TW201104742A - Plasma etching method, plasma etching apparatus and computer-readable storage medium - Google Patents

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Description

201104742 :、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於—種以ArF光阻作為遮罩 =處理基板之含Si反射防止膜進行_之電装敍刻方 法、電漿蝕刻裝置及電腦記憶媒體。 x 【先前技術】 Ο 〇 從以往於轉财置之製造步財係 行電漿_處理，以使石夕氧化膜等虫刻膜= 形。又’為了能對應於電路圖案的微細化，這類電倾^， 數係利用以較短波長的光來進行曝光之ArF光阻。水〇 =用上述ArF光阻作為遮罩來進行電_刻時，由於 對受性低，故已提出有-種能減少因電漿而 形成於° Λ種技術已知有—種在對 』，=崎〇2氣體之混合氣體等所構編刻 曰本特開秦軸號公報）。 文獻. 須抑罩之電編靖中，存在有必 率及充分的選擇比之問二高钱刻 阻受到損傷(變得㈣不具有能抑制ArF光 比來tf人访;^ )能以祕刻率及充分的選擇 期望能針對_技術進行 電組狀技術’因而 3 201104742 【發明内容】 本發明有鑑於上述習知情事，乃提供一種能抑制 ArF光阻受到損傷（變得凹凸不平），且能以高蝕刻率及 充分的選擇比來對含矽反射防止膜（Si-ARC)進行電漿 名虫刻之電黎钱刻方法、電浆姓刻裝置及電腦記憶媒體。
申請專利範圍第1項之電漿蚀刻方法，係利用電漿 蝕刻裝置而以形成於基板之ArF光阻作為遮罩並藉由 處理氣體的電漿來對位於該ArF光阻的下層之含Si反 射防止膜進行蝕刻，該電漿蝕刻裝置具有：設置於處理 反應室内而載置有該基板之下部電極、於該處理反應室 内對向於該下部電極而設置之上部電極、將該處理氣體 供給至該處理反應室内之處理氣體供給機構、以及於該 下部電極與該上部電極之間施加高頻電功率之高頻電 源；其特徵在於：係使用包含有CF系氣體及/或CHF 系氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣體來作為該處理氣 體，並對該上部電極施加直流電壓Q 申請專利範圍第2項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第1項之電漿蝕刻方法，其中對該上部電極所 施加之直流電壓的電壓值為-1000V〜-300V的範圍。 申請專利範圍第3項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中該處理氣體 為CF4氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣體；CF3I氣體 流量相對於CF4氣體流量與CF3I氣體流量的合計的比 201104742 (cf3i氣體流量/(CF4氣體流量+CF3I氣體流量））為 0.1〜0.3的範圍。 申請專利範圍第4項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中係對該下部 電極施加電功率值為100W〜300W的偏壓用高頻電功 率。 申請專利範圍第5項之電漿蝕刻方法係根據申請 Ο 專利範圍第3項之電漿蝕刻方法，其中係對該下部電極 施加電功率值為100W〜300W的偏壓用高頻電功率。 申請專利範圍第6項之電衆|虫刻方法係根據申請 專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中係於蝕刻該 含Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之加工步驟。 申請專利範圍第7項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第3項之電漿蝕刻方法，其中係於蝕刻該含 Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之加工步驟。 申請專利範圍第8項之電漿蝕刻方法係根據申請 〇 專利範圍第4項之電漿蝕刻方法，其中係於蝕刻該含
Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之加工步驟。 申請專利範圍第9項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第5項之電漿蝕刻方法，其中係於蝕刻該含 Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之加工步驟。 申請專利範圍第10項之電漿蝕刻方法係根據申請 專利範圍第6項之電漿蝕刻方法，其中該加工步驟係以 H2氣體、或H2氣體與N2氣體、或H2氣體與Ar氣體作 5 201104742 為處理氣體來㈣處理氣 阻之電漿處理。 電永化以作用於該ArF光 申凊專利範圍第u 一漿二以:，據申請 為處理氣氣體、或馬氣體^驟係以 將4處理氣體雷將 、八r氣體作 阻之電漿處理。 是化以作用於該ArF ^ 申請專利範圍第12 專_圍第8項之電漿颠刻方Hi方法係根據申請 H2氣體、或H2氣體與％氣體^ °亥加工步驟係以 為處理氣體來將該處理氣體電將^ 2氣體與4氣體作 阻之電漿處理。 水化以作用於請ArF光 申請專利範園第13 利範圍第9項之議刻方：二方法係根據請專 迅氣體 '或％氣體與N2氣邓、中该加工步驟係以 為處理氣體來將該處理氣體化氣體作 阻之電漿處理。 化以作用於該ArF光 申請專利範圍第14項 設置於處理反應室内㈣ 4置’係具有： 理反應室内對向於該下:::===處 反應室内之處糧二構= 高頻二= 徵與二上?極之間施加高頻電功率之 、，— 在於.从形成於該基板之ArF光阻作 為遮罩亚错由該處理氣體的電漿來對位於該ArF光阻 201104742 的下層之含Si反射防止膜進行蝕刻時，係具有控制從 該處理氣體供給機構供給包含有CF系氣體及/或CHF 系氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣體來作為處理氣體並 從直流電源對該上部電極施加直流電壓之控制部。 申請專利範圍第15項之電腦記憶媒體，係記憶有 以電腦來動作之控制程式，其特徵在於：該控制程式係 控制電漿蝕刻裝置以在實施時進行申請專利範圍第1 至13項任一項之電漿截刻方法。 依本發明，便可提供一種能抑制ArF光阻受到損傷 (變得凹凸不平），且能以高蝕刻率及充分的選擇比來對 含矽反射防止膜（Si-ARC)進行電漿蝕刻之電漿蝕刻方 法、電漿蝕刻裝置及電腦記憶媒體。 【實施方式】 以下，針對本發明實施形態參照圖式加以說明。圖 1係將本實施形態電漿蝕刻方法中，作為被處理基板之 半導體晶圓剖面結構放大顯示之圖式。又，圖2係顯示 本實施形態電漿蝕刻裝置的結構之圖式。首先，參照圖 2針對電漿蝕刻裝置的結構加以說明。 電衆钱刻裝置係具有構成為氣密且為電接地電位 之處理反應室1。該處理反應室1為圓筒狀，由例如銘 等所構成。處理反應室1内設置有水平地支撐被處理基 板（半導體晶圓W)之迴轉台2。迴轉台2係由例如鋁等 所構成，並具有作為下部電極之功能。該迴轉台2係透 7 201104742 過絕緣板3而被支撐於導體的支撐台4。又，迴轉台2 的上方外周設置有例如以單結晶♦所形成之聚焦環5。 再者，以將迴轉台2及支樓台4的周目圍繞之方式而 設置有例如石英等所構成之圓筒狀内壁組件3a。 迴轉台2係透過第1匹配器11a而連接有第1RF電 源10a ’又’係透過第2匹配器^ 源10b。第1RF略' 佼喇乐龟
