等离子体蚀刻方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体蚀刻方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知有使用等离子体对硅氮化物(SiNx(X为自然数)、SiCN、S1N等)进行蚀刻的方法。
[0003]以往的等离子体蚀刻方法例如记载在专利文献I中。这种等离子体蚀刻方法是准备具有硅氮化物层和形成于硅氮化物层上的第一掩膜的被处理体，将被处理体配置于等离子体处理装置内来进行蚀刻的方法，其包括第一步骤和第二步骤，第一步骤为将包含氧
(O2)和碳氟化合物(CHxFy)(x、y为适当的数字)的处理气体供给到等离子体处理装置内，第二步骤为将处理气体等离子体化，从而经由上述第一掩膜对被处理体的硅氮化物进行蚀刻。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献I:日本特许3681533号
【发明内容】
[0007]发明想要解决的技术问题
[0008]然而，在蚀刻时的温度高的情况下，通过蚀刻硅氮化物而形成的孔的直径沿着面向深部的方向变小，成为前端变细的形状。另一方面，在蚀刻时的温度低的情况下，孔的直径与设计时的掩膜的开口径相比大幅扩大。因此，无论在温度高的情况下还是在温度低的情况下，都不能在硅氮化物形成前端不会变细且直径不会大幅扩大的孔。
[0009]本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制前端变细，并且在硅氮化物形成期望的开口径的孔的等离子体蚀刻方法。
[0010]用于解决技术问题的技术方案
[0011 ]为了解决上述问题，第一等离子体蚀刻方法，其特征在于，准备包括硅氮化物层和形成于上述硅氮化物层上的第一掩膜的被处理体，将上述被处理体配置于等离子体处理装置内，来进行蚀刻，上述等离子体蚀刻方法包括:对上述等离子体处理装置内供给包括氧和碳氟化合物的处理气体的第一步骤;和将上述处理气体等离子体化，隔着上述第一掩膜对上述被处理体的上述硅氮化物层进行蚀刻的第二步骤，上述第二步骤是通过将被处理体的温度从第一温度Tl缓慢下降到第二温度T2，在使由上述处理气体生成的有机膜附着于上述第一掩膜的开口的内壁的状态下执行的。
[0012]在该情况下，在高温的第一温度Tl附近，有机膜附着于第一掩膜的开口的内壁，所以能够抑制第一掩膜的开口径的扩大。此外，随着达到第二温度T2附近，有机膜的附着受到抑制，从而抑制了成为前端变细的孔形状那样的蚀刻。因此，能够抑制前端变细，并且在硅氮化物形成期望的开口径的孔。
[0013]在第二等离子体蚀刻方法中，其特征在于，被处理体在硅氮化物层下还具有蚀刻对象层，该方法还包括将由上述第二步骤蚀刻后的上述硅氮化物作为第二掩膜，进一步蚀刻上述蚀刻对象层的第三步骤。
[0014]如上所述，在第二掩膜形成的孔为期望的开口径，并且前端变细受到抑制，所以在将它作为掩膜进行的蚀刻中，等离子体中的离子根据第二掩膜的形状对蚀刻对象层进行蚀亥IJ，因此也能够以期望的开口径并且在前端变细被抑制的状态下对蚀刻对象层进行蚀刻。
[0015]此外，在第三等离子体蚀刻方法中，其特征在于，上述第一温度Tl为80°C土误差10°C，上述第二温度T2为40°C 土误差10°C。
[0016]在该温度范围的情况下，能够良好地达到上述效果。
[0017]将温度设定为80°C、40°C的理由是因为担心，如果使用比80°C高的温度，则蚀刻的进行显著下降，如果使用比40°C低的温度，则变得难以抑制孔的扩大。
[0018]设定误差范围的理由是因为，根据硅氮化物层的膜种类、膜厚的不同，合适的温度可能是不同的。
