硬掩模及制造硬掩模的方法技术

本发明专利技术的一个实施方式的硬掩模是在含硅膜上形成的等离子蚀刻用的硬掩模。该硬掩模包含钨和硅、且为非晶膜。硬掩模表面中的钨浓度与硅浓度之比可以处于以钨浓度35at.％与硅浓度65at.％规定的比与以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比之间的范围内。

Hard Mask and Method of Manufacturing Hard Mask

The hard mask of one embodiment of the present invention is a hard mask for plasma etching formed on a silicon-containing film. The hard mask contains tungsten and silicon and is amorphous film. The ratio of tungsten concentration to silicon concentration in hard mask surface can be within the range of the ratio of tungsten concentration 35 at.% to silicon concentration 65 at.% and tungsten concentration 50 at.% to silicon concentration 50 at.%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硬掩模及制造硬掩模的方法
本专利技术的实施方式涉及硬掩模及制造硬掩模的方法。
技术介绍
在半导体器件之类的电子器件的制造中，为了在含硅膜上形成孔或沟槽之类的开口，有时对含硅膜进行等离子蚀刻。为了形成这样的开口，可在含硅膜上设置掩模。作为掩模，已知有抗蚀剂掩模。近年来，电子器件内的元件具有三维结构。与此同时，在含硅膜上形成相当深的开口。然而，在含硅膜的等离子蚀刻中，抗蚀剂掩模大量消耗。因此，可使用硬掩模。作为硬掩模，如专利文献1～3中所记载，可使用由硅化钨或氮化钛(TiN)形成的硬掩模。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-294836号公报专利文献2：日本特开2003-243526号公报专利文献3：日本特开2005-150403号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题电子器件中的元件具有由钨形成的电极、及含有硅的膜的情况居多。因而，硅化钨是作为构成等离子蚀刻用的硬掩模的材料的理想材料。然而，由硅化钨形成的硬掩模局部地被快速蚀刻。另外，如果为了维持硬掩模至等离子蚀刻结束时而增加硬掩模的厚度，则会使被加工物因硬掩模的膜应力而发生翘曲。因而，需要针对等离子蚀刻具有较高的耐性的硬掩模。用于解决问题的方案本专利技术的一个方式是提供在含硅膜上形成的等离子蚀刻用的硬掩模。该硬掩模包含钨和硅、且为非晶膜。通常情况下，硅化钨的膜可通过化学气相沉积(CVD)法来形成，该膜中的硅化钨的组成为WSi2。由具有这样的组成的硅化钨形成的膜包含金属晶体。因而，在晶界处针对等离子蚀刻的耐性低，存在晶界的部分处被快速蚀刻。由于本专利技术的一个方式的硬掩模为非晶膜，因此实质上没有晶界。因而，本专利技术的一个方式的硬掩模针对等离子蚀刻具有较高的耐性。在一个实施方式中，硬掩模表面中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度35at.％与硅浓度65at.％规定的比和以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，相对于硬掩模表面而言内侧的硬掩模内部中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度59at.％与硅浓度41at.％规定的比和以钨浓度70.5at.％与硅浓度29.5at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，相对于硬掩模表面而言内侧的硬掩模内部的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比和以钨浓度79.4at.％与硅浓度20.6at.％规定的比的范围内。在一个实施方式中，硬掩模的膜密度为10.428g/cc以上且为17.3g/cc以下。本专利技术的另一个方式是提供制造硬掩模的方法。该方法包括如下工序：在成膜装置的腔室主体内，准备具有含硅膜的被加工物的工序；和，使用成膜装置，通过溅射在含硅膜上形成硬掩模的工序，所述硬掩模包含钨和硅、且为非晶膜。在一个实施方式中，在成膜装置中，使用含有钨和硅的靶来形成硬掩模。在一个实施方式中，靶中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度59at.％与硅浓度41at.％规定的比和以钨浓度70.5at.％与硅浓度29.5at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，靶中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比和以钨浓度79.4at.％与硅浓度20.6at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，使用由钨形成的第1靶及由硅形成的第2靶，在成膜装置中形成硬掩模。在一个实施方式中，调节施加于第1靶的电压与施加于第2靶的电压，以使硬掩模表面中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度35at.％与硅浓度65at.