蝕刻有機膜的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種蝕刻有機膜的方法，在有機膜的等離子體蝕刻中改善硬質(zhì)掩模的形狀。在一個實施方式的方法中，在收容有被處理體的等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)生成包含氫氣和氮氣的處理氣體的等離子體。通過處理氣體的等離子體的生成，從硬質(zhì)掩模露出的上述有機膜的一部分區(qū)域變化為改性區(qū)域。接著，在處理容器內(nèi)生成稀有氣體的等離子體。利用稀有氣體的等離子體除去改性區(qū)域，并且使從該改性區(qū)域釋放出的物質(zhì)堆積在硬質(zhì)掩模的表面上。該方法交替地反復(fù)進行處理氣體的等離子體的生成和稀有氣體的等離子體的生成。
【專利說明】
蝕刻有機膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明的實施方式涉及對有機膜進行蝕刻的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體器件這樣的電子器件的制造中，為了將掩模的圖案轉(zhuǎn)印到被蝕刻層，使用等離子體蝕刻。例如，存在通過將抗蝕劑掩模的圖案轉(zhuǎn)印到含Si反射防止膜，得到硬質(zhì)掩模，為了將該硬質(zhì)掩模的圖案轉(zhuǎn)印到有機膜，而使用等離子體蝕刻的情況。
[0003]有機膜的等離子體蝕刻，例如在特開2003-168676號公報中有記載。在該公報中所記載的等離子體蝕刻中，通過在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，生成含有氫氣和氮氣的處理氣體的等離子體，對有機膜進行蝕刻。具體而言，通過與由氮氣得到的氮的活性種的反應(yīng)，構(gòu)成有機膜的碳改性為氰分子(CN)，并且通過與氫的活性種的反應(yīng)，氰分子改性為揮發(fā)性高的反應(yīng)生成物(HCN)。在該公報中所記載的等離子體蝕刻中，由于該反應(yīng)生成物揮發(fā)，在抑制了反應(yīng)生成物向被處理體上的再附著的同時，對有機膜進行蝕刻。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:特開2003-168676號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明想要解決的技術(shù)問題
[0008]在上述的等離子體蝕刻中，在有機膜的蝕刻中，硬質(zhì)掩模被削去。例如，硬質(zhì)掩模的肩背削去，而且硬質(zhì)掩模的膜厚減少。其結(jié)果是，由于硬質(zhì)掩模的形狀劣化，所以對有機膜的圖案的轉(zhuǎn)印精度降低。
[0009]因此，在有機膜的等離子體蝕刻中，要求改善硬質(zhì)掩模的形狀。
[0010]用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0011]在一個方式中，提供對被處理體的有機膜進行蝕刻的方法。被處理體在該有機膜上具有硬質(zhì)掩模。該方法包括:(a)在收容有被處理體的等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)生成包含氫氣和氮氣的處理氣體的等離子體，使從硬質(zhì)掩模露出的有機膜的一部分區(qū)域變化為改性區(qū)域的步驟;和(b)在處理容器內(nèi)生成稀有氣體的等離子體，將改性區(qū)域除去，并且使從該改性區(qū)域釋放出的物質(zhì)堆積在硬質(zhì)掩模的表面上的的步驟，該方法交替地反復(fù)進行生成處理氣體的等離子體的上述步驟和所述生成稀有氣體的等離子體的上述步驟。
