蝕刻方法、基板處理方法、圖案形成方法、半導體元件的制造方法及半導體元件技術

在作為被處理基板的硅基板上，形成碳氟化合物層(A)。在所形成的碳氟化合物層上形成抗蝕層(B)。然后，對抗蝕層進行利用光致抗蝕劑的曝光，以規定的形狀進行圖案化(C)。將以規定的形狀進行了圖案化的抗蝕層作為掩模，進行碳氟化合物層的蝕刻(D)。接著，去除作為掩模的抗蝕層(E)。然后，將所殘留的碳氟化合物層作為掩模，進行硅基板的蝕刻(F)。由于僅碳氟化合物層一層就具備作為防反射膜和硬掩模的功能，因此可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及蝕刻方法、基板處理方法、圖案形成方法、半導體元件的制造方法以及半導體元件，尤其是涉及使用等離子體處理的蝕刻方法、基板處理方法、圖案形成方法、半導體元件的制造方法以及使用等離子體處理形成的半導體元件。
技術介紹
大規模集成電路(LS1、Large Scale Integrated circuit)、金屬氧化物半導體(MOS、Metal Oxide Semiconductor)晶體管等半導體元件,通過對作為被處理基板的半導體基板(晶圓)實施蝕刻、化學氣相沉積(CVD、Chemical Vapor Deposition)、派射等處理來制造。對于蝕刻、CVD、濺射等處理而言，有使用等離子體作為其能量供給源的處理方法，即等離子體蝕刻、等離子體CVD、等離子體濺射等。其中，蝕刻的情況下，關于形成防反射膜來進行蝕刻的蝕刻方法的技術公開于日本特開2009-188403號公報(專利文獻I)中。專利文獻I公開了減少臨界尺寸(⑶、Critical Dimension)并且對含娃的防反射涂覆(ARC(Anti Reflective Coat))層內的特征部位進行蝕刻的方法。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2009-188403號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題對于硅基板等被處理基板，進行45nm以下的微細蝕刻時，有時形成硬掩模層、有機膜層(光學分散層)、防反射膜層(ARC層)的三層來進行蝕刻。根據這種構造，可以確保對光致抗蝕劑進行曝光時所必需的防反射性能，因此可以實現蝕刻中的線寬粗糙度(LWR、Line Width Roughness)等的改善。但是，蝕刻工序中，形成這種三層結構的掩模會導致制造工序的增加、再現性的降低等。即，若從制造成本降低、處理的可靠性提高的觀點考慮，則上述蝕刻工序時的三層的形成未必優選。本專利技術的目的在于，提供可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行的蝕刻方法。本專利技術的其它目的在于，提供可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行的基板處理方法。本專利技術的進一步其它的目的在于，提供可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行的圖案形成方法。本專利技術的進一步其它的目的在于，提供可以提高處理的可靠性并且可以廉價地制造的半導體元件的制造方法。本專利技術的進一步其它的目的在于，提供可靠性高并且可以廉價地制造的半導體元件。用于解決問題的方案本專利技術的蝕刻方法中，將被處理基板上的圖案化了的碳氟化合物層作為掩模，進行被處理基板的蝕刻。通過如此構成，僅碳氟化合物層一層就具備作為防反射膜和硬掩模的功能。若如此則在掩模形成工序時，可以僅形成碳氟化合物層，因此可以實現工序數的減少和再現性的提高。因此，若利用這種蝕刻方法，則可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行。可以在被處理基板與碳氟化合物層之間夾設有SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層。另外，可以在碳氟化合物層上形成有SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層。