蚀刻方法和蚀刻装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种蚀刻方法，优化通过嵌段共聚物的自组装形成的周期图案的蚀刻条件。对通过能够自组装的嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自组装而形成的周期图案进行蚀刻，该蚀刻方法的特征在于包括：向处理室内导入气体的工序；设定高频电源的频率，使得离子能量大量分布在比产生上述第一聚合物的蚀刻产额的离子能量分布小、且为产生上述第二聚合物的蚀刻产额的离子能量分布以上的范围中，从上述高频电源向上述处理室内供给高频电力的工序；和利用上述高频电力由被导入到上述处理室内的气体生成等离子体，使用所生成的等离子体蚀刻载置于载置台的被处理体上的上述周期图案的工序。

【技术实现步骤摘要】
蚀刻方法和蚀刻装置
本专利技术涉及蚀刻方法和蚀刻装置。
技术介绍
为了实现半导体器件的进一步精细化，需要降低通过利用目前为止的光刻技术的精细加工能够得到的极限尺寸。为了实现上述技术，下一代曝光技术即EUV（extremeultraviolet：极紫外）的开发持续发展。在EUV中，使用非常短的波长，例如13.5nm。因此，关于EUV，与现有的UV光源波长相比光源波长显著变短，因此存在面向量产化的技术障碍，例如具有曝光时间长等的课题。因此，不期待EUV的下一代曝光技术的开发的进展，而希望开发可提供更精细化的器件的制造方法。因此，在专利文献1中，着眼于作为自发地组装秩序图案的自组装（self-assembled）材料之一的自组装嵌段共聚物（BCP：blockcopolymer）。具体地讲，在下层膜涂敷嵌段共聚物层，该嵌段共聚物层包含未相互混合的两个以上的含有嵌段聚合物成分A、B的嵌段共聚物。然后，通过进行热处理（退火），嵌段聚合物成分A、B之间自发地相互分离。由此得到的由纳米尺寸的构造单位构成的秩序图案用于提供更精细化的器件是有效的。在专利文献2中，作为为了实现22nm以下的精细化，以更窄的间距得到适当均匀的极限尺寸（CD：CriticalDemension）的通路（via）的形成方法，提案嵌段共聚物的图案化加工。如上所述，通过嵌段共聚物的图案化而形成的构造单位的尺寸，通常在以现有的光刻技术非常难以实现的10纳米的范围内。另外，由嵌段共聚物形成的构造单位适于现有的半导体、光学和磁工艺中，因此能够容易地组装入半导体、光学和磁器件。现有技术文献专利文献1：日本特开2007-208255号公报专利文献2：日本特开2010-269304号公报像这样，在将具有以目前使用的光刻技术难以实现的极限尺寸的嵌段共聚物的结构体作为蚀刻掩模进行蚀刻的情况下，例如，由于开口的CD值的自组装误差，存在蚀刻导致的加工精度误差变大的情况。因此，最终得到的蚀刻图案尺寸的差异不能被允许。但是，在专利文献1、2中，未公开在蚀刻嵌段聚合物成分A、B的任一方形成周期图案时，优化蚀刻时的条件，以使得蚀刻导致的加工精度误差不增大。即，在专利文献1、2中，未公开任何在蚀刻嵌段聚合物的结构体时，用于降低蚀刻导致的加工精度误差的技术，并未采用任何应对因自组装误差，基于蚀刻的加工精度误差变大的对策。
技术实现思路
对于上述课题，本专利技术的目的在于，提供一种能够优化通过嵌段共聚物的自组装形成的周期图案的蚀刻条件的蚀刻方法和蚀刻装置。为了解决上述课题，根据本专利技术的某个观点，提供一种蚀刻方法，对通过能够自组装的嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自组装而形成的周期图案进行蚀刻，该蚀刻方法的特征在于，包括：向处理室内导入气体的工序；设定高频电源的频率，使得离子能量大量分布在比产生上述第一聚合物的蚀刻产额的离子能量分布小、且为产生上述第二聚合物的蚀刻产额的离子能量分布以上的范围中，从上述高频电源向上述处理室内供给高频电力的工序；和利用上述高频电力由被导入到上述处理室内的气体生成等离子体，使用所生成的等离子体蚀刻载置于载置台的被处理体上的上述周期图案的工序。上述第一聚合物和上述第二聚合物为两种有机聚合物，通过上述蚀刻除去上述第二聚合物，由此形成由上述第一聚合物形成的图案。上述第一聚合物为聚苯乙烯，上述第二聚合物为甲基丙烯酸甲酯。从上述高频电源供给到处理室内的高频电力施加于作为上述载置台的下部电极。上述蚀刻方法在上述下部电极和上部电极被隔离的平行平板型的等离子体处理装置的上述处理室内执行。也可以将上述高频电源的频率设为60MHz以上，向上述处理室内供给电力。也可以通过离子能量大量分布在15eV以上的上述高频电源的频率向上述处理室内供给电力。也可以通过离子能量大量分布在30eV以下的上述高频电源的频率向上述处理室内供给电力。从上述高频电源供给的高频为孤波。用于上述蚀刻的气体包含氧原子。另外，为了解决上述课题，根据本专利技术的另一个观点，提供一种蚀刻装置，其对通过能够自组装的嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自组装而形成的周期图案进行蚀刻，该蚀刻装置的特征在于，具备：将频率设定成使得离子能量大量分布在比产生上述第一聚合物的蚀刻产额的离子能量分布小、且为产生上述第二聚合物的蚀刻产额的离子能量分布以上的范围中，向上述处理室内供给高频电力的高频电源；向上述处理室内供给气体的气体供给源；和控制部，其按如下方式进行控制：利用从上述高频电源供给的高频电力由被导入到上述处理室内的气体生成等离子体，并使用所生成的等离子体对载置于载置台的被处理体上的上述周期图案进行蚀刻。