[發(fā)明專利]等離子體蝕刻方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022766.3
• 申請(qǐng)日: 2013-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN104285282B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竹田諒平;戶村光宏;北村彰規(guī);東堤慎司;大竹浩人;塚本剛史
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L21/3065
• 分類號(hào): H01L21/3065;H01L21/3213;H01L21/336;H01L21/768;H01L27/115;H01L29/788;H01L29/792
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)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)明涉及等離子體蝕刻方法。

背景技術(shù)

目前已知使用無(wú)定形碳膜作為蝕刻掩模對(duì)加工對(duì)象進(jìn)行蝕刻的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1所記載的方法中，將抗蝕劑層作為掩模對(duì)無(wú)定形碳膜進(jìn)行蝕刻，將規(guī)定的圖案轉(zhuǎn)印到無(wú)定形碳膜上，使用該無(wú)定形碳膜作為加工對(duì)象的掩模。這樣的無(wú)定形碳膜的蝕刻掩模例如在NAND型閃存器的制造工序中，在對(duì)絕緣膜和導(dǎo)電膜交替疊層而成的多層膜形成臺(tái)階狀的結(jié)構(gòu)時(shí)使用(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007－288119號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2009－170661號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明想要解決的技術(shù)問題

但是，加工對(duì)象的蝕刻孔的深度、長(zhǎng)徑比增大時(shí)，更加要求掩模的耐等離子體性，利用通常的厚度的無(wú)定形碳膜確保選擇比是困難的。因此，為了確保選擇比，需要增大無(wú)定形碳膜的厚度，但該情況下，用于向無(wú)定形碳膜轉(zhuǎn)印圖案的抗蝕劑層、無(wú)機(jī)類的中間層也需要變厚。但是，當(dāng)抗蝕劑層的厚度變大時(shí)，在向抗蝕劑層轉(zhuǎn)印圖案的光刻法中會(huì)產(chǎn)生LER(line edge roughness：線邊緣粗糙度)、LWR(line width roughness：線寬粗糙度)這樣的問題，存在圖案的精度降低的危險(xiǎn)。

另外，曝光機(jī)的焦點(diǎn)深度也存在限度，不能在必要以上增加抗蝕劑層的厚度。而且，因?yàn)椴荒茉黾涌刮g劑層的厚度，大幅度提高抗蝕劑層和無(wú)機(jī)中間層的蝕刻時(shí)的選擇比也是困難的，所以無(wú)機(jī)中間層的厚度也同樣不能變大。另外，也要求提高將無(wú)機(jī)中間層作為掩模對(duì)無(wú)定形碳膜進(jìn)行蝕刻時(shí)的選擇比，但其也存在限度。因此，過度地增加無(wú)定形碳膜的厚度是困難的。

因此，作為能夠確保選擇比的硬的蝕刻掩模，能夠使用摻雜有硼的無(wú)定形碳(BAC：Boron-doped Amorphous Carbon)膜。因此，摻雜有硼的無(wú)定形碳膜為難蝕刻材料，因此進(jìn)行蝕刻是困難的。

本發(fā)明是為了解決上述課題而完成的，其目的在于提供一種能夠?qū)诫s有硼的無(wú)定形碳進(jìn)行蝕刻的等離子體蝕刻方法。

用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的一個(gè)方面涉及的等離子體蝕刻方法為利用半導(dǎo)體制造裝置，對(duì)摻雜有硼的無(wú)定形碳進(jìn)行蝕刻的等離子體蝕刻方法，該半導(dǎo)體制造裝置具有：形成處理空間的處理容器；載置被處理體的載置臺(tái)；產(chǎn)生等離子體激發(fā)用的能量的能量產(chǎn)生源；和向處理容器內(nèi)供給處理氣體的氣體供給部，該等離子體蝕刻方法使用氯氣和氧氣的混合氣體的等離子體，并使載置臺(tái)的溫度為100℃以上。

在該等離子體蝕刻方法中，在對(duì)摻雜有硼的無(wú)定形碳進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用氯氣和氧氣的混合氣體的等離子體，并使載置臺(tái)的溫度為100℃以上。這樣，通過使用氯氣和氧氣的混合氣體，能夠通過氧和碳的反應(yīng)使碳揮發(fā)，并通過使氯和硼發(fā)生反應(yīng)生成氯化硼，來(lái)降低硼的蒸氣壓溫度，因此通過使載置臺(tái)的溫度為100℃以上，能夠使硼揮發(fā)。因此，能夠?qū)信鸬臒o(wú)定形碳進(jìn)行良好地蝕刻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，至少包括開始蝕刻的第一步驟和在該第一步驟之后實(shí)施的第二步驟，在第一步驟中，使從氣體供給部供給的氧氣的供給量為第一供給量，在第二步驟中，使從氣體供給部供給的氧氣的供給量為比第一供給量少的第二供給量。

在蝕刻的初期，在摻雜有硼的無(wú)定形碳中的抗蝕劑層的正下方部分，自由基、離子容易與蝕刻孔的側(cè)壁沖撞，因此側(cè)壁有時(shí)不必要地削減。由此，蝕刻孔的頂部和底部的尺寸會(huì)產(chǎn)生差異。因此，在開始蝕刻的第一步驟中，相比于第二步驟，增加氧的供給量。由此，在蝕刻的初期中，在抗蝕劑層的正下方的蝕刻孔的側(cè)壁，利用氧將硼氧化而形成保護(hù)膜，能夠利用保護(hù)膜抑制削減側(cè)壁。因此，能夠使頂部和底部的尺寸差變小。

另外，在蝕刻后半期的第二步驟中，減少氧氣的供給量，因此在蝕刻孔變深時(shí)，能夠確保氣體散出性。因此，能夠抑制蝕刻速率的降低，能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻速率的提高。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻時(shí)間的縮短。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在第一步驟中，使處理容器內(nèi)的壓力為第一壓力，在第二步驟中，使處理容器內(nèi)的壓力為比第一壓力高的第二壓力。在該情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)蝕刻速率的提高。

在一個(gè)實(shí)施方式中，載置臺(tái)的溫度能夠?yàn)?00℃～350℃。

在一個(gè)實(shí)施方式中，能量產(chǎn)生源能夠具有：產(chǎn)生微波的微波發(fā)生器；和與載置臺(tái)連接，產(chǎn)生高頻偏置電力的高頻電源，使微波發(fā)生器的電力為3000～4000W，使高頻電源的電力為300～800W。

在一個(gè)實(shí)施方式中，微波可以是從徑向線隙縫天線向處理容器內(nèi)輻射的構(gòu)成。