絕緣膜的蝕刻方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明的實施方式涉及絕緣膜的蝕刻方法。
【背景技術】
[0002]在電子器件的制造中，存在在層間絕緣膜形成觸點(contact)用的開口。在具有該層間絕緣膜的被處理體中，層間絕緣膜形成在配線層上，在該層間絕緣膜層上設置有用于形成開口的由有機膜構成的掩模。為了在這樣的被處理體的絕緣膜形成開口，一般使用等尚子體蝕刻。
[0003]在層間絕緣膜的等離子體蝕刻中，在等離子體處理裝置的處理容器內，包含碳氟化合物(fluorocarbon)的處理氣體被激勵。通過由此生成的活性種將絕緣膜蝕刻。
[0004]在下述的專利文獻1中公開了這樣的等離子體蝕刻。在專利文獻1記載的等離子體蝕刻中，用于激勵處理氣體的高頻電力被周期性地切換為接通(0N)和斷開(OFF)。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2000-311890號公報
【發明內容】
[0007]發明要解決的技術問題
[0008]但是，絕緣膜的蝕刻要求抑制掩模和配線層的蝕刻即具有選擇性。然而，在現有的等離子體蝕刻中，對于絕緣膜的蝕刻無法充分地抑制掩模和配線層的蝕刻。
[0009]因此，需要相對于掩模和配線層有選擇地對絕緣膜進行蝕刻。
[0010]用于解決技術問題的技術方案
[0011 ] 本發明的一個方面提供一種對被處理體的絕緣膜進行蝕刻的方法。被處理體包括配線層、設置在該配線層上的絕緣膜、以及設置在該絕緣膜上的由有機膜構成的掩模。該蝕刻方法包括:(a)在第一期間內，為了激勵被供給到等離子體處理裝置的處理容器內的包含碳氟化合物的處理氣體，周期性地切換高頻電力的接通和斷開的步驟(以下稱為“第一步驟”)；和(b)在接著第一期間之后的第二期間，為了激勵被供給到處理容器內的處理氣體，將高頻電力設定為連續接通的步驟(以下稱為“第二步驟”)，其中，該第二期間內高頻電力接通的時間比第一期間內在由高頻電力接通的期間和高頻電力斷開的期間構成的一周期內高頻電力接通的時間長。在該方法中，第一步驟和第二步驟交替地反復進行。在一實施方式中，絕緣膜為氧化硅制，配線層為多晶硅制或者鎢制。
[0012]在該方法的第一期間內，高頻電力的接通和斷開被周期性地切換。通過第一期間的高頻電力的供給、即接通和斷開交替切換的高頻電力的供給，與生成低階活性種相比從碳氟化合物主要生成高階活性種。高階活性種容易附著于掩模表面，在絕緣膜的蝕刻期間形成保護掩模的保護膜。此外，高階活性種難以到達所形成的開口的深部，因此無法形成保護配線層的膜。
[0013]另一方面，在第二期間中，高頻電力被設定成連續接通。通過第二期間的高頻電力的供給、即連續維持接通狀態的高頻電力的供給，與生成高階活性種相比從碳氟化合物主要生成低階活性種。即，通過第二期間的高頻電力的供給，與第一期間的高頻電力的供給相比，碳氟化合物的離解度變高。低階活性種能夠較多地蝕刻掩模，但是能夠到達開口的深部并在配線層上形成保護膜。因此，通過交替地反復執行第一步驟和第二步驟，能夠在絕緣膜的蝕刻期間保護掩模和配線層。因此，根據本方法，能夠相對于掩模和配線層對絕緣膜有選擇地進行蝕刻。
[0014]在一實施方式中，絕緣膜可以為單一的膜。此外，在一實施方式中，第二期間能夠為比在一周期內高頻電力接通的期間長100倍以上的期間。
[0015]發明效果
[0016]如上所述，能夠相對于掩模和配線層選擇地蝕刻絕緣膜。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示一實施方式涉及的蝕刻絕緣膜的方法的流程圖。
[0018]圖2是表不被處理體的一個例子的圖。
[0019]圖3是概略地表示一實施方式涉及的等離子體處理裝置的圖。
[0020]圖4是表示圖1所示的方法的各步驟中作為一個例子的被處理體的狀態的截面圖。
[0021]圖5是圖1所示的方法的各步驟中的高頻電力和高頻偏壓電力的波形的圖。
[0022]附圖標記說明
[0023]10…等離子體處理裝置；12…處理容器；H>..載置臺；ESC…靜電吸盤；LE…下部電極；30…上部電極;34…電極板;40…氣體源組；42…閥門組；44…流量控制器組；50...排氣裝置；62…第一高頻電源；64…第二高頻電源；70…電源；Cnt...控制部；W…晶片；102…配線層;104…絕緣膜;106…掩模;108、110…保護膜。
【具體實施方式】
[0024]以下，參照附圖對各種實施方式詳細進行說明。此外，在各附圖中對相同或相當的部分標注相同的附圖標記。
[0025]圖1是表示一實施方式涉及的蝕刻絕緣膜的方法的流程圖。圖1所示的方法MT為對被處理體(以下稱為“晶片W”)的絕緣膜進行蝕刻的方法，包括交替反復進行的步驟S1和步驟S2。
[0026]圖2是表示被處理體的一個例子的圖。方法MT例如能夠應用于圖2所示的晶片Wo該晶片W包括配線層102、絕緣膜104和掩模106。配線層102例如由多晶硅或鎢構成。
