JP2004038154A - フォトリソグラフィレチクルをエッチングする方法 - Google Patents
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Abstract
基板例えばフォトリソグラフィレチクル上に配置される光学的に透明な層にエッチングするための方法及び装置が提供される。１つの態様において、基板をエッチングする方法は、処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであり、レチクルは、光学的に透明な材料上に配置された減衰材料層、前記減衰材料層上に形成されパターン化された金属フォトマスク、及び前記パターン化され金属フォトマスク上に堆積されたパターン化されたレジスト材料を含む、レチクルを配置するステップと、１つ以上のフッ素含有重合材料及び１つ以上の塩素含有ガスを処理チャンバ内に導入するステップと、ＲＦ電力をコイルに適用しバイアス電力を支持部材に適用することによってプラズマを発生させるために、電力を処理チャンバに供給するステップと、露出した減衰材料層の部分をエッチングするステップと、を含む。
【選択図】 図２
【選択図】 図２
Description
【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、２００２年５月１４日に出願された米国暫定特許出願番号第６０／３８０，４９３号の利益を主張し、この出願を参照して本明細書に組み入れる。
本発明の分野
本発明は、集積回路の作製、及び集積回路の製造に有用なフォトマスクの作製に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の形状は、数十年前に初めて導入されて以来、そのおおきさが劇的に減少した。それ以来、集積回路は一般に２年／半分のサイズの法則（よくムーアの法則と呼ばれる）に従ってきた。これは、チップ上のデバイスの数が２年毎に２倍になることを意味する。今日の製作プラントは、型通りに０．１５μｍ及び０．１３μｍのフィーチャサイズを有するデバイスを製造しており、将来のプラントは、より小さいデバイスを製造するだろう。
【０００３】
回路密度を増大することは、半導体装置を製造するために使用されるプロセスに、付加的な需要を有する。例えば、回路密度が増大するにつれて、バイア、コンタクト及び他のフィーチャの幅と同様に、これらの間の誘電材料もまた、サブミクロン単位に減少する。一方、誘電体層の厚さは実質的に一定に維持され、その結果、フィーチャについてのアスペクト比（すなわち、フィーチャの高さ割る幅）は、増大する。高アスペクト比フィーチャの信頼できる形成は、サブミクロン技術の成功に重要であり、回路密度及び個々の基板のクォリティーを増大する継続的な努力に重要である。
【０００４】
高アスペクト比フィーチャは、従来、基板表面をパターニングしてフィーチャのディメンションを画成し、次いで、基板をエッチングして材料を除去し、フィーチャを画成することにより形成していた。幅に対する所望の高さ比を有する高アスペクト比フィーチャを形成するために、フィーチャの寸法は所定のパラメータの範囲内で形成されることが要求され、これは、フィーチャの臨界寸法として代表的に特徴付けられる。従って、所望の臨界寸法を有する高アスペクト比フィーチャの信頼できる形成には、正確なパターニング及び引き続く基板のエッチングを必要とする。
【０００５】
フォトリトグラフィーは、基板表面上に正確なパターンを形成するために使用される技術であり、パターンが形成された基板表面は続いてエッチングされ、所望のデバイス又はフィーチャが形成される。フォトリトグラフィー技術は、光パターン及び基板表面に堆積されたレジスト材料を使用し、エッチングプロセスの前に、基板表面上の正確なパターンを現像する。従来のフォトリソグラフィプロセスにおいて、レジストはエッチングされる層の上に適用され、層内のエッチングされるフィーチャ、例えばコンタクト、バイアまたは相互接続は、その上にフォトマスクを有するフォトリソグラフィレチクルを介して光のパターンにレジストを露光することにより、画成される。フォトマスク層は、フィーチャの所望の形状に対応する。例えば紫外線（ＵＶ）又は弱いＸ線光を照射する光源は、レジストの組成を変えるためにレジストを露光するのに使用されてもよい。通常、露光されたレジスト材料は、下層の基板材料を露出させるために、化学プロセスによって除去される。次に、露出された下層の基板材料は、エッチングされて基板表面にフィーチャを形成する。一方、保持されたレジスト材料は、露出していない下層の基板材料の保護皮膜として残る。
【０００６】
フォトリソグラフィのレチクルは、一般に光学的に透明な材料、例えば石英（すなわち二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）で作製される基板を含む。この基板は、金属、典型的にはクロムの不透明な光−シールド層を基板表面上に配置される。光−シールド層は、基板に伝達されるフィーチャに対応してパターン化される。通常、従来のフォトリソグラフィのレチクルは、最初に光学的に透明な材料例えば石英を含む基板上に薄い金属層を堆積させ、薄い金属層上にレジスト層を堆積することにより製造する。次に、レジストは従来のレーザーまたは電子ビームパターニング装置を使用してパターン化され、金属層に伝達される臨界寸法を画成する。次に、金属層はエッチングされ、パターン化されたレジストによって保護されていない金属材料が除去される。これにより、下層の材料が露出し、パターン化されたフォトマスク層が形成される。フォトマスク層は、基板表面上へ正確なパターンで光が通過するのを可能とする。
【０００７】
現在の回路密度を達成するために、減衰位相シフトフォトマスクが使用されており、フォトマスクを通過する光の解像度を増大することによって、基板上に形成されるエッチングパターンの精度を増加している。減衰位相シフトフォトマスクは、金属フォトマスク層の堆積前に減衰材料層を堆積させることによって作製される。次に、減衰材料層は、レジスト材料を含むリソグラフィープロセスを使用してエッチングされ、これにより、入射光の位相を１８０度シフトするフィーチャを形成する。光の位相のシフトは、結果として光を相殺して光のデフラクションを除去又は減少し、光の改善された解像度が提供される。所望の解像度を生成すべく光を修正するために、基板の減衰材料層に形成されるエッチングされたフィーチャは、フィーチャ構造に最小量の欠陥を伴い、基板に正確に形成されなければならない。
【０００８】
減衰材料は一般にシリコンベースの材料であり、シリコンベースの材料例えば半導体製造における誘電体層のために使用される材料のために、現在のエッチングプロセスは、減衰材料内でフィーチャをエッチングすることは不適当であることが判明した。
【０００９】
例えば、シリコンベース材料をエッチングするために使用されるフッ素ベースのエッチング化学物質は、良質のフォトマスクを生成しなかった。これは、化学物質及び処理条件が受容できるフィーチャ精度でエッチングできなかったためである。このような例において、レジスト材料に形成される開口側壁のオーバーエッチング又は不正確なエッチングが、減衰材料層の寸法を画成していた。レジスト材料の過剰なサイド除去は、パターン化されたレジストフィーチャの臨界寸法の損失となる。これは、パターン化されたレジスト層によって画成される金属層内に形成されるフィーチャの臨界寸法の損失に対応するかもしれない。
【００１０】
したがって、欠陥形成を最小にするために光学的に透明な材料をエッチングし、真っ直ぐな側壁、平らな底部、高いプロファイル角及び改善されたエッチング選択性を有するフィーチャを形成する、化学物質及びプロセスが求められている。
【考案の開示】
【００１１】
本発明は、一般に光学的に透明な材料を含むフォトリソグラフィのレチクルにエッチングする方法を提供する。１つの態様において、基板をエッチングする方法が提供され、この方法は、処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであって、ここで、レチクルは、光学的に透明な材料上に配置される減衰材料層、減衰材料層上に形成されるパターン化された金属フォトマスク層、及び金属フォトマスク層上に堆積されるパターン化されたレジスト材料を含む、レチクルを配置するステップと、１つ以上のフッ素含有重合材料及び１つ以上の塩素含有ガスを処理チャンバ内に導入するステップと、前記処理チャンバに電力を供給し、ＲＦ電力源をコイルに適用しバイアス電力を支持部材に適用することによってプラズマを発生させるステップと、及び、減衰材料層の露出部分をエッチングするステップと、を含む。
【００１２】
他の態様において、光学的に透明な材料上に配置される減衰材料層、減衰材料層上に形成されパターン化された金属フォトマスク層及びパターン化された金属フォトマスク層上に堆積されるパターン化されたレジスト材料を含むレチクルをエッチングする方法が提供される。この方法は、処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであって、前記レチクルは、約１５０℃未満の温度で維持される、ステップと、塩素ガス及び１
つ以上のフッ素を含む炭化水素を含み、一般式ＣＸＨＹＦＺを有する処理ガスを導入するステップであって、ここでｘは１から５の整数、ｙは１から８の整数、ｚは１から８の整数である、ステップと、処理チャンバに電力を供給してプラズマを発生させるステップと、露出した減衰材料層の部分をエッチングするステップと、を含む。
【００１３】
他の態様において、フォトリソグラフィプロセスのためのレチクルを製造する方法が提供される。この方法は、減衰材料層上に配置される金属層をパターニングし、減衰材料層露光するステップと、パターン化された金属層上のレジスト層を堆積してパターニングするステップと、エッチング処理チャンバ内の支持部材上にフォトマスクを配置するステップと、１つ以上のフッ素を含む重合材料及び１つ以上の塩素含有ガスを含むガスを処理チャンバ内に導入するステップと、エッチング処理チャンバに隣接して配置されたコイルにＲＦ電力源を適用し、処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、減衰材料層の露出した部分をエッチングするステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴、利点及び目的は上述のように達成され、本発明の特定な記載、上述の要約は、添付の図面で示される実施の形態を参照して、より詳細に理解されるであろう。
【００１５】
しかしながら、添付の図面は、本発明の代表的な実施形態だけを示しており、従って、本願発明はその範囲に制限されるものではなく、本願発明は、他の同様に効果的な実施形態をも包含するものである。
【００１６】
