專利名稱：等離子體蝕刻方法和裝置、控制程序和計算機(jī)存儲介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隔著由含硅膜構(gòu)成的掩模并利用處理氣體的等離子體 對在被處理基板上形成的有機(jī)膜進(jìn)行蝕刻的等離子體蝕刻方法、等離 子體蝕刻裝置、控制程序和計算機(jī)存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，隔著抗蝕劑掩模進(jìn) 行蝕刻處理，使硅氧化膜等的被蝕刻膜等形成希望的圖案。另外，公 知有在這樣的等離子體蝕刻中，通過使用多層抗蝕劑掩模，而能夠進(jìn) 一步高精度地進(jìn)行微細(xì)加工的技術(shù)。在使用上述那樣的多層抗蝕劑掩模的等離子體蝕刻工序中，得知 利用處理氣體的等離子體，對作為構(gòu)成多層抗蝕劑掩模的下層抗蝕劑 的有機(jī)膜，隔著在其上層形成的由含硅膜構(gòu)成的掩模進(jìn)行等離子體蝕刻。在這樣的等離子體蝕刻工序中，作為處理氣體，可知使用例如02 氣體的單獨(dú)氣體、02氣體和N2氣體的混合氣體，02氣體和CO氣體的 混合氣體、02氣體和CH4氣體的混合氣體等。另外，在這樣的等離子 體蝕刻工序中，可知作為處理氣體使用02氣體和稀有氣體的混合氣體 (例如參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-296991號公報在使用上述那樣的多層抗蝕劑掩模的等離子體蝕刻工序中，因?yàn)?將有機(jī)膜化學(xué)蝕刻，所以存在有機(jī)膜的側(cè)壁部分的形狀難以成為垂直 狀態(tài)，有機(jī)膜的側(cè)壁部分被過剩蝕刻而彎曲發(fā)生所謂的弧狀彎曲(bowing)、掩模的下側(cè)部分被過剩蝕刻發(fā)生所謂的下陷(底切(undercut))的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種當(dāng)對有機(jī)膜隔著在其上層形成的由含硅膜構(gòu)成的掩模進(jìn)行等離子體蝕刻時，能 夠抑制在有機(jī)膜的側(cè)壁部分發(fā)生彎曲或者下陷，能夠得到良好蝕刻形 狀的等離子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置、控制程序和計算機(jī)存儲 介質(zhì)。本發(fā)明第一方面的等離子體蝕刻方法，隔著由含硅膜構(gòu)成的掩模 并利用處理氣體的等離子體對在被處理基板上形成的有機(jī)膜進(jìn)行蝕 刻，該等離子體蝕刻方法的特征在于上述處理氣體由含有含氧氣體、 稀有氣體、碳氟化合物氣體的混合氣體構(gòu)成。本發(fā)明第二方面的等離子體蝕刻方法，其特征在于在第一方面 的等離子體蝕刻方法中，上述含氧氣體是由02氣體、CO氣體、C02 氣體中的任一種氣體構(gòu)成的單獨(dú)氣體或者由這些氣體組合構(gòu)成的混合 氣體。本發(fā)明第三方面的等離子體蝕刻方法，其特征在于在第二方面 的等離子體蝕刻方法中，上述含氧氣體為02氣體的單獨(dú)氣體，上述碳 氟化合物氣體相對于02氣體的流量比例為1% 10。％。本發(fā)明第四方面的等離子體蝕刻方法，其特征在于在本發(fā)明第三方面的等離子體蝕刻方法中，上述碳氟化合物氣體為C4F6氣體，C4F6 氣體相對于02氣體的流量比例為5% 10%。本發(fā)明第五方面的等離子體蝕刻方法，其特征在于在本發(fā)明第一方面 第三方面中任一方面所述的等離子體蝕刻方法中，上述碳氟化合物氣體為選自CjF6氣體、C4Fs氣體、C3Fs氣體、C2F6氣體、CF4氣體、QF8氣體以及C6F6氣體中的任一種。