電源10a將特定^伽係用以產生電漿，而從該第1RF 電功率供給至^率(27MHz以上，例如4GMHz)的高頻 引離子（偏壓用）纟2。又，第2RF電源_係用以吸 源10a要低之/從該第2RF電源通將較第1处電 的高頻電功率定頻率（13.56MHZ叮，例如2MHz) 上方設置有针、、'S至迴轉台2。另―方面，迴轉台2的 極功能之淋對向於迴轉台2並具有作為上部電 _ 、16，淋氣頭16與迴轉台2係作為一對 f極峙部電極)而發揮功能。 迴轉台2 哄& σ 勺上面設置有用以將半導體晶圓w靜電 次丨付之靜電夾夏 ^ 、6。該靜電夾具6為在絕緣體6b之間 η δ又有電極6a 妙a w，、、去構’電極6a係連接至直流電源12。 然後猎由從直涔$ 田在从 L電源12對電極6a施加直流電壓’以利
St將半導體晶圓W吸附。 接有A # 口 4内部形成有冷媒通道4a，冷媒通道4a連 使適^媒0 口配管4b與冷媒出口配管4C。然後，藉由 τπ 4·力冷媒(例如冷卻水等)在冷媒通道4a中循環，則 1將支撐A 4 、 口 及％轉台2控制在特定的溫度。又，以將 201104742 迴轉台2等貫穿之方式設置有用以將氦氣等冷熱傳達 用氣體（背面氣體；back side gas)供給至半導體晶圓w 的内面側之背面氣體供給配管30，該背面氣體供給配 管30係連接於未圖示之背面氣體供給源。藉由該等結 構’可將迴轉台2的上面利用靜電夾具6所吸附保持之 半導體晶圓W控制在特定的溫度。 上述淋氣頭16係設置於處理反應室1的頂壁部 0 分。淋氣頭16具有本體部16a與構成電極板之上部頂 板16b ’並透過絕緣性組件45而被支承於處理反應室1 的上部。本體部16a係由導電性材料(例如表面經陽極 氧化處理之鋁）所構成，而為於其下部可自由裝卸地支 稽上部頂板16b之結構。 本體部16a的内部設置有氣體擴散室i6c，本體部 16a的底部形成有位於該氣體擴散室16c的下部處之多 個氣體通流孔16d。又’上部頂板16b係設置有與上述 氣體通流孔16d相重疊’且將該上部頂板1 %於厚度方 Ο 向貫穿之氣體導入孔16e。藉由此種結構，被供給至氣 體擴散室16c的處理氣體係經由氣體通流孔1 gd及氣體 導入孔16e而被淋浴狀地分散並供給至處理反廣室^ 内。又，本體部16a等設置有用以使冷媒循環之配管（未 圖示），可在電漿蝕刻處理中將淋氣頭16冷卻至所欲溫 度。 上述本體部16a形成有用以將處理氣體導入至氣體 擴散室16c之氣體導入口 16d。該氣體導入口 16d連接 9 201104742 有氣體供給配管15a，而該氣體供給配管15a的另一 端，則連接有用以供給蝕刻用或加工用的處理氣體之處 理氣體供給源15。氣體供給配管15a從上游侧依序設置 有流量控制器（MFC)15b及開閉閥VI。然後，從處理氣 體供給源15將用以進行電漿蝕刻的處理氣體(例如CF4 氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣體)經由氣體供給配管 15a而供給至氣體擴散室16c，並從該氣體擴散室16c 經由氣體通流孔16d及氣體導入孔16e而淋浴狀地分散 並供給至處理反應室1内。 上述作為上部電極之淋氣頭16係透過低通遽波器 (LPF)51而電連接於可變直流電源52〇該可變直流電源 52可利用On/Off開關53來進行供電的On/Off。可變 直流電源52的電流、電壓及On/Off開關53的On/Off 係藉由後述控制部60來控制。又，如後所述，從第1RF 電源10a、第2RF電源10b對迴轉台2施加高頻而於處 理空間產生電漿時，可依需要利用控制部60來將 On/Off開關53打開，並對作為上部電極之淋氣頭16 施加特定的直流負電壓。 以從處理反應室1的侧壁向較淋氣頭16要高的高 度位置上方延伸之方式設置有圓筒狀接地導體la。該圓 筒狀接地導體la於其上部具有頂壁。 處理反應室1的底部形成有排氣口 71，該排氣口 71係透過排氣管72而連接有排氣裝置73。排氣裝置 73具有真空幫浦，可藉由使該真空幫浦作動來將處理 10 201104742 反應室1内減壓至特定的真空度。另一方面，處理反應 室1的侧壁設置有晶圓W的搬出入口 74，該搬出入口 74設置有用以開閉該搬出入口 74之間闕75。