本発明の態様は、誘導結合プラズマエッチングチャンバに関して、以下で記述される。適切な誘導結合プラズマエッチングチャンバは、ヘイワード（カリフォルニア）のＥＴＥＣから入手できるＥＴＥＣＴｅｔｒａ（登録商標）が含まれ、任意には、サンタクララ（カリフォルニア）のアプライドマテリアルズ社から入手できるデカップリングソース（ＤＰＳ（登録商標））チャンバを含む。他のプロセスチャンバは、本発明のプロセスを実施するために使用されてもよく、例えば、静電結合平行板チャンバ及び異なるサイズの誘導結合プラズマエッチングチャンバにみならず、磁気増速イオンエッチングチャンバも含まれる。プロセスはＥＴＥＣＴｅｔｒａ（登録商標）フォトマスクエッチングチャンバで有利に実施されるが、ＤＰＳ（登録商標）処理チャンバと関連した記載は例示であり、本発明の態様の範囲をこの記載に限定して解釈すべきではない。
【００１７】
図１は、本明細書で記述されるプロセスを実施するために使用されるＤＰＳ（登録商標）処理チャンバの一実施形態の概略断面図である。処理チャンバ１０は、一般に円筒状側壁またはチャンバ本体１２、この本体１２に取り付けられたエネルギー透過性ドームシーリング１３、及びチャンバ底部１７を含む。誘導コイル２６は、少なくともドーム１３の部分の周囲に配置される。処理チャンバ１０のチャンバ本体１２及びチャンバ底部１７は、金属例えば陽極酸化アルミニウムで作製することができ、ドーム１３は、セラミックまたは他の誘電材料のようなエネルギー透過性材料で作製することができる。
【００１８】
基板支持部材１６は、処理の間、基板２０を支持するために処理チャンバ１０内に配置される。支持部材１６は、支持部材１６の部分が導電性でプロセスバイアスカソードとしての役割を果たし得る、従来の機械的又は静電的チャックでであってもよい。図示しないが、レチクルアダプターは支持部材１６上にレチクルを固定するために使用されてもよい。レチクルアダプターは、一般に支持部材の上部部分及びレチクルを保持する大きさと形状の開口を有する頂部部分を覆うように成型された下部部分を含む。適切なレチクルアダプターは米国特許第６，２５１，２１７（２００１年６月２６日に発行）において開示されており、その記載は本発明の態様及び請求の範囲と一致していない範囲において、参照して本明細書に組み入れる。
【００１９】
処理ガスは、支持部材１６の外周に配置されるガス分配装置２２を通して、プロセスガス源（図示しない）から処理チャンバ１０に導入される。マスフローコントローラ（図示しない）は、各処理ガスのためまたは処理ガスの混合物のために処理チャンバ１０及びプロセスガス源の間に配置され、それぞれ処理ガスの流速を管理する。マスフローコントローラは、各処理ガスまたは処理ガス混合物のために約１０００ｓｃｃｍまでの流速を調節することができる。
【００２０】
プラズマゾーン１４は、プロセスチャンバ１０、基板支持部材１６及びドーム１３のそばで画成される。プラズマは、コイル電源２７を使用して処理ガスからプラズマゾーン１４において形成され、コイル電源２７は、電磁場を発生させるために誘導コイル２６に電力を供給する。支持部材１６は、その中に電極を含み、電極は、電極電源２８によって電力を供給され、処理チャンバ１０内に容量性電界を発生させる。一般に、ＲＦ電力は支持部材１６内で電極に適用され、同時に本体１２は電気的に接地される。容量性の電界は、支持部材１６の平面に対して直角であり、基板２０によりより垂直な荷電種の指向性に影響を与え、基板２０により垂直な指向異方性エッチングを提供する。
【００２１】
プロセスガス及びエッチング液副産物は、排出システム３０を通してプロセスチャンバ１０から排出される。排出システム３０は、処理チャンバ１０の底部１７に配置されてもよく、または処理ガスの除去のために処理チャンバ１０の本体１２内に配置されてもよい。絞り弁３２は、処理チャンバ１０内の圧力を制御するために排出口３４に設けられる。光学終点測定装置は、チャンバで実施されるプロセスの終点を決定するために、処理チャンバ１０に接続することができる。
【００２２】
以下のプロセスの記載は、本明細書で記載される処理ガスによって基板をエッチングする一実施形態を示す。
異なる装置例えば異なるエッチング装置及び異なるレチクルサイズ例えば９インチの基板処理に適切なフォトリソグラフィのレチクルのために、本発明はここで記述される範囲外のプロセスパラメータの使用を意図する。
典型的なエッチングプロセス
フォトマスクを製造する際に使用される減衰材料、例えばケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）またはモリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＯＮ）を含むシリコンベースの材料は、鋭い角度プロファイル及び平らなフィーチャ底部を有する真っ直ぐな側壁を持つフィーチャを生成する。光学的に透明な材料をエッチングする際に使用される処理ガスは、（ｉ）１つ以上のフッ素含有炭化水素ガス、（ｉｉ）塩素含有ガス、及び任意な（ｉｉｉ）希ガスを含む。
【００２３】
図２は、本明細書で記述される処理ガスを用いてエッチングプロセス２００を行う一実施形態のフローチャートを示す。図３Ａ−３Ｆは、プロセス２００で記述されるような本発明の一実施形態のエッチング手順を示す断面図である。フローチャートは、例示の目的で提供されるものであり、本発明の態様の範囲を制限するように解釈すべきではない。
【００２４】
基板は、ステップ２１０で処理チャンバ例えば図１のＤＰＳ（登録商標）処理チャンバ１０に提供される。図３Ａを参照する、レチクル３００は、光学的に透明な材料３１０のベース材料例えば光学クォリティー石英、フッ化カルシウム、アルミナ、サファイヤまたはこれらの組合わせ、典型的には光学クォリティー石英材料を含む。
【００２５】
次に、減衰材料層３２０は、ステップ２２０で光学的に透過な材料３１０上に堆積される。減衰材料は、ケイ化モリブデン、モリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＸＮＹＯＺ）、これらの組合わせ、または光が透過する際に位相を変更又はシフトする既知又は未知の材料を含んでもよい。減衰材料は、それを通過する光の位相を１８０度シフトする。光の位相シフトは、透過する光と干渉を生じるものと考えられ、結果として光のキャンセル及びそれを通過する光のデフラクションを減少する。一般に、光の約５％〜約１８％が減衰材料層を透過する。減衰材料は、フォトリソグラフィプロセス例えば２４８ｎｍ及び１９３ｎｍの波長で使用される光を加減するために使用されてもよい。
【００２６】
減衰材料は、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの間の厚さで堆積されてもよい。しかし、減衰材料層の厚さは、プロセス条件例えば光源として使用される照射量又はタイプに基づいて、増減してもよい。減衰材料層は、当業界で知られている従来の方法例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積してもよい。
【００２７】
次にステップ２３０で、不透明なコンフォーマル金属層がフォトマスクとして基板上に堆積処理される。金属例えばクロムのフォトマスク層３３０は、図３Ａに示すように、減衰材料層３２０上に堆積される。金属層は、当業界で知られている従来法例えば物理的気相堆積法（ＰＶＤ）または化学的気相堆積法（ＣＶＤ）技術によって堆積されてもよい。金属層３３０は、典型的には約５０〜約１００ナノメートル（ｎｍ）の間の厚さで堆積される。しかしながら、層の奥行きは、製造条件及び基板または金属層の材料の組成に基づいて変更されてもよい。本発明は、本明細書に記載されるプロファイルで使用するフォトマスクとして、他の材料例えば非金属無機材料又は有機材料の使用を意図する。
【００２８】
金属層に形成されるフィーチャの寸法は、ステップ２４０で第１レジスト材料３４０を堆積、現像及びパターンエッチングすることによりパターン化され、図３Ｂで示すコンフォーマルな金属層３３０を露出するレジストフィーチャ３４５を形成する。フォトリソグラフィのレチクル作製で使用されるレジスト材料は、通常低温レジスト材料であり、約２５０℃を超える温度で熱的に劣化する材料として定義する。レジスト材料は、光学的にパターン化されてもよく、すなわちフォトレジスト材料であり、または他の放射性エネルギーパターニング装置例えばイオンビームエミッターによってパターン化されてもよく、又は電子ビームレジスト材料である。レジスト材料３４０の層例えばフォトレジスト「ＲＩＳＴＯＮ」は、ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ化学会社によって製造され、厚さ約２００〜６００ｎｍの間の厚さで金属層３３０上に堆積される。次にレジスト材料３４０は、従来のレーザー又は電子ビームパターニング装置を使用してパターンエッチングされ、金属層３３０及び減衰材料層３２０内で形成されるフィーチャの寸法を画成するフィーチャ３４５を形成する。
【００２９】
次にフィーチャ３３５は、図３Ｃで示すように、ステップ２５０でコンフォーマル金属層３３０をエッチングすることにより基板内に形成され、下層の減衰材料層３２０を露出する。フィーチャ３３５は、一実施形態において基板３００をエッチングチャンバに移すことによってエッチングされ、金属層３３０は当業界で既知の金属エッチング技術を使用し、または新規に開発されるかもしれない技術によってエッチングされる。金属エッチングプロセスの一例は、２００１年１２月１８日に出願された米国特許出願番号第１０／０２４，９５８号に詳細に記述されている。この出願の発明の名称は、「改善されたエッチングバイアスによりフォトリソグラフィレチクルを製造するためのエッチングプロセス」であり、本願特許請求の範囲に記載され開示された範囲と一致しない範囲において、参照して本明細書に組み入れる。金属層３３０は、一つ以上のプロセスステップでエッチングされてもよい。
【００３０】
金属層３３０のエッチングが完了した後、残ったフォトレジスト材料３４０は、例えば酸素プラズマプロセスまたは当業界で知られている他のレジスト除去技術によって基板３００から除去される。レジスト材料除去ステップは任意であり、次のエッチングの間、基板上で保持されてもよい。
【００３１】
次に、減衰材料層３２０は、（ｉ）１つ以上のフッ素を含有する重合材料、（ｉｉ）塩素を含有するガス、及び任意に（ｉｉｉ）不活性ガスを含む処理ガスにっよってエッチングされてもよく、図３Ｄに示すように、ステップ２６０でフィーチャ３２５を形成する。重合制限ガス又は重合抑制ガスもまた、処理ガス中に含まれてもよい。エッチングプロセスを実施するために、基板３００は次にＤＰＳ（登録商標）処理チャンバに移され、そこで処理ガスが処理チャンバに導入され、プラズマを発生させる。
【００３２】
１つ以上のフッ素を含有する重合ガスは、１つ以上のフッ素含有炭化水素、水素を含まないフッ素含有ガス又はこれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上のフッ素を含む炭化水素は一般式ＣＸＨＹＦＺであり、ここで、ｘは炭素原子の１から５の整数、ｙは水素原子の１から８の整数、ｚはフッ素原子の１から８の整数である。フッ素を含む炭化水素ガスに例には、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせが含まれる。炭素１〜２原子、水素１〜４原子及びフッ素１〜５原子を有するフッ素含有炭化水素ガス例えばＣＨＦ３は、好適には光学的に透過な材料をエッチングする時に使用される。
