蚀刻方法和记录用于控制该方法的程序的计算机记录媒体技术

本发明专利技术所要解决的问题是使掩膜层的各图案宽度一致，且将由掩膜层作掩膜的被蚀刻层蚀刻为预定的图案宽度。在第一工序中，设定处理条件使图案形成后的掩膜层（２１２）的侧壁堆积反应生成物，变宽各图案宽度，且使初始状态（ａ）中图案宽度不同的属于第一区域（ｒｅｇ１１）的掩膜层（２１２－２）的图案宽度与属于第二区域（ｒｅｇ１２）的掩膜层（２１２－２）的图案宽度在第一工序终止时刻（ｂ）一致。第二工序中，不仅沿纵方向蚀刻反射防止膜（２１０），还并行实施变窄掩膜层（２１２）的图案宽度的修整处理。在第二工序终止时刻（ｃ）中，掩膜层和反射防止膜的图案宽度在晶片整个区域中调整为均匀，而与图案密度无关。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及蚀刻方法和记录用于控制该方法的程序的计算机记录媒体。
技术介绍
通常，为制造半导体设备，对在半导体晶片(下面，称为“晶片”)上层积的薄膜进行形成希望的细微图案的蚀刻处理。该蚀刻处理中，为形成细微图案电路，采用光刻法技术。具体的，首先在为蚀刻对象的被蚀刻层上均匀涂敷光致抗蚀剂材料，干燥后，对该光致抗蚀剂膜实施照射预定波长的光的曝光处理，而复写细微电路图案。例如，在光致抗蚀剂材料是正型的情况下，通过显像处理去除光致抗蚀剂膜中照射了光的部分，而形成图案形成后的掩膜层。接着，通过将该掩膜层用作掩膜而实施等离子体蚀刻处理等，而将被蚀刻层削减为希望的图案。现有技术中，曝光处理中，若在光致抗蚀剂膜和基底膜的界面之间漫反射照射到光致抗蚀剂膜的光，则有光达到了光致抗蚀剂膜中本来不应感光的区域，而不能得到希望的图案的可能。尤其，最近，随着电路图案的细微化的发展，曝光处理中所使用的光源也从KrF激元激光器(248nm)短波长化到ArF激元激光器(193nm)，该现象成为了很大的问题。因此，通常为在光致抗蚀剂膜的下面配置了吸收曝光的光的反射防止膜(Bottom Anti-Reflecting CoatingBARC)的膜结构。图11表示设置有反射防止膜的现有的半导体装置10的膜结构及其制造工序的一例。如该图(a)所示，在晶片12上形成由硅氧化膜形成的绝缘层14、由多晶硅形成的导体层16、和由TEOS(TetraEthyl OrthoSilicate)膜形成的硬掩膜层18，在该硬掩膜层18上形成由反射防止膜20和光致抗蚀剂材料形成的掩膜层22。首先，使用曝光装置和显像装置，曝光/显像掩膜层22，如该图(b)所示，将掩膜层22成形为预定的图案。接着，使用图案形成后的掩膜层22来作为掩膜，实施由预定的处理气体进行的等离子体蚀刻处理，而如该图(c)所示，有选择地蚀刻去除反射防止膜20。接着，使用掩膜层22和反射防止膜20作为掩膜，而有选择地蚀刻去除硬掩膜层18(图中未示)。这样，在硬掩膜层形成了图案18后，实施以去除掩膜层22(与反射防止层20)为目的的灰化处理。并且，用硬掩膜层18作为掩膜，而有选择地蚀刻去除导体层16。之后，经过几个工序后，半导体装置10完成。但是，光刻法工序中并不限于由掩膜层22复写的电路图案的图案密度在晶片整体中一样。如图12所示，图案形成后的掩膜层22有相邻图案接近(图案密度“密”)的第一区域reg1和相邻的图案分开(图案密度“疏”)的第二区域reg2的情况。这样，若掩膜层22的图案密度存在疏密差，则将各图案形成后的掩膜层22用作掩膜蚀刻的反射防止膜20的侧壁形状在第一区域reg1和第二区域reg2之间有存在偏差的可能。该侧壁形状的偏差在电路的细微化发展方面成为很大的障碍。但是，对于该问题，已经通过下述专利文献1所记载的专利技术得到了解决。国际公开第03/007357号小册子但是，在掩膜层的图案密度存在疏密差的情况下，在光刻法工序中，即使使用同一线宽(图案宽度)的光刻掩膜来图案形成掩膜层，也存在图案形成后的掩膜层的图案宽度因图案密度而有偏差的可能性。例如，如图12所示，有相对属于图案密度“密”的第一区域reg1的掩膜层22-1图案形成为图案宽度L1，属于图案密度“疏”的第二区域reg2的掩膜层22-2图案形成为图案宽度L2(＜L1)的问题。即，与掩膜层22-2相比更宽地图案形成了掩膜层22-1。另外，还存在与图12所示的形状相反，与掩膜层22-2相比更窄地图案形成了掩膜层22-1的情况。这样，若使用图案宽度不同的掩膜层22-1和掩膜层22-2来作为掩膜，选择蚀刻反射防止膜20，并进一步对硬掩膜层18和其下的层进行蚀刻处理，则电路图案的微小尺寸上(Critical DimensionsCD)产生偏差，所制造的半导体装置的性能在晶片整体上都均匀极其困难。另外，即使图案形成后的掩膜层的图案宽度均匀，而没有因图案密度有偏差，但是该图案宽度还有可能与设计值有偏差。最近，越来越要求通过光刻法技术实现困难的细微尺寸等级的图案形成。任何一种情况在现有技术中要正确符合设计值都是极其困难的。
