專利名稱：等離子體蝕刻方法和等離子體蝕刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及等離子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置和計算機存儲介質(zhì)。
背景技術(shù)：
一直以來，在半導(dǎo)體裝置的制造工序中，隔著光致抗蝕劑等掩膜進行等離子體蝕刻處理，將硅氧化膜等被蝕刻膜形成期望的圖案。作為這種等離子體蝕刻裝置，例如已知電容耦合型的等離子體蝕刻裝置在兼作用于載置半導(dǎo)體晶片等基板的載置臺的下部電極， 和以與該下部電極相對的方式配置的上部電極之間，施加高頻電力來產(chǎn)生等離子體。通過上述等離子體蝕刻在硅氧化膜或硅氮化膜等絕緣膜上形成孔的工序中，隨著孔深加深，掩膜的膜厚有變薄的傾向，獲得垂直的孔形狀變得越來越難。因此，在等離子體蝕刻工藝中，進行了用于獲得良好的開口性和選擇性的研究。例如，提出了在上述電容耦合型等離子體蝕刻裝置中，通過對上部電極施加直流電壓以獲得良好的開口性和選擇性的方法(例如參照專利文獻1)。專利文獻1 日本特開2008-21791號公報

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，希望開發(fā)出在等離子體蝕刻工藝中即使對于深度較深的孔也能夠蝕刻成良好的形狀的技術(shù)。本發(fā)明鑒于上述現(xiàn)有的問題，提供一種即使對于深度較深的孔也能夠蝕刻成良好的形狀的等離子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置和計算機存儲介質(zhì)。本發(fā)明的等離子體蝕刻方法的一種方式，由形成為規(guī)定圖案的光致抗蝕劑層、位于上述光致抗蝕劑層的下層的有機類的防反射膜、位于上述防反射膜的下層的SiON膜和位于上述SiON膜的下層的無定形碳層構(gòu)成多層掩膜，利用作為最終的掩膜的無定形碳層的圖案，對位于上述無定形碳層的下層的硅氧化膜或硅氮化膜進行等離子體蝕刻，其特征在于，在開始上述硅氧化膜或上述硅氮化膜的等離子體蝕刻時的初始掩膜，是在上述無定形碳層之上殘留有上述SiON膜的狀態(tài)，并且上述無定形碳層的膜厚/殘留的上述SiON膜的膜厚彡14。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種即使對于深度較深的孔也能夠蝕刻成良好的形狀的等離子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置和計算機存儲介質(zhì)。


圖1是表示本發(fā)明的等離子體蝕刻方法的實施方式中的半導(dǎo)體晶片的截面結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式的等離子體蝕刻裝置的大致結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示實施例的半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)的電子顯微鏡照片。圖4是表示比較例的半導(dǎo)體晶片的狀態(tài)的電子顯微鏡照片。
圖5是表示SiON膜的殘膜量和無定形碳的殘膜量的關(guān)系的圖表。圖6是表示因施加直流電壓而引起的光致抗蝕劑的狀態(tài)的變化的電子顯微鏡照片。附圖標(biāo)記說明W 半導(dǎo)體晶片101 光致抗蝕劑層102有機類的防反射膜(BARC)103 SiON 膜104無定形碳層105硅氧化膜