[0012]在上述一個方式的方法中，生成處理氣體的等離子體，有機膜的一部分區(qū)域變化為改性區(qū)域，通過從稀有氣體的等離子體供給的活性種除去改性區(qū)域。這時從改性區(qū)域釋放出的物質(zhì)即反應(yīng)生成物堆積在硬質(zhì)掩模上。接著，當(dāng)生成處理氣體的等離子體時，該反應(yīng)生成物被部分除去。通過反復(fù)進行這樣的處理氣體的等離子體的生成和稀有氣體的等離子體的生成，能夠利用堆積在硬質(zhì)掩模的表面上的反應(yīng)生成物改善硬質(zhì)掩模的形狀，同時進行有機膜的蝕刻。
[0013]在一個方式中，在處理容器內(nèi)，被處理體被載置在包括下部電極的載置臺上。在生成稀有氣體的等離子體的上述步驟中，供給到下部電極的高頻偏置電力的每單位面積的功率設(shè)定為0.028W/cm2以下的功率。依據(jù)該實施方式，能夠進一步抑制由來自稀有氣體的等離子體的活性種導(dǎo)致的硬質(zhì)掩模的損傷。
[0014]—個實施方式的生成處理氣體的等離子體的上述步驟中，不對下部電極供給高頻偏置電力。依據(jù)該實施方式，在生成處理氣體的等離子體的上述步驟中，能夠?qū)嵸|(zhì)上不進行有機膜的蝕刻而形成改性區(qū)域。
[0015]在一個實施方式中，能夠?qū)⒂商幚須怏w中的所述氫氣的流量:所述處理氣體中的所述氮氣的流量表示的流量比設(shè)定為1:3?9:1的范圍內(nèi)的流量比。通過使用這樣的流量比的氫氣和氮氣，能夠高效率地進行有機膜的蝕刻和向硬質(zhì)掩模上的反應(yīng)生成物的供給。
[0016]一個實施方式的方法還包括在所述處理容器內(nèi)中生成氮化氫氣體的等離子體的步驟。堆積在硬質(zhì)掩模上的上述反應(yīng)生成物的量，在硬質(zhì)掩模的圖案密的區(qū)域較多，在硬質(zhì)掩模的圖案疏的區(qū)域較少。另一方面，由碳化氫氣體生成的堆積在硬質(zhì)掩模上的碳化氫和/或碳的量，在硬質(zhì)掩模的圖案密的區(qū)域較少，在硬質(zhì)掩模的圖案疏的區(qū)域較多。因此，依據(jù)該實施方式，在包含形成有圖案疏的硬質(zhì)掩模的區(qū)域和形成有圖案密的硬質(zhì)掩模的區(qū)域的情況下，能夠使在這些區(qū)域中形成在硬質(zhì)掩模上的堆積物的量的差異減少。
[0017]發(fā)明效果
[0018]如以上所說明，在有機膜的等離子體蝕刻中，能夠改善硬質(zhì)掩模的形狀。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示一個實施方式的對有機膜進行蝕刻的方法的流程圖。
[°02°]圖2是表不被處理體的一例的截面圖。
[0021]圖3是概略地表示在圖1所示的方法的實施中能夠使用的等離子體處理裝置的一例的圖。
[0022]圖4是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時的被處立體的狀態(tài)的截面圖。
[0023]圖5是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時的被處立體的狀態(tài)的截面圖。
[0024]圖6是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時的被處立體的狀態(tài)的截面圖。
[0025]圖7是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時的被處立體的狀態(tài)的截面圖。
[0026]圖8是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時的被處立體的狀態(tài)的截面圖。
[0027]圖9是表示另一實施方式的對有機膜進行蝕刻的方法的流程圖。
[0028]圖10是表不被處理體的一例的截面圖。
[0029]圖11是表示有機膜的蝕刻速率的圖表。
[0030]附圖標(biāo)記說明
[0031]10等離子體處理裝置
[0032]12處理容器
[0033]PD載置臺
[0034]ESC靜電卡盤
[0035]LE下部電極
[0036]30上部電極
[0037]40氣體源組
[0038]50排氣裝置
[0039]62第一高頻電源
[0040]64第二高頻電源[0041 ]Cnt控制部
[0042]W 晶片
[0043]OF有機膜
[0044]HM硬質(zhì)掩模
[0045]TR改性區(qū)域
[0046]DP堆積物。
【具體實施方式】
[0047]以下，參照附圖對各種實施方式進行詳細地說明。此外，在各附圖中，對相同或者對應(yīng)的部分標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。
[0048]圖1是表示一個實施方式的對有機膜進行蝕刻的方法的流程圖。圖1所示的方法MT是為了將硬質(zhì)掩模的圖案轉(zhuǎn)印到被處理體的有機膜而對有機膜進行蝕刻的方法。圖2是表示被處理體的一例的截面圖。圖2所示的被處理體能夠具有晶片的形態(tài)。以下，將在方法MT中被處理的被處理體成為晶片W。如圖2所示，晶片W具有基底層UL、有機膜OF和硬質(zhì)掩模HM?；讓覷L沒有特別的限定，例如是多晶硅層、氧化硅層這樣的層。
[0049]有機膜OF設(shè)置在基底層UL上。有機膜OF是烴這樣的含碳的膜。硬質(zhì)掩模HM設(shè)置在有機膜OF上。硬質(zhì)掩模HM沒有特別的限定，例如由含有Si的反射防止膜構(gòu)成。硬質(zhì)掩模HM具有提供開口的圖案。具有這樣的圖案的硬質(zhì)掩模HM例如通過利用光刻的抗蝕劑掩模的制作和等離子體蝕刻形成。
[0050]在圖1所示的方法MT中，首先，將晶片W搬入到等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)。圖3是概略地表示圖1所示的方法的實施中能夠使用的等離子體處理裝置的一例的圖。圖3所示的等離子體處理裝置10是電容耦合型等離子體蝕刻裝置，具有大致圓筒狀的處理容器
12。處理容器12的內(nèi)壁面例如由被陽極氧化處理了的鋁構(gòu)成。該處理容器12被安全接地。[0051 ]在處理容器12的底部上設(shè)置有大致圓筒狀的支承部14。支承部14例如由絕緣材料構(gòu)成。支承部14在處理容器12內(nèi)從該處理容器12的底部在鉛直方向上延伸。另外，在處理容器12內(nèi)，設(shè)置有載置臺H)。載置臺H)由支承部14支承。
[0052]載置臺PD在其上表面保持晶片W。載置臺PD具有下部電極LE和靜電卡盤ESC。下部電極LE包括第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由招這樣的金屬構(gòu)成，形成為大致圓盤形狀。第二板18b設(shè)置在第一板18a上，與第一板18a電連接。
[0053]在第二板18b上設(shè)置有靜電卡盤ESC。靜電卡盤ESC具有在一對絕緣層或者絕緣片之間配置有靜電卡盤ESC的結(jié)構(gòu)。直流電源22經(jīng)由開關(guān)23與靜電卡盤ESC的電極電連接。該靜電卡盤ESC利用來自直流電源22的直流電壓所產(chǎn)生的庫倫力等的靜電力吸附晶片W。由此，靜電卡盤ESC能夠保持晶片W。
[0054]在第二板18b的周緣部上，以包圍晶片W的邊緣和靜電卡盤ESC的方式配置有聚焦環(huán)FR。聚焦環(huán)FR是為了提高等離子體的均勻性而設(shè)置的。聚焦環(huán)FR由根據(jù)蝕刻對象的膜的材料適當(dāng)選擇的材料構(gòu)成，例如，能夠由石英構(gòu)成。
[0055]在第二板18b的內(nèi)部設(shè)置有冷卻介質(zhì)流路24。冷卻介質(zhì)流路24構(gòu)成溫度調(diào)節(jié)機構(gòu)。從在處理容器12的外部設(shè)置的冷卻裝置經(jīng)由配管26a對冷卻介質(zhì)流路24供給冷卻介質(zhì)。供給到冷卻介質(zhì)流路24的冷卻介質(zhì)經(jīng)由配管26b返回到冷卻裝置。像這樣，冷卻介質(zhì)在冷卻介質(zhì)流路24與冷卻裝置之間進行循環(huán)。通過控制該冷卻介質(zhì)的溫度，來控制由靜電卡盤ESC支承的晶片W的溫度。
[0056]另外，在等離子體處理裝置10中設(shè)置有氣體供給線路28。氣體供給線路28將來自導(dǎo)熱氣體供給機構(gòu)的導(dǎo)熱氣體例如He氣體供給到靜電卡盤ESC的上表面與晶片W的背面之間。