另外，本專利技術的基板處理方法為進行被處理基板的處理的基板處理方法，其包括:在被處理基板上形成碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序；在所形成的碳氟化合物層上形成抗蝕層的抗蝕層形成工序；將所形成的抗蝕層圖案化而形成規定的形狀的圖案化工序；將圖案化了的抗蝕層作為掩模、進行碳氟化合物層的蝕刻而進行碳氟化合物層的圖案化的碳氟化合物層蝕刻工序；和將圖案化了的碳氟化合物層作為掩模、進行被處理基板的蝕刻的被處理基板蝕刻工序。通過如此構成，僅碳氟化合物層一層就具備作為防反射膜和硬掩模的功能。若如此則在掩模形成工序時，可以僅形成碳氟化合物層，因此可以實現工序數的減少和再現性的提高。因此，若利用這種基板處理方法，則可以提高處理的可靠性并且可以廉價地進行。可以包括在碳氟化合物層與抗蝕層之間形成SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層的工序。另外，可以包括在碳氟化合物層與被處理基板之間形成SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層的工序。圖案化工序可以包括浸液曝光工序。作為一實施方式，曝光用的光源可以包含ArF準分子激光。本專利技術的其它方案中，基板處理方法為進行被處理基板的處理的基板處理方法，其包括:在被處理基板上形成硬掩模層的硬掩模層形成工序；在硬掩模層形成工序之后，在所形成的硬掩模層上形成以規定的形狀圖案化了的碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序；在碳氟化合物層形成工序之后，以覆蓋所形成的碳氟化合物層和在碳氟化合物層之間露出的硬掩模層的方式、形成含娃膜的含娃膜形成工序；在含娃膜形成工序之后，以殘留位于碳氟化合物層的側壁側的含硅膜、去除位于碳氟化合物層的上側和硬掩模層的上側的含硅膜的方式進行蝕刻的含硅膜蝕刻工序(凹蝕工序)；在含硅膜蝕刻工序之后，以去除位于側壁之間的碳氟化合物層的方式進行蝕刻的碳氟化合物層蝕刻工序；在碳氟化合物層蝕刻工序之后，將所殘留的含硅膜作為掩模、進行硬掩模層的蝕刻的硬掩模層蝕刻工序；和在硬掩模層蝕刻工序之后，將所殘留的硬掩模層作為掩模、進行被處理基板的蝕刻的被處理基板蝕刻工序。含硅膜可以包含SiO2膜。另外，硬掩模層可以包含SiN膜。其中，上述碳氟化合物層形成工序可以通過等離子體CVD進行。另外，碳氟化合物層形成工序可以使用將微波等離子體作為等離子體源、通過徑向線縫隙天線(Radial Line Slot Antenna)生成的等離子體來進行。需要說明的是，上述碳氟化合物層形成工序可以使用C5F8氣體形成。需要說明的是，蝕刻通過等離子體蝕刻進行，進一步優選蝕刻工序使用將微波等離子體作為等離子體源、通過徑向線縫隙天線(Radial Line Slot Antenna)生成的等離子體來進行。本專利技術的進一步其它的方案中，圖案形成方法為形成進行被處理基板的蝕刻時的圖案的圖案形成方法，其包括:在被處理基板上形成碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序；在所形成的碳氟化合物層上形成抗蝕層的抗蝕層形成工序；將所形成的抗蝕層圖案化而形成規定的形狀的圖案化工序；和將圖案化了的抗蝕層作為掩模、進行碳氟化合物層的蝕刻，形成進行被處理基板的蝕刻時的碳氟化合物層的圖案的圖案形成工序。本專利技術的進一步其它方案中，圖案形成方法為形成進行被處理基板的蝕刻時的圖案的圖案形成方法，其包括:在被處理基板上形成硬掩模層的硬掩模層形成工序；在硬掩模層形成工序之后，在所形成的硬掩模層上形成以規定的形狀圖案化了的碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序；在碳氟化合物層形成工序之后，以覆蓋所形成的碳氟化合物層和在碳氟化合物層之間露出的硬掩模層的方式、形成含硅膜的含硅膜形成工序；在含硅膜形成工序之后，以殘留位于碳氟化合物層的側壁側的含硅膜、去除位于碳氟化合物層的上側和硬掩模層的上側的含硅膜的方式進行蝕刻的含硅膜蝕刻工序；和在含硅膜蝕刻工序之后，以去除位于側壁之間的碳氟化合物層的方式進行蝕刻，形成進行被處理基板的蝕刻時的碳氟化合物層的圖案的圖案形成工序。