(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
処理チャンバ内に配置され、その上にフォトマスクを受けるように構成された台座部と、
チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、
チャンバ内の台座部上方に配置されたシールドとを備え、シールドは複数の開口部を有し、通過する荷電及び中性種の分布を制御するように構成されたプレートを備え、プレートは互いに異なる少なくとも１つの特性を有する２つのゾーンを備え、少なくとも１つの特性は誘電率又は電位バイアスの１つであり、２つの分離したゾーンのそれぞれが互いに異なる誘電率を含み、材料が陽極酸化アルミニウム、セラミック、アルミナ、イットリア、約４を越える誘電率を有する材料から成る群から選択されるプラズマエッチング装置。
【請求項２】
２つのゾーンが互いに異なる２つの開放領域を特徴とし、この２つの開放領域が複数の開口部のうちの１つ以上の開口部によって形成される請求項１記載の装置。
【請求項３】
２つのゾーンが互いに異なる電位バイアスをそれぞれ有する請求項１記載の装置。
【請求項４】
２つのゾーンが１つの材料で形成されている請求項３記載の装置。
【請求項５】
２つのゾーンが物理的に互いに分離されている請求項４記載の装置。
【請求項６】
２つのゾーンが互いに異なる２つの開放領域を特徴とし、２つの開放領域が複数の開口部のうちの１つ以上の開口部によって形成される請求項３記載の装置。
【請求項７】
プレートが楔形、同心円状、又は格子状パターンの少なくとも１つで配置されたゾーンをさらに備える請求項１記載の装置。
【請求項８】
２つのゾーンが、異なるパターン密度を特徴とするフォトマスク上の各領域に関連する空間構成を有する請求項１記載の装置。
【請求項９】
２つのゾーンのそれぞれが陽極酸化アルミニウム、セラミック、アルミナ、イットリア、約４を越える誘電率を有する材料から成る群から選択される異なる材料を含む請求項８記載の装置。
【請求項１０】
２つのゾーンが互いに異なる電位バイアスを有する請求項８記載の装置。
【請求項１１】
台座部を有する処理チャンバを提供し、
台座部上方にシールドを設置し、シールドは各自複数の開口部を備えた第１ゾーンと第２ゾーンとを有し、通過する荷電及び中性種の分布を制御するように構成されたプレートを備え、第１ゾーンは電位バイアス又は材料の誘電率のうち少なくとも１つが第２ゾーンとは異なり、第１ゾーンと第２ゾーンの材料が、陽極酸化アルミニウム、セラミック、アルミナ、イットリア、４を越える誘電率を有する材料から成る群から選択され、
台座部上にフォトマスクを載置し、
処理ガスを処理チャンバ内に導入し、
処理ガスからプラズマを発生させ、
プレートを通過するイオンと中性種を用いてフォトマスクをエッチングすることを含むフォトマスクのエッチング方法。
【請求項１２】
ある材料で形成された第１ゾーンを設け、
異なる材料で形成された第２ゾーンを設けることを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
第２ゾーンとは異なる電位バイアスを第１ゾーンに印加することを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１４】
ある材料で形成されたプレートを提供し、
プレートの２つの位置を横断して電位勾配を確立することを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１５】
第２ゾーンの第２開放領域とは異なる第１開放領域を第１ゾーンに設けることを更に含み、第１及び第２開放領域が各ゾーンの複数の開口部により形成される請求項１１記載の方法。
【請求項１６】
プレート上に楔形、同心円状、及び格子状パターンの１つの第１及び第２ゾーンを設けることを更に含む請求項１１記載の方法。
【請求項１７】
プレートが、異なるパターン密度を特徴とするフォトマスク上の各領域に関連する空間構成を有する複数のゾーンを備える請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、フォトマスクのプラズマエッチング方法及び装置、更に具体的にはプラズマ種の分布制御が改善された方法及び装置に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
