無定形碳氮膜的形成方法、無定形碳氮膜、多層抗蝕劑膜、半導體裝置的製造方法以及存...的製作方法

2023-04-23 21:38:41

專利名稱：無定形碳氮膜的形成方法、無定形碳氮膜、多層抗蝕劑膜、半導體裝置的製造方法以及存 ...的製作方法
技術領域：
本發明涉及適用於半導體裝置的無定形碳氮膜的形成方法、無定形碳氮膜、多層 抗蝕劑膜、半導體裝置的製造方法以及存儲有控制程序的存儲介質。
背景技術：
在半導體設備的製造工藝中，將利用光刻技術形成了圖案的光致抗蝕劑作為蝕刻 掩膜來進行等離子體蝕刻，由此將電路圖案轉印到蝕刻對象膜上。通過光刻法將圖案投影 到光致抗蝕劑上時，在CD為45nm的時代，為了與微細化對應使用ArF抗蝕劑，在ArF抗蝕 劑的曝光中，使用193nm波長的ArF雷射光源。但是，ArF抗蝕劑具有耐等離子體性低的特性。因此，提出了在ArF抗蝕劑的下面 層疊S^2膜和耐等離子體性高的抗蝕劑膜，使用該多層抗蝕劑膜進行圖案形成的技術。還提出了在多層抗蝕劑膜中，代替SiO2膜或者作為反射防止層，應用通過 CVD (Chemical Vapor Deposition 化學蒸鍍薄膜成膜法)處理使用烴類氣體和惰性氣體形 成的無定形碳膜的技術(例如參照專利文獻1)。另外，近年，提出了在一部分的工序中不用光刻技術的圖案形成技術。具體的是， 例如，構成在ArF抗蝕劑膜的下面層疊SiO2膜，在S^2膜的下面層疊無定形碳膜的多層抗 蝕劑膜，對多層膜進行如下的圖案形成。即，首先，對ArF抗蝕劑進行圖案形成，使用進行了 圖案形成的ArF抗蝕劑對SiO2膜進行蝕刻。接著，使用進行了圖案形成的S^2膜對無定形 碳膜進行蝕刻。其結果，除了 ArF抗蝕劑膜的圖案形成工序以外的工序中不使用光刻技術 就能將ArF抗蝕劑膜上形成的圖案轉印到無定形碳膜上。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 參照日本特開2002-1四72號公報

發明內容
但是，使用光刻技術對ArF抗蝕劑膜進行圖案形成時，ArF抗蝕劑膜不僅由入射 光，還由從ArF抗蝕劑膜的基片反射的光而被感光。其結果，即使好不容易通過入射光正確 地將所需要的圖案投影到ArF抗蝕劑膜，也會因不能控制的反射光導致的感光而使投影到 ArF抗蝕劑膜的圖案的邊界部分變模糊，從而妨礙高精度的圖案形成。因此，為了解決上述問題，本發明提供一種無定形碳膜，其形成在抗蝕劑膜之下， 耐蝕刻性優異且曝光抗蝕劑膜時能夠降低照射的光的反射率。為了解決上述課題，發明人進行深入研究的結果，發現了⑴ ⑷的事項。(1)無定形碳膜中的碳原子的含有率越高，越能夠提高耐蝕刻性；(2)為了提高碳原子的含有率，不可缺少的是降低氫原子的含有率；(3)通過代替烴類氣體使用分子中不含氫原子的一氧化碳作為CVD法中供給碳的氣體，可以生成氫原子的含有率極低的無定形碳膜；(4)通過在氫原子的含有率極低的無定形碳膜中，進一步摻入氮氣，從而在曝光抗 蝕劑膜時能夠降低照射的光被無定形碳膜反射的機率。從上述觀點出發，根據本發明的一個實施方式提供一種無定形碳氮膜的形成方 法，其具有在處理容器的內部配置被處理體的工序；向上述處理容器的內部供給含一氧 化碳氣體和氮氣的處理氣體的工序；在上述處理容器的內部使一氧化碳氣體和氮氣分解， 在被處理體上形成無定形碳氮膜的工序。據此，可以形成耐蝕刻性優異且曝光抗蝕劑膜時能夠降低照射的光的反射率的無 定形碳氮膜。