圖式中的付號76、77為可自由裝卸之沉積屏障。 沉積屏障76係沿著處理反應室1的内壁面設置，而具 有防止蝕刻副生物（沉積物）附著在處理反應室丨之功 能，該沉積屏障76在與半導體晶圓w大致相同高度的 位置處δ又置有直流地電接地之導電性組件 block)79，藉以防止異常放電。 上述結構的電漿蝕刻裝置係藉由控制部6〇來統括 地控制其動作。該控制部60設置有具有cpu並控制電 聚钱刻裝置的各部之製程控制器61、使用者介面62及 記憶部63。
使用者介面62係由步料理者為了管理電製 裝置而進行指令的輸人操作之鍵盤或使電漿餘刻裝置 的稼働狀況可視化地顯示之顯示器等所構成。 、 記憶部63收納有製程配方，該製程配方係記憶有 為了實現利用製程控制器61來控制電_農置； 施之各種處理的控制程式（軟體）或處理條件 : 後’依需要’藉由依來自使用者介面62的指耸广 意的製程配方從記憶部63叫出並於製程控制器， 打，則可在製程控制器61的控制下，於晉 進行所欲處理。又，控制程式或處理條件資置 方可利敎缺可以電卿行魏之電腦域媒^= 201104742 如硬碟、⑶、軟碟、半導體記憶體等）等狀態之物，抑 或從其他裝置，例如透過專用回線來隨時傳送而可 利用。 、 利用上述結構之電漿蝕刻裝置來加以說明對形成 於半‘體as圓W的有機膜進行電漿钱刻之步驟順序。 首先，打開閘閥75，並藉由搬送自動機（未圖示）等來將 半導體晶圓W經由裝載室（未圖示）而從搬出入口 74搬 入至處理反應室1内並載置於迴轉台2上。之後，將搬 送自動機退到處理反應室1外並關閉閘閥75。然後， 藉由排氣裝置73的真空幫浦透過排氣口 71來將處理反 應室1内排氣。 處理反應室1内達到特定的真空度後，從處理氣體 供給源15將特定的處理氣體(蝕刻氣體）導入至處理^ 應室1内，並將處理反應室1内維持在特定壓力，例如 6.7Pa(5〇mT()rr)，而在該狀態下從第贈電源收口 率例如4〇MHz的高頻電功率供給至迴轉台2。又，…、 了吸引離子而從第2RF電源iQb將例如頻編^ 的高周波電功率(偏壓用)供給至迴轉台二2.= 流電源12將特定的直此扦，攸直 二;=至:^ 高頻電功由對下部電極(迴轉台2)施加 空間會產生放電，择野存在有半導體晶圓W的處理 错由因放電所形成之處理氣體的電漿 12 201104742 來對形成於半導體晶圓w上之含矽反射防止膜(Si ARC) 等進行餘刻處理。 此處，如上所述，由於可在電漿處理中對淋氣頭 W施加直流電壓，故具有以下的效果。亦即，依製程 的不同而有要求電漿需為高電子密度且低離二= 佾況。在此種情況下，若利用直流電壓，並藉由抑制 打入半導體晶圓w的離子能量且增加電漿的電子密 度則可Φζ向成為半導體晶圓w的餘刻對象之薄膜= 蝕刻率、降低對設置於蝕刻對象的上部作為遮罩的Γ 膜的濺鍍率並提高選擇性。 焉 ^然後，結束上述蝕刻處理，停止高頻電功率的供 給、直流電壓的供給及處理氣體的供給，以和上述步騍 順序相反的步驟順序將半導體晶圓w從處理反應’ 内搬出。 心 1 接下來，參照圖1說明本實施形態之電漿蝕 法。 乃 雕圖l(a)、（b)係將本實施形態中作為被處理基板的半 導體晶圓W的主要部份結構放大顯示之圖式。如圖1(a) 所示，半導體晶圓W形成有作為被蝕刻膜之例如有= 膜101(厚度例如為200nm)，該有機膜1〇1的上層形成 2含石夕反射防止膜(Si-ARC)l〇2(厚度例如為40nm):讀 含石夕反射防止膜⑸-ARC) 102係由例如含Si率為43%= 右之有機膜(塗㈣)所誠。