(57)【要約】  リソグラフィマスクの金属含有物質をエッチングするための装置は、チャンバとチャンバ内にマスクを支持するための支持体とを有する。金属含有物質の上に、マスクは側壁をもつ特徴部を有するレジスト層を備えている。ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口が設けられている。ガス分配器、ガスエナジャイザ、及びガス排気口の１つ以上を制御して（ｉ）レジスト層において特徴部の側壁上に犠牲コーティングを堆積させ、（ｉｉ）マスクの金属含有物質をエッチングするように適合されているコントローラが設けられている。金属含有物質の上に横たわるレジスト層における特徴部の側壁の同時エッチングがその上に形成された犠牲コーティングによって低減される。
2007505366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィマスクの製造法であって、
（ａ）放射透過性プレートと上に横たわる金属含有物質を備えているマスクを選択するステップと、
（ｂ）（ｉ）該金属含有物質上にレジスト層を形成し、
（ｉｉ）該レジスト層を光学的放射に選択的に晒し、
（ｉｉｉ）該レジスト層を現像して側壁と該側壁間の寸法を有するレジスト特徴部のパターンを形成すること、
により該金属含有物質上にレジスト特徴部のパターンを形成するステップと、
（ｃ）（ｉ）プロセスゾーンに該マスクを配置し、
（ｉｉ）犠牲コーティング堆積段階において、該プロセスゾーンにシリコン含有ガスを供給するとともに該ガスを活性化して該レジスト特徴部の該側壁上にシリコン含有犠牲コーティングを堆積させ、
（ｉｉｉ）金属エッチング段階において、該プロセスゾーンにエッチングガスを供給して該金属含有物質をエッチングし、それにより該放射透過性プレートの部分が晒されること、
により該金属含有物質をエッチングするステップと、
を含み、それにより該レジスト特徴部の該側壁上の該犠牲コーティングが該側壁のエッチングを防ぎ、それにより該レジスト特徴部の寸法が維持される、前記方法。
【請求項２】
（ｃ）（ｉｉ）が、ＳｉＦ４を含むシリコン含有ガスを供給することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
（ｃ）（ｉｉ）が、該ガスを活性化してＳｉＯ２を含む犠牲コーティングを堆積させることを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項４】
（ｃ）（ｉｉ）が、該金属エッチング段階後の該金属含有物質における特徴部の幅が該金属エッチング段階前の該レジスト特徴部の該幅から約５％未満の平均偏差以内である十分な厚さに該シリコン含有犠牲コーティングを堆積させることを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項５】
（ｃ）（ｉｉ）が、厚さが約５〜約５０ナノメートルのシリコン含有犠牲コーティングを堆積させることを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項６】
（ｃ）（ｉｉｉ）が、塩素化学種と酸素化学種を含むエッチングガスを供給することを含んでいる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
リソグラフィマスクの製造法であって、
（ａ）放射透過性プレートと上に横たわる金属含有物質を備えているマスクを選択するステップと、
（ｂ）（ｉ）該金属含有物質上にレジスト層を形成し、
（ｉｉ）該レジスト層を光学的放射に選択的に晒し、
（ｉｉｉ）該レジスト層を現像して側壁と該側壁間の寸法を有するレジスト特徴部のパターンを形成すること、
により該金属含有物質上にレジスト特徴部のパターンを形成するステップと、
（ｃ）（ｉ）プロセスゾーンに該マスクを配置し、
（ｉｉ）犠牲コーティング堆積段階において、該プロセスゾーンに堆積ガスを供給して該レジスト特徴部の該側壁上に犠牲コーティングを堆積させ、該堆積ガスがＣＨ３Ｃｌを含み、
（ｉｉｉ）金属エッチング段階において、エッチングガスを供給して該金属含有物質をエッチングし、該放射透過性プレートの部分が晒されること、
により該金属含有物質をエッチングするステップと、
を含み、それにより該レジスト特徴部の該側壁上の該犠牲コーティングが該側壁のエッチングを防ぎ、それにより該レジスト特徴部の寸法が維持される、前記方法。
【請求項８】
（ｃ）（ｉｉ）が、約１０％未満のＣＣｌ４を含有する堆積ガスを供給することを含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
（ｃ）（ｉｉｉ）が、塩素化学種と酸素化学種を含むエッチングガスを供給することを含んでいる、請求項７記載の方法。
【請求項１０】
リソグラフィマスクの金属含有物質を、該金属含有物質の上に横たわるレジスト層の特徴部の側壁を過度にエッチングせずにエッチングするための装置であって、
（ａ）チャンバの内部にマスクを支持する支持体を有するチャンバであって、該マスクが側壁をもつ特徴部を有するレジスト層を備えている、前記チャンバと、
（ｂ）該チャンバ内にガスを供給するガス分配器と、
（ｃ）該ガスを活性化するガスエナジャイザと、
（ｄ）該ガスを排気するガス排気口と、
（ｅ）該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して、
（ｉ）犠牲コーティング堆積段階において、該チャンバ内に堆積ガスを供給して、該マスクの該レジスト層における該特徴部の該側壁上に犠牲コーティングを堆積させ、該堆積ガスがＣＨ３Ｃｌを含み、
（ｉｉ）金属エッチング段階において、該チャンバ内にエッチングガスを供給して該金属含有物質をエッチングし、
それにより該レジスト特徴部の該側壁上の該犠牲コーティングが該側壁のエッチングを防ぎ、それにより該金属含有物質のエッチングの間、該レジスト特徴部の寸法が維持されるように適合されたコントローラと、