由此，在使用了光刻技術的圖案形成中，可以對抗蝕劑膜正確地進行圖案形 成。另外，由於高的耐蝕刻性，在後工序的蝕刻中，也能在下層膜形成良好的圖案，能夠對蝕 刻對象膜的圖案不產生變形就實現正確的圖案轉印。上述無定形碳氮膜中的氮原子的含有率可以為該膜中含有的碳原子的10%以下。上述無定形碳氮膜可以是用等離子體CVD裝置形成在被處理體上。上述等離子體CVD裝置可以是在上述處理容器的內部配設上部電極和下部電極 的平行平板型，在上述下部電極上配置被處理體的狀態下，至少對上述上部電極附加高頻 電力從而從上述處理氣體生成等離子體。在此基礎上，還可以對上述下部電極附加偏置 (T ^ )用的高頻電力。此時，上述上部電極可以為碳電極。處理氣體還可以含有惰性 氣體。另外，為了解決上述課題，根據本發明的另一實施方式提供一種無定形碳氮膜，是 使用含一氧化碳氣體和氮氣的處理氣體，通過等離子體CVD而形成在被處理體上的。另外，為了解決上述課題，根據本發明的另一實施方式提供一種多層抗蝕劑膜，其 具有通過向處理容器的內部供給含一氧化碳和氮氣的處理氣體，在上述處理容器的內部 分解一氧化碳氣體和氮氣，從而形成在蝕刻對象膜上的無定形碳氮膜；在上述無定形碳氮 膜上形成的矽系薄膜；在上述矽系薄膜上形成的光致抗蝕劑膜。另外，為了解決上述課題，根據本發明的另一實施方式提供一種半導體裝置的制 造方法，其具有在被處理體上形成蝕刻對象膜的工序；向處理容器的內部供給含一氧化 碳氣體和氮氣的處理氣體的工序；在上述處理容器的內部分解一氧化碳氣體和氮氣，在被 處理體上形成無定形碳氮膜的工序；在上述無定形碳氮膜上形成矽系薄膜的工序；在上述 矽系薄膜上形成光致抗蝕劑膜的工序；對上述光致抗蝕劑膜進行圖案形成的工序；將上述 光致抗蝕劑膜作為蝕刻掩膜對上述矽系薄膜進行蝕刻的工序；將上述矽系薄膜作為蝕刻掩 膜對上述無定形碳氮膜進行蝕刻，轉印上述光致抗蝕劑膜的圖案的工序；將上述無定形碳 氮膜作為蝕刻掩膜對上述蝕刻對象膜進行蝕刻的工序。此時，可利用193nm波長的光，對作為上述光致抗蝕劑膜的ArF抗蝕劑膜進行圖案 形成。另外，為了解決上述課題，根據本發明的另一實施方式提供一種存儲介質，是存儲 有計算機上工作的控制程序的計算機可讀取存儲介質，上述控制程序，以執行上述方法的 方式使上述計算機控制用於形成無定形碳氮膜的成膜裝置。另外，為了解決上述課題，根據本發明的另一實施方式提供一種無定形碳氮膜的 形成方法，具有在處理容器的內部配置被處理體的工序；向上述處理容器的內部供給僅由碳原子和氧原子形成的氣體和氮氣的工序；在上述處理容器的內部使用等離子體，在被 處理體上形成無定形碳氮膜的工序。如上所述，根據本發明，能夠形成耐蝕刻性優異且曝光抗蝕劑膜時能夠降低照射 的光的反射率的無定形碳膜。


圖1是能夠適用於本發明一實施方式的無定形碳氮膜的成膜的、等離子體CVD裝 置的縱截面圖。圖2是用於說明同實施方式的無定形碳氮膜生成時的分解、生成反應的圖。圖3是表示用於使用同實施方式的無定形碳氮膜製造半導體裝置的、多層膜結構 的縱截面圖。圖4是用於說明將同實施方式的ArF抗蝕劑膜通過光刻法進行圖案形成的工序的 圖。圖5是表示同實施方式的無定形碳氮膜的反射率的實驗結果。圖6是表示將同實施方式的進行了圖案形成的ArF抗蝕劑膜作為掩膜對氧化矽膜 進行蝕刻的結果的截面圖。圖7表示將同實施方式的進行了圖案形成的氧化矽膜作為掩膜對無定形碳氮膜 進行蝕刻的結果的截面圖。圖8表示將同實施方式的進行了圖案形成的無定形碳氮膜作為掩膜對蝕刻對象 膜進行蝕刻的結果的截面圖。圖9是用於評價同實施方式的無定形碳氮膜耐等離子體性的實驗結果。
