蚀刻有机膜的方法技术

本发明专利技术提供一种蚀刻有机膜的方法，在有机膜的等离子体蚀刻中改善硬质掩模的形状。在一个实施方式的方法中，在收容有被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成包含氢气和氮气的处理气体的等离子体。通过处理气体的等离子体的生成，从硬质掩模露出的上述有机膜的一部分区域变化为改性区域。接着，在处理容器内生成稀有气体的等离子体。利用稀有气体的等离子体除去改性区域，并且使从该改性区域释放出的物质堆积在硬质掩模的表面上。该方法交替地反复进行处理气体的等离子体的生成和稀有气体的等离子体的生成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及对有机膜进行蚀刻的方法。
技术介绍
在半导体器件这样的电子器件的制造中，为了将掩模的图案转印到被蚀刻层，使用等离子体蚀刻。例如，存在通过将抗蚀剂掩模的图案转印到含Si反射防止膜，得到硬质掩模，为了将该硬质掩模的图案转印到有机膜，而使用等离子体蚀刻的情况。有机膜的等离子体蚀刻，例如在特开2003-168676号公报中有记载。在该公报中所记载的等离子体蚀刻中，通过在等离子体处理装置的处理容器内，生成含有氢气和氮气的处理气体的等离子体，对有机膜进行蚀刻。具体而言，通过与由氮气得到的氮的活性种的反应，构成有机膜的碳改性为氰分子(CN)，并且通过与氢的活性种的反应，氰分子改性为挥发性高的反应生成物(HCN)。在该公报中所记载的等离子体蚀刻中，由于该反应生成物挥发，在抑制了反应生成物向被处理体上的再附着的同时，对有机膜进行蚀刻。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2003-168676号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题在上述的等离子体蚀刻中，在有机膜的蚀刻中，硬质掩模被削去。例如，硬质掩模的肩背削去，而且硬质掩模的膜厚减少。其结果是，由于硬质掩模的形状劣化，所以对有机膜的图案的转印精度降低。因此，在有机膜的等离子体蚀刻中，要求改善硬质掩模的形状。用于解决技术问题的技术方案在一个方式中，提供对被处理体的有机膜进行蚀刻的方法。被处理体在该有机膜上具有硬质掩模。该方法包括：(a)在收容有被处理体的等离子体处理装置的处理容器内生成包含氢气和氮气的处理气体的等离子体，使从硬质掩模露出的有机膜的一部分区域变化为改性区域的步骤；和(b)在处理容器内生成稀有气体的等离子体，将改性区域除去，并且使从该改性区域释放出的物质堆积在硬质掩模的表面上的的步骤，该方法交替地反复进行生成处理气体的等离子体的上述步骤和所述生成稀有气体的等离子体的上述步骤。在上述一个方式的方法中，生成处理气体的等离子体，有机膜的一部分区域变化为改性区域，通过从稀有气体的等离子体供给的活性种除去改性区域。这时从改性区域释放出的物质即反应生成物堆积在硬质掩模上。接着，当生成处理气体的等离子体时，该反应生成物被部分除去。通过反复进行这样的处理气体的等离子体的生成和稀有气体的等离子体的生成，能够利用堆积在硬质掩模的表面上的反应生成物改善硬质掩模的形状，同时进行有机膜的蚀刻。在一个方式中，在处理容器内，被处理体被载置在包括下部电极的载置台上。在生成稀有气体的等离子体的上述步骤中，供给到下部电极的高频偏置电力的每单位面积的功率设定为0.028W/cm2以下的功率。依据该实施方式，能够进一步抑制由来自稀有气体的等离子体的活性种导致的硬质掩模的损伤。一个实施方式的生成处理气体的等离子体的上述步骤中，不对下部电极供给高频偏置电力。依据该实施方式，在生成处理气体的等离子体的上述步骤中，能够实质上不进行有机膜的蚀刻而形成改性区域。在一个实施方式中，能够将由处理气体中的所述氢气的流量:所述处理气体中的所述氮气的流量表示的流量比设定为1:3～9:1的范围内的流量比。通过使用这样的流量比的氢气和氮气，能够高效率地进行有机膜的蚀刻和向硬质掩模上的反应生成物的供给。一个实施方式的方法还包括在所述处理容器内中生成氮化氢气体的等离子体的步骤。堆积在硬质掩模上的上述反应生成物的量，在硬质掩模的图案密的区域较多，在硬质掩模的图案疏的区域较少。另一方面，由碳化氢气体生成的堆积在硬质掩模上的碳化氢和/或碳的量，