【００３３】
水素を含まないフルオロカーボンは、炭素１〜５原子及びフッ素４〜８原子を含むことができる。水素を含まないフルオロカーボンガスの例は、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８及びこれらの組合わせを含む。任意に、処理ガスは、付加的なエッチングガス例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）のようなフッ化硫黄を含んでもよい。
【００３４】
フッ素含有重合材料は、パターン化されたレジスト材料及びエッチングされた光学的に透明な材料に形成されたフィーチャの表面、特に側壁にパッシベーション重合デポジットを形成するために有利に使用される。不動態化ポリマーデポジットは、フィーチャの過度のエッチングを防ぎ、これにより、所望の臨界寸法を有するフィーチャを生成する。１つ以上のフッ素含有炭化水素のプラズマは、酸化性ガスが存在することなく基板３００上の減衰材料３２０をエッチングするフッ素含有種を生成する。
【００３５】
塩素を含有するガスは、塩素（Ｃｌ２）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、塩酸（ＨＣｌ）及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、好適にはＣｌ２であり、光学的に透明な材料をエッチングする高い反応性のラジカルを供給するために使用される。塩素含有ガスはエッチングラジカル源を提供し、水素または炭素含有塩素含有ガスは、不動態化ポリマーデポジットを形成する材料の源を提供してもよく、これはエッチングバイアスを改善するかもしれない。
【００３６】
処理ガスはまた、処理ガスを含むプラズマの一部としてイオン化される際に不活性ガスを含んでもよく、結果としてスパッタリング種におけるフィーチャのエッチング速度を増大する。プラズマの一部としての不活性ガスの存在はまた、処理ガスの解離を増進するかもしれない。その上に、プロセスガスに加えられる不活性ガスは、イオン化スパッタリング種を形成し、さらに、新たにエッチングされたフィーチャの側壁に形成されたポリマーデポジットをスパッタリング除去するかもしれない。これにより、種々の不動態化デポジットを減少し、制御可能なエッチング速度を提供する。処理ガスへ不活性ガスを含有させることにより、改善されたプラズマ安定性及びエッチング均一性が提供されることが判った。不活性ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）及びこれらの組合わせを含み、アルゴン及びヘリウムが一般に使用される。
【００３７】
１つの例において、処理ガスは、塩素（Ｃｌ２）ガス、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）及びアルゴンを不活性ガスとして含む。処理ガスは、１つ以上の重合制限ガス例えば酸素、オゾン、窒素またはこれらの組合わせを任意に含んでもよく、基板上の不動態化ポリマーデポジットの形成及び除去を制御することにより、処理ガスのエッチング速度を制御するために使用してもよい。酸素含有ガスは、ポリマーの形成を減少する他の化学種と反応するフリーな酸素種の形成を増進し、前記ポリマーはエッチングされたフィーチャ表面上に不動態化デポジットとして堆積する。例えば、酸素ガスはプラズマプロセスの一部のラジカル例えばＣＦ２と反応し、揮発性のラジカル例えばＣＯＦ２を形成し、プロセスチャンバから排出される。
【００３８】
不活性ガス及び任意なガスを含む処理ガス全体の流速は、約１５ｓｃｃｍを超える流速、例えば約１５ｓｃｃｍ〜約２００ｓｃｃｍの間の流速で導入され、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルがエッチングされる。塩素含有ガスは、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバ内に導入される。フッ素含有重合材料が処理チャンバに導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約１ｓｃｃｍ〜約５０ｓｃｃｍの流速で処理チャンバ内に導入される。不活性ガスが処理チャンバに導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバ内に導入される。重合制限ガスが処理チャンバ内に導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約１〜約１００ｓｃｃｍの流速でチャンバ内に導入される。
【００３９】
処理ガスの個々の及び全体のガス流れは、多数の処理因子例えば処理チャンバの大きさ、処理される基板の大きさ及びオペレーターによる所望のプロファイルに基づいて、変更されてもよい。
【００４０】
通常、処理チャンバ圧力は、約２ミリＴｏｒｒ〜約５０ミリＴｏｒｒの範囲に維持される。エッチングプロセスの間は、処理チャンバ圧力を約３ミリＴｏｒｒ〜約２０ミリＴｏｒｒ、例えば３ミリＴｏｒｒ〜１０ミリＴｏｒｒの範囲に維持してもよい。
【００４１】
基板は、プロセス中、一般に約１５０℃以下の温度に維持される。上述した処理ガスでフォトリソグラフィレチクルを製造する間、約１５０℃以下の基板温度で、基板上に堆積するレジスト材料のような材料の最小熱劣化を有することが判っている。約２０℃〜約１５０℃の範囲、好適には約２０℃〜約５０℃の基板温度は、基板表面に堆積する材料の最小熱劣化でフォトマスクフィーチャをエッチングするために使用されてもよい。また、エッチングプロセスの間、重合反応を制限する基板温度が不動態化ポリマーデポジットの形成を制御するのに役立つと思われる。さらに、処理チャンバの側壁は約７０℃未満温度で維持され、ドームは約８０℃未満の温度で維持され、これにより、一定の処理条件が維持され、処理チャンバ表面上の重合形成を最小にする。
【００４２】
通常、約１０００ワット以下のＲＦ供給源パワーレベルが誘導コイルに適用され、エッチングプロセスの間、処理ガスのプラズマが発生及び維持される。約２００ワット〜約１０００ワットの間、例えば約２５０ワット〜約５００ワットの間のパワーレベルは、基板表面にエッチングするのに十分な処理ガスの十分なプラズマを提供することが見出されている。挙げられたＲＦ供給源パワーレベルは、基板上に配置された光学的に透明な材料の露出した部分をエッチングするために、処理ガスから十分なエッチングラジカル及び重合ラジカルを生成することが見出されており、同時に、約１５０℃以下の基板温度における従来技術の金属エッチングプロセスと比較して、十分に低い電力レベルが提供される。
【００４３】
通常、約５００ワット未満のバイアス電力例えば約２００ワット以下が基板に適用され、基板表面に関してエッチングラジカルの指向性が増大される。７５ワット未満例えば約１０ワット〜約７０ワットの間のバイアス電力は、エッチングラジカルの速度を速めるエッチングプロセスで使用されてもよく、基板表面に関してより指向性を提供し、これにより、異方性エッチングを生じる。ここで記述されるプロセスの１つの実施形態において、ＲＦ供給源電力は約２００ワット以上のパワーレベルで適用され、バイアス電力は約２００ワット以下のパワーレベルで適用される。
【００４４】
露出された減衰材料は、処理ガスのプラズマによって約１５秒〜約３００秒、例えば約３０秒〜約２７０秒の間エッチングされてもよい。減衰材料は、処理ガスのプラズマによって約１０秒〜約２７０秒、例えば約９０秒〜約２０５秒の間曝されてもよい。
【００４５】
あるいは、ここで記述される材料の各エッチングプロセス後にオーバーエッチングステップを行ってもよく、基板から所望の材料全ての除去を確実にする。１つの態様において、オーバーエッチングは付加的な時間の間、同じ処理ガス及び処理条件を使用してもよい。オーバーエッチングプロセスは、約１０％〜約６０％の間の時間、例えば約２５％〜約５０％の光学的に透明な材料のエッチング時間の追加時間の間実施してもよい。
【００４６】
ここで記述されるエッチングプロセスはまた、「側部」から独立した、又はフィーチャレジスト材料内の「頂部」または上部表面レジスト材料を除去するものと認められ、異方性エッチング及び改善されたフィーチャ形成と一貫性のあるものである。その上に、処理された基板は、生成したフィーチャ寸法がほとんど垂直な輪郭すなわち、フィーチャの側壁及びフィーチャの底部が従来の結果である約８５度から約８８度に比べて、約９０度の角度を有する。
【００４７】
さらに、エッチング化学物質及び処理条件はまた、シリコンを含む誘電体層をエッチングする場合にも適用されてもよい。ここで、シリコンを含む誘電体層は、酸化ケイ素、ケイ化チタン及び窒化ケイ素と同様に、他のシリコンベース材料例えばドープされていないシリケートガラズ、ホスホシリケートガラズ、ボロフォスフェートシリケートガラズである。
【００４８】
図３Ｄを参照して、上述された処理の概略は、減衰材料３２０をエッチングして、フォトマスクのフィーチャを画成する。このプロセスによって形成される位相シフトフィーチャ３２５は、真っ直ぐな側壁、フラットで平らな底部及び高いプロファイル角を有する。一旦減衰材料３２０のエッチングが終了したならば、フィーチャ３２５を囲む残っているレジスト材料３は、例えば酸素プラズマ又は当業界で知られている既知名レジスト除去技術によって除去される。
【００４９】
次に、金属層３３０はエッチングされてもよく、最初の堆積、現像によって下層の減衰材料層３２０が露出され、図３Ｅに示すステップ２７０において、第２フォトレジスト材料３５０をパターンエッチングし、フィーチャ３２５を画成する下層の金属層３３０を露出する。第２のフォトレジスト材料３５０は、金属層３３０をエッチングするために、金属フィーチャ３５５にパターン化される。フォトレジスト材料３５０は、厚さ約２００ｎｍの奥行きに置かれるが、どんな厚さでもよく、金属層３３０でエッチングされるフィーチャの深さと少なくとも同じ厚さが望ましく、これにより、フォトリソグラフィレチクルが形成される。
【００５０】
次に、金属層３３０の露出部分は、金属エッチングのためにここで記述されたようにエッチングされ、図３Ｆで示すように、ステップ２８０で減衰材料層３２０の下層の部分が露出される。次に、エッチングされた金属は、上述したように、通過する光の位相を変更する位相シフトフィーチャ３６５を画成し、これにより、フォトリソグラフィプロセスでフィーチャを形成する際、ディフラクションを減少し解像度を改善する。オーバーエッチングプロセスは、減衰材料層３２０から金属層３３０材料の除去を完全にするために使用されてもよい。第２フォトレジスト材料３５０はここで記載されたように剥ぎ取られてもよく、減衰位相シフトフォトリソグラフィレチクルを形成する。
実施例：
