(57)【要約】  本発明は、約０℃〜約５０℃の初期温度を有する光リソグラフィ基板を室内の支持部材上に配置するステップを含む、光リソグラフィ基板の処理方法を提供する。伝熱流体を室内に導入して、光リソグラフィ基板を約０℃未満〜約マイナス４０℃未満の目標温度に冷却する。冷却された光リソグラフィ基板が初期温度に達する前に、冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理が施される。
2009540372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光リソグラフィ基板を処理する方法において、
初期温度を有する前記光リソグラフィ基板を室内の支持部材上に配置するステップと、
伝熱流体を前記室内に導入するステップと、
前記光リソグラフィ基板を、前記伝熱流体によって目標温度まで冷却するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板の温度が前記初期温度に達する前に、前記冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理を施すステップとを含む光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項２】
前記伝熱流体が、前記室内に毎秒約１トールの速度で導入される請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項３】
前記伝熱流体が乾燥したガスである請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項４】
前記伝熱流体が不活性ガスである請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項５】
前記伝熱流体がＮ２を含む請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項６】
前記支持部材が、前記光リソグラフィ基板の外側５ｍｍに沿って前記光リソグラフィ基板を保持する請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項７】
前記支持部材が、前記光リソグラフィ基板を３点で保持する請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項８】
前記初期温度が、約０℃〜約５０℃の温度範囲を有する請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項９】
前記目標温度が、約０℃未満〜約マイナス４０℃未満の温度範囲を有する請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１０】
前記目標温度が、約マイナス３０℃未満の温度範囲を有する請求項１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１１】
光リソグラフィ基板を処理する方法において、
前記光リソグラフィ基板を第１室内の第１支持部材上に配置するステップと、
伝熱流体を前記第１室内に導入するステップと、
前記第１室内の前記光リソグラフィ基板を、前記伝熱流体によって第１プロセス設定点まで冷却するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板を前記第１室から第２室内の第２支持部材上に転送するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板の温度が第２プロセス設定点に達する前に、前記第２室内で、前記冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理を施すステップとを含む光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１２】
冷却された光リソグラフィ基板は、
前記伝熱流体が、前記第１室内に毎秒約１トールの速度で導入される請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１３】
前記伝熱流体が乾燥したガスである請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１４】
前記伝熱流体が不活性ガスである請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１５】
前記伝熱流体がＮ２を含む請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１６】
前記第１支持部材および前記第２支持部材が、前記光リソグラフィ基板の外側５ｍｍに沿って前記光リソグラフィ基板を保持する請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１７】