マイクロエレクトロニクス又は集積回路デバイスの製造は、典型的には、半導体、誘電性、導電性基板に施す数百もの個別工程を必要とする複雑な処理シーケンスを伴う。これらの処理工程の例には酸化、拡散、イオン注入、薄膜蒸着、洗浄、エッチング、リソグラフィーが含まれる。リソグラフィーとエッチング（パターン転写工程と呼ばれることが多い）を用い、まず、所望のパターンを感光性材料層、例えばフォトレジストに転写し、その後、次のエッチング中にその下の材料層に転写する。リソグラフィー工程で、ブランケットフォトレジスト層をパターンを含むレチクル又はフォトマスクを介して放射線源に曝露すると、パターンの像がフォトレジストに形成される。適切な化学溶液中でフォトレジストを現像するとフォトレジストの一部が除去され、パターン形成されたフォトレジスト層が得られる。このフォトレジストパターンをマスクとして用いて、その下の材料層を、例えば、ウェット又はドライエッチングにより反応環境に曝露すると、その下の材料層にパターンが転写される。
【０００３】
典型的にはガラス又は石英基板上に支持された金属含有層に形成されるフォトマスク上のパターンは、フォトレジストパターンを介してエッチングすることでも形成できる。しかしながら、この場合、フォトレジストパターンを、レチクルを介したフォトレジストの曝露とは対照的に、例えば電子ビーム又はその他の適切な照射ビームを用いて直接書込み法により形成する。パターニングしたフォトレジストをマスクとして使用し、パターンをその下の金属含有層にプラズマエッチングを用いて転写可能である。最新のデバイス製造での使用に適した市販のフォトマスクエッチング機器の一例としては、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能なテトラ（Ｔｅｔｒａ（商標名））フォトマスクエッチシステムが挙げられる。「マスク」、「フォトマスク」又は「レチクル」という用語は、パターンを含む基板を総称して同じ意味で用いられる。
【０００４】
デバイス寸法がますます小型化するにつれ、先端技術に向けたフォトマスクのデザインと製造は一層複雑になってきており、限界寸法や処理の均一性の制御は一段と重要になってきている。従って、フォトマスク製造における処理のモニタリングと制御の改善が現在求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、概して、フォトマスクのエッチング方法及び装置を提供する。本発明の一実施形態はプラズマエッチング装置を提供し、この装置は処理チャンバと、処理チャンバ内に配置され、フォトマスクを受けるように用いられる支持台座部と、チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、複数の開口部を有し、通過する荷電及び中性種の分布を制御するように構成されたプレートを備える、チャンバ内の台座部上方に配置されたシールドとを備え、プレートは材料又は電位バイアスのうちの少なくとも１つの特性を有し、その特性が互いに異なる２つのゾーンを備える。
【０００６】
本発明の別の実施形態はフォトマスクのエッチング方法を提供する。この方法は支持台座部を有する処理チャンバを用意し、各自複数の開口部を備えた第１ゾーンと第２ゾーンとを有し、通過する荷電及び中性種の分布を制御するように構成され、第１ゾーンが第２ゾーンとは異なる、材料又は電位バイアスのうちの少なくとも１つの特性を有するプレートを備えるシールドを支持台座部上方に設置し、台座部上にフォトマスクを載置し、処理ガスを処理チャンバ内に導入し、処理ガスからプラズマを発生させ、プレートを通過するイオンと中性種を用いてフォトマスクをエッチングすることを含む。
【０００７】
本発明の別の実施形態はプラズマエッチング装置を提供する。この装置は処理チャンバと、処理チャンバ内に配置され、フォトマスクを受けるように用いられる支持台座部と、チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、複数の開口部を有し、通過する帯電及び中性種の分布を制御するように構成されたプレートを備える、チャンバ内の台座部上方に配置されたシールドとを備え、プレートはイットリアと約４を越える誘電率を有する材料から成る群から選択された材料を含む。
【詳細な説明】
【０００８】
