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公開番号2025123316
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2025097972,2022503230
出願日2025-06-11,2021-02-08
発明の名称ドライエッチング方法、半導体素子の製造方法、及びクリーニング方法
出願人株式会社レゾナック
代理人個人,個人
主分類H01L 21/302 20060101AFI20250815BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】プラズマを用いることなく、チタン、インジウム、及びスズから選ばれる少なくとも一種の金属を含有するエッチング対象物を選択的に且つ十分なエッチング速度でエッチングすることができるドライエッチング方法を提供する。
【解決手段】ドライエッチング方法は、臭素又はヨウ素とフッ素との化合物であるハロゲンフッ化物を含有するエッチングガスを、エッチングガスによるエッチングの対象であるエッチング対象物を有する被エッチング部材12に接触させ、プラズマを用いずにエッチング対象物をエッチングするドライエッチング工程を備える。エッチング対象物は、チタン、インジウム、及びスズから選ばれる少なくとも一種の金属を含有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
臭素又はヨウ素とフッ素との化合物であるハロゲンフッ化物を含有するエッチングガスを、前記エッチングガスによるエッチングの対象であるエッチング対象物を有する被エッチング部材に接触させ、プラズマを用いずに前記エッチング対象物をエッチングするドライエッチング工程を備え、前記エッチング対象物が、チタン、インジウム、及びスズから選ばれる少なくとも一種の金属を含有するドライエッチング方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記ハロゲンフッ化物が、一フッ化臭素、三フッ化臭素、五フッ化臭素、五フッ化ヨウ素、及び七フッ化ヨウ素から選ばれる少なくとも一種である請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
前記エッチングガスが、前記ハロゲンフッ化物と不活性ガスを含有する混合ガスである請求項１又は請求項２に記載のドライエッチング方法。
【請求項４】
前記エッチングガス中に含有されるハロゲン単体ガスの含有量が５体積％未満である請求項１～３のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項５】
前記ドライエッチング工程を４０℃以上２５０℃以下の温度条件で行う請求項１～４のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項６】
前記ドライエッチング工程を８０℃以上１５０℃以下の温度条件で行う請求項１～４のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
前記ドライエッチング工程を１Ｐａ以上１００ｋＰａ以下の圧力条件で行う請求項１～６のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項８】
前記被エッチング部材は、前記エッチングガスによるエッチングの対象ではない非エッチング対象物と、前記エッチング対象物とを有し、
前記非エッチング対象物は、銅、ニッケル、コバルト、及びフォトレジストから選ばれる少なくとも一種を有し、
前記非エッチング対象物に対して前記エッチング対象物を選択的にエッチングする請求項１～７のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項９】
前記エッチング対象物は、前記金属の単体、前記金属の酸化物、前記金属の窒化物、前記金属の酸窒化物、及び前記金属の酸フッ化物から選ばれる少なくとも一種である請求項１～８のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【請求項１０】
請求項１～９のいずれか一項に記載のドライエッチング方法を用いて半導体素子を製造する半導体素子の製造方法であって、
前記被エッチング部材が、前記エッチング対象物を有する半導体基板であり、
前記半導体基板から前記エッチング対象物の少なくとも一部を前記エッチングにより除去する処理工程を備える半導体素子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング方法、半導体素子の製造方法、及びクリーニング方法に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
チタン（Ｔｉ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）等の金属を含有する材料は、半導体素子のハードマスクや電極材料として用いられる場合がある。前記金属を含有する材料を半導体素子材料として利用するためには、前記金属を含有する材料を所望の形状へと微細加工する技術が必要となるが、前記金属を含有する材料の多くは、蒸気圧をほとんど持たない難エッチング材料である。
