[发明专利]基板处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基板处理方法，一种将在作为掩模使用的层所形成的开口部的宽度缩小的基板处理方法。 

背景技术

随着半导体器件的加工的精细化，提案有很多用于缩小在等离子体蚀刻时使用的掩模层上所形成的开口部的宽度的技术。例如，作为如图10(A)所示的、将在作为基板的晶片上所形成的上部光致抗蚀剂层100的开口部101的宽度缩小的方法(缩小(shrink)方法)，由于CH₄气体的等离子体使含有碳和氢气的堆积物大量地产生，所以提案利用含有CH₄气体的处理气体的方法。具体而言，由CH₄(甲烷)气体和Ar气体的混合气体产生等离子体，使由该等离子体产生的堆积物102堆积在开口部101内从而缩小该开口部101的宽度W1(图10(B))(例如，参照专利文献1)。 

专利文献1：日本特开2007-273866号公报 

发明内容

然而，由于堆积物102各向同性地堆积，因此不仅在开口部101的侧部而且在底部也堆积(参照图10(C)中的厚度为T1的堆积物102。)。堆积于底部的堆积物102阻碍后续工序中的光致抗蚀剂层100下的被处理层的蚀刻，例如阻碍含硅的硬掩模层103的蚀刻。 

此外，当在硬掩模层103中利用等离子体通过蚀刻形成开口部时，使由该等离子体产生的堆积物堆积在该开口部内，进行成形使该开口部的截面形状形成为梯形形状。此时，当使用C₄F₈气体、C₄F₆气体作为气体产生等离子体时，该等离子体不仅高效地蚀刻硬掩模，而且还与硬掩模中的硅进行反应而产生大量能够用作堆积物的CF类的反应生成物，因此基于蚀刻的高效率和促进梯形形状形成的观点，多使用C₄F₈气体、C₄F₆气体。 

但是，CF类的反应生成物不仅附着于开口部，还大量地附着于处理晶片的腔室内部的结构部件的表面。该附着的CF类的反应生成物在后续工序的蚀刻、例如硬掩模层下的下部光致抗蚀剂层的蚀刻中被分解而产生氟。由该氟产生的等离子体对下部光致抗蚀剂层的蚀刻造成影响，其结果是，存在形成于下部光致抗蚀剂层的开口部的形状不能成形为所希望的形状的情况。 

进而，当在下部光致抗蚀剂层的蚀刻中开口部形成之后，利用等离子体缩小该开口部的宽度时，如果使用C₄F₆气体，则产生大量CF类的反应生成物，该CF类的反应生成物不仅堆积于开口部内，还堆积于残存的硬掩模层上。堆积于该硬掩模层上的CF类的反应生成物，在后续工序中的除去硬掩模层和下部光致抗蚀剂层时，作为硬掩模层的掩模发挥功能，因而阻碍硬掩模层等的除去。 

本发明的目的在于提供一种能够防止对后续工序的处理造成不良影响的基板处理方法。 

为了实现上述目的，本发明的第一方面的基板处理方法，其对基板进行处理，上述基板载置于载置台上，上述载置台被施加有第一频率的高频电力和比上述第一频率高的第二频率的高频电力，上述基板在被处理层上依次形成有下部光致抗蚀剂层、含硅的硬掩模层、和上部光致抗蚀剂层，上述基板处理方法的特征在于，包括：第一宽度缩小步骤，利用等离子体将形成于上述上部光致抗蚀剂层的、并且使上述硬掩模层露出的第一开口部的宽度缩小；第二宽度缩小步骤，经由宽度已被缩小的上述第一开口部在上述硬掩模层形成使上述下部光致抗蚀剂层露出的第二开口部的同时，利用等离子体缩小该第二开口部的宽度；第三开口部形成步骤，经由宽度已被缩小的上述第二开口部形成使上述被处理层露出的第三开口部；和第三宽度缩小步骤，利用等离子体缩小该已被形成的第三开口部的宽度，在上述第一宽度缩小步骤中，对上述载置台不施加上述第一频率的高频电力而仅施加上述第二频率的高频电力，由CF₄气体和CH₄气体的混合气体产生等离子体；在上述第二宽度缩小步骤中，对上述载置台施加上述第一频率的高频电力和上述第二频率的高频电力，由至少含有CF₄气体和CH₄气体的混合气体产生等离子体；在上述第三宽度缩小步骤中，对上述载 置台不施加上述第一频率的高频电力而仅施加上述第二频率的高频电力，由至少含有C₄F₈气体的混合气体产生等离子体。