を含む、前記装置。
【請求項１１】
該コントローラが、該ガス分配器を制御して約１０％未満のＣＣｌ４を含有する堆積ガスを供給するように適合されている、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
該ガス分配器が、該チャンバ内に塩素化学種と酸素化学種を含むエッチングガスを供給するように適合されている、請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
リソグラフィマスクの金属含有材料を、該金属含有材料の上に横たわるレジスト層の特徴部の側壁を過度にエッチングせずにエッチングする装置であって、
（ａ）チャンバ内部にマスクを支持する支持体を有するチャンバであって、該マスクが側壁をもつ特徴部を有するレジスト層を備えている、前記チャンバと、
（ｂ）該チャンバ内にガスを供給するガス分配器と、
（ｃ）該ガスを活性化するガスエナジャイザと、
（ｄ）該ガスを排気するガス排気口と、
（ｅ）該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して、
（ｉ）犠牲コーティング堆積段階において、該チャンバ内にシリコン含有ガスを供給して、該マスクの該レジスト層における該特徴部の該側壁上にシリコン含有犠牲コーティングを堆積させ、
（ｉｉ）金属エッチング段階において、該チャンバ内にエッチングガスを供給して該マスク上の該金属含有物質をエッチングし、
それにより該レジスト特徴部の該側壁上の該犠牲コーティングが該側壁のエッチングを防ぎ、それにより該金属含有物質のエッチングの間、該レジスト特徴部の寸法が維持されるように適合されたコントローラと、
を含む、前記装置。
【請求項１４】
該コントローラが、（ｅ）（ｉ）において該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して該チャンバ内にＳｉＦ４を含むシリコン含有ガスを供給するように適合されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
該コントローラが、（ｅ）（ｉ）において該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して該ガスを活性化し、該マスクの該レジスト層において該特徴部の該側壁上にＳｉＯ２を含む犠牲コーティングを堆積するように適合されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１６】
該コントローラが、（ｅ）（ｉ）において該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して該シリコン含有犠牲コーティングを該金属エッチング段階後の該金属含有物質における特徴部の幅が該金属エッチング段階前の該レジスト特徴部の該幅から約５％未満の平均偏差以内にある十分な厚さで堆積させるように適合されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１７】
該コントローラが、（ｅ）（ｉ）において該ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して厚さが約５〜約５０ナノメートルのシリコン含有犠牲コーティングを堆積させるように適合されている、請求項１３記載の装置。
【請求項１８】
該ガス分配器が該チャンバ内に塩素化学種と酸素化学種を含むエッチングガスを供給するように適合されている、請求項１３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
本発明の実施形態は、活性化ガスにおけるリソグラフィマスクのエッチングに関する。
【０００２】
集積回路、プリント回路（ＰＣＢ）、ディスプレイ、他のパターン形成ボードを製造するために用いられるパターン形成リソグラフィマスクの製造の際に、パターン形成金属含有物質が光放射透過性プレート上に形成される。リソグラフィマスクは、半導体ウェハ又は絶縁物のような最終的な基板製品内にパターンを転写するために用いられる。リソグラフィマスクの典型的な製造方法は、例えば、（ｉ）光放射透過性プレート上に金属含有物質を準備するステップと、（ｉｉ）金属含有物質上にレジスト層を形成してブランクリソグラフィマスクを作成するステップであって、レジスト層が、フォトレジスト、電子線感応レジスト、又はイオンビーム感応レジストである、前記ステップと、（ｉｉｉ）ブランクリソグラフィマスクをレーザ、電子線、又はイオンビームに選択的に晒すステップと、（ｉｖ）晒された物質を現像してレジスト特徴部のパターンを現すステップと、（ｖ）レジスト特徴部間の金属含有物質の現れた部分をエッチングして金属含有物質にレジスト特徴部に取込まれたパターンを転写するステップと、（ｖｉ）リソグラフィマスクから残っているレジスト層を取り除くステップとを含むことができる。
【０００３】
速い又は小さな集積回路やＰＣＢを作成するために密接に隔置された特徴部の表面密度が高いリソグラフィマスクが用いられる。しかしながら、マスク特徴部がより密接に隔置されるので、リソグラフィマスクを用いて作られた最後の基板製品にエッチングされる特徴部の電気的性質を制御するためにマスク特徴部の臨界寸法を制御することが望ましい。例えば、電気抵抗は断面積に比例することから、集積回路の電気相互接続ライン及びバイアの一貫し且つ一様な臨界寸法を維持することが特に望ましい。また、基板全体に一貫しているとともにエッチングされた特徴部間の距離、又はそのアスペクト比が変化しないエッチングされた特徴部の断面プロファイルが望ましい。
【０００４】
