[发明专利]蚀刻方法及蚀刻处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种蚀刻方法及蚀刻处理装置。特别是涉及以由抗蚀剂膜制成的图案为掩模来进行蚀刻的技术。

背景技术

在半导体制造工序中的形成期望图案的掩模工序中，在抗蚀剂对象膜上覆盖感光膜之后，利用曝光和显影来形成图案。此时，为了防止曝光过程中的反射，在抗蚀剂对象膜之上且感光膜之下形成有反射防止膜AR C(Anti Reflection Coating Layer)。反射防止膜存在有机反射防止膜、无机反射防止膜。例如，在专利文献1、2中公开有一边利用有机反射防止膜抑制反射、一边利用期望的蚀刻气体在反射防止膜上形成图案的方法。

但是，终究有机反射防止膜和无机反射防止膜的膜质不同。因此，适合反射防止膜的蚀刻气体也不同。因此，即使将上述专利文献1、2所公开的有机反射防止膜的蚀刻气体转用到无机反射防止膜的蚀刻处理中，也难以实现良好的蚀刻效果。

专利文献1：日本特开2009-152586号公报

专利文献2：国际公开WO 98/32162号单行本小册子

对于无机反射防止膜、特别是含硅无机反射防止膜(以下也称作Si-ARC膜)而言，以往是以ArF抗蚀剂膜为掩模，以四氟化碳(CF₄)气体和氧气(O₂)的混合气体为蚀刻气体，对Si-ARC膜进行蚀刻。但是，利用该混合气体所进行的蚀刻中会存在如下问题：ArF抗蚀剂膜和Si-ARC膜的选择比不好，ArF抗蚀剂膜的减少量大，而影响后继工序。另外，图案的线宽不均匀，而产生了图案变形的LWR(Line Width Roughness)、图案的边缘变形的LER(Line Edge Roughness)的问题。

发明内容

鉴于上述的课题，本发明目的在于提供一种蚀刻方法和蚀刻处理装置，其适用于以抗蚀剂膜作为掩模的反射防止膜的蚀刻处理。

为了解决上述课题，根据本发明的一技术方案，提供了一种蚀刻方法，其特征在于，该蚀刻方法包括：在被蚀刻层上形成反射防止膜的工序；在上述反射防止膜上形成图案化了的抗蚀剂膜的工序；以上述抗蚀剂膜为掩模、使用含有CF₄气体、COS气体和O₂气体的蚀刻气体对上述反射防止膜进行蚀刻处理、从而在上述反射防止膜上形成期望的图案的工序。

由此，以抗蚀剂膜为掩模、使用含有CF₄气体、COS气体和O₂气体的蚀刻气体对反射防止膜进行蚀刻处理。在CF₄气体、COS气体和O₂气体的混合气体中，CF₄气体主要用于蚀刻反射防止膜，COS气体主要用于对该蚀刻的蚀刻面的覆盖(沉积)，O₂气体主要用于降低COS气体的覆盖(沉积)。由上述可知，在CF₄气体、COS气体和O₂气体中，一边利用CF₄气体蚀刻反射防止膜，一边调节COS气体的覆盖同O₂气体对上述覆盖的抑制之间的平衡，从而能够提高抗蚀剂膜和反射防止膜之间的选择比，谋求改善反射防止膜的LWR。

上述抗蚀剂膜可以是ArF抗蚀剂膜。

上述反射防止膜可以含有硅。

上述蚀刻气体中所包含的COS气体的流量的上限值可以为50sccm。

上述蚀刻气体中所包含的CF₄气体的流量可以在50～300sccm的范围内。

上述蚀刻气体中所包含的O₂气体的流量的上限值可以为100sccm。

可以进行控制，使得上述蚀刻气体中所包含的COS气体的流量和O₂气体的流量成正比例。

上述处理室内的压力可以在30～100mT的范围内。

而且，更优选上述处理室内的压力上限值为75mT。

另外，为了解决上述课题，根据本发明的另一技术方案提供一种蚀刻装置，其特征在于，该蚀刻装置包括：气体供给源，其用于向处理室内供给含有CF₄气体、COS气体和O₂气体的蚀刻气体；高频电源，其用于向上述处理室内供给期望的高频电力，利用高频电力由上述蚀刻气体产生等离子体，利用上述等离子体对形成有反射防止膜和图案化了的抗蚀剂膜的被处理体进行蚀刻处理，从而在上述反射防止膜上形成期望的图案。

如上所述，采用本发明，能够利用适用于以抗蚀剂膜为掩模的反射防止膜的蚀刻处理的蚀刻方法，提高抗蚀剂膜和反射防止膜之间的选择比，谋求改善反射防止膜的LWR。

附图说明