[發(fā)明專利]基板處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910261675.0
• 申請日: 2009-12-24
• 公開（公告）號: CN101800160A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 李誠泰;小笠原正宏;伊藤雅大
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

技術領域

本發(fā)明涉及基板處理方法，特別是涉及在保護掩膜層的同 時、對蝕刻對象層進行蝕刻的基板處理方法。

背景技術

公知有在硅基材上層疊有氧化膜、由有機膜構(gòu)成的下層抗 蝕膜、反射防止膜(BARC膜)等的半導體器件用的晶圓。特 別是在蝕刻氧化膜時，下層抗蝕膜起到掩膜的作用。

近年來，在半導體器件小型化的進程中，需要更微細地形 成晶圓表面的電路圖案。為了形成該微細的電路圖案，在半導 體器件的制造過程中，需要在減小作為掩膜層的下層抗蝕膜中 的圖案的最小尺寸的同時，將較小尺寸的開口部(孔、溝槽) 正確地復制到作為處理對象層的氧化膜上。

但是，要求的孔或溝槽(以下簡稱作“孔”)的開口部的尺 寸變小，深寬比變大，而掩膜層的膜厚存在變薄的傾向，在蝕 刻過程中存在這樣的問題，即，在孔的上部形狀(俯視圖)中 產(chǎn)生線條痕跡(striation)，隨之在處理對象層的孔的底部形 狀中產(chǎn)生畸變(distortion)。另一方面，在蝕刻時，由于無法 充分地確保掩膜層的膜厚，因此，會有在形成于處理對象層的 孔截面中產(chǎn)生彎曲形狀(鼓起的形狀)這樣的問題。這些都會 導致半導體器件的成品率降低。

作為公開有防止該孔形狀的變形或畸變的以往技術的公知 文獻，可列舉專利文獻1及專利文獻2。

專利文獻1公開有以防止圖案蝕刻后的絕緣膜的側(cè)壁暴露 于氧等離子體為目的的技術，即，一種抗蝕圖案的灰化方法， 該方法利用通過供給氧等離子體進行的灰化處理，自層間絕緣 層除去在對層間絕緣層進行圖案蝕刻時用作掩膜層的抗蝕圖 案，其中，在供給氧等離子體的同時供給碳的狀態(tài)下進行灰化。

另外，專利文獻2是以提供在半導體制造的絕緣膜加工過 程中可獲得彎曲較少的垂直加工形狀的蝕刻方法為目的而做成 的，其中記載有這樣的蝕刻方法，即，通過對氣體流量或者O、 F及N在內(nèi)壁面的消耗量與蝕刻時間一同進行控制，來調(diào)整在蝕 刻初期過剩的O、F或N自由基入射量，從而抑制過剩的O、F 或N自由基入射量，由此，可獲得穩(wěn)定的蝕刻形狀。

專利文獻1：日本特開2004-119539號公報

專利文獻2：日本特開2001-110784號公報

但是，上述以往技術均無法滿足使形成于處理對象層上的 孔的上表面形狀整齊、消除孔的截面形狀的畸變方面的要求， 而且，在抑制孔截面的彎曲形狀的方面，也不一定能夠滿足要 求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基板處理方法，能夠在處理對 象層上形成上表面形狀整齊、并且底部形狀沒有畸變的、具有 良好的垂直加工形狀的孔。其目的還在于提供一種基板處理方 法，能夠防止孔側(cè)壁面的一部分擴大而產(chǎn)生彎曲形狀，從而可 在處理對象層上形成良好的垂直加工形狀的孔。

為了達到上述目的，技術方案1所述的基板處理方法用于 對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實施蝕刻處 理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀， 其特征在于，包括：第1蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有CF₄氣體、CHF₃氣體和C₄F₈氣體的混合氣體，在處理壓力為 100mTorr(1.33×10Pa)～150mTorr(2.0×10Pa)的條件 下蝕刻上述中間層；第2蝕刻步驟，作為處理氣體使用含有COS (羰基硫)氣體的氣體蝕刻上述掩膜層。

為了達到上述目的，技術方案2所述的基板處理方法用于 對在處理對象層上層疊有掩膜層及中間層的基板實施蝕刻處 理，借助上述中間層及掩膜層在上述處理對象層形成圖案形狀， 其特征在于，包括處理對象層蝕刻步驟，作為處理氣體使用含 有C₆F₆氣體的氣體蝕刻上述處理對象層。