紐，該含㈣射防止ς (Si-ARC)102上形成有ArF光阻膜1〇3(厚度例如為 13 201104742 100nm)〇ArF光阻膜l〇3形成有利用精密圖片轉印步驟 而被圖形化之特定形狀的開口 1 〇4。 將上述構造之半導體晶圓W收納於圖2所示之裳 置的處理反應室1内並載置在迴轉台2，由圖1(a)所示 之狀態，以ArF光阻膜103作為遮罩來將含矽反射防止 膜（Si-ARC)102蝕刻而成為圖1(b)之狀態。又，實際上 係由圖1(b)之狀態將作為被钱刻膜之有機膜1〇1钱刻。 本貫施形態中，在對上述含矽反射防止膜 (Si-ARC)102進行電漿蝕刻時，係使用包含有cf系氣 體及/或CHF系氣體、cr][氣體、氧氣之混合氣體來作 為處理氣體，並從可變直流電源52對作為上部電極之 淋氣頭16施加特定的負直流電壓。 施加在上述淋氣頭16的負直流電壓的電壓值較佳 為-1000V〜-300V的範圍，更佳為-900V〜-600V。 該處理氣體較佳地係使用例如cf4氣體、CF3I氣體 與氧氣之混合氣體。此時，CF3I氣體流量相對於CF4 氣體流量與CFd氣體流量加總的比（cf3i氣體流量/(cf4 氣體流量+CF31氣體流量))較佳為0.1〜0.3的範圍。又， 〇2氣體流量較佳為處理氣體總流量的1〜3%左右，更佳 為約2%左右。 又’在進行上述電漿蝕刻時，較佳地係從第2RF 電源10b對作為下部電極之迴轉台2供給吸引離子用 (偏壓用）的高頻電功率，該吸引離子用（偏壓用）的高頻 電功率的電功率值較佳為1〇〇w〜3〇〇w左右。 14 201104742 _ _______ . ♦ + - - - ·….…..冊 _ ' 實施例1係使用圖2所示之電漿蝕刻裴置，並利用 以下所示製程配方來對圖1所示之構造的半導體晶圓 實施上述含矽反射防止骐(Si-ARC)102的電漿蝕刻^二 步驟。 又，以下所示之實施例丨的處理製程配方係從控制 部60的記憶部63讀取並鍵入製程控制器61，而藉由 根據控制程式使製程控制器61來控制電漿触刻裝置的 各部，以實行所讀取處理製程配方所設定的電漿蝕刻處 〇 理步驟。 處理氣體：CF4/CF3I/〇2=225/25/5secm 壓力.6-7Pa(50mTon·)
高頻電功率(HF/LF) : 400/1 〇〇W
直流電壓：-900V 上述實施例1之ArF光阻的蝕刻率為48 5nm/min， 含石夕反射防止膜(Si-ARC)的餘刻率為i20.0nm/min，選 擇比(含石夕反射防止膜(Si-ARC)的姓刻率/Arf光阻的餘 ❹ 刻率）為2.5。又，利用SEM所觀察蝕刻後ArF光阻狀 態的凹凸不平較少’ CD(線寬）為71.7nm，LWR(Line Width Roughness)為3.8nm。圖3係顯示利用實施例j 之SEM所攝得之ArF光阻的剖面狀態⑷與上面狀態（b) 之放大照片。 比較例係以下述條件來實施含矽反射防止膜 (Si-ARC)l〇2的電漿蝕刻處理步驟。 處理氣體：CF4/O2=250/5sccm 15 201104742 壓力：10Pa(75mTorr)
高頻電功率(HF/LF) : 400/0W 直流電壓：0V 上述比較例之ArF光阻的蝕刻率為65 〇nm/min， 含矽反射防止膜(Si-ARC)的蝕刻率為5〇 5nm/min，選擇 比（含矽反射防止膜(Si-ARC)的蝕刻率/ArF光阻的蝕刻 率）為0.8。又，利用SEM來觀察姓刻後ArF光阻狀態 並不那麼凹凸不平，但CD(線寬）為47.9nm，LWR(Line Width Roughness)為4.3nm ’而ArF光阻被大量蝕刻且 其殘膜量較少。圖4係顯示利用比較例之SEM所攝得 之ArF光阻的剖面狀態（a)與上面狀態（b)之放大照片。 