％规定的比和以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，调节施加于第1靶的电压与施加于第2靶的电压，以使相对于硬掩模表面而言内侧的硬掩模内部中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度59at.％与硅浓度41at.％规定的比和以钨浓度70.5at.％与硅浓度29.5at.％规定的比之间的范围内。在一个实施方式中，调节施加于第1靶的电压与施加于第2靶的电压，以使相对于硬掩模表面而言内侧的硬掩模内部中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比和以钨浓度79.4at.％与硅浓度20.6at.％规定的比之间的范围内。专利技术的效果如以上说明所述，可提供针对等离子蚀刻的耐性较高的硬掩模。附图说明图1是将一个实施方式的硬掩模的一部分与含硅膜同时示出的剖视图。图2是表示形成一个实施方式的硬掩模的方法的流程图。图3是表示能够用于图2所示的方法的成膜装置的一个例子的图。图4是表示钨浓度与硅浓度之比不同的硬掩模通过X射线衍射法测定的分析结果的图。图5是表示钨浓度与硅浓度之比不同的硬掩模通过X射线衍射法测定的其它分析结果的图。具体实施方式下面，参照附图对各种实施方式详细地进行说明。需要说明的是，在各附图中，对相同或相当的部分标注相同的符号。图1是将一个实施方式的硬掩模的一部分与含硅膜同时示出的剖视图。图1所示的被加工物W包含基板SB、及含硅膜SF。含硅膜SF设置于基板SB上。含硅膜SF可以是由单晶硅、多晶硅、氧化硅、或氮化硅之类的包含硅的任意材料形成的单一的膜。或者，含硅膜SF可以是由单晶硅、多晶硅、氧化硅、及氮化硅中的两种以上分别形成的多层膜。硬掩模HM是含硅膜SF的等离子蚀刻用的硬掩模。硬掩模HM形成于含硅膜SF上。硬掩模HM上形成有应转印至含硅膜SF的图案。图案可以是孔或沟槽。硬掩模HM包含钨(W)和硅(Si)。另外，硬掩模HM是由钨(W)及硅(Si)形成的非晶膜。通常情况下，硅化钨的膜可通过化学气相沉积(CVD)法来形成，该膜中的硅化钨的组成为WSi2。由这样的组成的硅化钨形成的膜包含金属晶体。因而，在晶界处针对等离子蚀刻的耐性低，存在晶界的部分处被快速蚀刻。另一方面，由于硬掩模HM为非晶膜，因此实质上没有晶界。因而，硬掩模HM针对等离子蚀刻具有较高的耐性。在一个实施方式中，硬掩模HM的表面中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度35at.％与硅浓度65at.％规定的比和以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比之间的范围内。如果硬掩模HM的表面中的钨浓度为50at.％以下，则硬掩模HM内基本上不存在钨晶体。因而，可提供针对等离子蚀刻具有更高的耐性的硬掩模HM。另外，由于硬掩模HM为含硅膜SF的蚀刻用的掩模，因此，需要针对硅的蚀刻具有耐性。如果硬掩模HM的表面中的硅浓度为65at.％以下，则硬掩模HM针对含硅膜SF的蚀刻具有更高的耐性。需要说明的是，对于硬掩模HM的表面中的钨浓度和硅浓度，可以在该表面于空气环境下氧化后通过X射线光电子能谱法来测定。由于相对于硬掩模HM的表面而言内侧的该硬掩模内部没有发生氧化，因此，硬掩模HM的内部的钨浓度与硬掩模HM的表面中的钨浓度不同。另外，硬掩模HM的内部中的硅浓度与硬掩模HM的表面中的硅浓度不同。然而，可以将硬掩模HM的表面中的浓度转换成硬掩模HM的内部中的浓度。可以使用函数来进行浓度的转换。该函数可通过实验来求出，作为表示多个样品的硬掩模HM的表面中的浓度与内部中的浓度的对应关系的函数来求出。当使用该函数对既定上述的硬掩模HM的表面中的钨浓度与硅浓度之比的上限和下限的各浓度进行转换时，硬掩模HM的内部中的钨浓度与硅浓度之比处于以钨浓度59at.％与硅浓度41at.％规定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬掩模，其是在含硅膜上形成的等离子蚀刻用的硬掩模，包含钨和硅、且为非晶膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 JP 2016-2170371.一种硬掩模，其是在含硅膜上形成的等离子蚀刻用的硬掩模，包含钨和硅、且为非晶膜。2.根据权利要求1所述的硬掩模，其中，该硬掩模表面中的所述钨浓度与所述硅浓度之比处于以钨浓度35at.％与硅浓度65at.％规定的比和以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比之间的范围内。3.根据权利要求1所述的硬掩模，其中，相对于该硬掩模表面而言内侧的该硬掩模内部中的所述钨浓度与所述硅浓度之比处于以钨浓度59at.％与硅浓度41at.％规定的比和以钨浓度70.5at.％与硅浓度29.5at.％规定的比之间的范围内。4.根据权利要求1所述的硬掩模，其中，相对于该硬掩模表面而言内侧的该硬掩模内部中的所述钨浓度与所述硅浓度之比处于以钨浓度50at.％与硅浓度50at.％规定的比和以钨浓度79.4at.％与硅浓度20.6at.％规定的比之间的范围内。5.根据权利要求1所述的硬掩模，其中，该硬掩模的膜密度为10.428g/cc以上且17.3g/cc以下。6.一种制造硬掩模的方法，其包括如下工序：在成膜装置的腔室主体内，准备具有含硅膜的被加工物的工序；和，使用所述成膜装置，通过溅射在所述含硅膜上形成硬掩模的工序，所述硬掩模包含钨和硅、且为非晶膜。7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述成膜装置中，使用含有钨和硅的靶来形成所述硬掩模。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述靶中的所述钨...

【专利技术属性】
技术研发人员：户岛宏至，古川真司，
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