本発明は、フォトマスク基板のエッチングを改善するための方法及び装置を提供する。更に具体的には、本発明はプラズマエッチングチャンバ内における荷電種と中性種の空間的な分布を制御するための改善されたシールドに関連する。このシールドはイオン・ラジカル又はイオン・中性種シールドとも称される。
【０００９】
プラズマエッチングチャンバで使用するためのイオン・ラジカルシールドの一例はクマール（Ｋｕｍａｒ）らにより２００４年６月３０日に出願された米国特許出願第１０／８８０７５４号「フォトマスクプラズマエッチングの方法及び装置」で以前開示されている。
【００１０】
図１はイオン・ラジカルシールド１７０を有するエッチング反応装置１００の概略図である。本願で開示の教示との使用に用いられる適合させ得る適切な反応装置には、例えば、分離型プラズマ源（ＤＰＳ、商標名）II反応装置、又はテトラI及びテトラIIフォトマスクエッチシステムが含まれ、これらは全てカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアル社から入手可能である。ここで図示する反応装置１００の特定の実施形態は説明を目的としたものであり、本発明の範囲を限定すべきものではない。本発明は、その他の製造業者によるものを含め、その他のプラズマ処理チャンバで利用することも想定している。
【００１１】
反応装置１００は、通常、導電性本体部（壁部）１０４内に基板台座部１２４を有する処理チャンバ１０２と制御装置１４６とを備える。チャンバ１０２は、実質的に平面の誘電性天井部又は蓋部１０８を有する。チャンバ１０２のその他の変形版は別のタイプの天井部、例えばドーム型天井部を有する。アンテナ１１０は天井部１０８上方に配置され、選択的に制御し得る１つ以上の誘導コイル素子を備える（図１には２つの同軸素子１１０ａ及び１１０ｂが図示される）。アンテナ１１０は第１整合回路１１４を介してプラズマ電源１１２に連結されており、電源は、典型的には、約５０ｋＨｚから約１３．５６ＭＨｚの範囲の調整可能な周波数で約３０００Ｗにのぼる電力を発生可能である。
【００１２】
基板台座部（カソード）１２４は、第２整合回路１４２を介してバイアス電源１４０に連結されている。通常、バイアス電源１４０は周波数約１３．５６ＭＨｚで約５００Ｗまでの電源であり、連続又はパルス電力を発生可能である。或いは、電源１４０はＤＣ又はパルスＤＣ電源であってもよい。
【００１３】
一実施形態において、基板支持台座部１２４は静電チャック１６０を備え、静電チャックは少なくとも１つのクランプ電極１３２を有し、チャック電源１６６により制御される。別の実施形態において、基板台座部１２４はサセプタクランプリング、メカニカルチャック等の基板保持機構を備えていてもよい。
【００１４】
レチクルアダプタ１８２を用いて、基板（例えば、マスク又はレチクル）１２２を基板支持台座部１２４上に固定する。レチクルアダプタ１８２は、通常、台座部１２４の上面（例えば、静電チャック１６０）を覆う下部１８４と、基板１２２を保持できるようなサイズと形状の開放部１８８を有する上部１８６とを含む。開放部１８８は、通常、台座部１２４の実質的に中央に位置する。アダプタ１８２は、通常、ポリイミドセラミック又は石英等の耐エッチング性耐熱材料の単一体から形成される。エッジリング１２６でアダプタ１８２を覆っても及び／又はアダプタ１８２を台座部１２４に固定してもよい。
【００１５】
昇降機構１３８を用いてアダプタ１８２、ひいては基板１２２の基板支持台座部１２４からの上げ下ろしを行う。通常、昇降機構１６２は各ガイド穴１３６を通る複数の昇降ピン１３０（昇降ピンは１つ図示されている）を備える。
【００１６】
作動中、基板１２２の温度は基板台座部１２４の温度を安定化させることで制御する。一実施形態において、基板支持台座部１２４は抵抗ヒータ１４４とヒートシンク１２８を備える。抵抗ヒータ１４４は、通常、少なくとも１つの発熱体１３４を備え、ヒータ電源１６８により調整される。ガス供給源１５６からの背面ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）は基板１２２下の台座部表面内に形成された流路へとガス管１５８を介して供給され、台座部１２４と基板１２２との間の熱伝導を促進する。処理中、台座部１２４を抵抗ヒータ１４４により定常温度にまで加熱すると、背面ガスとの組み合わせにより基板１２２がより均一に加熱される。こういった熱制御を用いることで、基板１２２の温度を約０〜３５０℃に維持することができる。