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是將本實施方式的等離子體蝕刻方法中作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片的截面結(jié)構(gòu)放大表示的圖。另外，圖2表示本實施方式的等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)。首先，參照圖2對等離子體蝕刻裝置的結(jié)構(gòu)進行說明。等離子體蝕刻裝置具有氣密地構(gòu)成的、處于電接地電位的處理腔室1。該處理腔室1為圓筒狀，例如由鋁等構(gòu)成。在處理腔室1內(nèi)，設(shè)置有將作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片 W水平支承的載置臺2。載置臺2例如由鋁等構(gòu)成，具有作為下部電極的功能。該載置臺2 通過絕緣板3支承在導(dǎo)體的支承臺4上。并且，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。另外，以包圍載置臺2和支承臺4的周圍的方式，設(shè)置有例如由石英等形成的圓筒狀的內(nèi)壁部件3a。在載置臺2，經(jīng)由第一匹配器Ila連接有第一 RF電源10a，并且，經(jīng)由第二匹配器 1 Ib連接有第二 RF電源IOb。第一 RF電源IOa是等離子體產(chǎn)生用的電源，從該第一 RF電源 IOa對載置臺2供給規(guī)定頻率(27MHz以上，例如40MHz)的高頻電力。而第二 RF電源IOb 是離子引入用(偏置用)的電源，從該第二 RF電源IOb對載置臺2供給比第一 RF電源IOa 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)置有具有作為上部電極的功能的噴淋頭16，噴淋頭16和載置臺2，作為一對電極(上部電極和下部電極)起作用。在載置臺2的上表面，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采用使電極6a介于絕緣體6b之間的結(jié)構(gòu)，電極6a與直流電源12連接。這樣，通過從直流電源12對電極6a施加直流電壓，來利用庫侖力吸附半導(dǎo)體晶片W。在支承臺4的內(nèi)部形成有制冷劑流路如，在制冷劑流路4a，連接有制冷劑入口配管4b和制冷劑出口配管如。這樣，能夠通過使適宜的制冷劑例如冷卻水等在制冷劑流路 4a中循環(huán)，來將支承臺4和載置臺2控制成規(guī)定的溫度。另外，以貫通載置臺2等的方式， 設(shè)置有向半導(dǎo)體晶片W的背面?zhèn)裙┙o氦氣體等冷熱傳遞用氣體(背側(cè)氣體，back-sidegas) 的背側(cè)氣體供給配管30，該背側(cè)氣體供給配管30與未圖示的背側(cè)氣體供給源連接。利用這些結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑼ㄟ^靜電卡盤6吸附保持在載置臺2的上表面的半導(dǎo)體晶片W，控制成規(guī)定的溫度。上述噴淋頭16設(shè)置在處理腔室1的頂壁部分。噴淋頭16具備主體部16a和作為電極板的上部頂板16b，通過絕緣性部件45支承在處理腔室1的上部。主體部16a由導(dǎo)電性材料——例如表面經(jīng)過陽極氧化處理的鋁——構(gòu)成，能夠在其下部以自由裝卸的方式支承上部頂板16b。在主體部16a的內(nèi)部，設(shè)置有氣體擴散室16c，以位于該氣體擴散室16c的下部的方式，在主體部16a的底部形成有多個氣體流通孔16d。另外，在上部頂板16b，以在厚度方向上貫通該上部頂板16b的方式，設(shè)置有與上述氣體流通孔16d重合的氣體導(dǎo)入孔16e。利用這樣的結(jié)構(gòu)，供給到氣體擴散室16c的處理氣體，經(jīng)過氣體流通孔16d和氣體導(dǎo)入孔16e 噴淋狀地分散供給到處理腔室1內(nèi)。