前記第１支持部材および前記第２支持部材が、前記光リソグラフィ基板を３点で保持する請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１８】
前記第１プロセス設定点が、約０℃未満〜約マイナス４０℃未満の温度範囲を有する請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項１９】
前記第１プロセス設定点が、約マイナス３０℃未満の温度範囲を有する請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【請求項２０】
前記第２プロセス設定点が、約０℃〜約２０℃の温度範囲を有する請求項１１に記載された光リソグラフィ基板の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年６月５日に出願された「光リソグラフィ基板の温度制御方法」という名称の、本願権利者が所有する米国仮特許出願第６０／８１１１３９号の優先権を主張するものであり、その内容を引用によって本明細書の記載として援用する。
【０００２】
本発明は、集積回路の製造、および、集積回路の製造で用いられる光マスクの製造に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
デバイス性能を向上させるために、半導体デバイスの回路密度が増大し続けている。回路密度の増大は、フィーチャー・サイズを縮小させることによって実現される。最新の技術は、０．１５マイクロメートル、および、近い将来のさらなる減少を企図した０．１３マイクロメートルのフィーチャー・サイズを目標にしている。
【０００４】
デバイス内のフィーチャーの厳密な寸法は、製造プロセス中のすべての段階によって制御される。垂直寸法がドーピング・プロセスと層形成プロセスによって制御されるのに対して、水平寸法は、主に光リソグラフィ・プロセスによって決定される。回路パターンを形成するラインおよびスペースの水平方向の幅は、通常、臨界寸法（ＣＤ）と呼ばれる。
【０００５】
光リソグラフィは、基板表面に正確な回路パターンを形成するために使用される技法である。これらのパターンは、それに続くエッチングまたは被着プロセスによってウェーハ構造体の内部に転写される。理想的には、光リソグラフィ段階は、設計寸法（正確なＣＤ）に厳密に一致したパターンを、（アライメントまたはレジストレーションとして知られる）設計された位置に生成する。
【０００６】
光リソグラフィは、最初に所望のパターンが光マスク（またはレチクル）の上に形成される多段階のプロセスである。（例えば紫外光の）放射がパターン形成された光マスクを通って透過し基板上の放射感応性コーティングを露光する光マスキング操作を通じて、パターンが基板に転写される。このコーティング（光レジスト）は放射にさらされることによって化学変化を受け、この化学変化は露光された領域を後続の現像作用に対して多かれ少なかれ可溶に変える。光リソグラフィ技法は当技術分野でよく知られている。これらの技法の概要は、Ｔｈｏｍｐｓｏｎらによって監修された、「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」のテキストに見出すことができる。
【０００７】
光マスクは、多数の基板上に回路パターンを形成するためのマスターとして働くので、光マスクの製造中に加わった全ての欠陥は、光マスクで画像形成された全てのウェーハに複写されてしまう。したがって、設計されたパターンおよび寸法を忠実に再現する高品質の光マスクを製造することは、高歩留まりデバイス製造プロセスを作出するために重要である。
【０００８】
当該技術分野でよく知られている主たる２種類の光マスクとして、アブソーバと位相シフティングとがある。通常、アブソーバ光マスクは、例えばＣｒの不透明膜で被覆された（例えば、溶融石英、ＣａＦ２等の）光学的に透明な基板から成る。不透明膜は、単一層、または、（例えば、下位クロム層頂面の反射防止層（ＡＲクロム）等）の複数材料で構成できる。バイナリ・クロム光マスクの場合には、広く使用されている不透明膜の例には（商品名で挙げると）ＡＲ８、ＮＴＡＲ７、ＮＴＡＲ５、ＴＦ１１、ＴＦ２１が含まれるが、これらに限定されない。光マスクの製造中に、不透明膜は透明基板上に被着される。次いで、レジスト層が不透明層の頂上面に被着され、例えば、レーザーまたは電子ビームに露光させることによって、パターン付与される。露光後に、レジスト層が現像され、除去すべき下層不透明膜の領域が露出される。後続のエッチング作業によって、露出膜が除去され、アブソーバ光マスクが形成される。
【０００９】
