(57)【要約】【課題】トリミングレートを低減する。【解決手段】炭素含有膜をトリミングする方法は、（ｉ）炭素含有膜が形成された基板を反応空間に提供し、基板が電極間に配置されるステップと、（ｉｉ）酸素含有ガスを含むトリミングガス及び希ガスを反応空間に供給するステップと、（ｉｉｉ）トリミングガス及び希ガスを用いて反応空間にプラズマを生成するために電極間にＲＦパワーを印加し、それにより、酸素含有ガスの流量、酸素含有ガスに加えられた窒素含有ガスの流量、反応空間の圧力、ＲＦパワー、ＲＦパワーのデューティサイクル、電極間の距離、及び基板が配置されるサセプタの温度からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータの関数として５５ｎｍ／ｍｉｎ以下のトリミングレートを制御しながら炭素含有膜をトリムするステップと、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有膜をトリミングする方法であって、
（ｉ）炭素含有膜が形成された基板を反応空間に提供し、前記基板が電極間に配置されるステップと、
（ｉｉ）酸素含有ガスを含むトリミングガス及び希ガスを前記反応空間に供給するステップと、
（ｉｉｉ）前記トリミングガス及び前記希ガスを用いて前記反応空間にプラズマを生成するために前記電極間にＲＦパワーを印加し、それにより、前記酸素含有ガスの流量、前記酸素含有ガスに加えられた窒素含有ガスの流量、前記反応空間の圧力、ＲＦパワー、前記ＲＦパワーのデューティサイクル、前記電極間の距離、及び前記基板が配置されるサセプタの温度からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータの関数として５５ｎｍ／ｍｉｎ以下のトリミングレートを制御しながら前記炭素含有膜をトリムするステップと、を備える方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記ＲＦパワーであり、前記電極間に印加される前記ＲＦパワーを前記基板について約０．１１３Ｗ／ｃｍ２未満に制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電極間に印加される前記ＲＦパワーは、前記基板について約０．０７１Ｗ／ｃｍ２を超える請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記酸素含有ガスに加えられる前記窒素含有ガスの流量であり、０を超える流量で前記窒素含有ガスを前記酸素含有ガスに加えることにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記窒素含有ガスの流量は、前記酸素含有ガスの流量よりも多い請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ＲＦパワーは、パルス状で印加され、前記少なくとも１つのパラメータは、前記ＲＦパワーのデューティサイクルであり、前記ＲＦパワーのデューティサイクルを１００％未満で制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御され、前記デューティサイクルは、前記ＲＦパワーのパルス期間と前記ＲＦパワーのパルスのサイクル期間との比として定義される請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記酸素含有ガスは、ＣＯ２であり、前記少なくとも１つのパラメータは、前記酸素含有ガスの流量であり、前記酸素含有ガスの流量を５００ｓｃｃｍ超に制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記酸素含有ガスは、Ｏ２であり、前記少なくとも１つのパラメータは、前記酸素含有ガスの流量であり、前記酸素含有ガスの流量を１０００ｓｃｃｍ超に制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記反応空間の圧力であり、前記反応空間の圧力を３００Ｐａ未満に制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記電極間の距離であり、前記距離を少なくとも約１０ｍｍに制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのパラメータは、前記サセプタの温度であり、前記サセプタの温度を８５℃よりも低く制御することにより、前記トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｉｉ）の前に、
（ａ）希ガスを前記反応空間に提供するステップと、
（ｂ）前記希ガスを用いてプラズマを生成するために前記電極間に前記ステップ（ｉｉｉ）で印加されるＲＦパワーよりも大きいＲＦパワーを印加し、その後、前記ＲＦパワーの印加を停止せずにステップ（ｉｉ）を行うステップと、をさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップ（ｂ）で印加されるＲＦパワーは、少なくとも前記基板について約０．