蚀刻方法技术

提供对被处理体的被蚀刻层进行蚀刻的方法。该方法包括如下工序：在设置于被蚀刻层上的中间层上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能够自组装的嵌段共聚物层的工序(a)；以由嵌段共聚物层形成包含第1聚合物的第1区域和包含第2聚合物的第2区域的方式对被处理体进行处理的工序(b)；在对被处理体进行处理的工序(b)之后，对第2区域和该第2区域的正下方的中间层进行蚀刻而形成掩模的工序(c)；在形成掩模的工序(c)之后，在收纳有被处理体的等离子体处理装置的处理容器内，生成包含四氯化硅气体和氧气的处理气体的等离子体，在掩模上形成保护膜的工序(d)；以及在形成保护膜的工序(d)之后，对被蚀刻层进行蚀刻的工序(e)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及蚀刻方法。
技术介绍
为了实现半导体元件之类的器件的进一步的微细化，必须形成具有比通过迄今为止使用了光刻技术的微细加工得到的极限尺寸还小的尺寸的图案。作为用于形成这样的尺寸的图案的一个手法，作为下一代曝光技术的EUV(远紫外(extremeultraviolet))的开发有所进展。EUV中，使用比现有的UV光源波长明显短的波长的光，例如使用13.5nm这样非常短的波长的光。因此，EUV中存在面向量产化的技术障碍。例如，EUV存在曝光时间长等课题。因此，期望能够提供更微细化的器件的其他制造方法的开发。作为代替现有的光刻技术的技术，着眼于使用使秩序图案自发地组装化的自组装(self-assembled)材料之一即自组装嵌段共聚物(BCP：blockcopolymer)而形成图案的技术。这样的技术如专利文献1和2所述。专利文献1所述的技术中，包含含有彼此不混和的二种以上的聚合物/嵌段成分A、B的嵌段共聚物的嵌段共聚物层被涂布于基底层上。而且，为了使聚合物/嵌段成分A、B自发地相分离，进行了热处理(退火)。由此，可以得到具有包含聚合物/嵌段成分A的第1区域和包含聚合物/嵌段成分B的第2区域的秩序图案。另外，专利文献2中，作为通孔的形成方法，提出了嵌段共聚物的图案化加工。专利文献2所述的图案化加工中，通过去除经过相分离的嵌段共聚物层的第1区域和第2区域中的第2区域能够得到图案。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-208255号公报专利文献2：日本特开2010-269304号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1和2所述的技术中，使用通过嵌段共聚物的图案化得到的掩模对被蚀刻层进行蚀刻时，掩模的图案有时发生变形。因此，要求抑制通过嵌段共聚物的图案化得到的掩模由于被蚀刻层的蚀刻而发生变形。用于解决问题的方案一个方面中，提供对被处理体的被蚀刻层进行蚀刻的方法。该方法包括如下工序：在设置于被蚀刻层上的中间层上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能够自组装的嵌段共聚物层的工序(a)；以由嵌段共聚物层形成包含第1聚合物的第1区域和包含第2聚合物的第2区域的方式对被处理体进行处理的工序(b)；在工序(b)之后，对第2区域和该第2区域的正下方的中间层进行蚀刻而形成掩模的工序(c)；在工序(c)之后，在收纳有被处理体的等离子体处理装置的处理容器内，生成包含四氯化硅气体和氧气的处理气体的等离子体，在掩模上形成保护膜的工序(d)；以及在工序(d)之后，对被蚀刻层进行蚀刻的工序(e)。上述一个方面的方法中，含有基于工序(d)中生成的等离子体中的氧和硅的氧化硅的保护膜形成于掩模上。通过该保护膜，保护掩模免受工序(e)的蚀刻。因此，可以抑制掩模通过被蚀刻层的蚀刻而变形。一个方案中，被蚀刻层为含有硅的层，工序(e)中，可以在处理容器内生成包含全氟烃气体和氢氟烃气体中的至少一种气体的处理气体的等离子体。根据该方案，可以利用氟的活性种而对被蚀刻层进行蚀刻。另外，也可以去除在自掩模露出的被蚀刻层的表面上通过工序(d)堆积的保护膜。另外，另一个方面中，提供对被处理体的被蚀刻层进行蚀刻的其他方法。该方法包括如下工序：在设置于被蚀刻层上的中间层上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能够自组装的嵌段共聚物层的工序(a)；以由嵌段共聚物层形成包含第1聚合物的第1区域和包含第2聚合物的第2区域的方式对被处理体进行处理的工序(b)；在工序(b)之后，对第2区域和第2区域的正下方的中间层进行蚀刻而形成掩模的工序(c)；以及在形成掩模的工序之后，对被蚀刻层进行蚀刻的工序(f)。该方法的蚀刻对象即被蚀刻层为含有氧化硅或氮化硅的层。