[0057]另外，等離子體處理裝置10具有上部電極30。上部電極30在載置臺PD的上方與該載置臺ro相對配置。下部電極LE和上部電極30相互大致平行地設(shè)置。在上部電極30與下部電極LE之間，提供用于對晶片W進行等離子體處理的處理空間S。
[0058]上部電極30通過絕緣性遮蔽部件32被支承在處理容器12的上部。在一個實施方式中，上部電極30能夠構(gòu)成為從載置臺PD的上表面、即晶片載置面起的鉛直方向上的距離可變。上部電極30能夠包含電極板34和電極支承體36。電極板34面向處理空間S，在該電極板34設(shè)置有多個氣體噴出孔34a。該電極板34在一個實施方式中由娃構(gòu)成。
[0059]電極支承體36是將電極板34以能夠自由裝卸的方式支承的部件，例如能夠由鋁這樣的導(dǎo)電性材料構(gòu)成。該電極支承體36能夠具有水冷構(gòu)造。在電極支承體36的內(nèi)部設(shè)置有氣體擴散室36a。與氣體噴出孔34a連通的多個氣體流通孔36b從該氣體擴散室36a向下方延伸。另外，在電極支承體36形成有向氣體擴散室36a導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口 36c，在該氣體導(dǎo)入口 36c連接有氣體供給管38。
[0060]氣體供給管38經(jīng)由閥門組42和流量控制器組44連接有氣體源組40。氣體源組40包括多個氣體源。在一個例子中，氣體源組40包括氫氣(H2氣體)的氣體源、氮氣(N2氣體)的氣體源、稀有氣體的氣體源和碳化氫氣體的氣體源。作為稀有氣體，能夠使用He氣體、Ne氣體、Ar氣體、Kr氣體這樣的任意的稀有氣體。另外，作為碳化氫氣體例如是CH4氣體。
[0061 ]閥門組42包含多個閥門，流量控制器組44包含質(zhì)量流量控制器這樣的多個流量控制器。氣體源組40的多個氣體源分別經(jīng)由閥門組42的對應(yīng)的閥門和流量控制器組44的對應(yīng)的流量控制器連接有氣體供給管38。
[0062]另外，在等離子體處理裝置10中，沉積物屏蔽件46以自由裝卸的方式沿著處理容器12的內(nèi)壁設(shè)置。沉積物屏蔽件46設(shè)置在支承部14的外周。沉積物屏蔽件46是用于防止蝕刻副產(chǎn)物(沉積物)附著在處理容器12的部件，通過在鋁材包覆Y2O3等的陶瓷而構(gòu)成。
[0063]在處理容器12的底部側(cè)，并且是在支承部14與處理容器12的側(cè)壁之間設(shè)置有排氣板48。排氣板48例如能夠通過在鋁材包覆Y2O3等的陶瓷而構(gòu)成。在該排氣板48的下方、且在處理容器12設(shè)置有排氣口 12e。排氣口 12e經(jīng)由排氣管52連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有渦輪分子栗等的真空栗，能夠?qū)⑻幚砣萜?2內(nèi)的空間減壓到所希望的真空度。另外，在處理容器12的側(cè)壁設(shè)置有晶片W的搬入搬出口 12g，該搬入搬出口 12g能夠由閘閥54開閉。
[0064]另外，等離子體處理裝置10還具有第一高頻電源62和第二高頻電源64。第一高頻電源62是產(chǎn)生等離子體生成用的高頻(High Frequency Wave:高頻波)的電源。第一高頻電源62經(jīng)由匹配器66與上部電極30連接。匹配器66具有用于使第一高頻電源62的輸出阻抗與負載側(cè)(上部電極30側(cè))的輸入阻抗匹配的電路。此外，第一高頻電源62經(jīng)由匹配器66與下部電極LE連接。
[0065]第二高頻電源64是產(chǎn)生用于將離子引入到晶片W的高頻偏置電力的電源，產(chǎn)生400kHZ?13.56MHz的范圍內(nèi)的頻率的高頻偏置電力、例如13.56MHz的高頻。第二高頻電源64經(jīng)由匹配器68與下部電極LE連接。匹配器68具有用于使第二高頻電源64的輸出阻抗與負載側(cè)(下部電極LE側(cè))的輸入阻抗匹配的電路。
