多层膜的蚀刻方法技术

本发明专利技术提供一种对在第1氧化膜与第2氧化膜之间设有有机膜的多层膜进行蚀刻的多层膜的蚀刻方法。在该方法中，对有机膜进行蚀刻的工序（b）中的等离子体生成用的高频电力大于对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）和对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中的高频电力。工序（a）和工序（c）中的吸引离子用的高频偏压电力大于工序（b）中的高频偏压电力。另外，在工序（a）、工序（b）以及工序（c）中，形成具有这样的强度分布的磁场：沿着相对于被处理体的中心轴线而言的放射方向的水平磁场成分在离开中心轴线的位置处具有峰值；工序（b）中的水平磁场成分的峰值位置比工序（a）和工序（c）中的水平磁场成分的峰值位置靠近中心轴线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多层膜的蚀刻方法。
技术介绍
被处理体的等离子体蚀刻是制造装置的重要的技术。在等离子体蚀刻过程中，为了控制被处理体的蚀刻速度的分布，需要控制在处理空间内的等离子体的密度分布。作为控制等离子体的密度分布的技术，公知有一种使存在有电场的处理空间内产生磁场而控制等离子体的密度分布的技术。这样的技术记载在例如专利文献1中。专利文献1所记载的等离子体处理装置是具有上部电极和下部电极的平行平板型的等离子体处理装置。该等离子体处理装置在处理空间内产生相对于被处理体、即晶圆的中心轴线沿着放射方向形成对称的磁场。具体而言，在专利文献1所记载的等离子体处理装置中，在处理空间内设有构成下部电极的载置台，在该载置台上载置有晶圆。用于划分处理空间的处理容器的顶部构成上部电极，在该顶部的上表面设有多个永磁体。多个永磁体排列在以晶圆的中心轴线为中心的多个同心圆上，且相对于该中心轴线沿放射方向排列。在该等离子体处理装置中，在处理容器内形成有在铅垂方向上的电场，另外，通过设定多个永磁体的靠处理空间侧的磁极的朝向，从而在处理空间内产生呈放射状分布的磁场。由此，等离子体中的电子受到洛伦兹力而以绕晶圆的中心轴线旋转的方式进行漂移运动。漂移运动的速度与相对于晶圆的中心轴线沿着放射方向的水平磁场成分的强度成反比，因而，在漂移运动的速度较小的区域中，电子的滞留时间变长。在电子的滞留时间较长的区域中，能够促进<br>处理气体的解离。其结果，能够调整处理空间内的等离子体的密度分布。专利文献1：日本特许4107518号公报另外，在对由膜种类、膜厚不同的多个膜构成的多层膜进行蚀刻时，对上部电极或下部电极施加的等离子体生成用的高频电力和/或对下部电极施加的吸引离子用的高频偏压电力有时根据膜种类和膜厚而相应地变化。在高频电力和/或高频偏压电力变化时，处理空间内的等离子体的密度分布会发生变动。然而，在专利文献1所记载的等离子体处理装置中，由于多个永磁体的位置固定，因此不能调整水平磁场成分的强度分布。因而，不能根据由膜种类、膜厚不同的多个膜构成的多层膜的各膜的蚀刻而相应地调整等离子体的密度分布。其结果，在径向上距离膜中心的距离不同位置上，各膜的蚀刻速度可能产生偏差。在该背景下，在本
中，要求抑制在多层膜的各膜的蚀刻过程中不同位置上的蚀刻速度的偏差。
技术实现思路
在一技术方案中，提供一种多层膜的蚀刻方法。该多层膜的蚀刻方法是在等离子体处理装置中对具有第1氧化膜、第2氧化膜以及设于该第1氧化膜与该第2氧化膜之间的有机膜的多层膜进行蚀刻的方法。在该多层膜的蚀刻方法中，具有多层膜和设于第1氧化膜之上的抗蚀剂掩模的被处理体容纳在等离子体处理装置的处理空间内。该多层膜的蚀刻方法包括以下工序：（a）在处理空间内生成第1处理气体的等离子体并对第1氧化膜进行蚀刻的工序；（b）在对第1氧化膜进行蚀刻之后，在处理空间内生成第2处理气体的等离子体并对有机膜进行蚀刻的工序；以及（c）在对有机膜进行蚀刻之后，在处理空间中生成第3处理气体的等离子体并对第2氧化膜进行蚀刻的工序。第1处理气体的等离子体、第2处理气体的等离子体以及第3处理气体的等离子体是通过对构成用于载置被处理体的载置台的下部电极和设于该下部电极的上方的上部电极中的一个电极施加高频电力而生成的。另外，在对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）、对有机膜进行蚀刻的工序（b）以及对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中，均对下部电极施加高频偏压电力。由于有机膜具有作为基底的第2氧化膜，因此，需要降低对该有机膜进行蚀刻时对第2氧化膜造成的损伤。