等离子体蚀刻方法和计算机可读取的存储介质技术

本发明专利技术提供一种等离子体蚀刻方法，在使用含硅的掩膜对被处理基板上的有机膜或非晶态碳膜进行蚀刻时，能够以高蚀刻速率和高蚀刻选择比进行蚀刻。在腔室（１０）内支承晶片用的下部电极１６上从第一高频电源（８８）施加相对高频率的第一高频电，从第二高频电源（９０）施加相对低频率的第二高频电，在与下部电极（１６）相对配置的上部电极（３４）上，从可变直流电源（５０）施加直流电压，向腔室（１０）内提供不含ＣＦ类气体的处理气体，进行等离子体化，使用含有硅的掩膜，对被处理基板上的有机膜或非结晶碳膜进行等离子体蚀刻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对半导体基板等的被处理基板实施等离子体蚀刻处理的等离子体蚀刻方法，以及计算机可读取的存储介质。
技术介绍
例如在半导体器件的制造工序中，为了在形成在作为被处理基板的半导体晶片上的规定的层上，形成规定的图案，大多采用把抗蚀剂膜作为掩膜，用等离子体进行蚀刻的等离子体蚀刻处理。 作为进行这样的等离子体蚀刻用的等离子体蚀刻装置，使用各种各样的装置，但其中以电容耦合型平行平板等离子体处理装置为主。 电容耦合型平行平板等离子体处理装置在腔室内配置一对平行平板电极(上部和下部电极)，把处理气体导入腔室内，并且向电极的一方上施加高频电，在电极之间形成高频电场，利用此高频电场形成处理气体的等离子体，对半导体晶片的规定的层实施等离子体蚀刻。 具体地说，有一种等离子体蚀刻装置，其在上部电极上施加形成等离子体用的高频电，形成等离子体，在下部电极上施加引入离子用的高频电，由此形成适当的等离子体状态，这样，就可以以高选择比进行再现性高的蚀刻处理(例如专利文献1)。 使用这样的电容耦合型平行平板等离子体处理装置，在以无机类材料膜作为掩膜，对有机类材料膜进行蚀刻时，作为用于以高蚀刻速率而且对无机类材料膜进行高蚀刻选择比的蚀刻的方法，具有将施加在下部电极上的高频电的频率设为50～150MHz的方法(例如专利文献2)。 可是，即使是专利文献2公开的技术，为了实现有机类材料膜的进一步的高蚀刻速率，如果在下部电极上施加高的高频电，则会产生无机类材料膜的塌肩(shoulder loss)，有可能不能实现高蚀刻选择比。专利文献1日本特开2000-173993号公报专利文献2日本特开2003-234331号公报
技术实现思路
本专利技术就是鉴于这种情况而提案的，其目的在于提供一种等离子体蚀刻方法，在使用含有硅的掩膜对被处理基板上的有机膜或非结晶碳膜进行蚀刻时，能够以高蚀刻速率和高蚀刻选择比进行蚀刻。 为了解决上述课题，本专利技术的第一方面，提供一种等离子体蚀刻方法，其特征在于是使用等离子体蚀刻装置的、被处理基板的等离子体蚀刻方法，所述等离子体蚀刻装置包括，收容被处理基板并可以进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；对所述第二电极施加相对高频率的第一高频电力的第一高频电施加单元；对所述第二电极施加相对低频率的第二高频电力的第二施加高频电单元；对所述第一电极施加直流电压的直流电源；和向所述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，其中，在使用含有硅的掩膜蚀刻被处理基板上的有机膜或非结晶碳膜时，把所述第一高频电和第二高频电施加在所述第二电极上，使从所述处理气体供给单元吐出的、不含CF类气体的处理气体等离子体化，并且把直流电压施加在所述第一电极上，由此，进行所述被处理基板的等离子体蚀刻。 在这种情况下，作为不含所述CF类气体的处理气体，能够使用O2、(O2、N2)的组合、(O2、N2、CO)的组合、(O2、CO)的组合、(O2、CO2)的组合、(O2、CH4)的组合、和(O2、NH3)的组合中的任意一种。另外，优选来自所述直流电源的直流电压值为在-100V～-1500V的范围内，更优选在-100V～-1000V的范围内，进一步优选在-100V～-600V的范围内。另外，所述第一电极相对接地电位是直流方式的浮动状态。 本专利技术的第二方面提供一种计算机可读取的存储介质，存储有在计算机上运行的控制程序的计算机存储介质，其特征在于所述控制程序在执行时，控制等离子体处理装置，使之进行上述第一方面的等离子体蚀刻方法。 根据本专利技术，在使用含硅的掩膜对被处理基板上的有机膜或非晶态碳膜进行蚀刻时，能够以高蚀刻速率和高蚀刻选择比进行蚀刻。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的等离子体蚀刻装置的简要截面图。 图2是表示本专利技术的一个实施方式的等离子体蚀刻装置的简要截面图。 图3是表示在图2的等离子体蚀刻装置中，在上部电极上施加直流电压时的Vdc和等离子壳层厚的变化的图。 图4是表示在图2的等离子体蚀刻装置中，在使用HARC蚀刻条件，使施加的直流电压改变的情况下的电子密度的变化的图。 图5是表示在图2的等离子体蚀刻装置中，在使用Via蚀刻条件，使施加的直流电压改变的情况下的电子密度的变化的图。 