在硬质掩模的图案密的区域较少，在硬质掩模的图案疏的区域较多。因此，依据该实施方式，在包含形成有图案疏的硬质掩模的区域和形成有图案密的硬质掩模的区域的情况下，能够使在这些区域中形成在硬质掩模上的堆积物的量的差异减少。专利技术效果如以上所说明，在有机膜的等离子体蚀刻中，能够改善硬质掩模的形状。附图说明图1是表示一个实施方式的对有机膜进行蚀刻的方法的流程图。图2是表示被处理体的一例的截面图。图3是概略地表示在图1所示的方法的实施中能够使用的等离子体处理装置的一例的图。图4是表示图1所示的方法的执行时的被处立体的状态的截面图。图5是表示图1所示的方法的执行时的被处立体的状态的截面图。图6是表示图1所示的方法的执行时的被处立体的状态的截面图。图7是表示图1所示的方法的执行时的被处立体的状态的截面图。图8是表示图1所示的方法的执行时的被处立体的状态的截面图。图9是表示另一实施方式的对有机膜进行蚀刻的方法的流程图。图10是表示被处理体的一例的截面图。图11是表示有机膜的蚀刻速率的图表。附图标记说明10 等离子体处理装置12 处理容器PD 载置台ESC 静电卡盘LE 下部电极30 上部电极40 气体源组50 排气装置62 第一高频电源64 第二高频电源Cnt 控制部W 晶片OF 有机膜HM 硬质掩模TR 改性区域DP 堆积物。具体实施方式以下，参照附图对各种实施方式进行详细地说明。此外，在各附图中，对相同或者对应的部分标注相同的附图标记。图1是表示一个实施方式的对有机膜进行蚀刻的方法的流程图。图1所示的方法MT是为了将硬质掩模的图案转印到被处理体的有机膜而对有机膜进行蚀刻的方法。图2是表示被处理体的一例的截面图。图2所示的被处理体能够具有晶片的形态。以下，将在方法MT中被处理的被处理体成为晶片W。如图2所示，晶片W具有基底层UL、有机膜OF和硬质掩模HM。基底层UL没有特别的限定，例如是多晶硅层、氧化硅层这样的层。有机膜OF设置在基底层UL上。有机膜OF是烃这样的含碳的膜。硬质掩模HM设置在有机膜OF上。硬质掩模HM没有特别的限定，例如由含有Si的反射防止膜构成。硬质掩模HM具有提供开口的图案。具有这样的图案的硬质掩模HM例如通过利用光刻的抗蚀剂掩模的制作和等离子体蚀刻形成。在图1所示的方法MT中，首先，将晶片W搬入到等离子体处理装置的处理容器内。图3是概略地表示图1所示的方法的实施中能够使用的等离子体处理装置的一例的图。图3所示的等离子体处理装置10是电容耦合型等离子体蚀刻装置，具有大致圆筒状的处理容器12。处理容器12的内壁面例如由被阳极氧化处理了的铝构成。该处理容器12被安全接地。在处理容器12的底部上设置有大致圆筒状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料构成。支承部14在处理容器12内从该处理容器12
的底部在铅直方向上延伸。另外，在处理容器12内，设置有载置台PD。载置台PD由支承部14支承。载置台PD在其上表面保持晶片W。载置台PD具有下部电极LE和静电卡盘ESC。下部电极LE包括第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由铝这样的金属构成，形成为大致圆盘形状。第二板18b设置在第一板18a上，与第一板18a电连接。在第二板18b上设置有静电卡盘ESC。静电卡盘ESC具有在一对绝缘层或者绝缘片之间配置有静电卡盘ESC的结构。直流电源22经由开关23与静电卡盘ESC的电极电连接。该静电卡盘ESC利用来自直流电源22的直流电压所产生的库伦力等的静电力吸附晶片W。由此，静电卡盘ESC能够保持晶片W。在第二板18b的周缘部上，以包围晶片W的边缘和静电卡盘ESC的方式配置有聚焦环FR。聚焦环FR是为了提高等离子体的均匀性而设置的。聚焦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对被处理体的有机膜进行蚀刻的方法，该被处理体在该有机膜上具有硬质掩模，所述方法的特征在于，包括：在收容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氢气和氮气的处理气体的等离子体，使从所述硬质掩模露出的所述有机膜的一部分区域变化为改性区域的步骤；和在所述处理容器内生成稀有气体的等离子体，将所述改性区域除去，并且使从该改性区域释放出的物质堆积在所述硬质掩模的表面上的步骤，所述方法交替地反复进行生成处理气体的等离子体的所述步骤和生成稀有气体的等离子体的所述步骤。

【技术特征摘要】
2015.04.20 JP 2015-0858861.一种对被处理体的有机膜进行蚀刻的方法，该被处理体在该有机膜上具有硬质掩模，所述方法的特征在于，包括：在收容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氢气和氮气的处理气体的等离子体，使从所述硬质掩模露出的所述有机膜的一部分区域变化为改性区域的步骤；和在所述处理容器内生成稀有气体的等离子体，将所述改性区域除去，并且使从该改性区域释放出的物质堆积在所述硬质掩模的表面上的步骤，所述方法交替地反复进行生成处理气体的等离子体的所述步骤和生成稀有气体的等离子体的所述步骤。2.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠钟，胜沼隆幸，本田昌伸，
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