ここで記述されるプロセスの１つの広い実施例において、ＭｏＳｉ層にエッチングするエッチングプロセスの間、塩素ガスは約１５ｓｃｃｍ〜約５０ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）は約１ｓｃｃｍ〜約３５ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入される。アルゴンは、任意に約２５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入される。
【００５１】
通常、処理チャンバ圧力は、約２ミリＴｏｒｒ〜約３０ミリＴｏｒｒ、例えば約３ミリＴｏｒｒ〜約１０ミリＴｏｒｒの間で維持される。約２５０ワット〜約５００ワットの間のＲＦ電力源は、誘導コイルに適用され、エッチングプロセスの間、処理ガスのプラズマが発生され、維持される。約１０ワット〜約１００ワットの間、たとえば約１３ワット〜約７０ワットのバイアス電力は、基板支持部に適用される。エッチングプロセスは、約３０秒〜約１８０秒の間で実施される。オーバーエッチングは、本来のエッチングプロセスにおける時間の約１０％〜約５５％の間の時間で実施されてもよい。
【００５２】
基板温度は、エッチングプロセスの間、約２０℃〜約１００℃の間である。その上に、処理チャンバ１０の側壁１５は、約７０℃未満の温度で維持され、ドームは約８０℃未満の温度で維持される。上述された処理方式パラメータの下で、ＭｏＳｉ材料３２０は、処理ガスの組成及び処理チャンバの構造に従い、約１００オングストローム／分〜約１０００オングストローム／分の間の速度でエッチングすることができる。
【００５３】
本発明の一実施形態の他の実施例において、Ｃｌ２及びＣＨＦ３を含む処理ガスは約２５ｓｃｃｍ〜約２５ｓｃｃｍの流速でそれぞれ処理チャンバに導入され、処理チャンバは約３Ｔｏｒｒの圧力で維持される。約４００ワットのＲＦ電力源は誘導コイルに適用されて処理中プラズマが発生、維持され、約７０ワットのバイアス電力が基板支持部に適用され、エッチングプロセスの制御性が増進される。基板は約５０℃〜約８０℃の間の温度で維持され、処理チャンバの側壁は約７０℃の温度で維持され、ドームは約８０℃の温度で維持される。５０％のオーバーエッチングは、本来のエッチングの後に実施された。
【００５４】
ＭｏＳｉ及びフォトレジストのエッチングレートはＣＨＦ３濃度を増大することで減少することが観察され、フォトレジストに対するＭｏＳｉの選択性はＣＨＦ３濃度を増大することで増大することが観察された。
他の実施例において、減衰材料ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）で作製された基板及びこの基板上に配置され約１００ナノメートルのクロムフォトマスク層を含むフォトリソグラフィレチクルは、レジスト堆積のために処理チャンバ内に導入される。レジスト例えばＺＥＰ（日本のＴｏｋｙｏ−Ｏｋａから商業的に入手できる）、又は化学的に増強されたレジスト、又は日本のＴｏｋｙｏ−Ｏｋａから商業的に入手できるＣＡＲは、オキシ窒化クロム上に堆積され、次いで、従来のレーザー又は電子ビームパターニング装置を使用してパターン化される。基板に堆積されたレジストは、約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの厚さ、例えば約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの間の厚さであるが、所望のどんな厚さでもよい。クロム層はエッチングされＭｏＳｉ材料が露出し、残余のフォトレジストは除去される。第２レジスト層が堆積され、パターニングされてＭｏＳｉ材料が露出する。
【００５５】
調製された基板は、次に、ＤＰＳ（登録商標）プラズマエッチングチャンバ内に導入された。処理汚染物を除去するために粗清浄化ステップを基板上で実施した後、約１０ミリＴｏｒｒのチャンバ圧力で維持されているチャンバ内へ約３０ｓｃｃｍの流速で酸素ガスを導入することによりエッチングプロセスを実施し、約２００ワットで約６０秒間プラズマを照射した。
【００５６】
レチクルは、エッチングチャンバ例えば上述したＤＰＳ（登録商標）金属エッチングチャンバ内に置かれる。上述のようにパターン化された基板はエッチングチャンバのカソードペデスタル上に置かれ、チャンバは約３ミリＴｏｒｒの圧力で維持された。プラズマは、約４００ワットのパワーレベルで、ＲＦ電圧を誘導コイルに適用することによって発生した。約７０ワットのバイアス電力をカソードペデスタルに適用した。トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を２５ｓｃｃｍ、塩素ガス（Ｃｌ２）を２５ｓｃｃｍ、全流速５０ｓｃｃｍの下、ＭｏＳｉ材料のエッチングを約７０秒間行った。
【００５７】
上述では本発明の好適な実施形態について説明したが、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態が案出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本明細書に記述されるプロセスで使用される典型的なエッチングチャンバの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による基板の処理手順を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｃ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｄ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｅ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｆ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【０００１】
関連出願への相互参照
この出願は、２００２年５月１４日に出願された米国暫定特許出願番号第６０／３８０，４９３号の利益を主張し、この出願を参照して本明細書に組み入れる。
本発明の分野
本発明は、集積回路の作製、及び集積回路の製造に有用なフォトマスクの作製に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の形状は、数十年前に初めて導入されて以来、そのおおきさが劇的に減少した。それ以来、集積回路は一般に２年／半分のサイズの法則（よくムーアの法則と呼ばれる）に従ってきた。これは、チップ上のデバイスの数が２年毎に２倍になることを意味する。今日の製作プラントは、型通りに０．１５μｍ及び０．１３μｍのフィーチャサイズを有するデバイスを製造しており、将来のプラントは、より小さいデバイスを製造するだろう。
【０００３】
回路密度を増大することは、半導体装置を製造するために使用されるプロセスに、付加的な需要を有する。例えば、回路密度が増大するにつれて、バイア、コンタクト及び他のフィーチャの幅と同様に、これらの間の誘電材料もまた、サブミクロン単位に減少する。一方、誘電体層の厚さは実質的に一定に維持され、その結果、フィーチャについてのアスペクト比（すなわち、フィーチャの高さ割る幅）は、増大する。高アスペクト比フィーチャの信頼できる形成は、サブミクロン技術の成功に重要であり、回路密度及び個々の基板のクォリティーを増大する継続的な努力に重要である。
【０００４】
高アスペクト比フィーチャは、従来、基板表面をパターニングしてフィーチャのディメンションを画成し、次いで、基板をエッチングして材料を除去し、フィーチャを画成することにより形成していた。幅に対する所望の高さ比を有する高アスペクト比フィーチャを形成するために、フィーチャの寸法は所定のパラメータの範囲内で形成されることが要求され、これは、フィーチャの臨界寸法として代表的に特徴付けられる。従って、所望の臨界寸法を有する高アスペクト比フィーチャの信頼できる形成には、正確なパターニング及び引き続く基板のエッチングを必要とする。
【０００５】
フォトリトグラフィーは、基板表面上に正確なパターンを形成するために使用される技術であり、パターンが形成された基板表面は続いてエッチングされ、所望のデバイス又はフィーチャが形成される。フォトリトグラフィー技術は、光パターン及び基板表面に堆積されたレジスト材料を使用し、エッチングプロセスの前に、基板表面上の正確なパターンを現像する。従来のフォトリソグラフィプロセスにおいて、レジストはエッチングされる層の上に適用され、層内のエッチングされるフィーチャ、例えばコンタクト、バイアまたは相互接続は、その上にフォトマスクを有するフォトリソグラフィレチクルを介して光のパターンにレジストを露光することにより、画成される。フォトマスク層は、フィーチャの所望の形状に対応する。例えば紫外線（ＵＶ）又は弱いＸ線光を照射する光源は、レジストの組成を変えるためにレジストを露光するのに使用されてもよい。通常、露光されたレジスト材料は、下層の基板材料を露出させるために、化学プロセスによって除去される。次に、露出された下層の基板材料は、エッチングされて基板表面にフィーチャを形成する。一方、保持されたレジスト材料は、露出していない下層の基板材料の保護皮膜として残る。
【０００６】
フォトリソグラフィのレチクルは、一般に光学的に透明な材料、例えば石英（すなわち二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）で作製される基板を含む。この基板は、金属、典型的にはクロムの不透明な光−シールド層を基板表面上に配置される。光−シールド層は、基板に伝達されるフィーチャに対応してパターン化される。通常、従来のフォトリソグラフィのレチクルは、最初に光学的に透明な材料例えば石英を含む基板上に薄い金属層を堆積させ、薄い金属層上にレジスト層を堆積することにより製造する。次に、レジストは従来のレーザーまたは電子ビームパターニング装置を使用してパターン化され、金属層に伝達される臨界寸法を画成する。次に、金属層はエッチングされ、パターン化されたレジストによって保護されていない金属材料が除去される。これにより、下層の材料が露出し、パターン化されたフォトマスク層が形成される。フォトマスク層は、基板表面上へ正確なパターンで光が通過するのを可能とする。
【０００７】
現在の回路密度を達成するために、減衰位相シフトフォトマスクが使用されており、フォトマスクを通過する光の解像度を増大することによって、基板上に形成されるエッチングパターンの精度を増加している。減衰位相シフトフォトマスクは、金属フォトマスク層の堆積前に減衰材料層を堆積させることによって作製される。次に、減衰材料層は、レジスト材料を含むリソグラフィープロセスを使用してエッチングされ、これにより、入射光の位相を１８０度シフトするフィーチャを形成する。光の位相のシフトは、結果として光を相殺して光のデフラクションを除去又は減少し、光の改善された解像度が提供される。所望の解像度を生成すべく光を修正するために、基板の減衰材料層に形成されるエッチングされたフィーチャは、フィーチャ構造に最小量の欠陥を伴い、基板に正確に形成されなければならない。
