[发明专利]高纯度1-氟代丁烷及等离子体蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及作为半导体装置的制造领域中所使用的等离子体反应用气体、含氟医药中间体、氢氟烃类溶剂等有用的1-氟代丁烷以及使用其的等离子体蚀刻方法。经高纯度化的1-氟代丁烷特别是在使用等离子体反应的半导体装置的制造领域中，适合作为等离子体用蚀刻气体、CVD用气体等等离子体反应用气体。

背景技术

半导体制造技术的精细化在不断发展，在最尖端的工艺中，正在采用线宽为20nm、进而为10nm的一代。另外，伴随着精细化，其加工时的技术难度也在提高，通过所使用的材料、装置、加工方法等多方面的途径，推进着技术开发。

从这样的背景出发，本申请人也开发了也能够对应最尖端的干蚀刻工艺的、包含以式(1)：C_xH_yF_z(式中，x表示3、4或5，y、z表示正整数且y>z)表示的饱和氟化烃的等离子体蚀刻气体，并报告了氟数少的饱和氟化烃具有超过硅氮化物膜的蚀刻中所使用的一氟代甲烷的性能(专利文献1)。

以往，作为用上述式(1)表示的饱和氟化烃的一种的1-氟代丁烷的制造方法，例如已知以下的制造方法。专利文献2中记载有：将1-丁醇转化为甲磺酸1-丁酯，然后，使该物质在丙二醇中与氟化钾反应，得到1-氟代丁烷。非专利文献1中记载有：将1-丁醇转化为三甲基甲硅烷氧基丁烷，并使该物质与氟化剂苯基四氟化膦接触，以收率35％得到1-氟代丁烷。另外，非专利文献2中记载有：通过对四丁基溴化铵与氟化铯的混合物进行加热，在系统内制备四丁基氟化铵，通过向其中添加1-溴代丁烷，以收率77％得到1-氟代丁烷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2009/123038号小册子(US2011068086)

专利文献2：日本特开2013-6786号公报

非专利文献

非专利文献1：Tetrahedron,Vol.29,1877(1973)

非专利文献2：JournalofFluorineChemistry,Vol.73,185(1995)。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明人确认到：作为对层叠于硅、硅氧化物膜上的硅氮化物膜选择性地进行干蚀刻的气体使用通过上述以往技术中记载的方法而得的1-氟代丁烷时，过量地生成烃类的沉积物，从而蚀刻本身停止。

本发明为了解决该问题，目的在于提供含有1-氟代丁烷的干蚀刻气体以及将该1-氟代丁烷用作蚀刻气体的干蚀刻方法，其中，所述1-氟代丁烷可以对层叠于硅、硅氧化物膜上的硅氮化物膜等选择性地进行干蚀刻。

用于解决课题的手段

本发明人为了解决上述课题而锐意研究，结果发现，若1-氟代丁烷中包含规定量以上的丁烯类，则产生该问题，从而完成本发明。

这样，根据本发明，提供1-氟代丁烷，其特征在于，纯度为99.9体积％以上，丁烯类合计为1000体积ppm以下。该1-氟代丁烷中，优选氮含量为100体积ppm以下以及氧含量为50体积ppm以下。该1-氟代丁烷中，优选水分含量为50体积ppm以下。

本发明还提供本发明的1-氟代丁烷作为干蚀刻气体的用途以及将该物质用作蚀刻气体的干蚀刻方法。

具体实施方式

本发明的1-氟代丁烷，其特征在于，纯度为99.9体积％以上，丁烯类的含量为1000体积ppm以下。

本发明中，丁烯类是1-丁烯、2-丁烯((E)-2-丁烯与(Z)-2-丁烯)及异丁烯的总称，1-氟代丁烷中存在的1种以上的丁烯类均为杂质。

本发明中，1-氟代丁烷的纯度及丁烯类的含量是由曲线图的峰面积算出的值，所述曲线图是通过测定以氢焰离子化检测器(FID)为检测器的气相色谱而得的。另外，丁烯类可以通过气相色谱质谱分析进行鉴定。1-氟代丁烷中的氮和氧的量是通过以热导检测器(TCD)为检测器的气相色谱测定的值。1-氟代丁烷中的水分量是用FT-IR测定的值。

本发明的1-氟代丁烷可以通过对利用公知的方法所制造的粗1-氟代丁烷进行蒸馏纯化以除去为杂质的丁烯类而得到。

制造1-氟代丁烷的方法并不受特别限定。例如可举出：(i)用氟化剂对1-丁醇进行氟化的方法，(ii)用氟化钾、氟化铯等碱金属氟化物处理1-溴代丁烷或烷基磺酸丁酯的方法等。