[发明专利]硅化合物用蚀刻气体组合物及蚀刻方法

说明书

提供在薄膜形成时可以对对象基板等目标物有效地进行精密加工，且可通过无等离子体蚀刻有效地去除沉积或附着于除该对象基板等目标物以外的硅系化合物的蚀刻气体组合物及蚀刻方法。一种蚀刻气体组合物，其特征在于，包含(1)XF(X为Cl、Br或I)所示的氟化卤素化合物作为主要成分，还包含：(2)F₂、(3)XF_n(X为Cl、Br或I，n为3以上的整数)所示的氟化卤素化合物、(4)HF、(5)O₂以及(6)选自Cl₂、Br₂和I₂中的1种以上的卤素气体单质。

技术领域

本发明涉及蚀刻气体组合物及蚀刻方法，特别是涉及不使用等离子体，而用于对沉积于半导体基板上的硅化合物选择性地进行蚀刻的蚀刻气体组合物及蚀刻方法。

背景技术

近年来，在取得了惊人的发展的半导体产业中，使用CVD、真空蒸镀等的薄膜形成工艺构成了不可缺少的重要的制造工序的一部分，目前多数薄膜形成装置、蚀刻装置、清洁装置持续运作中。使用这些装置时，最大问题是在作为对象的基板以外的位置生成大量的沉积物、附着物，对目标基板以外发生蚀刻。

这些沉积物、附着物的去除通常以利用强酸的湿式法、利用ClF₃或者F₂/N₂的干式法来进行。

例如，专利文献1中公开了，使用卤间化合物气体(interhalogen gas)(作为例子，为ClF、ClF₃、ClF₅、BrF、BrF₅、IF、IF₃、IF₅、以及IF₇)、由氧与卤素的化合物构成的气体(作为例子，为OF₂气体)、含氢原子的化合物(作为例子，为H₂O气体、醇气体、甲烷气体、氢气)，对表面生成有硅氧化膜的被处理体的硅氧化膜进行蚀刻，然后通过卤间化合物气体、由氧和卤素构成的化合物中的任意气体对被处理体进行蚀刻的技术。作为卤间化合物气体的ClF₃由于硅氧化膜的蚀刻速率非常慢，因此在如生成硅的自然氧化膜那样的被处理体的蚀刻中需要使用稀氢氟酸的湿式蚀刻的前处理，但除了卤间化合物气体以外还使用包含氢的气体，且通过冷却被处理体可对被处理体在接近湿润的状态下进行蚀刻，有在无前处理的情况下，即可对生成硅自然氧化膜的被处理体进行蚀刻的优点，但另一方面，需要冷却被处理体，且也有通过蚀刻被处理体而生成的脱附物无法气化而残留的担心。

另外，专利文献2中公开了，使用选自ClF₃、ClF、BrF、BrF₃、IF、IF₃的氟化卤素气体，对被处理体照射光(紫外光、激光)，来对被处理体的钨硅化物、钼硅化物进行各向异性蚀刻的技术。由于通过紫外光、激光使氟化卤素气体激发，因此无需使用等离子体，因此有可进行不会对半导体元件赋予等离子体损伤的蚀刻的优点，但存在该光会对被处理体赋予损伤的问题。

进而，专利文献3公开了，使用选自ClF₃、ClF、NF₃、F₂、HF的氟系气体与选自Cl₂、HCl的氯系气体的混合气体，对基板照射紫外线予以激发，来对氮化硅膜和硅膜连续地进行蚀刻的技术。氟系气体以硅、氮化硅、氧化硅的顺序蚀刻速率依次变高，而另一方面，氯系气体有虽然蚀刻硅，但完全无法蚀刻氮化硅及氧化硅这样的特征，其优点在于通过控制氟系气体与氯系气体的分压，可在不对基底赋予损伤的情况下对氮化硅膜和硅膜连续地进行蚀刻。而且，该方法也会产生因照射紫外线导致的对被处理体的损伤。