[0066]另外，等離子體處理裝置10還具有電源70。電源70與上部電極30連接。電源70對上部電極30施加用于將存在于處理空間S內(nèi)的正離子引入到電極板34的電壓。在一個例子中，電源70為產(chǎn)生負的直流電壓的直流電源。在另一個例子中，電源70也可以是產(chǎn)生比較低頻率的交流電壓的交流電源。
[0067]另外，在一個實施方式中，等離子體處理裝置10還能夠具有控制部Cnt。該控制部Cnt為包括處理器、存儲部、輸入裝置、顯示裝置等的計算機，對等離子體處理裝置10的各部進行控制。關(guān)于該控制部Cnt，操作者為了管理等離子體處理裝置10能夠使用輸入裝置進行命令的輸入操作等，并且，通過顯示裝置能夠?qū)⒌入x子體處理裝置10的工作狀況可視化。并且，在控制部Cnt的存儲部中保存有處理方案、S卩:用于通過處理器控制在等離子體處理裝置10中執(zhí)行的各種處理的控制程序、和用于根據(jù)處理條件使等離子體處理裝置10的各部執(zhí)行處理的程序。在一個實施方式中，控制部Cn按照方法MT或者后述的其它實施方式的方法用的處理方案，控制等離子體處理裝置10的各部。
[0068]返回到圖1，對方法MT進行說明。在以下的說明中，在圖1的基礎(chǔ)上還參照圖4?圖
8。圖4?圖8是表示圖1所示的方法的執(zhí)行時或者執(zhí)行后的被處理體的狀態(tài)的截面圖。其中，圖4表示初次的步驟STl的執(zhí)行后的被處理體的狀態(tài)，圖5表示初次的步驟ST2的執(zhí)行后的被處理體的狀態(tài)，圖6表示初次之后進行的步驟STl的執(zhí)行后的被處理體的狀態(tài)，圖7表示初次以后進行的步驟ST2的執(zhí)行后的被處理體的狀態(tài)，圖8表示方法MT結(jié)束后的被處理體的狀態(tài)。以下，以使用等離子體處理裝置10執(zhí)行方法MT為例進行說明。
[0069]如上所述，在方法MT中，首先，將晶片W搬入到等離子體處理裝置10的處理容器內(nèi)。然后，將晶片W載置在靜電卡盤ESC上，由該靜電卡盤ESC保持。
[0070]在方法MT中，接著，交替地反復(fù)進行步驟STl和步驟ST2。步驟STl中，在處理容器12內(nèi)生成處理氣體的等離子體。該處理氣體含有氫氣和氮氣。在一個實施方式中，由處理氣體中的氫氣的流量:處理氣體中的氮氣的流量表示的流量比被設(shè)定為1:3?9:1的范圍內(nèi)的流量比。
[0071 ]在步驟STl中，上述的處理氣體被供給到處理容器12內(nèi)。另外，排氣裝置50工作，將處理容器12內(nèi)的壓力被設(shè)定為規(guī)定的壓力。另外，來自第一高頻電源62的高頻被供給到上部電極30。此外，在一個實施方式的步驟STl中，來自第二高頻電源64的高頻偏置電力不被供給到下部電極LE。即，步驟STl能夠在無偏置電力的狀態(tài)下進行。
[0072]在步驟STl中，在處理容器12內(nèi)來自所生成的等離子體的活性種、例如氫自由基和氮自由基被供給到有機膜OF的整個區(qū)域中從硬質(zhì)掩模HM露出的區(qū)域。并且，被供給的活性種與有機膜OF中的碳發(fā)生反應(yīng)，如圖4所示形成改性區(qū)域TR。
[0073]接著在步驟ST2中，在處理容器12中生成稀有氣體的等離子體。稀有氣體的一例可以是Ar氣體，但也可以是任意的稀有氣體。在步驟ST2中，稀有氣體被供給到處理容器12內(nèi)。另外，排氣裝置50工作，將處理容器12內(nèi)的壓力設(shè)定為規(guī)定的壓力。另外，來自第一高頻電源62的高頻被供給到上部電極30。并且，來自第二高頻電源64的高頻偏置電力被供給到下部電極LE ο在一個實施方式的步驟ST2中，晶片W的每單位面積的高頻偏置電力的功率被設(shè)定為0.028W/cm2以下的功率。
