アモルファスカーボン膜の成膜方法、それを用いた半導体装置の製造方法、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体
【課題】耐プラズマ性が高く、低温成膜が可能なアモルファスカーボン膜の成膜方法、およびそのようなアモルファスカーボン膜の成膜方法を適用した、半導体装置の製造方法を提供すること。
【解決手段】処理容器１内に基板Ｗを配置し、処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給し、処理容器内の基板を加熱して処理ガスを分解して、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する。この方法を半導体製造装置のエッチングマスクの形成に適用して半導体装置を得る。
【解決手段】処理容器１内に基板Ｗを配置し、処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給し、処理容器内の基板を加熱して処理ガスを分解して、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する。この方法を半導体製造装置のエッチングマスクの形成に適用して半導体装置を得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する際のマスク等として好適なアモルファスカーボン膜、それを用いた半導体装置の製造方法、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、回路パターン形成のために、フォトリソグラフィー技術を用いてパターン形成されたレジストをマスクとしてプラズマエッチングを行っている。ＣＤが４５ｎｍの世代では、微細化に対応してＡｒＦレジストが使用されるが、プラズマ耐性が弱いという問題がある。この問題を克服する技術として、ＡｒＦレジストの下にＳｉＯ２膜とプラズマ耐性のあるレジストを積層したマスク（多層レジスト）を用いたドライ現像という方法も採用されているが、４５ｎｍ以降の微細化世代ではＡｒＦレジストの膜厚が２００ｎｍと薄くなっており、この厚さがドライ現像の基準となる。すなわち、このレジスト膜厚でプラズマエッチングできるＳｉＯ２膜厚と、さらにこのＳｉＯ２膜厚でプラズマエッチングできる下層レジストの膜厚の限界が３００ｎｍであり、被エッチング膜の膜厚に対して、十分なプラズマ耐性を確保することができず、高精度のエッチングを達成することができない。そのため、下層のレジスト膜の代わりに、より耐エッチング性の高い膜が求められている。
【０００３】
ところで、特許文献１には、多層レジストに用いられるＳｉＯ２膜の代わりや、反射防止層として、炭化水素ガスと不活性ガスを用いたＣＶＤにより堆積したアモルファスカーボン膜を適用する技術が開示されており、このようなアモルファスカーボン膜を上記用途に適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、アモルファスカーボン膜の成膜温度として１００〜５００℃が記載されているが、そのような温度で成膜したアモルファスカーボン膜を上記用途に適用した場合には、エッチング耐性が十分でないことが判明した。特許文献１の技術によりこのような用途に十分な耐エッチング性を有するアモルファスカーボン膜を得ようとすると６００℃近い高温が必要となり、Ｃｕ配線を有するバックエンドプロセスには適用することができない。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、耐プラズマ性が高く、低温成膜が可能なアモルファスカーボン膜の成膜方法、およびそのようなアモルファスカーボン膜の成膜方法を適用した、半導体装置の製造方法、ならびに、コンピュータ読取可能な記憶媒体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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、処理容器内に基板を配置する工程と、前記処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給する工程と、前記処理容器内の基板を加熱して前記処理ガスを分解し、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する工程とを有することを特徴とするアモルファスカーボン膜の成膜方法を提供する。
【０００８】
上記第１の観点に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法において、処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることが好ましく、また、処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることが好ましい。
【０００９】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを含むものを用いることができ、この場合に、炭化水素ガスとしては、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ６、Ｃ６Ｈ６の少なくとも１種を用いることができる。
【００１０】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むものを用いることもでき、この場合に、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスとしては、Ｃ４Ｈ４Ｏ、Ｃ４Ｈ８Ｏの少なくとも１種を用いることができる。
【００１１】
さらに、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際の基板の温度は４００℃以下であることが好ましい。基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際に、処理ガスをプラズマ化してもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点では、基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、前記エッチング対象膜の上に上記第１の観点に係る方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、前記アモルファスカーボン膜にエッチングパターンを形成する工程と、前記アモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングして所定の構造を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点では、基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、前記エッチング対象膜の上に上記第１の観点に係る方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、前記アモルファスカーボン膜の上にＳｉ系薄膜を形成する工程と、前記Ｓｉ系薄膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜をパターニングする工程と、前記フォトレジスト膜をエッチングマスクとして前記Ｓｉ系薄膜をエッチングする工程と、前記Ｓｉ系薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン膜をエッチングして前記フォトレジスト膜のパターンを転写する工程と、前記アモルファスカーボン膜をマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点に係る方法が行われるように成膜装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、成膜の際に、処理ガスとして炭素および水素の他に酸素を含有させるので、反応性が高く、比較的低温であっても強固なカーボンネットワークを形成することができ、耐エッチング性の高いアモルファスカーボン膜を成膜することができる。