【００１７】
イオン・ラジカルシールド１７０はチャンバ１０２内の台座部１２４上方に配置される。イオン・ラジカルシールド１７０はチャンバ壁部１０４と台座部１２４から電気的に隔離されているため、プレートとアースとを結ぶ接地経路が設置されていない。イオン・ラジカルシールド１７０の一実施形態は、実質的に平面のプレート１７２と、プレート１７２を支持する複数の脚部１７６を備える。処理要件に対応する様々な材料から形成し得るプレート１７２は、プレート１７２に所望の開放領域を規定する１つ以上の開放部（開口部）１７４を備える。この開放領域により、処理チャンバ１０２の上部処理容積１７８で発生させたプラズマからイオン・ラジカルシールド１７０と基板１２２との間に位置する下部処理容積１８０へと通過するイオン量を制御する。開放領域が広ければ広いほど、より多くのイオンがイオン・ラジカルシールド１７０を通過可能である。このため、開口部１７４のサイズにより容積１８０内のイオン密度が制御され、シールド１７０はイオンフィルタとして機能する。プレート１７２はスクリーン又はメッシュも含み、スクリーン又はメッシュの開放領域が開口部１７４により設けられる所望の開放領域に対応する。或いは、プレートとスクリーン又はメッシュの組み合わせも用いることができる。
【００１８】
処理中、プラズマからの電子の衝突の結果、プレート１７２の表面には電位が発生する。電位がプラズマからイオンを引き付け、プラズマからイオンを効果的にフィルタする一方で、中性種、例えばラジカルはプレート１７２の開口部１７４を通過可能となる。このため、イオン・ラジカルシールド１７０を通るイオン量を低減することで、中性種又はラジカルによるエッチングをより制御されたやり方で進めることが可能である。これによりパターン形成した材料層の側壁へのレジストのスパッタリングのみならずレジストの侵食が軽減され、この結果、エッチバイアスと限界寸法の均一性が改善される。
【００１９】
本発明は代替となる材料及び構成を含む、イオン・ラジカルシールド１７０を強化する様々なものを提供する。例えば、プレート１７２には陽極酸化アルミニウムより石英又はセラミックを使用したほうが有益である。これはアルミニウムプレートだと渦電流が生じ、処理の均一性に悪影響を及ぼす可能性があるからである。別の実施形態において、プレート１７２は約４より高い誘電率を有する材料から成る。こういった材料の例にはセラミック、例えばアルミナ、イットリア（酸化イットリア）、Ｋ１４０（京セラから入手可能な専売材料）その他が含まれる。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、イオン・ラジカルシールド１７０は互いに異なる少なくとも１つの特性を有する２つのゾーン又は部位を備える。例えば、シールドは様々な外形（例えば、サイズ、形状、開放領域）を含む異なる構成のゾーンを多数備えており、これらのゾーンは同一又は異なる材料から形成されている、或いは異なる電位バイアスを有するように適合されている。ゾーンの構成、材料及び／又は電位バイアスを組み合わせることでプラズマ内のイオン及び中性種の空間分布を局所的に変えることができ、エッチングの均一性、又はエッチング速度の局所的な加速又は減速等の処理特性のカスタマイズ（例えば、マスクの部分ごとにパターン密度を変える）等が可能となる。こういったマルチゾーンシールドは、例えば、プラズマ種の分布の能動的な制御に用いることが可能であるため、処理制御を強化することができる。
【００２１】
一実施形態においては、シールドの少なくとも２つのゾーンを異なる誘電率を有する異なる材料から形成する。様々なセラミック（例えば、アルミナ、イットリア）、陽極酸化アルミニウム、石英、誘電率が約４より高い材料、例えば京セラから入手可能なＫ１４０が、処理化学作用に耐え得るその他の材料のみならず、適切な材料として挙げられる。別の実施形態においては、シールドは主に１つの材料から成るが、互いに物理的に分離又は電気的に隔離された異なるゾーン又は部位に分割されている。これらのゾーンは各ゾーンを独立して異なる電位にバイアスできるようにと構成されている。或いは、シールドは異なる幾何学的又は空間構成、材料及び／又は電位バイアスの組み合わせを有する複数のゾーンを備えていてもよい。
【００２２】