如上所述，在實施例中，相較於比較例，含矽反射 防止膜（Si_ARC)的敍刻率較南，且選擇比亦較高，而 ArF光阻的LWR較少。又，Ai.F光阻的CD(線寬）亦較 大。 又’在上述實施例1中，在蝕刻含矽反射防止膜 (Si-ARC)前’係加上ArF光阻的加工步驟而進行實施例 2的電漿蚀刻。該實施例2之加工步驟係利用例如，包 含有氫氣之加工氣體(H2氣體、H2氣體與N2氣體、h2 氣體與Ar氣體等），來使該電漿作用於ArF光阻，藉以 進行ArF光阻的表面改質與表面平順化。該實施例2 中，係以下述條件實施加工步驟。 處理氣體.H2/N2=450/450sccm 壓力：13.3Pa(100mTorr) 16 201104742 高頻電功率(HF/LF) : 200/0W 直流電壓：ον 纟上述加工步驟後進行與實施例1相同的電漿蝕 刻。在該實施例2中’利用SEM所觀察钱刻後ArF光 阻狀態的凹凸不平較少’ CD(線寬)為69 4腿，隱卿狀 Width Roughness)為3.2聰，更加改善了實施例
1 之 LWR 值。
❹ ^上述各施例中，在進行電漿蝕刻時，係從第2RF 电源10b對迴轉台（下部電極)2施加吸引離子用⑽壓用） 的高頻電功率。此係為了提高含石夕反射防止膜(si ARc) 的，刻率圖5係以姓刻率（nm/min)為縱轴，以偏壓 ^『頻黾功率值(w)為橫軸，而顯示在以下之條件（1)的 并=敍备、件中，只改變偏壓用高頻電功率時，各個高 率值之姓刻率的調查結果。如同圖所示，偏壓用 功率值愈高，則含矽反射防止膜(Si—ARC)的蝕刻 二问。此係與對淋氣頭（上部電極）16施加-600V的直 ϋ &電_情況完全相同。 條件U): 處理氧體.CF4/CF3I/〇2=225/25/5sccm $力.10.0Pa(75mTorr)
南頻電功率(HF/LF) : 400/(改變)W 直流電壓：〇V 士 另一方面’如上所述，提高偏壓用高頻電功率值 ^ ’ ArF光阻會變得凹凸不平。又，如以選擇比為縱軸， 17 201104742 以偏壓用高頻電功率值(W)為橫軸之圖6所示，藉由對 淋氣頭（上部電極）16施加-600V的直流電壓，可較未施 加直流電壓的情況更加提高選擇比。 以選擇比為縱軸，以負直流電壓值(絕對值)(v)為槔 軸，而將上述般施加在淋氣頭（上部電極）16之負直流電 壓與選擇比的關係之調查結果(LF=2〇〇w ,其他直流電 壓以外的蝕刻條件則與條件（丨）相同）顯示於圖7之圖 表。如圖7所示，負直流電壓值(絕對值）愈高，則選擇 比愈咼。然而，當電壓值超過-1000V時，ArF光阻會產 生波浪狀(Wiggling)。因此，施加在淋氣頭（上部電極曰口 6 的直流電壓較佳為-ι_ν〜-3〇〇ν的範®，更佳為 -900V〜-600V的範圍。 電功率:為了;::=， 、 汁而蝕刻率，較佳為100W以上，在 範圍内可獲得充分的選擇比，並且為 郎，Ί變得凹凸不平，較佳為300W以下。亦 偏I用阿頻％功率較佳為觸的範圍。 CF 率為縱抽，以卿氣體流量相對於 /(cV^ :::⑸氣體流量加總的比(CF31氣體流量 氣體的流量比與_^ =))為Τ’而顯示化1 氣體流量比以外的：：：:之:查結果。又，_ LF,0W，直流電^刻條件皆與條件⑴相同（但 擇比為縱轴，以心=::又’同樣地圖9係以選 U乳體、級$相對於eh氣體流量與 18 201104742 CFSI氣體流量加總的比(C]p3i氣體流量/(CF4氣體流量 +CF3I氣體流量))為橫軸，而顯示cf3I氣體的流量比與 選擇比的關係之調查結果。如該等圖8、圖9所示，CF3I 氣體的流量比愈高’則蝕刻率及選擇比皆愈低。因此， CFJ氣體的流量比較佳為〇 3以下。 另一方面，如圖10所示，當CF3I的流量比低時， 便會發生ArF光阻的凹凸不平。又，圖1〇係顯示cf3I 的流里自左侧起依序為Osccm⑻、19sccm(b)、25sccm(c) 時之利用SEM所攝得的放大照片。