等离子体处理方法技术

一种等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，包括：向放入了在抗蚀剂膜上形成有规定的图案的被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，所述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在‑20℃的处理温度下，利用改性气体的等离子体对被处理体的抗蚀剂膜进行改性。

Plasma treatment method

A plasma treatment process that uses plasma to process the treated bodies that are sequentially laminated with an organic film, a mask film, and an anticorrosive film, including the steps to supply the modified gas in the chamber chamber of the treated body that is placed on an anticorrosive film to form a specified pattern. The modified gas is H2 gas and hydrogen halide. Gas, mixed gas containing rare gas and H2 gas or mixed gas containing rare gas and hydrogen halide gas; and modification steps, at the temperature of 20 C, modification of the anticorrosive film of the treated body by the plasma of modified gas.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】等离子体处理方法
本专利技术的各种方面和实施方式涉及等离子体处理方法。
技术介绍
在半导体器件的制造过程中，在被蚀刻层上形成规定的图案的掩模，通过蚀刻，将该掩模的图案转印到被蚀刻层。作为掩模，例如使用利用光刻技术形成的抗蚀剂掩模。因此，在形成于被蚀刻层的图案的极限尺寸，受到利用光刻技术形成的抗蚀剂掩模的分辨率的极限的影响。近年来，随着半导体器件的微小化、高集成化，对使用比ArF准分子激光的波长短的EUV(ExtremeUltra-Violet)光的光刻技术进行了研究。使用EUV光的光刻与使用ArF准分子激光光刻相比，能够在抗蚀剂掩模形成微小的图案。在使用EUV光的光刻中，能够进行在例如10nm以下的微小的加工。另外，在形成于抗蚀剂掩模的图案中，抗蚀剂掩模的高度对图案尺寸的比值在3以上时，会产生图案倒塌等的不良状况。因此，抗蚀剂掩模的高度对图案尺寸的比值需要在3以下。因此，随着半导体器件的微小化进展，抗蚀剂掩模也有进展。抗蚀剂掩模的高度为，在10nm级中，例如为30nm以下。当蚀刻被蚀刻层时，抗蚀剂掩模也一部分被蚀刻，但是随着抗蚀剂掩模的薄膜化进展，到在被蚀刻层形成规定的图案为止，抗蚀剂掩模不能维持规定的图案。由此，形成于蚀刻后的被蚀刻层的图案的尺寸精度有时会降低。在下述的专利文献1公开了以下技术：为了改善EVU光致抗蚀剂的蚀刻耐受性，在图案上的抗蚀剂形成封入层，之后执行用于对硬掩模进行图案化的蚀刻处理步骤。另外，在下述的专利文献2公开了以下思想：为了抑制抗蚀剂损坏，仅在将形成有规定的图案的ArF抗蚀剂作为掩模以对有机防反射膜进行蚀刻的步骤中，将晶片温度控制在在-40℃～0℃。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-145874号公报专利文献2：日本特开2005-72518号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的技术问题但是，在以光致抗蚀剂为掩模对被蚀刻层进行蚀刻时，在蚀刻前，进行用于改善形成有规定的图案的光致抗蚀剂的表面的粗糙等的改性步骤。但是，在现有的改性步骤中，通过执行改性步骤，光致抗蚀剂的厚度变得比执行改性步骤前的厚度薄。在使用EUV光的光刻中，能够进行比现有的ArF准分子激光更微小的加工，因此光致抗蚀剂需要比现有的更薄。因此，对于通过使用EUV光的光刻而形成有图案的光致抗蚀剂执行改性步骤时，光致抗蚀剂变得更薄。由此，光致抗蚀剂作为掩模并蚀刻被蚀刻层时，蚀刻后的被蚀刻层的尺寸精度劣化。用于解决课题的技术方案本专利技术的一个方面为等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，上述等离子体处理方法包括：向放入了在上述抗蚀剂膜上形成有规定的图案的上述被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，其中，上述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在-20℃的处理温度下，利用上述改性气体的等离子体对上述被处理体的上述抗蚀剂膜进行改性。专利技术效果根据本专利技术的各种方面和实施方式，能够良好地维持抗蚀剂膜本身的加工精度。附图说明图1是表示等离子体处理装置的一个例子的截面图。图2是表示半导体晶片的一个例子的截面图。图3是表示实施例1的等离子体处理方法的一个例子的流程图。图4是表示处理温度和光致抗蚀剂的高度的减少量的关系的一个例子的图。