リソグラフィマスクをエッチングして下に横たわる金属含有物質にレジスト層のパターンを転写しつつ、レジスト特徴部の側壁の望ましくない横方向のエッチングがしばしば起こり、それは横寸法収縮と呼ばれる。例えば、塩素含有ガスと酸素含有ガスを含むエッチングガスが金属含有物質をエッチングするために用いられる場合、酸素含有エッチングガスは上に横たわるレジスト特徴部の側壁にもエッチングする。上に横たわるレジスト特徴部が薄いと、金属含有物質にエッチングされているマスク特徴部の側壁に過度の側面エッチングが生じる。結果として、マスク特徴部の臨界寸法は、最初に企図された寸法より細くなる。このマスクが集積回路基板における電気相互接続ラインを画成するために用いられる場合、ラインは企図されたものより細い幅でエッチングされ、その結果、電気抵抗が高くなり、望ましくない。
【０００５】
従って、マスクのレジスト特徴部の側壁を過度にエッチングせずに、マスク基板上の特徴部をエッチングすることが望ましい。更に、一貫し且つ再現性のある形と臨界寸法を有する特徴部をエッチングすることが望ましい。また、マスク処理効率を与えるために生産価値のあるエッチング速度を有することが望ましい。
【概要】
【０００６】
リソグラフィマスク製造法において、放射透過性プレートと上に横たわる金属含有物質を備えているマスクが選択される。レジスト特徴部のパターンは、金属含有物質上にレジスト層を形成し、レジスト層を任意の放射線に選択的に晒し、レジスト層を現像して側壁と側壁間の寸法を有するレジスト特徴部のパターンを形成することにより、金属含有物質上に形成される。その後、金属含有物質はプロセスゾーンに配置される。犠牲コーティング堆積段階において、シリコン含有ガスがプロセスゾーンに供給され、レジスト特徴部の側壁上にシリコン含有犠牲コーティングを堆積するために活性化される。金属エッチング段階において、エッチングガスは金属含有物質をエッチングするためにプロセスゾーンに供給され、それにより放射透過性プレートの部分が晒される。レジスト特徴部の側壁上の犠牲コーティングは側壁のエッチングを妨げ、それによりレジスト特徴部の寸法が維持される。
【０００７】
製造法の他の変形例においては、犠牲コーティング堆積段階において、レジスト特徴部の側壁上に炭素ポリマーを含む犠牲コーティングを堆積させるためにＣＨ３Ｃｌを含む堆積ガスがプロセスゾーンに供給される。堆積ガスは、また、約１０％未満のＣＣｌ４を含み得る。
【０００８】
対応するエッチング装置は、チャンバ内部にマスクを支持する支持体を有するチャンバを備えている。マスクは側壁を有するレジスト特徴部を有する。チャンバ内にガスを送るガス分配器、ガスを活性化させるガスエナジャイザ、ガスを排気するガス排気口が設けられている。コントローラは、ガス分配器、ガスエナジャイザ、ガス排気口を制御して、（ｉ）犠牲コーティング堆積段階において、マスクのレジスト特徴部の側壁上に犠牲コーティングを堆積するためにチャンバ内にＣＨ３Ｃｌを含む堆積ガスを供給し、（ｉｉ）金属エッチング段階において、金属含有物質をエッチングするためにチャンバ内にエッチングガスを供給するように適合されている。レジスト特徴部の側壁上の犠牲コーティングは側壁のエッチングを妨げ、それにより金属含有物質のエッチングの間、レジスト特徴部の寸法が維持される。
【０００９】
他の変形例においては、マスクエッチング装置のコントローラは、犠牲コーティング堆積段階の間、チャンバ内にシリコン含有堆積ガスを供給して、マスクのレジスト層における特徴部の側壁上に犠牲コーティングを堆積させる。
【００１０】
本発明のこれら特徴、態様、利点は、本発明の例を具体的に説明する以下の説明、添えられた特許請求の範囲、添付の図面に関してより良く理解される。しかしながら、特徴の各々が特定の図面に関してだけでなく、一般的に本発明に使用し得ることは理解すべきであり、本発明はこれらの特徴のあらゆる組み合わせを含んでいる。
【説明】
【００１１】
リソグラフィマスク１０は、プロセスゾーン１０８で処理されてマスク１０においてエッチングされた特徴部３４を形成する。例えば、望ましくはマスク１０の金属含有物質１５をエッチングしてその中に特徴部３４を形成することができる。一実施形態においては、マスク１０は、金属含有物質１５の下に放射透過性プレート２０を備えている。金属含有物質１５はクロムを含むことができるが、金属含有物質１５は代わりに又は更に酸化鉄又はモリブデンのような他の物質を含むこともできる。放射透過性プレート２０は、石英、ガラス、サファイア、又は他の半透明な物質を含むことができる。
【００１２】
エッチングされた特徴部３４を形成するための典型的なプロセスシーケンスは、（１）放射透過性プレート２０上に金属含有物質１５を堆積させるステップと、（２）金属含有物質１５に転写すべきパターンを取込むことができ且つ典型的にはフォトレジスト、電子線感受性レジスト、又はイオンビーム感応レジストから構成される、レジスト物質の上に横たわるレジスト層３５を形成するステップと、（３）パターンに従って光学的放射にレジスト層を晒すステップと、（４）レジスト層３５を現像してパターンの現像された特徴部３２を形成するステップと、（５）エッチング段階において、活性化ガス組成物を供給してレジスト層３５において晒された空間３６を通ってマスク１０の金属含有物質１５をエッチングすることにより金属含有物質１５にレジスト層３５において形成されたパターンを転写し、それによりレジスト層３５のｌ下で金属含有物質１５に現像されたレジスト特徴部３２を伸長してエッチングされた金属特徴部３４を形成するステップと、（６）酸素含有プラズマで灰化してあらゆる残留レジスト（存在するならば）を除去する（又は取り除く）とともに残留エッチング化学種を除去することによりエッチングされた金属特徴部３４を不動態化して腐食を防止するステップとを含んでいる。少なくとも部分的に電子感応であってもよい感光性フォトレジストは、ＳｈｉｐｌｅｙＵＶ６、Ｃｌａｒｉａｎｔ ＤＸ−１１００、ＦＥＰ−１７０を含んでいる。電子感応レジストは、特にＺＥＰ‐７０００を含んでいる。イオンビーム感応レジストは、Ｔｏｋｙｏ‐ＯｈｋａＩＰ３６００、Ｔｏｋｙｏ‐Ｏｈｋａ ＩＰ３７００、Ｔｏｋｙｏ‐Ｏｈｋａ ＩＰ３５００、Ｔｏｋｙｏ‐Ｏｈｋａ Ｍ１００を含んでいる。本発明は、このシーケンスにおけるエッチング段階であって、レジスト層３５に取込まれたライン又は他の特徴部のパターンは、プラズマエッチングプロセス（時には反応性イオンエッチング又はＲＩＥと呼ばれる）によって金属含有物質１５に転写される。
