專利名稱：等離子蝕刻方法、等離子蝕刻裝置及計算機存儲介質的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將ArF光致抗蝕劑作為掩模來蝕刻形成于被處理基板的、含有Si的防 反射膜的等離子蝕刻方法、等離子蝕刻裝置及計算機存儲介質。
背景技術：
以往，在半導體裝置的制造工序中，借助光致抗蝕劑掩模進行等離子蝕刻處理，將 硅氧化膜等被蝕刻膜形成為目標圖案。另外，在該等離子蝕刻中，為了應對電路圖案的微細 化，大多采用利用波長更短的光進行曝光的ArF光致抗蝕劑。在將上述ArF光致抗蝕劑用作掩模來進行等離子蝕刻的情況下，由于ArF光致抗 蝕劑的抗等離子性較低，因此，提出有用于減輕等離子體對ArF光致抗蝕劑的損傷的提案。 作為該技術公知有這樣的技術，即，在蝕刻形成于ArF光致抗蝕劑下層的防反射膜時，采用 由含有CF4等CF類氣體和O2氣體的混合氣體等構成的蝕刻氣體，以低壓進行等離子蝕刻 (例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2006-32721號公報在將上述ArF光致抗蝕劑作為掩模的等離子蝕刻中，在抑制ArF光致抗蝕劑的損 傷(表面粗糙)時，存在無法獲得較高的蝕刻速率及充分的選擇比這樣的問題。特別是，以 往不存在能夠在抑制ArF光致抗蝕劑的損傷(表面粗糙)的同時、以較高的蝕刻速率及充 分的選擇比對含有硅的防反射膜(Si-ARC)進行等離子蝕刻的技術，期望開發(fā)該技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明即是應對上述以往情況而做成的，其目的在于提供能夠在抑制ArF光致抗 蝕劑的損傷(表面粗糙)的同時、以較高的蝕刻速率及充分的選擇比對含有硅的防反射膜 (Si-ARC)進行等離子蝕刻的等離子蝕刻方法、等離子蝕刻裝置及計算機存儲介質。技術方案1的等離子蝕刻方法使用一種等離子蝕刻裝置，該等離子蝕刻裝置包括 配置在處理室內且載置基板的下部電極、與上述下部電極相對地配置在上述處理室內的上 部電極、用于向上述處理室內供給處理氣體的處理氣體供給機構、用于對上述下部電極與 上述上部電極之間施加高頻電力的高頻電源，使用該等離子蝕刻裝置將形成于上述基板上 的ArF光致抗蝕劑作為掩模，利用上述處理氣體的等離子體對位于上述ArF光致抗蝕劑的 下層的、含有Si的防反射膜進行蝕刻，該等離子蝕刻方法的特征在于，作為上述處理氣體， 使用含有CF類氣體和/或CHF類氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，對上述上部電極 施加直流電壓。根據(jù)技術方案1所述的等離子蝕刻方法，技術方案2的等離子蝕刻方法的特征在 于，對上述上部電極施加的直流電壓的電壓值的范圍為-1000V -300V。根據(jù)技術方案1或2所述的等離子蝕刻方法，技術方案3的等離子蝕刻方法的特 征在于，上述處理氣體為CF4氣體、CF3I氣體和氧氣的混合氣體，CF3I氣體流量相對于CF4 氣體流量和CF3I氣體流量之和的比(CF3I氣體流量/(CF4氣體流量+CF3I氣體流量))為O. 1 O. 3。根據(jù)技術方案1 3中任一項所述的等離子蝕刻方法，技術方案4的等離子蝕刻 方法的特征在于，對上述下部電極施加電力值為100W 300W的偏壓用的高頻電力。根據(jù)技術方案1 4中任一項所述的等離子蝕刻方法，技術方案5的等離子蝕刻 方法的特征在于，在對上述含有Si的防反射膜進行蝕刻之前，進行處理上述ArF光致抗蝕 劑的處理工序。