具體實施例方式以下一邊參照附圖，一邊對本發明的一實施方式進行詳細的說明。另外，在以下的 說明和附圖中，通過對具有相同構成和功能的結構要素標記相同的符號，省略重複說明。另 外，本說明書中 ImTorr 為(IO-3X 101325/760)Pa, Isccm % (l(T6/60)m7sec。首先，作為能夠適用於本發明一實施方式的無定形碳氮膜的形成方法的成膜處理 的一個例子，舉出平行平板型的等離子體CVD裝置來進行說明。圖1為示意性地表示平行 平板型等離子體CVD裝置的截面圖。(等離子體CVD裝置的構成)等離子體CVD裝置10具有圓筒狀的處理容器100。處理容器100接地。在處理容 器100的內部設有載置晶片W的基座105。基座105由支撐體110來支撐。在基座105的 載置面附近埋設有下部電極115，在其下方埋設有加熱器120。下部電極115上通過匹配器 125連接有高頻電源130。根據需要，從高頻電源130輸出偏置用的高頻電力，附加於下部 電極115。加熱器120連接有加熱器電源135，根據需要從加熱器電源135附加交流電壓， 將晶片W調整到所需要的溫度。在基座上部的外沿部設有導環140，以引導晶片W。處理容器100在天井部以圓筒狀開口，該開口中通過絕緣體145嵌入有圓筒狀的 噴頭150。在噴頭150的內部設有用於擴散氣體的緩衝區域150a。從氣體供給源155供給 的所需要的氣體經由氣體管路L從氣體導入口 160導入到噴頭150內，經過緩衝區域150a從多個氣體吐出口 165供給到處理容器內部。所需要的氣體含有一氧化碳氣體、氬氣、氮 氣。噴頭150上通過匹配器170連接有高頻電源175。由此，噴頭150也作為上部電極構 成。具體為，通過從高頻電源175輸出等離子體生成用的高頻電力，附加到上部電極(噴頭 150)，從而通過上部電極和下部電極間產生的電場來產生放電，激發供給到處理容器內的 氣體，生成等離子體。處理容器的底壁設有排氣管180，排氣管180上連接有含真空泵(未圖示)的排 氣裝置185。排氣裝置185通過使其工作，將處理容器100的內部減壓至所需要的真空度。 在處理容器100的壁面設有搬入/搬出晶片W的搬入出口 190和開閉搬入出口 190的閘閥 195。如上所述構成的等離子體CVD裝置10通過控制裝置200來進行控制。控制裝置 200 具有 CPU200a、R0M200b、RAM200c 以及接口 200d。CPU200a、R0M200b、RAM200c 和接口 200d通過總線200e分別連接。R0M200b存儲有表示無定形碳氮膜的形成方法的控制程序(配方(Recipe))、各種 程序。RAM200C容納有用於形成無定形碳氮膜的各種數據。控制裝置200根據控制程序(配 方)的順序，通過接口 200d向偏置用的高頻電源130、加熱器電源135、氣體供給源155、等 離子體激發用的高頻電源175、排氣裝置185發送控制信號，通過該控制信號各機器在規定 的時機工作。這樣，CPU200a通過執行收納於機構區域的數據和控制程序，在晶片W上形成 所需要的無定形碳氮膜。接口 200d上連接有操作員可操作的PC、顯示器(均未圖示)，控制裝置200將操 作員的指示反映到等離子體CVD裝置10的控制。另外，控制程序可以存儲在硬碟、EEPR0M、 DVD等存儲器中，也可以通過網絡進行傳輸。