(57)【要約】  プラズマ処理システム内で基材からフォトレジストを除去する方法およびシステムは、NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを導入することを含む。さらに、プロセスの化学操作として、希ガス（即ち、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）といった不活性ガスを付加することを含む。本発明は、さらに、基材上の膜内にフィーチャを形成する方法を提供する。この方法は、基材上に誘電層を形成し；誘電層上にフォトレジストパターンを形成し；エッチングによってフォトレジストパターンを誘電層に対して転写し；NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを用いて誘電層からフォトレジストを除去することを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材からフォトレジストを除去する方法であって：
基板上に形成された誘電層と、該誘電層を被覆するとともに、該誘電層内にフィーチャをエッチングするためのマスクとなるフォトレジストとが形成された基材を、プラズマ処理システム内に配置し；
NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを導入し；
前記プラズマ処理システム内で、前記プロセスガスからプラズマを形成し；
該プラズマを用いて、前記基材から前記フォトレジストを除去する方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
導入する前記プロセスガスは、NO、NO2、及びN2Oのうちの少なくとも一つを含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、
導入する前記プロセスガスは、不活性ガスを含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
導入する前記プロセスガスは、希ガスを含む方法。
【請求項５】
請求項１記載の方法であって、
前記誘電層は、低誘電率誘電層とされている方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、
前記誘電層は、多孔性誘電層および非多孔性誘電層のうちの少なくとも一つを含む方法。
【請求項７】
請求項１記載の方法であって、
前記誘電層は、有機材料および無機材料のうちの少なくとも一つを含む方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、
前記誘電層は、有機材料および無機材料の混成材料を含む方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法であって、
前記誘電層は、酸化有機シランを含む方法。
【請求項１０】
請求項７記載の方法であって、
前記誘電層は、水素シルセスキオキサン又はメチルシルセスキオキサンのうちの少なくとも一つを含む方法。
【請求項１１】
請求項７記載の方法であって、
前記誘電層は、珪酸塩を基礎とした材料を含む方法。
【請求項１２】
請求項９記載の方法であって、
前記誘電層は、シリコン、炭素及び酸素を含む集合膜（collective film）を含む方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法であって、
前記集合膜内に水素を配置する方法。
【請求項１４】
基材上の誘電層内にフィーチャを形成する方法であって：
基板上に誘電層を形成し；
該誘電層上にフォトレジストパターンを形成し；
エッチングによって前記フォトレジストパターンを前記誘電層に転写し；
NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスによって形成されたプラズマを用いて、前記誘電層から前記フォトレジストを除去する方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、
前記プロセスガスは、NO、NO2、及びN2Oのうちの少なくとも一つを含む方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法であって、
前記プロセスガスは、不活性ガスを含む方法。
【請求項１７】
請求項１４記載の方法であって、
前記プロセスガスは、希ガスを含む方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の方法であって、
前記フォトレジストを除去する工程は、第1期間の間に対して行われる方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法であって、
前記第1期間は、エンドポイント検出によって決定される方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、
前記エンドポイント検出は、光放射分光計を用いる方法。