如以上说明，根据本专利技术，能够优化通过嵌段共聚物的自组装形成的周期图案的蚀刻条件。附图说明图1是表示一个实施方式的等离子体处理装置的整体构成的纵剖面图；图2是表示一个实施方式中使用的转换函数的图；图3是表示单频RF偏置法的离子能量分布和离子响应电压的图；图4是表示有机膜A、B的蚀刻产额的离子能量依赖性的图；图5是用于说明聚苯乙烯PS和甲基丙烯酸甲酯PMMA的自组装的图；图6（a）和图6（b）是用于说明对聚苯乙烯PS和甲基丙烯酸甲酯PMMA的相分离结构的半导体图案的应用的图；图7是用于说明选择性地蚀刻嵌段共聚物的一方聚合物的工序的图；图8是用于说明相分离结构的周期的图；图9是表示预图案和自组装误差降低系数的关系的图；图10是用于说明CD损耗、垂直性、选择比的图；图11是表示一个实施方式的各装置的频率施加和PS形状的验证结果的图；图12是表示一个实施方式的ICP等离子体蚀刻装置的离子能量分布的频率依赖性的图；图13是表示一个实施方式的CCP等离子体蚀刻装置的离子能量分布的频率依赖性的图；图14（a）～图14（c）是表示高频功率和PS形状的关系的电子显微镜照片，图14（d）是表示一个实施方式的CCP等离子体蚀刻装置的离子能量分布的功率依赖性的图；图15是表示一个实施方式的ICP等离子体蚀刻装置的离子能量分布的功率依赖性的图；图16（a）是表示入射到晶片的离子能量分布的频率依赖的图，图16（b）是表示基于离子种类的离子能量分布的不同的图，图16（c）是算出氧等离子体的离子能量分布的图。符号说明1等离子体处理装置10腔室16基座（下部电极）36第一高频电源38第二高频电源48上部电极60处理气体供给源66第三高频电源88控制部具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在本说明书和图面中，对实质上具有相同功能结构的构成要素，通过标注相同的符号，省略重复说明。［等离子体处理装置的整体结构］首先，参照图1对本专利技术的一个实施方式的等离子体处理装置的整体结构进行说明。图1中表示本专利技术的一个实施方式的等离子体处理装置的结构。等离子体处理装置1作为下部2频和上部1频施加方式的容量耦合型等离子体蚀刻装置而构成，具有例如表面被防蚀铝（Alumite）处理（阳极氧化处理）的铝形成的圆筒形的真空腔室（处理容器）10。腔室10接地。在腔室10的底部，隔着陶瓷等的绝缘板12配置有圆柱状的基座支承台14，在该基座支承台14上设有由例如铝形成的基座16。基座16构成下部电极，在其上载置有例如半导体晶片W（下面，称为晶片W）作为被处理体。在基座16的上面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蚀刻方法，对通过能够自组装的嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自组装而形成的周期图案进行蚀刻，该蚀刻方法的特征在于，包括：向处理室内导入气体的工序；设定高频电源的频率，使得离子能量大量分布在比产生所述第一聚合物的蚀刻产额的离子能量分布小、且为产生所述第二聚合物的蚀刻产额的离子能量分布以上的范围中，从所述高频电源向所述处理室内供给高频电力的工序；和利用所述高频电力由被导入到所述处理室内的气体生成等离子体，使用所生成的等离子体蚀刻载置于载置台的被处理体上的所述周期图案的工序。

【技术特征摘要】
2012.01.23 JP 2012-0112021.一种蚀刻方法，对通过能够自组装的嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自组装而形成的周期图案进行蚀刻，该蚀刻方法的特征在于，包括：向处理室内导入气体的工序；将高频电源的频率设定为60MHz以上的并且离子能量分布在15eV以上且30eV以下的频率，使得离子能量大量分布在比产生所述第一聚合物的蚀刻产额的离子能量分布小、且为产生所述第二聚合物的蚀刻产额的离子能量分布以上的范围中，通过从所述高频电源向所述处理室内供给高频电力，将所述高频电力施加到所述处理室内的作为载置台的下部电极的工序；和利用所述高频电力由被导入到所述处理室内的气体生成等离子体，使用所生成的等离子体蚀刻载置于所述载置台的被处理体的下层膜上的所述周期图案的工序。2.如权利要求1所述的蚀刻方法，其特征在于：所述第一聚合物和所述第二聚合物为两种有机聚合物，通过所述蚀刻除去所述第二聚合物，由此形成由所述第一聚合物形成的图案。3.如权利要求2所述的蚀刻方法，其特征在于：所述第一聚合物为聚苯乙烯，所述第二聚合物为甲基丙烯酸甲酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：西村荣一，小嗣义，山下扶美子，
申请(专利权)人：东京毅力科创株式会社，
类型：发明
国别省市：