基板处理方法技术

本发明专利技术提供了一种基板处理方法，该基板处理方法能够在处理对象膜上形成减少杂乱形状的开口部。在具有被处理膜（３７）、形成在被处理膜（３７）上的由多个小宽度的线部（３８ａ）组成的光致抗蚀剂膜（３８）和覆盖在各线部（３８ａ）之间露出的被处理膜（３７）以及线部（３８ａ）上的Ｓｉ氧化膜（４０）的晶片Ｗ上，对Ｓｉ氧化膜（４０）实施蚀刻，使光致抗蚀剂膜（３８）和各线部（３８ａ）之间的被处理膜（３７）露出，选择地除去露出的光致抗蚀剂膜（３８），再对残留的Ｓｉ氧化膜（４０）（一对线部（４２ａ、４２ｂ））实施蚀刻。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别地，涉及一种在掩模膜上以极小的间距形成 多个线状部分的。
技术介绍
随着半导体器件的微型化，预想在不久的将来，将要求在半导体器件的制造过程 中，以极小的间距，例如30nm左右的间距在绝缘膜等上设置沟道等，因此，需要在掩模膜上 形成以极小的间距形成的多个线状部分(线部)。就现有的利用激光等的光刻蚀法来说，因为显影宽度的极限为50nm左右，因此， 难以在作为掩模膜的光致抗蚀剂膜上以比50nm更小的间距一次形成多个线部。因此，近年来，开发了双图案(double patterning、二次图形曝光)处理作为在光 致抗蚀剂膜上以极小的间距形成多个线部的技术。就双图案处理的代表例而言，在基板上 形成下层膜、中间层膜和第一抗蚀剂膜后，进行第一次曝光而形成第一抗蚀剂图案。之后， 将第一抗蚀剂图案转印到中间层膜上，在形成第一中间层图案后，在其上形成第二抗蚀剂 膜，进行第二次曝光，形成第二抗蚀剂图案。然后，将第二抗蚀剂图案转印到中间层膜上，形 成具有以极小的间距形成的多个线部的第二中间层图案(例如，参照专利文献1)。但是，作为掩模膜不仅可以使用光致抗蚀剂膜，还可以使用由碳化硅(SiC)等硅 系材料组成的硬掩模。就硬掩模的双图案处理的代表例而言，如图7所示，首先，对由形成 在处理对象膜70上的多个线部71a组成的有机膜71进行蚀刻而使各线部71a的宽度缩小 至30nm左右(图7 (A))，利用CVD (化学气相沉积)处理，用Si (硅)氧化膜72均勻地覆 盖各线部71a和处理对象膜70 (图7 (B))。此时，各线部71a成长为更大宽度的线部72a。 之后，利用异向性蚀刻除去各线部72a之间的氧化膜72和各线部72a的上部的Si氧化膜 72 (图7 (C))。接着，利用灰化处理，除去在各线部72a上露出的有机膜71，各线部72a分别 转换成一对线部74a、74b(图7(D))。由于该一对线部74a、74b之间的间距与线部71a的宽 度大致相同，因此，线部74a、74b能够用作具有大约30nm间距的线部的掩模膜。专利文献1 日本特开2008-258562号公报然而，在除去有机膜71时，入射角与处理对象膜70不垂直的离子射入已除去各线 部72a的有机膜71的空间73，该空间73除其上部外被扩大。结果，每一对线部74a、74b如 “蟹爪”一样，形成一对不对称的侧壁(图7(D))。具体地，一侧的线部的上部前端向另一侧 的线部弯曲。之后，在以每对线部74a、74b(由Si氧化膜72组成)作为掩模来蚀刻处理对 象膜70并在该处理对象膜70上形成开口部75时，进入空间73的离子的一部分冲击各线部 74a、74b的前端弯曲部分并向任意方向反射(参照图7(D)中的细箭头)，该离子不垂直冲 击处理对象膜70。结果，开口部75的截面形状不是纯粹的矩形，呈现中间膨胀的矩形(图 7(E))。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够在处理对象膜上形成减少杂乱形状的开口部的基 板处理方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面记载的对具有处理对象膜、形 成在该处理对象膜上的由多个小宽度的线状部分构成的有机膜和覆盖在上述各线状部分 之间露出的上述处理对象膜以及上述线状部分的硬质膜的基板进行处理，该 的特征在于，包括对上述硬质膜实施蚀刻，使上述有机膜和在各上述线状部分之间的上述 处理对象膜露出的第一蚀刻步骤；选择地除去上述露出的有机膜的灰化步骤；和对残留的 上述硬质膜实施蚀刻的第二蚀刻步骤。本专利技术第二方面记载的的特征在于在本专利技术第一方面记载的基板 处理方法中，还包括以在上述第二蚀刻步骤中被实施蚀刻后残留的上述硬质膜作为掩模， 对上述处理对象实施蚀刻的第三蚀刻步骤。