根據(jù)技術方案5所述的等離子蝕刻方法，技術方案6的等離子蝕刻方法的特征在 于，上述處理工序是將H2氣體、或者H2氣體和N2氣體、或者H2氣體和Ar氣體作為處理氣 體，將該處理氣體等離子化后作用于上述ArF光致抗蝕劑的等離子處理。技術方案7是一種等離子蝕刻裝置，其包括配置在處理室內且載置基板的下部電 極、與上述下部電極相對地配置在上述處理室內的上部電極、用于向上述處理室內供給處 理氣體的處理氣體供給機構、用于對上述下部電極與上述上部電極之間施加高頻電力的高 頻電源，其特征在于，包括控制部，該控制部進行控制，使得在將形成于上述基板上的ArF 光致抗蝕劑作為掩模、利用上述處理氣體的等離子體對位于上述ArF光致抗蝕劑的下層 的、含有Si的防反射膜進行蝕刻時，自上述處理氣體供給機構供給作為處理氣體的含有CF 類氣體和/或CHF類氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，自直流電源對上述上部電極施 加直流電壓。技術方案8是存儲有在計算機上工作的控制程序的計算機存儲介質，其特征在 于，上述控制程序控制等離子蝕刻裝置，使得等離子蝕刻裝置在執(zhí)行控制程序時進行技術 方案1 6中任一項所述的等離子蝕刻方法。采用本發(fā)明，能夠提供在抑制ArF光致抗蝕劑的損傷(表面粗糙)的同時、能夠以 較高的蝕刻速率及充分的選擇比對含有硅的防反射膜(Si-ARC)進行等離子蝕刻的等離子 蝕刻方法、等離子蝕刻裝置及計算機存儲介質。


圖1是表示本發(fā)明的等離子蝕刻方法的實施方式的半導體晶圓的截面構造的圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式的等離子蝕刻裝置的概略構造的圖。圖3是表示實施例1的ArF光致抗蝕劑的狀態(tài)的顯微鏡照片。圖4是表示比較例的ArF光致抗蝕劑的狀態(tài)的顯微鏡照片。圖5是表示偏壓用高頻電力與蝕刻速率的關系的坐標圖。圖6是表示偏壓用高頻電力與選擇比的關系的坐標圖。圖7是表示直流電壓與選擇比的關系的坐標圖。圖8是表示CF3I流量比與蝕刻速率的關系的坐標圖。圖9是表示CF3I流量比與選擇比的關系的坐標圖。圖10是表示因CF3I流量的不同導致ArF光致抗蝕劑的狀態(tài)不同的顯微鏡照片。圖11是表示壓力與蝕刻速率的關系的坐標圖。圖12是表示壓力與選擇比的關系的坐標圖。
具體實施例方式下面，參照

本發(fā)明的實施方式。圖1放大地表示本實施方式的等離子蝕 刻方法的作為被處理基板的半導體晶圓的截面構造。另外，圖2表示本實施方式的等離子 蝕刻裝置的構造。首先，參照圖2說明等離子蝕刻裝置的構造。等離子蝕刻裝置具有氣密地構成的、做成電氣接地電位的處理室1。該處理室1做 成圓筒狀，例如由鋁等構成。在處理室1內設有載置臺2，該載置臺2水平地支承作為被處 理基板的半導體晶圓W。載置臺2例如由鋁等構成，起到下部電極的作用。該載置臺2借助 絕緣板3支承于成為導體的支承臺4。在載置臺2的上方外周還設有例如由單晶硅形成的 聚焦環(huán)5。并且，以圍繞載置臺2及支承臺4周圍的方式設有例如由石英等構成的圓筒狀的 內壁構件3a。在載置臺2上，通過第1匹配器1 Ia連接有第IRF電源10a，而且，通過第2匹配器 lib連接有第2RF電源10b。第IRF電源IOa用于產生等離子體，自該第IRF電源IOa向載 置臺2供給規(guī)定頻率(27MHz以上，例如40MHz)的高頻電力。