また、この方法により成膜したアモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして用いてエッチング対象膜をエッチングすることによりエッチング形状が良好で下地に対して選択比を高くすることができる。特に、従来の多層レジストの下層レジストの代わりに本発明の方法で形成したアモルファスカーボン膜を用いてエッチング対象膜をエッチングして半導体装置を製造することにより大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法に適用可能な成膜装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の製造方法を適用して得られたアモルファスカーボン膜を用いた半導体装置を製造するための構造体を示す断面図である。
【図３】図２の構造体において、パターニングされたＡｒＦレジストをマスクとしてその下のＳｉＯ２膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図４】図３の構造体において、パターニングされたＳｉＯ２膜をマスクとしてその下のアモルファスカーボン膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図５】図４の構造体において、パターニングされたアモルファスカーボン膜をマスクとして下地のエッチング対象膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図６】実施例で得られたアモルファスカーボン膜の電子回折像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法に適用可能な成膜装置の一例を示す断面図である。この成膜装置１００は、略円筒状のチャンバ１を有している。
【００１８】
このチャンバ１の内部には、被処理体であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ２がその中央下部に設けられた円筒状の支持部材３により支持された状態で配置されている。サセプタ２の外縁部にはウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設けられている。また、サセプタ２にはヒータ５が埋め込まれており、このヒータ５はヒータ電源６から給電されることにより被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。サセプタ２には熱電対７が埋設されており、この検出信号によりヒータ５の出力が制御されるようになっている。サセプタ２の表面近傍には電極８が埋設されており、この電極８は接地されている。さらに、サセプタ２には、ウエハＷを支持して昇降させるための３本のウエハ支持ピン（図示せず）がサセプタ２の表面に対して突没可能に設けられている。
【００１９】
チャンバ１の天壁１ａには、絶縁部材９を介してシャワーヘッド１０が設けられている。このシャワーヘッド１０は、内部にガス拡散空間２０を有する円筒状をなしており、上面に処理ガスを導入するガス導入口１１、下面に多数のガス吐出口１２を有している。シャワーヘッド１０のガス導入口１１には、ガス配管１３を介して、アモルファスカーボン膜を形成するための処理ガスを供給するガス供給機構１４が接続されている。
【００２０】
シャワーヘッド１０には、整合器１５を介して高周波電源１６が接続されており、この高周波電源１６からシャワーヘッド１０に高周波電力が供給されるようになっている。高周波電源１６から高周波電力を供給することにより、シャワーヘッド１０を介してチャンバ１内に供給されたガスをプラズマ化することができる。
【００２１】
チャンバ１の底壁１ｂには排気管１７が接続されており、この排気管１７には真空ポンプを含む排気装置１８が接続されている。そしてこの排気装置１８を作動させることによりチャンバ１内を所定の真空度まで減圧することが可能となっている。チャンバ１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２１と、この搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２とが設けられている。
【００２２】
成膜装置１００の構成部、例えば、ヒータ電源６、ガス供給機構１４，高周波電源１６、排気装置１８等は、ＣＰＵおよびその周辺回路を含むプロセスコントローラ３０に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ３０には、工程管理者が成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース３１が接続されている。さらに、プロセスコントローラ３０には、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ３０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部３２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部３２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース３１からの指示等にて任意のレシピを記憶部３２から呼び出してプロセスコントローラ３０に実行させることで、プロセスコントローラ３０の制御下で、成膜装置１００での所望の処理が行われる。
【００２３】
次に、以上のように構成された成膜装置１００を用いて実施される本実施形態のアモルファスカーボン膜の成膜方法について説明する。
まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入し、サセプタ２上に載置する。そして、ガス供給機構１４からガス配管１３およびシャワーヘッド１０を介してプラズマ生成ガスとして例えばＡｒガスを流しながら、排気装置１８によりチャンバ１内を排気して、チャンバ１内を所定の減圧状態に維持するとともに、ヒータ５によりサセプタ２を４００℃以下の所定温度に加熱する。そして、高周波電源１６からシャワーヘッド１０に高周波電力を印加することにより、シャワーヘッド１０と電極８との間に高周波電界が生じ、処理ガスがプラズマ化される。
【００２４】
その状態で、ガス供給機構１４からアモルファスカーボン膜を成膜するための炭素、水素、および酸素を含む処理ガスをガス配管１３およびシャワーヘッド１０を介してチャンバ１内に導入する。
【００２５】
これにより、処理ガスがチャンバ１内に形成されていたプラズマにより励起されるとともに、ウエハＷ上で加熱されて分解され、ウエハＷの表面に強固なネットワーク構造を有するアモルファスカーボン膜が堆積される。
【００２６】
上記特許文献１に記載された技術では、アモルファスカーボン形成用の処理ガスとして炭化水素ガスと不活性ガスを用いてアモルファスカーボンを成膜しているが、この場合にはカーボンのネットワーク化の進行が遅く、４００℃以下の低温では構造的に弱い部分が多く残存して、耐エッチング性の低い膜となってしまう。成膜温度を上昇させればある程度構造を強化できエッチング耐性が向上するが、それではバックエンドプロセスへの適用は困難となる。
