JP4167175B2 - ドライ現像方法 - Google Patents
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Description
本発明はドライ現像方法にかかり，特に，２層で構成されるレジスト層の下層部分のレジストを，上層のレジスト層を破壊することなく，また，エッチングされるパターン側壁の形状が垂直形状となるように効率良く工夫されたドライ現像方法に関する。
近年，半導体素子においては高集積化が進み，デザインルールは非常に厳しいものとなっている。それに伴い，製造過程で行われるリソグラフィー工程においても，精度の高い現像が要求されている。
このため，リソグラフィー工程で用いられるレジストは，例えばウエット処理で現像されるレジスト層（以下，上層レジストと称する）の下層に，ドライ現像されるレジスト層（以下，下層レジストと称する）を設け，さらに下地の被エッチング層に段差などがあっても高密度なパターニングが可能な構造が用いられている。
ところで，上記のような２層構造の下層レジストをドライ現像する際には，精度を保つために，上層レジストをエッチングにより破壊することなく，下層レジストを十分にエッチングすることが必要である。このとき，下層レジストに形成されるパターンの側壁は垂直形状で，しかもデザイン通りの寸法を保持することが，さらに下層の被エッチング膜の加工精度を向上させるためには不可欠である。
図４は，従来の方法により現像を行った際の被処理体１０を模式的に示した断面図である。図４（ａ）は，例えば酸素ガスなどによる反応性イオンエッチングを行った場合，図４（ｂ）は，例えば窒素ガスと水素ガスの混合ガスを用いてエッチングを行った場合である。ここで，被処理体１０は，表面に上層レジスト１６，その下層に下層レジスト１４，さらにその下層に被エッチング層１２を備えている。
図４（ａ）に示すように，酸素ガスによるエッチングではエッチングの異方性が少なく等方的にエッチングされるので，下層レジスト１４のパターン側壁に，アンダーカットやボーイングといわれる削れ現象を発生してしまうという問題があった。
このため，上述の削れ現象を発生させないように，低パワーでエッチングを行う方法がある。しかしながら，エッチング時のパワーを落とすのでエッチングレートが低下し，効率が悪いという欠点があった。
また，図４（ｂ）に示すように，窒素ガスと水素ガスの混合ガスを用いたエッチングでは，側壁のアンダーカットなどは防止されるが，上層レジスト１６に対する下層レジスト１４のエッチング選択性が小さく，上層レジスト１６に形成されたパターンが破壊され，下層レジスト１４の加工精度が低下したり，さらにその下層の被エッチング層１２のエッチング精度を低下させてしまうという問題があった。
本発明は，従来のドライ現像方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，加工精度に優れ，効率の良い，新規かつ改良されたドライ現像方法を提供することである。
上記課題を解決するため，本発明によれば，真空容器内に処理ガスを導入するとともに高周波電力を印加して処理ガスのプラズマを形成し，被処理体上に形成されたレジストを描画するためのドライ現像方法であって，レジストは，描画パターンが形成されたシリコンを含有する第１のレジスト層と，第１のレジスト層の下層に設けられる第２のレジスト層とを有し，第２のレジスト層は，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いてプラズマ処理される第１の工程によりドライ現像され，第１の工程の後に窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを用いてプラズマ処理される第２の工程とによりさらにドライ現像されるドライ現像方法が提供される。かかる構成によれば，シリコン含有の第１のレジスト層表面に含有されるシリコンを酸化して，現像時の第１のレジスト層の破壊を防ぐことができ，さらに，第２のレジスト層のアンダーカットあるいはボーイングを防いで，垂直形状で精度良いパターン形成が可能である。
第１の工程において，第１のレジスト層に対する第２のレジスト層の，プラズマ処理時のエッチング速度の比は１０以上であることが望ましい。これは，例えば，第１の工程において，一酸化炭素ガスの酸素ガスに対する流量比を０．２以上５以下とする，印加される高周波電力密度を，０．３２Ｗ／ｃｍ２以上３．１８Ｗ／ｃｍ２以下とする，高周波電力が印加される下部電極の，被処理体を載置する載置台の温度を，−３０℃以上２０℃以下とすることで達成することができる。
上記第１の工程では第２のレジスト層の上端近傍にアンダーカットを形成し，第２の工程では第２レジスト層の下端部分に第１のレジスト層の描画パターンと略同寸法の描画パターンを形成する。このアンダーカットは，第１の工程の処理時間，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの流量比，下部電極に印加する高周波電力で制御することができる。また，第１の工程と第２の工程とにより描画パターンのトリミングを行うようにしてもよい。