另外，第2RF電源IOb用于引 入離子(偏壓用)，自該第2RF電源IOb向載置臺2供給低于第IRF電源IOa的規(guī)定頻率 (13. 56MHz以下，例如2MHz)的高頻電力。另一方面，在載置臺2的上方，與載置臺2平行且 相對地設有起到上部電極的作用的簇射頭16，簇射頭16和載置臺2起到一對電極(上部電 極和下部電極)的作用。在載置臺2的上表面設有用于靜電吸附半導體晶圓W的靜電吸盤6。該靜電吸盤 6是通過在絕緣體6b之間插入電極6a而構成的，在電極6a上連接有直流電源12。于是， 通過自直流電源12對電極6a施加直流電壓，利用庫侖力吸附半導體晶圓W。在支承臺4的內部形成有制冷劑流路4a，在制冷劑流路4a上連接有制冷劑入口配 管4b、制冷劑出口配管4c。于是，通過使適當?shù)闹评鋭?、例如冷卻水等流經(jīng)制冷劑流路4a 進行循環(huán)，能夠將支承臺4及載置臺2控制在規(guī)定溫度。另外，以貫穿載置臺2等的方式設 有用于向半導體晶圓W的背面?zhèn)裙┙o氦氣等冷熱傳導用氣體(后側氣體)的后側氣體供給 配管30，該后側氣體供給配管30連接于未圖示的后側氣體供給源。利用這些構造，能夠將 由靜電吸盤6吸附保持在載置臺2的上表面的半導體晶圓W控制在規(guī)定溫度。上述簇射頭16設置在處理室1的頂壁部分。簇射頭16包括主體部16a和作為 電極板的上部頂板16b，借助絕緣性構件45支承在處理室1的上部。主體部16a由導電性 材料、例如表面被陽極氧化處理后的鋁構成，能夠在其下部支承上部頂板16b，該上部頂板 16b能夠相對于主體部16a裝卸自由。在主體部16a的內部設有氣體擴散室16c，以位于該氣體擴散室16c的下部的方式 在主體部16a的底部形成有許多個氣體流通孔16d。另外，在上部頂板16b上，以沿厚度方 向貫穿該上部頂板16b且與上述氣體流通孔16d重合的方式設有氣體導入孔16e。利用該 構造，被供給到氣體擴散室16c的處理氣體通過氣體流通孔16d及氣體導入孔16e，以簇射 狀分散地被供給到處理室1內。在主體部16a等中還設有用于使制冷劑循環(huán)的未圖示的配 管，在等離子蝕刻處理過程中能夠將簇射頭16冷卻到目標溫度。在上述主體部16a中形成有用于向氣體擴散室16c導入處理氣體的氣體導入口16d。在該氣體導入口 16d上連接有氣體供給配管15a，在該氣體供給配管15a的另一端連 接有用于供給蝕刻用或者處理用的處理氣體的處理氣體供給源15。在該氣體供給配管15a上，從上游側按順序設有質量流量控制器(MFC) 15b及開閉閥VI。于是，作為用于等離子蝕 刻的處理氣體，例如CF4氣體、CF3I氣體和氧氣的混合氣體自處理氣體供給源15經(jīng)由氣體 供給配管15a被供給到氣體擴散室16c，自該氣體擴散室16c經(jīng)由氣體流通孔16d及氣體導 入孔16e以簇射狀分散地被供給到處理室1內。在上述作為上部電極的簇射頭16上，通過低通濾波器(LPF) 51電連接有可變直流電源52。該可變直流電源52利用通-斷開關53能夠進行供電的通斷?？勺冎绷麟娫?2 的電流、電壓以及通_斷開關53的通斷利用后述的控制部60來控制。另外，如后所述，自 第IRF電源10a、第2RF電源IOb對載置臺2施加高頻電力而在處理空間中產生等離子體 時，根據(jù)需要，利用控制部60使通-斷開關53接通，對作為上部電極的簇射頭16施加規(guī)定 的直流負電壓。以從處理室1的側壁延伸到簇射頭16的高度位置的上方的方式設有圓筒狀的接 地導體la。該圓筒狀的接地導體Ia在其上部具有頂壁。