[发明专利]半导体装置的制造方法以及存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及应用于半导体装置中的利用等离子体对有机膜进行蚀刻的技术。 

背景技术

在半导体装置的制造工序中，例如当形成缸体孔或者接触孔时，因为这些孔的纵横比(aspect ratio)大并且深度较深，所以利用多层构造的掩模来进行。作为该掩模的一个例子，列举有下述类型，即，在作为被蚀刻膜的绝缘膜例如SiO₂膜(氧化硅膜)上层叠有机膜、SiO₂膜，使用光致抗蚀剂对这些层叠膜进行干式蚀显影而形成。 

参照图12，对作为该干式显影的一个例子进行说明。在图12(a)中，标号1代表从下侧开始以主成分为碳的有机膜12、SiO₂膜13以及光致抗蚀剂(photoresist：PR)膜14的顺序对它们进行层叠而构成的层叠体，并且对光致抗蚀剂膜14进行光刻，形成图案15。首先，例如使CF₄等的蚀刻用气体等离子体化，利用该等离子体沿着抗蚀剂图案15对SiO₂膜13进行蚀刻，在该SiO₂膜13上形成掩模图案16(图12(b))，之后，使单独的O₂气体或者使在O₂气体中添加有H₂气体、N₂气体等的混合气体等离子体化，通过掩模图案16对有机膜15进行蚀刻(灰化)，在该有机膜15上形成蚀刻其下层的SiO₂膜11时所使用的掩模图案17(图12(c))。 

有机膜15通过氧自由基分解为CO₂、H₂O等，但是氧自由基等方性(isotropic)地对有机膜15进行蚀刻的倾向强，即，除沿着深度方向对有机膜15进行蚀刻之外，沿着横向对有机膜15进行蚀刻的倾向也很强，如图12(c)所示，上述掩模图案17呈称为弧状弯曲(bowing)形状的、图案的纵截面以弓形横向扩展的形状，掩模图案17的侧壁18的垂直性变低。其结果，若以SiO₂膜13以及有机膜12作为掩模来对作为被蚀刻膜的SiO₂膜11进行蚀刻，则有机膜12的异向形状被 转印到被蚀刻膜上，结果，导致被蚀刻膜(SiO₂膜11)的孔的蚀刻形状恶化。 

为了抑制掩模图案17成为弧状弯曲形状，例如有时使在O₂气体中添加有CF类气体或者CH类气体等的混合气体等离子体化来进行有机膜12的蚀刻，并且使由这些气体产生的化合物附着在掩模图案17的侧壁18上形成相对于氧自由基的保护膜，但是，此时并不能充分地抑制由氧自由基引起的横向的蚀刻，还是会存在产生弧状弯曲形状的情况。 

然而，例如有时以有机膜12本身作为被蚀刻膜进行蚀刻，在有机膜12上不设置SiO₂膜13，直接设置光致抗蚀剂膜14，沿着抗蚀剂图案15对有机膜12进行蚀刻。但是，因为光致抗蚀剂膜14由有机物构成，所以当对有机膜12进行蚀刻时光致抗蚀剂膜14也被蚀刻因而图案的形状被破坏，由此抗蚀剂图案15本来的形状并不能被正确地转印到有机膜12上，存在作为被蚀刻膜的有机膜12的孔形状成为弧状弯曲形状，成为底部被扩展的下层蚀刻(under etching)形状的情况。在上述层叠体1中，因为在光致抗蚀剂膜14和有机膜12之间设置有作为无机膜的SiO₂膜13，所以能够抑制掩模图案17的上部侧暴露在氧等离子体中，但是，即便这样设置无机膜，当其膜厚比较小时，与没有无机膜的情况相同，掩模图案17的上部侧易于暴露在氧等离子体中，所以担心很容易产生弧状弯曲形状。因此，为了控制掩模图案17的形状而有必要对无机膜的厚度进行研究以使其为合适的厚度。 

其中，在专利文献1中，记载有下述技术，即，当每次进行有机膜的蚀刻时，在图案的侧壁上形成保护膜的技术，但是，因为该保护膜不含有硅，所以并不能解决上述问题。 

专利文献1：日本特开2002—9058号公报 

发明内容

本发明是为了解决上述问题而提出并完成的，其目的在于提供一种半导体装置的制造方法以及存储介质，每当对为了制造半导体装置而在基板上形成的有机膜进行蚀刻时，能够得到良好的蚀刻形状。 

本发明的半导体装置的制造方法，利用等离子体对从下方开始以 有机膜、含硅膜和图案掩模的顺序层叠有该有机膜、含硅膜和图案掩模的基板进行蚀刻而在所述有机膜上形成孔或者槽，该制造方法的特征在于，包括下述工序：