(57)【要約】【課題】レジストをドライエッチングする際のエッチング効率を向上させることができ、エッチング時間を短縮して作業効率を向上させ、被処理物が損傷したり特性が劣化することを抑制することができるドライエッチング方法及びドライエッチング装置を提供する。【解決手段】被処理物をエッチングするチャンバー１０を備えたドライエッチング装置において、前記チャンバー内に、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金からなる遮蔽板３０が配置されている。【選択図】図３
2010021440.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライエッチング装置を用いてレジストをエッチングする方法であって、
チャンバー内において、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金をドライエッチングする工程と、
前記ドライエッチング工程後に、前記チャンバー内において前記レジストをエッチングする工程とを備えることを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】
前記Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金をドライエッチングする工程として、Ta膜、あるいはTi膜、あるいはTaとTiの合金膜が成膜されたダミー基板をドライエッチングすることを特徴とする請求項１記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
前記チャンバーに導入するガスとして、酸素、アルゴン及びCF４からなる混合ガスを使用することを特徴とする請求項１または２記載のドライエッチング方法。
【請求項４】
被処理物をエッチングするチャンバーを備えたドライエッチング装置において、
前記チャンバー内に、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金からなる遮蔽板が配置されていることを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項５】
被処理物をエッチングするチャンバーを備えたドライエッチング装置において、
前記チャンバーが、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金を含むことを特徴とするドライエッチング装置。
【請求項６】
前記チャンバーの内面が、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiの合金からなる被覆層によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載のドライエッチング装置。
【請求項７】
前記チャンバーが、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載のドライエッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はドライエッチング方法及びドライエッチング装置に関し、より詳細には効率的なレジストのエッチングを可能にするドライエッチング方法及びドライエッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種電子部品の製造工程においては、基材の表面に形成した金属層等を所定のパターンに形成するために、金属層等の表面にレジストパターンを形成し、レジストパターンをマスクとして金属層等をエッチングしてパターン形成する方法がしばしば利用される。
レジストパターンは、レジストを所定のパターンに露光及び現像して形成する。この場合に、レジストパターンをさらに微細化するため、レジストパターンをドライエッチングして微細化する場合がある。このレジストパターンをドライエッチングする処理は、レジストパターンとして残っているレジスト部分を細幅化し、レジスト部分をより微細パターンに仕上げることを目的とする。
【０００３】
レジストをドライエッチングする装置には、ICP(Induced Coupling Plasma)装置やRIE(Reactive Ion Etching)装置などがある。これらのドライエッチング装置においては、エッチング処理対象物に応じて、チャンバー内に導入するガス種やガス混合比、ガス圧、エッチング時間等が適宜調節され、エッチング処理がなされる。
【特許文献１】特開平２−２３６１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ドライエッチングによってレジストパターンを微細化したり、不要なレジストを除去したりする際に、レジストのエッチング効率を上げるには、放電時の電力を増大させるようにする。しかしながら、電力を増大させると、被処理物の表面温度が上昇し、たとえば基板に形成された層の特性を劣化させてしまったり、基板の表面に形成されているレジストを焼き付かせてしまうといった問題がある。レジストが焼き付いてしまうと、後工程においてウエットエッチング等によってレジストを除去することが困難になる。
したがって、電力を増大させることなくレジスト等のエッチングレートを向上させることができれば、処理効率を上げることができるとともに、被処理物を過熱させることなく、また被処理物が損傷したり特性が劣化したりすることを抑えることが可能となる。
【０００５】
このドライエッチング方法及びドライエッチング装置は、これらの課題に鑑みてなされたものであり、レジスト等をドライエッチングする際のエッチング効率を向上させることができ、エッチング時間を短縮して作業効率を向上させ、被処理物が損傷したり特性が劣化することを抑制することができるドライエッチング方法及びドライエッチング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、このドライエッチング方法及びドライエッチング装置は次の構成を備える。