在處理室1的底部形成有排氣口 71，在該排氣口 71上，通過排氣管72連接有排氣 裝置73。排氣裝置73具有真空泵，能夠通過使該真空泵工作而將處理室1內減壓至規(guī)定的 真空度。另一方面，在處理室1的側壁設有晶圓W的輸入輸出口 74，在該輸入輸出口 74上 設有打開或關閉該輸入輸出口 74的閘閥75。圖中附圖標記76、77是裝卸自由的沉積屏蔽層。沉積屏蔽層76沿著處理室1的 內壁面設置，具有防止蝕刻副產物(沉積物)附著于處理室1的作用，在該沉積屏蔽層76 的與半導體晶圓W大致相同的高度位置設有DC接地連接的導電性構件(GND模塊)79，由此 防止異常放電。上述構造的等離子蝕刻裝置利用控制部60總體控制其動作。在該控制部60中設 有用戶接口 62、存儲部63、以及具有CPU且控制等離子蝕刻裝置的各部的工藝控制器61。用戶接口 62由用于工序管理者為了管理等離子蝕刻裝置而進行輸入命令操作的 鍵盤、可視地顯示等離子蝕刻裝置的運轉狀況的顯示器等構成。在存儲部63中裝有制程程序，該制程程序中存儲有用于利用工藝控制器61的控 制實現(xiàn)由等離子蝕刻裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)、處理條件數(shù)據(jù)等。于是，根 據(jù)需要，利用來自用戶接口 62的指示等從存儲部63調出任意的制程程序而使工藝控制器 61執(zhí)行該制程程序，從而，在工藝控制器61的控制下利用等離子蝕刻裝置進行目標處理。 另外，控制程序、處理條件數(shù)據(jù)等制程程序也可以利用容納于能夠由計算機讀取的計算機 存儲介質(例如硬盤、CD、軟磁盤、半導體存儲器等)等中的狀態(tài)的構件，或者從其他裝置例 如通過專用線路隨時傳送而在線利用。說明利用這樣構成的等離子蝕刻裝置對形成于半導體晶圓W的有機膜等進行等 離子蝕刻的程序。首先，閘閥75打開，半導體晶圓W利用未圖示的輸送機器人等經(jīng)由未圖 示的加載互鎖真空室從輸入輸出口 74被輸入到處理室1內，載置于載置臺2上。之后，使 輸送機器人退避到處理室1外，關閉閘閥75。然后，利用排氣裝置73的真空泵通過排氣口 71對處理室1內排氣。在處理室1內成為規(guī)定的真空度之后，自處理氣體供給源15向處理室1內導入規(guī) 定的處理氣體(蝕刻氣體)，處理室1內保持為規(guī)定的壓力、例如6. 7Pa(50mTorr)，在該狀 態(tài)下，自第IRF電源IOa向載置臺2供給頻率為例如40MH ζ的高頻電力。另外，為了引入離子，自第2RF電源IOb向載置臺2供給頻率為例如2. OMHz的高頻電力(偏壓用)。此時， 自直流電源12對靜電吸盤6的電極6a施加規(guī)定的直流電壓，利用庫侖力吸附半導體晶圓W。在這種情況下，通過如上所述地對作為下部電極的載置臺2施加高頻電力，在作為上部電極的簇射頭16與作為下部電極的載置臺2之間形成有電場。在半導體晶圓W所 存在的處理空間中產生放電，利用由此形成的處理氣體的等離子體對形成在半導體晶圓W 上的、含有硅的防反射膜(Si-ARC)等進行蝕刻處理。在此，如上所述，由于能夠在等離子處理過程中對簇射頭16施加直流電壓，因此 具有如下的效果。即，根據(jù)工藝，有時候要求高電子密度且低離子能的等離子體。在這種情 況下，若采用直流電壓，則能夠在抑制射入到半導體晶圓W的離子能的同時、增加等離子體 的電子密度，從而半導體晶圓W的作為蝕刻對象的膜的蝕刻速率上升，并且，對設置在蝕刻 對象的上部的作為掩模的膜的濺射速率降低，選擇性提高。