第１のレジスト層の厚さは，第１および第２の工程により第１のレジスト層がエッチングされる膜厚の合計よりも厚く形成される。かかる構成により，第２の工程実施中に第１のレジスト層が消失する部分が出現する危険性がなくなる。上記ドライ現像方法におけるプラズマの形成は，真空処理容器内に形成された平行平板電極間で行うことができる。かかる構成によれば，第１のレジスト層の破壊を防ぎ，第２のレジスト層のエッチングレートを向上させた，さらに精度および効率の良いドライ現像が可能である。
本発明にかかるドライ現像方法によれば，レジストに描画されるパターン側壁を垂直形状に保ちながら，エッチング効率のよいドライ現像方法が可能である。また，本発明では下記方法３において第１の工程のＣＯ／Ｏ２流量比，下部電極に印加する高周波電力，下部電極温度，および処理時間変えることにより，第２の工程後の下層レジスト１５４下端パターン幅（図３のＲ２）を制御する，トリミングも可能である。
以下に添付図面を参照しながら，本発明にかかるドライ現像方法の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
まず，図１を参照しながら，本発明を適用可能なエッチング装置１００の全体構成について説明する。図１に示すエッチング装置１００の処理容器１０２は，例えば表面に陽極酸化処理を施して酸化アルミニウム膜層が形成されたアルミニウムから成ると共に，接地されている。
処理容器１０２内には，被処理体，例えば半導体ウエハ（以下，「ウエハ」と称する。）Ｗを載置するサセプタを兼ねた下部電極１０４が配置されている。さらに，図１に示す例では，下部電極１０４の載置面以外の部分は，例えばセラミックスから成る絶縁部材１０５と，例えばアルミニウムから成る導電部材１０７によって覆われている。
下部電極１０４は，昇降軸１０６の駆動によって上下動自在に構成されている。さらに，導電部材１０７と処理容器１０２との間には，例えばステンレスから成るベローズ１０９が設けられている。
ベローズ１０９と電気的に接触する導電部材１０７および処理容器１０２の表面は，酸化アルミニウム膜層が除去されているため，導電部材１０７は，ベローズ１０９と処理容器１０２を介して接地されている。さらに，導電部材１０７の側面およびベローズ１０９を囲うように，ベローズカバー１１１が設けられている。
図１に示すように，下部電極１０４の載置面には，高圧直流電源１０８に接続された静電チャック１１０が設けられていると共に，静電チャック１１０を囲うようにして，絶縁性のフォーカスリング１１２が配置されている。
下部電極１０４には，整合器１１６を介して高周波電力を出力する高周波電源１１８が接続されている。下部電極１０４の側方には，排気リング１２０が配置されており，図示の例では，排気リング１２０は，フォーカスリング１１２と導電部材１０７とによって挟持されると共に，導電性のネジ（図示せず）で導電部材１０７の上部に固定されている。
排気リング１２０は，導電部材１０７とベローズ１０９と処理容器１０２を介して接地されるので，排気リング１２０と処理容器１０２内壁とを略同電位（接地電位）にすることができる。その結果，排気リング１２０と，排気リング１２０よりも上方の処理容器１０２内壁とが，下部電極１０４の対抗電極として機能するので，プラズマを排気リング１２０の上部，すなわち後述の処理空間１２２内に閉じ込めることができる。
下部電極１０４の載置面と対向する処理容器１０２内の内壁面には，上部電極１２６が設けられている。さらに，上部電極１２６には，多数のガス吐出孔１２６ａが設けられていると共に，ガス吐出孔１２６ａには，処理ガスを供給する不図示のガス供給源が接続されている。従って，処理ガスは，ガス吐出孔１２６ａを介して，処理空間１２２内に供給される。
処理容器１０２内の下方には，不図示の真空引き機構に接続された排気管１２８が接続されている。従って，処理空間１２２内は，排気リング１２０のスリット１２０ａと，排気経路１２４と，排気管１２８を介して真空引きされる。処理容器１０２の外部には，下部電極１０４と上部電極１２６との間に形成されるプラズマ領域を囲うようにして，磁石１３０が配置されている。
次に，本実施の形態にかかるドライ現像方法を行うレジストおよびそのエッチング条件について説明する。図２は，ドライ現像を行う前の被処理体１５０を示す断面模式図である。被処理体は，例えば直径が２００ｍｍのシリコン（Ｓｉ）から成るウエハＷを使用する。
図２に示すように，表面には，例えばウエット処理によりパターンを描画された，シリコン含有レジスト層（以下，上層レジストという）１５６が形成されている。シリコンを含有する上層レジスト１５６を形成する方法としては，例えば予めシリコンを含有するレジスト膜を形成してこれをパターニングする方法，一般的に用いられているレジスト材によりレジスト膜を形成してこれをパターニングした後にその表面をシリル化する方法がある。