对被蚀刻层进行蚀刻的工序(f)中，在等离子体处理装置的处理容器内，生成包含全氟烃气体和氢氟烃气体中的至少一种气体并且包含溴化氢气体的气体的等离子体。上述的其他一个方面的方法中，由工序(f)中使用的气体所含的溴化氢气体所包含的原子或分子的活性种形成包含SiBrO之类的成分的保护膜。另外，利用Br的活性种对掩模进行改性即固化。其结果，可以抑制掩模由于被蚀刻层的蚀刻而发生变形。另外，上述方法的一个方案中，第1聚合物可以为聚苯乙烯，前述第2聚合物可以为聚甲基丙烯酸甲酯。专利技术的效果如以上说明那样，根据一个侧面和各种方案，可以抑制通过嵌段共聚物的图案化得到的掩模由于被蚀刻层的蚀刻而发生变形。附图说明图1为示出一个实施方式的蚀刻方法的流程图。图2为示出图1所示的各工序中制成的产物的截面的图。图3为示出图1所示的各工序中制成的产物的截面的图。图4为示出图1所示的各工序中制成的产物的截面的图。图5为用于说明嵌段共聚物的自组装的图。图6为示意性示出等离子体处理装置的一个实施方式的图。图7为示出其他实施方式的蚀刻方法的流程图。具体实施方式以下，参照附图对各种实施方式进行详细说明。需要说明的是，各附图中对相同或相当的部分标注相同的符号。图1为示出一个实施方式的蚀刻方法的流程图。另外，图2、图3和图4为示出图1所示的各工序中制成的产物的截面的图。如图1所示那样，一个实施方式的蚀刻方法MT1包括：工序ST1、工序ST2、工序ST3、工序ST4、工序ST5和工序ST6。方法MT1中，首先，在工序ST1中，在被处理体(以下，称为“晶圆”)W的表面形成中间层NL。如图2的(a)所示那样，晶圆W包括基板Sb和被蚀刻层EL。基板Sb例如由硅构成。被蚀刻层EL设置于基板Sb上。被蚀刻层EL为含有硅的层。例如，被蚀刻层EL可以为SiN层、氧化硅层或含有硅的抗蚀层。另外，被蚀刻层EL可以具有例如15～20nm的膜厚。如图2的(a)所示那样，在工序ST1中，在被蚀刻层EL上涂布有机膜OL。有机膜OL例如为苯乙烯与甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物。接着，在涂布后对晶圆W进行热处理。该热处理的温度的最佳值依赖于有机膜OL的种类，通常为200℃～300℃左右。例如，该热处理的温度例如为250℃。通过该热处理，如图2的(b)所示那样，有机膜OL整体收缩，由有机膜OL形成中间层NL和变质层RL。需要说明的是，变质层RL为有机膜OL中的碳发生了变质的层。接着，如图2的(c)所示那样，变质层RL通过显影处理以化学方式被去除。由此，在被蚀刻层EL上形成中间层NL。该中间层NL的表面具有既不疏水也不亲水的中性状态。对于后述的嵌段共本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对被处理体的被蚀刻层进行蚀刻的方法，其包括如下工序：在设置于所述被蚀刻层上的中间层上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能够自组装的嵌段共聚物层的工序；以由所述嵌段共聚物层形成包含所述第1聚合物的第1区域和包含所述第2聚合物的第2区域的方式对所述被处理体进行处理的工序；在对所述被处理体进行处理的工序之后，对所述第2区域和该第2区域的正下方的中间层进行蚀刻而形成掩模的工序；在形成所述掩模的工序之后，在收纳有所述被处理体的等离子体处理装置的处理容器内，生成包含四氯化硅气体和氧气的处理气体的等离子体，在所述掩模上形成保护膜的工序；以及在形成所述保护膜的工序之后，对所述被蚀刻层进行蚀刻的工序。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.19 JP 2013-194285;2014.02.05 JP 2014-020621.一种对被处理体的被蚀刻层进行蚀刻的方法，其包括如下工序：
在设置于所述被蚀刻层上的中间层上形成包含第1聚合物和第2聚合物
的能够自组装的嵌段共聚物层的工序；
以由所述嵌段共聚物层形成包含所述第1聚合物的第1区域和包含所述
第2聚合物的第2区域的方式对所述被处理体进行处理的工序；
在对所述被处理体进行处理的工序之后，对所述第2区域和该第2区域的
正下方的中间层进行蚀刻而形成掩模的工序；
在形成所述掩模的工序之后，在收纳有所述被处理体的等离子体处理装
置的处理容器内，生成包含四氯化硅气体和氧气的处理气体的等离子体，在
所述掩模上形成保护膜的工序；以及
在形成所述保护膜的工序之后，对所述被蚀刻层进行蚀刻的工序。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
所述被蚀刻层为含有硅的层，
对所述被蚀刻层...

【专利技术属性】
技术研发人员：户花敏胜，山下扶美子，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP