(57)【要約】  本発明は真空室内でフォトリソグラフィ用基体を処理する方法を提供する。同方法は、真空室内でフォトリソグラフィ用基体を処理する前に同基体を目標温度にまで冷却し、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入し、同基体が目標温度に達したならば同プロセス・ガスからのプラズマを着火してそれによって同基体を処理し、そして同処理が終了したならば同基体を同真空室から取り出す。
2009520356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程を含む、フォトリソグラフィ用基体を処理する方法：
フォトリソグラフィ用基体を真空室に装着する工程；
同フォトリソグラフィ用基体を目標温度にまで冷却する工程；
同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程；
同冷却工程後に同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程；
同プラズマを用いて同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程；そして
同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【請求項２】
該フォトリソグラフィ用基体が二層からなるクロム製フォトマスクであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
該目標温度が約−３０°Ｃよりも低いことを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】
該フォトリソグラフィ用基体が位相シフト型のフォトマスクであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
該位相シフト型のフォトマスクが、埋め込まれた減衰位相シフト型のマスクであることを特徴とする請求項４の方法。
【請求項６】
該処理工程がプラズマ・エッチング工程であることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項７】
該プロセス・ガスが塩素含有ガスと酸素含有ガスを更に含有していることを特徴とする請求項６の方法。
【請求項８】
該塩素含有ガスと酸素含有ガスが約１５／１よりも高い比率で真空室に導入されることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項９】
該フォトリソグラフィ用基体を時間に基づいて変調処理する工程を更に包含することを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１０】
該変調が振幅変調であることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１１】
該変調がパルス変調であることを特徴とする請求項９の方法。
【請求項１２】
以下の工程を含む、フォトリソグラフィ用基体を処理する方法：
フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程；
同フォトリソグラフィ用基体温度を流体により制御する工程；
同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程；
同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程；
同プラズマを用いて同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程；そして
同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【請求項１３】
該基体支持体が更に該フォトリソグラフィ用基体を少なくとも３点で支持することを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１４】
該流体がガスであることを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１５】
該ガスが不活性ガスであることを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１６】
該真空室内で更にガス圧力を約１ｔｏｒｒ未満に維持することを特徴とする請求項１５の方法。
【請求項１７】
該流体が該真空室内を連続的に通過することを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項１８】
該流体が温度制御されていることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項１９】
少なくとも一つの室表面が温度制御されていることを特徴とする請求項１２の方法。
【請求項２０】
該室表面が該フォトリソグラフィ用基体表面から約５ｃｍ離れた場所に位置していることを特徴とする請求項１７の方法。
【請求項２１】
以下の工程を含む、フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する方法：
フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程；
同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程；
同プロセス・ガスからの第一のプラズマを着火する工程；
同第一のプラズマを用いて第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程；
同フォトリソグラフィ用基体を目標温度にまで冷却する工程；
同冷却工程後に同プロセス・ガスからの第二のプラズマを着火する工程；
同第二のプラズマを用いて第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程；そして
同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【請求項２２】
該冷却工程が第二の室内で実施されることを特徴とする請求項２１の方法。
【請求項２３】
該冷却工程が該真空室内で実施されることを特徴とする請求項２１の方法。
【請求項２４】
該フォトリソグラフィ用基体が二層からなるクロム製フォトマスクであることを特徴とする請求項２１の方法。
【請求項２５】
該フォトリソグラフィ用基体の反射防止層を該第一のプラズマを用いて該第一の１セットのプロセス条件下でエッチング処理することを特徴とする請求項２４の方法。
【請求項２６】
該フォトリソグラフィ用基体上に残留しているＣｒをエッチング処理する前にフォトレジスト層をストリッピングする工程を更に包含することを特徴とする請求項２５の方法。
【請求項２７】
以下の工程を含む、プラズマ・プロセス期間中に大きな熱質量を用いて基体温度を制御する方法：
基体温度を目標温度に調節する工程；
同基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程；