本發(fā)明第六方面的等離子體蝕刻方法，其特征在于在本發(fā)明第一方面 第五方面中任一方面所述的等離子體蝕刻方法中，上述含硅膜為選自SiON膜、SiN膜、Si02膜、SiC膜、SiOC膜以及SiOCH膜中的任一種。本發(fā)明第七方面的等離子體蝕刻裝置，其特征在于，包括收容 被處理基板的處理腔室；向上述處理腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體 供給單元；使從上述處理氣體供給單元供給的上述處理氣體等離子體 化來對上述被處理基板進(jìn)行處理的等離子體生成單元；和在上述處理 腔室內(nèi)以進(jìn)行第一方面 第六方面中任一方面所述的等離子體蝕刻方法的方式進(jìn)行控制的控制部。本發(fā)明第八方面的控制程序，其特征在于該控制程序在計算機(jī) 上運(yùn)行，并且在執(zhí)行時以進(jìn)行第一方面 第六方面中任一方面所述的 等離子體蝕刻方法的方式控制等離子體蝕刻裝置。本發(fā)明第九方面的計算機(jī)存儲介質(zhì)，其特征在于該計算機(jī)存儲 介質(zhì)存儲有在計算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，上述控制程序在執(zhí)行時以進(jìn) 行第一方面 第六方面中任一方面所述的等離子體蝕刻方法的方式控 制等離子體蝕刻裝置。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種當(dāng)隔著在有機(jī)膜的上層形成的由含硅 膜構(gòu)成的掩模對有機(jī)膜進(jìn)行等離子體蝕刻時，能夠抑制在有機(jī)膜的側(cè) 壁部分發(fā)生彎曲或下陷，能夠得到良好的蝕刻形狀的等離子體蝕刻方 法、等離子體蝕刻裝置、控制程序和計算機(jī)存儲介質(zhì)。


圖1為表示本發(fā)明等離子體蝕刻方法的實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體 晶片的截面結(jié)構(gòu)的圖。圖2為表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的等離子體蝕刻裝置的概略結(jié) 構(gòu)圖。圖3為比較并模式表示實(shí)施例和比較例的蝕刻形狀的圖。符號說明W半導(dǎo)體晶片101硅氧化膜102有機(jī)膜103 S固膜104 0—ARC膜105 ArF光致抗蝕劑膜 106、 107、 108開口具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1為擴(kuò)大表示 本實(shí)施方式所涉及的等離子體蝕刻方法的作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片的截面結(jié)構(gòu)圖。另外，圖2為表示本實(shí)施方式所涉及的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)圖。首先，參照圖2，對等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。等離子體蝕刻裝置具有氣密(氣體密封)構(gòu)成的并且成為電氣接 地電位的處理腔室1。該處理腔室1呈圓筒狀，例如由鋁等構(gòu)成。在處理腔室1內(nèi)設(shè)置有水平支撐作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片w的載置臺2。載置臺2例如由鋁等構(gòu)成，其通過絕緣板3而被支撐在導(dǎo)體的支撐 臺4上。另外，在載置臺2的上方的外周設(shè)置有例如由單晶硅形成的 聚焦環(huán)5。此外，以包圍載置臺2和支撐臺4的周圍的方式設(shè)置有例如 由石英等構(gòu)成的圓筒狀的內(nèi)壁部件3a。