【００１３】
レジスト特徴部３２のパターンは、まず金属含有物質１５上にレジスト層３５を形成することにより金属含有物質１５上に形成される。マスク１０上のレジスト層３５は、光学的放射に選択的に晒されて、それぞれ重合した及び重合していない個々の領域３５ａ、ｂを形成する。その後、レジスト層３５は、現像されて、側壁３３と側壁３３間の寸法をもつ晒された空間３６を有するレジスト特徴部３２のパターンを形成する。現像プロセスは、（ｉ）光学的放射に晒された領域を除去する（“ポジ”型レジスト層については）か又は（ｉｉ）光学的放射に晒されなかった領域を除去して（“ネガ”型レジスト層については）、側壁３３を有するレジスト特徴部３２のパターンを形成する。図１は現像段階前のマスク１０を示し、図２は、マスク１０が現像された特徴部３２を有するパターン形成レジスト層３５を備えている現像段階中のマスク１０を示している。一実施形態においては、現像段階はウェット式現像を含み、マスク１０を液浴４０５に入れてマスク１０の選択された部分を除去する。或いは、現像段階は、ドライ式現像を含むことができ、レジスト層３５はガスを用いてパターン形成される。
【００１４】
次に、金属含有物質１５は、レジスト層３５におけるパターンに従ってエッチングされる。動作中、マスク１０はプロセスゾーン１０８に配置される。犠牲コーティング堆積段階において、図３に示されるように、堆積ガス４１０はプロセスゾーン１０８に導入され、活性化されてレジスト層３５の特徴部３２の側壁上に犠牲コーティング４０を堆積する。犠牲コーティング４０の厚さは、約１０〜約５０ナノメートル、例えば、約２０〜約３５ナノメートルであってもよい。犠牲コーティング４０は、レジスト層３５の特徴部３２を覆い、エッチング段階においてエッチングされる間、レジスト層３５が実質的に横寸法を保護する。特徴部の幅のようなレジスト層の横寸法の保護により、最後のエッチングされた特徴部の同一の横寸法の保護が可能になる。堆積ガス４１０により得られた犠牲コーティング４０は、一貫した臨界寸法（ＣＤ）のような晒された空間３６の一貫した寸法を維持し、側壁エッチングはほとんどない。
【００１５】
一変形例においては、堆積ガス４１０は、シリコンを、例えば、シリコン含有化合物又は元素のシリコンの形で含んでいる。シリコン含有堆積ガス４１０はプロセスゾーン１０８に供給され、ガスを活性化してレジスト特徴部３２の側壁３３上にシリコン含有犠牲コーティング４０を堆積させる。一実施形態においては、堆積ガス４１０は、例えば、ＳｉＯ２を含むマスク１０上に犠牲コーティング４０を堆積させるために、ＳｉＦ４を含んでいる。シリコン含有犠牲コーティング４０の厚さは、約３〜約２５ｎｍ、約５〜約１５ｎｍであってもよい。
【００１６】
他の変形例においては、堆積ガス４１０は、更に又はあるいは、一般式ＣａＣｌｂ又はＣａＸｂＣｌｃ（式中、‘Ｘ’は水素又は窒素であり、‘ａ’、‘ｂ’、‘ｃ’は整数である。）を有する化合物を含んでいる。例えば、犠牲コーティング堆積ガス４１０に適したガス化合物は、ＣＨ３Ｃｌ又はＣＣｌ４を含むことができる。これら化合物は、十分な炭素量含む有利な犠牲コーティング４０の形成を促進することがわかった。
【００１７】
本明細書に記載される堆積ガス４１０は、特定の状況において特に有利であることがわかった。例えば、特徴部３２の側壁３３のエッチングの阻止は、開口サイズが小さく又はアスペクト比の高い特徴部３２が特に改善される。高アスペクト比の特徴部３２が、以前の堆積ガス４１０から犠牲コーティング４０を含まずにエッチングされる場合、レジスト層３５のエッチングは犠牲コーティング４０を特徴部３２の下の領域まで伸ばすのに不十分なポリマーを供給してしまうので、それらの領域の側壁エッチングを阻止しない。本明細書に記載される堆積ガス４１０を供給することにより、犠牲コーティング４０を形成することができる多くの化学種が、レジスト特徴部３２の側壁３３に供給されて側壁３３のエッチングを阻止する。一実施形態においては、金属エッチング段階の後、エッチングされた特徴部３２の幅が金属エッチング段階前の上に横たわるレジスト特徴部３２の幅から約５％未満の平均偏差内にあるのに十分な膜でレジスト特徴部３２の側壁３３上に犠牲コーティング４０が堆積される。例えば、平均偏差は約２０ｎｍ未満であってもよい。
【００１８】
一実施形態においては、堆積ガス４１０は、約１０％未満の四塩化炭素（ＣＣｌ４）を含むように選択される。ＣＣｌ４は、既知の発がん物質として生理学的に有害であり、環境的有害である。このために、現在米国と一部の欧州諸国において使用が禁止されている。それ故、実質的に存在しないハロカーボン堆積ガス４１０が望ましい。
【００１９】
典型的には、シリコン含有犠牲コーティング４０を堆積した後であるが金属含有物質１５をエッチングする前に行われる予備的エッチングステップがあり、金属含有物質１５を覆うシリコン含有犠牲コーティング４０の部分がエッチングされる。例えば、フッ素含有エッチングガス、例えば、ＣＦ４、ＣＨＦ３、又は六フッ化イオウを含有するものが使用し得る。これらのフッ素含有エッチングガスは、塩素含有エッチングガスよりシリコン含有犠牲コーティング４０をエッチングするより良好な能力を有することができる。
【００２０】