【請求項２１】
請求項１８記載の方法であって、
前記第1期間の次に、前記NXOYに基づくプラズマに対して前記フォトレジストを曝す第2期間が設けられる方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法であって、
前記第2期間は、前記第1期間の一部とされる方法。
【請求項２３】
請求項１４記載の方法であって、
エッチングによって前記フォトレジストパターンを前記誘電層に転写する工程は、プラズマ処理システム内で行われ、
前記誘電層から前記フォトレジストを除去する工程は、前記プラズマ処理システム内で行われる方法。
【請求項２４】
請求項１４記載の方法であって、
エッチングによって前記フォトレジストパターンを前記誘電層に転写する工程は、プラズマ処理システム内で行われ、
前記誘電層から前記フォトレジストを除去する工程は、他のプラズマ処理システム内で行われる方法。
【請求項２５】
基材からフォトレジストを除去するプラズマ処理システムであって：
プロセスガスからプラズマを形成するプラズマ処理チャンバと；
該プラズマ処理チャンバに接続されるとともに、基材からフォトレジストを除去するプラズマを形成するために、NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを用いてプロセスレシピを実行するように構成されたコントローラと；
を備えているプラズマ処理システム。
【請求項２６】
請求項２５記載のプラズマ処理システムであって、
前記プラズマ処理チャンバおよび前記コントローラに接続された診断システムが設けられているプラズマ処理システム。
【請求項２７】
請求項２６記載のプラズマ処理システムであって、
前記診断システムは、前記プラズマから放射される光に関する信号を受け取るように構成されているプラズマ処理システム。
【請求項２８】
請求項２５記載のプラズマ処理システムであって、
前記プロセスガスは、NO、NO2、及びN2Oのうちの少なくとも一つを含むプラズマ処理システム。
【請求項２９】
請求項２５記載のプラズマ処理システムであって、
前記プロセスガスは、不活性ガスを含むプラズマ処理システム。
【請求項３０】
請求項２５記載のプラズマ処理システムであって、
前記プロセスガスは、希ガスを含むプラズマ処理システム。
【請求項３１】
請求項２６記載のプラズマ処理システムであって、
前記コントローラは、前記フォトレジストを第1期間の間だけ前記プラズマに曝すプラズマ処理システム。
【請求項３２】
請求項３１記載のプラズマ処理システムであって、
前記第1期間は、前記診断システムによって決定されるエンドポイント検出により決定されるプラズマ処理システム。
【請求項３３】
請求項２６記載のプラズマ処理システムであって、
前記診断システムは、光放射分光計を備えているプラズマ処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００３年１２月２３日に出願された仮出願ではない米国特許出願番号１０／７４３，２７５に基づく。この米国特許出願の内容は、本明細書中にそのまま組み込まれる。
【０００２】
本発明は、基材からフォトレジストを除去する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体プロセスにおいて、（ドライ）プラズマエッチングプロセスは、シリコン基材上にパターン形成された細いラインに沿ってあるいはビアホール（vias）内又は接点で材料をエッチング又は除去するために用いられる。プラズマエッチングプロセスは、一般的に、プロセスチャンバ内で、例えばフォトレジスト層等の被覆するようにパターン形成された保護層を備えた半導体基材を位置決めすることを含む。いったん、基材がチャンバ内に位置決めされると、雰囲気プロセス圧力を得るために真空ポンプを調整しつつ、イオン化性や解離性を有する混合ガスが、予め決められた所定の流量でチャンバ内に導入される。その後、誘導的または容量的に伝送されるラジオ周波数（ＲＦ）電力、又は、例えば電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）等を用いたマイクロ波電力によって加熱された複数の電極によって、存在する複数のガス種の一部分がイオン化されたときに、プラズマが形成される。さらに、加熱された各電極により、周囲のガス種のうちのいくつかのガス種を解離し、露出表面の化学エッチングに適した一又は複数の反応性ガス種を生成する。いったんプラズマが形成されると、選択された複数の基材表面がプラズマによってエッチングされる。以上のプロセスは、基材の選択された各領域において、種々の形態（例えばトレンチ、ビアホール、接点等）をエッチングするための所望の反応物の濃度およびイオン密度（ion populations）といった好適条件を得るために、調整される。エッチングが必要とされる部分のこのような基材の材料は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、低比誘電率材料、ポリシリコンおよび窒化珪素を含む。