因此，cf3I氣體的 流量比較佳為0.1以上。 由以上可知’ CFaI氣體流量相對於CF4氣體流量與 CFj氣體流量加總的比(cf3I氣體流量/(CF4氣體流量 +CF3I氣體流量))較佳為〇.1〜〇.3(1〇%〜30%)的範圍。 圖11之圖表係以蝕刻率為縱軸、壓力為橫軸，而 顯示壓力與蝕刻率的關係之調查結果。又，圖12係以 選擇比為縱軸、壓力為橫軸，而顯示壓力與選擇比的關 Ο 係之調查結果。又，除了壓力以外的蝕刻條件皆與條件 (1)相同(但LF=200W’直流電壓=_600V)。如該等圖11、 圖12所示，壓力愈低，則蝕刻率及選擇比皆愈高。因 此，壓力較佳為 4.0Pa(30mToir)〜13.3Pa(100mTorr)的範 圍，更佳為約6.7Pa(50mTorr)左右。 如以上所說明，本實施形態可抑制ΑΓρ光阻受到損 傷（變得凹凸不平），並以高蝕刻率來對含矽反射防止犋 (Si-ARC)進行電漿蝕刻。又，由於選擇比較高，故亦可 19 201104742 導入如使ArF光阻的線畜
光阻的加工步驟。又聰細、改善粗财之ArF 叙明未限定於上述實施形雊及 貝施例，而可做各種變化。 〜 【圖式簡單說明】 圖1 (a)圖1 (b)係顯示本發明電 形惣的半導體晶圓剖面結構之圖式。 漿蝕刻方法之實施 圖2係顯示本發明實施形態之 略結構之圖式。 〜 電漿蝕刻裝置的概 圖3⑻、圖3(b)係顯示實施例1之ArF光阻的狀離 之顯微鏡照片。 ； 圖4(a)、圖綱係顯示比較例之ArF光阻的狀態之 顯微鏡照片。 圖5係顯示偏壓用高頻電功率與蝕刻率的關係之 圖表。 圖6係顯不偏壓用高頻電功率與選擇比的關係之 圖表。 圖7係顯示直流電壓與選擇比的關係之圖表。 圖8係顯不CFJ流量比與蝕刻率的關係之圖表。 圖9係顯示CFSI流量比與選擇比的關係之圖表。 圖10(a)〜圖l〇(c)係顯示因cf3I流量的差異所造成 ArF光阻狀態的差異之顯微鏡照片。 圖11係顯示壓力與蝕刻率的關係之圖表。 圖12係顯示壓力與選擇比的關係之圖表。 20 201104742 【主要元件符號說明】
VI 開閉閥 W 半導體晶圓 1 處理反應室 la 接地導體 2 迴轉台 3 絕緣板 3a 内壁組件 4 支撐台 4a 冷媒通道 4b 冷媒入口配管 4c 冷媒出口配管 5 聚焦環 6 靜電夾具 6a 電極 6b 絕緣體 10a 第1RF電源 10b 第2RF電源 11a 第1匹配器 lib 第2匹配器 12 直流電源 15 處理氣體供給源 15a 氣體供給配管 21 201104742 15b 流量控制器(MFC) 16 淋氣頭 16a 本體部 16b 上部頂板 16c 氣體擴散室 16d 氣體通流孔 16e 氣體導入孔 30 背面氣體供給配管 45 絕緣性組件 51 低通濾波器(LPF) 52 可變直流電源 53 On/Off開關 60 控制部 61 製程控制器 62 使用者介面 63 記憶部 71 排氣口 72 排氣管而 73 排氣裝置 74 搬出入口 75 閘閥 76、77 沉積屏障 79 導電性組件(GND block) 101 有機膜 22 201104742 102 含矽反射防止膜(Si-ARC) 103 ArF光阻膜 104 開口
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Claims (1)