すなわち、このドライエッチング方法は、ドライエッチング装置を用いてレジストをエッチングする方法であって、チャンバー内において、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金をドライエッチングする工程と、前記ドライエッチング工程後に、前記チャンバー内において前記レジストをエッチングする工程とを備える。
【０００７】
また、このドライエッチング装置は、チャンバーの内面が、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiの合金からなる被覆層によって形成されているもの、チャンバーが、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金によって形成されているものである。
【発明の効果】
【０００８】
このドライエッチング方法によれば、レジストをエッチングする前工程において、TaあるいはTiあるいはTaまたはTiを含む合金をドライエッチングすることによって、ドライエッチング装置のチャンバーの内面にTa等が被着する作用によって、レジストのエッチングレートを向上させることができる。また、このドライエッチング装置によれば、チャンバーの内面をTa等の被覆層によって形成すること、チャンバー自体をTa等によって形成することによって、レジストのエッチングレートを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係るドライエッチング方法についての実施の形態について説明する。
（ドライエッチング方法）
本発明に係るドライエッチング方法においては、ドライエッチング装置のチャンバー内においてレジストをエッチングする際に、事前にチャンバー内において、Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金をエッチングした後にレジストをエッチングする。
Ta、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金をドライエッチングする処理は、基板の表面にTa、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金を1000Å程度の厚さに成膜して形成したダミー基板を用意し、このダミー基板をドライエッチング装置によってエッチングすることによってなされる。
【００１０】
ドライエッチング装置としては、ICP(Induced Coupling Plasma)装置、あるいはRIE(Reactive Ion Etching)装置が用いられる。
図１はICP型のドライエッチング装置の主要部の構成を示す。このドライエッチング装置は、チャンバー１０、ワークをセットするステージ１２、チャンバー内を真空排気する真空装置１４、チャンバー１０の蓋１６、高周波印加装置１８を備える。真空装置１４としては、たとえばターボ分子ポンプが使用される。真空装置１４とチャンバー１０とはゲートバルブ１３により仕切られている。蓋１６は、たとえば石英によって形成される。高周波印加装置１８は高周波印加用のコイルを備え、チャンバー１０に導入されたガスに高周波を印加して、チャンバー１０内にプラズマ状態を発生させる。
【００１１】
図１においては、ステージ１２にダミー基板２０をセットし、ダミー基板２０の表面に成膜して形成したTa膜２０ａあるいはTi膜あるいはTaまたはTiを含む合金膜をエッチングする状態を示している。Ta膜２０ａあるいはTi膜等をエッチングする際は、チャンバー１０に酸素、アルゴン、CF4の混合ガスを導入し、適当な放電条件を設定してエッチングを施す。
本実施形態においては、Ta膜２０ａをエッチングした後、ダミー基板２０をステージ１２上から退避させ、表面にレジストが被着形成されたワークをステージ１２にセットして、レジストをエッチングする。レジストをエッチングする場合も、チャンバー１０に導入するガスとしては酸素、アルゴン、CF4の混合ガスを用いる。
【００１２】
図２に、Ta膜を形成したダミー基板を用いてTa膜をエッチングした後にレジストをエッチングした場合と、レジストをエッチングする前工程としてTa膜をエッチングする工程を行わなかった場合について、レジストのエッチングレートがどのように変化したかを測定した結果を示す。
図２に示すグラフの測定条件は、ICP装置の放電条件を、放電電力120W、バイアス電源15W、ガス圧１Paとし、反応ガスとして、酸素、アルゴン、CF4の混合ガスを使用したものである。なお、酸素（O2）とアルゴン（Ar）については、双方を合わせた流量が50(cm3/min)となるように制御した。
【００１３】
図２に示すグラフは、横軸に酸素の流量、縦軸に反射防止膜（BARC：Bottom Anti-Reflection Coating）のエッチングレートを示す。
図２に示す測定結果は、レジストのエッチングレートに、チャンバー内における酸素の流量が関係し、酸素の流量を減らすとエッチングレートが高くなり、酸素の流量が5〜15(cm3/min)の範囲のときにレジストのエッチングレートがもっとも高くなることを示す。
また、Taのエッチングを事前に行った後にレジストをエッチングした場合は、酸素の流量がいずれの場合も、Taのエッチングを行わなかった場合と比較して、エッチングレートが高くなることを示す。たとえば、Taのエッチングを事前に行わなかった場合において最高のレジストのエッチングレートが1200（Å/min）であったものが、Taのエッチングを事前に行うと、レジストのエッチングレートが1333（Å/min）となった。
【００１４】