【０００８】
減衰材料は一般にシリコンベースの材料であり、シリコンベースの材料例えば半導体製造における誘電体層のために使用される材料のために、現在のエッチングプロセスは、減衰材料内でフィーチャをエッチングすることは不適当であることが判明した。
【０００９】
例えば、シリコンベース材料をエッチングするために使用されるフッ素ベースのエッチング化学物質は、良質のフォトマスクを生成しなかった。これは、化学物質及び処理条件が受容できるフィーチャ精度でエッチングできなかったためである。このような例において、レジスト材料に形成される開口側壁のオーバーエッチング又は不正確なエッチングが、減衰材料層の寸法を画成していた。レジスト材料の過剰なサイド除去は、パターン化されたレジストフィーチャの臨界寸法の損失となる。これは、パターン化されたレジスト層によって画成される金属層内に形成されるフィーチャの臨界寸法の損失に対応するかもしれない。
【００１０】
したがって、欠陥形成を最小にするために光学的に透明な材料をエッチングし、真っ直ぐな側壁、平らな底部、高いプロファイル角及び改善されたエッチング選択性を有するフィーチャを形成する、化学物質及びプロセスが求められている。
【考案の開示】
【００１１】
本発明は、一般に光学的に透明な材料を含むフォトリソグラフィのレチクルにエッチングする方法を提供する。１つの態様において、基板をエッチングする方法が提供され、この方法は、処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであって、ここで、レチクルは、光学的に透明な材料上に配置される減衰材料層、減衰材料層上に形成されるパターン化された金属フォトマスク層、及び金属フォトマスク層上に堆積されるパターン化されたレジスト材料を含む、レチクルを配置するステップと、１つ以上のフッ素含有重合材料及び１つ以上の塩素含有ガスを処理チャンバ内に導入するステップと、前記処理チャンバに電力を供給し、ＲＦ電力源をコイルに適用しバイアス電力を支持部材に適用することによってプラズマを発生させるステップと、及び、減衰材料層の露出部分をエッチングするステップと、を含む。
【００１２】
他の態様において、光学的に透明な材料上に配置される減衰材料層、減衰材料層上に形成されパターン化された金属フォトマスク層及びパターン化された金属フォトマスク層上に堆積されるパターン化されたレジスト材料を含むレチクルをエッチングする方法が提供される。この方法は、処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであって、前記レチクルは、約１５０℃未満の温度で維持される、ステップと、塩素ガス及び１
つ以上のフッ素を含む炭化水素を含み、一般式ＣＸＨＹＦＺを有する処理ガスを導入するステップであって、ここでｘは１から５の整数、ｙは１から８の整数、ｚは１から８の整数である、ステップと、処理チャンバに電力を供給してプラズマを発生させるステップと、露出した減衰材料層の部分をエッチングするステップと、を含む。
【００１３】
他の態様において、フォトリソグラフィプロセスのためのレチクルを製造する方法が提供される。この方法は、減衰材料層上に配置される金属層をパターニングし、減衰材料層露光するステップと、パターン化された金属層上のレジスト層を堆積してパターニングするステップと、エッチング処理チャンバ内の支持部材上にフォトマスクを配置するステップと、１つ以上のフッ素を含む重合材料及び１つ以上の塩素含有ガスを含むガスを処理チャンバ内に導入するステップと、エッチング処理チャンバに隣接して配置されたコイルにＲＦ電力源を適用し、処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、減衰材料層の露出した部分をエッチングするステップと、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の特徴、利点及び目的は上述のように達成され、本発明の特定な記載、上述の要約は、添付の図面で示される実施の形態を参照して、より詳細に理解されるであろう。
【００１５】
しかしながら、添付の図面は、本発明の代表的な実施形態だけを示しており、従って、本願発明はその範囲に制限されるものではなく、本願発明は、他の同様に効果的な実施形態をも包含するものである。
【００１６】
本発明の態様は、誘導結合プラズマエッチングチャンバに関して、以下で記述される。適切な誘導結合プラズマエッチングチャンバは、ヘイワード（カリフォルニア）のＥＴＥＣから入手できるＥＴＥＣＴｅｔｒａ（登録商標）が含まれ、任意には、サンタクララ（カリフォルニア）のアプライドマテリアルズ社から入手できるデカップリングソース（ＤＰＳ（登録商標））チャンバを含む。他のプロセスチャンバは、本発明のプロセスを実施するために使用されてもよく、例えば、静電結合平行板チャンバ及び異なるサイズの誘導結合プラズマエッチングチャンバにみならず、磁気増速イオンエッチングチャンバも含まれる。プロセスはＥＴＥＣＴｅｔｒａ（登録商標）フォトマスクエッチングチャンバで有利に実施されるが、ＤＰＳ（登録商標）処理チャンバと関連した記載は例示であり、本発明の態様の範囲をこの記載に限定して解釈すべきではない。
【００１７】
図１は、本明細書で記述されるプロセスを実施するために使用されるＤＰＳ（登録商標）処理チャンバの一実施形態の概略断面図である。処理チャンバ１０は、一般に円筒状側壁またはチャンバ本体１２、この本体１２に取り付けられたエネルギー透過性ドームシーリング１３、及びチャンバ底部１７を含む。誘導コイル２６は、少なくともドーム１３の部分の周囲に配置される。処理チャンバ１０のチャンバ本体１２及びチャンバ底部１７は、金属例えば陽極酸化アルミニウムで作製することができ、ドーム１３は、セラミックまたは他の誘電材料のようなエネルギー透過性材料で作製することができる。
【００１８】
基板支持部材１６は、処理の間、基板２０を支持するために処理チャンバ１０内に配置される。支持部材１６は、支持部材１６の部分が導電性でプロセスバイアスカソードとしての役割を果たし得る、従来の機械的又は静電的チャックでであってもよい。図示しないが、レチクルアダプターは支持部材１６上にレチクルを固定するために使用されてもよい。レチクルアダプターは、一般に支持部材の上部部分及びレチクルを保持する大きさと形状の開口を有する頂部部分を覆うように成型された下部部分を含む。適切なレチクルアダプターは米国特許第６，２５１，２１７（２００１年６月２６日に発行）において開示されており、その記載は本発明の態様及び請求の範囲と一致していない範囲において、参照して本明細書に組み入れる。
【００１９】
処理ガスは、支持部材１６の外周に配置されるガス分配装置２２を通して、プロセスガス源（図示しない）から処理チャンバ１０に導入される。マスフローコントローラ（図示しない）は、各処理ガスのためまたは処理ガスの混合物のために処理チャンバ１０及びプロセスガス源の間に配置され、それぞれ処理ガスの流速を管理する。マスフローコントローラは、各処理ガスまたは処理ガス混合物のために約１０００ｓｃｃｍまでの流速を調節することができる。
【００２０】
プラズマゾーン１４は、プロセスチャンバ１０、基板支持部材１６及びドーム１３のそばで画成される。プラズマは、コイル電源２７を使用して処理ガスからプラズマゾーン１４において形成され、コイル電源２７は、電磁場を発生させるために誘導コイル２６に電力を供給する。支持部材１６は、その中に電極を含み、電極は、電極電源２８によって電力を供給され、処理チャンバ１０内に容量性電界を発生させる。一般に、ＲＦ電力は支持部材１６内で電極に適用され、同時に本体１２は電気的に接地される。容量性の電界は、支持部材１６の平面に対して直角であり、基板２０によりより垂直な荷電種の指向性に影響を与え、基板２０により垂直な指向異方性エッチングを提供する。
【００２１】
プロセスガス及びエッチング液副産物は、排出システム３０を通してプロセスチャンバ１０から排出される。排出システム３０は、処理チャンバ１０の底部１７に配置されてもよく、または処理ガスの除去のために処理チャンバ１０の本体１２内に配置されてもよい。絞り弁３２は、処理チャンバ１０内の圧力を制御するために排出口３４に設けられる。光学終点測定装置は、チャンバで実施されるプロセスの終点を決定するために、処理チャンバ１０に接続することができる。
【００２２】
以下のプロセスの記載は、本明細書で記載される処理ガスによって基板をエッチングする一実施形態を示す。
異なる装置例えば異なるエッチング装置及び異なるレチクルサイズ例えば９インチの基板処理に適切なフォトリソグラフィのレチクルのために、本発明はここで記述される範囲外のプロセスパラメータの使用を意図する。
典型的なエッチングプロセス
フォトマスクを製造する際に使用される減衰材料、例えばケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）またはモリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＯＮ）を含むシリコンベースの材料は、鋭い角度プロファイル及び平らなフィーチャ底部を有する真っ直ぐな側壁を持つフィーチャを生成する。光学的に透明な材料をエッチングする際に使用される処理ガスは、（ｉ）１つ以上のフッ素含有炭化水素ガス、（ｉｉ）塩素含有ガス、及び任意な（ｉｉｉ）希ガスを含む。
【００２３】
図２は、本明細書で記述される処理ガスを用いてエッチングプロセス２００を行う一実施形態のフローチャートを示す。図３Ａ−３Ｆは、プロセス２００で記述されるような本発明の一実施形態のエッチング手順を示す断面図である。フローチャートは、例示の目的で提供されるものであり、本発明の態様の範囲を制限するように解釈すべきではない。
【００２４】
基板は、ステップ２１０で処理チャンバ例えば図１のＤＰＳ（登録商標）処理チャンバ１０に提供される。図３Ａを参照する、レチクル３００は、光学的に透明な材料３１０のベース材料例えば光学クォリティー石英、フッ化カルシウム、アルミナ、サファイヤまたはこれらの組合わせ、典型的には光学クォリティー石英材料を含む。
【００２５】
次に、減衰材料層３２０は、ステップ２２０で光学的に透過な材料３１０上に堆積される。減衰材料は、ケイ化モリブデン、モリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＸＮＹＯＺ）、これらの組合わせ、または光が透過する際に位相を変更又はシフトする既知又は未知の材料を含んでもよい。減衰材料は、それを通過する光の位相を１８０度シフトする。光の位相シフトは、透過する光と干渉を生じるものと考えられ、結果として光のキャンセル及びそれを通過する光のデフラクションを減少する。一般に、光の約５％〜約１８％が減衰材料層を透過する。減衰材料は、フォトリソグラフィプロセス例えば２４８ｎｍ及び１９３ｎｍの波長で使用される光を加減するために使用されてもよい。
【００２６】
