本發明涉及半導體元件等的被處理體的蝕刻方法，特別是涉及具有多孔質膜的半導體元件的蝕刻所適用的蝕刻方法。

背景技術：

1、在半導體領域，面向下一代半導體低介電常數層間絕緣膜材料(以下稱為“low―k膜”。)得到開發。所謂low―k膜，是指具有低于4.0的相對介電常數的膜的統稱。作為low―k膜，例如有sioc膜。

2、為了盡可能降低low―k膜的相對介電常數，需要形成大量含有空孔的多孔質膜。但是，若導入空孔，則彈性模量和硬度這樣的機械強度與空孔量正比而顯著地降低，因此，容易因等離子蝕刻而受損，容易發生在制程中發生剝離等的問題。

3、附帶一提，在這樣的電子器件的制造中，會進行如下處理，通過等離子蝕刻，將經由光刻而形成于光刻膠的微細圖案根據需要轉印到tin膜、sio2膜或si3n4膜這樣的硬掩模上，接著將該圖案轉印到多孔質膜上。

4、在等離子蝕刻中，通過在等離子體處理裝置的處理容器內使蝕刻用的氣體激發而生成自由基，但自由基侵入多孔質膜的細孔(微孔)內而對多孔質膜造成損傷。因此，提出保護多孔質膜免受自由基傷害的技術。

5、例如，在專利文獻1中提出有在特定條件下將碳氟化合物氣體、碳氫化合物氣體導入處理室內，通過毛細管凝聚，使該氣體在多孔質膜的細孔內液化，接著，用sif4、nf3氣體等的蝕刻用氣體置換碳氟化合物氣體、碳氫化合物氣體后，在該蝕刻用氣體中使等離子體發生而進行蝕刻處理。

6、在此方法中，因為細孔受到液化的碳氟化合物氣體、碳氫化合物氣體等保護，所以可期待細孔不會受到損傷而能夠進行蝕刻處理。

7、現有技術文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本特開2016―207768號公報

技術實現思路

1、發明所要解決的問題

2、在專利文獻1所述的技術中，存在以下這樣的問題：需要導入在細孔內進行液化的氣體而用液化成分對細孔內進行填充的工序、以及將該氣體置換為蝕刻用氣體后用蝕刻氣體進行蝕刻這樣兩段的工序，在制程中耗費時間。另外，為了在細孔內使氣體液化，需要更嚴格地管理處理室內的壓力、溫度等。

3、本發明的目的在于，提供一種被處理體的蝕刻方法，無需置換多種的氣體種類，可以在蝕刻處理的同時保護多孔質膜中的細孔、和存在于多孔質膜中的被稱為線縫的接縫。

4、解決問題的手段

5、用于達成上述目的的本發明的構成如下。

6、一種等離子體處理方法，是對于具有孔洞的low―k膜進行等離子蝕刻的等離子體處理方法，其中，使用由含氟元素氣體和含碳元素氣體的混合氣體生成的等離子體，對于含有硅元素的所述low―k膜進行蝕刻。

7、發明的效果

8、根據本發明，能夠提供一種被處理體的蝕刻方法，無需置換多種的氣體種類，可以在蝕刻處理同時保護多孔質膜中的細孔、和存在于多孔質膜中的被稱為線縫的接縫。

技術特征：

1.一種等離子體處理方法，是對于具有孔洞的low―k膜進行等離子蝕刻的等離子體處理方法，其特征在于，

2.根據權利要求1所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述low―k膜是埋入到finfet即鰭式場效應晶體管中的硅溝道與硅溝道之間的low―k膜、或是分離gaa即全環繞柵極結構中的晶體管與晶體管的low―k膜、或是分離cfet即互補場效應晶體管中的晶體管與晶體管的low―k膜。

3.根據權利要求1所述的等離子體處理方法，其特征在于，使用由所述等離子體生成的自由基，對所述low―k膜進行蝕刻。

4.根據權利要求2所述的等離子體處理方法，其特征在于，使用由所述等離子體生成的自由基，對所述low―k膜進行蝕刻。

5.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述含氟元素氣體包括三氟化氮氣體nf3、六氟化硫氣體sf6、四氟化碳氣體cf4、三氟甲烷氣體chf3或氟甲烷氣體ch3f中的任意氣體。

6.根據權利要求1至權利要求4中任一項所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述含碳元素氣體包括cxhy氣體，所述x和所述y是自然數。

7.根據權利要求6所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述含碳元素氣體含有甲烷氣體ch4。

8.根據權利要求1或權利要求2所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述含氟元素氣體和含碳元素氣體的混合氣體是三氟化氮氣體nf3和甲烷氣體ch4的混合氣體。

9.根據權利要求8所述的等離子體處理方法，其特征在于，所述low―k膜是sioc膜。

10.根據權利要求9所述的等離子體處理方法，其特征在于，對所述sioc膜進行回刻。

11.根據權利要求8所述的等離子體處理方法，其特征在于，在所述三氟化氮氣體nf3和甲烷氣體ch4的混合氣體中添加氬氣ar。

12.根據權利要求11所述的等離子體處理方法，其特征在于，相對于所述三氟化氮氣體nf3的氣體流量，所述甲烷氣體ch4的氣體流量比為0.1％以上且30％以下。

13.根據權利要求1或權利要求2所述的等離子體處理方法，其特征在于，載置形成所述low―k膜的被處理體的試料臺的溫度在氣體的液化溫度以上。

技術總結
提供一種等離子體處理方法，是無需置換多種氣體，可以保護多孔質膜中的細孔、和存在于多孔質膜中的被稱為線縫的接縫的被處理體的蝕刻方法，在對于具有孔洞的Low―k膜進行等離子蝕刻的等離子體處理方法中，使用由含氟元素氣體和含碳元素氣體的混合氣體生成的等離子體，對含有硅元素的所述Low―k膜進行蝕刻。

技術研發人員：橫山竜,巖瀨拓,榎田修治
受保護的技術使用者：株式會社日立高新技術
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28