另外，在主體部16a等，設(shè)置有用于使制冷劑循環(huán)的未圖示的配管，以能夠在等離子體處理中將噴淋頭16冷卻到規(guī)定溫度。在上述主體部16a，形成有用于向氣體擴散室16c導(dǎo)入處理氣體的氣體導(dǎo)入口 16f。該氣體導(dǎo)入口 16f與氣體供給配管1 連接，在該氣體供給配管15a的另一端，連接有供給蝕刻用或處理(treatment)用的處理氣體的處理氣體供給源15。在氣體供給配管 15a，從上游側(cè)起依次設(shè)置有質(zhì)量流控制器(MFC) 1 和開閉閥VI。這樣，用于等離子體蝕刻的處理氣體，從處理氣體供給源15經(jīng)過氣體供給配管1 供給到氣體擴散室16c，并從該氣體擴散室16c，經(jīng)過氣體流通孔16d和氣體導(dǎo)入孔16e噴淋狀地分散供給到處理腔室1內(nèi)。在上述作為上部電極的噴淋頭16，經(jīng)由低通濾波器(LPF) 51電連接有可變直流電源52。該可變直流電源52，能夠通過ON(導(dǎo)通)AFF(關(guān)斷)開關(guān)53實現(xiàn)供電的ON AFF15 可變直流電源52的電流·電壓和ON · OF開關(guān)53的ON · OFF,由后述的控制部60控制。另外，如后文所述，在從第一 RF電源10a、第二 RF電源IOb對載置臺2施加高頻電力來在處理空間產(chǎn)生等離子體時，根據(jù)需要，利用控制部60使ON -OF開關(guān)53為0N，對作為上部電極的噴淋頭16施加規(guī)定的直流電壓。以從處理腔室1的側(cè)壁起延伸至噴淋頭16的高度位置的上方的方式，設(shè)置有圓筒狀的接地導(dǎo)體la。該圓筒狀的接地導(dǎo)體Ia在其上部具有頂壁。在處理腔室1的底部形成有排氣口 71，該排氣口 71通過排氣管72與排氣裝置73 連接。排氣裝置73具有真空泵，能夠通過使該真空泵動作來將處理腔室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)壁設(shè)置有晶片W的搬入搬出口 74，在該搬入搬出口 74，設(shè)置有用于開閉該搬入搬出口 74的閘閥75。圖中76、77是可自由裝卸的沉積屏蔽板。沉積屏蔽板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)附著在處理腔室1的功能，在該沉積屏蔽板76的與半導(dǎo)體晶片W大致相同高度的位置，設(shè)置有與地直流連接的導(dǎo)電性部件(GND模塊)79，由此防止異常放電。上述結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置，利用控制部60對其動作進行整體控制。該控制部 60設(shè)置有具有CPU，對等離子體蝕刻裝置的各部分進行控制的處理控制器61 ；用戶界面 62和存儲部63。用戶界面62包括用于工序管理者為管理等離子體蝕刻裝置而進行指令的輸入操作的鍵盤、將等離子體蝕刻裝置的運行狀況可視化顯示的顯示器等。存儲部63中保存有方案，在方案中存儲有用于通過處理控制器61的控制來實現(xiàn)等離子體蝕刻裝置中執(zhí)行的各種處理的控制程序(軟件)或處理條件數(shù)據(jù)等。這樣，按照需要，根據(jù)來自用戶界面62的指示等，從存儲部63調(diào)出任意的方案來使處理控制器61執(zhí)行，由此在處理控制器61的控制下，在等離子體蝕刻裝置中進行期望的處理。此外，控制程序或處理條件數(shù)據(jù)等方案，以保存在計算機可讀取的存儲介質(zhì)(例如，硬盤、CD、軟盤、半導(dǎo)體存儲器等)中的狀態(tài)使用，或者例如經(jīng)由專用線路從其它的裝置隨時傳送，以在線的方式使用方案。下面說明在這種結(jié)構(gòu)的等離子體蝕刻裝置中，對形成在半導(dǎo)體晶片W上的硅氧化膜或硅氮化膜、無定形碳層、SiON膜、有機類防反射膜(BARC)等進行等離子體蝕刻的步驟。 首先，打開閘閥75，利用未圖示的搬送機械手等，將半導(dǎo)體晶片W經(jīng)由未圖示的負載鎖定室從搬入搬出口 74搬入處理腔室1內(nèi)，載置在載置臺2上。然后，使搬送機械手退出到處理腔室1外，關(guān)閉閘閥75。接著，利用排氣裝置73的真空泵，經(jīng)由排氣口 71將處理腔室1內(nèi)排氣。在處理腔室1內(nèi)到達規(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)保持為規(guī)定的壓力，在該狀態(tài)下，從第一 RF電源IOa向載置臺2供給頻率為例如40MHz的高頻電力。并且，為了進行離子引入，從第二 RF電源IOb向載置臺2供給頻率為例如2. OMHz的高頻電力(偏置用)。此處，從直流電源12對靜電卡盤6的電極6a施加規(guī)定的直流電壓，半導(dǎo)體晶片W通過庫侖力被吸附在靜電卡盤6上。這種情況下，如上所述，由于對作為下部電極的載置臺2施加了高頻電力，所以在作為上部電極的噴淋頭16和作為下部電極的載置臺2之間形成有電場。在半導(dǎo)體晶片W存在的處理空間產(chǎn)生放電，利用由此形成的處理氣體的等離子體，對形成在半導(dǎo)體晶片W上的硅氧化膜或硅氮化膜、無定形碳層、SiON膜、有機類防反射膜(BARC)等實施蝕刻處理。此處，如上所述，因為在等離子體處理中能夠?qū)娏茴^16施加直流電壓，所以具有下述效果。即，根據(jù)處理的不同，存在需要高電子密度且低離子能量的等離子體的情況。 在這種情況下若使用直流電壓，則轟擊入半導(dǎo)體晶片W的離子能量得到抑制，同時等離子體的電子密度得到增加，由此，半導(dǎo)體晶片W的作為蝕刻對象的膜的蝕刻率上升，并且對設(shè)置在蝕刻對象的上部的作為掩膜的膜的濺射率降低，選擇性得到提高。并且，存在使光致抗蝕劑層硬化的作用，能夠增大光致抗蝕劑層的殘膜量。在上述蝕刻處理結(jié)束時，停止高頻電力的供給、直流電壓的供給和處理氣體的供給，以與上述步驟相反的順序，從處理腔室1內(nèi)搬出半導(dǎo)體晶片W。接著，參照圖1對本實施方式的等離子體蝕刻方法進行說明。圖1是將本實施方式中作為被處理基板的半導(dǎo)體晶片W的主要部分截面結(jié)構(gòu)放大表示的示意圖。如圖1(a) 所示，在半導(dǎo)體晶片W的最上層，以規(guī)定的形狀圖案化，S卩，形成有在規(guī)定位置處形成了孔的光致抗蝕劑層101。在光致抗蝕劑層101的下側(cè)，形成有有機類的防反射膜(BARC) 102，在有機類的防反射膜102的下側(cè)，形成有SiON膜103，而在SiON膜103的下側(cè)，形成有無定形碳層104。在上述無定形碳層104的下側(cè)，形成有作為被蝕刻層的硅氧化膜105(或硅氮化膜)。在該硅氧化膜105之上形成的上述光致抗蝕劑層101、防反射層102、SiON膜103和無定形碳層104構(gòu)成多層掩膜。將上述結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體晶片W收容到圖2所示的等離子體蝕刻裝置的處理腔室1 內(nèi)，載置到載置臺2上，從圖1(a)所示的狀態(tài)起，以光致抗蝕劑層101作為最初的掩膜，首先對有機類的防反射膜(BARC) 102和SiON膜103進行蝕刻，達到圖1(b)的狀態(tài)。此處，優(yōu)選使光致抗蝕劑層101的殘膜量在某種程度上多一些。接著，以殘留的光致抗蝕劑層101和被蝕刻后的有機類防反射膜(BARC) 102及 SiON膜103作為掩膜，對無定形碳層104進行蝕刻，達到圖1(c)所示的狀態(tài)。最后，如圖 1(d)所示，以無定形碳層104作為掩膜，對硅氧化膜105進行蝕刻。該硅氧化膜105的厚度在2500nm以上，本實施方式中厚度為^OOnm。