同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程；
同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程；
同プラズマにより同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程；そして
同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【請求項２８】
該基体が該基体支持体から熱的に隔離されていることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項２９】
該プラズマ・プロセスでの基体に対する熱負荷が約０．５Ｗ／ｃｍ２未満であることを特徴とする請求項２７の方法。
【請求項３０】
以下の工程を含む、フォトリソグラフィ用基体を処理する方法：
フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程；
同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程；
同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程；
同プラズマを用いて第一の目標温度下および第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程；
同プラズマを用いて第二の目標温度下および第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程；そして
同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【請求項３１】
該フォトリソグラフィ用基体が二層からなるクロム製フォトマスクであることを特徴とする請求項３０の方法。
【請求項３２】
該フォトリソグラフィ用基体の反射防止層を該プラズマを用いて該第一の１セットのプロセス条件下でエッチング処理することを特徴とする請求項３１の方法。
【請求項３３】
該フォトリソグラフィ用基体上に残留しているＣｒをエッチング処理する前にフォトレジスト層をストリッピングする工程を更に包含することを特徴とする請求項３２の方法。
【請求項３４】
該フォトリソグラフィ用基体がＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスクであることを特徴とする請求項３０の方法。
【請求項３５】
該ＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスクのＭｏＳｉＯＮ層を該プラズマを用いて該第一の１セットのプロセス条件下でエッチング処理することを特徴とする請求項３４の方法。
【請求項３６】
該ＭｏＳｉＯＮ層を処理するエッチング工程を同層と該ＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスクの界面近傍で停止する工程を更に包含することを特徴とする請求項３５の方法。
【請求項３７】
該第二の目標温度が該第一の目標温度よりも低いことを特徴とする請求項３０の方法。
【請求項３８】
該フォトリソグラフィ用基体を該プラズマを用いて該第二の１セットのプロセス条件下でエッチング処理する前に該基体を第二の室内で冷却する工程を更に包含することを特徴とする請求項３７の方法。
【請求項３９】
該フォトリソグラフィ用基体を該プラズマを用いて該第二の１セットのプロセス条件下でエッチング処理する前に該基体を該真空室内で冷却する工程を更に包含することを特徴とする請求項３７の方法。
【請求項４０】
該第二の目標温度が該第一の目標温度よりも高いことを特徴とする請求項３７の方法。
【請求項４１】
該フォトリソグラフィ用基体を該プラズマを用いて該第二の１セットのプロセス条件下でエッチング処理する前に該基体を第二の室内で加熱する工程を更に包含することを特徴とする請求項３７の方法。
【請求項４２】
該フォトリソグラフィ用基体を該プラズマを用いて該第二の１セットのプロセス条件下でエッチング処理する前に該基体を該真空室内で加熱する工程を更に包含することを特徴とする請求項３７の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願に対する相互参照）
本出願は、２００５年１２月１６日に本出願人により出願された米国仮出願番号６０／７５１，３４９（発明の名称：フォトリソグラフィ用基体の改善されたエッチング方法）による優先権を主張する。本出願は同仮出願に関連しており、その内容は本明細書内に引用されている。
（発明の分野）
本発明は、一般的には半導体の処理に関し、特にフォトリソグラフィ用基体の改善されたエッチング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
（背景）
デバイスの性能を向上するために、それの回路密度は上昇し続けている。このような回路密度の上昇は特徴事項の寸法の減少によって実現されている。現今の技術の目標とする特徴事項の寸法は０．１５ミクロンであり、近未来にはこれが０．１３ミクロンにまで減少することが予測されている。
【０００３】
デバイス内の特徴事項の寸法の正確な値は、処理プロセス内の全ての工程により決まる。垂直方法の寸法は、ドーピングおよび層形成プロセスにより決まり、一方、水平方向寸法は主としてフォトリソグラフィ・プロセスにより決まる。回路パターンを形成する配線の幅とスペースはしばしば限界寸法（ＣＤ）と称されている。
【０００４】
フォトリソグラフィは基体表面上に正確な回路パターンを形成するために使用される技術である。これらのパターンは、次いでエッチングあるいは蒸着プロセスによりウエハー構造体に転写される。理想的には、フォトリソグラフィ工程により設計寸法（正確な寸法）に完全に合致するパターンを設計位置に形成する（アラインメントあるいはレジストレーションと称されている）。
【０００５】
フォトリソグラフィは複数の工程を内包するプロセスであり、そこでは最初に望ましいパターンがフォトマスク（あるいはレチクル）上に形成される。同パターンは、フォトマスキング工程により基体に転写される。同工程では例えば紫外線がパターン化されたフォトマスクを通過して基体上の紫外線に敏感なコーティング層を同線で感光する。同コーティング層（フォトレジスト）は同線にさらされると化学的に変化し、次の現像のため多かれ少なかれ溶解性の感光領域を提供する。フォトリソグラフィ技術は関連業界ではよく知られている。これら技術はトンプソン他により編集された「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」のテキスト内に記載されている。
【０００６】
フォトマスクは多数の基体上に形成される回路パターンの原版となるので、それを製作する過程で導入されたどのような不完全さでもフォトマスクでイメージ化された全てのウエハー上に再現されることになろう。従って、設計パターンと寸法を忠実に再現する高品質のフォトマスクの製作は高収率のデバイス製造プロセスの実現のために極めて重要である。
【０００７】
２種類の主要なフォトマスク・レチクルが関連業界でよく知られている：すなわち吸収型と位相シフト型である。吸収型フォトマスクは典型的には不透明膜（例えばＣｒ）でコーティングされた光学的に透明な基体（例えば溶融石英、ＣａＦ２等）により構成される。同不透明膜は単一層あるいは複数の物質（例えば、下層のクロム層上に形成された反射防止膜（ＡＲクロム）で構成されてよい。二層からなるクロム製フォトマスクが使用される場合には、通常使用される不透明膜の例として以下が挙げられるが、これらに限られない：ＡＲ８、ＮＴＡＲ７、ＮＴＡＲ５、ＴＦ１１およびＴＦ２１（いずれも商品名）。フォトマスクの製作工程では、不透明膜は透明な基体上に形成される。次いで、フォトレジスト層が同不透明膜上に形成され、パターン化される（例えば、レーザー・ビームあるいは電子線ビームで感光することにより）。同フォトレジスト層が感光するとその部分が現像され、除去すべき下層の不透明膜が同ビームに感光する。次いで実施されるエッチング工程により感光部分を除去して、吸収型フォトマスクを形成する。
【０００８】
位相シフト型マスクとしては２種類のものが関連業界でよく知られている：すなわちレベンソン型とハーフトーン型である。レベンソン型位相シフト・フォトマスクは典型的には不透明膜（例えばＣｒあるいは反射防止型Ｃｒ）でコーティングされた光学的に透明な基体（例えば溶融石英、ＣａＦ２等）により構成される。フォトマスクの製作工程では、同不透明膜は透明な基体上に形成される。次いで、フォトレジスト層が同不透明膜上に形成され、レーザー・ビームあるいは電子ビームでパターン化される。同フォトレジスト層が感光するとその部分が現像され、除去すべき下層の不透明膜が同ビームに感光する。次いで実施されるエッチング工程により感光部分を除去して、下層の基体を感光する。下層の基体を正確な深さにまでエッチングを施すために第二のプロセスを使用する。関連業界では知られているように、随意的に第二のエッチング工程を実施する前に、基体に対して第二のフォトレジストのコーティングおよび現像を施してよい。
【０００９】
ハーフトーン型の位相シフト・フォトマスク（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｉｎｇ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｍａｓｋ，ＥＡＰＳＭ）は典型的には、望ましい波長で位相を１８０度シフトしている間に透過光を減衰するための膜あるいは積層膜でコーティングされた光学的に透明な基体（例えば溶融石英、ＣａＦ２等）により構成される。不透明な膜あるいは積層膜（例えば溶融石英、ＣａＦ２等）が位相シフト物質上に形成される。次いで、フォトレジスト層が同不透明膜上に形成されパターン化される（レーザー・ビームあるいは電子ビームを用いて）。同フォトレジスト層が同ビームにより感光するとその部分が現像され、除去すべき下層の不透明膜を感光する。次いで実施されるエッチング工程で感光した不透明膜を除去して、下層の位相シフト／減衰膜あるいは積層膜を感光する。不透明膜のエッチング工程に続いて、位相シフト層のエッチングのために第二のエッチング工程を実施する。同工程は下層の基体のところで停止する。代案として、位相シフト層と基体の間にエッチング停止層を形成してよい。この場合には、第二のエッチング工程はエッチング停止層のところで選択的に停止する。
【００１０】
理想的には、エッチング工程は、原版マスク（例えばフォトレジスト）のパターンを正確に再現する円滑垂直側壁を有する特徴事項を製作しつつ、最上層のエッチング抵抗性のマスク（例えば、フォトレジスト、電子ビーム・レジストなど）と下層物質（例えば基体あるいはエッチング停止層）の双方に対して高いエッチング選択率を有する。湿式エッチング工程（例えば、反射防止性Ｃｒ／Ｃｒエッチングのための塩素酸および硝酸セリウムアンモニウム水溶液）はエッチング・マスクおよび下層の基体に対して高いエッチング選択率を有しているが、等方性であるのでかなりのアンダーカットを起因しエッチング処理された特徴事項のプロファイルが傾斜することになる。このようなアンダーカットおよび特徴事項のプロファイルの傾斜によりエッチング処理後の特徴事項のＣＤが変化する。ＣＤおよび／あるいは傾斜した特徴事項プロファイルの望ましくない変化によりフォトマスク最終製品の光学性能が損なわれる。
【００１１】
乾式エッチング（プラズマの使用）プロセスは、湿式エッチングに対するよく知られた代案である。プラズマ・エッチングは湿式エッチングに比べてより異方性が高いエッチング結果を与える。乾式エッチングは３種類全てのマスクの製作に通常使用される方法である。二層からなるクロム製フォトマスクの場合には、典型的には塩素含有のガスと酸素含有ガスの混合物が使用される。プロセス性能を向上するために、不活性ガスおよび不活性化剤などの追加的なガス成分が使用されている。
【００１２】
フォトマスク製作のための初期の乾式エッチングは、容量結合型（ダイオード）反応器内で低密度（〜約１０９イオン／ｃｍ３）のプラズマを用いた。現在では、大半フォトマスクの乾式エッチングは高密度（１０１０〜１０１２イオン／ｃｍ３）プラズマ（例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）、トランス結合型プラズマ（ＴＣＰ）、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）など）を使用している。
【００１３】
二層からなるクロム製フォトマスクの乾式エッチングの場合には、同プロセスは典型的には３種類の主要な工程により構成される。第一工程は塩素含有プラズマ（例えばＣｌ２、ＨＣｌ、ＣＣｌ４、ＢＣｌ３など）を用いて反射防止膜を除去する。場合により、反射防止性クロムのエッチング工程は不活性ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｋｒなど）と同様に酸素含有ガス（例えば、Ｏ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＳＯ２など）あるいは不活性ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｋｒなど）を使用してよい。第一工程は時限ベースで停止してもよいし、あるいは終点技術（例えば、レーザー反射分光法、光学発光分光法）を用いて反射性Ｃｒ／Ｃｒ界面で停止してもよい。
【００１４】
第二工程は大部分のＣｒ材料に対してエッチングを施し、同工程は下層の膜あるいは基体のところで停止する。同第二工程用のプロセス・ガスは典型的には塩素源および酸素源を含有する。第一工程と同様に、プロセス・ガス混合物は不活性ガスも含有してよい。更に、第一および第二工程は同じプロセス条件下で実施してよい。随意的に、第二工程は終点技術を用いて停止してよい。
【００１５】
第三工程はＣｒ量が異なる部分の完全な一掃を確実にするための過剰エッチング工程である。同過剰エッチング工程は、Ｃｒ密度が低い部分に見られる傾斜プロファイルの改善のためにも採用される。過剰エッチング時間を増加させれば高Ｃｒ密度部分を完全に一掃して特徴事項のプロファイルを改善するが（より顕著な垂直方向プロファイル）、同時に横方向のエッチングをより促進しＣＤバイアスを高める。過剰エッチング工程は、第一工程あるいは／および第二工程と同一の操作因子を採用してよい。過剰エッチング工程期間は典型的にはその前の工程の期間の比率に基づいて決定される。