前者の方法，すなわち予めシリコンを含有するレジスト膜をパターンニングする方法におけるレジスト膜の材料としては，例えば水性塩基可溶性ポリシルセスキオキサンにジマゾ光活性化合物が化学的に付着したポジ型レジスト，水性塩基可溶性ポリシルセスキオキサンに酸感応性ｔ−ブチロキシルカルボニルが化学的に付着したポジ型レジスト，水性塩基可溶性ポリシルセスキオキサンにアジド官能基が化学的に付着したネガ型レジスト，フェノール基を有する水性塩基可溶性シリコン含有ポリマーと架橋材と酸発生剤とを含むネガ型レジストなどが適用できる。
後者の方法，すなわち一般的なレジスト膜をパターンニングしてからシリル化する方法におけるシリル化の方法としては，例えばシリル化剤としてヘキサメチルジシラザン，あるいはテトラメチルジシラザンを含むガス雰囲気に曝す方法，シラン，ジシラン，ジクロルシランなどのシリコン含有ガスのプラズマに曝す方法などがある。
上層レジスト１５６は，ドライ現像終了後に消失する部分がないように例えば２５０ｎｍの厚さに形成される。ここで形成されたパターンの幅Ｒ１は，例えば１５０ｎｍである。
その下層には，本発明にかかるドライ現像方法により現像される下層レジスト１５４が設けられている。下層レジスト１５４の材料は例えば，フェノールノボラック樹脂，クレゾールノボラック樹脂や，１−メトキシ−２−プロパノールなどを主成分とする一般的なレジスト材料を用いることができる。下層レジスト１５４の膜厚は，例えば８２０ｎｍの厚さに形成される。
さらにその下層には，例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）などの被エッチング層１５２が形成されている。被エッチング層１５２は，例えばメタル配線のためのＡｌ膜等でもよい。
本発明にかかるドライ現像方法は，２工程を有することを特徴としている。第１の工程は，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて行う。これは，上層レジスト１５６の表面を酸化して酸化シリコン膜が形成される状態にして，第２の工程での上層レジスト１５６の破壊を防止するためである。
第１の工程のエッチング条件は，例えば，処理室１０２内の真空度１５ｍＴ，処理ガスは，流量が共に６０ｓｃｃｍのＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は２７ｍｍである。また，ウエハセンター裏面冷却ガス圧力は７Ｔｏｒｒ，ウエハエッジ裏面冷却ガス圧力は４０Ｔｏｒｒとした。さらに，下部電極１０４には，２４０Ｗ（０．７６Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を印加し，処理時間は３０秒である。
この第１の工程では，ボーイングやアンダーカットを生じやすいので処理時間を短くし，上層レジスト１５６の表面を酸化して酸化シリコン膜を形成し，かつ下層レジスト１５４に適度のアンダーカットが生ずるようにしている。さらに，アンダーカットは処理時間に比例して変化するので，処理時間等を調整することにより制御できる。さらに，上層レジスト１５６と下層レジスト１５４とのエッチング速度の比（以下エッチング選択比という）を大きくとることができるＣＯ／Ｏ２混合比，高周波電力，載置面の温度条件を設定することにより第１の工程および第２の工程で上層レジスト１５６が損傷されるのを防いでいる。ここでアンダーカットとは，下層レジスト１５４と上層レジスト１５６との界面近傍の下層レジスト１５４の横方向へのエッチングをいう。また，ボーイングとは，下層レジスト１５４がビア樽状にエッチングされることをいう。
第２の工程は，窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを用いて行われる。窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを用いると異方性の高いエッチングが可能であるが，若干，パターン幅より狭い幅にエッチングされる傾向がある。また，従来の技術で述べたように上層レジスト１５６と下層レジスト１５４とのエッチング選択性が悪く，上層レジスト１５６の損傷が問題となる。
しかしながら，本実施の形態にかかるドライ現像方法によれば，第１の工程において上層レジスト１５６表面に含有されるシリコンは酸化されており，これによりエッチング選択比が改善されている。また，第１の工程で若干アンダーカットを生じさせているので，第２の工程でパターン幅が狭くエッチングされることにより，丁度，上層レジスト１５６のパターン通りのエッチングを行うことが可能となる。