犠牲コーティング堆積段階の後に実行される金属エッチング段階においては、エッチングガスは金属含有物質１５をエッチングするためにプロセスゾーン１０８に供給され、それにより放射透過性プレート２０の部分が晒される。マスク１０は、図４に示されるように、マスク１０の金属含有物質１５と反応して揮発性化合物を形成し、それにより金属含有物質１５をエッチングするというエッチングガス４２０によって安全にエッチングし得る。レジスト特徴部３２の側壁３３上の犠牲コーティング４０は、側壁３３のエッチングを妨げ、それによりレジスト特徴部３２の寸法を維持する。
【００２１】
エッチングガス４２０は、典型的には、活性化された場合に金属含有物質１５と反応しそれをエッチングするハロゲン含有ガスを含む組成物である。クロム又はアルミニウム金属含有物質１５をエッチングするために、エッチングガス４２０は、Ｃｌ２とＯ２、ＨＣｌ、ＢＣｌ３又はＣｌ２を含むような塩素化学種と酸素化学種を含むことができる。エッチングガス４２０は、更にヘリウム又は他の実質的に不活性なガスを含むことができる。タングステン又はタングステン合金及び化合物をエッチングするために、ＳＦ６、ＮＦ３又はＦ２、及びその混合物のようなフッ素含有ガスを用いることができる。銅又はチタンを含む合金又は化合物は、塩素又はフッ素含有ガスでエッチングし得る。本発明はハロゲンガスの特定の組成物によって示されているが、本発明が本明細書に記載されたハロゲンガスに限定するべきでないことは理解しなければならない。
【００２２】
エッチングガス４２０は、エッチングガス４２０が金属含有物質１５をエッチングするエッチング速度とガス４２０がレジスト層３５をエッチングするエッチング速度との比である望ましいエッチング選択比を有するように選択することができる。例えば、エッチング選択比が少なくとも約７：１のエッチングガス４２０、又は更に好ましくはエッチング選択比が少なくとも約１０：１であるエッチングガス４２０を選ぶことができる。
【００２３】
エッチングガス４２０がマスク１０を異方性エッチングするプラズマに関して十分な電位バイアスがマスク１０に印加される。マスク１０上に生じた電界は、エッチングガスプラズマのイオンを下向きの平均速度を有するようにし、優先的に下向きにエッチングし、レジスト特徴部３２への横エッチングが減少する。犠牲コーティング４０は、レジスト特徴部３２の水平面と垂直側面３３に沿って実質的に一様に堆積することができるが、異方性エッチングは金属含有物質１５への優先的に下向きのエッチングである。レジスト特徴部３２の垂直側壁３３上の犠牲コーティング４０の部分は、金属含有物質１５上のレジスト特徴部３２の上の水平面上よりゆっくりエッチングする。エッチングが金属含有物質１５を進行するにつれても、犠牲コーティング４０はレジスト特徴部３２の垂直側壁３３を保護し続け、それによりレジスト特徴部３２の横寸法が維持される。対照的に、レジスト特徴部３２の縦の高さはわずかに減少してしまう。望ましい異方性エッチングを得るのに十分な電位バイアスは、少なくとも約６０ボルト、例えば、少なくとも約１００ボルトであってもよい。
【００２４】
代替的変形例においては、犠牲コーティング４０は、突出しているレジスト特徴部３２の側壁３３より金属含有物質１５上で細くなるようにマスク１０上で異方性エッチングして、金属含有物質１５ち側壁３３上の犠牲コーティング４０の部分を同時にエッチングすることを可能にする。金属含有物質１５の上に横たわる犠牲コーティング４０は金属含有物質１５を現しエッチングするためにエッチングすることができるが、レジスト特徴部３２の側壁３３の上に横たわる犠牲コーティング４０は、レジスト特徴部の側壁３３のエッチングを防止するように残っている。例えば、犠牲コーティング４０は、金属含有物質１５の厚さとレジスト特徴部３２の厚さとの比が約１０分の１未満であってもよい。犠牲コーティング４０のこの異方性堆積は、金属含有物質１５上よりむしろレジスト層３５上に犠牲コーティング物質を優先的に堆積させる堆積ガスを選択することによって達成され得る。
【００２５】
堆積ガス４１０又はエッチングガス４２０は、更に、１つ以上の付加的ガスを含むことができる。例えば、付加的ガスは、堆積ガス又はエッチングガス４１０、４２０の良好なフローをマスク１０に供給する非反応性ガスを含むことができる。付加的ガスは、例えば、Ｈｅ、Ａｒ又はＮ２を含むことができる。非反応性ガスの容量の流量は、正味の容量の流量を設定するために堆積又はエッチングガス４１０、４２０の希望の流量に従って選択することができる。例えば、非反応性ガスは、約２５リットルのプロセスゾーン容量に対して約５０ｓｃｃｍ未満の流量と等価な容量の流量で供給することができる。
【００２６】
マスク１０はマスク処理装置１０２のプロセスチャンバにおいて処理され、具体的な実施形態が、本発明を具体的に説明するためだけに示され、本発明の範囲を制限するために用いるべきでない、図５に示されている。本方法を実施するために使用し得る他のプロセスチャンバ１０６は、平行板リアクタ、種々の誘導結合プラズマリアクタ、電子サイクロトロン共鳴リアクタ、ヘリコン波リアクタを含んでいる。チャンバ１０６は、例えば、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ズ社から市販されている脱結合プラズマ源（ＤＰＳ）チャンバと同様のマスクエッチングチャンバを備えることができる。本明細書に示されるチャンバ１０６の具体的な実施形態は、リソグラフィマスク１０を処理するのに適している。
【００２７】
通常、チャンバ１０６は金属又はセラミック材料から製造される。チャンバ１０６を製造するのに一般に用いられる金属は、アルミニウム、陽極酸化アルミニウム、“ＨＡＹＮＥＳ２４２”、“Ａｌ−６０６１”、“ＳＳ３０４”、“ＳＳ３１６”及びＩＮＣＯＮＥＬを含み、陽極酸化アルミニウムが好ましい。図示された実施形態においては、チャンバ１０６は、側壁１１４、底壁１１６、シーリング１１８を備えている。シーリング１１８は、実質的に平坦型、ドーム型、又は多重半径型を含むことができる。チャンバ１０６は、典型的には、少なくとも約１０リットルの容量でプロセスゾーンを囲んでいる。堆積ガス４１０は、エッチングガス４２０の腐食成分から下に横たわる表面を保護する、チャンバ表面上に保護層（図示せず）を形成することによって、チャンバ１０６の垂直面、例えば、チャンバ側壁１１４の表面の腐食を低減させることができる。