(無定形碳氮膜的形成方法)接著，對使用等離子體CVD裝置10形成本實施方式涉及的無定形碳氮膜的方法進 行說明。首先，將用於形成無定形碳氮膜的晶片W載置在基座上。另外，從氣體供給源155 向處理器內供給作為等離子體激發氣體的Ar氣體等惰性氣體。與此同時，排氣裝置185工 作對處理容器內進行排氣，使處理容器內維持所需要的減壓狀態。從高頻電源175向噴頭 150附加高頻電力，由此，處理容器內的氣體被等離子體化。在該狀態下，從氣體供給源155 供給含一氧化碳和氮氣的氣體。例如，處理容器內導入一氧化碳氣體CO、氮氣隊和氬氣Ar 的混合氣體。另外，也可以不供給Ar氣體、He氣體、Ne氣體等惰性氣體，但是為了維持均勻 的等離子體，優選與一氧化碳氣體和氮氣一起供給。其結果，如圖2所示，一氧化碳氣體CO由等離子體所激發，分解成碳C和氧自由基 Cf (1-1 :C0 —C+(f)，生成的碳原子C沉積。碳原子C的一部分以與從氮氣分解的氮原子N 結合的狀態(1-2 :C+N — CN)混入碳原子C的沉積物中。這樣以碳中混入氮的狀態形成無 定形碳氮膜。另外，優選將噴頭150作為碳電極。因為，如上所述，一氧化碳氣體CO被分解時， 生成氧自由基0*，該氧自由基Cf通過將噴頭150作為碳電極而被使用於一氧化碳的生成反 應O +C —CO)，生成的一氧化碳氣體CO被使用於上述的無定形碳氮膜的生成。其結果， 能夠提高無定形碳氮膜的成膜速度。另外，氧自由基0*的一部分在腔室內被使用於二氧化碳的生成反應(3 :0*+C0 — CO2)，由此生成的二氧化碳CO2從排氣管180排出。在成膜過程中，優選根據需要加熱加熱器來調整晶片W的溫度。例如，將晶片W的 溫度調整至350°C以下，優選為150 250°C。另外，等離子體CVD裝置10不限於平行平板 型(電容耦合型)，還可以是使用電感耦合型的等離子體處理裝置、用微波來生成等離子體 的等離子體處理裝置、遠程等離子體處理裝置。特別是在使用微波的等離子體處理裝置中， 可以生成電子密度Ne高且電子溫度Te低的等離子體。因此，能夠將工藝中的溫度維持的 較低，更適合含Cu配線的後端工藝。另外，還可以根據需要，從高頻電源130向下部電極115附加偏置用高頻電力，使 等離子體中的N離子引入基座側。由此，可以在無定形碳氮膜中可靠地混入N離子。如後 述，這樣可以降低無定形碳氮膜的反射率的同時，使無定形碳氮膜更緻密，從而在後工序中 實行的蝕刻對象膜(被蝕刻膜)的乾式蝕刻時可實現高選擇比。(含無定形碳氮膜的多層膜的層疊結構)接著，參照圖3，對為了製造半導體裝置而使用的含無定形碳氮膜的多層膜的層疊 結構進行說明。在晶片W上作為蝕刻對象膜依次層疊有SiC膜305、Si0C膜(Low-k膜)310、 SiC 膜 315、SiO2 膜 320、SiN 膜 325。在蝕刻對象膜上依次層疊有無定形碳氮膜330、氧化矽膜335 (SiO2)、反射防止膜 340(DARC (註冊商標)dielectric anti-reflective coating)、ArF 抗蝕劑膜 345。ArF 抗蝕劑膜345是光致抗蝕劑膜的一個例子。氧化矽膜335是矽系薄膜的一個例子。反射防 止膜340可以由氧化矽膜或氮化的氧化矽膜形成。根據以上的層疊構造，在後述的半導體 裝置的製造方法中，ArF抗蝕劑膜345、反射防止膜340、氧化矽膜335、無定形碳氮膜330作 為多層抗蝕劑膜發揮作用。另外，反射防止膜340優選包含在多層抗蝕劑膜中，但不是如此 也可以。