減衰材料は、約５０ｎｍ〜約１００ｎｍの間の厚さで堆積されてもよい。しかし、減衰材料層の厚さは、プロセス条件例えば光源として使用される照射量又はタイプに基づいて、増減してもよい。減衰材料層は、当業界で知られている従来の方法例えば化学気相堆積（ＣＶＤ）によって堆積してもよい。
【００２７】
次にステップ２３０で、不透明なコンフォーマル金属層がフォトマスクとして基板上に堆積処理される。金属例えばクロムのフォトマスク層３３０は、図３Ａに示すように、減衰材料層３２０上に堆積される。金属層は、当業界で知られている従来法例えば物理的気相堆積法（ＰＶＤ）または化学的気相堆積法（ＣＶＤ）技術によって堆積されてもよい。金属層３３０は、典型的には約５０〜約１００ナノメートル（ｎｍ）の間の厚さで堆積される。しかしながら、層の奥行きは、製造条件及び基板または金属層の材料の組成に基づいて変更されてもよい。本発明は、本明細書に記載されるプロファイルで使用するフォトマスクとして、他の材料例えば非金属無機材料又は有機材料の使用を意図する。
【００２８】
金属層に形成されるフィーチャの寸法は、ステップ２４０で第１レジスト材料３４０を堆積、現像及びパターンエッチングすることによりパターン化され、図３Ｂで示すコンフォーマルな金属層３３０を露出するレジストフィーチャ３４５を形成する。フォトリソグラフィのレチクル作製で使用されるレジスト材料は、通常低温レジスト材料であり、約２５０℃を超える温度で熱的に劣化する材料として定義する。レジスト材料は、光学的にパターン化されてもよく、すなわちフォトレジスト材料であり、または他の放射性エネルギーパターニング装置例えばイオンビームエミッターによってパターン化されてもよく、又は電子ビームレジスト材料である。レジスト材料３４０の層例えばフォトレジスト「ＲＩＳＴＯＮ」は、ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓ化学会社によって製造され、厚さ約２００〜６００ｎｍの間の厚さで金属層３３０上に堆積される。次にレジスト材料３４０は、従来のレーザー又は電子ビームパターニング装置を使用してパターンエッチングされ、金属層３３０及び減衰材料層３２０内で形成されるフィーチャの寸法を画成するフィーチャ３４５を形成する。
【００２９】
次にフィーチャ３３５は、図３Ｃで示すように、ステップ２５０でコンフォーマル金属層３３０をエッチングすることにより基板内に形成され、下層の減衰材料層３２０を露出する。フィーチャ３３５は、一実施形態において基板３００をエッチングチャンバに移すことによってエッチングされ、金属層３３０は当業界で既知の金属エッチング技術を使用し、または新規に開発されるかもしれない技術によってエッチングされる。金属エッチングプロセスの一例は、２００１年１２月１８日に出願された米国特許出願番号第１０／０２４，９５８号に詳細に記述されている。この出願の発明の名称は、「改善されたエッチングバイアスによりフォトリソグラフィレチクルを製造するためのエッチングプロセス」であり、本願特許請求の範囲に記載され開示された範囲と一致しない範囲において、参照して本明細書に組み入れる。金属層３３０は、一つ以上のプロセスステップでエッチングされてもよい。
【００３０】
金属層３３０のエッチングが完了した後、残ったフォトレジスト材料３４０は、例えば酸素プラズマプロセスまたは当業界で知られている他のレジスト除去技術によって基板３００から除去される。レジスト材料除去ステップは任意であり、次のエッチングの間、基板上で保持されてもよい。
【００３１】
次に、減衰材料層３２０は、（ｉ）１つ以上のフッ素を含有する重合材料、（ｉｉ）塩素を含有するガス、及び任意に（ｉｉｉ）不活性ガスを含む処理ガスにっよってエッチングされてもよく、図３Ｄに示すように、ステップ２６０でフィーチャ３２５を形成する。重合制限ガス又は重合抑制ガスもまた、処理ガス中に含まれてもよい。エッチングプロセスを実施するために、基板３００は次にＤＰＳ（登録商標）処理チャンバに移され、そこで処理ガスが処理チャンバに導入され、プラズマを発生させる。
【００３２】
１つ以上のフッ素を含有する重合ガスは、１つ以上のフッ素含有炭化水素、水素を含まないフッ素含有ガス又はこれらの組み合わせを含んでもよい。１つ以上のフッ素を含む炭化水素は一般式ＣＸＨＹＦＺであり、ここで、ｘは炭素原子の１から５の整数、ｙは水素原子の１から８の整数、ｚはフッ素原子の１から８の整数である。フッ素を含む炭化水素ガスに例には、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせが含まれる。炭素１〜２原子、水素１〜４原子及びフッ素１〜５原子を有するフッ素含有炭化水素ガス例えばＣＨＦ３は、好適には光学的に透過な材料をエッチングする時に使用される。
【００３３】
水素を含まないフルオロカーボンは、炭素１〜５原子及びフッ素４〜８原子を含むことができる。水素を含まないフルオロカーボンガスの例は、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８及びこれらの組合わせを含む。任意に、処理ガスは、付加的なエッチングガス例えば六フッ化硫黄（ＳＦ６）のようなフッ化硫黄を含んでもよい。
【００３４】
フッ素含有重合材料は、パターン化されたレジスト材料及びエッチングされた光学的に透明な材料に形成されたフィーチャの表面、特に側壁にパッシベーション重合デポジットを形成するために有利に使用される。不動態化ポリマーデポジットは、フィーチャの過度のエッチングを防ぎ、これにより、所望の臨界寸法を有するフィーチャを生成する。１つ以上のフッ素含有炭化水素のプラズマは、酸化性ガスが存在することなく基板３００上の減衰材料３２０をエッチングするフッ素含有種を生成する。
【００３５】
塩素を含有するガスは、塩素（Ｃｌ２）、四塩化炭素（ＣＣｌ４）、塩酸（ＨＣｌ）及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、好適にはＣｌ２であり、光学的に透明な材料をエッチングする高い反応性のラジカルを供給するために使用される。塩素含有ガスはエッチングラジカル源を提供し、水素または炭素含有塩素含有ガスは、不動態化ポリマーデポジットを形成する材料の源を提供してもよく、これはエッチングバイアスを改善するかもしれない。
【００３６】
処理ガスはまた、処理ガスを含むプラズマの一部としてイオン化される際に不活性ガスを含んでもよく、結果としてスパッタリング種におけるフィーチャのエッチング速度を増大する。プラズマの一部としての不活性ガスの存在はまた、処理ガスの解離を増進するかもしれない。その上に、プロセスガスに加えられる不活性ガスは、イオン化スパッタリング種を形成し、さらに、新たにエッチングされたフィーチャの側壁に形成されたポリマーデポジットをスパッタリング除去するかもしれない。これにより、種々の不動態化デポジットを減少し、制御可能なエッチング速度を提供する。処理ガスへ不活性ガスを含有させることにより、改善されたプラズマ安定性及びエッチング均一性が提供されることが判った。不活性ガスの例は、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）、クリプトン（Ｋｒ）及びこれらの組合わせを含み、アルゴン及びヘリウムが一般に使用される。
【００３７】
１つの例において、処理ガスは、塩素（Ｃｌ２）ガス、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）及びアルゴンを不活性ガスとして含む。処理ガスは、１つ以上の重合制限ガス例えば酸素、オゾン、窒素またはこれらの組合わせを任意に含んでもよく、基板上の不動態化ポリマーデポジットの形成及び除去を制御することにより、処理ガスのエッチング速度を制御するために使用してもよい。酸素含有ガスは、ポリマーの形成を減少する他の化学種と反応するフリーな酸素種の形成を増進し、前記ポリマーはエッチングされたフィーチャ表面上に不動態化デポジットとして堆積する。例えば、酸素ガスはプラズマプロセスの一部のラジカル例えばＣＦ２と反応し、揮発性のラジカル例えばＣＯＦ２を形成し、プロセスチャンバから排出される。
【００３８】
不活性ガス及び任意なガスを含む処理ガス全体の流速は、約１５ｓｃｃｍを超える流速、例えば約１５ｓｃｃｍ〜約２００ｓｃｃｍの間の流速で導入され、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルがエッチングされる。塩素含有ガスは、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバ内に導入される。フッ素含有重合材料が処理チャンバに導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約１ｓｃｃｍ〜約５０ｓｃｃｍの流速で処理チャンバ内に導入される。不活性ガスが処理チャンバに導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバ内に導入される。重合制限ガスが処理チャンバ内に導入されるとき、エッチングチャンバ内で１５０ｍｍｘ１５０ｍｍ平方のフォトリソグラフィレチクルをエッチングするために、約１〜約１００ｓｃｃｍの流速でチャンバ内に導入される。
【００３９】
処理ガスの個々の及び全体のガス流れは、多数の処理因子例えば処理チャンバの大きさ、処理される基板の大きさ及びオペレーターによる所望のプロファイルに基づいて、変更されてもよい。
【００４０】
通常、処理チャンバ圧力は、約２ミリＴｏｒｒ〜約５０ミリＴｏｒｒの範囲に維持される。エッチングプロセスの間は、処理チャンバ圧力を約３ミリＴｏｒｒ〜約２０ミリＴｏｒｒ、例えば３ミリＴｏｒｒ〜１０ミリＴｏｒｒの範囲に維持してもよい。
【００４１】
基板は、プロセス中、一般に約１５０℃以下の温度に維持される。上述した処理ガスでフォトリソグラフィレチクルを製造する間、約１５０℃以下の基板温度で、基板上に堆積するレジスト材料のような材料の最小熱劣化を有することが判っている。約２０℃〜約１５０℃の範囲、好適には約２０℃〜約５０℃の基板温度は、基板表面に堆積する材料の最小熱劣化でフォトマスクフィーチャをエッチングするために使用されてもよい。また、エッチングプロセスの間、重合反応を制限する基板温度が不動態化ポリマーデポジットの形成を制御するのに役立つと思われる。さらに、処理チャンバの側壁は約７０℃未満温度で維持され、ドームは約８０℃未満の温度で維持され、これにより、一定の処理条件が維持され、処理チャンバ表面上の重合形成を最小にする。
【００４２】
通常、約１０００ワット以下のＲＦ供給源パワーレベルが誘導コイルに適用され、エッチングプロセスの間、処理ガスのプラズマが発生及び維持される。約２００ワット〜約１０００ワットの間、例えば約２５０ワット〜約５００ワットの間のパワーレベルは、基板表面にエッチングするのに十分な処理ガスの十分なプラズマを提供することが見出されている。挙げられたＲＦ供給源パワーレベルは、基板上に配置された光学的に透明な材料の露出した部分をエッチングするために、処理ガスから十分なエッチングラジカル及び重合ラジカルを生成することが見出されており、同時に、約１５０℃以下の基板温度における従来技術の金属エッチングプロセスと比較して、十分に低い電力レベルが提供される。