【００２８】
動作中、堆積ガスとエッチングガス４１０、４２０は、堆積ガス源１３７、エッチングガス源１３８、チャンバ１０６にガス４１０、４２０を運搬するためのフロー制御バルブ１３４を有するコンジット１３６、チャンバ１０６内部で支持体１１０上に保持されるマスク１０の周辺のガス流出口１４２を含む、ガス分配器１３０を通ってチャンバ１０６のプロセスゾーン１０８に異なる時間段階で導入される。或いは図５に示される構造に対して、堆積又はエッチングガス４１０、４２０は、チャンバ１０６のシーリング１１８に取り付けられたシャワーヘッド（図示せず）を通って導入されてもよい。
【００２９】
堆積ガス又はエッチングガス４１０、４２０は、チャンバ１０６のプロセスゾーン１０８（図示した）又はチャンバ１０６から上流にリモートゾーン（図示せず）において、ガス４１０、４２０にエネルギーを結合するガスエナジャイザ１５４によってマスク１０を処理するために活性化される。一変形例においては、ガスエナジャイザ１５４は一つ以上のコンダクタコイル１５８を有するアンテナ１５６を備え、チャンバ１０６の中心の周りに円対称性を有してもよい。典型的には、アンテナ１５６はソレノイドを備え、各ソレノイドの回転は１〜約２０である。ソレノイドの適切な配置は強固な誘導フラックス結合とガス４１０、４２０への結合を与えるように選択される。アンテナ１５６がチャンバ１０６のシーリング１１８近傍に位置する場合、シーリング１１８の隣接部分は二酸化シリコンのような誘電材料から作ることができ、ＲＦ電磁場に放射透過性である。アンテナ電源１５５は、例えば、典型的には約５０ｋＨｚ〜約６０ＭＨｚ、更に典型的には約１３.５６ＭＨｚの周波数；また、約１００〜約５０００ワットの電力レベルでアンテナ１５６にＲＦ電力を供給する。ＲＦ整合ネットワーク（図示せず）を設けることもできる。或いは又は更に、ガスエナジャイザ１５４はマイクロ波ガスアクチベータ（図示せず）を含むことができる。
【００３０】
ガスエナジャイザ１５４は、更に又は或いは、プロセスガスを活性化するために用いられるプロセス電極（図示せず）を備えてもよい。典型的には、プロセス電極は、チャンバ１０６の側壁１１４又はシーリング１１８のような壁に一方の電極（図示せず）を含み、マスク１０の下の支持体１１０の電極のような他方の電極に容量結合される。通常、電極は、ＲＦバイアス電圧を供給するためにＡＣ電源を含む電極電圧源（図示せず）によって相互に相対して電気的にバイアスが掛けられる。
【００３１】
使用済みプロセスガスと処理副生成物は、使用済みプロセスガスを受容するポンピングチャネル１４６と、チャンバ１０６内でプロセスガス４１０、４２０の圧力を制御するスロットルバルブ１５０と、使用済みプロセスガスを排気システムから追い出す１つ以上の排気ポンプ１５２を含む排気システム１４４を通ってチャンバ１０６から排気される。排気システム１４４は、また、排気において望ましくないガスを減少させるためのシステムを含むことができる。
【００３２】
支持１１０は静電チャック１７０を備えることができ、少なくとも部分的に電極１７８を覆いマスク受容面１８０を有する誘電本体１７４を含んでいる。電極１７８は、上記プロセス電極の一つとして働くこともできる。電極１７８はマスク１０に電気的にバイアスを掛けるための電界を生成するとともにマスク１０を支持体１１０又は静電チャック１７０に静電的に保持させることができてもよい。ＤＣ電源１８２は、チャック電圧を電極１７８に供給する。
【００３３】
装置１０２は、ハードウェアインタフェース３０４によってチャンバ１０６を制御するコントローラ３００を備えることができる。コントローラ３００は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）３０６、例えば、カリフォルニア州、シナジーマイクロシステムから市販されている６８０４０マイクロプロセッサ、又はカリフォルニア州サンタクララ、インテル社から市販されているペンティアムプロセッサを含むことができる、コンピュータ３０２を備え、図６に示されるように、メモリ３０８と周辺コンピュータコンポーネントに結合されている。メモリ３０８は、交換可能な記憶媒体３１０、例えば、ＣＤ又はフロッピードライブ、交換可能でない記憶媒体３１２、例えば、ハードドライブ、ランダムアクセスメモリ３１４を備えることができる。コントローラ３００は、更に、例えば、アナログとディジタルのインプットとアウトプットのボード、モータコントローラボードを含む複数のインターフェイスカードを備えることができる。オペレータとコントローラ３００間のインタフェースは、例えば、ディスプレイとライトペン３１８を介すこともできる。ライトペン３１８は、ライトペン３１８の先端におけるライトセンサでディスプレイ３１６によって放出された光を検出する。特定のスクリーン又は機能を選択するために、オペレータはディスプレイ３１６上のスクリーンの指定された領域に触れ、ライトペン３１８上のボタンを押す。典型的には、触れた領域は色が変わるか、又は新しいメニューが表示され、ユーザーとコントローラ３００間の通信が確立する。
【００３４】
コントローラ３００は、ガス分配器１８０、ガスエナジャイザ１５４、ガス排気口１４４を制御して、（ｉ）マスク１０上の犠牲コーティング４０を堆積してレジスト特徴部３２の側壁３３を保護し、（ｉｉ）マスク１０を安全にエッチングするように適合されている。新たにエッチングされたレジスト特徴部３２の側壁３３上の犠牲コーティング４０は、マスクエッチングプロセス中にレジスト側壁３３のエッチング処理を低減させる。マスク１０が下向きに犠牲的にエッチングされるので、レジスト特徴部３２の側面上の犠牲コーティング４０は、水平にエッチングされるので、過度の水平なエッチングから下部の金属特徴部３４を保護するバッファとして働く。