図２Ａは本発明のシールド１７０の一実施形態の概略上面図である。この実施形態において、シールド１７０は複数の開口部１７４と複数の脚部１７６を有するプレート１７２を備える。プレート１７２は異なるゾーン又は部位１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄに分割されている。これらのゾーンの少なくとも２つはセラミック（例えば、アルミナ、イットリア）、石英、陽極酸化アルミニウム、又は処理化学作用に耐え得るその他の材料等の異なる材料から成る。異なる誘電率を有する材料を使用することにより、プラズマ特性、それに伴いエッチング結果を調整可能となる。例えば、高誘電率材料から成るゾーンは低誘電率材料から成る別のゾーンと比較して電荷の蓄積が大きくなる。このため、低誘電率材料ではより多くのイオンがゾーンを通過する。
【００２３】
或いは、全てのゾーンを同一材料から形成し、隣接するゾーンを図２Ｂに図示するように間隙１７２Ｇ又は絶縁材料で互いに分離することもできる。間隙を備えた構成の場合、各脚部での支持に加え、隣接するゾーンを任意で（ゾーンとは異なる材料から成る）１つ以上のタブ１７３で接続することで機械的安定性を得てもよい。更に、ゾーン１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄの１つ以上を電位バイアス供給用の各電源に接続してもよく、これらは各ゾーンごとに独立して制御可能である。例えば、ゾーン１７２Ａにゾーン１７２Ｂとは異なる電位で電源１９０Ａによりバイアス印加する。ゾーン１７２Ｂには別の電源１９０Ｂが接続されている。電源接続は図２Ｃに図示されており、脚部１７６により基板台座部１２４に連結されたゾーン１７２Ａの断面を示す。電源１９０Ａからの電気接続は脚部１７６内側からゾーン１７２Ａへと設けられている。概して、正負いずれかのバイアス電圧を複数のゾーンの１つに印加することが可能である。一実施形態においては、約０ボルト〜約５００ボルトのＤＣバイアス電圧を用いることが可能である。その他の実施形態においては、約０ボルト〜約１００ボルト、又は約０ボルト〜約２０ボルトのＤＣバイアス電圧を用いる。
【００２４】
例えば、正のＤＣバイアス電圧をゾーン１７２Ａに印加すると、隣接するゾーン１７２Ｂと１７２Ｄはバイアスされず（例えば、フローティング）ゾーン１７２Ａからはじかれた正のイオンはゾーン１７２Ｂと１７２Ｄの周辺に蓄積する。ゾーン１７２Ｂと１７２Ｄ周辺の電子から生じた負の電位により中和されない場合、この過剰量の正イオンはこれらのゾーンの開口部１７４を通過して基板１２２のエッチングに貢献すると思われる。このため、プレート１７２上の１つ以上のゾーンを選択的にバイアスすることで、イオン・中性種シールド１７０を通過するイオンの分布を制御しながら変化させ、それに対応してエッチング結果を変えることが可能である。
【００２５】
更に別の実施形態において、プレート１７２は１つの材料を含み、プレート１７２の２つの位置を横断して電位バイアスが印加されている。この実施形態においては位置１７２Ｘと１７２Ｙ周囲の、電位バイアスが異なる２つのゾーン間に間隙や物理的な分離は施されていない。これは図２Ｄに図示されており、２つの電圧源１９０Ｃと１９０Ｄが接続され、位置１７２Ｘと１７２Ｙとの間に電位勾配を作り出している。通常、電位勾配はプレート１７２のいずれの２つの位置間に確立してもよい。図２Ｄの実施形態において、位置１７２Ｘ、１７２Ｙは円周に近い直径ＤＤ´に沿って、プレート中央部を挟んだ両側に配置されている。別の実施形態においては、電位勾配をプレート１７２中央部に近い第１位置とプレート１７２の円周に近い第２位置との間にかける。プレート１７２の開口部１７４を通過するプラズマ中のイオン及び中性種の分布は電位勾配により変化する。
【００２６】
図３Ａ−Ｂはシールド１７０の２つの実施形態の概略上面図であり、異なるゾーンを様々に配置したものを示し、例えば同心円状の１７２Ａと１７２Ｂ（図３Ａ）、格子又は分割パターン状の１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄ、１７２Ｅ、１７２Ｆ（図３Ｂ）が挙げられる。例えば同心円構成はチャンバにおける不均一なガス流パターンから生じるエッチングの（半径方向での）不均一性を補うのに有用である。
【００２７】