【００１６】
エッチング用マスク（例えばフォトレジスト）のプロファイルを改善するために、反射防止性Ｃｒをエッチング処理する前にスカムの除去あるいはトリミング工程を随意的に実施してよい。
【００１７】
プラズマによるエッチング・プロセスは湿式エッチング・プロセスよりも異方性が高い結果を与えるが、それでもパターン化された材料に寸法上の変化をもたらす。エッチング・プロセス中に発生するＣＤの減少あるいは増加は「ＣＤバイアス」と称されている。エッチング・プロセスのためのＣＤバイアスは、エッチング処理後の最終特徴事項のＣＤからエッチング処理前の当初の特徴事項のＣＤを差し引くことにより計算できる。ＣＤバイアスの増加を起因する横方向エッチングの度合いを最小限にとどめることが望ましい。
【００１８】
プロセスＣＤバイアスがノンゼロの場合には、ＣＤバイアスの均一性を考慮しなければならない。ＣＤバイアスの均一性は平均的なＣＤバイアスに対するバイアス値の分布のことである。ＣＤバイアスの均一性は、系統的な成分とランダムな成分の両方を内包している可能性がある。フォトマスクのエッチング期間中に見られる系統的な不均一性の一例が局所的なエッチング・ローディング効果（例えばマイクロローディング効果あるいはローディング効果）に対応する不均一性である。
【００１９】
通常は「ロード依存性」と称されている現象は乾式エッチング・プロセスの技術では知られている。ロード依存性とはエッチング処理される露出された物質の領域とそれのエッチング速度との関係を意味する。例えば、二層からなるクロム製フォトマスクの乾式エッチングの場合には、垂直方向のエッチング速度はＣｒ密度が高い領域では低下する。横方向のエッチング速度もロード依存性であると仮定すると、Ｃｒ密度がより高いとＣＤバイアスが低いので横方向のエッチング速度も低下すると考えるのが合理的である。しかし、実際にはその逆の現象が観察されている。すなわちＣｒ密度が高い特徴事項（垂直方向のエッチング速度が低い）は、Ｃｒ密度がより低い領域（Ｃｒロードがより低い）に比べて典型的にはより高いＣＤバイアスを有する。
【００２０】
エッチング・プロセスのＣＤ性能を評価するために、以下の２種類の因子を考慮する必要がある：すなわち、Ｃｒ積層膜での横方向のエッチング速度およびエッチング処理された特徴事項の最終的なプロファイル。Ｃｒエッチングの場合（パターンはＣｒロードが異なる領域を包含する）、Ｃｒ密度がより高い（フォトレジスト密度が高いあるいは透明性が高い）領域での特徴事項は典型的にはより低い速度でエッチングされるが（予想通り）、Ｃｒロードがより低い領域に比べてより大きなＣＤバイアスを示す（これは予想通りではない）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
改善された特徴事項プロファイルとＣＤ性能を有するフォトマスクの製作のための改善された方法が必要とされている。
【００２２】
先行技術のどれも本発明に付随する利点を提供しない。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
従って、本発明の目的は、先行技術によるデバイスに内包される不適切さを解消し、半導体処理技術の開発に相当な貢献をする改善された方法を提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、フォトリソグラフィ用基体を処理する方法を提供することであり、同方法は以下の工程を含む：フォトリソグラフィ用基体を真空室に装着する工程、同フォトリソグラフィ用基体を目標温度にまで冷却する工程、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程、同冷却工程後に同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程、同プラズマを用いて同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程、そして同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【００２５】
本発明の更に他の目的は、フォトリソグラフィ用基体を処理する方法を提供することであり、同方法は以下の工程を含む：フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程、同フォトリソグラフィ用基体温度を流体により制御する工程、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程、同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程、同プラズマを用いて同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程、そして同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【００２６】
本発明の更に他の目的は、フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する方法を提供することであり、同方法は以下の工程を含む：フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程、同プロセス・ガスからの第一のプラズマを着火する工程、同第一のプラズマを用いて第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程、同フォトリソグラフィ用基体を目標温度にまで冷却する工程、同冷却工程後に同プロセス・ガスからの第二のプラズマを着火する工程、同第二のプラズマを用いて第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程、そして同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【００２７】
本発明の更に他の目的は、プラズマ・プロセス期間中に大きな熱質量を用いて基体温度を制御する方法を提供することであり、同方法は以下の工程を含む：基体温度を目標温度に調節する工程、同基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程、同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程、同プラズマにより同フォトリソグラフィ用基体を処理する工程、そして同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【００２８】