圖1 (c)表示開始蝕刻硅氧化膜105時的初始掩膜的狀態(tài)。該開始蝕刻硅氧化膜 105時的初始掩膜，為無定形碳層104 (本實施方式中厚度為850nm)之上殘留有SiON膜103 的狀態(tài)。本實施方式中，此時的無定形碳層104的膜厚與殘留的SiON膜103的膜厚的比為，無定形碳層的膜厚/殘留的SiON膜103的膜厚彡14，更優(yōu)選無定形碳層的膜厚/殘留的SiON膜103的膜厚彡13.6。S卩，在本實施方式的情況下，以厚度850nm的無定形碳層104之上殘留有大致 60. Onm以上——優(yōu)選62. 5nm以上——厚度的SiON膜的狀態(tài)，作為開始蝕刻硅氧化膜105 時的初始掩膜。由此，如圖1(d)所示，能夠使在硅氧化膜105蝕刻結(jié)束時殘留的無定形碳層104的厚度(殘膜量)變多。另外，由此能夠進行形狀良好的硅氧化膜105的蝕刻。圖3是表示實施方式中硅氧化膜105蝕刻結(jié)束時的晶片的狀態(tài)的電子顯微鏡照片，圖3(a)表示晶片的中央部，圖3(b)表示晶片的周緣部，下部所示的電子顯微鏡照片，將上部所示的電子顯微鏡照片的開口附近放大表示。這種情況下，開始蝕刻硅氧化膜105時的初始掩膜中，無定形碳層104的膜厚/殘留的SiON膜103的膜厚(殘膜量)=約13. 6，圖3(a)中的無定形碳層104的膜厚(殘膜量)為645nm，圖3 (b)中的無定形碳層104的膜厚(殘膜量)為600nm。像這樣，若使最終蝕刻結(jié)束時硅氧化膜105之上殘留的無定形碳層104的膜厚(殘膜量)較大，則硅氧化膜105的孔形狀大致垂直，能夠抑制彎曲等的產(chǎn)生。另外，無定形碳層104的膜厚/殘留的 SiON膜103的膜厚(殘膜量)為約14左右以下即可。圖4表示拍攝了比較例中硅氧化膜105蝕刻結(jié)束時晶片的狀態(tài)的電子顯微鏡照片。圖4(a)表示晶片的中央部，圖4(b)表示晶片的周緣部，下部所示的電子顯微鏡照片， 將上部所示的電子顯微鏡照片的開口附近放大表示。在該比較例的情況下，開始蝕刻硅氧化膜105時的初始掩膜中，無定形碳層104的膜厚/殘留的SiON膜103的膜厚(殘膜量)=約17，圖4(a)中的無定形碳層104的膜厚 (殘膜量)為595nm，圖4(b)中的無定形碳層104的膜厚(殘膜量)為M5nm。像這樣，在比較例的情況下，無定形碳層104的膜厚(殘膜量)不足600nm，與實施例相比較少，硅氧化膜105的孔中發(fā)生彎曲。上述實施例與比較例中最終的無定形碳層104的殘膜量存在大致50nm的差異。圖 5表示對開始蝕刻硅氧化膜105時的初始掩膜中SiON膜103的殘膜增加量與無定形碳層 104的殘膜增加量的關(guān)系進行了調(diào)查的結(jié)果。如該圖所示可知，為了過多的殘留大致40 60nm的無定形碳層104，需要使初始掩膜的SiON膜的膜厚(殘膜量)增加10 15nm左右。在上述實施例中，等離子體蝕刻按照以下的方案進行。該方案從控制部60的存儲部63中讀出，由處理控制器61獲取，處理控制器61基于控制程序來控制等離子體蝕刻裝置的各部分，由此按照讀出的方案執(zhí)行等離子體蝕刻處理工序。
(有機類防反射膜102和SiON膜103的蝕刻)處理氣體CF4/CHF3/C4F8/O2= 240/60/10/10sccm壓力16. OPa(UOmjTorr)直流電壓1100V(施加的直流電壓的值，根據(jù)施加的高頻電力的條件決定，在大約400V 1100V的范圍內(nèi)施加)高頻電力(HF/LF):300/300ff溫度(上部/側(cè)壁部/下部)95/60/0°C時間80秒(無定形碳104的蝕刻)處理氣體02/C0S= 740/5sccm壓力2. 66Pa OOmjTorr)高頻電力(HF/LF):2800/3000ff溫度(上部/側(cè)壁部/下部)95/60/0°C時間40秒(硅氧化膜105的蝕刻)處理氣體C4F8/Ar/O2= 60/450/59sccm壓力2. 