【０００４】
いったん、パターン形成されたフォトレジストから下方に位置する誘電層へとパターンが転写されると、例えばドライプラズマエッチングを用いて、フォトレジストの残留層と、エッチング後の残留物（post-etch residues）は、アッシング（ashing；灰化）（又はストリッピング）プロセスを経て取り除かれる。例えば、従来のアッシングプロセスによれば、フォトレジストの残留層を有する基材は、二原子酸素（02）の導入およびそのイオン化／解離によって形成される酸素プラズマに曝される。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、基材からフォトレジストを除去する方法は、以下の工程を含む：
プラズマ処理システム内に、フォトレジストが被覆された誘電層を有する基材を配置する（ここで、フォトレジストは、誘電層内でフィーチャ（feature）をエッチングするためのマスクとなる。）； 
NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを導入する；
プラズマ処理システム内でプロセスガスからプラズマを形成する；
前記プラズマによって基材からフォトレジストを除去する。
【０００６】
本発明の他の形態によれば、基材上の誘電層内にフィーチャを形成する方法は、以下の工程を含む：
基材上に誘電層を形成する；
誘電層上にフォトレジストパターンを形成する；
エッチングにより、フォトレジストパターンを誘電層に対して転写する；
NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを用いて形成したプラズマを用いて、誘電層からフォトレジストを除去する。
【０００７】
本発明のさらに他の態様によれば、基材からフォトレジストを除去するプラズマ処理システムは：プロセスガスからプラズマを形成するプラズマ処理チャンバと；プラズマ処理チャンバに接続されるとともに、基材からフォトレジストを除去するプラズマを形成するためにNXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを用いてプロセスレシピを実行するように構成されたコントローラと；を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
材料プロセスの手順において、パターンエッチングは、エッチング時に下方に位置する材料に対してパターンを転写するマスクを用意するために、続けてパターン形成される基材の上面に対してフォトレジスト等の感光性材料の薄膜層を適用することを含む。この感光性材料のパターン形成は、一般に、（ポジティブのフォトレジストの場合には）感光性材料の照射領域の除去によって得られ、又は、（ネガティブのフォトレジストの場合には）現像液を用いる非照射領域の除去によって得られる、例えばマイクロリソグラフィーシステムを用いるレチクル（及び関連する光学系）を介した放射源による感光性材料の露光を含む。
【０００９】
例えば、図１Ａ乃至図１Ｃに示されているように、（パターン形成されたフォトレジストといった）パターン２を有する感光層３を備えたマスクが、基材５上の薄膜４にパターン形状を転写するために用いられる。例えばドライプラズマエッチングを用いて、パターン２は薄膜４に対して転写され、フィーチャ（feature）６を形成するために、エッチングの完了により、マスク３は除去される。
【００１０】
一実施形態では、マスク３を除去するために、NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスが利用される。NXOYを含むプロセスガスは、NO、NO2、及びN2Oのうち少なくとも一つを含むことができる。あるいは、プロセスガスは、さらに、希ガス（即ち、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）といった不活性ガスを含むことができる。
【００１１】
一実施形態によれば、プラズマ処理システム１は、図２に示されているように、プラズマ処理チャンバ１０と、このプラズマ処理チャンバ１０に接続された診断システム１２と、この診断システム１２及びプラズマ処理チャンバ１０に接続されたコントローラ１４とを備えている。コントローラ１４は、基材からフォトレジストを除去するために、上述の化学種（即ちNXOY等）のうちの少なくとも一つを含むプロセスレシピを実行するように構成されている。さらに、コントローラ１４は、プロセスに対するエンドポイント（endpoint）を精度良く決定するために、診断システム１２から少なくとも一つのエンドポイント信号を受け取るとともに当該エンドポイント信号を後処理する。図２に示した実施形態では、プラズマ処理システム１は、材料を処理するためにプラズマを利用する。プラズマ処理システム１は、エッチング用チャンバ、アッシュ（ash）チャンバ、又はこれらチャンバの組合せを備えることができる。
【００１２】