然后，在上述蝕刻處理結束時，停止供給高頻電力、直流電壓及處理氣體，利用與 上述順序相反的順序從處理室1內輸出半導體晶圓W。接著，參照圖1說明本實施方式的等離子蝕刻方法。圖1的(a)、(b)放大地表示 本實施方式的作為被處理基板的半導體晶圓W的主要部分構造。如圖1的(a)所示，在半 導體晶圓W上，作為被蝕刻膜而形成有例如機膜101(厚度例如為200nm)，在該有機膜101 的上層形成有含有硅的防反射膜(Si-ARC) 102 (厚度例如為40nm)。該含有硅的防反射膜 (Si-ARC) 102例如由Si含有率為43%左右的有機膜(涂敷膜)構成。而且，在該含有硅的 防反射膜(Si-ARC) 102上形成有ArF光致抗蝕劑膜103 (厚度例如為IOOnm)。在ArF光致 抗蝕劑膜103上形成有利用精密照片復制工序形成圖案的、規(guī)定形狀的開口 104。將上述構造的半導體晶圓W收容在圖2所示的裝置的處理室1內，載置于載置臺 2，從圖1的(a)所示的狀態(tài)開始，將ArF光致抗蝕劑膜103作為掩模來蝕刻含有硅的防反 射膜(Si-ARC) 102，形成圖1的(b)的狀態(tài)。另外，實際上，從圖1的(b)的狀態(tài)開始蝕刻作 為被蝕刻膜的有機膜101。在本實施方式中，對上述含有硅的防反射膜(Si-ARC) 102進行蝕刻時，作為處理 氣體，使用含有CF類氣體和/或CHF類氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，自可變直流 電源52對作為上部電極的簇射頭16施加規(guī)定的負直流電壓。對上述簇射頭16施加的負直流電壓的電壓值的范圍優(yōu)選為-1000V -300V，更優(yōu) 選為-900V -600V。作為上述處理氣體，例如可以靈活使用CF4氣體、CF3I氣體和O2氣體的混合氣體。 在這種情況下，CF3I氣體流量相對于CF4氣體流量和CF3I氣體流量之和的比(CF3I氣體流 量/(CF4氣體流量+CF3I氣體流量))的范圍優(yōu)選為0. 1 0. 3。另外，O2氣體的流量優(yōu)選 為處理氣體全流量的1 3%左右，更優(yōu)選為大致2%左右。另外，在上述等離子蝕刻時，優(yōu)選自第2RF電源IOb向作為下部電極的載置臺2供 給離子引入用(偏壓用)的高頻電力，該離子引入用(偏壓用)的高頻電力的電力值優(yōu)選 為IOOW 300W左右。作為實施例1，使用圖2所示的等離子蝕刻裝置，利用以下所示的制程程序對圖1 所示的構造的半導體晶圓實施上述含有硅的防反射膜(Si-ARC) 102的等離子蝕刻處理工序。
另外，以下所示的實施例1的處理制程程序從控制部60的存儲部63讀出而被編 入到工藝控制器61，工藝控制器61根據(jù)控制程序控制等離子蝕刻裝置的各部，從而執(zhí)行如 讀出的處理制程程序那樣的等離子蝕刻處理工序。處理氣體CF4/CF3I/02= 2 2 5/25/5sccm壓力6· 7Pa(50mTorr)高頻電力(HF/LF):400/100ff直流電壓-900V上述實施例1的ArF光致抗蝕劑的蝕刻速率為48. 5nm/min,含有硅的防反射膜 (Si-ARC)的蝕刻速率為120.0nm/min，選擇比(含有硅的防反射膜(Si-ARC)的蝕刻速率/ ArF光致抗蝕劑的蝕刻速率)為2. 5。另外，利用SEM觀察到的蝕刻后的ArF光致抗蝕劑的 狀態(tài)的表面粗糙度較小，CD (線寬)為71. 