技术实现思路
本专利技术鉴于该问题而作出，其目的是提供一种可调整掩膜层的图案宽度，将由掩膜层作掩膜的被蚀刻层蚀刻为预定的图案宽度的新的改进了的蚀刻方法。为解决上述问题，根据本专利技术的第一观点，提供了一种蚀刻方法，其特征在于，包括第一工序，通过使预先图案形成后的掩膜层的侧壁堆积等离子体反应生成物，而变宽所述掩膜层的图案宽度；第二工序，将变宽图案宽度的所述掩膜层作为掩膜，来蚀刻被蚀刻层。根据该方法，即使预先图案形成后的掩膜层的图案宽度相对设计尺寸具有偏差，也可修正该偏差。结果，被蚀刻层的图案也可形成为如设计尺寸那样。另外，所述第二工序中，优选边蚀刻所述掩膜层的侧壁来变窄所述掩膜层的图案宽度，边蚀刻所述被蚀刻层。第二工序中，为变窄掩膜层的图案宽度，可将图案宽度进一步调整为细微尺寸。进一步，第一工序中，优选使用CF系气体、CHF系气体或CH系气体的其中之一来作为处理气体。例如，若使用CHF3来作为处理气体，在第一工序中，可高效扩大掩膜层的图案宽度。为解决上述问题，根据本专利技术的第二观点，提供了一种蚀刻方法，包括第一工序，沿横方向蚀刻预先图案形成后的掩膜层的侧壁而变窄所述掩膜层的图案宽度；第二工序，将变窄图案宽度的所述掩膜层作为掩膜，边沿横方向蚀刻该掩膜层的侧壁，而进一步变窄掩膜层的图案宽度，边蚀刻被蚀刻层。根据该方法，即使预先图案形成后的掩膜层的图案宽度相对设计尺寸具有偏差，也可修正该偏差。结果，被蚀刻层的图案也可形成为如设计制尺寸那样。另外，由于在第一工序和第二工序中沿横方向蚀刻掩膜层，所以可以更细微地作成掩膜层的图案宽度。另外，第一工序中，优选使用O2气体来作为处理气体。进一步，第一工序中，不对载置了包括掩膜层和被蚀刻层的被处理体的一个电极(例如，下部电极)施加功率，而仅对另一个电极(例如，上部电极)施加功率，从而不将等离子体中的离子引入到被处理体的方向。通过选择这些处理条件，在第一工序中，可更有效地发展掩膜层的侧壁的蚀刻。掩膜层具有各图案接近、很密配置的第一区域和各图案分开、很疏配置的第二区域，预先图案形成后的掩膜层的图案宽度在属于第一区域的掩膜层和属于第二区域的掩膜层间不同的情况下，第一工序中，变宽(或变窄)属于各区域的掩膜层的图案宽度，使得属于第一区域的掩膜层的图案宽度与属于第二区域的掩膜层的图案宽度一致。这样，通过使属于各区域的掩膜层的图案宽度一致，也可使被蚀刻层的图案宽度均匀。掩膜层可以由光致抗蚀剂材料构成。另外，该光致抗蚀剂材料也可由ArF感光。另一方面，所述被蚀刻层由反射防止膜构成。并且，可采用有机系的反射防止膜。所述第二工序中，也可使用CF4气体和O2气体两种气体来作为处理气体。另外，所述第二工序中，也可使用CF4气体来作为处理气体。也可在所述掩膜层上形成接触孔的图案。另外，也可在所述第一工序中，监视所述掩膜层的图案宽度，在该图案宽度达到目标尺寸时，终止所述第一工序。根据本专利技术，可调整掩膜层的图案宽度，且蚀刻由掩膜层作掩膜的被蚀刻层。结果，被蚀刻层被图案形成为预定宽度。根据本专利技术，即使在同一晶片内存在图案密度不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，其特征在于，包括：第一工序，通过在预先图案形成后的掩膜层的侧壁堆积等离子体反应生成物，而变宽所述掩膜层的图案宽度；第二工序，将变宽图案宽度的所述掩膜层作为掩膜，来蚀刻被蚀刻层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：栉引理人，泽田石真之，清水昭贵，
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]