図３に示した実施形態によれば、プラズマ処理システム１ａは、プラズマ処理チャンバ１０と、基材２５が上部に固定される基材ホルダ２０と、真空処理システム３０とを備えることができる。基材としては、半導体基材、ウエハ又は液晶ディスプレを挙げることができる。プラズマ処理チャンバ１０は、基材２５の表面近傍の処理領域１５内にプラズマを形成できる構成とされている。イオン化ガス又は混合ガスが、ガス噴射システム（図示せず）を介して導入され、プロセス圧力は調整される。例えば、真空吸引システム３０を調整するために制御機構（図示せず）を用いることができる。プラズマは、予め決められた材料プロセスに特定した材料を製造するため、及び／又は、基材２５の露出表面から材料を除去するために使用することができる。プラズマ処理システム１ａは、２００ｍｍ基材、３００ｍｍ基材またはそれ以上といった所望の寸法の基材を処理できるように構成することができる。
【００１３】
基材２５は、静電式クランプシステムによって基材ホルダ２０に固定され得るようになっている。また、基材ホルダ２０は、例えば、基材ホルダ２０から熱を受け取るとともに熱交換システム（図示せず）へと熱を輸送でき、又は、加熱する際には熱交換システムから熱を輸送することができる再循環冷却剤流れを備えた冷却システムをさらに備えることができる。さらにまた、基材２５と基材ホルダ２０との間のギャップ間熱コンダクタンスを改善するために、裏面ガスシステムを介して、基材２５の裏面へとガスを供給することができる。このようなシステムは、温度を上昇または下降させるといった基材の温度制御が必要となったときに、利用することができる。例えば、上述の裏面ガスシステムは、基材２５の中央と端部との間でヘリウムガスによるギャップ圧力を独立に変化させることができる２領域ガス分配システムを備えることができる。他の形態では、プラズマ処理チャンバ１０のチャンバ壁部だけでなく基材ホルダ２０、及びプラズマ処理システム１ａの他の構成要素内に、抵抗加熱要素や熱電加熱／冷却要素といった複数の加熱／冷却要素を備えることができる。
【００１４】
図３に示した実施形態では、基材ホルダ２０は、処理空間１５内の処理用プラズマにRF電力を供給する電極を備えることができる。例えば、基材ホルダ２０は、基材ホルダ２０に対してインピーダンスマッチング用ネットワーク５０を介したＲＦ発生器４０からのRF電力の伝送によって、ＲＦ電圧に電気的にバイアスすることができる。このＲＦバイアスによって、プラズマを形成して維持するために、電子を加熱することができる。このような構成において、システムは、チャンバ及び上部ガス噴射電極が接地面とされた反応性イオンエッチング（RIE）反応装置として動作することができる。RFバイアスの典型的な周波数は、約０．１MHzから約１００MHzの範囲とすることができる。プラズマ処理のためのRFシステムは、当業者において周知である。
【００１５】
あるいは、RF電力は、多領域の周波数において、基材ホルダ電極に供給される。さらに、インピーダンスマッチング用ネットワーク５０は、反射電力を減少させることによって、プラズマ処理チャンバ１０内のプラズマへのRF電力の伝送を改善する。（例えばLタイプ、πタイプ、Ｔタイプ等の）マッチ・ネットワーク・トポロジー（match network
topologies）及び自動制御法は、当業者において周知である。
【００１６】
真空吸引システム３０は、排気速度が毎秒５０００リットル（およびそれ以上）までの能力を有するターボ分子ポンプ（ＴＭＰ）と、チャンバ圧を絞るためのゲートバルブとを備えることができる。ドライプラズマエッチングに用いられる従来のプラズマ処理装置では、毎秒１０００〜３０００リットルのTMPが一般に採用されている。ＴＭＰは、典型的には５０mTorrよりも小さい低圧力での処理に適している。高圧（即ち１００mTorrよりも大きい）の場合には、機械式ブースタポンプおよびドライ粗引きポンプを使用することができる。さらにまた、チャンバ圧力をモニタする装置（図示せず）を、プラズマ処理チャンバ１０に接続することができる。圧力計測装置としては、例えば、（マサチューセッツ州Andoverにある）MKSインスツルメンツ社から市場において入手できるタイプ628Bバラトロン（Baratron）絶対圧式容量型マノメータを用いることができる。
【００１７】
コントローラ１４は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びデジタルＩ／Ｏポートを有しており、プラズマ処理システム１ａからのモニタ出力だけでなくプラズマ処理システム１ａに対する入力を発生させ、かつ通信するのに十分な制御用電圧を生成することができる。さらに、コントローラ１４は、ＲＦ発生器４０、インピーダンスマッチング用ネットワーク５０、ガス噴射システム（図示せず）、真空吸引システム３０、裏面ガス供給システム（図示せず）、基材／基材ホルダ間温度計測システム（図示せず）、及び／又は、静電式クランプシステム（図示せず）に接続されるとともに情報の交換ができるようになっている。例えば、メモリ内に保存されたプログラムは、基材からフォトレジストを除去する方法を実行するプロセスレシピに応じて、上述のプラズマ処理システム１ａの各構成要素に対して入力を発生させるために利用することができる。コントローラ１４の一例としては、テキサス州オースチンのデル社から入手可能なデル製PRECISION WORKSTATION 610TMが挙げられる。