作為蝕刻對象膜的膜厚度，可以是SiC膜305為30nm、SiOC膜(Low_k膜)310為 150nm、SiC膜315為30nm、Si02膜320為150nm、SiN膜325為70nm。作為多層抗蝕劑膜的 膜厚度，可以是無定形碳氮膜330的厚度為100 SOOnm(例如觀0歷)、氧化矽膜335的厚 度為10 IOOnm (例如50nm)、反射防止膜340 (DARC)的厚度為30 IOOnm (例如70nm)、 ArF抗蝕劑膜345的厚度為200nm以下(例如180nm)。另外，代替氧化矽膜335還可以使 用SiOC、SiON, SiCN, SiCNH等其他的矽系薄膜。(半導體裝置的製造方法)接著，參照圖4 圖8，對適用於上述層疊結構的多層膜的、半導體裝置的製造方 法進行說明。圖4是用於說明利用光刻法的ArF抗蝕劑膜的圖案形成的圖。圖5是表示無 定形碳膜和無定形碳氮膜的反射率的測定值的圖。圖6 圖8是用於說明利用蝕刻的多層 膜的圖案形成的圖。(利用光刻法的圖案形成)首先，對利用光刻法的ArF抗蝕劑膜的圖案形成進行說明。如圖4的上部的曝光 工序中所示，ArF抗蝕劑膜345是使用193nm的波長的ArF準分子雷射使ArF抗蝕劑膜345 感光，將未圖示的掩膜的圖案投影。圖4中作為被投影的圖案的一部分表示了圖案的邊界 部分B。ArF抗蝕劑膜345的感光部分如圖4的下部的顯像工序中所示地被除去，由此，完 成了 ArF抗蝕劑膜345的圖案形成。
在上述的利用光刻法的圖案形成中，雷射透過ArF抗蝕劑膜345的基片。此時，由 於反射防止膜340抑制向ArF抗蝕劑膜345的反射光。但是，也存在透過反射防止膜340 的光進一步在其下層膜進行反射的情況。這種情況下，該反射光就會使ArF抗蝕劑膜345 感光。其結果，即使好不容易通過入射光將清晰的圖案B正確地投影到ArF膜345，也會因 不能控制的反射光，在ArF抗蝕劑膜345上產生不必要的感光，使投影到ArF抗蝕劑膜345 的圖案的邊界部分B變模糊，妨礙正確的圖案形成。在此，本實施方式中，通過以下說明的 無定形碳氮膜330來抑制反射。(無定形碳氮膜的反射率)本實施方式涉及的無定形碳氮膜是在無定形碳中330混入了氮原子。發明人進行 深入研究的結果得知，如圖5所示，根據所添加的N原子的量，在無定形碳氮膜330上反射 的193nm的光的反射率發生變化。為了進行圖5的實驗，發明人首先用等離子體CVD裝置10形成了無定形碳氮膜。 具體為，基於來自控制裝置200的指示信號，對等離子體CVD裝置10的各機器進行如下的 控制。即，載置晶片後，從氣體供給源巧5通過氣體管路L和噴頭150將Ar氣體供給到處理 容器內的同時，通過排氣裝置18對處理容器內進行排氣，以此使處理容器內維持20mTorr 的減壓狀態。另外，調整處理容器內的溫度使上部器壁、下部器壁、基座105的溫度分別成 為60°C、50°C、4(rC。從高頻電源175向噴頭(上部電極)150附加4. OW/cm2的高頻電力。 沒有附加偏置用的高頻電力。噴頭150和基座105之間的間隔為30cm。處理容器內的環境 穩定後，從氣體供給源1 供給一氧化碳(CO)氣體、氬氣(Ar)、氮氣( )的混合氣體。使CO/Ar/隊的氣體流量比為18 1 0時，不添加氮，無定形碳膜(作為膜1)中 所含的C原子的含有率為96. 8 (Atomic % )。這樣，對未添加N原子的無定形碳膜入射193nm 的雷射時，相對於入射光的反射光的比例，即反射率為「4. 