図２に示す実験結果は、ICP装置を用いてレジストをエッチングする場合に、レジストをエッチングする前工程において、Taをエッチングすることによって、レジストのエッチングレートを改善させることができることを示す。
上述した実験は、ICP装置における放電電力を変えずに測定した結果であり、あらかじめTaをエッチングする工程を行う方法は、放電電力を増大させることなく、レジストのエッチングレートが改善できる点で有効である。
レジストのエッチングレートを向上させることができれば、レジストのエッチングに要する時間を短縮することができ、作業工程の効率化を図ることができる。また、被処理物が過熱することを避けることができ、レジストが焼き付いたり、基板に形成されている層の特性が劣化したりすることを防止することが可能になる。
【００１５】
上記測定において、レジストをエッチングする前に、Taをエッチングしたことによってレジストのエッチングレートを向上させることができた理由としては、エッチングによってTaがチャンバーの内壁面に付着し、付着したTaによるゲッター効果が考えられる。
図２に示すグラフは、酸素の流量が減るとエッチングレートが向上するという傾向を示す。チャンバーの内壁面にTaが付着した状態においてレジストをエッチングすると、Taのゲッター作用によって、チャンバーに導入されたガスの組成が変わり、それによってレジストのエッチングレートが向上することが考えられる。図２は、酸素量が減るとレジストのエッチングレートが向上するから、チャンバーの内壁面に付着したTa膜に酸素が吸着され、混合ガスの酸素量が実効的に減ってレジストのエッチングレートが向上したことが想定される。
【００１６】
レジストのエッチングレートが向上する理由には、このようなゲッター効果以外の理由も考えられる。たとえば、Taをエッチングしたことによって、Taに不純物が捕らえられ、これによってチャンバー内のクリーン度が向上してエッチングレートを上昇させたことも考えられる。
【００１７】
上記実験においては、Ta膜をエッチングしてTaの作用を利用した例であるが、Taと同様にTiもゲッター効果を有するものとして使用されている。したがって、TaにかえてTi、あるいはTaまたはTiを含む合金を用いることもできる。Taを含む合金としては、たとえばTaVを使用することができ、Tiを含む合金としては、TiZr、TiV、TiAl等が使用できる。
また、上記実験結果は反射防止膜についてエッチングレートを測定した結果であるが、反射防止膜以外の有機系材料についても、また炭素（DLC：ダイヤモンドライクカーボン）についても同様に有効と考えられる。
【００１８】
（ドライエッチング装置）
上述したように、ドライエッチング装置を用いてレジストをエッチングする際に、前工程としてTaあるいはTi等をエッチングする工程を行うと、チャンバーの内壁面にTaあるいはTi等が被着する。レジストをエッチングする際に、Ta等をエッチングする操作を毎回、行うことも可能であるが、Ta等をエッチングする操作を簡略化するために、ドライエッチング装置自体を、Ta等によるゲッター効果が得られるように構成することも可能である。
【００１９】
図３は、Ta等のエッチングよる作用効果と同様の作用効果によってレジストのエッチングレートを向上させる方法として、ドライエッチング装置のチャンバー１０の内壁面に沿ってTa、あるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金からなる遮蔽板３０を配置した例を示す。
【００２０】
前述したように、レジストをエッチングする前工程においてTa等をエッチングすると、Ta等がチャンバーの内壁面に付着し、このチャンバーの内壁面に付着したTa等がゲッター効果等を奏してレジストのエッチングレートが向上する。
本実施形態においては、チャンバー１０の内壁面にTa等からなる遮蔽板３０を配置した状態において、図３に示すようにステージ１２にレジストパターン２２ａが形成された基板２０をセットしてエッチングする。この場合も、遮蔽板３０がゲッター作用を奏し、チャンバー１０に導入された混合ガスを部分的に吸着して、レジストのエッチングレートを向上させることができる。
【００２１】
TaあるいはTi等のゲッター作用を利用する方法としては、チャンバー１０内に遮蔽板３０を配置するかわりに、チャンバー１０の内壁面をTaあるいはTiといったゲッター作用を有する金属からなる被覆層によって形成する方法も可能である。TaあるいはTi等からなる被覆層をチャンバー１０の内壁面に形成する方法としては、高温溶射法等がある。
【００２２】
ドライエッチング装置のさらに他の構成例としては、ドライエッチング装置のチャンバー１０の材質そのものをTaあるいはTi、あるいはTaまたはTiを含む合金によって形成することも考えられる。この場合には、チャンバー１０内においてレジストをエッチングする際に、チャンバー１０そのものがゲッター効果を奏し、チャンバー１０ーに導入されたガスをレジストのエッチングレートを向上させるようにコントロールして、レジストを効率的にエッチングすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】ICP形のドライエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】レジストのエッチングレートを測定した結果を示すグラフである。
【図３】チャンバー内に遮蔽板を配置したドライエッチング装置の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０  チャンバー
１２  ステージ
１４  真空装置
１６  蓋
１８  高周波印加装置
２０  ダミー基板
２２  被処理物
２２ａ  レジスト
３０  遮蔽板
【図１】
2010021440.tif 000003
【図３】
2010021440.tif 000004
【図２】
2010021440.tif 000005