[0019]此外，在上述第二步骤中，如果将每单位时间(秒)的温度变化率设为ST(°C/秒)，将温度变动幅度设为(Τ2-ΤI) °C = Δ T，则从上述第一温度TI下降到上述第二温度Τ2的时间Time满足Δ Τ = δΤΧ时间Time，因此，时间Time(秒)=(温度变化率δΤ)—1(秒/°C) X温度变动幅度AT(°C)。如果将δΤ—1(秒/°C)设为缓变系数，则在δΤ—1为负时，δΤ—1的绝对值越大，温度下降得越慢，訂―1的绝对值越小，温度下降得越快。这里，特征在于，时间Time满足以下关系式。
[0020]时间Time =缓变系数δΤ—1(秒/°C) X温度变动幅度A T(°C) > 120秒
[0021]在缓变系数δΤ—1(秒/°C)的绝对值小的情况下，发挥各温度带下的蚀刻特性的效果变小，在温度变动幅度A T的绝对值窄的情况下，由温度引起的特性差异的利用效果变小。因此，优选缓变系数訂―1 (秒/°C)和温度变动幅度△ T的绝对值较大，在时间Time为120秒以上时，在一定的准确性下，能够良好地达到上述效果。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明的等离子体蚀刻方法，能够抑制前端变细，并且在硅氮化物形成期望的开口径的孔。
【附图说明】
[0024]图1是表示等离子体处理装置(等离子体蚀刻装置)的概要的图。
[0025]图2是表示被处理体的蚀刻时间(EtchTime)与被处理体的温度(ESC Temp.)的关系的时序图。
[0026]图3是表示在各种条件下的硅氮化物层的蚀刻状态的图。
[0027]图4是表示将硅氮化物层作为第二掩膜，对其下的蚀刻对象层进行蚀刻时的被处理体的纵向剖面结构的图(图4的(A)表示实施方式，图4的(B)表示比较例)。
[0028]图5是针对在图3所示的各条件下，附着于在被处理体形成的孔的内表面的有机膜ad进行说明的图。
[0029]附图标记说明
[0030]106 第一掩膜[0031 ] 106a 娃氮化物层
[0032]102 蚀刻对象层
【具体实施方式】
[0033]以下，针对实施方式所涉及的等离子体蚀刻方法进行说明。对于同一要素使用同一附图标记，并且省略重复说明。
[0034]图1是表示用于执行实施方式所涉及的等离子体蚀刻方法的等离子体处理装置的概要的图。
[0035]如图1所示，等离子体处理装置10是电容耦合型等离子体蚀刻装置，其具有处理腔室12。处理腔室12具有大致圆筒形状。处理腔室12例如由铝构成，在其内壁面实施了阳极氧化处理。该处理腔室12进行接地保护。
[0036]在处理腔室12的底部上设置有大致圆筒状的支承部14。支承部14例如由绝缘材料构成。支承部14在处理腔室12内从处理腔室12的底部沿垂直方向延伸。此外，在处理腔室12内设置有载置台H)。载置台H)由支承部14支承。
[0037]载置台PD在其上表面保持作为被处理体的晶片W。载置台PD具有下部电极LE和静电吸盘ESC。下部电极LE包括第一极板18a和第二极板18b。第一极板18a和第二极板18b例如由铝之类的金属构成，并且形成大致圆盘形状。第二极板18b被设置在第一极板18a上，并且与第一极板18a电连接。
[0038]在第二极板18b上设置有静电吸盘ESC。静电吸盘ESC具有在一对绝缘层或绝缘板间配置有作为导电膜的电极的构造。直流电源22经由开关23与静电吸盘ESC的电极电连接。该静电吸盘ESC通过由来自直流电源22的直流电压产生的库仑力等静电力来吸附晶片W。由此，静电吸盘ESC能够保持晶片W。
[0039]在第二极板18b的周缘部上以包围晶片W的边缘和静电吸盘ESC的方式配置有聚焦环FR。聚焦环FR是为了提高蚀刻的均匀性而设置的。聚焦环FR由根据蚀刻对象的膜的材料而适当选择的材料构成，例如可以由石英构成。
[0040]在第二极板18b的内部设置有制冷剂流路24。制冷剂流路24构成调温机构。从设置在处理腔室12的外部的冷却装置经由配管26a将制冷剂供给到制冷剂流路24。供给到制冷剂