7nm，LWR(Line Width Roughness) 3. 8nm。圖3表 示實施例1的利用SEM放大后的ArF光致抗蝕劑的截面狀態(tài)(a)、上表面狀態(tài)(b)的照片。作為比較例，在以下條件下實施含有硅的防反射膜(Si-ARC) 102的等離子蝕刻處 理工序。處理氣體CF4/02= 250/5sccm壓力10Pa(75mTorr)高頻電力(HF/LF) :400/0ff直流電壓0V上述比較例的ArF光致抗蝕劑的蝕刻速率為65. Onm/min,含有硅的防反射膜 (Si-ARC)的蝕刻速率為50.5nm/min，選擇比(含有硅的防反射膜(Si-ARC)的蝕刻速率/ ArF光致抗蝕劑的蝕刻速率)為0. 8。另外，利用SEM觀察到的蝕刻后的ArF光致抗蝕劑的 狀態(tài)的表面粗糙度雖然不是很大，但⑶(線寬)為47. 9nm，LWR(Line Width Roughness)為 4. 3nm, ArF光致抗蝕劑被蝕刻得較多，其剩余膜量較少。圖4表示比較例的利用SEM放大 后的ArF光致抗蝕劑的截面狀態(tài)(a)、上表面狀態(tài)(b)的照片。如上所述，與比較例的情況相比，在實施例中，含有硅的防反射膜(Si-ARC)的蝕 刻速率較高，選擇比也較高，ArF光致抗蝕劑的LWR也較小。另外，ArF光致抗蝕劑的CD (線 寬)也較大。另外，進行在上述實施例1的含有硅的防反射膜(Si-ARC)的蝕刻之前、追加ArF光致抗蝕劑的處理工序的實施例2的等離子蝕刻。該實施例2中的處理工序例如采用含有 氫氣的處理氣體(H2氣體、H2氣體和N2氣體、H2氣體和Ar氣體等)，使該等離子體作用于 ArF光致抗蝕劑，由此，進行ArF光致抗蝕劑表面的改性和表面的拋光。在該實施例2中，在 以下條件下實施處理工序。處理氣體H2/N2= 450/450sccm壓力13. 3Pa (IOOmTorr)高頻電力(HF/LF):200/0ff直流電壓0V在上述處理工序之后，進行與實施例1相同的等離子蝕刻。在該實施例2中，利 用SEM觀察到的蝕刻后的ArF光致抗蝕劑的狀態(tài)的表面度粗糙較小，CD (線寬)為69. 4nm, LWR(Lineffidth Roughness)為3. 2nm,比實施例1的LWR值進一步得到了改善。
在上述各實施例中，在等離子蝕刻時，自第2RF電源IOb對載置臺(下部電極)2 施加離子引入用(偏壓用)的高頻電力。其目的在于提高含有硅的防反射膜(Si-ARC)的 蝕刻速率。圖5將縱軸作為蝕刻速率(nm/min)，橫軸作為偏壓用高頻電力值(W)，圖5表示 在以下條件(1)的等離子蝕刻條件下僅改變偏壓用的高頻電力而調查各個高頻電力值的 蝕刻速率的結果。如該圖所示，偏壓用的高頻電力值越高，含有硅的防反射膜(Si-ARC)的 蝕刻速率越高。對簇射頭(上部電極)16施加-600V的直流電壓的情況也與上述情況完全 相同。條件m處理氣體CF4/CF3I/02= 2 2 5/25/5sccm壓力10· 0Pa(75mTorr)高頻電力(HF/LF)-AOO/(變化)W直流電壓0V另一方面，如上所述，在提高偏壓用的高頻電力值時，ArF光致抗蝕劑產生表面粗 糙。另外，如將縱軸作為選擇比、橫軸作為偏壓用高頻電力值(W)的圖6所示，通過對簇射 頭(上部電極)16施加-600V的直流電壓，與不施加直流電壓的情況相比能夠提高選擇比。將縱軸作為選擇比、橫軸作為負直流電壓值(絕對值)(V)的圖7的坐標圖表示上 述那樣的、調查對簇射頭(上部電極)16施加的負直流電壓與選擇比的關系的結果(LF = 200W，除直流電壓之外的蝕刻條件與條件(1)相同)。