【００２７】
これに対し、本発明では、炭化水素ガスを構成する炭素と水素以外に酸素を導入する。これにより反応性を向上させることができ、４００℃以下の低い温度でも膜の弱い構造部分を消失させて強固なカーボンネットワークを有するアモルファスカーボン膜を得ることができる。
【００２８】
炭素、水素、および酸素を含む処理ガスとしては、処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることが好ましい。この間であれば、反応性を適度に制御することができ、より好ましい膜を得ることができる。
【００２９】
また、処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることが好ましい。これよりもＣが少ない実用的なガスは化合物としては存在せず、またこの範囲よりもＨが多いと強固なカーボンネットワークが得難くなる。
【００３０】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、典型的には炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを挙げることができる。この場合に、炭化水素ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレン）、Ｃ４Ｈ６（ブチン（１−ブチン、２−ブチンの両方を含む））、Ｃ６Ｈ６（ベンゼン）を好適に用いることができ、これら単独またはこれらを複合して用いることができる。また、酸素含有ガスとしては、Ｏ２ガスを好適に用いることができる。他の酸素含有ガスとしては、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ３（ジメチルエーテル）等のエーテル化合物を用いることもできる。
【００３１】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスの他の例としては、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むガスを挙げることができる。このようなガスとしてはＣ４Ｈ４Ｏ（フラン）、Ｃ４Ｈ８Ｏ（テトラヒドロフラン）を好適に用いることができ、これら単独またはこれらを複合して用いることができる。
【００３２】
処理ガスとしては、炭素と水素と酸素とを含むガスの他に、Ａｒガス等の不活性ガスが含まれていてもよい。３００ｍｍウエハを用いる場合には、Ａｒガスの流量は、炭素と水素と酸素とを含むガスに対して２０〜１００％程度が好ましい。また、炭素と水素と酸素と不活性ガスを含むガスの流量は、ガス種にもよるが、２５０〜３５０ｍＬ／ｍｉｍ（ｓｃｃｍ）程度が好ましい。さらに、成膜の際のチャンバ内圧力は、６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）以下が好ましい。
【００３３】
アモルファスカーボン膜を成膜する際のウエハ温度（成膜温度）は、４００℃以下が好ましく、１００〜３００℃がより好ましく。最も好ましいのは２００℃近傍である。上述したように４００℃以下であれば、Ｃｕ配線を含むバックエンドプロセスに適用可能である。そして、このような比較的低い温度でも多層レジストの最下層が要求される高いエッチング耐性を有するアモルファスカーボン膜を得ることができる。
【００３４】
シャワーヘッド１０に印加される高周波電力の周波数およびパワーは、必要な反応性に応じて適宜設定すればよい。このように高周波電力を印加することにより、チャンバ１内に高周波電界を形成して処理ガスをプラズマ化することができ、プラズマＣＶＤによるアモルファスカーボン膜の成膜を実現することができる。プラズマ化されたガスは反応性が高いため、成膜温度をより低下させることが可能である。なお、プラズマ源としては、このような高周波電力による容量結合型のものに限らず、誘導結合型のプラズマでもよいし、マイクロ波を導波管およびアンテナを介してチャンバ１内に導入してプラズマを形成するものであってもよい。また、プラズマ生成は必須ではなく、反応性が十分な場合には、熱ＣＶＤによる成膜であってもよい。
【００３５】
以上のようにして成膜されたアモルファスカーボン膜は、上述したように強固なカーボンネットワークを有し、耐エッチング性が高いため、多層レジストの最下層として好適であるとともに、２５０ｎｍ程度以下の波長で０．１〜１．０程度の光吸収係数を有するものであるので、反射防止膜としても適用可能である。
【００３６】
次に、以上のように製造したアモルファスカーボン膜を適用した半導体装置の製造方法について説明する。
【００３７】
図２に示すように、半導体ウエハ（Ｓｉ基板）Ｗ上に、エッチング対象膜として、ＳｉＣ膜１０１、ＳｉＯＣ膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）１０２、ＳｉＣ膜１０３、ＳｉＯ２膜１０４、ＳｉＮ膜１０５からなる積層膜を成膜し、その上に、上述した方法でアモルファスカーボン（α−Ｃ）膜１０６、ＳｉＯ２膜１０７、ＢＡＲＣ（反射防止膜）１０８、ＡｒＦレジスト膜１０９を順次形成し、フォトリソグラフィによりＡｒＦレジスト膜１０９をパターニングして、多層のエッチングマスクを形成する。
【００３８】
この際の、ＡｒＦレジスト膜１０９の厚さは２００ｎｍ以下、例えば１８０ｎｍであり、ＢＡＲＣ１０８の厚さは３０〜１００ｎｍ、例えば７０ｎｍであり、ＳｉＯ２膜１０７の厚さは１０〜１００ｎｍ、例えば５０ｎｍであり、アモルファスカーボン膜１０６の厚さは１００〜８００ｎｍ、例えば２８０ｎｍである。なお、エッチング対象膜の膜厚としては、ＳｉＣ膜１０１：３０ｎｍ、ＳｉＯＣ膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）１０２：１５０ｎｍ、ＳｉＣ膜１０３：３０ｎｍ、ＳｉＯ２膜１０４：１５０ｎｍ、ＳｉＮ膜１０５：７０ｎｍが例示される。なお、ＳｉＯ２膜１０７の代わりにＳｉＯＣ、ＳｉＯＨ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＮＨ等の他のＳｉ系薄膜を用いることもできる。
【００３９】
この状態で、まず、図３に示すように、ＡｒＦレジスト膜１０９をマスクとしてＢＡＲＣ１０８およびＳｉＯ２膜１０７をプラズマエッチングし、ＳｉＯ２膜１０７にＡｒＦレジスト膜１０９のパターンを転写する。このとき、ＡｒＦレジスト膜１０９は耐エッチング性が低いため、エッチングにより消失しており、ＢＡＲＣ１０８もエッチングされている。
【００４０】
次に、図４に示すように、ＳｉＯ２膜１０７をエッチングマスクとしてアモルファスカーボン膜１０６をエッチングする。これにより、ＡｒＦレジスト膜１０９のパターンがアモルファスカーボン膜１０６に転写される。このとき、上述した方法で成膜されたアモルファスカーボン膜１０６は耐エッチング性が高いため、良好な形状性をもってエッチングされ、ＡｒＦレジスト膜１０９のパターンが正確に転写される。
【００４１】
その後、図５に示すように、アモルファスカーボン膜１０６をエッチングマスクとして用いて、ＳｉＮ膜１０５、ＳｉＯ２膜１０４、ＳｉＣ膜１０３、ＳｉＯＣ膜１０２、ＳｉＣ膜１０１をプラズマエッチングにより順次エッチングする。このとき、上述の方法で成膜されたアモルファスカーボン膜１０６は、耐エッチング性が高いため、下地のエッチング対象膜に対して高選択比でエッチングすることができる。したがって、被エッチング膜をエッチングしている間十分にエッチングマスクとして残存し、パターン変形のない良好なエッチング形状が得られる。
【００４２】