当技術分野でよく知られている位相シフト・マスクには、交互型マスクと埋込み減衰型マスクの２つのサブカテゴリーがある。通常、交互型位相シフト・マスクは、（例えばＣｒおよび反射防止Ｃｒの）不透明膜でコートされた（例えば、溶融石英、ＣａＦ２等の）光学的な透明基板からなる。光マスクの製造中に不透明膜が透明基板の上に被着される。次いで、レジスト層が不透明層の頂面に被着され、レーザーまたは電子ビームを用いてパターン付与される。露光後に、レジスト層が現像されて、除去すべき下層不透明膜の領域が露出される。エッチング・プロセスで露出された不透明膜が除去され、下層基板を露出させる。第２プロセスにより、下層基板に対して正確な深さのエッチングがなされる。場合によっては、当該技術分野で知られているように、第２エッチング・プロセスの前に、基板に対して第２レジストの塗布と現像プロセスを施してもよい。
【００１０】
通常、埋込み減衰型位相シフト・マスク（ＥＡＰＳＭ）は、所望の波長において位相を１８０度シフトさせると同時に透過光を減衰させる膜または積層膜で被覆された（例えば溶融石英、ＣａＦ２等の）光学的に透明な基板からなる。次いで、不透明な膜、または（例えばＣｒおよび反射防止Ｃｒの）積層膜が位相シフト材料の上に被着される。次にレジスト層が不透明層の頂面に被着され（例えばレーザーまたは電子ビームを用いて）パターン付与される。露光後に、レジスト層が現像されて、除去すべき下層不透明膜の領域が露出される。次いで、エッチング・プロセスにより露出された不透明膜が除去され、下層の位相シフト／減衰膜または積層膜が露出される。不透明膜をエッチングした後で、第２エッチング・プロセスを用いて、位相シフト層がエッチングされ、下層基板上で停止する。代替的に、エッチング停止層を位相シフト層と基板との間に介在させてもよく、その場合には、第２エッチング・プロセスはエッチング停止層で選択的に停止する。
【００１１】
理想的には、エッチング・プロセスは、（例えば、光レジスト、電子ビームレジスト等の）最上層の耐エッチング・マスクと（基板、またはエッチング停止層等の）下にある材料との双方に対して高度なエッチング選択性を有すると同時に、オリジナル・マスク（例えばレジスト）パターンのＣＤを厳密に複製する平滑で垂直な側壁を有するフィーチャーを生成する。（例えば、ＡＲ・Ｃｒ／Ｃｒエッチングのための塩素酸および亜硝酸セリウムアンモニウムの水溶液の）湿式エッチング・プロセスは、エッチング・マスクと下にある基板に対して優れたエッチング選択性を示すが、これらは等方性であり、傾斜フィーチャー・プロファイルの原因となるマスクの著しいアンダーカットをもたらす。アンダーカットと傾斜フィーチャー・プロファイルとは、エッチングされたフィーチャーＣＤを変化させる原因となる。ＣＤおよび／または傾斜フィーチャー・プロファイルの望ましくない変化は、完成した光マスクの光学性能を劣化させる。
【００１２】
ドライエッチング（プラズマ）処理は、湿式エッチング処理に対するよく知られた代替法である。プラズマエッチングは湿式プロセスよりもより異方性のあるエッチング結果をもたらす。ドライエッチングはすべての３つのマスク・タイプにおいて広く使用されている。
【００１３】
ドライエッチングの性能は、プロセス・ガスの組成および流速、プロセスの圧力、印加される無線周波数（ＲＦ）電力（プラズマ発生時の電力、および基板に印加されるＲＦバイアスとしての両方の）、並びに基板表面温度を含む、いくつかのプロセス要因に影響される。
【００１４】
いくつかのグループは、２５℃より低温での材料のプラズマエッチングに着目してきた。より低い温度でのエッチングは、室温近傍のプロセスに認められる望ましくないトレードオフを取り除く可能性がある（例えば、エッチング・マスク材料の選択性を向上させると同時に垂直なエッチング・プロファイルを維持するといったように）。低温化の利益は、誘電体、半導体および金属等の大部分の材料に対して実現できる。クロムを含む材料をエッチングする場合には、いくつかのグループがより低い温度でのプラズマエッチングの利益を提案している。
【００１５】
従来のプラズマエッチング・プロセスにおいて、基板の表面温度を制御するための最も一般的な方法は、基板を温度制御されたカソードに確実に密着させ、かつ、基板とカソードとの間に加圧ガスを確実に導入することである。通常、基板は、機械的または静電的手段で達成できるクランプ機構を使用してカソードに密着して保持される。
【００１６】
機械的クランプの場合には、クランプ・リングが十分な力を基板に加えることによって基板とカソードとの間の空隙が伝熱流体によって加圧可能になる。機械的にクランプされた冷却は基板材料に敏感でなくなり、基板のクランプ／クランプ解除を容易にする利点を有する。しかし、基板を機械的にクランプすることの限界は大きなものがあり、例えば、クランプの存在がプラズマの均一性に不利に影響する。さらに、クランプ機構の運動とクランプと基板との間の機械的接触とは、微粒子を発生させる原因になりがちである。最後に、通常、クランプによって接触されている基板の領域はプラズマ環境から遮蔽され、この領域ではエッチングが行われなくなる。プラズマエッチング・プロセスによるレチクルの製造の場合には、これらの限界は受け容れ難い。したがって、製造中に通常は、レチクルはプラズマエッチング段階の間は機械的にクランプされない。