42」。另一方面，使C0/Ar/N2的氣體流量比為17 1 1時，無定形碳氮膜330 (作為 膜2)中所含的N原子和C原子的含有率分別為6. 7,88. 2 (Atomic% )。這表示相對於C原 子在無定形碳氮膜中含有約7. 6%的N原子。此時，對無定形碳氮膜330入射193nm的雷射 時，反射率減少到「2. 16」。進一步，使C0/Ar/N2的氣體流量比為17 1 2時，無定形碳氮膜330 (作為膜 3)中所含的N原子和C原子的含有率分別為10. 0,83. 2 (Atomic % )。這表示相對於C原 子在無定形碳氮膜中含有約12%的N原子。此時，對無定形碳氮膜330入射193nm的雷射 時，反射率增加到「4. 20」。根據以上內容，發明人發現，若使無定形碳氮膜中添加的N原子大概為C原子的 10%以下，則可以使193nm的雷射的大部分在ArF抗蝕劑膜345側不發生反射就實行光刻 工序。由此，發明人使用相對於C原子的N原子的含有率為10%以下的無定形碳氮膜330， 在ArF抗蝕劑膜345上正確地形成了圖案。(利用蝕刻的圖案形成)接著，對將ArF抗蝕劑膜345上形成的圖案利用蝕刻轉印到下層膜上的工序進行 說明。將圖3所示的狀態的ArF抗蝕劑膜345作為蝕刻掩膜，用等離子體CVD裝置10，通過 等離子體蝕刻反射防止膜340和氧化矽膜335。其結果，如圖6所示，在氧化矽膜335上轉 印了 ArF抗蝕劑膜345的圖案。由於ArF抗蝕劑膜345耐蝕刻性低，所以本工序中ArF抗蝕劑膜345會消失。另外，反射防止膜340也被蝕刻而變薄。接著，將圖6所示的狀態的氧化矽膜335作為蝕刻掩膜，用等離子體CVD裝置10， 通過等離子體蝕刻無定形碳氮膜330。其結果，如圖7所示，在無定形碳氮膜330上轉印了 ArF抗蝕劑膜345的圖案。如後述，無定形碳氮膜330具有足夠的耐等離子體性。因此，無 定形碳氮膜330在本工序中維持良好的形狀的同時被蝕刻。其結果，能夠將ArF抗蝕劑膜 345的圖案正確地轉印到無定形碳氮膜330。接著，將圖7所示的狀態的無定形碳氮膜330作為蝕刻掩膜，用等離子體CVD裝置 10，按照 SiN 膜 325、SiO2 膜 320、SiC 膜 315、SiOC 膜(Lowk 膜)310、SiC 膜 305 的順序，對 蝕刻對象膜進行蝕刻。如上所述，無定形碳氮膜330由於耐等離子體性(耐蝕刻性)高，在 蝕刻中，對於蝕刻對象膜具有高選擇比。其結果，直到SiC膜305的蝕刻結束，無定形碳氮 膜330也能夠作為蝕刻掩膜充分地殘存，能夠使蝕刻對象掩膜的圖案不發生變形而正確地 轉印圖案，另外，蝕刻結束後，將殘存的無定形碳氮膜330通過O2系氣體所灰化，由此，如圖 8所示，以無定形碳氮膜330消失的狀態完成蝕刻對象膜的圖案形成。另外，在灰化中還可 以使用A氣體和Ar的混合氣體，或者&氣體和N2的混合氣體，也可以使用N2氣體和H2氣 體的混合氣體。(無定形碳氮膜的耐等離子體性)以下，對發明人進行的關於上述的無定形碳氮膜的耐等離子體性的實驗進行敘 述。作為工藝條件，與無定形碳氮膜的成膜時大致相同，使處理容器內維持20mTorr的減 壓狀態，並調整處理容器內的溫度，使上部器壁、下部器壁、基座105的溫度分別成為60°C、 50°C、40°C。在噴頭(上部電極)150附加「15秒」的從高頻電源175輸出的4. OW/cm2的高 頻電力。沒有附加偏置用的高頻電力。噴頭150和基座105之間的間隔為30cm。