在載置臺2上，經(jīng)由第一匹配器lla連接有第一RF電源10a，另 外，經(jīng)由第二匹配器lib連接有第二 RF電源10b。第一 RF電源10a 為等離子體形成用的電源，從該第一 RF電源10a向載置臺2供給規(guī)定 頻率(27MHz以上例如40MHz)的高頻電力。另外，第二 RF電源10b 為離子引入用的電源，從該第二RF電源10b向載置臺2供給頻率比第 一 RF電源10a的頻率低的規(guī)定頻率(13.56MHz以下，例如2MHz) 的高頻電力。另一方面，在載置臺2的上方以與載置臺2平行相對的 方式設(shè)置有噴頭16，載置臺2和噴頭16作為一對電極發(fā)揮作用。在載置臺2的上面設(shè)置有用于靜電吸附半導(dǎo)體晶片W的靜電卡盤 6。該靜電卡盤6構(gòu)成為介于絕緣體6b之間具有電極6a，在電極6a上 連接有直流電源12。此外，構(gòu)成為通過從直流電源12向電極6a施加 直流電壓，利用庫倫力來吸附半導(dǎo)體晶片W。在支撐臺4的內(nèi)部形成有制冷劑流路4a，在制冷劑流路4a上連接 有制冷劑入口配管4b、制冷劑出口配管4c。然后，通過使合適的制冷 劑、例如冷卻水等在制冷劑流路4a的內(nèi)部循環(huán)，而能夠?qū)⒅闻_4和 載置臺2控制在規(guī)定的溫度。另外，以貫通載置臺2等的方式設(shè)置有 用于向半導(dǎo)體晶片W的背面?zhèn)裙┙o氦氣體等的冷熱傳遞用氣體(背側(cè) 氣體(backside gas))的背側(cè)氣體供給配管30，該背側(cè)氣體供給配管 30與圖中未示的背側(cè)氣體供給源連接。通過這些構(gòu)成，能夠?qū)⑼ㄟ^靜 電卡盤6吸附保持在載置臺2上面的半導(dǎo)體晶片W控制在規(guī)定的溫度。上述噴頭16設(shè)置在處理腔室1的頂壁部分上。噴頭16具備本體部16a和成為電極板的上部頂板16b，通過絕緣性部件45支撐在處理 腔室1的上部。本體部16a由導(dǎo)電性材料、例如表面被陽極氧化處理 的鋁構(gòu)成，以上部頂板16b能夠裝卸自由地支撐在其下部的方式構(gòu)成。在本體部16a的內(nèi)部設(shè)置有氣體擴(kuò)散室16c，以位于該氣體擴(kuò)散室 16c的下部的方式，在本體部16a的底部形成有多個氣體流通孔16d。 另外，在上部頂板16b上，以與上述氣體流通孔16d重疊的方式設(shè)置 有在厚度方向貫通該上述頂板16b的氣體導(dǎo)入孔16e。通過這樣的構(gòu)成， 供給到氣體擴(kuò)散室16c的處理氣體，通過氣體流通孔16d和氣體導(dǎo)入 孔16e呈噴淋狀地分散供給到處理腔室1內(nèi)。此外，在本體部16a等 上設(shè)置有用于使制冷劑循環(huán)的圖中未示的配管，在等離子體蝕刻中， 能夠?qū)婎^16冷卻到規(guī)定溫度。在上述本體部16a上形成有用于向氣體擴(kuò)散室16c導(dǎo)入處理氣體 的氣體導(dǎo)入口 16d。在該氣體導(dǎo)入口 16d上連接有氣體供給配管15a， 在該氣體供給配管15a的另一端連接有用于供給蝕刻用處理氣體(蝕 刻氣體)的處理氣體供給源15。在氣體供給配管15a上從上游側(cè)開始 依次設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(MFC) 15b和開閉閥Vl。而且，從處理 氣體供給源15，將作為等離子體蝕刻用的處理氣體，例如02/Xe/C4F6 等的混合氣體，通過供給配管15a供給到氣體擴(kuò)散室16c，從該氣體擴(kuò) 散室16c，通過氣體流通孔16d和氣體導(dǎo)入孔16e呈噴淋狀地分散供給 到處理腔室1內(nèi)。在作為上述上部電極的噴頭16上，經(jīng)由低通濾波器(LPF) 51電 氣連接有可變直流電源52。