[0074]在該步驟ST2中，在處理容器12內(nèi)來自所生成的稀有氣體的等離子體的離子被引入到晶片W。被引入到晶片W的離子與改性區(qū)域TR碰撞。其結(jié)果是，構(gòu)成改性區(qū)域TR的物質(zhì)被晶片W釋放出。由此，如圖5所示，改性區(qū)域TR被除去。另外，從改性區(qū)域TR被釋放出的物質(zhì)、即反應(yīng)生成物附著在硬質(zhì)掩模HM的表面而形成堆積物DP。此外，反應(yīng)生成物也附著在通過蝕刻形成的有機膜OF的側(cè)壁面。
[0075]在方法MT中，在接下來的步驟STJ中，判定是否滿足停止條件。停止條件在包括步驟STl和步驟ST2的流程的反復(fù)次數(shù)達到規(guī)定次數(shù)時判定為滿足條件。在步驟STJ中，當(dāng)判定為不滿足停止條件時，再次執(zhí)行步驟STl。
[0076]在第二次以后的步驟STl中，也與第一次的步驟STl同樣地生成處理氣體的等離子體。在第二次以后的步驟STl中，有機膜OF的整個區(qū)域中的從硬質(zhì)掩模HM露出的區(qū)域變化為改性區(qū)域TR。另外，在第二次以后的步驟STl中，通過在處理容器12內(nèi)生成的活性種，將堆積物DP部分地除去。其結(jié)果是，如圖6所示，通過剩余的堆積物DP改善硬質(zhì)掩模HM的形狀。接著在步驟ST2中，與第一次的步驟ST2同樣地生成稀有氣體的等離子體。其結(jié)果是，改性區(qū)域TR被除去。另外，構(gòu)成改性區(qū)域TR的反應(yīng)生成物堆積在硬質(zhì)掩模HM的表面上，形成堆積物DP。
[0077]反復(fù)進行包括這樣的步驟STl和步驟ST2的流程，當(dāng)在步驟STJ中判定為滿足停止條件時，方法MT結(jié)束。當(dāng)方法MT結(jié)束時，如圖8所示，晶片W成為被蝕刻的狀態(tài)直至有機膜OF露出基底層UL。
[0078]依據(jù)這樣的方法MT，如上所述硬質(zhì)掩模HM的形狀能夠通過堆積物DP得到改善，同時對有機膜OF進行蝕刻。另外，由于硬質(zhì)掩模HM被堆積物DP保護，所以能夠抑制有機膜OF的蝕刻中的硬質(zhì)掩模HM的膜厚減少這樣的損傷。
[0079]在一個實施方式的步驟STl中，如上所述，不對下部電極LE供給高頻偏置電力。依據(jù)該實施方式，能夠在步驟STl中實質(zhì)上不進行有機膜OF的蝕刻而形成改性區(qū)域TR。
[0080]另外，在一個實施方式的步驟STl中，如上所述，由處理氣體中的氫氣的流量:處理氣體中的氮氣的流量表示的流量比能夠設(shè)定為1:3?9:1的范圍內(nèi)的流量比。通過使用該流量比的氫氣和氮氣，能夠高效率地進行有機膜OF的蝕刻和向硬質(zhì)掩模HM上的反應(yīng)生成物的供給。
[0081 ]另外，在一個實施方式中，如上所述，在步驟ST2中向下部電極LE供給的高頻偏置電力的晶片W的每單位面積的功率能夠設(shè)定為0.028ff/cm2以下的功率。依據(jù)該實施方式，能夠進一步抑制來自稀有氣體的等離子體的活性種導(dǎo)致的硬質(zhì)掩模HM的損傷。
[0082]以下，對另一實施方式的蝕刻有機膜的方法進行說明。圖9是表示另一實施方式的蝕刻有機膜的方法的流程圖。圖9所示的方法MT2在包括步驟STI和步驟ST2的流程中進一步包括步驟STa這一點與方法MT不同。在步驟STa中，在處理容器12內(nèi)生成碳化氫氣體的等離子體。
[0083]在步驟STa中，碳化氫氣體被供給到處理容器12內(nèi)。碳化氫氣體例如為CH4。該碳化氫氣體也可以被稀有氣體稀釋。另外，在步驟STa中，排氣裝置50工作，將處理容器12內(nèi)的壓力設(shè)定為規(guī)定的壓力。來自第一高頻電源62的高頻被供給到上部電極30。另外，在一個實施方式的步驟STa中，來自第二高頻電源64的高頻偏置電力不被供給到下部電極LE。即，在步驟STa能夠在無偏置電力狀態(tài)下進行。依據(jù)該步驟STa，不僅來自上述的改性區(qū)域TR的反應(yīng)生成物，還有來自碳化氫氣體的碳化氫和/或碳堆積在晶片W的表面，形成堆積物DP。