そのため、従来は、酸化剤、キレート剤、フッ化物イオン等を含有する溶液を接触させることによって前記金属を含有する材料を除去するウエットエッチング法による微細加工が主流であった（例えば特許文献１を参照）。
しかしながら、ウエットエッチング法を半導体素子のエッチングプロセスとして採用すると、半導体素子のうち本来エッチングされるべきでない部分までもがエッチングされて、半導体素子の特性が失われてしまうおそれがあった。
【０００３】
一方、半導体素子の表面や半導体素子の製造装置のチャンバーの内面などから、半導体素子を構成する材料をドライエッチング法で除去する方法が知られている。例えば特許文献２には、半導体素子の製造のための処理に伴ってチャンバーの内面に堆積した金属堆積物を除去する方法が開示されている。特許文献２に開示の方法は、フッ素ガス以外のハロゲン単体ガスとフッ素ガスとを半導体素子の製造装置のチャンバー内に同時に供給することによってチャンバー内でハロゲンフッ化物を生成させ、このハロゲンフッ化物を含有するエッチングガスを金属堆積物に接触させることによって金属堆積物を除去するという方法である。
しかしながら、特許文献２に開示の方法では、ハロゲンフッ化物の生成に高温を要するため、半導体素子の製造装置への負荷が大きいという問題があった。また、エッチングガスがハロゲンフッ化物と未反応のハロゲン単体ガスとの混合ガスとなるため、十分なエッチング速度が得られないおそれがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２００８－５３６３１２号公報
特開２００１－２６７２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プラズマを用いることなく、チタン、インジウム、及びスズから選ばれる少なくとも一種の金属を含有するエッチング対象物を選択的に且つ十分なエッチング速度でエッチングすることができるドライエッチング方法、半導体素子の製造方法、及びクリーニング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明の一態様は以下の［１］～［１１］の通りである。
［１］臭素又はヨウ素とフッ素との化合物であるハロゲンフッ化物を含有するエッチングガスを、前記エッチングガスによるエッチングの対象であるエッチング対象物を有する被エッチング部材に接触させ、プラズマを用いずに前記エッチング対象物をエッチングするドライエッチング工程を備え、前記エッチング対象物が、チタン、インジウム、及びスズから選ばれる少なくとも一種の金属を含有するドライエッチング方法。
【０００７】
［２］前記ハロゲンフッ化物が、一フッ化臭素、三フッ化臭素、五フッ化臭素、五フッ化ヨウ素、及び七フッ化ヨウ素から選ばれる少なくとも一種である［１］に記載のドライエッチング方法。
［３］前記エッチングガスが、前記ハロゲンフッ化物と不活性ガスを含有する混合ガスである［１］又は［２］に記載のドライエッチング方法。
【０００８】
［４］前記エッチングガス中に含有されるハロゲン単体ガスの含有量が５体積％未満である［１］～［３］のいずれか一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工程を４０℃以上２５０℃以下の温度条件で行う［１］～［４］のいずれか一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工程を８０℃以上１５０℃以下の温度条件で行う［１］～［４］のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
［７］前記ドライエッチング工程を１Ｐａ以上１００ｋＰａ以下の圧力条件で行う［１］～［６］のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【０００９】
［８］前記被エッチング部材は、前記エッチングガスによるエッチングの対象ではない非エッチング対象物と、前記エッチング対象物とを有し、
前記非エッチング対象物は、銅、ニッケル、コバルト、及びフォトレジストから選ばれる少なくとも一種を有し、
前記非エッチング対象物に対して前記エッチング対象物を選択的にエッチングする［１］～［７］のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
［９］前記エッチング対象物は、前記金属の単体、前記金属の酸化物、前記金属の窒化物、前記金属の酸窒化物、及び前記金属の酸フッ化物から選ばれる少なくとも一種である［１］～［８］のいずれか一項に記載のドライエッチング方法。
【００１０】
［１０］［１］～［９］のいずれか一項に記載のドライエッチング方法を用いて半導体素子を製造する半導体素子の製造方法であって、
前記被エッチング部材が、前記エッチング対象物を有する半導体基板であり、
前記半導体基板から前記エッチング対象物の少なくとも一部を前記エッチングにより除去する処理工程を備える半導体素子の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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