該可變直流電源52能夠通過開 閉開關(guān) 53進(jìn)行供電的開 閉。通過后述的控制部60對可變直流電源52的電 流 電壓及開 閉開關(guān)53的開 閉進(jìn)行控制。此外，如后述那樣，在 從第一 RF電源10a、第二 RF電源10b向載置臺2供給高頻使處理空 間內(nèi)發(fā)生等離子體時，通過控制部60接通開'閉開關(guān)53，向作為上部 電極的噴頭16供給規(guī)定的直流負(fù)電壓。以從處理腔室1的側(cè)壁向與噴頭16的高度位置相比的上方延伸的 方式設(shè)置圓筒狀的接地導(dǎo)體la。該圓筒狀的接地導(dǎo)體la，在其上部具 有頂壁。在處理腔室1的底部形成有排氣口 71，在該排氣口 71上通過排氣管72連接有排氣裝置73。排氣裝置73具有真空泵，通過使該真空泵 動作而能夠使處理腔室1內(nèi)減壓至規(guī)定的真空度。另一方面，在處理 腔室1的側(cè)壁上設(shè)置有晶片W的搬入搬出口 74，在該搬入搬出口 74 上設(shè)置有開閉該搬入搬出口 74的閘閥75。圖中76、 77為裝卸自由的沉積物屏蔽(亍'術(shù)、〉一AK)。沉積物 屏蔽76沿著處理腔室1的內(nèi)壁面設(shè)置，具有防止蝕刻副產(chǎn)物(沉積物) 附著在處理腔室1的作用，在該沉積物屏蔽76的與半導(dǎo)體晶片W大 致相同的高度位置上設(shè)置有DC接地的導(dǎo)電性部件(GND塊(block)) 79，由此能夠防止異常放電。上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置，通過控制部60總體控制其動作。 在該控制部60上設(shè)置有具備CPU的對等離子體蝕刻裝置的各部分進(jìn) 行控制的程序控制器61、用戶界面62、存儲部63。用戶界面62由工序管理者為了管理等離子體蝕刻裝置而進(jìn)行指令 輸入操作的鍵盤、可視化表示等離子體蝕刻裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的顯示器 等構(gòu)成。在存儲部63內(nèi)收納有用于通過程序控制器61的控制實(shí)現(xiàn)由等離 子體蝕刻裝置執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)、存儲有處理?xiàng)l件數(shù) 據(jù)等的方案。而且，根據(jù)需要，通過來自用戶界面62的指示等從存儲 部63調(diào)用任意的方案，并在程序控制器61中運(yùn)行，由此，能夠在程 序控制器61的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進(jìn)行希望的處理。另外， 作為控制程序、處理?xiàng)l件數(shù)據(jù)等的方案，可以利用貯存在計算機(jī)能夠 讀取的計算機(jī)存儲介質(zhì)(例如硬盤、CD、軟盤、半導(dǎo)體存儲器等)等 中的狀態(tài)的方案，或者是從其它的裝置例如通過專用線路隨時傳送以 在線方式利用的方案。在這樣構(gòu)成的等離子體蝕刻裝置中，對在半導(dǎo)體晶片W上形成的 有機(jī)膜等進(jìn)行等離子體蝕刻的次序進(jìn)行說明。首先，打開閘閥75，將 半導(dǎo)體晶片W通過圖中未示的搬送機(jī)械設(shè)備(機(jī)械臂)等，通過圖中 未示的負(fù)載鎖定室從搬入搬出口 74搬入到處理腔室1內(nèi)，并將其載置 在載置臺2上。之后，使搬送機(jī)械設(shè)備退避到處理腔室1夕卜，關(guān)閉閘 閥75。然后，利用排氣裝置73的真空泵通過排氣口 71對處理腔室1 內(nèi)進(jìn)行排氣。