[发明专利]等离子体处理方法

说明书

一种等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，包括：向放入了在抗蚀剂膜上形成有规定的图案的被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，所述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在‑20℃的处理温度下，利用改性气体的等离子体对被处理体的抗蚀剂膜进行改性。

技术领域

本发明的各种方面和实施方式涉及等离子体处理方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，在被蚀刻层上形成规定的图案的掩模，通过蚀刻，将该掩模的图案转印到被蚀刻层。作为掩模，例如使用利用光刻技术形成的抗蚀剂掩模。因此，在形成于被蚀刻层的图案的极限尺寸，受到利用光刻技术形成的抗蚀剂掩模的分辨率的极限的影响。

近年来，随着半导体器件的微小化、高集成化，对使用比ArF准分子激光的波长短的EUV(Extreme Ultra-Violet)光的光刻技术进行了研究。使用EUV光的光刻与使用ArF准分子激光光刻相比，能够在抗蚀剂掩模形成微小的图案。在使用EUV光的光刻中，能够进行在例如10nm以下的微小的加工。

另外，在形成于抗蚀剂掩模的图案中，抗蚀剂掩模的高度对图案尺寸的比值在3以上时，会产生图案倒塌等的不良状况。因此，抗蚀剂掩模的高度对图案尺寸的比值需要在3以下。因此，随着半导体器件的微小化进展，抗蚀剂掩模也有进展。抗蚀剂掩模的高度为，在10nm级中，例如为30nm以下。

当蚀刻被蚀刻层时，抗蚀剂掩模也一部分被蚀刻，但是随着抗蚀剂掩模的薄膜化进展，到在被蚀刻层形成规定的图案为止，抗蚀剂掩模不能维持规定的图案。由此，形成于蚀刻后的被蚀刻层的图案的尺寸精度有时会降低。

在下述的专利文献1公开了以下技术：为了改善EVU光致抗蚀剂的蚀刻耐受性，在图案上的抗蚀剂形成封入层，之后执行用于对硬掩模进行图案化的蚀刻处理步骤。另外，在下述的专利文献2公开了以下思想：为了抑制抗蚀剂损坏，仅在将形成有规定的图案的ArF抗蚀剂作为掩模以对有机防反射膜进行蚀刻的步骤中，将晶片温度控制在在-40℃～0℃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-145874号公报

专利文献2：日本特开2005-72518号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

但是，在以光致抗蚀剂为掩模对被蚀刻层进行蚀刻时，在蚀刻前，进行用于改善形成有规定的图案的光致抗蚀剂的表面的粗糙等的改性步骤。但是，在现有的改性步骤中，通过执行改性步骤，光致抗蚀剂的厚度变得比执行改性步骤前的厚度薄。在使用EUV光的光刻中，能够进行比现有的ArF准分子激光更微小的加工，因此光致抗蚀剂需要比现有的更薄。因此，对于通过使用EUV光的光刻而形成有图案的光致抗蚀剂执行改性步骤时，光致抗蚀剂变得更薄。由此，光致抗蚀剂作为掩模并蚀刻被蚀刻层时，蚀刻后的被蚀刻层的尺寸精度劣化。

用于解决课题的技术方案

本发明的一个方面为等离子体处理方法，其利用等离子体对依次层叠有有机膜、掩模膜和抗蚀剂膜的被处理体进行处理，上述等离子体处理方法包括：向放入了在上述抗蚀剂膜上形成有规定的图案的上述被处理体的腔室内供给改性气体的步骤，其中，上述改性气体为H2气体、卤化氢气体、包含稀有气体和H2气体的混合气体或者包含稀有气体和卤化氢气体的混合气体；和改性步骤，在-20℃的处理温度下，利用上述改性气体的等离子体对上述被处理体的上述抗蚀剂膜进行改性。

发明效果