【００１７】
機械的クランプの制約を克服しようとして静電式クランプが開発された。静電式クランプ（ＥＳＣ）は、基板とカソードとの間に力を加えるために機械的クランプ・リングの代わりに反極性電荷の吸引力を使用する。静電式クランプは、基板の背面を物理的に接触させるだけで材料をクランプできる利点を有する。この利点を、プロセス均斉度の向上と微粒子水準の低減に生かすことができる。しかし、また、ＥＳＣ構成も制約を有している。処理の後の基板に残っている電荷が、ＥＳＣの励磁が停止された後の残留クランプ力を発生させることがある。この残留クランプ力は、処理後の基板の転送を困難にする恐れがある。ＥＳＣのその他の制約は、誘電性基板をクランプする能力が制約されていることである。基板の前面側の導電性膜まで誘電性基板を「貫通クランプ」できるが、通常、光リソグラフィ・レチクル等のより厚い誘電性基板を静電的にクランプすることは困難である。
【００１８】
典型的光リソグラフィ基板の質量の故に、クランプすることなく、低圧で（現在の１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×６ｍｍの石英光マスク基板に関して約１トール未満で）、伝熱ガスを基板とカソードとの間に導入できることに留意されたい。低圧ガスが基板に対して十分な熱伝達を行わない間に、光マスク基板の温度は、プラズマに曝されている間、上昇する。
【００１９】
光リソグラフィ基板の欠陥感受性の故に、歴史的に、光マスク基板に対する許容可能な接触は、基板の背面の外側約１０ｍｍに制限されてきた。この基板接触に関する制限が、ドライエッチング処理中の光リソグラフィ基板の機械的クランプを妨げてきた。さらに、過半数の光リソグラフィ基板は誘電性材料（例えば石英）で形成されるので、通常、静電式クランプは困難である。したがって、レチクル製造における従来のプラズマエッチング・プロセスは、背面冷却に関連して基板クランプを用いない。
【００２０】
図１に、レチクル製造に用いられる光リソグラフィ・ドライエッチング・システムのための典型的な基板ステージ構成を示す。基板１０５が支持体カバー板１１５の上に配置される。カバー板１１５を、基板支持体１２０に熱接触の状態、または熱絶縁された状態とすることができる。支持体カバー板１１５は基板支持体１２０の上に置かれている。通常、カバー板１１５は、基板１０５とカバー板１１５の上面とがほぼ同一平面になるように基板１０５を収容する凹所を含む。カバー板１１５は、基板１０５の背面外縁部１１０のみで基板１０５に接触する。通常、基板１０５の背面の接触領域は、基板１０５の背面上の外側１０ｍｍの範囲内である。基板１０５とカバー板１１５との接触は、連続的な棚、点接触、または、それらの幾つかの組み合わせであってよい。カバー板１１５は背面の外縁部１１０位置で基板１０５に接触するだけなので、通常、基板１０５の背面と基板支持体１２０との間には小間隙１００が存在する。
【００２１】
プロセス中に基板支持体１２０の温度が伝熱流体（図示せず）との接触によって制御されている間、基板１０５とカバー板１１５との間には限られた熱伝達しか存在しない。したがって、ヘリウム背面冷却が無い状態では、光リソグラフィ基板１０５はドライエッチング・プロセス中にプラズマによる加熱を受ける。プロセス中の加熱の割合は、ＲＦ電力、室壁温度等を含むプロセス・パラメータに依存する。通常、光リソグラフィ基板１０５は、ドライエッチング・プロセス中は積極的に冷却されない。その結果、基板１０５の温度は、基板がプラズマに照射されている間に上昇する。
【００２２】
従来技術に基づいて、レチクル製造プロセス中のプラズマエッチングに先立って、光リソグラフィ基板の温度を制御するための改良された方法が必要である。
【００２３】
従来技術は、本発明による利点を得ることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２４】
したがって、本発明の目的は、在来デバイスの不適切さを克服して光マスクおよびレチクルの処理の進歩に著しい貢献をなす改良を提供することである。
【００２５】
本発明の別の目的は、以下の光リソグラフィ基板処理方法を提供することである。
初期温度を有する前記光リソグラフィ基板を室内の支持部材上に配置するステップと、
伝熱流体を前記室内に導入するステップと、
前記光リソグラフィ基板を、前記伝熱流体によって目標温度まで冷却するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板の温度が前記初期温度に達する前に、前記冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理を施すステップとを含む光リソグラフィ基板の処理方法。
【００２６】
本発明のさらに別の目的は、以下の光リソグラフィ基板処理方法を提供することである。
光リソグラフィ基板を処理する方法において、
前記光リソグラフィ基板を第１室内の第１支持部材上に配置するステップと、
伝熱流体を前記第１室内に導入するステップと、
前記第１室内の前記光リソグラフィ基板を、前記伝熱流体によって第１プロセス設定点まで冷却するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板を前記第１室から第２室内の第２支持部材上に転送するステップと、
前記冷却された光リソグラフィ基板の温度が第２プロセス設定点に達する前に、前記第２室内で、前記冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理を施すステップとを含む光リソグラフィ基板の処理方法。
【００２７】
以上、本発明の関連する目的について概要を述べた。これらの目的は、本発明のいくつかのより卓越した特徴と用途の説明に役立つだけのものであると解釈されたい。開示された発明を異なる方法で適用することにより、または、本発明を本開示の範囲内で変更することにより、多くの他の有益な結果を得ることができる。したがって、本発明の概要および好適な実施例の詳細な説明、さらに特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を添付図面と共に参照することによって、本発明のその他の目的を理解するとともに本発明の完全な理解を得ることができるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の概要として、本発明は、プラズマ処理に先立って光リソグラフィ基板を事前に冷却することによって光リソグラフィ基板のエッチングを改善する方法を含む。
【００２９】
本発明の特徴は、光リソグラフィ基板を室内の支持部材上に配置するステップを含む、光リソグラフィ基板の処理方法を提供することである。室は、真空室であってよい。支持部材は、光リソグラフィ基板の外側５ｍｍに接触するステージであってよい。或いは、ステージは、光リソグラフィ基板に３点で接触してもよい。ステージは、複数の基板を保持するために複数の棚を有してもよい。光リソグラフィ基板は、約０℃〜約５０℃の温度範囲内の初期温度で支持部材上に配置される。光リソグラフィ基板を、約０℃未満〜約マイナス４０℃未満の温度範囲内の、より好適には約マイナス３０℃未満の温度範囲内の目標温度に冷却するために、伝熱流体が室内に導入される。伝熱流体は、室内の圧力上昇が毎秒約１トールであるように室内に導入することができる。室内の圧力が大気圧に到達した後で、伝熱流体の投入を増やすことができる。伝熱流体は、乾燥したガスまたは不活性ガスとすることができ、或いはＮ２を含むこともできる。伝熱流体が室内に導入されている間に、室排気を連続して作動させることができる。伝熱流体は、室内へと再循環させることができる。伝熱流体は、室内に導入する前に冷却することができる。光リソグラフィ基板が目標温度に達すると、室内の排気を行なうこことができ、冷却された光リソグラフィ基板の温度がその初期温度に達する前に、冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理を施すことができる。
【００３０】
本発明の別の特徴は、光リソグラフィ基板を第１室内の第１支持部材の上に配置するステップを含む、光リソグラフィ基板を処理する方法を提供することである。第１室は、真空室とすることができる。第１支持部材は、光リソグラフィ基板の外側５ｍｍに接触するステージであってよい。或いはステージは、光リソグラフィ基板に３点で接触してもよい。ステージは、複数の基板を保持するために複数の棚を有してもよい。光リソグラフィ基板を第１支持部材の上に配置するステップは、大気圧未満の圧力で行うことができる。光リソグラフィ基板を、約０℃未満〜約マイナス４０℃未満の温度範囲、より好適には約マイナス３０℃未満の温度範囲等の第１プロセス設定点まで冷却するために、伝熱流体が第１室内に導入される。伝熱流体は、第１室内の圧力上昇が毎秒約１トールになるように第１室内に導入することができる。第１室内の圧力が大気圧に到達した後で、伝熱流体の投入を増やすことができる。伝熱流体は、乾燥したガスまたは不活性ガスとすることができ、或いはＮ２を含むこともできる。伝熱流体が第１室に導入されている間に、第１室の排気を連続して作動させることができる。伝熱流体は、第１室内へと再循環させることができる。伝熱流体は、第１室へ導入する前に冷却することができる。光リソグラフィ基板が第１プロセス設定点に到達すると、第１室を排気することができる。次いで、冷却された光リソグラフィ基板を、第１室から第２室内の第２支持部材の上に転送することができる。この転送は、真空中で行うことができる。第２室は、真空室とすることができる。第２支持部材は、光リソグラフィ基板の外側５ｍｍに接触するステージとすることができる。或いはステージは、光リソグラフィ基板に３点で接触することもできる。ステージは、複数の基板を保持するために複数の棚を有することができる。冷却された光リソグラフィ基板の温度が約０℃〜約５０℃の温度範囲等の第２プロセス設定点に達する前に、この冷却された光リソグラフィ基板にプラズマ処理処理が施される。