图5是表示对于处理温度的LWR和LER之和的关系的一个例子的图。图6是表示对于处理温度的LWR和LER与光致抗蚀剂的高度的关系的一个例子的图。图7是表示H2气体的阿利纽斯作图法的一个例子的图。图8是表示实施例2的等离子体处理方法的一个例子的流程图。图9是表示处理温度和选择比的关系的一个例子的图。图10是表示氟的阿利纽斯作图法的一个例子的图。图11是表示处理温度和槽的截面形状的关系的一个例子的示意图。图12是表示处理温度和锥形角度的关系的一个例子的图。图13是表示实施例3的等离子体处理方法的一个例子的流程图。图14是表示处理温度和Top-BtmCD的关系的一个例子的图。图15是表示O2气体的阿利纽斯作图法的一个例子的图。图16是表示处理温度和选择比的关系的一个例子的图。图17是表示实施例4的等离子体处理方法的一个例子的流程图。具体实施方式以下，根据附图对公开的等离子体处理方法的实施方式进行详细地说明。此外，不限制于根据本实施方式所公开的专利技术。另外，在处理内容不矛盾的范围内，可以适当地组合以下所示的各实施例。实施例1[等离子体处理装置100的构成]图1是表示等离子体处理装置100的一个例子的截面图。等离子体处理装置100具有气密地构成、电接地的腔室1。腔室1由例如在表面实施了阳极氧化处理的铝等，形成为大致圆筒状。在腔室1的上部的开口设置有喷头16，在其上设置有圆筒状的接地导体1a。在腔室1内设置有载置台2，其水平地支承作为被处理体的一个例子的半导体晶片W。载置台2具有基材2a和静电卡盘6。基材2a由例如铝等的导电性的金属构成，作为下部电极发挥作用。基材2a由导体构成的支承台4支承。支承台4隔着绝缘板3被腔室1的底部支承。另外，在载置台2的上方的外周，设置有由例如单晶硅等形成的聚焦环5。而且，在载置台2和支承台4的周围，以包围载置台2和支承台4的方式设置有由例如石英等形成的圆筒状的内部部件3a。在基材2a的上表面设置有静电卡盘6。静电卡盘6具有绝缘体6b和设置于绝缘体6b之间的电极6a。电极6a与直流电源12连接。静电卡盘6通过从直流电源12向电极6a施加的直流电压来在静电卡盘6的表面产生库仑力，由此将半导体晶片W吸附保持于静电卡盘6的上面。在基材2a的内部形成有流动制冷剂的流路2b。在流路2b中，Galden等制冷剂经由配管2c和2d进行循环。通过在流路2b内循环的制冷剂，将载置台2和静电卡盘6控制在规定温度。另外，在载置台2以贯通载置台2的方式，设置有用于向半导体晶片W的背面侧供给氦气等热传导气体(背侧气体)的配管30。配管30与未图示的背侧气体供给源连接。利用在流路2b内流动的制冷剂和向半导体晶片W的背面侧供给的热传导气体，等离子体处理装置100能够将吸附保持于静电卡盘6的上表面的半导体晶片W控制在规定温度。在载置台2的上方以大致平行地相对载置台2的方式即以与载置于载置台2上的半导体晶片W相对的方式设置有喷头16。喷头16作为上部电极发挥作用。即，喷头16和载置台2作为一对电极(上部电极和下部电极)发挥作用。将载置于载置台2上的半导体晶片W与喷头16之间称为处理空间S。喷头16经由匹配器11a与高频电源10a连接。另外，载置台2的基材2a经由匹配器11b与高频电源10b连接。高频电源10a对喷头16施加等离子体的产生中使用的规定频率(例如60MHz)的高频电力。另外，高频电源10b对载置台2的基材2a施加离子的引入(偏置)中所使用的规定频率的高频电力，即比高频电源10a低的频率(例如13MHz)的高频电力。上述喷头16隔着绝缘性部件45被腔室1的上部支承。喷头16具有主体部16a和上部顶板16b。主体部16a例如由表面经阳极氧化处理的铝等形成，其下部可装卸地支承上部顶板16b。上部顶板16b由例如石英等含硅物质形成。在主体部16a的内部设置有气体扩散室16c和16d。在主体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，所述等离子体处理方法的特征在于，包括：向放入了在所述抗蚀剂膜上形成有规定的图案的所述被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，其中，所述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在‑20℃的处理温度下，利用所述改性气体的等离子体对所述被处理体的所述抗蚀剂膜进行改性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.27 JP 2015-1674161.一种等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，所述等离子体处理方法的特征在于，包括：向放入了在所述抗蚀剂膜上形成有规定的图案的所述被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，其中，所述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在-20℃的处理温度下，利用所述改性气体的等离子体对所述被处理体的所述抗蚀剂膜进行改性。2.如权利要求1所述的等离子体处理方法，其特征在于，包括：向所述腔室内供给蚀刻用的第一处理气体的步骤；和第一蚀刻步骤，在0℃以上、40℃以下的处理温度下，利用所述第一处理气体的等离子体，以在所述改性步骤中被改性后的所述抗蚀剂膜为掩模，对所述掩模膜进行蚀刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川秀平，朴玩哉，木原嘉英，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