【００１８】
コントローラ１４は、プラズマ処理システム１ａに対して局所的に位置させてもよく、又は、プラズマ処理システム１ａに対して離間させて位置させてもよい。例えば、コントローラ１４は、直接接続、イントラネットおよびインターネットのうちの少なくとも一つを用いてプラズマ処理システム１ａとデータ交換できるようになっている。コントローラ１４は、例えばカスタマーサイト（即ち装置メーカ等）のイントラネットに接続することができ、又は、例えば供給側サイト（即ち装置製造メーカ）のイントラネットに接続することができる。さらに、例えば、コントローラ１４は、インターネットに接続することができる。さらにまた、直接接続、イントラネットおよびインターネットのうちの少なくとも一つを用いてデータ交換するために、他のコンピュータ（即ち、コントローラ、サーバ等）がコントローラ１４にアクセスできるようになっている。
【００１９】
診断システム１２は、光学診断サブシステム（図示せず）を備えることができる。光学診断サブシステムは、プラズマから放射される光強度を測定するための（シリコン）フォトダイオードや光電子増倍管（PMT）といった検出器を備えることができる。診断システムは、さらに、狭帯域干渉フィルタのような光学フィルタを備えることができる。他の形態として、診断システム１２は、ラインCCD（charge coupled
device）、CID（charge injection device）アレイ、及び、回折格子やプリズムといった光分散デバイスのうちの少なくとも一つを備えることができる。加えて、診断システム１２は、所定波長における光を測定するための（例えば、回折格子／検出器システムといった）モノクロメータ、又は、例えば、米国特許第5,888,337号明細書に開示された装置のような光スペクトルを測定するための（例えば回転する回折格子を備えた）分光計を備えることができる。
【００２０】
診断システム１２は、ピークセンサシステムズ（Peak
Sensor Systems）やベリファイインスツルメンツ社（Verify Instruments, Inc.）から入手できるような高分解能光放射分光計（OES）センサを備えることができる。このようなOESセンサは、紫外（UV）、可視（VIS）及び近赤外（NIR）の幅広いスペクトルを有している。分解能は約１．４オングストロームとされており、センサは２４０から１０００nmまでの間で５５５０個の波長を得ることができる。OESセンサは、高感度小型光ファイバ式のUV-VIS-NIRの各分光計を備えることができ、これらは、順に、２０４８画素のリニアCCDアレイに統合される。
【００２１】
各分光計は、単一の又は束ねられた光ファイバを介して伝送された光を受け取り、各光ファイバからの光出力は、固定された回折格子を用いてラインCCDアレイに対して分散させられる。上述の構成と同様に、光学真空窓を通過して放射する光を、球面凸レンズを介して各光ファイバの入力端上に集光する。所定のスペクトル範囲（UV、VIS、及びNIR）にそれぞれ調整された３つの分光計により、処理チャンバ用センサを構成することができる。各分光計は、独立したA/Dコンバータを備えることができる。そして最後に、センサの利用形態に応じて、０．１から１．０秒ごとに全放射スペクトルを記録することができる。
【００２２】
図４に示した実施形態では、プラズマ処理システム１ｂは、図２又は図３のそれと同様とされ、さらに、これら図２及び図３の構成要素に加えて、プラズマ密度を潜在的に高め、及び/又は、プラズマ処理による均一性を改良するために、固定式の、又は、機械的または電気的に回転する磁場システム６０を備えることができる。さらに、コントローラ１４を、回転速度及び磁場強さを調整するために、磁場システム６０に接続することができる。回転磁場の設計および実現は、当業者において周知である。
【００２３】
図５に示した実施形態では、プラズマ処理システム１ｃは、図２又は図３のそれと同様とされ、さらに、上方電極７０を備えることができる。上方電極７０に対して、インピーダンスマッチング用ネットワーク７４を介したＲＦ発生器７２からのＲＦ電力が供給され得るようになっている。上方電極に対するＲＦ電力の周波数は、約０．１ＭＨzから約２００MHzまでの範囲とすることができる。また、下部電極に対するRF電力の周波数は、約０．１ＭＨzから約１００MHzまでの範囲とすることができる。さらに、コントローラ１４は、上方電極７０に対するRF電力の供給を制御するために、RF発生器７２及びインピーダンスマッチング用ネットワーク７４に接続されている。上方電極の設計および実現は、当業者において周知である。
【００２４】