エッチングが終了した時点では、ＳｉＯ２膜１０７は既に消失しており、残存したアモルファスカーボン膜１０６も、Ｈ２ガス／Ｎ２ガスによるアッシングにより比較的容易に除去可能である。
【００４３】
次に、実際に本発明の方法でアモルファスカーボン膜を成膜してその物性とエッチング耐性を評価した。
まず、炭素と水素と酸素とを含むガスとしてＣ４Ｈ４Ｏ（フラン）ガスを用い、基板温度を２００℃としてプラズマＣＶＤによりウエハ上に膜を堆積した。得られた膜の中央部の電子回折像は図６のようになった。この図に示すように、結晶性を示す回折斑点が見られないことから、得られた膜がアモルファスカーボンであることが確認された。
【００４４】
次に、このようにして得られたアモルファスカーボン膜の耐エッチング性を熱酸化膜（ＳｉＯ２）および下層レジストとして用いられているｇ線用のフォトレジスト膜のエッチング耐性と比較した。エッチングは、平行平板型プラズマエッチング装置にてエッチングガスとしてＣ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを用いて行った。
【００４５】
その結果、各膜のエッチングレートは、
ＳｉＯ２膜：３３６．９ｎｍ／ｍｉｎ
フォトレジスト膜：５３．３ｎｍ
アモルファスカーボン膜：４６．４ｎｍ／ｍｉｎ
となり、フォトレジスト膜およびアモルファスカーボン膜のＳｉＯ２膜に対する選択比は、それぞれ６．３および７．３となり、本発明の方法で得られたアモルファスカーボン膜のフォトレジストに対する優位性が確認された。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アモルファスカーボン膜の処理ガスとして炭化水素ガスおよび酸素含有ガスの混合ガス、および分子中に炭素と水素と酸素とを含むガスについて示したが、これに限るものではない。また、上記実施形態では、本発明のアモルファスカーボン膜をドライ現像技術における多層レジストの下層に適用した場合について示したが、これに限るものではなく、通常のフォトレジスト膜の直下に形成して反射防止膜機能を有するエッチングマスクとして用いる等、他の種々の用途に用いることができる。
【００４７】
さらにまた、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを例示したが、これに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板等、他の基板にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係るアモルファスカーボン膜は、ドライ現像技術における多層レジストの下層等、耐エッチング性が要求される部分のエッチングマスクとして好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１；チャンバ
２；サセプタ
５；ヒータ
６；ヒータ電源
７；熱電対
１０；シャワーヘッド
１４；ガス供給機構
１６；高周波電源
１８；排気装置
３０；プロセスコントローラ
３２；記憶部
１００；成膜装置
１０１；ＳｉＣ膜
１０２；ＳｉＯＣ膜
１０３；ＳｉＣ膜
１０４；ＳｉＯ２膜
１０５；ＳｉＮ膜
１０６；アモルファスカーボン膜
１０７；ＳｉＯ２膜
１０８；ＢＡＲＣ
１０９；ＡｒＦレジスト膜
Ｗ；半導体ウエハ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置を製造する際のマスク等として好適なアモルファスカーボン膜、それを用いた半導体装置の製造方法、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造プロセスにおいては、回路パターン形成のために、フォトリソグラフィー技術を用いてパターン形成されたレジストをマスクとしてプラズマエッチングを行っている。ＣＤが４５ｎｍの世代では、微細化に対応してＡｒＦレジストが使用されるが、プラズマ耐性が弱いという問題がある。この問題を克服する技術として、ＡｒＦレジストの下にＳｉＯ２膜とプラズマ耐性のあるレジストを積層したマスク（多層レジスト）を用いたドライ現像という方法も採用されているが、４５ｎｍ以降の微細化世代ではＡｒＦレジストの膜厚が２００ｎｍと薄くなっており、この厚さがドライ現像の基準となる。すなわち、このレジスト膜厚でプラズマエッチングできるＳｉＯ２膜厚と、さらにこのＳｉＯ２膜厚でプラズマエッチングできる下層レジストの膜厚の限界が３００ｎｍであり、被エッチング膜の膜厚に対して、十分なプラズマ耐性を確保することができず、高精度のエッチングを達成することができない。そのため、下層のレジスト膜の代わりに、より耐エッチング性の高い膜が求められている。
【０００３】
ところで、特許文献１には、多層レジストに用いられるＳｉＯ２膜の代わりや、反射防止層として、炭化水素ガスと不活性ガスを用いたＣＶＤにより堆積したアモルファスカーボン膜を適用する技術が開示されており、このようなアモルファスカーボン膜を上記用途に適用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１２９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、アモルファスカーボン膜の成膜温度として１００〜５００℃が記載されているが、そのような温度で成膜したアモルファスカーボン膜を上記用途に適用した場合には、エッチング耐性が十分でないことが判明した。特許文献１の技術によりこのような用途に十分な耐エッチング性を有するアモルファスカーボン膜を得ようとすると６００℃近い高温が必要となり、Ｃｕ配線を有するバックエンドプロセスには適用することができない。
【０００６】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、耐プラズマ性が高く、低温成膜が可能なアモルファスカーボン膜の成膜方法、およびそのようなアモルファスカーボン膜の成膜方法を適用した、半導体装置の製造方法、ならびに、コンピュータ読取可能な記憶媒体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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、処理容器内に基板を配置する工程と、前記処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給する工程と、前記処理容器内の基板を加熱して前記処理ガスを分解し、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する工程とを有することを特徴とするアモルファスカーボン膜の成膜方法を提供する。
【０００８】
上記第１の観点に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法において、処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることが好ましく、また、処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることが好ましい。
【０００９】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを含むものを用いることができ、この場合に、炭化水素ガスとしては、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ６、Ｃ６Ｈ６の少なくとも１種を用いることができる。