【００３１】
以降の本発明の詳細な説明がよりよく理解され、これにより当技術分野への本貢献がより完全に正しく認識されるために、前記のことがらは本発明のより適切で重要な特徴をかなり広く概説したものである。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明のさらなる特徴については、本明細書の以降の部分で説明する。当業者は、開示された概念および特定の実施例は、本発明と同じ目的を実行するために他の構成に変更または設計するための基礎として容易に利用できることを理解されたい。また、当業者は、そうした等価な構成は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱しないことも理解されたい。
【００３２】
図面中、類似符号は類似部材を指す。
【実施例】
【００３３】
本発明は、プラズマエッチング・プロセスに先立って、光リソグラフィ基板の温度を制御するための方法および装置を提供する。
【００３４】
光リソグラフィ基板用の典型的な誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ドライエッチング・プロセスに関して、基板の位置での熱負荷は約０．５Ｗ／ｃｍ２未満である。光リソグラフィ基板の相対的に高い熱質量のために、積極的な冷却を行わないエッチング・プロセスでは処理中に最低限の温度上昇が生じる（通常、約３℃／分未満）。光リソグラフィ基板をエッチングするために使用される典型的なプラズマ・プロセスに関して、全体の温度上昇は約５０℃未満である。
【００３５】
したがって、レチクルの相対的に高い熱質量（１５．２４ｃｍ（６インチ）×１５．２４ｃｍ（６インチ）×１０．１６ｃｍ（４インチ）の石英光マスクに対しては約２２０ジュール毎ケルビン）のために、プラズマエッチング・プロセス中のレチクルの冷却は実行可能でないけれども、プラズマエッチングに先立ってマスクを冷却することによって、プラズマエッチング・プロセスの少なくともある部分に関してレチクル温度が０℃未満になるように、レチクルをプラズマエッチングすることができる。
【００３６】
図２は、後続処理を行なう前に光マスク・レチクルを冷却できる処理室の概略図である。後続処理プロセスをプラズマエッチング・プロセスにすることができる。処理室は、ロボット（図示せず）により室内に転送される基板２１０を収容するだけの十分な大きさの少なくとも１つの開口部２０７を有する、真空コンパチブル・室２００からなる。場合によっては、開口部２０７を真空コンパチブル・バルブ２０５により閉じることもできる。基板の転送操作は、真空下、または大気圧に近い圧力下で行うことができる。開口部２０７は転送室（図示せず）に通じている。
【００３７】
基板２１０は基板支持体２２０によりステージ２３０の上方に保持される。基板支持体２２０は、基板２１０の背面の外側５ｍｍの部分で基板２１０と接触する。代替として、基板支持体２２０は、基板２１０の側面に接触してもよい。基板支持体２２０は、基板縁部を取り囲む１つの連続したリング、または離散的なサポートであってよい。好適な実施例では、３つの離散的な点接触が基板２１０を支持する。
【００３８】
基板２１０は冷却された面２０３の至近距離に保持される。好適な実施例では、基板２１０は冷却された面２０３の１０ｍｍ以内に保持される。冷却された面２０３は、基板２１０の所望温度以下の温度に維持される。冷却された面２０３、は冷却ユニット（図示せず）により所定の温度に維持される。好適な実施例では、ステージ２３０は冷却された面である。さらに他の実施例では、室の壁２４５が冷却された面である。
【００３９】
冷却された面２０３から基板２１０まで熱を伝達させるために、伝熱流体が流体入力部２４０を通って室２００の中に導入される。伝熱流体は、冷却プロセスの間に残留分を基板２１０上に置き去りにしてはならない。伝熱流体は、窒素、ヘリウムまたは清浄な乾燥空気等の不活性ガスとすることができる。流体がガスであるときは、基板または冷却された面の上の結露を避けるために、流体の露点は冷却された面の温度よりも著しく低くなければならない。
【００４０】
代替例においては、基板は、流体入力部２４０からは直接見えない。
【００４１】
別の実施例において、流体は冷却室内に導入されるに先立って、冷却された面に接触して運ばれる。
【００４２】
伝熱流体は、バッチ方式、半バッチ方式、または連続方式で導入される。流体のバッチ方式の導入の場合は、基板２１０と冷却された面との間の伝熱は、自然対流または強制対流によって生じうる。強制対流の場合は、流体を再循環ポンプ（図示せず）によって室を通って再循環させることができる。冷却流体の連続方式の導入の場合は、流体は流体排出部２１５を通じて排出される。場合によっては、冷却流体は転送開口部２０７を通って排出されてもよい。