１４１Ｗ／ｃｍ２である請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｂ）の前に、前記酸素含有ガスが前記反応空間へ流れるガスラインを排気するステップをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記ステップ（ｂ）の後であり、前記ステップ（ｉｉ）の前に、前記ステップ（ｂ）で印加されるＲＦパワーと前記ステップ（ｉｉｉ）で印加されるＲＦパワーとの間のパワーで前記電極間にＲＦパワーを印加するステップをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｂ）と前記ステップ（ｉｉ）との間のＲＦパワーの印加の期間は、約１０秒以下である請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップ（ｉｉ）の前に、前記ステップ（ｉｉｉ）よりも高いサセプタ温度で前記炭素含有膜をプリベークするステップをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記サセプタ温度は、前記炭素含有膜の耐熱温度の上限よりも約１０℃低い請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記炭素含有膜は、パターンニングされたフォトレジストである請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記ステップ（ｉｉｉ）の後に、前記反応空間においてトリミング及びパターンニングされた前記フォトレジスト上にシリコン酸化膜を堆積するステップをさらに備える請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ｓｐａｃｅｒ−ｄｅｆｉｎｅｄ  ｄｏｕｂｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（ＳＤＤＰ）のためのフォトレジストのような炭素含有膜をトリミングする方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、例えば、回路用の微細パターンは、プラズマアシストエッチングのようなエッチングによって半導体ウェーハ上に形成される。近年、より微細なパターンの形成は、スペーサー技術によって進歩している。このような技術の一例として、ｓｐａｃｅｒ−ｄｅｆｉｎｅｄ  ｄｏｕｂｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ（ＳＤＤＰ）について以下に説明する。ＳＤＤＰプロセスでは、パターンニングは、分解能限界に対応する間隔で、フォトレジスト又はスピン−オン−カーボン（ｓｐｉｎ−ｏｎ−ｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ））を用いてコア材料として形成され、その後、サイドウォールスペーサーは、コア材料の側壁に形成される。その後、コア材料は、サイドウォールスペーサーを残しつつ、除去され、残っているサイドウォールスペーサーは、下層をエッチングするためのマスクとして用いられる。この技術により、スペーサー間の距離は、フォトレジストのような犠牲膜の幅よりも小さくなり、微細パターンは、下層に形成されることができ、分解能限界よりも狭い幅を有する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
クリティカルディメンション（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ（ＣＤ））を精密に制御するために、コア材料の大きさ制御が要求され、この目的のために、プラズマ処理を用いたトリミング技術は、例えば、コア材料の一部分を除去するために使用可能である。精密なトリミングのために、低いトリミングレートは、精密なスペーサーの歩留りの増加を可能にするために必須である。一般的に、トリミングレートは、トリミング用に印加されるＲＦパワーを低減することによって減少させることができる。しかし、ＲＦパワーが低すぎると、プラズマの生成が不安定になる等の問題を生じ、面内のプラズマ分布は、均一でなくなり、非均一な面内トリミングレートをもたらす。
【０００４】
スループット及び生産の経済性を改善するための試みとして、サイドウォールスペーサーの形成及びトリミングを同一のプロセスチャンバ内で行うことが報告されている。しかし、これらの２つのプロセスに必要とされる最適なハードウェアが異なるため、２つのプロセスのためのプロセス条件の最適化は大きな問題点である。
【０００５】
関連分野に関係する問題及び解決策の上記のいずれかの説明は、本発明についての関連性を提供する目的のためだけに本開示に含まれ、それらの説明のいずれか又は全ては本発明がなされた時点で知られていたことを認めるものと解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
課題の少なくとも１つを解決する本発明の一部の実施形態では、トリミングレートを効果的に低減する様々な方法が提供される。一部の実施形態では、窒素ガスをトリミングガスに加える、及び／又はＲＦパワーのパルストレインを形成するためにＲＦパワーを高速でオン及びオフに切り替えることにより、プラズマ生成及びトリミングレートの面内均一性のプロセスマージンを効果的に改善しつつ、トリミングレートを低減する。一部の実施形態では、トリミングレートは、プラズマ点火の失敗又は他の不具合を起こさずに、６０ｎｍ／ｍｉｎ以下、好ましくは５５ｎｍ／ｍｉｎ以下、より好ましくは５０ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減されることができる。
【０００７】
一部の実施形態では、炭素含有膜をトリミングする方法は、（ｉ）炭素含有膜が形成された基板を反応空間に提供し、前記基板が電極間に配置されるステップと、（ｉｉ）酸素含有ガスを含むトリミングガス及び希ガスを前記反応空間に供給するステップと、（ｉｉｉ）前記トリミングガス及び前記希ガスを用いて前記反応空間にプラズマを生成するために前記電極間にＲＦパワーを印加し、それにより、前記酸素含有ガスの流量、前記酸素含有ガスに加えられた窒素含有ガスの流量、前記反応空間の圧力、ＲＦパワー、ＲＦパワーのデューティサイクル、前記電極間の距離、及び前記基板が配置されるサセプタの温度からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータの関数として５５ｎｍ／ｍｉｎ以下のトリミングレートを制御しながら前記炭素含有膜をトリムするステップと、を備える。パラメータの２又はそれ以上は、所望のトリミングレートを達成するために組み合せて用いられることができる。