当然のことながら各実施形態は互いに組み合わせて用いてもよく、例えば、単一又は複数の材料から形成されていようと、プレートを異なるゾーンを備えた構成とする、或いはプレートを横断して電位バイアスが異なる構成とすることができる。
【００２８】
これに加え、プレート１７２の開口部１７４のサイズ、間隔、幾何学的な配置はゾーンごとに異なっていてもよい。開口部１７４の寸法は通常０．０３インチ（０．０７ｃｍ）〜約３インチ（７．６２ｃｍ）であり、プレート１７２の各ゾーン内において約２〜約９０％の開放領域を規定するように配置される。開口部１７４を様々な寸法のその他の幾何学又はランダムパターンに配置することも想定される。開口部１７４のサイズ、形状、パターンは下部処理容積１８０における所望のイオン密度に応じて異なる。例えば、プレート１７２の特定のゾーンに口径の小さい開口部を多く設けると、容積１８０の対応する領域におけるラジカル(又は中性種)：イオン密度比が上昇する。或いは、多数の大口径開口部をプレート１７２の１ゾーン内で小口径開口部と散在させると容積１８０の対応する領域におけるイオン：ラジカル（又は中性種）密度比が上昇する。
【００２９】
図２−３に図示の実施例は説明を主に目的としたものであり、当然のことながら多くの異なる変形が可能であり、処理特性を特定のニーズに応じてカスタマイズ可能とするために特定のマスクパターンに合わせて設計したゾーン構成（例えば、サイズ、形状、開放領域、材料及び／又はバイアス）の組み合わせを含む。例えば、マスクがパターン密度又は負荷が異なる領域を複数有する場合、これらの領域に望ましいエッチング速度は互いに異なる場合がある。この場合、シールドプレート１７２上のゾーン又は部位を特定のマスクパターンに応じて構成することで所望のエッチング結果を得ることが可能である。図４はゾーン１７２Ａ、１７２Ｂに分割されたプレート１７２の一実施形態の上面図であり、この空間構成は異なるパターン密度を有するマスク上のそれぞれの領域に対応又は関連している。例えば、ゾーン１７２Ａが、マスクのその他の部分よりも比較的高いエッチング速度を必要とするマスク領域に対応する場合、ゾーン１７２Ａに大口径開口部を設けることでより高いイオン：中性種比とすることができる。或いは、ゾーン１７２Ａを通過するイオンの量（又はイオン：中性種比）がゾーン１７２Ｂと比較して上昇するようにゾーン１７２Ａと１７２Ｂを誘電率の異なる材料から形成する及び／又は別々にバイアス印加してもよい。誘電率の異なる材料から成る及び／又は異なるバイアスのゾーンを設けることで、開口部のサイズを変えるだけの場合と比較してイオン：中性種比をより良く制御することができる。
【００３０】
イオン・ラジカルシールド１７０を支持する高さを変化させることでエッチング処理を更に制御してもよい。イオン・ラジカルシールド１７０が天井部１０８に近ければ近いほど、上部処理容積１７８が小さくなり、プラズマがより安定する傾向がある。一実施形態において、イオン・ラジカルシールド１７０は天井部１０８からおよそ１インチ（２．５４ｃｍ）の位置に配置される。イオン・ラジカルシールド１７０を台座部１２４、従って基板１２２に近づけるとより速いエッチング速度を得ることができる。或いは、イオン・ラジカルシールド１７０を台座部１２４から離れて位置させることで、速度は低下するがより制御されたエッチング速度を得ることができる。つまり、イオン・ラジカルシールド１７０の高さの調節によるエッチング速度の制御により、速いエッチング速度と限界寸法均一性の改善やエッチバイアスの軽減とのバランスをとることが可能となる。一実施形態において、イオン・ラジカルシールド１７０は台座部１２４から約２インチ（５ｃｍ）の位置に配置される。イオン・ラジカルシールド１７０の高さは、基板１２２と天井部１０８との間の距離が約６インチ（１５．２４ｃｍ）のチャンバ内では約１．５インチ（３．８１ｃｍ）から約４インチ（１０．１６ｃｍ）であってもよい。イオン・ラジカルシールド１７０の配置高さは、異なる外形を有するチャンバ、例えばより大きい又は小さいチャンバに応じて異なることが想定される。
【００３１】
基板１２２に対して間隔を空けた状態でプレート１７２を支持している脚部１７６は、通常、台座部１２４又はエッジリング１２６の外周周辺に位置され、プレート１７２と同一の材料から作製することができる。一実施形態においては、３つの脚部１７６を用いてイオン・ラジカルシールド１７０を支持している。脚部１７６は、通常、プレート１７２を基板１２２又は台座部１２４に対して実質的に平行方向に維持するが、長さの異なる脚部１７６を用いることで傾斜をつけることも想定される。