図６に示した実施形態では、プラズマ処理システム１ｄは、図２又は図３のそれと同様とされ、さらに、誘導コイル８０を備えることができる。誘導コイルに対して、インピーダンスマッチング用ネットワーク８４を介したＲＦ発生器８２からのＲＦ電力が供給される。RF電力は、誘電性窓（図示せず）を介して誘導コイル８０からプラズマ処理領域４５へと誘導的に接続されている。上方電極に対するＲＦ電力の周波数は、約０．１ＭＨzから約２００MHzまでの範囲とすることができる。また、誘導コイル８０に対するRF電力の周波数は、約１０ＭＨzから約１００MHzまでの範囲とすることができる。同様に、チャック（chuck）電極に対するRF電力の周波数は、約０．１ＭＨzから約１００MHzまでの範囲とすることができる。また、誘導コイル８０とプラズマとの間の容量結合を減少させるために、スロット付き（slotted）ファラデーシールド（図示せず）を採用することができる。さらにまた、コントローラ１４は、誘導コイル８０に対するRF電力の供給を制御するために、RF発生器８２及びインピーダンスマッチング用ネットワーク８４に接続されている。他の形態では、誘導コイル８０は、電磁結合プラズマ（TCP）反応装置内で、上方からプラズマ処理領域１５に接続するように“スパイラル形”コイル又は“パンケーキ形”コイルとすることができる。誘導結合ブラズマ（ICP）供給源、又は、電磁結合プラズマ（TCP）供給源の設計および実現は、当業者において周知である。
【００２５】
あるいは、プラズマは、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）を用いて形成することができる。さらに他の形態では、プラズマは、ヘリコン波の励起によって形成することができる。さらに他の形態では、プラズマは、表面波の伝播によって形成することができる。これらのプラズマ源は、当業者において周知である。
【００２６】
以下では、プラズマ処理装置を用いた、基材からフォトレジストを除去する方法についての説明がなされる。プラズマ処理装置は、図２乃至図６に示した種々の構成要素およびこれらの組合せを備えることができる。
【００２７】
一実施形態では、フォトレジストを除去する方法は、NXOYに基づく化学反応を含む。例えば、プロセスパラメータ空間（process parameter space）は、約２０から約１０００mTorrのチャンバ圧力、約５０から約１０００sccmの範囲のNOプロセスガス流量、約５００から２０００Ｗの範囲の上方電極（例えば図５の要素７０）のＲＦバイアス、及び、約１０から約５００Ｗの範囲の下方電極（例えば図５の要素２０）のＲＦバイアスを備えることができる。さらに、上方電極バイアスの周波数は、約０．１MHzから約２００MHzの範囲、例えば約６０MHzとすることができる。また、下方電極バイアスの周波数は、約０．１MHzから約１００MHzの範囲、例えば約２MHzとすることができる。
【００２８】
他の実施形態では、フォトレジストを除去する方法は、NO２に基づく化学反応を含む。例えば、プロセスパラメータ空間は、約２０から約１０００mTorrのチャンバ圧力、約５０から約１０００sccmの範囲のNO２プロセスガス流量、約５００から２０００Ｗの範囲の上方電極（例えば図５の要素７０）のＲＦバイアス、及び、約１０から約５００Ｗの範囲の下方電極（例えば図５の要素２０）のＲＦバイアスを備えることができる。
【００２９】
さらに他の実施形態では、フォトレジストを除去する方法は、N２Oに基づく化学反応を含む。例えば、プロセスパラメータ空間は、約２０から約１０００mTorrのチャンバ圧力、約５０から約１０００sccmの範囲のN２Oプロセスガス流量、約５００から２０００Ｗの範囲の上方電極（例えば図５の要素７０）のＲＦバイアス、及び、約１０から約５００Ｗの範囲の下方電極（例えば図５の要素２０）のＲＦバイアスを備えることができる。
【００３０】
さらに他の実施形態では、これらの組合せを用いることができる。他の実施形態では、RF電力は、上方電極に供給し、下方電極に供給しないこととする。別の実施形態では、RF電力は、下方電極に供給し、上方電極に供給しないこととする。
【００３１】
一般に、フォトレジストを除去する時間は、実験計画（DOE）法を用いて決定することができる；しかし、エンドポイント検出を用いて決定することもできる。エンドポイント検出の一つの可能な方法は、プラズマ領域から放射される光スペクトルの一部分をモニタすることである。この光スペクトルにより、基材からのフォトレジストの除去が実質的にほぼ完了し、下方に位置する材料フィルムへ接触したことによって、プラズマの化学状態がいつ変化したのかが示される。例えば、このような変化を示すスペクトルの部分は、４８２．５nm（CO）の波長を含み、光放射分光計（OES）を用いて計測することができる。これらの周波数に対応する放射レベルが特定の閾値を横切った（例えば、実質ゼロを超えて降下する、又は、特定レベルを超えて上昇する）後に、エンドポイントが完了したと見なすことができる。エンドポイント情報を提供する他の波長を用いることもできる。さらに、オーバアッシュ期間（a period of over-ash；灰化超過期間）を含ませるために、エッチング時間を延長することができる。ここで、オーバアッシュ期間は、エッチングプロセスの開始からエンドポイント検出に関連する時間までの間の時間の一部分（即ち、１から１００％）を構成する。