第２の工程のエッチング条件は，例えば，処理室１０２内の真空度７０ｍＴ，処理ガスは，流量が共に２００ｓｃｃｍのＮ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は４７ｍｍである。ウエハセンター裏面冷却ガス圧力は７Ｔｏｒｒ，ウエハエッジ裏面冷却ガス圧力は４０Ｔｏｒｒとした。さらに，下部電極１０４には，１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を印加し，処理時間は９０秒である。
第２の工程では，異方性が良く，パターン幅よりやや狭い幅にエッチングされるが，第１の工程で若干アンダーカットを生じているので，上層レジスト１５６のパターン幅通りのエッチングが可能となり，しかも上層レジスト１５６表面に含有されるシリコンを酸化することによってエッチング選択比が改善されているので，効率良く下層レジスト１５４のエッチングが行える。
表１に，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いて１つの工程で処理する上記方法１，窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを用いて１つの工程で処理する上記方法２，上記第１の工程および第２の工程の２つの工程で処理する方法３のドライ現像方法によるエッチング結果の比較を示す。
ここで，Ｅ／Ｒとはエッチングレートのことであり，単位はナノメートル／分である。上層Ｅ／Ｒは，上層レジスト１５６のコーナー部分が最も削られるので，図３に示した厚さＴ１の単位時間あたりのエッチング量で表した。選択比とは，上層Ｅ／Ｒに対する下層Ｅ／Ｒの比である。全て，ウエハ中央部のエッチングされたパターン（楕円形ホール）の短軸方向での値を示した。ＣＤバイアスとは，エッチング後の下層レジスト１５４下端のパターン幅（図３のＲ２）からエッチング前の上層レジストのパターン幅（図２のＲ１）を引いた値であり，パターン幅の変化を表す。本発明の場合，−３２ｎｍであり，若干線幅が細く変化している。
また，上記方法１によるエッチング条件は次の通りである。まず，プラズマの着火のため，次の工程を行う。すなわち，処理室１０２内の真空度３０ｍＴ，処理ガスは，流量が共に６０ｓｃｃｍのＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は−２０℃に調整した。下部電極１０４には，３００Ｗ（０．９６Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を印加し，処理時間は３秒である。
その後，次の条件によるエッチングを行う。すなわち，処理室１０２内の真空度１５ｍＴ，処理ガスは，流量が共に６０ｓｃｃｍのＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は−２０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は２７ｍｍである。下部電極１０４には，１２０Ｗ（０．３８Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を印加し，処理時間は２７３秒である。選択比は５３．５と大きいが，ＣＤバイアスが５０ｎｍであり，アンダーカットが大きいことが分かる。
上記方法２によるエッチング条件は，処理室１０２内の真空度７０ｍＴ，処理ガスは，流量が共に２００ｓｃｃｍのＮ２ガスとＨ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は−２０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は４７ｍｍである。下部電極１０４には，１０００Ｗの高周波電力を印加し，処理時間は２１０秒である。選択比が３．９と小さく，ＣＤバイアスは−７５ｎｍであり，パターン幅が狭くエッチングされていることが分かる。
上記方法３の第１の工程では，シリコン含有の上層レジストに含有されるシリコンを酸化することおよび適度にアンダーカットを生じさせることを主目的にしており，短時間の処理でよい。上記方法３では，第１の工程により上層レジスト１５６の表面に含有されるシリコンを酸化されているので，上層レジスト１５６の表面に形成されたＳｉＯ２膜が保護膜としての機能をもち，第２の工程におけるエッチング選択比は６．９と，上記方法２でのエッチング選択比３．９に比べて改善されている。また，上記方法３では，第１の工程で，適度にアンダーカットが生じているので，第２の工程でパターン幅が狭くエッチングされても，結果的にはレジストのパターン幅通りのエッチングが可能になる。