为此，没有采用以具有高能量的离子为主体的蚀刻，即，需要尽量抑制将离子吸引至被处理体并利用大量的活性种例如自由基来对有机膜进行蚀刻。另一方面，优选的是，在第1氧化膜和第2氧化膜的蚀刻时，利用吸引离子的效果来促进该第1氧化膜和第2氧化膜的蚀刻。因此，在本多层膜的蚀刻方法中，将对有机膜进行蚀刻的工序（b）中的高频电力设定为大于对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）和对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中的高频电力。另外，在本多层膜的蚀刻方法中，将对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）和对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中的高频偏压电力设定为大于对有机膜进行蚀刻的工序（b）中的高频偏压电力。由此，通过增大对有机膜进行蚀刻的工序中的高频电力而产生大量的自由基且减小高频偏压电力，从而能够以较低能量对有机膜进行蚀刻，能够抑制对第2氧化膜造成的损伤。另外，通过在第1氧化膜和第2氧化膜的蚀刻时使用较大的高频偏压电力，能够利用吸引离子的效果来促进第1氧化膜和第2氧化膜的蚀刻。另外，通常，通过使上部电极与下部电极之间产生高频电场而生成的等离子体的密度具有在靠近被处理体的中心轴线的区域较高的倾向。即，形成具有随着离开中心轴线而密度降低的梯度的等离子体密度的分布。高频电力越大，该梯度变得越陡峭。因此，在本多层膜的蚀刻方法中，在对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）、对有机膜进行蚀刻的工序（b）以及对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中，以具有以下强度分布的方式形成磁场，该强度分布为沿着相对于被处理体的中心轴线而言的放射方向的水平磁场成分在离开上述中心轴线的位置处具有峰值。另外，在本多层膜的蚀刻方法中，以对有机膜进行蚀刻的工序（b）中的水平磁场成分的峰值位置比对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）和对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中的水平磁场成分的峰值位置靠近上述中心轴线的方式形成磁场。如上所述，在本方法的工序（a）、（b）、（c）中，由于以具有以下强度分布的方式形成磁场，该强度分布为水平磁场成分在离开上述中心轴线的位置处具有峰值，因此能够降低上述等离子体密度的分布的梯度。并且，由于对有机膜进行蚀刻的工序（b）中的水平磁场成分的峰值位置比对第1氧化膜进行蚀刻的工序（a）和对第2氧化膜进行蚀刻的工序（c）中的水平磁场成分的峰值位置靠近上述中心轴线，因此能够降低在不施加该磁场时在对有机膜进行蚀刻的工序（b）中生成的相对陡峭的等离子体的密度分布的梯度。因而，采用本方法，在工序（a）、（b）、（c）中，能够降低等离子体的密度分布的偏差，从而能够抑制在多层膜的各膜的蚀刻过程中在不同位置上蚀刻速度的偏差。在一形态中，在对有机膜进行蚀刻的工序（b）中，水平磁场成分的具有强度的峰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层膜的蚀刻方法，该多层膜的蚀刻方法是在等离子体处理装置中对具有第1氧化膜、第2氧化膜以及设于该第1氧化膜与该第2氧化膜之间的有机膜的多层膜进行蚀刻的方法，其中，该多层膜的蚀刻方法包括以下工序：在等离子体处理装置的容纳有具有上述多层膜和设于上述第1氧化膜之上的抗蚀剂掩模的被处理体的处理空间内生成第1处理气体的等离子体并对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序；在对上述第1氧化膜进行蚀刻之后，在上述处理空间内生成第2处理气体的等离子体并对上述有机膜进行蚀刻的工序；以及在对上述有机膜进行蚀刻之后，在上述处理空间中生成第3处理气体的等离子体并对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序，上述第1处理气体的等离子体、上述第2处理气体的等离子体以及上述第3处理气体的等离子体是通过对构成用于载置上述被处理体的载置台的下部电极和设于该下部电极的上方的上部电极中的一者施加高频电力而生成的，对上述有机膜进行蚀刻的工序中的上述高频电力大于对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中的上述高频电力，在对