66Pa OOmjTorr)高頻電力(HF/LF):2000/4500ff直流電壓1100V溫度(上部/側(cè)壁部/下部)95/60/0°C時間2分30秒在上述有機類防反射膜102和SiON膜103的蝕刻中，使高頻電力低至300W/300W， 并使氧流量低至lOsccm。由此，能夠提高對光致抗蝕劑層101的選擇比，能夠使結(jié)束無定形碳104的蝕刻時的SiON膜103的殘膜量多至60nm以上。另外，若使高頻電力例如為 1500W/1500W，使氧流量為30sccm，則SiON膜103的殘膜減少至55nm左右。另外，在有機類防反射膜102和SiON膜103的蝕刻中，優(yōu)選對上部電極施加直流電壓進行蝕刻。這是因為，若像這樣對上部電極施加直流電壓進行蝕刻，則產(chǎn)生使光致抗蝕劑101硬化的作用，能夠使其殘膜量增多。這種作用在使上部電極和下部電極(載置臺) 的間隔變窄至例如30nm左右時變得更為顯著。因此，優(yōu)選在使上部電極與下部電極(載置臺)的間隔變窄的狀態(tài)下，對上部電極施加直流電壓。圖6(a) (C)是表示硅氧化膜的蝕刻中對上部電極施加的直流電壓與掩膜殘膜量的關(guān)系的電子顯微鏡照片。圖6(c)的電子顯微鏡照片表示沒有施加直流電壓的情況，圖 6(b)的電子顯微鏡照片表示施加了 600V直流電壓的情況，圖6(a)的電子顯微鏡照片表示施加了 1050V直流電壓的情況。另外，在圖6(a) (c)中，上部所示的電子顯微鏡照片表示半導(dǎo)體晶片的上表面的狀態(tài)，下部所述的電子顯微鏡照片表示半導(dǎo)體晶片的縱截面結(jié)構(gòu)。如圖6所示，通過對上部電極施加直流電壓，能夠使掩膜殘膜量與不施加直流電壓的情況相比，在600V的情況大致增加60nm，在1050V的情況下大致增加83nm。另外，圖6 所示的例子是進行硅氧化膜的蝕刻的情況，在使用氟化碳類蝕刻氣體的有機類防反射膜等的蝕刻中也為相同的結(jié)果。圖6所示的情況的蝕刻條件如下所示。
處理氣體C4F8/C4F6/C3F8/Ar/O2= 37/5/28/450/59sccm壓力3. ggPaGOm^Torr)高頻電力(HF/LF):1500/4500ff時間60秒另外，通常來說，在蝕刻有機類防反射膜時，利用含有較多氧的蝕刻氣體進行蝕刻。像這樣，若在含有較多氧的蝕刻氣體的條件下對上部電極施加直流電壓，則蝕刻氣體中的氧與上部電極的硅發(fā)生反應(yīng)，形成硅氧化膜。其結(jié)果，由于硅氧化膜是絕緣膜，所以將導(dǎo)致作為上部電極的功能降低。不過，通過使蝕刻氣體中的氧減少，即使施加直流電壓也能夠抑制硅氧化膜形成。另一方面，在無定形碳104的蝕刻中，因為是有機膜的蝕刻，所以在不對上部電極施加直流電壓的情況下進行蝕刻。在該無定形碳104的蝕刻中，因為光致蝕刻劑層101和有機類防反射膜102也被蝕刻，所以最終以SiON膜103為掩膜進行無定形碳104的蝕刻。不過，在防反射膜102和SiON膜103的蝕刻時，通過使光致抗蝕劑層101的殘膜量保留較多， 能夠使SiON膜103的殘膜量較多。另外，在該無定形碳104的蝕刻中，通過使壓力上升，例如使壓力為6. 65Pa(50mTorr)左右，也能夠使無定形碳104蝕刻結(jié)束時的SiON膜103的殘膜量較多。在硅氧化膜105的蝕刻中，如上所述，優(yōu)選對上部電極施加直流電壓。另外，在硅氧化膜105的蝕刻中，通常為使選擇比高于無定形碳104，利用沉積物較多的氣體類進行蝕刻，但本實施方式中，由于使用在無定形碳104之上殘留了較厚的SiON膜103的狀態(tài)的初始掩膜，所以能夠在沉積物較少的條件下進行蝕刻。由此，能夠形成提高穿透性、形成形狀良好的孔。不過，在形成上述深度較深的孔時，存在發(fā)生孔底部的形狀變形的底部畸變 (bottom distortion)的情況。這種情況下，通過使載置半導(dǎo)體晶片W的載置臺(下部電極)的溫度為例如40°C左右，能夠抑制底部畸變的發(fā)生。如以上說明那樣，利用本實施方式和實施例，即使是深度較深的孔，也能夠抑制彎曲等的發(fā)生，蝕刻成良好的形狀。另外，本發(fā)明不限于上述實施方式和實施例，能夠進行各種變形。