【００３５】
コントローラ３００により受容され、計算されたデータ信号は、ファクトリオートメーションホストコンピュータ３３８に送ることができる。ファクトリオートメーションホストコンピュータ３３８は、（ｉ）マスク１０上で行われるプロセス、（ｉｉ）単一マスク１０全体に統計的関係で変化する特性、又は（ｉｉｉ）マスク１０のバッチ全体に統計的関係で変化する特性の統計的プロセス制御パラメータを識別するために、いくつかのシステム、プラットフォーム又はチャンバ１０６からマスク１０のバッチに対して又は長時間にわたってデータを計算するホストソフトウェアプログラム３４０を備えている。ホストソフトウェアプログラム３４０は、進行中のインサイチュプロセス計算、又は他のプロセスパラメータの制御についてのデータを用いることもできる。適したホストソフトウェアプログラムは、前述のアプライドマテリアルズ社から入手できるＷＯＲＫＳＴＲＥＡＭ(登録商標)ソフトウェアプログラムを備えている。ファクトリオートメーションホストコンピュータ３３８は、更に、（ｉ）例えば、マスク特性が不十分であり又は統計的に求められた範囲内の値でない場合、又はプロセスパラメータが許容範囲から逸脱する場合には、処理シーケンスから特定のマスク１０を除去する、（ｉｉ）特定のチャンバ１０６における処理を終了する、又は（ｉｉｉ）マスク１０の適切でない特性又は適切デナイプロセスパラメータの測定時のプロセス条件を調節する命令信号を示すように適合されてもよい。ファクトリオートメーションホストコンピュータ３３８は、ホストソフトウェアプログラム３４０によるデータの計算に応答してマスク１０の処理の開始又は終了時に命令信号を示すこともできる。
【００３６】
一変形例においては、コントローラ３００は、例えば、交換可能でない記憶媒体３１２又は交換可能な記憶媒体３１０上のメモリ３０８に保存されたコンピュータ読み取り可能なプログラム３２０を備えている。コンピュータ読み取り可能なプログラム３２０は、一般的には、チャンバ１０６とそのコンポーネントを作動させるためのプログラムコードを備えているプロセス制御ソフトウェア、チャンバ１０６内で行われるプロセスをモニターするプロセスモニタリングソフトウェア、安全なシステムソフトウェア、他の制御ソフトウェアを備えている。例えば、プロセス制御ソフトウェアは、プロセスと関連したパラメータを選択するためにプロセスセレクタ３２１を備えている。コンピュータ読み取り可能なプログラム３２０は、あらゆる従来のコンピュータ読み取り可能なプログラミング言語、例えば、アセンブリ言語、Ｃ＋＋、パスカル又はフォートランで書くことができる。適したプログラムコードは、従来のテキストエディタを用いて、単一ファイル又は複数のファイルに入力され、メモリ３０８のコンピュータが使用できる媒体に保存又は具体化される。入力されたコードテキストが高級言語である場合には、コードはコンパイルされ、その結果として生じるコンパイラコードはプレコンパイルされたライブラリルーチンのオブジェクトコードにリンクされる。リンクされコンパイルされたオブジェクトコードを実行するために、ユーザーはオブジェクトコードを呼び出し、ＣＰＵ３０６がコードを読み込み実行させてプログラムで識別されたタスクが行われる。
【００３７】
コンピュータ読み取り可能なプログラム３２０の個々の実施形態の階層制御構造のブロック図を図６に示す。ライトペンインタフェースを用いて、ユーザーは、ディスプレイ３１６上のメニュー又はスクリーンに応答してコンピュータ読み取り可能なプログラム３２０にプロセス設定とチャンバ番号を入力する。コンピュータ読み取り可能なプログラム３２０は、マスク位置、ガス流、ガス圧、温度、ＲＦ電力レベル、具体的なプロセスの他のパラメータ、また、チャンバプロセスをモニターするコードを含んでいる。プロセス設定は、指定されたプロセスを行うのに必要な所定のグループのプロセスパラメータである。例えば、プロセスパラメータは、ガス組成、ガス流量、温度、圧力、ガスエナジャイザ設定、例えば、ＲＦ又はマイクロ波電力レベルのような、磁界生成、熱伝達ガス圧、壁温を制限せずに含むことができる。
【００３８】
処理シーケンサ命令セット３２２は、チャンバタイプとコンピュータ読み取り可能なプログラム３２１からプロセスパラメータの設定を受容し、その動作を制御するプログラムコードを備えている。シーケンサ命令セット３２２は、具体的なプロセスパラメータをプロセスチャンバ１０６において複数の処理タスクを制御するチャンバマネージャ命令セット３２４に送ることによってプロセス設定の実行を開始する。典型的には、プロセスチャンバ命令セット３２４は、マスク位置決め命令セット３２６、ガス流制御命令セット３２８、ガス圧制御命令セット３３０、温度制御命令セット３３２、ガスエナジャイザ制御命令セット３３４、プロセスモニタリング命令セット３３６を含んでいる。マスク位置決め命令セット３２６は、支持体１１０にマスク１０を装填し、任意にマスク１０をチャンバ１０６内の所望の高さに持ち上げるために用いられるチャンバコンポーネントを制御するためのプログラムコードを備えている。
【００３９】
ガス流量制御命令セット３２８は、フロー制御バルブ１３４の開口サイズを調節することにより堆積ガス又はエッチングガス４１０、４２０の異なる成分の流量を制御して所望のガス流量を得るプログラムコードを備えている。流量は、例えば、堆積ガス又はエッチングガス４１０、４２０の成分の所望の容量割合を得るために制御することができる。例えば、コントローラ３００のガス流制御命令セット３２８は、チャンバ１０６のプロセスゾーン１０８に堆積ガス４１０の選択された流量を最初に導入してマスク１０上に適した犠牲コーティング４０を堆積させるガス分配器１３０に命令することができ、犠牲コーティングは望ましい組成と十分な厚さを有する。ガス流制御命令セット３２８は、また、エッチングガス４２０の容量の流量を設定して予備的段階と金属エッチング段階において所望のエッチング特性を得るプログラムコードを備えている。