【００４３】
通常、約５００ワット未満のバイアス電力例えば約２００ワット以下が基板に適用され、基板表面に関してエッチングラジカルの指向性が増大される。７５ワット未満例えば約１０ワット〜約７０ワットの間のバイアス電力は、エッチングラジカルの速度を速めるエッチングプロセスで使用されてもよく、基板表面に関してより指向性を提供し、これにより、異方性エッチングを生じる。ここで記述されるプロセスの１つの実施形態において、ＲＦ供給源電力は約２００ワット以上のパワーレベルで適用され、バイアス電力は約２００ワット以下のパワーレベルで適用される。
【００４４】
露出された減衰材料は、処理ガスのプラズマによって約１５秒〜約３００秒、例えば約３０秒〜約２７０秒の間エッチングされてもよい。減衰材料は、処理ガスのプラズマによって約１０秒〜約２７０秒、例えば約９０秒〜約２０５秒の間曝されてもよい。
【００４５】
あるいは、ここで記述される材料の各エッチングプロセス後にオーバーエッチングステップを行ってもよく、基板から所望の材料全ての除去を確実にする。１つの態様において、オーバーエッチングは付加的な時間の間、同じ処理ガス及び処理条件を使用してもよい。オーバーエッチングプロセスは、約１０％〜約６０％の間の時間、例えば約２５％〜約５０％の光学的に透明な材料のエッチング時間の追加時間の間実施してもよい。
【００４６】
ここで記述されるエッチングプロセスはまた、「側部」から独立した、又はフィーチャレジスト材料内の「頂部」または上部表面レジスト材料を除去するものと認められ、異方性エッチング及び改善されたフィーチャ形成と一貫性のあるものである。その上に、処理された基板は、生成したフィーチャ寸法がほとんど垂直な輪郭すなわち、フィーチャの側壁及びフィーチャの底部が従来の結果である約８５度から約８８度に比べて、約９０度の角度を有する。
【００４７】
さらに、エッチング化学物質及び処理条件はまた、シリコンを含む誘電体層をエッチングする場合にも適用されてもよい。ここで、シリコンを含む誘電体層は、酸化ケイ素、ケイ化チタン及び窒化ケイ素と同様に、他のシリコンベース材料例えばドープされていないシリケートガラズ、ホスホシリケートガラズ、ボロフォスフェートシリケートガラズである。
【００４８】
図３Ｄを参照して、上述された処理の概略は、減衰材料３２０をエッチングして、フォトマスクのフィーチャを画成する。このプロセスによって形成される位相シフトフィーチャ３２５は、真っ直ぐな側壁、フラットで平らな底部及び高いプロファイル角を有する。一旦減衰材料３２０のエッチングが終了したならば、フィーチャ３２５を囲む残っているレジスト材料３は、例えば酸素プラズマ又は当業界で知られている既知名レジスト除去技術によって除去される。
【００４９】
次に、金属層３３０はエッチングされてもよく、最初の堆積、現像によって下層の減衰材料層３２０が露出され、図３Ｅに示すステップ２７０において、第２フォトレジスト材料３５０をパターンエッチングし、フィーチャ３２５を画成する下層の金属層３３０を露出する。第２のフォトレジスト材料３５０は、金属層３３０をエッチングするために、金属フィーチャ３５５にパターン化される。フォトレジスト材料３５０は、厚さ約２００ｎｍの奥行きに置かれるが、どんな厚さでもよく、金属層３３０でエッチングされるフィーチャの深さと少なくとも同じ厚さが望ましく、これにより、フォトリソグラフィレチクルが形成される。
【００５０】
次に、金属層３３０の露出部分は、金属エッチングのためにここで記述されたようにエッチングされ、図３Ｆで示すように、ステップ２８０で減衰材料層３２０の下層の部分が露出される。次に、エッチングされた金属は、上述したように、通過する光の位相を変更する位相シフトフィーチャ３６５を画成し、これにより、フォトリソグラフィプロセスでフィーチャを形成する際、ディフラクションを減少し解像度を改善する。オーバーエッチングプロセスは、減衰材料層３２０から金属層３３０材料の除去を完全にするために使用されてもよい。第２フォトレジスト材料３５０はここで記載されたように剥ぎ取られてもよく、減衰位相シフトフォトリソグラフィレチクルを形成する。
実施例：
ここで記述されるプロセスの１つの広い実施例において、ＭｏＳｉ層にエッチングするエッチングプロセスの間、塩素ガスは約１５ｓｃｃｍ〜約５０ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）は約１ｓｃｃｍ〜約３５ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入される。アルゴンは、任意に約２５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入される。
【００５１】
通常、処理チャンバ圧力は、約２ミリＴｏｒｒ〜約３０ミリＴｏｒｒ、例えば約３ミリＴｏｒｒ〜約１０ミリＴｏｒｒの間で維持される。約２５０ワット〜約５００ワットの間のＲＦ電力源は、誘導コイルに適用され、エッチングプロセスの間、処理ガスのプラズマが発生され、維持される。約１０ワット〜約１００ワットの間、たとえば約１３ワット〜約７０ワットのバイアス電力は、基板支持部に適用される。エッチングプロセスは、約３０秒〜約１８０秒の間で実施される。オーバーエッチングは、本来のエッチングプロセスにおける時間の約１０％〜約５５％の間の時間で実施されてもよい。
【００５２】
基板温度は、エッチングプロセスの間、約２０℃〜約１００℃の間である。その上に、処理チャンバ１０の側壁１５は、約７０℃未満の温度で維持され、ドームは約８０℃未満の温度で維持される。上述された処理方式パラメータの下で、ＭｏＳｉ材料３２０は、処理ガスの組成及び処理チャンバの構造に従い、約１００オングストローム／分〜約１０００オングストローム／分の間の速度でエッチングすることができる。
【００５３】
本発明の一実施形態の他の実施例において、Ｃｌ２及びＣＨＦ３を含む処理ガスは約２５ｓｃｃｍ〜約２５ｓｃｃｍの流速でそれぞれ処理チャンバに導入され、処理チャンバは約３Ｔｏｒｒの圧力で維持される。約４００ワットのＲＦ電力源は誘導コイルに適用されて処理中プラズマが発生、維持され、約７０ワットのバイアス電力が基板支持部に適用され、エッチングプロセスの制御性が増進される。基板は約５０℃〜約８０℃の間の温度で維持され、処理チャンバの側壁は約７０℃の温度で維持され、ドームは約８０℃の温度で維持される。５０％のオーバーエッチングは、本来のエッチングの後に実施された。
【００５４】
ＭｏＳｉ及びフォトレジストのエッチングレートはＣＨＦ３濃度を増大することで減少することが観察され、フォトレジストに対するＭｏＳｉの選択性はＣＨＦ３濃度を増大することで増大することが観察された。
他の実施例において、減衰材料ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）で作製された基板及びこの基板上に配置され約１００ナノメートルのクロムフォトマスク層を含むフォトリソグラフィレチクルは、レジスト堆積のために処理チャンバ内に導入される。レジスト例えばＺＥＰ（日本のＴｏｋｙｏ−Ｏｋａから商業的に入手できる）、又は化学的に増強されたレジスト、又は日本のＴｏｋｙｏ−Ｏｋａから商業的に入手できるＣＡＲは、オキシ窒化クロム上に堆積され、次いで、従来のレーザー又は電子ビームパターニング装置を使用してパターン化される。基板に堆積されたレジストは、約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの厚さ、例えば約３００ｎｍ〜約４００ｎｍの間の厚さであるが、所望のどんな厚さでもよい。クロム層はエッチングされＭｏＳｉ材料が露出し、残余のフォトレジストは除去される。第２レジスト層が堆積され、パターニングされてＭｏＳｉ材料が露出する。
【００５５】
調製された基板は、次に、ＤＰＳ（登録商標）プラズマエッチングチャンバ内に導入された。処理汚染物を除去するために粗清浄化ステップを基板上で実施した後、約１０ミリＴｏｒｒのチャンバ圧力で維持されているチャンバ内へ約３０ｓｃｃｍの流速で酸素ガスを導入することによりエッチングプロセスを実施し、約２００ワットで約６０秒間プラズマを照射した。
【００５６】
レチクルは、エッチングチャンバ例えば上述したＤＰＳ（登録商標）金属エッチングチャンバ内に置かれる。上述のようにパターン化された基板はエッチングチャンバのカソードペデスタル上に置かれ、チャンバは約３ミリＴｏｒｒの圧力で維持された。プラズマは、約４００ワットのパワーレベルで、ＲＦ電圧を誘導コイルに適用することによって発生した。約７０ワットのバイアス電力をカソードペデスタルに適用した。トリフルオロメタン（ＣＨＦ３）を２５ｓｃｃｍ、塩素ガス（Ｃｌ２）を２５ｓｃｃｍ、全流速５０ｓｃｃｍの下、ＭｏＳｉ材料のエッチングを約７０秒間行った。
【００５７】
上述では本発明の好適な実施形態について説明したが、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の他の実施形態が案出されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本明細書に記述されるプロセスで使用される典型的なエッチングチャンバの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による基板の処理手順を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｃ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｄ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｅ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
【図３Ｆ】本発明の一実施形態によるエッチング手順を示す断面図である
Claims (31)
- フォトリソグラフィのレチクルを処理する方法であって、
処理チャンバ内の支持部材上にレチクルを配置するステップであり、レチクルは、光学的に透明な材料上に配置された減衰材料層、前記減衰材料層上に形成されパターン化された金属フォトマスク、及び前記パターン化され金属フォトマスク上に堆積されたパターン化されたレジスト材料を含む、レチクルを配置するステップと、
１つ以上のフッ素を含有する重合材料及び１つ以上の塩素を含有するガスを処理チャンバ内に導入するステップと、
ＲＦ電力をコイルに適用しバイアス電力を支持部材に適用することによってプラズマを発生させるために、電力を処理チャンバに供給するステップと、
露出した減衰材料層の部分をエッチングするステップと、