【００１０】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むものを用いることもでき、この場合に、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスとしては、Ｃ４Ｈ４Ｏ、Ｃ４Ｈ８Ｏの少なくとも１種を用いることができる。
【００１１】
さらに、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際の基板の温度は４００℃以下であることが好ましい。基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際に、処理ガスをプラズマ化してもよい。
【００１２】
本発明の第２の観点では、基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、前記エッチング対象膜の上に上記第１の観点に係る方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、前記アモルファスカーボン膜にエッチングパターンを形成する工程と、前記アモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングして所定の構造を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点では、基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、前記エッチング対象膜の上に上記第１の観点に係る方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、前記アモルファスカーボン膜の上にＳｉ系薄膜を形成する工程と、前記Ｓｉ系薄膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜をパターニングする工程と、前記フォトレジスト膜をエッチングマスクとして前記Ｓｉ系薄膜をエッチングする工程と、前記Ｓｉ系薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン膜をエッチングして前記フォトレジスト膜のパターンを転写する工程と、前記アモルファスカーボン膜をマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングする工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
【００１４】
本発明の第４の観点では、コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、上記第１の観点に係る方法が行われるように成膜装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、成膜の際に、処理ガスとして炭素および水素の他に酸素を含有させるので、反応性が高く、比較的低温であっても強固なカーボンネットワークを形成することができ、耐エッチング性の高いアモルファスカーボン膜を成膜することができる。また、この方法により成膜したアモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして用いてエッチング対象膜をエッチングすることによりエッチング形状が良好で下地に対して選択比を高くすることができる。特に、従来の多層レジストの下層レジストの代わりに本発明の方法で形成したアモルファスカーボン膜を用いてエッチング対象膜をエッチングして半導体装置を製造することにより大きな効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法に適用可能な成膜装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の製造方法を適用して得られたアモルファスカーボン膜を用いた半導体装置を製造するための構造体を示す断面図である。
【図３】図２の構造体において、パターニングされたＡｒＦレジストをマスクとしてその下のＳｉＯ２膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図４】図３の構造体において、パターニングされたＳｉＯ２膜をマスクとしてその下のアモルファスカーボン膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図５】図４の構造体において、パターニングされたアモルファスカーボン膜をマスクとして下地のエッチング対象膜をエッチングした状態を示す断面図である。
【図６】実施例で得られたアモルファスカーボン膜の電子回折像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るアモルファスカーボン膜の成膜方法に適用可能な成膜装置の一例を示す断面図である。この成膜装置１００は、略円筒状のチャンバ１を有している。
【００１８】
このチャンバ１の内部には、被処理体であるウエハＷを水平に支持するためのサセプタ２がその中央下部に設けられた円筒状の支持部材３により支持された状態で配置されている。サセプタ２の外縁部にはウエハＷをガイドするためのガイドリング４が設けられている。また、サセプタ２にはヒータ５が埋め込まれており、このヒータ５はヒータ電源６から給電されることにより被処理基板であるウエハＷを所定の温度に加熱する。サセプタ２には熱電対７が埋設されており、この検出信号によりヒータ５の出力が制御されるようになっている。サセプタ２の表面近傍には電極８が埋設されており、この電極８は接地されている。さらに、サセプタ２には、ウエハＷを支持して昇降させるための３本のウエハ支持ピン（図示せず）がサセプタ２の表面に対して突没可能に設けられている。
【００１９】
チャンバ１の天壁１ａには、絶縁部材９を介してシャワーヘッド１０が設けられている。このシャワーヘッド１０は、内部にガス拡散空間２０を有する円筒状をなしており、上面に処理ガスを導入するガス導入口１１、下面に多数のガス吐出口１２を有している。シャワーヘッド１０のガス導入口１１には、ガス配管１３を介して、アモルファスカーボン膜を形成するための処理ガスを供給するガス供給機構１４が接続されている。
【００２０】
シャワーヘッド１０には、整合器１５を介して高周波電源１６が接続されており、この高周波電源１６からシャワーヘッド１０に高周波電力が供給されるようになっている。高周波電源１６から高周波電力を供給することにより、シャワーヘッド１０を介してチャンバ１内に供給されたガスをプラズマ化することができる。
【００２１】
チャンバ１の底壁１ｂには排気管１７が接続されており、この排気管１７には真空ポンプを含む排気装置１８が接続されている。そしてこの排気装置１８を作動させることによりチャンバ１内を所定の真空度まで減圧することが可能となっている。チャンバ１の側壁には、ウエハＷの搬入出を行うための搬入出口２１と、この搬入出口２１を開閉するゲートバルブ２２とが設けられている。
【００２２】
成膜装置１００の構成部、例えば、ヒータ電源６、ガス供給機構１４，高周波電源１６、排気装置１８等は、ＣＰＵおよびその周辺回路を含むプロセスコントローラ３０に接続されて制御される構成となっている。また、プロセスコントローラ３０には、工程管理者が成膜装置１００を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、成膜装置１００の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース３１が接続されている。さらに、プロセスコントローラ３０には、成膜装置１００で実行される各種処理をプロセスコントローラ３０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じて成膜装置１００の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部３２が接続されている。レシピはハードディスクや半導体メモリーに記憶されていてもよいし、ＣＤＲＯＭ、ＤＶＤ等の可搬性の記憶媒体に収容された状態で記憶部３２の所定位置にセットするようになっていてもよい。さらに、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース３１からの指示等にて任意のレシピを記憶部３２から呼び出してプロセスコントローラ３０に実行させることで、プロセスコントローラ３０の制御下で、成膜装置１００での所望の処理が行われる。