【００４０】
ガス圧制御命令セット３３０は、チャンバ１０６の排気システム１４４におけるスロットルバルブ１５０の開閉位置を制御することによりチャンバ１０６における圧力を制御するプログラムコードを備えている。ガスエナジャイザ制御命令セット３３２は、例えば、アンテナ１５６に印加されるＲＦバイアス電力レベルを設定するためのプログラムコードを備えている。プロセスモニタリング命令セット３３４は、チャンバ１０６においてプロセスをモニタリングするためのコードを備えている。例えば、プロセスモニタリング命令セット３３６は、チャンバ１０６内のプロセスの終点を検出するように適合されてもよい。
【実例】
【００４１】
以下の予想例は、本発明の例示的な例を説明するものである。例は一変形例を示すが、本発明は当業者に明らかである他のプロセスや他の使用に用いることができ、本発明は本明細書に示される例に限定されるべきでない。
【００４２】
レジスト層３５の下にクロム層１５を有するマスク１０をエッチングするのに適した一例においては、Ｃｌ２を含む第一エッチングガスがチャンバ１０８に導入される予備的エッチング段階が行われる。エッチングガスは、マスク１０の晒された領域（ポジ型レジストに対して）又は晒されていない領域（ネガ型レジストに対して）をエッチングし、それらの場所に開放領域が現れる。
【００４３】
ＣＨ３Ｃｌを含む堆積ガス４１０を、プロセス容量が約２５リットルのチャンバ１０６に対して約２〜約１００ｓｃｃｍと同等の流量でチャンバ１０６に導入する。チャンバ１０６におけるガス圧を約５〜約８０ｍＴｏｒｒに維持し、静電チャック１７０における電極１７８の温度を約１５〜約６０℃に維持する。堆積ガス４１０は、レジスト層３５の特徴部３２上にポリマーの犠牲コーティング４０を堆積する。
【００４４】
犠牲堆積ステップに続いて、第二エッチングガス４２０をチャンバ１０６に導入する。エッチングガス４２０は、望ましいエッチング選択比が少なくとも約８：１である、例えば、Ｃｌ２とＯ２を含むことができる。エッチングガス４２０は、チャンバ１０６に対して、約１５〜約３００ｓｃｃｍ、例えば、約１０〜約２００ｓｃｃｍのＣｌ２と約５〜約１００ｓｃｃｍのＯ２と同等の容量の流量で導入する。レジスト層３５自身の特徴部３２、及びレジスト特徴部３２のすぐ下のクロム金属含有層１５の部分の特徴部３２の過度の側壁エッチングを防止しつつ、エッチングガス４２０はレジスト層３５の下のクロム金属含有層１５をエッチングする。マスク１０は、エッチングプロセスの終点が終点検出器（図示せず）によって検出されるまでエッチングガス４２０でエッチングすることができる。任意に、Ｎ２のような付加的ガスが、チャンバ１０６に対して約５０ｓｃｃｍ未満に同等な流量で堆積ガス又はエッチングガス４１０、４２０の１つ以上に加えることができる。
【００４５】
本発明のマスク処理装置１０２と方法は、マスク１０の金属特徴部３４のエッチングを、金属特徴部３４上にあり且つ金属特徴部３４の形を画成するレジスト特徴部３２の側壁３３を過度にエッチングせずに可能にすることから有利である。このことにより、一貫して再現性のあるエッチング特徴部の形と寸法が維持される。本発明をその好適変形例に関してかなり詳細に説明してきたが、他の変形例も可能である。例えば、プラズマはマイクロ波プラズマ源を用いて形成することができ、第二エッチングガスは、マスク１０のレジスト特徴部３２の過度の側壁エッチングを防止しつつ、誘電体又は半導体の物質のような他の物質をエッチングするために使用し得る。従って、添えられた特許請求の範囲は本明細書に含まれる好適変形例の説明に限定するべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１は、レジスト層の現像前のリソグラフィマスクの断面図である。
【図２】図２は、レジスト層の現像中の図１のリソグラフィマスクの断面図である。
【図３】図３は、レジスト層上に犠牲コーティングを形成した後の図２のリソグラフィマスクの断面図である。
【図４】図４は、金属エッチング段階後の図３のリソグラフィマスクの断面図である。
【図５】図５は、リソグラフィマスクを処理するためのマスク処理装置である。
【図６】図６は、図５におけるコントローラの概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０…リソグラフィマスク、１５…金属含有物質、２０…放射透過性プレート、３２…レジスト特徴部、３３…側壁、３４…エッチングされた特徴部、３５…レジスト層、３６…晒された空間、４０…犠牲コーティング、１０２…マスク処理装置、１０６…プロセスチャンバ、１０８…プロセスゾーン、１１０…支持体、１１４…側壁、１１６…底壁、１１８…シーリング、１３０…ガス分配器、１３４…フロー制御バルブ、１３６…コンジット、１４２…ガス流出口、１４４…ガス排気口、１５０…スロットルバルブ、１５４…ガスエナジャイザ、１５６…アンテナ、１５８…コンダクタコイル、１７０…静電チャック、１７４…誘電本体、１７８…電極、４０５…液浴、４１０…堆積ガス、４２０…エッチングガス。
【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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【図６】
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【国際調査報告】
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