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序、对上述有机膜进行蚀刻的工序以及对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中，均对上述下部电极施加高频偏压电力，对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中的上述高频偏压电力大于对上述有机膜进行蚀刻的工序中的上述高频偏压电力，在对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序、对上述有机膜进行蚀刻的工序以及对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中，以具有以下强度分布的方式形成磁场，该强度分布为沿着相对于上述被处理体的中心轴线而言的放射方向的水平磁场成分在离开中心轴线的位置处具有峰值，对上述有机膜进行蚀刻的工序中的上述水平磁场成分的峰值位置比对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中的上述水平磁场成分的峰值位置靠近上述中心轴线。...

【技术特征摘要】
2013.01.21 JP 2013-008504;2013.03.27 JP 2013-066461.一种多层膜的蚀刻方法，该多层膜的蚀刻方法是在等离子
体处理装置中对具有第1氧化膜、第2氧化膜以及设于该第1氧化膜
与该第2氧化膜之间的有机膜的多层膜进行蚀刻的方法，其中，
该多层膜的蚀刻方法包括以下工序：
在等离子体处理装置的容纳有具有上述多层膜和设于上述第1
氧化膜之上的抗蚀剂掩模的被处理体的处理空间内生成第1处理气
体的等离子体并对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序；
在对上述第1氧化膜进行蚀刻之后，在上述处理空间内生成第2
处理气体的等离子体并对上述有机膜进行蚀刻的工序；以及
在对上述有机膜进行蚀刻之后，在上述处理空间中生成第3处
理气体的等离子体并对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序，
上述第1处理气体的等离子体、上述第2处理气体的等离子体以
及上述第3处理气体的等离子体是通过对构成用于载置上述被处理
体的载置台的下部电极和设于该下部电极的上方的上部电极中的
一者施加高频电力而生成的，
对上述有机膜进行蚀刻的工序中的上述高频电力大于对上述
第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中
的上述高频电力，
在对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序、对上述有机膜进行蚀刻
的工序以及对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中，均对上述下部电
极施加高频偏压电力，
对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行蚀
刻的工序中的上述高频偏压电力大于对上述有机膜进行蚀刻的工
序中的上述高频偏压电力，
在对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序、对上述有机膜进行蚀刻

\t的工序以及对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中，以具有以下强度
分布的方式形成磁场，该强度分布为沿着相对于上述被处理体的中
心轴线而言的放射方向的水平磁场成分在离开中心轴线的位置处
具有峰值，
对上述有机膜进行蚀刻的工序中的上述水平磁场成分的峰值
位置比对上述第1氧化膜进行蚀刻的工序和对上述第2氧化膜进行
蚀刻的工序中的上述水平磁场成分的峰值位置靠近上述中心轴线。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
上述第2氧化膜的厚度大于上述第1氧化膜的厚度，
对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中的高频偏压电力大于对上
述第1氧化膜进行蚀刻的工序中的上述高频偏压电力，
对上述第2氧化膜进行蚀刻的工序中的上述水平磁场成分的强<...

【专利技术属性】
技术研发人员：桧森慎司，伊藤悦治，横田聪裕，草野周，石塚博昭，永关一也，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP