蝕刻方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及蝕刻方法。
【背景技術】
[0002] 為了實現(xiàn)半導體器件的進一步微細化，需要降低通過使用至今為止的光刻技術的 微細加工而得到的邊界(臨界)尺寸。
[0003] 作為下一代的微細加工技術，作為使秩序圖案自發(fā)組裝化的自組織（self-assemblecDMWi一的自組織嵌段共聚物(BCP:block copolymer)受到關注(參照專利文 獻1)。具體而言，首先將包含含有相互不混合的兩種以上的聚合物?嵌段成分A、B的嵌段共 聚物的、嵌段共聚物層涂敷在下層膜。然后，通過進行熱處理(退火），聚合物?嵌段成分A、B 自發(fā)地相分離。在由此得到的由納米尺寸的構造單位構成的秩序圖案中，利用蝕刻將任一 者的聚合物成分有選擇地除去。然后，以殘存的聚合物成分為掩模將圖案轉印到襯底上，由 此能夠得到所期望的微細圖案。
[0004] 專利文獻1:日本特開2001-151834號公報

【發(fā)明內容】

[0005] 發(fā)明想要解決的技術問題
[0006] 但是，在使用專利文獻1的嵌段共聚物的方法中，存在聚合物成分的蝕刻后得到的 圖案的LER(Line edge roughness，線邊緣粗糙度）、LWR(Line width roughness，線寬粗糙 度)的值變大的問題。
[0007] 對于上述技術問題，提供能夠抑制所得到的圖案的LER和LWR的值的蝕刻方法。
[0008] 用于解決問題的技術方案
[0009] 在本發(fā)明的一個實施方式中，提供一種蝕刻方法，其使用具有處理室的襯底處理 裝置對被處理體進行蝕刻，上述處理室包括:第一電極;和與上述第一電極相對配置的、載 置被處理體的第二電極。
[0010] 該蝕刻方法包括:利用處理氣體的等離子體在10°c以下的溫度對包括第一聚合物 和第二聚合物的嵌段共聚物相分離而形成有上述第一聚合物和上述第二聚合物的圖案的 被處理體進行蝕刻，除去上述第一聚合物和上述第二聚合物中的至少一個聚合物的步驟。 [0011]發(fā)明效果
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻方法，能夠抑制所獲得的圖案的LER和LWR的 值。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的流程圖。
[0014] 圖2A是用于說明本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的第一概略圖。 [0015]圖2B是用于說明本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的第二概略圖。
[0016] 圖2C是用于說明本發(fā)明的實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的第三概略圖。
[0017] 圖3是本發(fā)明的實施方式涉及的容量結合型等離子體蝕刻裝置的一個例子的概略 結構圖。
【具體實施方式】
[0018] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。其中，在本說明書和附圖中，對實 質上相同的結構，標注相同的附圖標記，由此省略重復的說明。
[0019] (自組織嵌段共聚物(BCP))
[0020] 已知有在被處理體上使構成嵌段共聚物的第一聚合物和第二聚合物自組織而形 成自組織周期圖案的、定向自組織技術(DSA:directed self-assembled)。
[0021] 簡單說明嵌段共聚物的自組織。將含有彼此不混和的第一聚合物和第二聚合物的 嵌段共聚物層涂敷于被處理體。在該狀態(tài)下，在從常溫至300°C以下的溫度進行熱處理。通 常，在200°C~250°C進行熱處理時，嵌段共聚物層相分離。然后，即使在相分離后使溫度恢 復到常溫，嵌段共聚物層也保持相分離狀態(tài)。
[0022] 當各聚合物的聚合物長度較短時，相互作用（斥力）較弱且親水性較強。當聚合物 長度較長時，相互作用(斥力)較強且疏水性較強。利用這樣的聚合物的性質，通過控制與被 涂敷的聚合物相鄰的層的親水性和/或疏水性，能夠形成第一聚合物和第二聚合物依次排 列的微細圖案。然后，通過利用蝕刻有選擇地除去第一聚合物和第二聚合物中的任一聚合 物，能夠形成由另一聚合物形成的圖案。
[0023] 在本實施方式中，作為第一聚合物和第二聚合物使用聚苯乙烯(PS)和聚甲基丙烯 酸甲酯(PMMA，Polymethylmethacrylate)。在這種情況下，嵌段共聚物為聚(苯乙稀-b_甲基 丙烯酸甲酯）。但是，本實施方式不限于該二嵌段共聚物，也能夠使用其它鏈狀嵌段共聚物、 具有其它構造的嵌段共聚物、例如星形共聚物、支化共聚物、超支化共聚物和接枝共聚物。
[0024] 作為在本實施方式中能夠使用的嵌段共聚物的具體例，除了聚(苯乙烯-b-甲基丙 烯酸甲酯）之外，能夠列舉聚（苯乙烯-b-乙烯基吡啶）、聚（苯乙烯-b-丁二烯）、聚（苯乙烯-b_異戊二烯）、聚（苯乙烯_b-鏈烯基芳烴）、聚（異戊二烯-b-環(huán)氧乙烷）、聚（苯乙烯-b-(乙 烯-丙烯））、聚（環(huán)氧乙烷-b-內酯）、聚（丁二烯-b-環(huán)氧乙烷）、聚（苯乙烯-b-(甲基)丙烯酸 叔丁酯）、聚（甲基丙烯酸甲酯-b_甲基丙烯酸叔丁酯）、聚(環(huán)氧乙烷-b-環(huán)氧丙烷）、聚(苯乙 烯-b-四氫呋喃）、聚（苯乙烯-b-異戊二烯-b-環(huán)氧乙烷）、聚（苯乙烯-b-二甲基硅氧烷）、聚 (甲基丙烯酸甲酯-b-二甲基硅氧烷）、或者包含上述的嵌段共聚物的至少1個的組合等的二 嵌段或三嵌段共聚物。
[0025] (蝕刻方法）
[0026] 圖1是表示本實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的流程圖。
[0027] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在使用嵌段共聚物的圖案形成中，當蝕刻除去第一聚合物和第二 聚合物中的任一聚合物時，將處理溫度控制在l〇°C以下、優(yōu)選在0°C以下、更優(yōu)選在_10°C以 下的低溫，由此能夠改善蝕刻后的圖案的LER和/或LWR。此外，可知因處理溫度的低溫化，第 一聚合物/第二聚合物的選擇比提高。并且，可知因處理溫度的低溫化，蝕刻率降低，因此蝕 刻的控制性提尚。
[0028] 即，本實施方式的蝕刻方法，如圖1所示，利用處理氣體的等離子體在10°C以下的 溫度對包含第一聚合物和第二聚合物的嵌段共聚物相分離而形成有上述第一聚合物和上 述第二聚合物的圖案的被處理體進行蝕刻，來除去上述第一聚合物和上述第二聚合物中的 至少一個聚合物的步驟(S10)。
[0029] 對于本實施方式涉及的蝕刻方法，參照圖2A~2C詳細進行說明。圖2A~2C表示用 于說明本實施方式涉及的蝕刻方法的一個例子的概略圖。此外，在圖2A~2C中，不僅對本實 施方式涉及的蝕刻方法，還對于嵌段共聚物在作為蝕刻對象的被處理體上的形成例進行簡 單說明。另外，以使用聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)作為嵌段共聚物的情況為例，進行說 明。
[0030] 首先，準備將聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)溶解于有機溶劑中的涂敷液。有機溶 劑根據(jù)使用的嵌段共聚物而定，如果與構成的聚合物的相溶性較高，則無特別限定，例如使 用甲苯、丙二醇單甲醚醋酸酯等。
[0031] 接著，例如利用旋涂法在被處理體20上進行涂敷。由此，如圖2A所示，形成聚(苯乙 烯-b-甲基丙烯酸甲酯）的膜21。在該膜21中，如圖2A的插入圖示意性地所示那樣，PS聚合物 和PMMA聚合物彼此混合。
[0032]接著，如圖2B所示，將形成有聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯）的膜21的被處理體20 放置在加熱板HP上，加熱至規(guī)定的溫度。由此，聚(苯乙烯-b-甲基丙烯酸甲酯)產(chǎn)生相分離， 如圖2B的插入圖示意性地所示那樣，PS區(qū)域DS和PMMA區(qū)域DM交替排列。在此，區(qū)域DS的寬度 依賴于PS的聚合度，區(qū)域DM的寬度依賴于PMMA的聚合度，因此，通過調整聚合度，能夠形成 以區(qū)域DS和區(qū)域DM相等的間距反復排列的、所期望的圖案。
[0033]接著，如圖2C所示，例如通過利用包含氧(02)氣體和氬(Ar)氣體等的處理氣體的 等離子體進行蝕刻來有選擇地蝕刻PMMA區(qū)域DM，形成包含PS區(qū)域DS的圖案。作為處理氣體， 只要是根據(jù)所使用的嵌段共聚物的種類，有選擇地蝕刻構成嵌段共聚物的2個聚合物中的 至少一個聚合物的處理氣體即可，上述的處理氣體無特別限定。作為處理氣體的具體例，除 了上述的0 2、Ar之外，還能夠列舉四氟甲烷(CF4)、六氟乙烷(C2F6)、三氟甲烷(CHF 3)、二氟甲 烷(CH2F2)、六氟乙烷(CF3CF 3)、溴(Br)、氮(N2)、三氟化氮(NF3)、氯(Cl2)、四氯化碳(CC14)、溴 化氫(HBr)、六氟化硫(SF 6)等。在這些處理氣體中，優(yōu)選使用非沉積類處理氣體，更優(yōu)選使 用02氣體和Ar氣體的混合氣體。在使用沉積類的處理氣體的情況下，蝕刻時的選擇比提高， 但是在蝕刻后因圖案的崩壞等而產(chǎn)生擺動。
[0034]另外，在使用02氣體和Ar氣體的混合氣體的情況下，優(yōu)選包含一氧化碳(C0)或二 氧化碳(C02)作為追加的氣體。通過追加這些氣體，所得到的圖案的LER和/或LWR變小，故優(yōu) 選。
[0035]作為蝕刻時的處理氣體的流量，無特別限制，但是更優(yōu)選處理氣體的總流量較少。 在使用〇2氣體和Ar氣體的情況下，〇2氣體和Ar氣體的總流量優(yōu)選在lOOOsccm以下。通過減少 處理氣體的總流量，存在所得到的圖案的LER和/或LWR變小的趨勢。在使處理氣體的總流量 減小的情況下，如上述那樣得到的圖案的LER和/或LWR變小，但存在蝕刻率變快，蝕刻處理 的控制在技術上變得困難的情況。在該情況下，優(yōu)選例如通過調節(jié)后述的高頻電力的輸出 等其它調節(jié)方法來提高蝕刻控制性。
[0036]另外，在使用02氣體和Ar氣體的情況下，可以在能夠保證