在處理腔室1內(nèi)成為規(guī)定的真空度之后，從處理氣體供給源15向 處理腔室1內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定的處理氣體(蝕刻氣體)，將處理腔室1內(nèi)保持規(guī)定的壓力，例如1.33Pa (10mTorr)，在該狀態(tài)下從第一 RF電源10a 向載置臺2供給頻率為例如40MHz的高頻電力。另外，為了離子引入， 從第二 RF電源10b向載置臺2供給頻率為例如2.0MHz的高頻電力。 此時，從直流電源12向靜電卡盤6的電極6a施加規(guī)定的直流電壓， 利用庫倫力吸附半導(dǎo)體晶片W。在該情況下，通過如上述那樣向作為下部電極的載置臺2施加高 頻電力，在作為上部電極的噴頭16和作為下部電極的載置臺2之間形 成電場。在半導(dǎo)體晶片W存在的處理空間內(nèi)發(fā)生放電，通過由此形成 的處理氣體的等離子體，對在半導(dǎo)體晶片W上形成的有機(jī)膜等進(jìn)行蝕 刻處理。在此，如上所述，因?yàn)樵诘入x子體處理中能夠向噴頭16施加直流 電壓，所以具有如下的效果。即，例如在將無機(jī)膜作為掩模對有機(jī)膜 進(jìn)行蝕刻的情況等的工藝中，要求等離子體為高電子密度并且低離子 能量。如果例如lOOMHz左右的RF電源作為等離子體發(fā)生用的RF電 源則能夠?qū)崿F(xiàn)這種情況，但由于裝置規(guī)模變大，所以優(yōu)選頻率較低。 但是，如果降低頻率想要得到高電子密度而增大功率的情況下，離子 能量也增大。因此，如果使用如上述那樣的直流電壓，則通過抑制打 進(jìn)半導(dǎo)體晶片W的離子能量的同時增大等離子體的電子密度，使得在 成為半導(dǎo)體晶片W的蝕刻對象的膜的蝕刻率上升的同時，向設(shè)置在蝕 刻對象的上部的成為掩模的膜的濺射率降低。然后，如果上述蝕刻處理結(jié)束，則停止高頻電力的供給和處理氣 體的供給，以與上述次序相反的次序，將半導(dǎo)體晶片W從處理腔室1 內(nèi)搬出。接著，參照圖1，對本實(shí)施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置的制造方法進(jìn) 行說明。圖1 (a) 圖(c)為擴(kuò)大表示作為本實(shí)施方式所涉及的被處 理基板的半導(dǎo)體晶片W的主要部分結(jié)構(gòu)圖。如圖1 (a)所示，在半導(dǎo) 體晶片W上形成有作為被蝕刻膜的例如硅氧化膜101，在該硅氧化膜 101的上層，作為用于構(gòu)成多層抗蝕劑的膜，從下側(cè)開始依次形成有作 為下層抗蝕劑的有機(jī)膜102 (厚度例如為400nm)、作為含硅膜的SiON膜103 (厚度例如為45nm)、 O—ARC膜(反射防止膜)104 (厚度例 如為25nm)、作為上層抗蝕劑的例如ArF光致抗蝕劑膜105 (厚度例 如為60nm)。在ArF光致抗蝕劑膜105上形成有通過精密照相復(fù)制工 序而圖形化的規(guī)定形狀的開口 106。將上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片W容納在圖2所示的裝置的處理腔室1 內(nèi)，并載置在載置臺2上，從圖l (a)所示的狀態(tài)，將ArF光致抗蝕 劑膜105設(shè)為掩模，對O—ARC膜104和SiON膜103進(jìn)行蝕刻，并 且形成開口 107成為圖Kb)的狀態(tài)。此外，在0—ARC膜104和SiON 膜103的蝕刻結(jié)束時，ArF光致抗蝕劑膜105成為很薄地殘留的狀態(tài)。接著，從圖l (b)的狀態(tài)，對有機(jī)膜102進(jìn)行等離子體蝕刻，并 形成開口 108，成為圖1 (c)的狀態(tài)。