本專利技術的進一步其它的方案中，半導體元件的制造方法為對被處理基板進行蝕刻而制造的半導體元件的制造方法，其包括:在被處理基板上形成碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序；在所形成的碳氟本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.27 JP 2010-1909441.一種蝕刻方法，其將被處理基板上的圖案化了的碳氟化合物層作為掩模，進行所述被處理基板的蝕刻。2.根據權利要求1所述的蝕刻方法，其中，在所述被處理基板與所述碳氟化合物層之間夾設有SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層。3.根據權利要求1所述的蝕刻方法，其中，在所述碳氟化合物層上形成有SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層。4.一種基板處理方法，其為進行被處理基板的處理的基板處理方法，其包括: 在被處理基板上形成碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序； 在所形成的所述碳氟化合物層上形成抗蝕層的抗蝕層形成工序； 將所形成的抗蝕層圖案化而形成規定的形狀的圖案化工序； 將圖案化了的抗蝕層作為掩模、進行所述碳氟化合物層的蝕刻而進行碳氟化合物層的圖案化的碳氟化合物層蝕刻工序；和 將圖案化了的所述碳氟化合物層作為掩模、進行所述被處理基板的蝕刻的被處理基板蝕刻工序。5.根據權利要求4所述的基板處理方法，其包括在所述碳氟化合物層與所述抗蝕層之間形成SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層的工序。6.根據權利要求4所述的基板處理方法，其包括在所述碳氟化合物層與所述被處理基板之間形成SiCN層、SiCO層和無定形碳層中的至少任意一層的工序。7.根據權利要求4所述的基板處理方法，其中，所述圖案化工序包括浸液曝光工序。8.根據權利要求7所述的基板處理方法，其中，所述浸液曝光工序中的光源包含ArF準分子激光。9.一種基板處理方法，其為進行被處理基板的處理的基板處理方法，其包括: 在被處理基板上形成硬掩模層的硬掩模層形成工序； 在所述硬掩模層形成工序之后，在所形成的硬掩模層上形成以規定的形狀圖案化了的碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序； 在所述碳氟化合物層形成工序之后，以覆蓋所形成的所述碳氟化合物層和在所述碳氟化合物層之間露出的所述硬掩模層的方式，形成含娃膜的含娃膜形成工序； 在所述含硅膜形成工序之后，以殘留位于所述碳氟化合物層的側壁側的含硅膜、去除位于所述碳氟化合物層的上側和所述硬掩模層的上側的含硅膜的方式進行蝕刻的含硅膜蝕刻工序； 在所述含硅膜蝕刻工序之后，以去除位于所述側壁之間的所述碳氟化合物層的方式進行蝕刻的碳氟化合物層蝕刻工序； 在所述碳氟化合物層蝕刻工序之后，將所殘留的所述含硅膜作為掩模、進行硬掩模層的蝕刻的硬掩模層蝕刻工序；和 在所述硬掩模層蝕刻工序之后，將所殘留的硬掩模層作為掩模、進行所述被處理基板的蝕刻的被處理基板蝕刻工序。10.根據權利要求9所述的基板處理方法，其中，所述含硅膜包含SiO2膜。11.根據權利要求9所述的基板處理方法，其中，所述硬掩模層包含SiN膜。12.根據權利要求4所述的基板處理方法，其中，所述碳氟化合物層形成工序通過等離子體CVD進行。13.根據權利要求4所述的基板處理方法，其中，所述碳氟化合物層形成工序使用C5F8氣體形成。14.根據權利要求4所述的基板處理方法，其中，所述蝕刻通過等離子體蝕刻進行。15.根據權利要求4所述的基板處理方法，其中，所述蝕刻使用將微波等離子體作為等離子體源、通過徑向線縫隙天線(Radial Line Slot Antenna)生成的等離子體來進行。16.一種圖案形成方法，其為形成進行被處理基板的蝕刻時的圖案的圖案形成方法，其包括: 在被處理基板上形成碳氟化合物(CFx:x為任意的數)層的碳氟化合物層形成工序； 在所形成的所述碳氟化合物層上形成抗蝕層的抗蝕層形成工序； 將所形成的抗蝕層圖案化而形成規定的形狀的圖案化工序；和將圖案化了的抗蝕層作為掩模、進行所述碳氟化合物層的蝕刻，形成進行被處理基板的蝕刻時的碳...

【專利技術屬性】
技術研發人員：松岡孝明，野澤俊久，堀敏泰，
申請(專利權)人：東京毅力科創株式會社，
類型：
國別省市：