本発明の更に他の目的は、フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する方法を提供することであり、同方法は以下の工程を含む：フォトリソグラフィ用基体を真空室内の基体支持体上に装着する工程、同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程、同プロセス・ガスからのプラズマを着火する工程、同プラズマを用いて第一の目標温度下および第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程、同プラズマを用いて第二の目標温度下および第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する工程、そして同フォトリソグラフィ用基体を同真空室から取り出す工程。
【００２９】
以上、本発明に関連するいくつかの実態を概略した。これらの実態は、本発明のより顕著な特徴と適用例のいくつかを例示したものに過ぎないと考えるべきである。ここで開示される発明を、開示された範囲内で異なった方法で実施する、あるいは修正することにより他の多くの利点を得ることが可能である。従って、特許請求の範囲で規定される本発明の範囲に加えて発明の要約および好ましい実施態様の詳細な説明を添付図面と共に参照することにより、本発明の他の実態の理解そして本発明のより深い理解が得られると思われる。
【００３０】
（発明の概要）
要約すると、本発明はプラズマ・システムを用いてフォトリソグラフィ用基体をエッチング処理するための改善された方法に関する。
本発明の特徴は、真空室内で基体支持体上に装着されたフォトリソグラフィ用基体（例えば二層からなるクロム製フォトマスクあるいは埋め込まれた減衰位相シフトマスク（ハーフトーン型位相シフト・フォトマスク））を処理する方法を提供することである。同方法は、フォトリソグラフィ用基体を目標温度（例えば、約−３０°Ｃよりも低い温度）にまで冷却する工程を内包する。その後、同基体に対して真空室内でプラズマを用いてエッチングなどの処理を施す。同フォトリソグラフィ用基体の冷却は、それが処理される真空室内で実施してもよいし、あるいは別の室（必ずしも真空が維持される必要はない）内で実施してもよい。同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガス（例えば塩素含有および酸素含有のガス）を導入する。塩素含有ガスは、酸素含有ガスに対して約１５／１を越える割合で導入してよい。同フォトリソグラフィ用基体が目標温度に達したならば、同プロセス・ガスからのプラズマを着火し、同基体はそのプラズマにより処理される。更に、同基体の処理は時間に基づいて変調してよい（例えば振幅変調あるいはパルス変調）。処理が終了すれば、同基体を真空室から取り出す。
【００３１】
本発明の他の特徴は、フォトリソグラフィ用基体（例えば二層からなるクロム製フォトマスクあるいは埋め込まれた減衰位相シフトマスク）を処理する方法を提供することである。同方法は基体温度を目標温度に制御する工程を内包する。同工程では、同基体を真空室内で例えばエッチングなどの処理をする期間中に、流体（例えば約１Ｔｏｒｒよりも低い圧力の不活性ガス）により温度を制御する。同流体は温度制御を受けてよく、また真空室内を連続的に通過してよい。更に、真空室の少なくともひとつの表面は温度制御されてよく、この場合には同表面はフォトリソグラフィ用基体表面から約５ｃｍ離れた場所に位置してよい。真空室内でフォトリソグラフィ用基体を支持する支持体は、同基体と最小限度の接触を保つように少なくとも３点で接触するように構成されてよい。処理が終了すれば、同基体を真空室から取り出す。
【００３２】
本発明の更に他の特徴は、フォトリソグラフィ用基体（例えば二層からなるクロム製フォトマスク）を真空室内でエッチング処理する方法を提供することである。同方法は真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程を内包する。同プロセス・ガスからの第一のプラズマを着火し、同第一のプラズマを用いて第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する。同第一の１セットのプロセス条件は、同フォトリソグラフィ用基体の反射防止層をエッチング処理するように設定してよい。更に、同フォトリソグラフィ用基体上のフォトレジスト層は、同基体上に残留するＣｒを完全に除去する処理の前にストリッピング処理を受けてよい。同フォトリソグラフィ用基体は、更に処理される前に、目標温度にまで冷却される。同フォトリソグラフィ用基体の冷却は、それが処理される真空室内で実施してもよいし、あるいは別の室（必ずしも真空が維持される必要はない）内で実施してもよい。同フォトリソグラフィ用基体が目標温度にまで冷却されたならば、同プロセス・ガスからの第二のプラズマを着火し、同第二のプラズマを用いて第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する。処理が終了すれば、同基体を真空室から取り出す。
【００３３】
本発明の更に他の特徴は、プラズマ・プロセス期間中に大きな熱質量を用いて基体温度を制御する方法を提供することである。同方法は真空室内の基体支持体上の基体の温度を調節する工程を内包する。同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する。同プロセス・ガスからのプラズマを着火して、同プラズマにより同フォトリソグラフィ用基体を処理する。同基体は基体支持体から熱的に隔離されてよい。更に、同プラズマ・プロセスは０．５ワット／ｃｍ２未満の熱負荷を基体にかけるように設計されてよい。処理が終了すれば、同基体を真空室から取り出す。
【００３４】
本発明の更に他の特徴は、真空室内の基体支持体上のフォトリソグラフィ用基体（例えば二層からなるクロム製フォトマスクあるいはＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスク）処理する方法を提供することである。同方法は同真空室に少なくとも１種類のプロセス・ガスを導入する工程を内包する。同プロセス・ガスからのプラズマを着火し、同プラズマを用いて第一の目標温度下および第一の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する。次いで、同プラズマを用いて第二の目標温度下および第二の１セットのプロセス条件下で同フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する。第二の目標温度は、同フォトリソグラフィ用基体からエッチングされる物質次第で第一の目標温度に比べて高くてもよいし低くてもよい。同フォトリソグラフィ用基体の冷却あるいは加熱はそれが処理される真空室内で実施してもよいし、あるいは別の室（必ずしも真空が維持される必要はない）内で実施してもよい。更に、第一の１セットのプロセス条件は同フォトリソグラフィ用基体の反射防止層をエッチング処理するように設定してよいし、また同フォトリソグラフィ用基体上のフォトレジスト層は同基体上に残留するＣｒを完全に除去する処理の前にストリッピング処理を受けてよい。あるいは、第一の１セットのプロセス条件はＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスクのＭｏＳｉＯＮ層をエッチング処理するように設定してよいし、またエッチングはＭｏＳｉＯＮ層とＭｏＳｉＯＮ位相シフト・フォトマスクの界面で停止してよい。処理が終了すれば、同基体を真空室から取り出す。
【００３５】