  1. 201104742 七、申請專利範圍： 1. 一種電漿_ i虫刻方法，係利用電聚钱刻裝置而以形成 於基板之ArF光阻作為遮罩並藉由處理氣體的電 聚來對位於該ArF光阻的下層之含Si反射防止膜 進行蝕刻，該電漿蝕刻裝置具有：設置於處理反應 室内而載置有該基板之下部電極、於該處理反應室 内對向於該下部電極而設置之上部電極、將該處理 氣體供給至該處理反應室内之處理氣體供給機 構、以及於該下部電極與該上部電極之間施加高頻 電功率之南頻電源，其特徵在於. 係使用包含有CF系氣體及/或CHF系氣體、 CF3I氣體與氧氣之混合氣體來作為該處理氣體，並 對該上部電極施加直流電壓。 2. 如申請專利範圍第1項之電漿蝕刻方法，其中對該 上部電極所施加之直流電壓的電壓值為 -1000V〜-300V的範圍。 3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中 該處理氣體為CF4氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣 體； CF3I氣體流量相對於CF4氣體流量與CF3I氣 體流量的合計的比（CF3I氣體流量/(CF4氣體流量 +CF3I氣體流量))為0_1〜0.3的範圍。 4. 如申請專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中 係對該下部電極施加電功率值為100W〜300W的偏 24 201104742 壓用高頻電功率。 5. 如申請專利範圍第3項之電漿蝕刻方法，其中係對 該下部電極施加電功率值為100W〜300W的偏壓用 高頻電功率。 6. 如申請專利範圍第1或2項之電漿蝕刻方法，其中 係於姓刻該含Si反射防止膜前進行加工該ArF光 阻之加工步驟。 7. 如申請專利範圍第3項之電漿蝕刻方法，其中係於 蝕刻該含Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之 ® 加工步驟。 8. 如申請專利範圍第4項之電漿蝕刻方法，其中係於 Ί虫刻該含Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之 加工步驟。 9. 如申請專利範圍第5項之電漿蝕刻方法，其中係於 蝕刻該含Si反射防止膜前進行加工該ArF光阻之 加工步驟。 10. 如申請專利範圍第6項之電漿蝕刻方法，其中該加 Q 工步驟係以H2氣體、或H2氣體與N2氣體、或H2 氣體與Ar氣體作為處理氣體來將該處理氣體電漿 化以作用於該ArF光阻之電漿處理。 11. 如申請專利範圍第7項之電漿蝕刻方法，其中該加 工步驟係以H2氣體、或H2氣體與N2氣體、或H2 氣體與Ar氣體作為處理氣體來將該處理氣體電漿 化以作用於該ArF光阻之電漿處理。 25 201104742 12. 如申請專利範圍第8項之電漿蝕刻方法，其中該加 工步驟係以H2氣體、或H2氣體與N2氣體、或H2 氣體與Ar氣體作為處理氣體來將該處理氣體電漿 化以作用於該ArF光阻之電漿處理。 13. 申請專利範圍第9項之電漿蝕刻方法，其中該加工 步驟係以H2氣體、或H2氣體與N2氣體、或氏氣 體與Ar氣體作為處理氣體來將該處理氣體電漿化 以作用於該ArF光阻之電漿處理。 14. 一種電漿蝕刻裝置，係具有：設置於處理反應室内 而載置有基板之下部電極、於該處理反應室内對向 於該下部電極而設置之上部電極、將處理氣體供給 至該處理反應室内之處理氣體供給機構、以及於該 下部電極與該上部電極之間施加高頻電功率之高 頻電源；其特徵在於： 以形成於該基板之ArF光阻作為遮罩並藉由 該處理氣體的電漿來對位於該ArF光阻的下層之 含Si反射防止膜進行蝕刻時，係具有控制從該處 理氣體供給機構供給包含有CF系氣體及/或CHF 系氣體、CF3I氣體與氧氣之混合氣體來作為處理氣 體並從直流電源對該上部電極施加直流電壓之控 制部。 15. —種電腦記憶媒體，係記憶有以電腦來動作之控制 程式，其特徵在於： 該控制程式係控制電漿蝕刻裝置以在實施時 26 201104742 進行申請專利範圍第1至13項任一項之電漿蝕刻 方法。
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