03-05 2024-09-17 キオクシア株式会社 半導体装置の製造方法
JP7679463B2 (ja) * 2021-05-07 2025-05-19 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
US20260033264A1 (en) * 2024-07-23 2026-01-29 Tokyo Electron Limited Etching system for forming recessed features with high aspect ratio

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330046A (ja) * 1998-05-08 1999-11-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP2003298049A (ja) * 2002-04-04 2003-10-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JP2011124239A (ja) * 2008-03-31 2011-06-23 Daikin Industries Ltd ドライエッチングガス及びそれを用いたドライエッチング方法
JP2017050529A (ja) * 2015-08-12 2017-03-09 セントラル硝子株式会社 ドライエッチング方法
JP2017092357A (ja) * 2015-11-16 2017-05-25 セントラル硝子株式会社 ドライエッチングガスおよびドライエッチング方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6074959A (en) 1997-09-19 2000-06-13 Applied Materials, Inc. Method manifesting a wide process window and using hexafluoropropane or other hydrofluoropropanes to selectively etch oxide
US6183655B1 (en) 1997-09-19 2001-02-06 Applied Materials, Inc. Tunable process for selectively etching oxide using fluoropropylene and a hydrofluorocarbon
US7311852B2 (en) * 2001-03-30 2007-12-25 Lam Research Corporation Method of plasma etching low-k dielectric materials
JP2003086568A (ja) 2001-09-10 2003-03-20 Tokyo Electron Ltd エッチング方法
KR100782479B1 (ko) * 2001-12-17 2007-12-05 삼성전자주식회사 질화막을 구비한 마스크 형성방법
JP5131436B2 (ja) * 2007-05-31 2013-01-30 日本ゼオン株式会社 エッチング方法
JP6788176B2 (ja) * 2015-04-06 2020-11-25 セントラル硝子株式会社 ドライエッチングガスおよびドライエッチング方法
US10847374B2 (en) * 2017-10-31 2020-11-24 Lam Research Corporation Method for etching features in a stack

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11330046A (ja) * 1998-05-08 1999-11-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP2003298049A (ja) * 2002-04-04 2003-10-17 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JP2011124239A (ja) * 2008-03-31 2011-06-23 Daikin Industries Ltd ドライエッチングガス及びそれを用いたドライエッチング方法
JP2017050529A (ja) * 2015-08-12 2017-03-09 セントラル硝子株式会社 ドライエッチング方法
JP2017092357A (ja) * 2015-11-16 2017-05-25 セントラル硝子株式会社 ドライエッチングガスおよびドライエッチング方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022034956A (ja) * 2020-08-19 2022-03-04 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びプラズマ処理装置
JP7534046B2 (ja) 2020-08-19 2024-08-14 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びプラズマ処理装置
TWI904209B (zh) * 2020-08-19 2025-11-11 日商東京威力科創股份有限公司 蝕刻方法及電漿處理裝置
JPWO2022234647A1 (ja) * 2021-05-07 2022-11-10
WO2022234647A1 (ja) * 2021-05-07 2022-11-10 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP7700221B2 (ja) 2021-05-07 2025-06-30 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP2023063106A (ja) * 2021-10-22 2023-05-09 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム
JP7667060B2 (ja) 2021-10-22 2025-04-22 東京エレクトロン株式会社 プラズマ処理方法及びプラズマ処理システム
US12387936B2 (en) 2021-10-22 2025-08-12 Tokyo Electron Limited Plasma processing method and plasma processing system
JP2025502044A (ja) * 2022-01-10 2025-01-24 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ＳｉＯ／ＳｉＮ層交互エッチングプロセスのためのバイアス電圧調整アプローチ
JP7756262B2 (ja) 2022-01-10 2025-10-17 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド ＳｉＯ／ＳｉＮ層交互エッチングプロセスのためのバイアス電圧調整アプローチ
WO2025142198A1 (ja) * 2023-12-27 2025-07-03 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及び基板処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
US11251051B2 (en) 2022-02-15
TW202025290A (zh) 2020-07-01
KR20210077757A (ko) 2021-06-25
JP7507095B2 (ja) 2024-06-27
US20210358762A1 (en) 2021-11-18
CN112997280A (zh) 2021-06-18
JPWO2020090451A1 (ja) 2021-09-24
JP2023158006A (ja) 2023-10-26
TWI810396B (zh) 2023-08-01
SG11202103688YA (en) 2021-05-28
KR102547222B1 (ko) 2023-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7507095B2 (ja) ドライエッチング方法
CN107924837B (zh) 干式蚀刻方法
EP2733725A1 (en) Dry ethcing agent
KR102765856B1 (ko) 드라이 에칭 방법 및 반도체 디바이스의 제조 방법
TWI621179B (zh) Dry etching method
JPWO2014104290A1 (ja) ドライエッチング方法
TWI797841B (zh) 在選擇性地蝕刻氮化矽間隔物期間改進輪廓控制之方法
JP2026505209A (ja) 酸素含有ハイドロフルオロカーボンを使用するエッチング方法
JP2012043869A (ja) エッチングガスおよびエッチング方法
CN110571150B (zh) 高深宽比开口的刻蚀方法及半导体器件
US20240290627A1 (en) Etching method using oxygen-containing hydrofluorocarbon
TW202543978A (zh) 氫氟碳化合物及其在積體電路製造方法的用途

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19879601

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020553752

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217015754

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19879601

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1