[0027]絕緣膜104設置在配線層102上。在一實施方式中，絕緣膜104為單一的絕緣膜、即單層。此外，在一實施方式中，絕緣膜104為層間絕緣膜，例如由氧化硅構成。絕緣膜104只要是通過使用碳氟化合物氣體的等離子體對配線層102和掩模106有選擇地進行蝕刻的絕緣膜即可，能夠由任意的材料構成。掩模106設置在絕緣膜104上。掩模106由有機膜構成。例如，掩模106由無定形碳或抗蝕劑材料(抗蝕材料)構成。在掩模106形成有要被轉印于絕緣膜104的圖案。S卩，在掩模106形成有開口。
[0028]方法MT的實施能夠使用圖3所示的等離子體處理裝置。圖3是概略地表示一實施方式涉及的等離子體處理裝置的圖。如圖3所示，等離子體處理裝置10為電容耦合型等離子體蝕刻裝置，具備處理容器12。處理容器12具有大致圓筒形狀。處理容器12例如由鋁構成，對其內壁面實施了陽極氧化處理。該處理容器12進行安全接地。
[0029]在處理容器12的底部上設置有大致圓筒狀的支承部14。支承部14例如由絕緣材料構成。支承部14在處理容器12內從處理容器12的底部沿著垂直方向延伸。此外，在處理容器12內設置有載置臺ro。載置臺ro由支承部14支承。
[0030]載置臺ro在其上表面保持晶片W。載置臺ro具有下部電極LE和靜電吸盤ESC。下部電極LE包含第一板18a和第二板18b。第一板18a和第二板18b例如由鋁等金屬構成，呈大致圓盤形狀。第二板18b設置在第一板18a上，與第一板18a電連接。
[0031]在第二板18b上設置有靜電吸盤ESC。靜電吸盤ESC具有將作為導電膜的電極配置在一對絕緣層或絕緣片之間的構造。靜電吸盤ESC的電極經由開關23與直流電源22電連接。該靜電吸盤ESC利用由來自直流電源22的直流電壓產生的庫侖力等靜電力對晶片W進行吸附。由此，靜電吸盤ESC能夠保持晶片W。
[0032]在第二板18b的周緣部上以包圍晶片W的邊緣和靜電吸盤ESC的方式配置有聚焦環FR。聚焦環FR是為了使蝕刻的均勻性提高而設置的。聚焦環FR由根據作為蝕刻對象的膜的材料而適當選擇的材料構成，例如能夠由石英構成。
[0033]在第二板18b的內部設置有制冷劑流路24。制冷劑流路24構成溫度調節機構。制冷劑流路24從設置在處理容器12的外部的冷卻(制冷)單元經由配管26a被供給制冷劑。被供給至制冷劑流路24的制冷劑經由配管26b返回至冷卻單元。如上所述，制冷劑流路24以使制冷劑循環的方式被供給制冷劑。通過控制該制冷劑的溫度，能夠控制由靜電吸盤ESC支承的晶片W的溫度。
[0034]此外，在等離子體處理裝置10設置有氣體供給線路28。氣體供給線路28將來自傳熱氣體供給機構的傳熱氣體例如He氣供給到靜電吸盤ESC的上表面和晶片W的背面之間。
[0035]此外，在等離子體處理裝置10設置有作為加熱元件的加熱器HT。加熱器HT例如嵌入在第二板18b內。加熱器HT與加熱器電源HP連接。通過從加熱器電源HP向加熱器HT供給電力，對載置臺ro的溫度進行調整，能夠調整載置在該載置臺ro上的晶片w的溫度。此外，加熱器HT可以內置于靜電吸盤ESC。
[0036]此外，等離子體處理裝置10具有上部電極30。上部電極30在載置臺的上方與該載置臺ro相對配置。下部電極LE和上部電極30彼此大致平行地設置。在該上部電極30和下部電極LE之間形成有用于對晶片W進行等離子體處理的處理空間S。
[0037]上部電極30隔著絕緣性屏蔽部件32支承在處理容器12的上部。在一實施方式中，上部電極30能夠構成為距載置臺ro的上表面、即晶片載置面的鉛垂(垂直)方向上的距離可變。上部電極30能夠包含電極板34和電極支承體36。電極板34與處理空間S相對，在該電極板34設置有多個氣體排出孔34a。該電極板34在一實施方式中由娃構成。
[0038]電極支承體36是以裝卸自如的方式支承電極板34的部件，例如能夠由鋁等導電性材料構成。該電極支承體36能夠具有水冷構造。在電極支承體36的內部設置有氣體擴散室36a。從該氣體擴散室36a向下方延伸有與氣體排出孔34a連通的多個氣體通流孔36bο此外，在電極支承體36形成有向氣體擴散室36a導入處理氣體的氣體導入口 36c，該氣體導入口 36c與氣體供給管38連接。
[0039]氣體供給管38經由閥門組42和流量控制器組44與氣體源組40連接。氣體源組40具有多個氣體源。多個氣體源能夠包含一種以上的碳氟化合物氣體的源、氧氣(02氣)的源、以及稀有氣體的源。碳氟化合物氣體能夠為包含C4F6、C4FS和C 6F6中的至少一種的氣體。在一實施方式中，多個氣體源能夠包含C4F6氣體的源和C 4FS氣體的源。此外，稀有氣體能夠為Ar氣、He氣等任意的稀有氣體的源。
[0040]閥門組42包括多個閥門，流量控制器組44包括質量流量控制器等多個流量控制器。氣體源組40的多個氣體源分別經由閥門組42的對應的閥門和流量控制器組44的對應的流量控制器與氣體供給管38連接。
[0041]此外，在等離子體處理裝置10中，沿著處理容器12的內壁以裝卸自如的方式設置有沉積物屏蔽件46。沉積物屏蔽件46也設置在支承部14的外