图6是表示在上述HARC蚀刻中，使第一高频电力为3000W，使第二高频电力为4000W的情况下，晶片径向的电子密度分布的图。 图7是表示使用槽沟(trench)蚀刻的条件，在施加和不施加直流电压的情况下，测定晶片径向的电子密度分布的结果的图。 图8是表示在图2的等离子体蚀刻装置中的上部电极的电的状态的图。 图9是表示在图2的等离子体蚀刻装置中的上部电极的电的状态的图。 图10是表示在图2的等离子体蚀刻装置中的上部电极的电的状态的图。 图11是表示在图2的等离子体蚀刻装置中设置有检测等离子体的检测器的状态的截面图。 图12是表示在图1的等离子体蚀刻装置中，在向上部电极施加直流电压时，用于抑制异常放电的波形的图。 图13是表示除了GND块(block)以外的配置的例子的简图。 图14是表示GND块的其他配置的例子的简图。 图15是用于说明GND块的防止附着物的例子的图。 图16是表示进行本专利技术的蚀刻方法的工序的过程的晶片的结构的截面结构图。 图17是表示对于图16(b)的结构的晶片在上部电极上不施加直流电压，而进行蚀刻时的晶片状态的截面结构图。 图18是表示在上部电极上不施加直流电压的情况和在上部电极上施加-250V的直流电压的情况下，对光致抗蚀剂膜进行蚀刻时的蚀刻速率的图。 图19是表示在上部电极上不施加直流电压的情况和在上部电极上施加-250V的直流电压的情况下，对氧化硅膜进行喷镀(sputter)时的喷镀速率的图。 标号说明10 腔室(处理容器)16 基座(下部电极)34 上部电极48 低通滤波器50 可变直流电源51 控制器52 导通-断开开关66 处理气体供给源84 排气装置88 第一高频电源90 第二高频电源91 GND块W 半导体晶片(被处理基板)具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行具体的说明。 图1是表示本专利技术的一个实施方式的等离子体蚀刻装置的简要截面图。 也就是，在从第一高频电源88向作为下部电极的基座16上施加等离子体生成用的、例如40MHz的高频(RF)电的同时，从第二高频电源90施加引入离子用的、例如2MHz的高频(RF)电，就是这样的下部RF二频率施加型的等离子体蚀刻装置，如图所示，是把可变直流电源50连接在上部电极34上，施加规定的直流(DC)电压的等离子体蚀刻装置。就该等离子体蚀刻装置来说，再使用图2进行详细叙述。 该等离子体蚀刻装置构成为电容偶合型平行平板等离子体蚀刻装置，包括例如表面由阳极氧化处理过的铝构成的接近圆筒状的腔室(处理容器)10。此腔室10被保护接地。 在腔室10的底部，通过陶瓷等构成的绝缘板12配置有圆柱状的基座支承台14，在此基座支承台14上设置有例如由铝构成的基座16。基座16构成下部电极，在其上载置作为被处理基板的半导体晶片W。 在基座16的上面设置有用静电力吸附保持半导体晶片W本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子体蚀刻方法，其特征在于：是使用等离子体蚀刻装置的、被处理基板的等离子体蚀刻方法，所述等离子体蚀刻装置包括，收容被处理基板并可以进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极 ；对所述第二电极施加相对高频率的第一高频电力的第一高频电施加单元；对所述第二电极施加相对低频率的第二高频电力的第二施加高频电单元；对所述第一电极施加直流电压的直流电源；和向所述处理容器内供给处理气体的处理气体 供给单元，在使用含有硅的掩膜蚀刻被处理基板上的有机膜或非结晶碳膜时，把所述第一高频电力和第二高频电力施加在所述第二电极上，使从所述处理气体供给单元吐出的、不含ＣＦ类气体的处理气体等离子体化，并且把直流电压施加在所述第一电极上，由此， 进行所述被处理基板的等离子体蚀刻。

【技术特征摘要】
JP 2005-12-28 2005-3786081.一种等离子体蚀刻方法，其特征在于是使用等离子体蚀刻装置的、被处理基板的等离子体蚀刻方法，所述等离子体蚀刻装置包括，收容被处理基板并可以进行真空排气的处理容器；在处理容器内相对配置的第一电极和支承被处理基板的第二电极；对所述第二电极施加相对高频率的第一高频电力的第一高频电施加单元；对所述第二电极施加相对低频率的第二高频电力的第二施加高频电单元；对所述第一电极施加直流电压的直流电源；和向所述处理容器内供给处理气体的处理气体供给单元，在使用含有硅的掩膜蚀刻被处理基板上的有机膜或非结晶碳膜时，把所述第一高频电力和第二高频电力施加在所述第二电极上，使从所述处理气体供给单元吐出的、不含CF类气体的处理气体等离子体化，并且把直流电压施加在所述第一电极上，由此，进行所述被处理基板的等离子体蚀刻。2.如权利要求1所述的等离子体蚀刻方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤学，五十岚义树，昆泰光，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：JP[日本]