蝕刻方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明的實施方式涉及蝕刻方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了實現(xiàn)半導(dǎo)體元件之類的器件的進(jìn)一步的微細(xì)化，必須形成具有比通過迄今為止使用了光刻技術(shù)的微細(xì)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(shù)的EUV(遠(yuǎn)紫外(extreme ultrav1let))的開發(fā)有所進(jìn)展。EUV中，使用比現(xiàn)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(chǎn)化的技術(shù)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(xì)化的器件的其他制造方法的開發(fā)。
[0003]作為代替現(xiàn)有的光刻技術(shù)的技術(shù)，著眼于使用使秩序圖案自發(fā)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(shù)。這樣的技術(shù)如專利文獻(xiàn)1和2所述。
[0004]專利文獻(xiàn)1所述的技術(shù)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(fā)地相分離，進(jìn)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(qū)域和包含聚合物/嵌段成分B的第2區(qū)域的秩序圖案。另外，專利文獻(xiàn)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(xiàn)2所述的圖案化加工中，通過去除經(jīng)過相分離的嵌段共聚物層的第1區(qū)域和第2區(qū)域中的第2區(qū)域能夠得到圖案。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-208255號公報
[0008]專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-269304號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問題
[0010]然而，專利文獻(xiàn)1和2所述的技術(shù)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(jìn)行蝕刻時，掩模的圖案有時發(fā)生變形。
[0011]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(fā)生變形。
[0012]用于解決問題的方案
[0013]—個方面中，提供對被處理體的被蝕刻層進(jìn)行蝕刻的方法。該方法包括如下工序:在設(shè)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(qū)域和包含第2聚合物的第2區(qū)域的方式對被處理體進(jìn)行處理的工序(b);在工序(b)之后，對第2區(qū)域和該第2區(qū)域的正下方的中間層進(jìn)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(nèi)，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(hù)膜的工序(d);以及在工序(d)之后，對被蝕刻層進(jìn)行蝕刻的工序(e)。
[0014]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(hù)膜形成于掩模上。通過該保護(hù)膜，保護(hù)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。
[0015]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(nèi)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(jù)該方案，可以利用氟的活性種而對被蝕刻層進(jìn)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(hù)膜。
[0016]另外，另一個方面中，提供對被處理體的被蝕刻層進(jìn)行蝕刻的其他方法。該方法包括如下工序:在設(shè)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(qū)域和包含第2聚合物的第2區(qū)域的方式對被處理體進(jìn)行處理的工序(b);在工序(b)之后，對第2區(qū)域和第2區(qū)域的正下方的中間層進(jìn)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(jìn)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(jìn)行蝕刻的工序(f)中，在等離子體處理裝置的處理容器內(nèi)，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。
[0017]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(hù)膜。另外，利用Br的活性種對掩模進(jìn)行改性即固化。其結(jié)果，可以抑制掩模由于被蝕刻層的蝕刻而發(fā)生變形。
[0018]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。
[0019]發(fā)明的效果
[0020]如以上說明那樣，根據(jù)一個側(cè)面和各種方案，可以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(fā)生變形。
【附圖說明】
[0021]圖1為示出一個實施方式的蝕刻方法的流程圖。
[0022]圖2為示出圖1所示的各工序中制成的產(chǎn)物的截面的圖。
[0023]圖3為示出圖1所示的各工序中制成的產(chǎn)物的截面的圖。
[0024]圖4為示出圖1所示的各工序中制成的產(chǎn)物的截面的圖。
[0025]圖5為用于說明嵌段共聚物的自組裝的圖。
[0026]圖6為示意性示出等離子體處理裝置的一個實施方式的圖。
[0027]圖7為示出其他實施方式的蝕刻方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0028]以下，參照附圖對各種實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，各附圖中對相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的符號。
[0029]圖1為示出一個實施方式的蝕刻方法的流程圖。另外，圖2、圖3和圖4為示出圖1所示的各工序中制成的產(chǎn)物的截面的圖。如圖1所示那樣，一個實施方式的蝕刻方法MT1包括:工序ST1、工序ST2、工序ST3、工序ST4、工序ST5和工序ST6。方法MT1中，首先，在工序ST1中，在被處理體(以下，稱為“晶圓”)W的表面形成中間層NL。
[0030]如圖2的(a)所示那樣，晶圓W包括基板Sb和被蝕刻層EL。基板Sb例如由硅構(gòu)成。被蝕刻層EL設(shè)置于基板Sb上。被蝕刻層EL為含有硅的層。例如，被蝕刻層EL可以為SiN層、氧化硅層或含有硅的抗蝕層。另外，被蝕刻層EL可以具有例如15?20nm的膜厚。
[0031]如圖2的(a)所示那樣，在工序ST1中，在被蝕刻層EL上涂布有機(jī)膜0L。有機(jī)膜0L例如為苯乙烯與甲基丙烯酸甲酯的嵌段共聚物。接著，在涂布后對晶圓W進(jìn)行熱處理。該熱處理的溫度的最佳值依賴于有機(jī)膜0L的種類，通常為200°C?300°C左右。例如，該熱處理的溫度例如為250°C。通過該熱處理，如圖2的(b)所示那樣，有機(jī)膜0L整體收縮，由有機(jī)膜0L形成中間層NL和變質(zhì)層RL。需要說明的是，變質(zhì)層RL為有機(jī)膜0L中的碳發(fā)生了變質(zhì)的層。
[0032]接著，如圖2的(c)所示那樣，變質(zhì)層RL通過顯影處理以化學(xué)方式被去除。由此，在被蝕刻層EL上形成中間層NL。該中間層NL的表面具有既不疏水也不親水的中性狀態(tài)。對于后述的嵌段共聚物層中的聚合物，聚合物長度短時具有強(qiáng)的親水性，聚合物長度長時具有強(qiáng)的疏水性。如此，聚合物中有親水性強(qiáng)的種類和疏水性強(qiáng)的種類，因此通過形成具有中性表面的中間層NL，可以使聚合物相分離為期望的形狀。
[0033]方法MT1中，接著，進(jìn)行工序ST2。工序ST2中，將嵌段共聚物涂布于晶圓W的表面即中間層NL的表面。嵌段共聚物可以通過例如旋涂法之類的各種方法涂布。由此，如圖3的(a)所示，在中間層NL的表面上形成嵌段共聚物層BCL。
[0034]嵌段共聚物為自組裝(Self-Assembled)嵌段共聚物，包含第1聚合物和第2聚合物。一個實施方式中，嵌段共聚物為聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-b-PMMAhPS-b-PMMA包含聚苯乙烯(PS)作為第1聚合物，包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)