如圖7所示，負直流電壓值(絕對值) 越高，選擇比越高。但是，在電壓值大于-1000V時，ArF光致抗蝕劑產生起伏(Wiggling)。 因此，對簇射頭(上部電極)16施加的直流電壓的范圍優(yōu)選為-1000V -300V，更優(yōu)選 為-900V -600V。為了獲得需要的蝕刻速率，對載置臺(下部電極)2施加的偏壓用高頻電力優(yōu)選為 IOOff以上，能夠在上述直流電壓值的范圍內獲得充分的選擇比，而且，為了抑制ArF光致抗 蝕劑的表面粗糙，優(yōu)選為300W以下。即，偏壓用的高頻電力的范圍優(yōu)選為100W 300W。圖8將縱軸作為蝕刻速率，橫軸作為CF3I氣體流量相對于CF4氣體流量和CF3I氣 體流量之和的比(CF3I氣體流量/ (CF4氣體流量+CF3I氣體流量))，表示調查CF3I氣體流量 比與蝕刻速率的關系的結果。另外，除CF3I氣體流量比之外的蝕刻條件與條件(1)(其中， LF = 200W，直流電壓=-600V)相同。圖9同樣將縱軸作為選擇比，橫軸作為CF3I氣體流 量相對于CF4氣體流量和CF3I氣體流量之和的比(CF3I氣體流量/(CF4氣體流量+CF3I氣 體流量))，表示調查CF3I流量比與選擇比的關系的結果。如這些圖8、9所示，若CF3I氣體 的流量比升高，則蝕刻速率和選擇比均降低。因而，CF3I氣體的流量比優(yōu)選為0. 3以下。另一方面，如圖10所示，若CF3I的流量比降低，則ArF光致抗蝕劑產生表面粗糙。 另夕卜，圖10從左側按順序表示在CF3I流量為0SCCm(a)、19SCCm(b) ,25sccm(c)的情況下由 SEM獲得的放大照片。因此，CF3I氣體的流量比優(yōu)選為0. 1以上。由以上內容，CF3I氣體流量相對于CF4氣體流量和CF3I氣體流量之和的比(CF3I 氣體流量/(CF4氣體流量+CF3I氣體流量))的范圍優(yōu)選為0. 1 0. 3 (10% 30% )。圖11的坐標圖將縱軸作為蝕刻速率，橫軸作為壓力，表示調查壓力與蝕刻速率的 關系的結果。另外，圖12將縱軸作為選擇比，橫軸作為壓力，表示調查壓力與選擇比的關系 的結果。另外，除壓力之外的蝕刻條件與條件(1)(其中，LF = 200W，直流電壓=-600V)相同。如這些圖11、12所示，壓力越低，蝕刻速率和選擇比均越升高。因此，壓力的范圍優(yōu)選為 4. OPa (30mTorr) 13. 3Pa (IOOmTorr)，更優(yōu)選為大致 6. 7Pa (50mTorr)左右。
像以上說明的那樣，采用本實施方式，能夠在抑制ArF光致抗蝕劑的損傷(表面粗 糙)的同時、以較高的蝕刻速率對含有硅的防反射膜(Si-ARC)進行等離子蝕刻。另外，由 于選擇比較高，因此，也能夠引入到縮窄ArF光致抗蝕劑的線寬(CD)、或者改善粗糙度這樣 的ArF光致抗蝕劑的裝飾工序。另外，本發(fā)明并不限定于上述實施方式及實施例，能夠進行 各種變形。
權利要求