[0084]這里，參照圖10。圖10是表示被處理體的一例的截面圖。圖10所示的晶片W與圖2所示的晶片W同樣地，具有基底層UL、有機膜OF和硬質(zhì)掩模HM。另外，圖1O所示的晶片W具有密區(qū)域RD和疏區(qū)域RC，在這些區(qū)域中，硬質(zhì)掩模HM的圖案的密度不同。具體而言，密區(qū)域RD中的硬質(zhì)掩模HM的圖案比疏區(qū)域RC中的硬質(zhì)掩模HM的圖案形成得密。
[0085]關(guān)于堆積在硬質(zhì)掩模HM上的上述的反應(yīng)生成物的量，在密區(qū)域RD中較多，而在疏區(qū)域RC中較少。另一方面，從碳化氫氣體生成的堆積在硬質(zhì)掩模HM上的碳化氫和/或碳的量，在密區(qū)域RD中較少，而在疏區(qū)域RC中較多。因此，通過從碳化氫氣體生成的碳化氫和/或碳的量能夠使堆積在密區(qū)域RD的硬質(zhì)掩模HM上的反應(yīng)生成物的量與堆積在疏區(qū)域RC的硬質(zhì)掩模HM上的反應(yīng)生成物的量的差異減少。因此，依據(jù)方法MT2，能夠使具有密區(qū)域RD和疏區(qū)域RC的晶片W中的有機膜OF的蝕刻的面內(nèi)均勻性提高。
[0086]以下，對為了評價進行的實驗加以說明。
[0087]在實驗例I中，使用等離子體處理裝置10，設(shè)定各種氫氣和氮氣的流量比，對有機膜進行蝕刻。以下，表示實驗例I中的條件。
[0088]〈條件〉
[0089].處理容器I2內(nèi)的壓力:10mTorrd3.33Pa)
[0090].第一高頻電源62的高頻功率:1500W
[0091].第二高頻電源64的高頻偏置電力的功率:1200W
[0092]并且，在實驗例I中，求得所設(shè)定的各流量比中的有機膜的蝕刻速率。其結(jié)果在圖11中表示。在圖11中，橫軸表示氫氣的流量(sccm):氮氣的流量(seem)、即流量比，縱軸表示蝕刻速率。如圖11所示，確認(rèn)有:當(dāng)氫氣的流量:氮氣的流量在225:75?30:270、S卩3:1?9:1的范圍內(nèi)時，機膜的蝕刻速率變高。特別是，確認(rèn)有:當(dāng)氫氣的流量為氮氣的流量的50 %以下時，機膜的蝕刻速率變高。根據(jù)該實驗結(jié)果能夠推定，通過將在步驟STl中的由氫氣的流量:氮氣的流量表示的比設(shè)定為3:1?9:1的范圍內(nèi)的比，能夠高效率地形成改性區(qū)域TR，接著在步驟ST2中，能夠高效率地對硬質(zhì)掩模HM供給反應(yīng)生成物。
[0093]在實驗例2中，使用等離子體處理裝置10，設(shè)定各種步驟ST2中的高頻偏置電力的功率執(zhí)行方法MT，由此，蝕刻圖2所示的晶片的有機膜。以下，表示實驗例2中的條件。此外，當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的功率為1W時，將包含以下所示的條件的步驟STl和步驟ST2的流程執(zhí)行112次。另外，當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的功率為20W時，將包含以下所示的條件的步驟STI和步驟ST2的流程執(zhí)行74次。另外，當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的功率為50W時，將包含以下所示的條件的步驟STl和步驟ST2的流程執(zhí)行57次。
[0094]〈條件〉
[0095].步驟STl的處理容器12內(nèi)的壓力:50mTorr(6.666Pa)
[0096]?步驟STl的氫氣的流量:10sccm
[0097]?步驟STl的氮氣的流量:200sccm
[0098].步驟STl的第一高頻電源62的高頻功率:200W
[0099].步驟STl的第二高頻電源64的高頻偏置電力的功率:OW
[0100]?步驟STI的執(zhí)行時間:12秒
[0101].步驟ST2的處理容器12內(nèi)的壓力:50mTorr(6.666Pa)
[0102].步驟ST2的Ar氣體的流量:300sccm
[0103].步驟ST2的第一高頻電源62的高頻功率:100W
[0104]?步驟ST2的執(zhí)行時間:6秒