在該等離子體蝕刻時，很薄地 殘留的ArF光致抗蝕劑膜105和O—ARC膜104被蝕刻而消失，最終 如上所述，以被圖形化的SiON膜103作為掩模，進(jìn)行有機(jī)膜102的等 離子體蝕刻。在現(xiàn)有技術(shù)中，在對該有機(jī)膜102進(jìn)行等離子體蝕刻時， 使用上述的02氣體的單獨(dú)氣體等。在本實(shí)施方式中，在該有機(jī)膜102 的等離子體蝕刻中，使用由含有含氧(O)氣體、稀有氣體、碳氟化合 物氣體(CF系氣體)的混合氣體構(gòu)成的處理氣體。作為實(shí)施例1，使用圖2所示的等離子體蝕刻裝置，并通過以下所 示的方案，在圖1所示結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片上實(shí)施上述有機(jī)膜102的等 離子體蝕刻處理工序。此外，以下所示的實(shí)施例1的處理方案，是從控制部60的存儲部 63讀出，并被讀入到程序控制器61，通過程序控制器61根據(jù)控制程 序?qū)Φ入x子體蝕刻裝置的各部分進(jìn)行控制，來執(zhí)行按照讀出的處理方 案那樣的等離子體蝕刻處理工序。(O—ARC膜和SiON膜的蝕刻)處理氣體CF4/N2/02= 150/75/5 sccm壓力13.3Pa (100mTorr)高頻電力(40MHz/2MHz): 1000/0W直流電壓一300V (有機(jī)膜的蝕刻)處理氣體02/Xe/C4F6= 125/125/10 sccm壓力1.33Pa (lOmTorr)高頻電力(40MHz/2MHz): 1400/OW直流電壓0V在上述實(shí)施例1中，通過電子顯微鏡觀察進(jìn)行完等離子體蝕刻的 半導(dǎo)體晶片W，能夠確認(rèn)出蝕刻成沒有彎曲和下陷(底切)的良好狀 態(tài)的側(cè)壁形狀。此外，在圖3 (a)中模式地表示此時的蝕刻形狀。接著，作為實(shí)施例2，僅變更上述實(shí)施例1的處理氣體流量，按照 以下的條件進(jìn)行有機(jī)膜的等離子體蝕刻。此外，O—ARC膜和SiON膜 的蝕刻條件與實(shí)施例l相同。處理氣體02/Xe/C4F6 = 200/50/10 seem通過電子顯微鏡觀察進(jìn)行完上述實(shí)施例2的等離子體蝕刻的半導(dǎo) 體晶片W，能夠確認(rèn)出蝕刻成與上述實(shí)施例1相比僅有少許瑕疵的、 并且彎曲、下陷較少的良好的側(cè)壁形狀。此外，在圖3 (b)中模式地 表示此時的蝕刻形狀。另一方面，作為比較例1 3，在上述的實(shí)施例中，在僅如以下那 樣變更處理氣體的方面不同的條件下，進(jìn)行上述有機(jī)膜的等離子體蝕 刻處理工序。此外，0—ARC膜和SiON膜的蝕刻條件與實(shí)施例1相同。 (比較例1 ) 處理氣體O2=250 sccm(比較例2) 處理氣體02/ C4F6 = 250/10 seem(比較例3) 處理氣體02/Xe= 125/125 seem在上述實(shí)施例1 3中，通過電子顯微鏡觀察進(jìn)行完等離子體蝕刻 的半導(dǎo)體晶片W，與上述實(shí)施例l、 2相比，發(fā)生彎曲、下陷的情況比 較顯著，成為側(cè)壁形狀不好的狀態(tài)。此外，在圖3 (c) 3 (e)中模 式地表示出此時的蝕刻形狀。如上所述，在上述實(shí)施例1、 2中，與比較例1 3的情況相比， 能夠抑制彎曲、下陷的發(fā)生，能夠蝕刻成良好的側(cè)壁形狀。此外，在 將上述實(shí)施例1、 2的Xe氣體變更成作為其它稀有氣體的Ar氣體進(jìn)行 等離子體蝕刻的情況下，也能夠得到與上述實(shí)施例1、 2大致相同的結(jié)果。在上述實(shí)施例1中，C4F6氣體流量相對于蝕刻有機(jī)膜的處理氣體 的02氣體流量的比(C4F6氣體流量/02氣體流量)為8%，在上述實(shí)施例2中，其為5%。