本专利技术第三方面记载的的特征在于在本专利技术第一或第二方面记载 的中，上述第二蚀刻步骤只持续执行规定的时间。本专利技术第四方面记载的的特征在于在本专利技术第一 至第三任意一方 面记载的中，上述基板被载置在施加有用于引入离子的高频电力的载置台上， 在上述第二蚀刻步骤中，对上述载置台施加100W以下的上述用于引入离子的高频电力。本专利技术第五方面记载的的特征在于在本专利技术第一至第四任意一方 面记载的中，反复进行上述灰化步骤和上述第二蚀刻步骤。本专利技术第六方面记载的的特征在于在本专利技术第一至第五任意一方 面记载的中，上述硬质膜由含有硅的氧化膜组成。为了实现上述目的，本专利技术第七方面记载的对具有处理对象膜、形 成在该处理对象膜上的第一硬质膜、形成在该第一硬质膜上的由多个小宽度的线状部分构 成的有机膜和覆盖上述各线状部分之间露出的上述第一硬质膜以及上述线状部分的第二 硬质膜的基板进行处理，该的特征在于，包括对上述第二硬质膜实施蚀刻， 使上述有机膜和上述各线状部分之间的上述第一硬质膜露出的第一蚀刻步骤；选择地除去 上述露出的有机膜的灰化步骤；和对残留的上述第二硬质膜以及上述露出的第一硬质膜实 施蚀刻的第二蚀刻步骤。本专利技术第八方面记载的的特征在于在本专利技术第七方面记载的基板 处理方法中，还包括以在上述第二蚀刻步骤中被实施蚀刻后残留的上述第二硬质膜和上述 第一硬质膜作为掩模，对上述处理对象实施蚀刻的第三蚀刻步骤。根据本专利技术第一方面记载的，对覆盖有机膜的硬质膜实施蚀刻而使 有机膜露出，选择地除去该露出的有机膜后，对残留的硬质膜进行蚀刻。在除去有机膜后， 覆盖该有机膜的硬质膜成为一对不对称的线状部分，一侧的线状部分的上部前端向另一侧 的线状部分弯曲，但是，一般来说，有通过蚀刻集中地除去尖端部分的倾向，因此，在之后的 硬质膜的蚀刻中，会集中地除去前端弯曲部分，每对线状部分呈现大致左右对称的形状。因 此，在利用硬质膜上的上述一对线状部分作为掩模膜来蚀刻处理对象膜时，进入一对线状 部分之间的空间的离子不冲击前端弯曲部分，而几乎垂直地冲击处理对象膜。结果，能够形 成在处理对象膜中减少杂乱形状的开口部。根据本专利技术第三方面记载的，因为只在规定的时间持续蚀刻一对非 对称线状部分，因此，如果将规定的时间设定为前端弯曲部分被除去的时间以上，则每对线 状部分能够可靠地成形为左右对称形状，并且如果将上述规定的时间设定为一对线状部分 完全被除去的时间以下，则能够可靠地残留一对线状部分，因此，能够防止消灭掩模情况的 发生。根据本专利技术第四方面记载的，在对一对线状部分实施蚀刻时，因为 对装置台施加的用于引入离子的高频电力在100W以下，因此，不会急速地除去一对线状部 分，能够通过调整蚀刻持续时间而使一对线状部分形成期望的形状。根据本专利技术第五方面记载的，因为反复进行选择地除去一对线状部 分之间的有机膜和蚀刻一对线状部分，因此，即使在除去有机膜时，一对线状部分之间的空 间扩大而开始产生非对称形状，也能够利用后续的蚀刻除去前端弯曲部分，再次除去残留 的有机膜。因此，能够抑制在除去有机膜时形成非对称形状。根据本专利技术第七方面记载的，对覆盖第一硬质膜和有机膜的第二硬 质膜实施蚀刻而使第一硬质膜和有机膜露出，选择地除去该露出的有机膜后，对残留的第 二硬质膜和第一硬质膜实施蚀刻。在除去有机膜后，覆盖该有机膜的第二硬质膜成为一对 线状部分，该一对线状部分呈现非对称形状，一侧的线状部分的上部前端向另一侧的线状 部分弯曲，但是，一般来说，有通过蚀刻集中地除去尖端部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板处理方法，对具有处理对象膜、形成在该处理对象膜上的由多个小宽度的线状部分构成的有机膜和覆盖在各所述线状部分之间露出的所述处理对象膜以及所述线状部分的硬质膜的基板进行处理，该基板处理方法的特征在于，包括：对所述硬质膜实施蚀刻，使所述有机膜和各所述线状部分之间的所述处理对象膜露出的第一蚀刻步骤；选择地除去所述露出的有机膜的灰化步骤；和对残留的所述硬质膜实施蚀刻的第二蚀刻步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：西村荣一，栉引理人，山下扶美子，
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]