【００３２】
図７は、本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理システムについて、基材上のフォトレジストを除去する方法を示したフローチャートである。フロー４００は、プラズマ処理システムへと、NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスを導入するステップ４１０から始まる。例えば、プロセスガスは、NO、NO2、又はN2Oを含むことができる。あるいは、プロセスガスは、さらに、希ガス（即ち、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）といった不活性ガスを含むことができる。
【００３３】
ステップ４２０において、プラズマは、例えば、図２乃至図６に示したシステムのいずれか一つまたはこれらの組合せを用いて、プラズマ処理システム内でプロセスガスから形成される。
【００３４】
ステップ４３０において、フォトレジスト層およびフォトレジスト層の残留物を備えた基材は、ステップ４２０にて形成されたプラズマに対して曝される。第１期間の後、フロー４００は終了する。フォトレジスト層を備えた基材がプラズマに曝される第１期間は、一般に、フォトレジスト層を灰化する（ash）ために必要な時間によって決定される。一般に、フォトレジストを除去するために必要な時間は、予め決定されている。あるいは、この期間は、第２期間またはオーバアッシュ期間によってさらに増加させることができ、上述のように、オーバアッシュ期間は、第１期間の一部分（即ち、１から１００％）を構成することができ、また、オーバアッシュ期間は、エンドポイントの検出を超えたアッシング（灰化）の延長を構成することができる。
【００３５】
図８には、本発明の他の実施形態によるプラズマ処理システムについて、基材上の誘電層にフィーチャを形成する方法が示されている。この方法は、基材上に誘電層を形成するステップ５１０から始まるフローチャート５００に示されている。誘電層は、二酸化珪素（SiO2）といった酸化層を備えることができ、また、化学蒸着（CVD）を含む様々なプロセスによって形成することができる。あるいは、誘電層は、約４（例えば、熱（thermal）二酸化珪素の誘電率は約３．８から約３．９の範囲の値をとり得る。）とされたSiO2の誘電率よりも小さいノミナル（nominal）誘電率を有している。より具体的には、誘電層は、約３．０よりも小さい誘電率を有してもよく、又は、約１．６から約２．７までの範囲の誘電率としてもよい。
【００３６】
あるいは、誘電層は、低誘電率（または低ｋ（low-k））誘電膜として特徴付けることができる。誘電層は、有機材料、無機材料、及び有機材料と無機材料との混成材料のうちの少なくとも一つを含むことができる。また、誘電層は、多孔性または非多孔性（微小孔のない層）とすることができる。例えば、誘電層は、CVD法を用いて蒸着された、酸化有機シラン（または有機シロキサン）のような珪酸塩を基礎とした無機材料を含むことができる。このような膜の例として、アプライド・マテリアル社（Applied Materials, Inc.）から市場にて入手可能なブラックダイアモンド（登録商標）CVD有機珪酸塩ガラス（OSG）膜、又は、ノベラスシステムズ（Novellus Systems）社から市場にて入手可能なコーラル（Coral）（登録商標）CVD膜が挙げられる。また、多孔性誘電膜は、小さな複数の空隙（ボイド）（又は微細孔（ポア））を形成するためにキュアプロセス中に破壊されたCH3ボンドを有する酸化珪素を基礎とした（silicon oxide-based）マトリックスのような単一層材料を含むことができる。また、多孔性誘電膜は、キュアプロセス中に蒸発させられた有機材料（例えば、ポロジェン（porogen））の微細孔を有する酸化珪素を基礎としたマトリックスのような二層材料を含むことができる。あるいは、誘電膜は、SOD法を用いて堆積された、水素シルセスキオキサン（hydrogen silsesquioxane: HSQ）又はメチルシルセスキオキサン（methyl silsesquioxane: MSQ）といった珪酸塩を基礎とした無機材料を含むことができる。このような膜の例として、ダウコーニング社から市場にて入手できるFOx HSQ、ダウコーニング社から市場にて入手できるXLK多孔性HSQ、及びJSRマイクロエレクトロニクス社から市場にて入手できるJSR LKD-5109を挙げることができる。あるいは、誘電膜は、SOD法を用いて堆積された有機材料を含むことができる。このような膜の例としては、ダウケミカル社から市場にて入手できるSiLK-I、SiLK-J、SiLK-H、SiLK-D、及び多孔性SiLK、及び、ハネウェル社から市場にて入手できるフレア（FLARE）（登録商標）及びナノガラス（Nano-glass）を挙げることができる。
【００３７】