を含む、方法。 - 減衰材料層は、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）、モリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＯＮ）及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- １つ以上のフッ素含有重合材料は、一般式ＣＸＨＹＦＺを有するフッ素含有炭化水素を含み、ここでｘは１〜５の整数、ｙは１〜８の整数、ｚは１〜８の整数である、請求項１に記載の方法。
- 一般式ＣＸＨＹＦＺを有する１つ以上のフッ素含有重合材料は、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
- プラズマは、約２００ワット〜約１０００ワットの間でＲＦ電力をコイルに適用し、約１０ワット〜約２００ワットの間でバイアス電力を適用することによって発生する、請求項１に記載の方法。
- 塩素含有ガスは、塩素（Ｃｌ２）、塩酸（ＨＣｌ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
- 処理ガスは、アルゴン、ヘリウム及びこれらの組合わせからなる群から選択される不活性ガスをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- フォトリソグラフィレチクルを処理するステップは、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせからなる群から選択される１つ以上のフッ素含有炭化水素を、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で導入するステップと、Ｃｌ２、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ４、ＢＣｌ３及びこれらの組合わせからなる群から選択される塩素含有ガスを、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で導入するステップと、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、クリプトン及びこれらの組合わせからなる群から選択される不活性ガスを、約０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバ内に導入するステップと、約２ミリＴｏｒｒ〜約２５ミリＴｏｒｒの間の圧力で処理チャンバを維持し、約５０℃〜約１５０℃の間の温度で基板を維持するステップと、処理チャンバに約２５０ワット〜約７００ワットの間でＲＦ電力を適用してプラズマを発生させ、約１０ワット〜約２００ワットの間のバイアス電力を支持部材に適用するステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
- 処理ガスは、フルオロカーボン、ＳＦ６及びこれらの組合わせからなる群から選択されるフッ素含有ガスをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- 金属フォトマスク層の部分が露出するように金属フォトマスク層上の第２フォトレジストを堆積及びパターニングすることによって下層の減衰材料層を露出するために金属フォトマスク層をエッチングし、露出した金属フォトマスク層をエッチングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
- レチクルをエッチングする方法であり、レチクルは、光学的に透明な材料上に配置される減衰材料層、減衰材料層上に形成されパターン化された金属フォトマスク層及びパターン化された金属フォトマスク層上に堆積されパターン化されたレジスト材料を含み、前記方法は、
前記レチクルを処理チャンバ内の支持部材上に配置するステップであって、レチクルは約１５０℃未満の温度で維持される、ステップと、
一般式ＣＸＨＹＦＺを有する１つ以上のフッ素を含有する炭化水素及び塩素ガスを含む処理ガスを導入するステップであって、ここでｘは１〜５の整数、ｙは１〜８の整数、ｚは１〜８の整数である、ステップと、
プラズマを発生させるために電力を処理チャンバに供給するステップと、
減衰材料層の露出した部分をエッチングするステップと、
を含む方法。 - 減衰材料層は、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）、モリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＯＮ）及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
- 一般式ＣＸＨＹＦＺを有し１つ以上のフッ素を含有する炭化水素は、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項１１に記載の方法。
- 処理チャンバに電力を供給するステップは、約２００ワット以上のＲＦ電力をコイルに適用するステップと、約２００ワット以下のバイアス電力を支持部材に的湯押してプラズマを発生させるステップとを含む、請求項１１に記載の方法。
- ＲＦ電力は、約２００ワット〜約１０００ワットの間で適用される、請求項１４に記載の方法。
- バイアス電力は、約１０ワット〜約２００ワットの間で支持部材に適用される、請求項１４に記載の方法。
- 処理ガスは、アルゴン、ヘリウム及びこれらの組合わせからなる群から選択される不活性ガスをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
- 一般式ＣＸＨＹＦＺを有する１つ以上のフッ素を含有する炭化水素は、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、塩素ガスは、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、不活性ガスは、約０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、さらに、約２ミリＴｏｒｒ〜約５０ミリＴｏｒｒの間の圧力で維持され、レチクルは約５０℃〜約１５０℃の範囲の温度で維持される処理チャンバに、約２００ワット〜１０００ワットの間のＲＦ電力を適用し、約１０ワット〜約２００ワットの間のバイアス電力を支持部材に適用することによって、処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップを含む、請求項１１に記載の方法。
- 処理ガスは、フルオロカーボン、ＳＦ６及びこれらの組合わせからなる群から選択されるフッ素含有ガスをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
- 金属フォトマスク層の部分が露出するように金属フォトマスク層上の第２フォトレジストを堆積及びパターニングすることによって下層の減衰材料層を露出するために金属フォトマスク層をエッチングし、露出した金属フォトマスク層をエッチングするステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
- フォトリソグラフィ処理のためにレチクルを製造する方法であって、
減衰材料層を露出させるために減衰材料層上に堆積された金属層をパターニングするステップと、
減衰材料層を露出させるためにパターン化された金属層の上方のレジスト層を堆積及びパターニングするステップと、
エッチング処理チャンバ内の支持部材上にフォトマスクを配置するステップと、
１つ以上のフッ素を含有する重合材料及び１つ以上の塩素を含有するガスをふくむ処理ガスを処理チャンバ内に導入するステップと、
処理チャンバ内にプラズマを発生させるためにエッチング処理チャンバに隣接して配置されるコイルにＲＦ電力を供給するステップと、
減衰材料層の露出した部分をエッチングするステップと、
を含む方法。 - 減衰材料層は、ケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）、モリブデンオキシ窒化ケイ素（ＭｏＳｉＯＮ）及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
- １つ以上のフッ素を含有する重合材料は、一般式ＣＸＨＹＦＺを有する炭化水素を含むフッ素含有炭化水素であり、ここで、ｘは１〜５の整数、ｙは１〜８の整数、ｚは１〜８の整数である、請求項２１に記載の方法。
- 一般式ＣＸＨＹＦＺを有する１つ以上のフッ素を含有する炭化水素は、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ４Ｆ２及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項２３に記載の方法。
- 塩素を含むガスは、塩素（Ｃｌ２）、塩酸（ＨＣｌ）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）及びこれらの組合わせからなる群から選択される、請求項２１に記載の方法。
- 処理ガスは、アルゴン、ヘリウム及びこれらの組合わせからなる群から選択される不活性ガスをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
- ＲＦ電力は、約２００ワット〜約１０００ワットの間にある、請求項２１に記載の方法。
- 約２００ワット以下のバイアス電力を支持部材に適用するステップをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
- 一般式ＣＸＨＹＦＺを有する１つ以上のフッ素を含有する炭化水素は、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、塩素ガスは、約５ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、不活性ガスは、約０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの間の流速で処理チャンバに導入され、さらに、約２ミリＴｏｒｒ〜約５０ミリＴｏｒｒの間の圧力で維持され、レチクルは約５０℃〜約１５０℃の範囲の温度で維持される処理チャンバに、約５０ワット〜２００ワットの間のＲＦ電力を適用し、約１０ワット〜約２００ワットの間のバイアス電力を支持部材に適用することによって、処理チャンバ内にプラズマを発生させるステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
- 処理ガスは、フルオロカーボン、ＳＦ６及びこれらの組合わせからなる群から選択されるフッ素をさらに含む、請求項２１に記載の方法。
- 金属フォトマスク層の部分が露出するように金属フォトマスク層上の第２フォトレジストを堆積及びパターニングすることによって下層の減衰材料層を露出するために金属フォトマスク層をエッチングし、露出した金属フォトマスク層をエッチングするステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
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