[0105]然后，求出初始狀態(tài)的晶片的硬質(zhì)掩模HM的末后Hi(參照圖2)、初始狀態(tài)的晶片的硬質(zhì)掩模HM的底部的寬度CDi (參照圖2)、有機膜的蝕刻后的硬質(zhì)掩模HM的膜厚Hp(參照圖8)、和有機膜的蝕刻后的硬質(zhì)掩模HM的底部的寬度CDp(參照圖8)。此外，作為有機膜的蝕刻后的寬度CDp，如圖8所示，求出硬質(zhì)掩模HM和堆積物DP的復(fù)合體的寬度。其結(jié)果是，當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的功率為50W時，膜厚Hi與膜厚Hp的差為11.0nm，寬度⑶i和寬度⑶P的差為4.3nm。因此，確認(rèn)了當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的步驟為50W時，硬質(zhì)掩模HM的損傷變得較大。另一方面，步驟ST2的高頻偏置電力的功率為20W和1W時，膜厚Hi與膜厚Hp的差為
0.5nm以下，寬度⑶i和寬度⑶P的差為1.3nm以下。因此，確認(rèn)了當(dāng)步驟ST2的高頻偏置電力的功率為20W以下、S卩0.028W/cm2以下的功率時，硬質(zhì)掩模HM的損傷被很大程度地抑制。
[0106]以上，對各種實施方式進行了說明，但并不限定于上述的實施方式，能夠構(gòu)成各種變形方式。例如，上述的等離子體處理裝置10為電容耦合型的等離子體處理裝置，但在方法MT和方法MT2的實施中，也能夠利用感應(yīng)耦合型的等離子體處理裝置、或者利用微波這樣的表面波的等離子體處理裝置這樣的任意的等離子體處理裝置。
【主權(quán)項】
1.一種對被處理體的有機膜進行蝕刻的方法，該被處理體在該有機膜上具有硬質(zhì)掩模，所述方法的特征在于，包括: 在收容有所述被處理體的等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)生成包含氫氣和氮氣的處理氣體的等離子體，使從所述硬質(zhì)掩模露出的所述有機膜的一部分區(qū)域變化為改性區(qū)域的步驟;和 在所述處理容器內(nèi)生成稀有氣體的等離子體，將所述改性區(qū)域除去，并且使從該改性區(qū)域釋放出的物質(zhì)堆積在所述硬質(zhì)掩模的表面上的步驟， 所述方法交替地反復(fù)進行生成處理氣體的等離子體的所述步驟和生成稀有氣體的等離子體的所述步驟。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于: 在所述處理容器內(nèi)，所述被處理體被載置在包括下部電極的載置臺上， 在生成稀有氣體的等離子體的所述步驟中，供給到所述下部電極的高頻偏置電力的每單位面積的功率設(shè)定為0.028ff/cm2以下的功率。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于: 在生成處理氣體的等離子體的所述步驟中，不對所述下部電極供給高頻偏置電力。4.如權(quán)利要求1?3中任一項所述的方法，其特征在于: 由所述處理氣體中的所述氫氣的流量:所述處理氣體中的所述氮氣的流量表示的流量比，設(shè)定為1:3?9:1的范圍內(nèi)的流量比。5.如權(quán)利要求1?4中任一項所述的方法，其特征在于: 還包括所述處理容器內(nèi)中生成氮化氫氣體的等離子體的步驟。
【文檔編號】H01L21/3065GK106067417SQ201610247871
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月20日 公開號201610247871.2, CN 106067417 A, CN 106067417A, CN 201610247871, CN-A-106067417, CN106067417 A, CN106067417A, CN201610247871, CN201610247871.2
【發(fā)明人】李忠鐘, 勝沼隆幸, 本田昌伸
【申請人】東京毅力科創(chuàng)株式會社