ステップ５２０において、基材上に、誘電層を覆うフォトレジストパターンが形成される。フォトレジスト膜は、フォトレジストスピンコーティングシステムといった公知の技術を用いて形成することができる。フォトレジストパターンは、ステッピングマイクロリソグラフィシステムおよび現像液といった公知の技術を用いて、フォトレジスト膜内に形成することができる。
【００３８】
ステップ５３０において、誘電層内にフィーチャを形成するために、誘電層に対してフォトレジストパターンが転写される。パターン転写は、ドライエッチング法を用いて行われる。このエッチングプロセスは、プラズマ処理システム内で実行される。例えば、酸化珪素、二酸化珪素等の酸化誘電膜をエッチングする際、又は、酸化有機シランといった無機低ｋ誘電膜をエッチングする際、エッチングガスの成分は、一般に、Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８，Ｃ３Ｆ６，Ｃ４Ｆ６，ＣＦ４等のうちの少なくとも一つといったフルオロカーボンを基礎とした化学種、及び、不活性ガス、酸素及びCOのうちの少なくとも一つを含む。さらに、例えば、有機低ｋ誘電膜をエッチングする際、エッチングガスの成分は、一般に、窒素含有ガスおよび水素含有ガスの少なくとも一つを含む。上述したような誘電膜を選択的にエッチングする技術は、誘電膜エッチングプロセスの当業者において周知である。
【００３９】
ステップ５４０において、フォトレジストパターン、フォトレジストの残留物、又はエッチング後の残留物等は、除去される。フォトレジストの除去は、NXOY（X及びYは１以上の整数）を含むプロセスガスから形成されたプラズマに対して基材を曝すことによって行われる。例えば、プロセスガスは、NO、NO2、及びN2Oを含むことができる。あるいは、プロセスガスは、さらに、希ガス（即ち、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn）といった不活性ガスを含むことができる。例えば、図２乃至図６に示したシステムのいずれか一つを用いて、プラズマ処理システム内でプロセスガスからプラズマが形成され、フォトレジストを備えた基材が、形成されたプラズマに曝される。フォトレジストを備えた基材がプラズマに曝されている間の期間は、一般に、フォトレジストを除去するために必要な時間によって決定され得る。一般に、フォトレジストを除去するために必要な時間は、予め決定されている。あるいは、この期間は、第２期間またはオーバアッシュ期間によってさらに増加させることができる。上述のように、オーバアッシュ期間は、期間の一部分（即ち、１から１００％）を構成することができ、また、オーバアッシュ期間は、エンドポイントの検出を超えたアッシング（灰化）の延長を構成することができる。
【００４０】
一実施形態では、誘電層に対するフォトレジストパターンの転写、及び、フォトレジストの除去は、同一のプラズマ処理システム内で行う。他の形態では、誘電層に対するフォトレジストパターンの転写、及び、フォトレジストの除去は、異なるプラズマ処理システム内で行う。
【００４１】
上述の通り、本発明の一実施形態について説明したが、本技術分野における当業者であれば、本発明の新規な教示および有利点から離れることなく多くの変形を施すことが可能である。したがって、これらの全ての変形例は、本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】薄膜パターンエッチングの典型的な工程を示した概略図である。
【図１Ｂ】薄膜パターンエッチングの典型的な工程を示した概略図である。
【図１Ｃ】薄膜パターンエッチングの典型的な工程を示した概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理システムの概略構成を示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるプラズマ処理システムの概略構成を示した図である。
【図４】本発明のさらに他の実施形態にかかるプラズマ処理システムの概略構成を示した図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態にかかるプラズマ処理システムの概略構成を示した図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態にかかるプラズマ処理システムの概略構成を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるプラズマ処理システムにおいて、基材上の反射防止膜（ARC）をエッチングする方法を示したフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施形態について、基材上の薄膜をエッチングするために二層マスクを形成する方法を示したフローチャートである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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