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權(quán)利要求
1.一種等離子體蝕刻方法，由形成有規(guī)定圖案的光致抗蝕劑層、位于所述光致抗蝕劑層的下層的有機類的防反射膜、位于所述防反射膜的下層的SiON膜和位于所述SiON膜的下層的無定形碳層構(gòu)成多層掩膜，利用成為最終的掩膜的無定形碳層的圖案，對位于所述無定形碳層的下層的硅氧化膜或硅氮化膜進行等離子體蝕刻，該等離子體蝕刻方法的特征在于，開始所述硅氧化膜或所述硅氮化膜的等離子體蝕刻時的初始掩膜，是在所述無定形碳層之上殘留有所述SiON膜的狀態(tài)，并且，所述無定形碳層的膜厚/殘留的所述SiON膜的膜厚彡14。
2.如權(quán)利要求1所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于，使用等離子體蝕刻裝置，該等離子體蝕刻裝置具有配置于處理腔室內(nèi)，載置基板的下部電極；在所述處理腔室內(nèi)以與所述下部電極相對的方式配置的上部電極；和在所述下部電極與所述上部電極之間施加高頻電力的高頻電源，所述有機類防反射膜和所述SiON膜的蝕刻，在對所述上部電極施加直流電壓的狀態(tài)下進行。
3.如權(quán)利要求2所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于，所述無定形碳層的等離子體蝕刻，在不對所述上部電極施加直流電壓的狀態(tài)下進行。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的等離子體蝕刻方法，其特征在于，所述硅氧化膜或所述硅氮化膜的膜厚為2500nm以上，在所述硅氧化膜或所述硅氮化膜形成深度為2500nm以上的孔。
5.一種等離子體蝕刻裝置，具有配置于處理腔室內(nèi)，載置基板的下部電極；在所述處理腔室內(nèi)以與所述下部電極相對的方式配置的上部電極；向所述處理腔室內(nèi)供給處理氣體的處理氣體供給機構(gòu)；在所述下部電極與所述上部電極之間施加高頻電力的高頻電源；和對所述上部電極施加直流電壓的直流電源，該等離子體蝕刻裝置的特征在于，具有控制部，該控制部進行控制，以使在所述處理腔室內(nèi)進行權(quán)利要求1 3中任一項所述的等離子體蝕刻方法。
全文摘要
本發(fā)明提供即使對于深度較深的孔也能夠蝕刻成良好的形狀的等離子體蝕刻方法、等離子體蝕刻裝置和計算機存儲介質(zhì)。本發(fā)明的等離子體蝕刻方法，由形成為規(guī)定圖案的光致抗蝕劑層、位于上述光致抗蝕劑層的下層的有機類的防反射膜、位于上述防反射膜的下層的SiON膜和位于上述SiON膜的下層的無定形碳層構(gòu)成多層掩膜，利用作為最終的掩膜的無定形碳層的圖案，對位于上述無定形碳層的下層的硅氧化膜或硅氮化膜進行等離子體蝕刻，在開始上述硅氧化膜或上述硅氮化膜的等離子體蝕刻時的初始掩膜，是在上述無定形碳層之上殘留有上述SiON膜的狀態(tài)，并且上述無定形碳層的膜厚/殘留的上述SiON膜的膜厚≤14。
文檔編號H01L21/3065GK102194686SQ20111006242
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者佐佐木淳一, 小笠原正宏, 李誠泰, 柳田直人 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社