[發(fā)明專利]等離子體蝕刻方法和等離子體蝕刻裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010103969.3
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101800161A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 八田浩一;大矢欣伸;岡本晉;持木宏政
• 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;H01J37/32
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對半導(dǎo)體基板等被處理基板實(shí)施等離子體蝕刻的等離 子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置和存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在例如半導(dǎo)體器件的制造工藝中，為了在形成于作為被處理基板 的半導(dǎo)體晶片的規(guī)定的層形成規(guī)定的圖案，多采用將抗蝕劑作為掩膜、 通過等離子體進(jìn)行蝕刻的等離子體蝕刻處理。

作為用于進(jìn)行這樣的等離子體蝕刻的等離子體蝕刻裝置，能夠使 用各種裝置，其中，電容耦合型平行平板等離子體蝕刻裝置是主流。

電容耦合型平行平板等離子體裝置，在腔室內(nèi)配置一對平行平板 電極(上部和下部電極)，將處理氣體導(dǎo)入腔室內(nèi)，并且對電極的至 少一個(gè)施加高頻電力而在電極間形成高頻電場，通過該高頻電場生成 處理氣體的等離子體，對半導(dǎo)體晶片的規(guī)定的層施加等離子體蝕刻。

具體而言，已知一種等離子體蝕刻裝置(例如專利文獻(xiàn)1)，其通 過施加等離子體形成用的相對較高頻率的高頻電力和離子引入用的相 對較低頻率的高頻電力來形成適當(dāng)?shù)牡入x子體狀態(tài)，由此，能夠以高 選擇比實(shí)現(xiàn)再現(xiàn)性高的蝕刻處理。而且，在這種蝕刻中，使用在等離 子體中正離子占支配地位的處理氣體進(jìn)行蝕刻。

然而，近來，隨著半導(dǎo)體器件的微細(xì)化的發(fā)展，要求深寬比為20 以上的HARC(High?Aspect?Ratio?Contact)蝕刻。在這樣的HARC蝕刻 中作為蝕刻掩膜的光抗蝕劑帶負(fù)電，在蝕刻初期，電荷在蝕刻面中和， 但是當(dāng)隨蝕刻進(jìn)行而深寬比變高時(shí)，正離子在孔的底部積存，使得蝕 刻面帶正電。因此，對蝕刻的促進(jìn)起重要作用的正離子在孔內(nèi)由于排 斥而轉(zhuǎn)向，導(dǎo)致產(chǎn)生蝕刻形狀的歪曲、變形。此外，正離子難以到達(dá) 孔的底部，因此導(dǎo)致蝕刻率低下。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2000-173993號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供一種等離子體蝕 刻方法和等離子體蝕刻裝置，能夠形狀特性良好且以高蝕刻率對被蝕 刻膜進(jìn)行蝕刻從而形成高深寬比的孔。

此外，本發(fā)明的目的在于提供一種存儲介質(zhì)，存儲使這種等離子 體蝕刻方法得以實(shí)行的程序。

為了解決上述問題，本發(fā)明的第一方面的等離子體蝕刻方法，其 使用等離子體蝕刻裝置在蝕刻對象膜形成孔，該等離子體蝕刻裝置包 括：收納被處理體且內(nèi)部能夠被真空排氣的處理容器、配置于上述處 理容器內(nèi)作為被處理體的載置臺發(fā)揮作用的下部電極、與上述下部電 極相對置地配置于上述處理容器內(nèi)的上部電極、向上述處理容器內(nèi)供 給處理氣體的處理氣體供給單元、對上述上部電極或下部電極的至少 一方施加等離子體生成用的高頻電力的等離子體生成用高頻電力施加 單元、和對上述上部電極施加負(fù)的直流電壓的直流電源，上述等離子 體蝕刻方法的特征在于：交替反復(fù)第一條件和第二條件，其中，上述 第一條件為，接通上述等離子體生成用高頻電力施加單元，在上述處 理容器內(nèi)生成等離子體，并且從上述直流電源對上述上部電極施加負(fù) 的直流電壓；上述第二條件為，關(guān)斷上述等離子體生成用高頻電力施 加單元，使上述處理容器內(nèi)的等離子體猝滅，并且從上述直流電源對 上述上部電極施加負(fù)的直流電壓，利用上述第一條件由等離子體中的 正離子使蝕刻進(jìn)行，利用上述第二條件生成負(fù)離子，利用上述直流電 壓將負(fù)離子供給到上述孔內(nèi)，由此中和上述孔內(nèi)的正電荷。

在上述第一方面，上述等離子體蝕刻裝置優(yōu)選還包括對上述下部 電極施加偏壓施加用的高頻電力的偏壓施加用高頻電力供給單元，與 上述等離子體生成用高頻電力施加單元的接通、關(guān)斷同步地使上述偏 壓施加用高頻電力供給單元的輸出變化，在關(guān)斷上述等離子體生成用 高頻電力施加單元使等離子體猝滅的期間中，設(shè)置使上述偏壓施加用 高頻電力供給單元關(guān)斷、或使上述偏壓施加用高頻電力供給單元的輸 出為比第一輸出低的輸出即第二輸出的期間。此外，在該情況下，優(yōu) 選：在接通上述等離子體生成用高頻電力施加單元而生成等離子體的 期間中，設(shè)置使上述偏壓施加用高頻電力供給單元關(guān)斷、或使上述偏 壓施加用高頻電力供給單元的輸出為比第一輸出低的輸出即第二輸出 的期間。