【００３２】
脚部１７６はその上端をプレート１７２に形成した対応する穴に圧入する、或いはプレート１７２又はプレート１７２の裏面に固定したブラケットにネジ止めすることができる。脚部１７６は台座部１２４、アダプタ１８２、又はエッジリング１２６上に載置しても、或いは台座部１２４、アダプタ１８２、又はエッジリング１２６に形成した受け穴（図示せず）内に延びるものであってもよい。ネジ止め、ボルト止め、接着その他等の、処理条件と両立するその他の慣用の固締法も用いることができる。エッジリング１２６に固締した場合、イオン・ラジカルシールド１７０は使用、保守、交換等に便利な交換の容易な処理キットの一部となる。イオン・ラジカルシールド１７０を既存の処理チャンバに容易に装備できるように構成することも想定される。
【００３３】
或いは、プレート１７２は台座部１２４上方に、壁部１０４又は処理チャンバ１０２内のその他の構造体に取り付けたブラケット（図示せず）を用いる等のその他の手段で支持してもよい。プレート１７２を壁部１０４又は処理チャンバ１０２内のその他の構造体に取り付ける場合、プレート１７２は通常アース１０６等のいずれの接地経路からも絶縁される。
【００３４】
プラズマエッチングに先んじて、１つ以上の処理ガスをガスパネル１２０から例えば基板台座部１２４上方に位置する１つ以上の注入口１１６（例えば、開放部、噴射装置、ノズル等）を介して処理チャンバ１０２に供給する。図１の実施形態においては、処理ガスを環状ガス流路１１８を用いて注入口１１６に供給しており、流路は壁部１０４又は壁部１０４に連結された（図示の）ガスリングに形成することができる。エッチング処理中、プラズマ源１１２からアンテナ１１０に電力を印加することで処理ガスをプラズマへと点火する。
【００３５】
チャンバ１０２内の圧力は絞り弁１６２と真空ポンプ１６４を用いて制御する。壁部１０４の温度は壁部１０４内を通る液体含有導管（図示せず）を用いて制御してもよい。典型的には、チャンバ壁部１０４は金属（例えば、アルミニウム、ステンレススチールその他）から成り、電気アース１０６に連結されている。処理チャンバ１０２は処理制御、内部診断、終点検知等のための慣用のシステムも備える。こういったシステムはサポートシステム１５４として集合的に図示している。
【００３６】
制御装置１４６は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）１５０と、メモリ１４８と、ＣＰＵ１５０用のサポート回路１５２とを備え、以下で更に詳細に説明するように、処理チャンバ１０２のコンポーネントとそれに伴うエッチング処理の制御を円滑に行う。制御装置１４６は様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御する際に工業環境で使用可能ないずれの汎用コンピュータプロセッサであってもよい。ＣＰＵ１５０のメモリつまりコンピュータ可読性媒体６４２はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピー（商標名）ディスク、ハードディスク、又はその他のいずれの形式のローカル又はリモートデジタルストレージ等の１つ以上の容易に入手可能なメモリであってもよい。サポート回路１５２は慣用のやり方でプロセッサを支持するためにＣＰＵ１５０に連結されている。これらの回路はキャッシュ、電力供給源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。本発明の方法は、通常、ソフトウェアルーチンとしてメモリ１４８内に保存される。或いは、こういったソフトウェアルーチンをＣＰＵ１５０により制御されるハードウェアとは離れて位置する第２ＣＰＵ（図示せず）で保存する及び／又は実行してもよい。
【００３７】