ここで，上記方法１の処理条件及び上記方法３の第１の工程における処理条件をさらに詳しく検討する。表２は，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの流量比を変化させてエッチングを行った場合の結果である。ここでは，上記方法１と同じ条件でプラズマ着火のための工程を行った後，次のような処理条件でエッチングを行った。すなわち，上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は−２０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は２７ｍｍである。下部電極１０４には，１２０Ｗ（０．３８Ｗ／ｃｍ２）の高周波電力を印加し，処理時間は２７３秒である。このとき，処理室１０２内の真空度１５ｍＴで，処理ガスは，それぞれ６０／６０，８０／４０，１００／２０（ｓｃｃｍ／ｓｃｃｍ）のＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。
表２に示したように，上記の条件では全て，エッチング選択比１０以上であり，上記の混合ガス流量比の条件は，上記方法１の条件および上記方法３の第１の工程の条件として適用が可能である。しかし，ＣＯ／Ｏ２流量比が大きくなると選択比とエッチングレートが小さくなるので，ＣＯ／Ｏ２流量比の条件は１００／２０＝５以下が好ましい。一方，ＣＯ／Ｏ２流量比が小さくなると選択比とエッチングレートが大きくなるが，アンダーカットが大きくなる傾向があるので２０／１００＝０．２以上が好ましく，６０／６０＝１．０以上がさらに好ましい。
次に，高周波電力の条件について検討する。ここでは，上記方法１と同じ条件でプラズマ着火のための工程を行った後，次のような処理条件でエッチングを行った。すなわち，処理室１０２内の真空度１５ｍＴで，処理ガスは，６０／６０（ｓｃｃｍ／ｓｃｃｍ）のＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は−２０℃に調整した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は２７ｍｍである。このような条件で，下部電極１０４には，１２０Ｗ，２４０Ｗ，３６０Ｗの高周波電力を印加し，処理時間はエッチング速度を考慮して同一エッチング量（オーバーエッチング率）となる時間に設定した。このように，印加される高周波電力を変化させた場合の結果を表３に示す。
表３に示したように，上記の条件では全て，エッチング選択比１０以上であり，上記の高周波電力の条件は，上記方法１の条件および上記方法３の第１の工程の条件として適用が可能である。しかし，高周波電力が大きくなるとイオンの引き込みエネルギーが大きくなるので，エッチングレートが大きくなりエッチング形状の異方性が増すが，選択比は小さくなる傾向がある。よって，１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）以下が好ましく，４００Ｗ（１．２７Ｗ／ｃｍ２）以下がさらに好ましい。また，高周波電力が小さくなるとエッチングレートが小さくなり，選択比が大きくなるが，異方性が若干低下してアンダーカットが大きくなる傾向があるので，１００Ｗ（０．３２Ｗ／ｃｍ２）以上が好ましい。
次に，下部電極１０４の載置面の温度条件について検討する。ここでは，上記方法１と同じ条件でプラズマ着火のための工程を行った後，次のような処理条件でエッチングを行った。すなわち，処理室１０２内の真空度１５ｍＴで，処理ガスは，８０／４０（ｓｃｃｍ／ｓｃｃｍ）のＣＯガスとＯ２ガスとの混合ガスを使用した。上部電極１２６と下部電極１０４との距離は２７ｍｍである。下部電極１０４には，１２０Ｗの高周波電力を印加し，処理時間はエッチング速度を考慮して同一エッチング量（オーバーエッチング率）となる時間に設定した。このような条件で，上部電極１２６を含む処理容器１０２の内壁面の温度は６０℃に調整し，下部電極１０４の載置面の温度は０℃および−２０℃に調整した。このように，下部電極１０４の載置面の温度を変化させた場合の結果を表４に示す。
表４に示したように，上記の条件では全て，エッチング選択比１０以上であり，上記の下部電極温度の条件は，上記方法１および上記方法３の第１の工程の条件として適用が可能である。しかし，下部電極の載置面の温度が高くなるとデポが少なくなって，選択比が小さくなり，また，異方性が若干低下してアンダーカットが大きくなる傾向があるので，−３０℃以上２０℃以下が好ましく，０℃以下がさらに好ましい。
上記結果より，上記方法１および上記方法３の第１の工程では，下層レジスト１５４の上端近傍に適度なアンダーカットを形成し，かつ上記方法３の第２の工程で上層レジスト１５６のパターン通りのエッチングが可能になるという観点から考えて，一酸化炭素ガスの酸素ガスに対する流量比は０．２以上５以下，印加される高周波電力密度は，１２０Ｗ（０．３２Ｗ／ｃｍ２）以上１０００Ｗ（３．１８Ｗ／ｃｍ２）以下，高周波電力が印加される下部電極の，被処理体を載置する載置台の温度は，−３０℃以上２０℃以下が適当であると判断される。
以上，添付図面を参照しながら本発明にかかるドライ現像方法の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば，エッチング条件，およびレジストの膜厚などは装置依存性のあるものであり，かかる例に限定されない。同様の効果が得られるように使用する装置に応じて決定されるべきである。