以上、本発明により深く関連し重要ないくつかの実態をどちらかといえば広範囲にわたって概略した。このような概略は、以下に述べる本発明の詳細な説明がよりよく理解され、それによって関連技術に対するそれの貢献がより深く評価される便をはかるためである。本発明の追加的な特徴は、本発明の特許請求の範囲の主題を構成する以下の記載で言及されよう。関連技術の専門家は、ここで開示された考え方および特定の実施態様は、本発明と同一の目的を達成するための変更、あるいは他の構造の設計の基礎として直ちに適用できることを理解されたい。更に、関連技術の専門家は、このような同等の構造は特許請求の範囲で規定される本発明の精神および範囲から逸脱するものではないことも理解されたい。
【００３６】
添付図面の全ての図において、同様な部品に対しては同様の番号を付している。
【００３７】
（発明の詳細な説明）
誘導結合型プラズマ室を参照して本発明の実施態様を説明する。適切なエッチング室の例としてＭａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ  ＩＶプラットフォーム（フロリダ州Ｓｔ．ＰｅｔｅｒｓｂｕｒｇのＯｅｒｌｉｋｏｎ  ＵＳＡ社）が挙げられる。その他の反応器構造も本発明プロセスの実施のために使用できる。このような反応器として、容量結合型反応器（例えば、反応性イオン・エッチャー（ＲＩＥ）、プラズマ強化（ＰＥ）反応器、トリオード反応器など）、高密度反応器（例えば、ＩＣＰ、ＴＣＰなど）および磁気強化反応器（例えばＥＣＲ、磁気強化反応性イオン・エッチャー（ＭＥＲＩＥ）など）が挙げられる。
【００３８】
図１はＩＣＰプラズマ反応器の模式図である。複数種のプロセス・ガスがガス入口１２０から処理室１５０内に導入される。同プロセス・ガス混合物は典型的には質量流制御器（図示されていない）によって制御される。同処理室１５０は室壁１００およびエネルギー透過性の室表面１１０により構成される。室壁１００は典型的には金属（例えば、アルミニウム、鋼鉄など）製であり、エネルギー透過性の室表面１１０は典型的には誘電性物質（例えばセラミック）製である。プラズマ・ゾーン１４５は室壁１００、基体支持体１３５およびエネルギー透過性の室表面１１０により規定される。高周波発生器１１５からの高周波エネルギーは誘導子１０５に供給される。同発生器１１５からの高周波エネルギーは時間的に変調される（例えば振幅、周波数などの変調）。同高周波エネルギーはエネルギー透過性の室表面１１０を介してプラズマ・ゾーン１４５に伝えられる。インピーダンスを整合するためのネットワーク（図示されていない）により高周波エネルギーは高周波発生器１１５から効率的にプラズマ・ゾーン１４５に伝えられる。
【００３９】
基体支持体１３５は処理室内に配置され、プロセス期間中にフォトリソグラフィ用基体を支持する。基体支持体１３５は電圧供給装置１４０に連結されている。基体支持体１３５に供給される電圧が高周波電圧の場合には、インピーダンスを整合するためのネットワーク（図示されていない）はバイアス電圧供給装置１４０と基体支持体１３５の間に挿入される。高周波バイアスは電圧あるいは電力に関して制御されてよい。同高周波供給装置１４０は時間的に変調されてよい（例えば振幅、周波数などの変調）。
【００４０】
通常型の乾式エッチング・プロセスにおいては、基体を温度制御された基体支持体に熱的に接触させてそれの温度を積極的に制御する。これは典型的には関連業界ではヘリウムによる背面冷却として知られる技術により達成され、この場合、基体は機械的あるいは静電的に基体支持体に固定される。機械的に固定される場合には、締め具を基体の側面あるいは上面に物理的に接触させ、それの基体支持体への接触状態を維持する。基体が固定されたならば、ガス（例えばヘリウム）を基体支持体とウエハーの間のスペースに導入し、基体と基体支持体の間の熱伝達を促進する。基体の温度制御を積極的に達成するためには、ウエハーと基体支持体のガス圧を典型的には３Ｔｏｒｒよりも高い圧に維持する。温度制御の代案として、基体を静電的に基体支持体に固定してよい。この場合も、同様な背面ガスを導入する。静電的な固定の場合は、基体背面を接触させるだけであるので、基体が誘電体の場合には固定が困難である。静電的な固定のための電圧が十分に高い場合には、基体の上面に配置された導体あるいは半導体層に対して「基体を介して」固定することが可能である。
【００４１】
フォトリソグラフィ用基体は欠陥敏感性が高いので、それに対する接触は伝統的にそれの背面の１０ｍｍ幅の外端に制約されている。乾式エッチング・プロセスの場合には、このような接触に関する追加的な制約によりフォトリソグラフィ用基体の固定は不可能となる。ここで、典型的な基体支持体の質量を考慮するならば、同基体を固定することなく、基板と陰極の間に低圧（現今の１５０ｍｍフォトマスク用基体の場合には１Ｔｏｒｒ未満）の熱伝達用ガスの導入が可能であることに注意されたい。低圧ガスによる基体への熱伝達には限界があるので、背面へのガスの圧が１Ｔｏｒｒ未満の場合には、典型的には基体の積極的な温度制御のためには不十分である。従って、フォトマスク用基体の温度は、それがプラズマにさらされている期間中に上昇する。
【００４２】
図２は、基体１３０が随意的に基体のカバープレート２０５上に配置されていることを示している。カバープレート２０５は基体支持体１３５と熱的に接触してもよいし、あるいは熱的にそれから隔離されていてもよい。カバープレート２０５は基体支持体１３５上に配置される。カバープレート２０５は典型的には窪みが設けられており、同窪みはその中に基体を収容して基体の上面とカバープレート上面がほぼ同一平面上にあるように設計される。同カバープレートは、レチクル２１５の背面の外端上でのみマスクと接触している。レチクル背面の接触幅は典型的にはそれの外端１０ｍｍ以内である。レチクルとカバープレートの間の接触は連続的なレッジ状（棚状の水平の出っ張り）でもよいし、点接触でもよく、これらの組合せでもよい。カバープレート２０５はレチクル１３０とそれの背面の外端でのみ接触しているので、典型的には、基体１３０の背面と基板支持体１３５の間には薄いギャップ２１０が存在する。
【００４３】
基体支持体温度はプロセス期間中には熱伝達用流体（図示されていない）との接触により制御されるが、基体１３０とカバープレート２０５の間での熱伝達量はわずかである。従って、ヘリウムによる背面冷却がない場合には、フォトリソグラフィ用基体は乾式エッチング・プロセス期間中にプラズマによる加熱を受ける。同プロセス期間中での加熱速度はプロセス因子の関数であり、このような因子の例として高周波電力、室壁温度などが挙げられる。フォトリソグラフィ用基体は、典型的には乾式エッチング・プロセス期間中に積極的には冷却されない。従って、基体がプラズマにさらされている期間中にそれの温度は上昇する。
【００４４】
フォトリソグラフィ用基体を処理する典型的なＩＣＰエッチング・プロセスでは、基体に対する熱負荷は約０．５Ｗ／ｃｍ２未満である。フォトリソグラフィ用基体の熱質量は比較的大きいので、積極的な冷却なしの乾式エッチング・プロセス期間中の温度上昇速度は最小限度にとどめられる（典型的には約２°Ｃ／分未満）。フォトリソグラフィ用基体をエッチング処理する典型的なプラズマ・プロセスの場合の全温度上昇分は約４０°Ｃ未満である。
