[發明專利]蝕刻方法

在審

• 申請號: 201480046269.1
• 申請日: 2014-09-02
• 公開（公告）號: CN105474368A
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發明（設計）人: 戶花敏勝;山下扶美子
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;B82Y40/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明的實施方式涉及蝕刻方法。

背景技術

為了實現半導體元件之類的器件的進一步的微細化，必須形成具有比通過迄今為止使用了光刻技術的微細加工得到的極限尺寸還小的尺寸的圖案。作為用于形成這樣的尺寸的圖案的一個手法，作為下一代曝光技術的EUV(遠紫外(extremeultraviolet))的開發有所進展。EUV中，使用比現有的UV光源波長明顯短的波長的光，例如使用13.5nm這樣非常短的波長的光。因此，EUV中存在面向量產化的技術障礙。例如，EUV存在曝光時間長等課題。因此，期望能夠提供更微細化的器件的其他制造方法的開發。

作為代替現有的光刻技術的技術，著眼于使用使秩序圖案自發地組裝化的自組裝(self-assembled)材料之一即自組裝嵌段共聚物(BCP：blockcopolymer)而形成圖案的技術。這樣的技術如專利文獻1和2所述。

專利文獻1所述的技術中，包含含有彼此不混和的二種以上的聚合物/嵌段成分A、B的嵌段共聚物的嵌段共聚物層被涂布于基底層上。而且，為了使聚合物/嵌段成分A、B自發地相分離，進行了熱處理(退火)。由此，可以得到具有包含聚合物/嵌段成分A的第1區域和包含聚合物/嵌段成分B的第2區域的秩序圖案。另外，專利文獻2中，作為通孔的形成方法，提出了嵌段共聚物的圖案化加工。專利文獻2所述的圖案化加工中，通過去除經過相分離的嵌段共聚物層的第1區域和第2區域中的第2區域能夠得到圖案。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-208255號公報

專利文獻2：日本特開2010-269304號公報

發明內容

發明要解決的問題

然而，專利文獻1和2所述的技術中，使用通過嵌段共聚物的圖案化得到的掩模對被蝕刻層進行蝕刻時，掩模的圖案有時發生變形。

因此，要求抑制通過嵌段共聚物的圖案化得到的掩模由于被蝕刻層的蝕刻而發生變形。

用于解決問題的方案

一個方面中，提供對被處理體的被蝕刻層進行蝕刻的方法。該方法包括如下工序：在設置于被蝕刻層上的中間層上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能夠自組裝的嵌段共聚物層的工序(a)；以由嵌段共聚物層形成包含第1聚合物的第1區域和包含第2聚合物的第2區域的方式對被處理體進行處理的工序(b)；在工序(b)之后，對第2區域和該第2區域的正下方的中間層進行蝕刻而形成掩模的工序(c)；在工序(c)之后，在收納有被處理體的等離子體處理裝置的處理容器內，生成包含四氯化硅氣體和氧氣的處理氣體的等離子體，在掩模上形成保護膜的工序(d)；以及在工序(d)之后，對被蝕刻層進行蝕刻的工序(e)。

上述一個方面的方法中，含有基于工序(d)中生成的等離子體中的氧和硅的氧化硅的保護膜形成于掩模上。通過該保護膜，保護掩模免受工序(e)的蝕刻。因此，可以抑制掩模通過被蝕刻層的蝕刻而變形。

一個方案中，被蝕刻層為含有硅的層，工序(e)中，可以在處理容器內生成包含全氟烴氣體和氫氟烴氣體中的至少一種氣體的處理氣體的等離子體。根據該方案，可以利用氟的活性種而對被蝕刻層進行蝕刻。另外，也可以去除在自掩模露出的被蝕刻層的表面上通過工序(d)堆積的保護膜。

另外，另一個方面中，提供對被處理體的被蝕刻層進行蝕刻的其他方法。該方法包括如下工序：在設置于被蝕刻層上的中間層上形成包含第1聚合物和第2聚合物的能夠自組裝的嵌段共聚物層的工序(a)；以由嵌段共聚物層形成包含第1聚合物的第1區域和包含第2聚合物的第2區域的方式對被處理體進行處理的工序(b)；在工序(b)之后，對第2區域和第2區域的正下方的中間層進行蝕刻而形成掩模的工序(c)；以及在形成掩模的工序之后，對被蝕刻層進行蝕刻的工序(f)。該方法的蝕刻對象即被蝕刻層為含有氧化硅或氮化硅的層。對被蝕刻層進行蝕刻的工序(f)中，在等離子體處理裝置的處理容器內，生成包含全氟烴氣體和氫氟烴氣體中的至少一種氣體并且包含溴化氫氣體的氣體的等離子體。

上述的其他一個方面的方法中，由工序(f)中使用的氣體所含的溴化氫氣體所包含的原子或分子的活性種形成包含SiBrO之類的成分的保護膜。另外，利用Br的活性種對掩模進行改性即固化。其結果，可以抑制掩模由于被蝕刻層的蝕刻而發生變形。

另外，上述方法的一個方案中，第1聚合物可以為聚苯乙烯，前述第2聚合物可以為聚甲基丙烯酸甲酯。