【００２３】
次に、以上のように構成された成膜装置１００を用いて実施される本実施形態のアモルファスカーボン膜の成膜方法について説明する。
まず、ウエハＷをチャンバ１内に搬入し、サセプタ２上に載置する。そして、ガス供給機構１４からガス配管１３およびシャワーヘッド１０を介してプラズマ生成ガスとして例えばＡｒガスを流しながら、排気装置１８によりチャンバ１内を排気して、チャンバ１内を所定の減圧状態に維持するとともに、ヒータ５によりサセプタ２を４００℃以下の所定温度に加熱する。そして、高周波電源１６からシャワーヘッド１０に高周波電力を印加することにより、シャワーヘッド１０と電極８との間に高周波電界が生じ、処理ガスがプラズマ化される。
【００２４】
その状態で、ガス供給機構１４からアモルファスカーボン膜を成膜するための炭素、水素、および酸素を含む処理ガスをガス配管１３およびシャワーヘッド１０を介してチャンバ１内に導入する。
【００２５】
これにより、処理ガスがチャンバ１内に形成されていたプラズマにより励起されるとともに、ウエハＷ上で加熱されて分解され、ウエハＷの表面に強固なネットワーク構造を有するアモルファスカーボン膜が堆積される。
【００２６】
上記特許文献１に記載された技術では、アモルファスカーボン形成用の処理ガスとして炭化水素ガスと不活性ガスを用いてアモルファスカーボンを成膜しているが、この場合にはカーボンのネットワーク化の進行が遅く、４００℃以下の低温では構造的に弱い部分が多く残存して、耐エッチング性の低い膜となってしまう。成膜温度を上昇させればある程度構造を強化できエッチング耐性が向上するが、それではバックエンドプロセスへの適用は困難となる。
【００２７】
これに対し、本発明では、炭化水素ガスを構成する炭素と水素以外に酸素を導入する。これにより反応性を向上させることができ、４００℃以下の低い温度でも膜の弱い構造部分を消失させて強固なカーボンネットワークを有するアモルファスカーボン膜を得ることができる。
【００２８】
炭素、水素、および酸素を含む処理ガスとしては、処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることが好ましい。この間であれば、反応性を適度に制御することができ、より好ましい膜を得ることができる。
【００２９】
また、処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることが好ましい。これよりもＣが少ない実用的なガスは化合物としては存在せず、またこの範囲よりもＨが多いと強固なカーボンネットワークが得難くなる。
【００３０】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスとしては、典型的には炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを挙げることができる。この場合に、炭化水素ガスとしては、Ｃ２Ｈ２（アセチレン）、Ｃ４Ｈ６（ブチン（１−ブチン、２−ブチンの両方を含む））、Ｃ６Ｈ６（ベンゼン）を好適に用いることができ、これら単独またはこれらを複合して用いることができる。また、酸素含有ガスとしては、Ｏ２ガスを好適に用いることができる。他の酸素含有ガスとしては、ＣＨ３−Ｏ−ＣＨ３（ジメチルエーテル）等のエーテル化合物を用いることもできる。
【００３１】
炭素と水素と酸素とを含む処理ガスの他の例としては、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むガスを挙げることができる。このようなガスとしてはＣ４Ｈ４Ｏ（フラン）、Ｃ４Ｈ８Ｏ（テトラヒドロフラン）を好適に用いることができ、これら単独またはこれらを複合して用いることができる。
【００３２】
処理ガスとしては、炭素と水素と酸素とを含むガスの他に、Ａｒガス等の不活性ガスが含まれていてもよい。３００ｍｍウエハを用いる場合には、Ａｒガスの流量は、炭素と水素と酸素とを含むガスに対して２０〜１００％程度が好ましい。また、炭素と水素と酸素と不活性ガスを含むガスの流量は、ガス種にもよるが、２５０〜３５０ｍＬ／ｍｉｍ（ｓｃｃｍ）程度が好ましい。さらに、成膜の際のチャンバ内圧力は、６．６５Ｐａ（５０ｍＴｏｒｒ）以下が好ましい。
【００３３】
アモルファスカーボン膜を成膜する際のウエハ温度（成膜温度）は、４００℃以下が好ましく、１００〜３００℃がより好ましく。最も好ましいのは２００℃近傍である。上述したように４００℃以下であれば、Ｃｕ配線を含むバックエンドプロセスに適用可能である。そして、このような比較的低い温度でも多層レジストの最下層が要求される高いエッチング耐性を有するアモルファスカーボン膜を得ることができる。
【００３４】
シャワーヘッド１０に印加される高周波電力の周波数およびパワーは、必要な反応性に応じて適宜設定すればよい。このように高周波電力を印加することにより、チャンバ１内に高周波電界を形成して処理ガスをプラズマ化することができ、プラズマＣＶＤによるアモルファスカーボン膜の成膜を実現することができる。プラズマ化されたガスは反応性が高いため、成膜温度をより低下させることが可能である。なお、プラズマ源としては、このような高周波電力による容量結合型のものに限らず、誘導結合型のプラズマでもよいし、マイクロ波を導波管およびアンテナを介してチャンバ１内に導入してプラズマを形成するものであってもよい。また、プラズマ生成は必須ではなく、反応性が十分な場合には、熱ＣＶＤによる成膜であってもよい。
【００３５】
以上のようにして成膜されたアモルファスカーボン膜は、上述したように強固なカーボンネットワークを有し、耐エッチング性が高いため、多層レジストの最下層として好適であるとともに、２５０ｎｍ程度以下の波長で０．１〜１．０程度の光吸収係数を有するものであるので、反射防止膜としても適用可能である。
【００３６】
次に、以上のように製造したアモルファスカーボン膜を適用した半導体装置の製造方法について説明する。
【００３７】
図２に示すように、半導体ウエハ（Ｓｉ基板）Ｗ上に、エッチング対象膜として、ＳｉＣ膜１０１、ＳｉＯＣ膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）１０２、ＳｉＣ膜１０３、ＳｉＯ２膜１０４、ＳｉＮ膜１０５からなる積層膜を成膜し、その上に、上述した方法でアモルファスカーボン（α−Ｃ）膜１０６、ＳｉＯ２膜１０７、ＢＡＲＣ（反射防止膜）１０８、ＡｒＦレジスト膜１０９を順次形成し、フォトリソグラフィによりＡｒＦレジスト膜１０９をパターニングして、多層のエッチングマスクを形成する。
【００３８】
この際の、ＡｒＦレジスト膜１０９の厚さは２００ｎｍ以下、例えば１８０ｎｍであり、ＢＡＲＣ１０８の厚さは３０〜１００ｎｍ、例えば７０ｎｍであり、ＳｉＯ２膜１０７の厚さは１０〜１００ｎｍ、例えば５０ｎｍであり、アモルファスカーボン膜１０６の厚さは１００〜８００ｎｍ、例えば２８０ｎｍである。なお、エッチング対象膜の膜厚としては、ＳｉＣ膜１０１：３０ｎｍ、ＳｉＯＣ膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）１０２：１５０ｎｍ、ＳｉＣ膜１０３：３０ｎｍ、ＳｉＯ２膜１０４：１５０ｎｍ、ＳｉＮ膜１０５：７０ｎｍが例示される。なお、ＳｉＯ２膜１０７の代わりにＳｉＯＣ、ＳｉＯＨ、ＳｉＣＮ、ＳｉＣＮＨ等の他のＳｉ系薄膜を用いることもできる。
