[发明专利]等离子体蚀刻方法

说明书

技术领域

本发明涉及等离子体蚀刻方法。

背景技术

目前已知使用无定形碳膜作为蚀刻掩模对加工对象进行蚀刻的技术。例如，在专利文献1所记载的方法中，将抗蚀剂层作为掩模对无定形碳膜进行蚀刻，将规定的图案转印到无定形碳膜上，使用该无定形碳膜作为加工对象的掩模。这样的无定形碳膜的蚀刻掩模例如在NAND型闪存器的制造工序中，在对绝缘膜和导电膜交替叠层而成的多层膜形成台阶状的结构时使用(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007－288119号公报

专利文献2：日本特开2009－170661号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，加工对象的蚀刻孔的深度、长径比增大时，更加要求掩模的耐等离子体性，利用通常的厚度的无定形碳膜确保选择比是困难的。因此，为了确保选择比，需要增大无定形碳膜的厚度，但该情况下，用于向无定形碳膜转印图案的抗蚀剂层、无机类的中间层也需要变厚。但是，当抗蚀剂层的厚度变大时，在向抗蚀剂层转印图案的光刻法中会产生LER(line edge roughness：线边缘粗糙度)、LWR(line width roughness：线宽粗糙度)这样的问题，存在图案的精度降低的危险。

另外，曝光机的焦点深度也存在限度，不能在必要以上增加抗蚀剂层的厚度。而且，因为不能增加抗蚀剂层的厚度，大幅度提高抗蚀剂层和无机中间层的蚀刻时的选择比也是困难的，所以无机中间层的厚度也同样不能变大。另外，也要求提高将无机中间层作为掩模对无定形碳膜进行蚀刻时的选择比，但其也存在限度。因此，过度地增加无定形碳膜的厚度是困难的。

因此，作为能够确保选择比的硬的蚀刻掩模，能够使用掺杂有硼的无定形碳(BAC：Boron-doped Amorphous Carbon)膜。因此，掺杂有硼的无定形碳膜为难蚀刻材料，因此进行蚀刻是困难的。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够对掺杂有硼的无定形碳进行蚀刻的等离子体蚀刻方法。

用于解决技术问题的技术方案

本发明的一个方面涉及的等离子体蚀刻方法为利用半导体制造装置，对掺杂有硼的无定形碳进行蚀刻的等离子体蚀刻方法，该半导体制造装置具有：形成处理空间的处理容器；载置被处理体的载置台；产生等离子体激发用的能量的能量产生源；和向处理容器内供给处理气体的气体供给部，该等离子体蚀刻方法使用氯气和氧气的混合气体的等离子体，并使载置台的温度为100℃以上。

在该等离子体蚀刻方法中，在对掺杂有硼的无定形碳进行蚀刻时，使用氯气和氧气的混合气体的等离子体，并使载置台的温度为100℃以上。这样，通过使用氯气和氧气的混合气体，能够通过氧和碳的反应使碳挥发，并通过使氯和硼发生反应生成氯化硼，来降低硼的蒸气压温度，因此通过使载置台的温度为100℃以上，能够使硼挥发。因此，能够对含有硼的无定形碳进行良好地蚀刻。

在一个实施方式中，至少包括开始蚀刻的第一步骤和在该第一步骤之后实施的第二步骤，在第一步骤中，使从气体供给部供给的氧气的供给量为第一供给量，在第二步骤中，使从气体供给部供给的氧气的供给量为比第一供给量少的第二供给量。

在蚀刻的初期，在掺杂有硼的无定形碳中的抗蚀剂层的正下方部分，自由基、离子容易与蚀刻孔的侧壁冲撞，因此侧壁有时不必要地削减。由此，蚀刻孔的顶部和底部的尺寸会产生差异。因此，在开始蚀刻的第一步骤中，相比于第二步骤，增加氧的供给量。由此，在蚀刻的初期中，在抗蚀剂层的正下方的蚀刻孔的侧壁，利用氧将硼氧化而形成保护膜，能够利用保护膜抑制削减侧壁。因此，能够使顶部和底部的尺寸差变小。

另外，在蚀刻后半期的第二步骤中，减少氧气的供给量，因此在蚀刻孔变深时，能够确保气体散出性。因此，能够抑制蚀刻速率的降低，能够实现蚀刻速率的提高。其结果，能够实现蚀刻时间的缩短。

在一个实施方式中，在第一步骤中，使处理容器内的压力为第一压力，在第二步骤中，使处理容器内的压力为比第一压力高的第二压力。在该情况下，能够实现蚀刻速率的提高。

在一个实施方式中，载置台的温度能够为100℃～350℃。

在一个实施方式中，能量产生源能够具有：产生微波的微波发生器；和与载置台连接，产生高频偏置电力的高频电源，使微波发生器的电力为3000～4000W，使高频电源的电力为300～800W。

在一个实施方式中，微波可以是从径向线隙缝天线向处理容器内辐射的构成。