図５は本発明の実施形態によるイオン・ラジカルシールドを有するエッチングチャンバ内でフォトマスク基板をエッチングするための方法５００を示している。方法５００は、処理チャンバ内のイオン・ラジカルシールド下の支持台座部上に基板を載置する工程５０２から開始される。シールドは例えば材料又は電位バイアスである少なくとも１つの特性を有し、特性が互いに異なる２つのゾーンを備える。典型的な基板は、通常、石英（つまり、二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）等のその表面上に不透明な金属遮光層を有する光学的に透明なシリコン系材料を含む。フォトマスクで使用される典型的な金属にはクロム又はクロム酸窒化物が含まれる。基板は石英とクロムとの間にモリブデン（Ｍｏ）ドープ窒化ケイ素（ＳｉＮ）層も含んでいてもよい。
【００３８】
工程５０４で、１つ以上の処理ガスをガス注入口を通して処理チャンバへと導入する。例示的な処理ガスには、金属層をエッチングするための、酸素（Ｏ２）又は一酸化炭素（ＣＯ）等の酸素含有ガス及び／又は塩素含有ガス等のハロゲン含有ガスが含まれる。処理ガスは、不活性ガス又は別の酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。一酸化炭素はパターン形成したレジスト材料及びエッチングを施した金属層に形成された開放部やパターンの表面、特には側壁上に不動態化ポリマー堆積物を形成する際に有利である。塩素含有ガスは塩素（Ｃｌ２）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、及びその組み合わせからなる群から選択され、金属層をエッチングするための反応性ラジカルを供給するのに用いられる。
【００３９】
例えば、Ｃｌ２を速度１０〜１０００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）、Ｏ２を速度０〜１０００ｓｃｃｍで供給する。５〜５００Ｗの基板バイアス電力を静電チャックと約１５０℃未満の温度に維持した基板に印加することが可能である。処理チャンバ内の圧力は約１〜約４０ｍＴｏｒｒに制御可能である。石英又はＭｏＳｉ等をエッチングする場合等のその他の実施形態において、処理ガスはフッ素含有ガス、例えばトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）その他を含んでいてもよい。
【００４０】
工程５０６で、任意で、イオン・ラジカルシールドの少なくとも１つのゾーンにＤＣバイアス電圧を印加する。工程５０８で、例えば約２００〜２０００ＷのＲＦ電力をプラズマ電源からアンテナに印加することで、イオン・ラジカルシールド上方の処理容積内で１つ以上の処理ガスからプラズマを発生させる。プラズマから生じたイオンと中性種は、印加したバイアス電圧により確立された電位とイオン・ラジカルシールド全体のプラズマによって決定される分布パターンに応じてイオン・ラジカルシールドを通過する。基板は下部処理容積内でイオンと中性種によりエッチングされる。
【００４１】
上記は本発明の実施形態についてのものであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他及び更に別の実施形態を考案することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
本発明の上述した構成が詳細に理解できるように、上記で要約された本発明のより具体的な説明が実施形態を参照して行なわれ、それらは添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【図１】シールドを有するエッチング反応装置の概略図である。
【図２Ａ】〜
【図２Ｂ】図１のシールドの２つの実施形態の概略上面図である。
【図２Ｃ】シールドの一部の概略断面図である。
【図２Ｄ】シールドを横断する電位バイアスを示す一実施形態の概略上面図である。
【図３Ａ】〜
【図３Ｂ】シールドの別の２つの実施形態の概略上面図である。
【図４】シールドの別の実施形態の概略上面図である。
【図５】本発明の一実施形態によるフォトマスクのエッチング方法のフローチャートである。
【００４３】
円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一の参照番号を用いて表した。一実施形態における要素と構成は、特に記載することなく別の実施形態にて便宜上利用可能である。
【００４４】
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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