【００３９】
この状態で、まず、図３に示すように、ＡｒＦレジスト膜１０９をマスクとしてＢＡＲＣ１０８およびＳｉＯ２膜１０７をプラズマエッチングし、ＳｉＯ２膜１０７にＡｒＦレジスト膜１０９のパターンを転写する。このとき、ＡｒＦレジスト膜１０９は耐エッチング性が低いため、エッチングにより消失しており、ＢＡＲＣ１０８もエッチングされている。
【００４０】
次に、図４に示すように、ＳｉＯ２膜１０７をエッチングマスクとしてアモルファスカーボン膜１０６をエッチングする。これにより、ＡｒＦレジスト膜１０９のパターンがアモルファスカーボン膜１０６に転写される。このとき、上述した方法で成膜されたアモルファスカーボン膜１０６は耐エッチング性が高いため、良好な形状性をもってエッチングされ、ＡｒＦレジスト膜１０９のパターンが正確に転写される。
【００４１】
その後、図５に示すように、アモルファスカーボン膜１０６をエッチングマスクとして用いて、ＳｉＮ膜１０５、ＳｉＯ２膜１０４、ＳｉＣ膜１０３、ＳｉＯＣ膜１０２、ＳｉＣ膜１０１をプラズマエッチングにより順次エッチングする。このとき、上述の方法で成膜されたアモルファスカーボン膜１０６は、耐エッチング性が高いため、下地のエッチング対象膜に対して高選択比でエッチングすることができる。したがって、被エッチング膜をエッチングしている間十分にエッチングマスクとして残存し、パターン変形のない良好なエッチング形状が得られる。
【００４２】
エッチングが終了した時点では、ＳｉＯ２膜１０７は既に消失しており、残存したアモルファスカーボン膜１０６も、Ｈ２ガス／Ｎ２ガスによるアッシングにより比較的容易に除去可能である。
【００４３】
次に、実際に本発明の方法でアモルファスカーボン膜を成膜してその物性とエッチング耐性を評価した。
まず、炭素と水素と酸素とを含むガスとしてＣ４Ｈ４Ｏ（フラン）ガスを用い、基板温度を２００℃としてプラズマＣＶＤによりウエハ上に膜を堆積した。得られた膜の中央部の電子回折像は図６のようになった。この図に示すように、結晶性を示す回折斑点が見られないことから、得られた膜がアモルファスカーボンであることが確認された。
【００４４】
次に、このようにして得られたアモルファスカーボン膜の耐エッチング性を熱酸化膜（ＳｉＯ２）および下層レジストとして用いられているｇ線用のフォトレジスト膜のエッチング耐性と比較した。エッチングは、平行平板型プラズマエッチング装置にてエッチングガスとしてＣ５Ｆ８ガス、Ａｒガス、Ｏ２ガスを用いて行った。
【００４５】
その結果、各膜のエッチングレートは、
ＳｉＯ２膜：３３６．９ｎｍ／ｍｉｎ
フォトレジスト膜：５３．３ｎｍ
アモルファスカーボン膜：４６．４ｎｍ／ｍｉｎ
となり、フォトレジスト膜およびアモルファスカーボン膜のＳｉＯ２膜に対する選択比は、それぞれ６．３および７．３となり、本発明の方法で得られたアモルファスカーボン膜のフォトレジストに対する優位性が確認された。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、アモルファスカーボン膜の処理ガスとして炭化水素ガスおよび酸素含有ガスの混合ガス、および分子中に炭素と水素と酸素とを含むガスについて示したが、これに限るものではない。また、上記実施形態では、本発明のアモルファスカーボン膜をドライ現像技術における多層レジストの下層に適用した場合について示したが、これに限るものではなく、通常のフォトレジスト膜の直下に形成して反射防止膜機能を有するエッチングマスクとして用いる等、他の種々の用途に用いることができる。
【００４７】
さらにまた、上記実施形態では、被処理基板として半導体ウエハを例示したが、これに限らず、液晶表示装置（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板等、他の基板にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明に係るアモルファスカーボン膜は、ドライ現像技術における多層レジストの下層等、耐エッチング性が要求される部分のエッチングマスクとして好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１；チャンバ
２；サセプタ
５；ヒータ
６；ヒータ電源
７；熱電対
１０；シャワーヘッド
１４；ガス供給機構
１６；高周波電源
１８；排気装置
３０；プロセスコントローラ
３２；記憶部
１００；成膜装置
１０１；ＳｉＣ膜
１０２；ＳｉＯＣ膜
１０３；ＳｉＣ膜
１０４；ＳｉＯ２膜
１０５；ＳｉＮ膜
１０６；アモルファスカーボン膜
１０７；ＳｉＯ２膜
１０８；ＢＡＲＣ
１０９；ＡｒＦレジスト膜
Ｗ；半導体ウエハ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理容器内に基板を配置する工程と、
前記処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の基板を加熱して前記処理ガスを分解し、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する工程と
を有することを特徴とするアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項２】
処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることを特徴とする請求項１に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項３】
処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項４】
前記炭素と水素と酸素とを含む処理ガスは炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項５】
前記炭化水素ガスは、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ６、Ｃ６Ｈ６の少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項６】
前記炭素と水素と酸素とを含む処理ガスは、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むことを特徴とする請求項１に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項７】
前記分子内に炭素と水素と酸素を有するガスは、Ｃ４Ｈ４Ｏ、Ｃ４Ｈ８Ｏの少なくとも１種であることを特徴とする請求項６に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項８】
基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際の基板の温度が４００℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項９】
基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際に、前記処理ガスをプラズマ化することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項１０】