【００４５】
場合により、カバープレート上に拡散に対するバリア（図示されていない）を配置してエッチングの均一性を向上させてもよい。
【００４６】
プロセス・ガスおよび反応副生成物は真空出口１２５を通して除去される。スロットル弁（図示されていない）を同出口内に装備して乾式エッチング・プロセス期間中の室圧力を制御する。
【００４７】
図３はプロセス・フローを示すブロック図である。同プロセスは膜でコーティングされたフォトリソグラフィ用基体の乾式エッチングにより開始する。エッチング耐性マスクを基体上に配置し、関連業界では知られている方法によりそれをパターン化する。次いで同基体を約−３０°Ｃよりも低い温度にまで冷却する。冷却されたならば同基体をプラズマで処理し、エッチング耐性マスクにより露出している物質を除去する。
【００４８】
場合により、乾式エッチング・プロセスが終了した時点で、基体を約２０°Ｃにまで加熱してから大気条件下に置く。大気条件下に置く前に基体を加熱することにより、マスク性能を損なう可能性のある凝縮を予防する。同加熱工程はプラズマ反応器内で実施してよい。プラズマによる加熱工程のために反応性ガス混合物（例えば残留しているエッチング用フォトレジストを除去するための含酸素ガス混合物）あるいは非反応性ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒなど）を用いてよい。
【００４９】
エッチング前の冷却工程はプラズマ・エッチング室内で実施してもよいし、あるいは別の室内で実施してもよい。冷却工程期間中では、それを実施する室内の圧力は、大気圧を越えてもよいし、大気圧近くでもよいし、あるいはそれよりも低くてもよい。いずれの場合でも冷却雰囲気をクリーンかつ乾燥状態に維持して被処理プレート上に異物あるいは凝縮に起因する欠陥の形成を防がなければならない。
【００５０】
基体が全エッチング工程期間中に十分に低い温度に維持するようにそれを冷却することが不可能な場合には、同プロセスを複数の部分に分割してよい（例えば、エッチングを停止して基体を再冷却し、次いでエッチング・プロセスを再開する）。このようなサイクルを必要回数繰り返してよい。
【００５１】
複数の工程からなるプロセスを採用する場合（例えば、二層からなるクロム製フォトグラフ用レチクルの処理）、基体をエッチング工程間に冷却してよい。ここで、プラズマ・プロセス期間中には基体は積極的には冷却されないことを想起されたい。従って、基体温度はプラズマ・プロセス工程が進行するに従い上昇する。工程間で基体の加熱が望ましい場合には、同基体を非反応性プラズマにより加熱してよい。
【００５２】
温度が−９０°Ｃよりも低い場合には、Ｃｒ／反射防止性Ｃｒの選択率が上昇することも観察されている。温度が−４０°Ｃの場合には、Ｃｒ／反射防止性Ｃｒのエッチング選択率はほぼ１／１である。温度が−１４０°Ｃの場合には、Ｃｒ／反射防止性Ｃｒのエッチング選択率はほぼ３／１である。これらの観察に基づくならば、基体温度が低い場合には反射防止性クロムを下層のクロムのためのエッチング・マスクとして使用してよい。
【００５３】
図４ａ〜４ｄはフォトマスクを処理する典型的なエッチング・プロセスの模式図である。フォトマスクが二層からなるクロム製の場合には、図４ａはエッチング処理前のマスク構造の例を示す。同構造は光学的に透明な基体４１５を有する。同透明基体は大雑把に言えば波長が３００ｎｍ以下（例えば、２４８、１９３あるいは１５７ｎｍ）の光を透過すると規定されるが、ただしこれに限られない。不透明層４１０は基体４１５上に配置される。同不透明層は金属（例えばクロム）あるいは他の適切な物質により構成してよい。
【００５４】
反射防止性（ＡＲ）層４０５は不透明層４１０上に配置される。同ＡＲ層４０５はマスクのフォトグラフィ性能を向上すると考えられており、金属誘導体（例えば、金属の酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物など）により構成されてよい。層４００は、下層の不透明層およびＡＲ層のパターン化に用いられるエッチング耐性のマスクである。同エッチング耐性のマスクは、ポリマー系物質（例えばフォトレジストあるいは電子線耐性の物質）、あるいはハードディスク用の物質（例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＤＬＣなど）により構成されてよく、これはその前に実施されるプロセス工程でパターン化される。
【００５５】
図４ｂは反射防止（ＡＲ）コーティング層を除去するためのフォトマスクを処理するエッチング工程の模式図である。同層がクロム含有の膜である場合には、塩素系のエッチング・プロセスが採用される。含塩素ガスの流量は典型的には約５０〜４００ｓｃｃｍの範囲内にある。ＡＲ層のエッチング・プロセスは随意的に含酸素プロセス・ガスを用いてよく、この場合には同含酸素ガス濃度は全プロセス・ガス流の０〜約５０％である。同プロセス・ガス混合物は不活性ガスも含有してよく、この場合には同不活性ガス濃度は典型的には全プロセス・ガス流の０〜約２０％である。
【００５６】
ＩＣＰを使用するエッチング・プロセスでは、ＡＲ層のエッチングのための電力は典型的には約１００〜１０００Ｗの範囲内にある。高周波バイアス電力は典型的には約１〜３０Ｗの範囲内にある。高周波バイアス電力は電圧制御されてよい。プロセス圧力は典型的には約１〜２０ｍｔｏｒｒの範囲内にある。
【００５７】
図４ｃは不透明層４１０を除去するためのエッチング工程（および過剰エッチング工程）の模式図である。同層がクロム含有の膜である場合には、塩素含有および酸素含有のガスによるエッチング・プロセスが採用される。含塩素ガスの流量は典型的には約５０〜４００ｓｃｃｍの範囲内にある。また含酸素ガス濃度は全プロセス・ガス流の約２〜５０％である。同プロセス・ガス混合物は不活性ガスも含有してよく、この場合には同不活性ガス濃度は典型的には全プロセス・ガス流の０〜約２０％である。過剰エッチング工程でのプロセス因子は不透明層を処理するエッチング工程での因子と同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。例えば、特徴事項のプロファイル向上を目的として、不透明層の過剰エッチング工程で酸素濃度を上昇させることは珍しいことではない。
【００５８】
図４ｄはフォトレジスト層４００を除去する工程を示す典型的なフォトマスクのエッチングの模式図である。
【００５９】
ＩＣＰを使用するエッチング・プロセスでは、不透明層のエッチングのための電力は典型的には約１００〜１０００Ｗの範囲内にある。高周波バイアス電力は典型的には約１〜３０Ｗの範囲内にある。高周波バイアス電力は電圧制御されてよい。プロセス圧力は典型的には約１〜２０ｍｔｏｒｒの範囲内にある。
【００６０】