而且，如上所述，實(shí)施例1與實(shí)施例2相比，側(cè)壁部的蝕刻形狀良好。因此，優(yōu)選碳氟化合物氣體流量相對于處理氣體的02氣體流量的比增大為某種程度。但是，如果碳氟化合物氣體流量相對于處理氣體的02氣體流量的 比增大，則有機(jī)膜相對于作為掩模的含硅膜(SiON膜等)的選擇比(有 機(jī)膜的蝕刻率/含硅膜的蝕刻率)降低。實(shí)際上，在測定相對作為含硅 膜的1種的硅氧化膜的選擇比時，有機(jī)膜相對于實(shí)施例1的情況的硅 氧化膜的選擇比(有機(jī)膜的蝕刻率/硅氧化膜的蝕刻率)約為11.4，在 實(shí)施例2中為17.0。另外，例如使用CF4氣體作為碳氟化合物氣體的 情況與使用C4F6氣體的情況相比，有必要減少碳氟化合物氣體的添加 量。因此，優(yōu)選將碳氟化合物氣體流量相對于處理氣體的02氣體流量 的比設(shè)為1% 10%左右。另外，如實(shí)施例l、 2那樣，在使用0^6氣 體作為碳氟化合物氣體的情況下，優(yōu)選將C4F6氣體流量相對于02氣體 流量的比(QF6氣體流量/02氣體流量)設(shè)為5% 10%左右。另外， 作為成為有機(jī)膜蝕刻的掩模的含硅膜，除SiON膜以外，還有例如SiN 膜、Si02膜、SiC膜、SiOC膜、SiOCH膜等，即使在這些的任何一種 的情況下，也同樣能夠適用本發(fā)明。另外，作為碳氟化合物氣體，除QF6氣體以外，還能夠使用例如C4F8氣體、C3Fs氣體、C2F6氣體、CF4氣體、CsFs氣體、C6F6氣體等。此外，在上述實(shí)施例l、 2中，雖然使 用碳氟化合物氣體(CF氣體)，但推測也能夠使用CHF系氣體。另外，在上述實(shí)施例1、 2中，雖然使用02氣體的單獨(dú)氣體作為 含氧氣體，但也能夠使用02氣體、CO氣體、C02氣體的單獨(dú)氣體和 它們的混合氣體作為含氧氣體。使用CO氣體或C02氣體的情況與使 用02氣體的情況相比，有機(jī)膜的蝕刻率降低，同時對硅氧化膜的選擇 比(有機(jī)膜的蝕刻率/硅氧化膜的蝕刻率)降低。例如，在以02氣體的 單獨(dú)氣體(流量250sccm，壓力1.33Pa (10mTorr)，高頻電力 (40MHz/2MHz): 1400/0W)蝕刻有機(jī)膜的情況下，有機(jī)膜的蝕刻率 為807nm/min，對硅氧化膜的選擇比為78.8。與此相對，在以02氣體和CO氣體的混合氣體(流量:02/CO=125/125sccm，壓力1.33Pa OOmTorr)，高頻電力(40MHz/2MHz): 1400/OW)蝕刻有機(jī)膜的情 況下，有機(jī)膜的蝕刻率為572nm/min，對硅氧化膜的選擇比為30.3。因 此，優(yōu)選在使用CO氣體或C02氣體的情況與使用02氣體的情況相比， 碳氟化合物氣體的添加量減少。按照以上說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)隔著在其上層形成的 由含硅膜構(gòu)成的掩模對有機(jī)膜進(jìn)行等離子體蝕刻時，能夠抑制在有機(jī) 膜的側(cè)壁部分發(fā)生彎曲、下陷，能夠得到良好的蝕刻形狀。此外，本 發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行各種變形。例如，等離 子體蝕刻裝置并不限定于圖2所示的平行平板型的下部雙頻、上部直 流施加型，除上下雙頻施加型的等離子體蝕刻裝置和下部單頻施加型 的等離子體蝕刻裝置等以外，還能夠使用各種的等離子體蝕刻裝置。
權(quán)利要求
1.一種等離子體蝕刻方法，該方法隔著由含硅膜構(gòu)成的掩模并利用處理氣體的等離子體對在被處理基板上形成的有機(jī)膜進(jìn)行蝕刻，該等離子體蝕刻方法的特征在于所述處理氣體由含有含氧氣體、稀有氣體、碳氟化合物氣體的混合氣體構(gòu)成。