基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、
前記エッチング対象膜の上に請求項１から請求項９のいずれかの方法でアモルファスカーボンを成膜する工程と、
前記アモルファスカーボン膜にエッチングパターンを形成する工程と、
前記アモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングして所定の構造を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、
前記エッチング対象膜の上に請求項１から請求項９のいずれかの方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、
前記アモルファスカーボン膜の上にＳｉ系薄膜を形成する工程と、
前記Ｓｉ系薄膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜をパターニングする工程と、
前記フォトレジスト膜をエッチングマスクとして前記Ｓｉ系薄膜をエッチングする工程と、
前記Ｓｉ系薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン膜をエッチングして前記フォトレジスト膜のパターンを転写する工程と、
前記アモルファスカーボン膜をマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングする工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項９のいずれかの方法が行われるように成膜装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【請求項１】
処理容器内に基板を配置する工程と、
前記処理容器内に炭素と水素と酸素とを含む処理ガスを供給する工程と、
前記処理容器内の基板を加熱して前記処理ガスを分解し、基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する工程と
を有することを特徴とするアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項２】
処理ガス中のＣとＯとの原子数比Ｃ：Ｏが３：１〜５：１であることを特徴とする請求項１に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項３】
処理ガス中のＣとＨとの原子数比Ｃ：Ｈが１：１〜１：２であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項４】
前記炭素と水素と酸素とを含む処理ガスは炭化水素ガスと酸素含有ガスとの混合ガスを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項５】
前記炭化水素ガスは、Ｃ２Ｈ２、Ｃ４Ｈ６、Ｃ６Ｈ６の少なくとも１種であることを特徴とする請求項４に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項６】
前記炭素と水素と酸素とを含む処理ガスは、分子内に炭素と水素と酸素を有するガスを含むことを特徴とする請求項１に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項７】
前記分子内に炭素と水素と酸素を有するガスは、Ｃ４Ｈ４Ｏ、Ｃ４Ｈ８Ｏの少なくとも１種であることを特徴とする請求項６に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項８】
基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際の基板の温度が４００℃以下であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項９】
基板上にアモルファスカーボン膜を堆積する際に、前記処理ガスをプラズマ化することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のアモルファスカーボン膜の成膜方法。
【請求項１０】
基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、
前記エッチング対象膜の上に請求項１から請求項９のいずれかの方法でアモルファスカーボンを成膜する工程と、
前記アモルファスカーボン膜にエッチングパターンを形成する工程と、
前記アモルファスカーボン膜をエッチングマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングして所定の構造を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板上にエッチング対象膜を形成する工程と、
前記エッチング対象膜の上に請求項１から請求項９のいずれかの方法でアモルファスカーボン膜を成膜する工程と、
前記アモルファスカーボン膜の上にＳｉ系薄膜を形成する工程と、
前記Ｓｉ系薄膜の上にフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜をパターニングする工程と、
前記フォトレジスト膜をエッチングマスクとして前記Ｓｉ系薄膜をエッチングする工程と、
前記Ｓｉ系薄膜をマスクとして前記アモルファスカーボン膜をエッチングして前記フォトレジスト膜のパターンを転写する工程と、
前記アモルファスカーボン膜をマスクとして前記エッチング対象膜をエッチングする工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
コンピュータに制御プログラムを実行させるソフトウエアが記憶されたコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記制御プログラムは、実行時に、請求項１から請求項９のいずれかの方法が行われるように成膜装置を制御させることを特徴とするコンピュータ読取可能な記憶媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２３３２５９（Ｐ２０１２−２３３２５９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１４１６５３（Ｐ２０１２−１４１６５３）
【出願日】平成２４年６月２５日（２０１２．６．２５）
【分割の表示】特願２００６−４８３１２（Ｐ２００６−４８３１２）の分割
【原出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「マイクロ波励起高密度プラズマ技術を用いた省エネ型半導体製造装置の技術開発」委託研究，産業技術力強化法第１９条の適用をうけるもの）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年６月２５日（２０１２．６．２５）
【分割の表示】特願２００６−４８３１２（Ｐ２００６−４８３１２）の分割
【原出願日】平成１８年２月２４日（２００６．２．２４）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）国等の委託研究の成果に係る特許出願（平成１６年度新エネルギー・産業技術総合開発機構「マイクロ波励起高密度プラズマ技術を用いた省エネ型半導体製造装置の技術開発」委託研究，産業技術力強化法第１９条の適用をうけるもの）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【Ｆターム（参考）】
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