一種等離子蝕刻方法，該方法使用等離子蝕刻裝置，該等離子蝕刻裝置包括配置在處理室內且載置基板的下部電極、與上述下部電極相對地配置在上述處理室內的上部電極、用于向上述處理室內供給處理氣體的處理氣體供給機構、用于對上述下部電極與上述上部電極之間施加高頻電力的高頻電源，使用該等離子蝕刻裝置將形成于上述基板上的ArF光致抗蝕劑作為掩模，利用上述處理氣體的等離子體對位于上述ArF光致抗蝕劑的下層的、含有Si的防反射膜進行蝕刻，該等離子蝕刻方法的特征在于，作為上述處理氣體，使用含有CF類氣體和/或CHF類氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，對上述上部電極施加直流電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的等離子蝕刻方法，其特征在于，對上述上部電極施加的直流電壓的電壓值的范圍為-IOOOV -300V。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的等離子蝕刻方法，其特征在于，上述處理氣體為CF4氣體、CF3I氣體和氧氣的混合氣體；CF3I氣體流量相對于CF4氣體流量和CF3I氣體流量之和的比(CF3I氣體流量/(CF4氣 體流量+CF3I氣體流量))為0. 1 0. 3。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的等離子蝕刻方法，其特征在于，對上述下部電極施加電力值為100W 300W的偏壓用的高頻電力。
5.根據(jù)權利要求1 4中任一項所述的等離子蝕刻方法，其特征在于，在對上述含有Si的防反射膜進行蝕刻之前，進行處理上述ArF光致抗蝕劑的處理工序。
6.根據(jù)權利要求5所述的等離子蝕刻方法，其特征在于，上述處理工序是將H2氣體、或者H2氣體和N2氣體、或者H2氣體和Ar氣體作為處理氣 體，將該處理氣體等離子化后作用于上述ArF光致抗蝕劑的等離子處理。
7.一種等離子蝕刻裝置，其包括配置在處理室內且載置基板的下部電極、與上述下部 電極相對地配置在上述處理室內的上部電極、用于向上述處理室內供給處理氣體的處理氣 體供給機構、用于對上述下部電極與上述上部電極之間施加高頻電力的高頻電源，其特征 在于，包括控制部，該控制部進行控制，使得在將形成于上述基板上的ArF光致抗蝕劑作為 掩模、利用上述處理氣體的等離子體對位于上述ArF光致抗蝕劑的下層的含有Si的防反射 膜進行蝕刻時，自上述處理氣體供給機構供給作為處理氣體的含有CF類氣體和/或CHF類 氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，自直流電源對上述上部電極施加直流電壓。
8.一種計算機存儲介質，該計算機存儲介質存儲有在計算機上工作的控制程序，其特 征在于，上述控制程序控制等離子蝕刻裝置，使得等離子蝕刻裝置在執(zhí)行該控制程序時進行權 利要求1 6中任一項所述的等離子蝕刻方法。
全文摘要
本發(fā)明提供等離子蝕刻方法、等離子蝕刻裝置及計算機存儲介質。該等離子蝕刻方法能夠在抑制ArF光致抗蝕劑的損傷(表面粗糙)的同時、以較高的蝕刻速率及充分的選擇比對含有硅的防反射膜(Si-ARC)進行等離子蝕刻。該等離子蝕刻方法將形成于基板上的ArF光致抗蝕劑(103)作為掩模，利用處理氣體的等離子體對位于ArF光致抗蝕劑(103)的下層的含有Si的防反射膜(102)進行蝕刻，其中，作為處理氣體，使用含有CF類氣體和/或CHF類氣體、CF3I氣體、氧氣的混合氣體，而且，對上部電極施加直流電壓。
文檔編號H01J37/32GK101826435SQ20101000342
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權日2009年3月4日
發(fā)明者武川貴仁 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社