[发明专利]无定形碳膜的形成方法、无定形碳膜、多层抗蚀剂膜、半导体装置的制造方法和计算机可读取的存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及应用在半导体装置中的无定形碳膜的形成方法、无定形碳膜、多层抗蚀剂膜、半导体装置的制造方法和计算机可读取的存储介质。 

背景技术

在半导体器件的制造工艺中，为了形成电路图案，进行以使用光刻技术图案化后的抗蚀剂为掩模的等离子体蚀刻。在临界尺寸(CD)为45nm的一代中，为应对微细化而使用ArF抗蚀剂，但存在着对等离子体的耐受性差的问题。作为克服该问题的技术，采用使用了在ArF抗蚀剂的下面叠层了SiO₂膜和具有等离子体耐受性的抗蚀剂而构成的掩模(多层抗蚀剂)的干式显影的方法。在比45nm更微细化的一代，ArF抗蚀剂的膜厚薄化为200nm，该厚度为干式显影的基准。即，能够以该抗蚀剂膜的膜厚进行等离子体蚀刻的SiO₂膜的厚度、和进一步能够以该SiO₂的膜厚进行等离子体蚀刻的底层抗蚀剂的厚度为300nm左右。此膜厚的底层抗蚀剂相对于被蚀刻膜的膜厚，不能确保充分的等离子体耐受性，不能实现高精度的蚀刻。因此，要求取代这样的底层抗蚀剂膜，而使用具有更高的蚀刻耐受性的膜。 

在专利文献1中公开了如下的技术，即，取代在多层抗蚀剂中使用的SiO₂膜，或作为反射防止层，而使用通过使用碳化氢气体和惰性气体的CVD堆积而成的无定形碳膜的技术，可以考虑把这样的无定形碳膜应用在上述的用途中。 

专利文献1：日本特开2002-12972号公报 

但是，在把采用专利文献1所记载的方法形成的无定形碳膜应用在上述的用途中的情况下，已判明蚀刻耐受性不充分。在这种情况下，虽然认为通过将无定形碳的堆积温度设定得高(例如500℃～600℃)，可以提高蚀刻耐受性，但在形成了Cu布线后的后续处理工艺等低温处理工艺中，不 能应用需要这样的高堆积温度的处理工艺。 

发明内容

本发明就是鉴于上述的状况而提出的，其目的是提供一种蚀刻耐受性高、能够在低温下进行堆积，可应用在低温处理工艺中的无定形碳膜的形成方法。 

本发明的其他目的是，提供一种蚀刻耐受性高的无定形碳膜。 

本发明的另外其他目的是，提供一种蚀刻耐受性高的具有无定形碳膜的多层抗蚀剂膜。 

本发明的再另外其他目的是，提供一种包括上述那样的无定形碳膜的形成工序的半导体装置的制造方法。 

本发明的再再另外其他目的是，提供一种保存有使堆积装置实施上述无定形碳膜的形成方法的程序的计算机可读取的存储介质。 

为了达到上述的目的，本发明的发明者们通过反复深入的研究，发现(1)无定形碳膜中的碳原子的含有率越高，蚀刻耐受性越高；(2)为了提高碳原子的含有率，需要降低氢原子的含有率；(3)CVD法中的作为供给碳的气体，通过取代碳化氢气体，而使用在分子中不包含氢原子的一氧化碳，可形成氢原子的含有率极低的无定形碳膜，从而完成了本发明。 

本发明的第1观点是，提供一种无定形碳膜的形成方法，该方法具有：在处理容器内配置基板的步骤；向处理容器内供给含有一氧化碳气体的处理气体的步骤；和在处理容器内，通过把一氧化碳气体分解，在基板上堆积无定形碳的步骤。 

在上述第1观点中，也可以利用等离子体分解一氧化碳气体。 

本发明的第2观点是提供一种使用等离子体CVD装置在基板上形成无定形碳膜的无定形碳膜的形成方法。该形成方法具有：在处理容器内配置基板的步骤；向处理容器内供给含有一氧化碳气体的处理气体的步骤；和生成等离子体，利用该等离子体分解一氧化碳气体，在基板上堆积无定形碳的步骤。 

在上述第2观点中，优选在处理容器内设置上部电极和下部电极，在配置基板的步骤中，把基板配置在下部电极上，在堆积无定形碳的步骤中， 至少对上部电极施加高频电力。在这种情况下，优选使用碳制作上部电极。另外，在堆积无定形碳的步骤中，对上部电极施加等离子体形成用高频电力，对下部电极施加高频偏置电力是有益的。另外，处理气体还可含有惰性气体。该惰性气体可以是He气体。并且，优选在堆积无定形碳的步骤中，基板的温度为350℃以下。 

本发明的第3观点是提供一种无定形碳膜，是通过CVD使用含有一氧化碳气体的处理气体在基板上形成的。 

在上述第3观点中，上述无定形碳膜可以通过等离子体CVD来形成。另外，无定形碳膜的氢原子的含有率可以为20.0atm％以下，并且还可以为18.0atm％以下。