處理容器內的環境穩定後，計測以下的各膜的消失量。具體為，在上述工藝條件 下，對用於436nm的波長的光源(g線)的抗蝕劑膜(比較膜1)、無定形碳膜(膜1)、無定 形碳氮膜(膜2、膜幻進行相同的評價。該結果如圖9所示。在圖9中，在對蝕刻對象膜進 行15秒的蝕刻期間，比較膜1僅在中央部消失Δ70ηπι、端部消失Δ90ηπι。也就是說，在15 秒的蝕刻中，比較膜1僅在中央部變薄70nm，在端部變薄90nm。與此相對，膜1、膜2、膜3在中央部分別消失Δ 37. 6nm、Δ 42. 7nm、Δ 54. 8，在端部 消失了 Δ37. 8nm、Δ 48. 6nm、Δ 57. 7nm。從其結果可知無定形碳氮膜330相比用於436nm 的波長的光源(g線)的抗蝕劑膜，耐等離子體性得到了提高。不僅如此，無定形碳氮膜330 相比用於g線的抗蝕劑膜其對於蝕刻的面內均勻性高。從經驗上可以理解g線的抗蝕劑膜 在實用方面具有足夠的耐等離子體性。因此，通過該實驗證明了膜的消失量更少，且蝕刻時 的面內均勻性高的無定形碳氮膜，是具有g線的抗蝕劑膜以上的選擇比，還耐實用的優異 的膜。對以上的說明進行簡單的總結，則本實施方式的半導體裝置的製造方法至少包括 如下所示的工序。(a)在晶片上形成蝕刻對象膜的工序，(b)處理容器內供給含一氧化碳氣體和氮氣的處理氣體的工序，(c)在處理容器內分解一氧化碳氣體和氮氣，在晶片上形成無定形碳氮膜330的
工序，
(d)在無定形碳氮膜330上形成氧化矽膜335的工序，(e)在氧化矽膜335上形成ArF抗蝕劑膜345的工序，(f)對ArF抗蝕劑膜345進行圖案形成的工序，(g)將ArF抗蝕劑膜345作為蝕刻掩膜對氧化矽膜335進行蝕刻的工序，(h)將氧化矽膜335作為蝕刻掩膜對無定形碳氮膜330進行蝕刻，轉印ArF抗蝕劑 膜345的圖案的工序，(i)將無定形碳氮膜330作為蝕刻掩膜，對蝕刻對象膜進行蝕刻的工序。由此，通過耐蝕刻性優異且使ArF抗蝕劑膜345用193nm的雷射曝光時能夠降低 照射的光的反射率的無定形碳氮膜330，可以對蝕刻對象膜轉印正確的圖案。以上，參照附圖對本發明的優選實施方式進行了說明，但是本發明不被上述例子 所限定是不言而喻的。本領域技術人員在權利要求書記載的範圍內能夠想到各種變更例或 者修正例顯然的，應該理解為這些也當然地屬於本發明的技術範圍。例如，在上述實施方式中，對將本發明的無定形碳氮膜應用於乾式顯像技術中的 多層蝕刻膜中的下位層的情況進行了表示，但是不限於此，可以在將該膜形成在通常的光 致抗蝕劑膜的正下面而作為具有反射防止膜功能的蝕刻掩膜來使用等其他的各種用途中 使用。另外，例如，在上述實施方式中，作為用於形成無定形碳氮膜的氣體使用了一氧化 碳氣體，但是根據工藝還可以使用二氧化碳。另外，在上述實施方式中，作為被處理體例示了半導體晶片，但是不限於此，也可 以適用於以液晶顯示裝置(LCD)為代表的平板顯示(FPD)用的玻璃基板等其他的基板。符號說明10等離子體CVD裝置105 基座115下部電極130高頻電源150 噴頭155氣體供給源175高頻電源200控制裝置330無定形碳氮膜335氧化矽膜340反射防止膜345ArF抗蝕劑膜
權利要求
1.一種無定形碳氮膜的形成方法，具有 在處理容器的內部配置被處理體的工序，向所述處理容器的內部供給含一氧化碳氣體和氮氣的處理氣體的工序， 在所述處理容器的內部使一氧化碳氣體和氮氣分解，在被處理體上形成無定形碳氮膜 的工序。