【００４３】
代替例において、伝熱流体は、基板２１０が室２００内部に転送されるのに先立って、冷却室２００内に導入してもよいことに留意されたい。前述したように、伝熱流体はバッチ、半バッチ、または、連続方式で導入してよい。
【００４４】
図３にプロセスの流れ図を示す。プロセスは、ドライエッチングされるべきパターン付与された膜または材料を備えた、転送室内のある初期温度にある光リソグラフィ基板から始める。転送室と冷却室との間の圧力はほぼ平衡状態にされる。圧力がほぼ平衡状態にされた後で、基板は冷却室内部に転送される。転送操作は大気圧近傍で、または真空のもとで行うことができる。
【００４５】
基板は、プロセス設定点に到達するまで冷却室内に一時停止する。プロセス設定点を所望のマスク温度とすることができ、或いは設定点を時刻とすることもできる。設定点が基板温度であるときは、基板温度を監視するためにセンサ２３５が使用される。いずれにせよ、基板の少なくともある部分の温度は初期温度に比べて低下する。冷却室の圧力を大気圧近傍とすることも、或いは代替として大気圧より低くすることもできることに留意されたい。好適な実施例では、冷却プロセス中、冷却室内の圧力は１０トールより高い。冷却プロセスの少なくともある期間にわたって、冷却室の圧力をモニタでき、かつ、ほぼ一定に維持することもできる。
【００４６】
代替として、冷却プロセス中に基板に対する初期の熱衝撃を最小にするために、冷却室内の圧力を大気圧より低い圧力で開始し、冷却プロセス中に少なくとも１回、圧力を高めるようにしてもよい。
【００４７】
好適な実施例において、冷却プロセスは３０分未満で完成される。
【００４８】
冷却プロセスがプロセス設定点に到達した後で、冷却室と転送室とが排気される。冷却室と転送室の圧力がほぼ平衡にされた後で、基板は冷却室から転送室に転送される。次いで、基板はプラズマ処理室に転送され、プラズマにさらされる。プラズマ・プロセスの少なくともある期間中、基板の少なくともある部分は初期の基板温度より低い温度にある。
【００４９】
場合によっては、ドライエッチング・プロセスが完了した後で、基板を大気状態にさらす前に約２０℃に加熱してもよい。大気にさらす前に基板を加熱することは、マスク性能に対して悪影響を及ぼす恐れのある結露を予防する。加熱ステップはプラズマ反応容器の中で行われてもよい。プラズマ加熱ステップは、反応性ガス混合物（例えば、残留エッチング・レジストを剥離するための酸素含有ガス混合物）、または非反応性ガス（例えば、Ｈｅ、Ａｒ、など）により構成されてよい。
【００５０】
他の実施例において、レチクル温度は、プラズマエッチング・プロセスに先立ってマスクを冷却することにより、エッチング・プロセスの期間中、室温（２５℃）よりも低い温度で推移する。これは、プラズマ処理中にマスクが経験する温度上昇を打ち消すのに十分な初期温度までマスクを冷却することによって達成できる。
【００５１】
代替的に、エッチング・プロセス中にマスク温度をモニタしてもよい。マスク温度が所定の温度設定点を超えるならば、プラズマ・プロセスは中断され、エッチング・プロセスの再開に先立ってマスクが冷却される。レチクル温度を所望の温度値より下に維持するために、マスクをエッチングし冷却するプロセスを必要回数だけ繰り返すことができる。
【００５２】
上記の開示は主に光リソグラフィ基板に焦点を当ててきたが、本方法および装置を、金属、誘電体および半導体を含む他の基板タイプに適用することができる。特に、本方法は、（例えば４０ジュール毎ケルビンの）高い熱質量を有する基板に適用できる。高い熱質量の例は（例えばＡｌＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３、等の）セラミック基板である。
【００５３】
本開示は、添付の特許請求の範囲に含まれる開示、並びに前述した説明の開示を包含するものである。本発明を、ある程度の特殊性を有する好適な形態の中で説明してきたけれども、好適な形態の本開示は例としてのみなされたものであり、要素の構成および組み合わせおよび配置の詳細に関する多くの変更を、本発明の精神および範囲から逸脱することなく行うことができることを理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】レチクル製造に使用される光リソグラフィ・ドライエッチング・システムのための従来技術による基板ステージ構成の模式図。
【図２】後続処理前に光マスク・レチクルを冷却できる処理室の模式図。
【図３】本発明によるプロセスの流れ図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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