2. 如權(quán)利要求1所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于 所述含氧氣體是由02氣體、CO氣體、C02氣體中的任一種氣體構(gòu)成的單獨(dú)氣體或者由這些氣體組合構(gòu)成的混合氣體。
3. 如權(quán)利要求2所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于 所述含氧氣體為02氣體的單獨(dú)氣體，所述碳氟化合物氣體相對于02氣體的流量比例為1。％ 10。％。
4. 如權(quán)利要求3所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于 所述碳氟化合物氣體為C4F6氣體，C4F6氣體相對于02氣體的流量比例為5% 10%。
5. 如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于所述碳氟化合物氣體為選自C4F6氣體、QFs氣體、C3Fs氣體、C2F6氣體、CF4氣體、C5Fs氣體以及C6F6氣體中的任一種。
6. 如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于所述含硅膜為選自SiON膜、SiN膜、Si02膜、SiC膜、SiOC膜 以及SiOCH膜中的任一種。
7. —種等離子體蝕刻裝置，其特征在于，包括 收容被處理基板的處理腔室；向所述處理腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給單元； 使從所述處理氣體供給單元供給的所述處理氣體等離子體化來對所述被處理基板進(jìn)行處理的等離子體生成單元；和在所述處理腔室內(nèi)以進(jìn)行權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的等離子體 蝕刻方法的方式進(jìn)行控制的控制部。
8. —種控制程序，其特征在于該控制程序在計算機(jī)上運(yùn)行，并且在執(zhí)行時以進(jìn)行權(quán)利要求1 6 中任一項(xiàng)所述的等離子體蝕刻方法的方式控制等離子體蝕刻裝置。
9. 一種計算機(jī)存儲介質(zhì)，其特征在于該計算機(jī)存儲介質(zhì)存儲有在計算機(jī)上運(yùn)行的控制程序，所述控制程序在執(zhí)行時以進(jìn)行權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的等離子體蝕刻方法的方式控制等離子體蝕刻裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種等離子體蝕刻方法等，該方法當(dāng)隔著在有機(jī)膜的上層形成的由含硅膜構(gòu)成的掩模對有機(jī)膜進(jìn)行等離子體蝕刻時，能夠抑制在有機(jī)膜的側(cè)壁部分發(fā)生彎曲、下陷情況，能夠得到良好的蝕刻形狀。將圖形化的SiON膜(103)作為掩模，進(jìn)行有機(jī)膜(102)的等離子體蝕刻，形成開口(108)。在該有機(jī)膜(102)等離子體蝕刻中，使用由含有含氧(O)氣體、稀有氣體、碳氟化合物氣體(CF系氣體)的混合氣體構(gòu)成的處理氣體。
文檔編號H01L21/00GK101241859SQ20081000869
公開日2008年8月13日 申請日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月6日
發(fā)明者早川欣延, 昆泰光 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社