通常型の基体は室温よりも低い温度で実施するためにクランプで固定して冷却してよいが、プラズマ・プロセス期間中に背面を冷却するためにフォトグラフ用基体をクランプで固定することは取り扱い上の制約により実際的ではない。フォトグラフ用基体は通常型基体に比べて熱質量が比較的大きい（例えば、６インチ平方の溶融石英製のフォトマスク基体の熱質量は約２２１Ｊ／Ｋであるのに対して、同一寸法のシリコン・ウエハーのそれは約１７Ｊ／Ｋである）。比較的大きな熱質量のフォトグラフ用基体の開発により、同基体をエッチング処理前に冷却すれば、エッチング・プロセス期間中にそれを積極的に冷却することなく低温プロセスの実施が可能になる。同基体の熱質量は大きいので、比較的低い高周波電力の使用と処理時間の短縮により同フォトグラフ用基体の温度上昇はプロセス開始時に比べて４０°Ｃ未満である。プラズマにさらされている期間中では同基体温度は単調に上昇する。
【００６１】
図５ａおよび５ｃは室温（２０°Ｃ）でＣｌ２／Ｏ２を用いて低Ｃｒ密度パターンでの通常型乾式エッチングの結果例を示している。両例ともエッチング処理を受けた特徴事項プロファイルの傾斜は急峻であり、これはフォトマスクの光学的性能から見て不利である。
【００６２】
本発明者らは基体温度を低下することによりエッチング処理を受けたＣｒプロファイルは大幅に変化することを見出した。図５ｂおよび５ｄは基体温度を−９０°ＣとしてＣｌ２／Ｏ２を用いて低Ｃｒ密度パターンでの乾式エッチングの結果例を示している。図５ｂの結果によればエッチング・プロファイルは相当向上していることに注目されたい。一方、図５ｄの結果は、プラスの傾斜がマイナスのアンダーカットされたプロファイルに変化したことを示している。
【００６３】
以上、二層からなるクロム製フォトマスクのエッチング処理に採用された本発明を述べたが、本発明は他のフォトグラフ用基体（例えば、ハーフトーン型位相シフトマスク（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｉｆｔ  Ｍａｓｋ、ＥＡＰＳＭ）やレベンソン型位相シフトマスク（ＰＳＭ）に対する乾式エッチング・プロセスにも適用できると考えられる。
【００６４】
ＥＡＰＳＭフォトマスクの製作では、フッ素含有プラズマを用いてケイ化モリブデン（ＭｏＳｉ）および酸窒化ケイ素モリブデン（ＭｏＳｉｘＮｙＯｚ）をエッチング処理することが関連業界では知られている。ＥＡＰＳＭマスクの製作期間中では、位相シフト材料と下層の基体の間に高いエッチング選択率を達成することが望ましい。この選択率の達成のために、より低いイオン・エネルギー（印加された高周波バイアスがより低い）プロセスを採用する。高周波バイアスの低下により選択率を向上するけれども、これはエッチング異方性の低下という犠牲を伴う。すなわち、低高周波バイアスのプロセスは特徴事項プロファイルの等方性の上昇をもたらす。エッチング処理の前にフォトグラフ用基体を冷却すれば、より低い高周波バイアス電力下でもエッチング異方性は向上する。
【実施例】
【００６５】
（実施例）
市販のエッチング装置であるＭａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ４システム（フロリダ州Ｓｔ．ＰｅｔｅｒｓｂｕｒｇのＯｅｒｌｉｋｏｎ  ＵＳＡ社）を使用して実験を行った。二層からなるクロム製フォトグラフのエッチング処理では、フォトレジストからＣｒに対するパターンの高い忠実性での転写の確保に加えて、フォトレジストに対する高い選択率の達成が望ましい。基体が室温状態のときには、Ｃｒ／フォトレジスト選択率が２／１を越えることになる高いＩＣＰ電力（＞２００Ｗ）と低い酸素濃度のプロセス条件を採用すると、非垂直のＣｒプロファイルが発生し、および／あるいはパターン転写の忠実性が不十分となる。基体温度を下げると、以前では経済的に見合わなかったスペースが有用となり得る。
【００６６】
一つの実験では、ＯｅｒｌｉｋｏｎのＭａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ４システムを用いて４種類のフォトマスクをエッチング処理した。最初の２種類のマスク（マスク２９８３および２９８２）は以下の２種類の異なるエッチング・プロセスにより室温で実施した。
【表１】
2009520356.tif 000003
注：両マスクは終点（レーザー反射率により決定される終点）までエッチング処理を受け、次いで同じプロセス条件下で５０％の過剰エッチング処理を受けた。
【００６７】
マスク２９８４とマスク２９８１のエッチング処理では、両方とも処理前に約−９０°Ｃにまで冷却した。
このプロセス・モジュールでは、冷却されたマスクを室温処理マスクに対するのと同一の以下のプロセス条件下で処理した。
【表２】
2009520356.tif 000004
【００６８】
エッチング速度は、温度および酸素濃度の両方に依存して変化した。低酸素濃度では、低温処理時でのエッチング速度は約４％増加した。高酸素濃度では、低温処理時でのエッチング速度は約２３％低下した。高酸素濃度でのフォトレジストに対する選択率はいずれの温度でもほぼ同じであった。低酸素濃度では、低温処理時に選択率の相当な向上が観察された。フォトレジストのエッチング速度を詳しく調べてみると、ＡＲＣ層そして大部分のＣｒ層は、各層間の選択率も温度および酸素濃度の両方に依存して変化した。
【００６９】
図５は各マスクでのエッチング処理されたＣｒプロファイルを示している。これらのプロファイルから、酸素および処理前の基体の温度は両方とも同プロファイルに対して相当の影響を及ぼすことが明らかである。低温実験はより垂直型あるいはアンダーカット型のプロファイルを与える傾向があり、室温実験はより傾斜したプロファイルを与える傾向がある。酸素は、低酸素濃度実験は高酸素濃度実験に比べてより傾斜した（すなわちアンダーカットが少ない）プロファイルを与えるという働きをする。
【００７０】
本明細書は上述の記載事項とともに別添の特許請求の範囲を記載している。本発明は、いくらかの特殊性でもって好ましい態様を説明したが、本明細書での好ましい態様は例示のみのために記載されたのであり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、製作、ならびに部品の組合せおよび配置の詳細に関して多くの変更が可能であることを理解されたい。
以上、本発明を説明した。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】典型的なＩＣＰプラズマ・システムの模式図である。
【図２】基体支持体の模式図である。
【図３】本発明のプロセス・フローを示すブロック図である。
【図４】図４ａは、エッチング処理前のマスク構造を示すフォトマスクを処理する典型的なエッチング・プロセスの模式図である。図４ｂは、反射防止コーティング層を除去するためのフォトマスクを処理する典型的なエッチング工程の模式図である。図４ｃは、不透明層を除去するためのフォトマスクを処理する典型的なエッチング工程の模式図である。図４ｄは、フォトレジスト層を除去するためのフォトマスクを処理する典型的なエッチング工程の模式図である。
【図５】図５ａは、先行技術によるエッチング結果を示す走査電子顕微鏡写真である。図５ｂは、本発明によるエッチング結果を示す走査電子顕微鏡写真である。図５ｃは、先行技術によるエッチング結果を示す走査電子顕微鏡写真である。図５ｄは、本発明によるエッチング結果を示す走査電子顕微鏡写真である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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