２層で構成されるレジスト層の下層部分のレジストを，上層のレジスト層を破壊することなく，また，エッチングされるパターン側壁の形状が垂直形状で，かつ寸法精度よくエッチングするためのドライ現像方法に適用される。
図１は，本発明にかかるエッチング装置を示す断面概略図である。
図２は，ドライ現像を行う前の被処理体を示す断面模式図である。
図３は，ドライ現像を行った後の被処理体を示す断面模式図である。
図４は，従来の方法により現像を行った後の被処理体を模式的に示した断面図である。
図２は，ドライ現像を行う前の被処理体を示す断面模式図である。
図３は，ドライ現像を行った後の被処理体を示す断面模式図である。
図４は，従来の方法により現像を行った後の被処理体を模式的に示した断面図である。
１００ エッチング装置
１０２ 処理容器
１０４ 下部電極
１０５ 絶縁部材
１０６ 昇降軸
１０７ 導電部材
１０８ 高周波電源
１１２ フォーカスリング
１２０ 排気リング
１２６ 上部電極
１２８ 排気管
１５０ 被処理体
１５２ 被エッチング層
１５４ 下層レジスト
１５６ 上層レジスト
１０２ 処理容器
１０４ 下部電極
１０５ 絶縁部材
１０６ 昇降軸
１０７ 導電部材
１０８ 高周波電源
１１２ フォーカスリング
１２０ 排気リング
１２６ 上部電極
１２８ 排気管
１５０ 被処理体
１５２ 被エッチング層
１５４ 下層レジスト
１５６ 上層レジスト
Claims (12)
- 真空容器内に処理ガスを導入するとともに高周波電力を印加して前記処理ガスのプラズマを形成し，被処理体上に形成されたレジストを描画するためのドライ現像方法であって：
前記レジストは，描画パターンが形成されたシリコンを含有する第１のレジスト層と；
前記第１のレジスト層の下層に設けられる第２のレジスト層と；
を有し，
前記第２のレジスト層は，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いてプラズマ処理される第１の工程によりドライ現像され，
前記第１の工程の後に窒素ガスと水素ガスとの混合ガスを用いてプラズマ処理される第２の工程によりさらにドライ現像されることを特徴とするドライ現像方法。 - 前記第１の工程において，前記第１のレジスト層に対する前記第２のレジスト層の，プラズマ処理時のエッチング速度の比は１０以上であることを特徴とする，請求項１に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程において，一酸化炭素ガスの酸素ガスに対する流量比は０．２以上５以下であることを特徴とする，請求項２に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程において印加される高周波電力密度は，０．３２Ｗ／ｃｍ２以上３．１８Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする，請求項２に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程において，前記高周波電力が印加される下部電極の，前記被処理体を載置する載置台の温度は，−３０℃以上２０℃以下であることを特徴とする，請求項２に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程では前記第２のレジスト層の上端近傍にアンダーカットを形成し，前記第２の工程では前記第２レジスト層の下端部分に前記第１のレジスト層の描画パターンと略同寸法の描画パターンを形成することを特徴とする，請求項１に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程のアンダーカットは，処理時間で制御することを特徴とする，請求項６に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程のアンダーカットは，前記第１の工程における，一酸化炭素ガスと酸素ガスとの流量比で制御すること特徴とする，請求項６に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程のアンダーカットは，前記下部電極に印加する高周波電力で制御することを特徴とする，請求項６に記載のドライ現像方法。
- 前記第１の工程と前記第２の工程とにより描画パターンのトリミングを行うことを特徴とする，請求項１に記載のドライ現像方法。
- 前記第１のレジスト層の厚さは，前記第１および第２の工程により第１のレジスト層がエッチングされる膜厚の合計よりも厚く形成されることを特徴とする，請求項１に記載のドライ現像方法。
- 前記プラズマの形成は，真空処理容器内に設けた平行平板電極間において行われることを特徴とする，請求項１に記載のドライ現像方法。
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