[发明专利]干式蚀刻方法

说明书

本发明提供一种干式蚀刻方法，其特征在于，使包含氟化氢及含氟羧酸的混合气体于小于100℃且无等离子体地与氮化硅接触，蚀刻所述氮化硅。所述含氟羧酸的量优选为所述氟化氢与所述含氟羧酸的合计量的0.01体积％以上。作为所述含氟羧酸，可列举单氟乙酸、二氟乙酸、三氟乙酸、二氟丙酸、五氟丙酸、七氟丁酸等。通过该干式蚀刻方法，能以高蚀刻速率蚀刻氮化硅，对氧化硅及多晶硅具有高选择比，可抑制对氧化硅的损伤。

技术领域

本发明涉及一种以氮化硅(SiN)作为蚀刻对象的利用包含HF的气体进行的干式蚀刻方法。

背景技术

在半导体器件的制造中，有时会在单晶硅基板上，进行由氮化硅(以下称为SiN)与氧化硅(以下称为SiO₂)和/或多晶硅(以下称为p-Si)邻接的结构中，选择性地蚀刻SiN的工序。

作为SiN的蚀刻方法，已知有使用热磷酸的湿式蚀刻、或使用由CF₄等化合物气体生成的等离子体的干式蚀刻。

例如，专利文献1中记载有如下干式蚀刻方法，其为了于SiO₂、硅化金属或硅的存在下将SiN选择性地等离子体蚀刻，而使用包含式：CH_xF_4-x(x表示2或3)所表示的化合物的气体及氧气等的蚀刻气体。专利文献1中记载有自SiO₂膜的开口部选择性地蚀刻SiN膜，并将其下方的p-Si膜用作蚀刻停止层。

然而，在使用热磷酸的湿式蚀刻、或使用等离子体的干式蚀刻中，不仅SiN被蚀刻且SiO₂也会被蚀刻，因此存在难以确保SiN相对于SiO₂的选择比的问题点。

对此，专利文献2中记载有通过在无等离子体的加热环境下流通HF气体而蚀刻形成于SiO₂膜上的SiN膜的方法。

此外，作为改善专利文献2所记载的方法中成为技术问题的形成于SiO₂膜上的SiN膜的蚀刻速率低的方法，专利文献3中记载有在HF中添加F₂气体的方法。

然而，若如专利文献2般利用HF气体蚀刻SiN膜，则SiO₂膜也会被HF及作为反应产物的NH₃蚀刻，存在无法提高SiN/SiO₂的选择比的问题。此外，若如专利文献3般添加F₂气体，则存在p-Si被F₂等蚀刻而无法获得高SiN/Si选择比的问题。

对此，专利文献4中记载有利用HF+NO的混合气体、相对于SiO₂膜和/或p-Si膜而以高选择比蚀刻SiN膜的方法，且记载了通过添加NO气体作为蚀刻气体(辅助用气体)，可抑制SiO₂膜的损伤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-59215号公报

专利文献2：日本特开2008-187105号公报(日本专利第4833878号公报)

专利文献3：日本特开2010-182730号公报(日本专利第5210191号公报)

专利文献4：日本特开2014-197603号公报(日本专利第6073172号公报)

发明内容

本发明要解决的技术问题

然而，专利文献4中即便可获得提高SiN的选择比的效果，但因SiN的蚀刻而副产生NH₃，因此无法充分抑制对SiO₂的损伤。在近年来的微细化的进展中，由此种损伤导致的稍许的表面粗糙也逐渐成为无法忽视的问题，因而谋求其改善。