2.根據權利要求1所述的無定形碳氮膜的形成方法，其中，所述無定形碳氮膜中的氮 原子的含有率為該膜中含有的碳原子的10%以下。
3.根據權利要求1所述的無定形碳氮膜的形成方法，其中，所述無定形碳氮膜是用等 離子體CVD裝置在被處理體上形成的。
4.根據權利要求3所述的無定形碳氮膜的形成方法，其中，所述等離子體CVD裝置是在 所述處理容器的內部配設上部電極和下部電極的平行平板型，在所述下部電極上配置被處 理體的狀態下，至少在所述上部電極附加高頻電力，從所述處理氣體生成等離子體。
5.根據權利要求4所述的無定形碳氮膜的形成方法，其中，在所述下部電極附加偏置 用高頻電力。
6.根據權利要求4所述的無定形碳氮膜的形成方法，其中，所述上部電極為碳電極。
7.根據權利要求1所述的無定形碳氮膜的形成方法，其特徵在於，所述處理氣體含有 惰性氣體。
8.一種無定形碳氮膜，是使用含一氧化碳氣體和氮氣的處理氣體，通過等離子體CVD 在被處理體上形成的。
9.一種多層抗蝕劑膜，包括通過向處理容器的內部供給含一氧化碳和氮氣的處理氣體，在所述處理容器的內部分 解一氧化碳氣體和氮氣，從而在蝕刻對象膜上形成的無定形碳氮膜， 在所述無定形碳氮膜上形成的矽系薄膜， 在所述矽系薄膜上形成的光致抗蝕劑膜。
10.一種半導體裝置的製造方法，具有 在被處理體上形成蝕刻對象膜的工序，向處理容器的內部供給含一氧化碳氣體和氮氣的處理氣體的工序， 在所述處理容器的內部分解一氧化碳氣體和氮氣，在被處理體上形成無定形碳氮膜的 工序，在所述無定形碳氮膜上形成矽系薄膜的工序， 在所述矽系薄膜上形成光致抗蝕劑膜的工序， 對所述光致抗蝕劑膜進行圖案形成的工序，將所述光致抗蝕劑膜作為蝕刻掩膜對所述矽系薄膜進行蝕刻的工序， 將所述矽系薄膜作為蝕刻掩膜對所述無定形碳氮膜進行蝕刻的工序， 將所述無定形碳氮膜作為蝕刻掩膜對所述蝕刻對象膜進行蝕刻的工序。
11.根據權利要求10所述的半導體裝置的製造方法，其中，利用193nm波長的光，對作 為所述光致抗蝕劑膜的ArF抗蝕劑膜進行圖案形成。
12.—種存儲介質，是存儲有計算機上工作的控制程序的計算機可讀取存儲介質，所述控制程序，以執行權利要求1所述的方法的方式使所述計算機控制用於形成無定形碳氮膜的成膜裝置。
13. 一種無定形碳氮膜的形成方法，具有 在處理容器的內部配置被處理體的工序，向所述處理容器的內部供給僅由碳原子和氧原子形成的氣體和氮氣的工序， 在所述處理容器的內部使用等離子體，在被處理體上形成無定形碳氮膜的工序。
全文摘要
本發明形成一種耐蝕刻性優異且在曝光抗蝕劑膜時能夠降低反射率的無定形碳膜。在半導體裝置的製造方法中，包括在晶片上形成蝕刻對象膜的工序，在處理容器內供給含有CO氣體和N2氣體的處理氣體的工序，從供給的CO氣體和N2氣體形成無定形碳氮膜(330)的工序，在膜(330)上形成氧化矽膜(335)的工序，在膜(335)上形成ArF抗蝕劑膜(345)的工序，對ArF抗蝕劑膜(345)進行圖案形成的工序，將ArF抗蝕劑膜(345)作為掩膜對氧化矽膜(335)進行蝕刻的工序，將氧化矽膜(335)作為掩膜對無定形碳氮膜(330)進行蝕刻的工序，將無定形碳氮膜(330)作為掩膜對蝕刻對象膜進行蝕刻的工序。
文檔編號H01L21/318GK102112651SQ20098013066
公開日2011年6月29日 申請日期2009年6月30日 優先權日2008年8月28日
發明者石川拓, 西村榮一 申請人:東京毅力科創株式會社