【０００８】
本発明の態様及び関連分野に対して達成された利点を要約する目的のために、本発明の特定の目的及び利点が本開示に記載されている。もちろん、全てのこのような目的又は利点は本発明の任意の特定の実施形態に従って達成され得ることを必ずしも必要としないことは理解される。したがって、例えば、当業者は、本明細書に教示又は示唆され得るような他の目的又は利点を必ずしも達成しなくても、本明細書に教示されている１つの利点又は１群の利点を達成又は最適化するように本発明が具現化され得るか又は実施され得ることを認識するであろう。
【０００９】
本発明のさらなる態様、特徴及び利点は以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴を好ましい実施形態の図面を参照して記載するが、それらは本発明を例示するためであり、本発明を限定するものではない。図面は例示目的のために非常に簡略化しており、必ずしも縮尺通りではない。
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態で使用可能なプラズマ処理装置の概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のプロセスステップを示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の別の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のステップを示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明のさらに別の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のステップを示す。
【図３】図３は、本発明のさらに別の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のステップを示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る酸素ガス供給システム及び真空システムを有する反応チャンバの概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るＲＦパワー［Ｗ］とトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］との関係、及びＲＦパワー［Ｗ］とプラズマ点火の失敗［％］との関係を示すグラフである（矢印は対応する軸を示す）。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施形態に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］と酸素流量［ｓｃｃｍ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］と酸素流量［ｓｃｃｍ］との関係を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施形態に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］とチャンバ圧力［Ｐａ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］とチャンバ圧力［Ｐａ］との関係を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の実施形態に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］とＲＦパワー［Ｗ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］とＲＦパワー［Ｗ］との関係を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明の実施形態に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］と電極間の距離［ｍｍ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］と電極間の距離［ｍｍ］との関係を示す。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る点火パワー［Ｗ］と点火時間［秒］とに関する点火状態を示す表である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］と窒素流量［ｓｅｅｍ］との関係を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施形態に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とＲＦパワーのデューティサイクル［％］との関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態に係る酸素供給ラインの排気が行われるとき（“ｗ  Ｏ２  ｖａｃ”）及び行われないとき（“ｗ／ｏ  Ｏ２  ｖａｃ”）のトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とウェーハの順番との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、本発明の実施形態に係るウェーハの異なる位置でのトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］を示すグラフである。
【図１２】図１２は、本発明の実施形態に係るトリミングレートの面内均一性（中央のトリミングレートと端部のトリミングレートとの差）［ｎｍ／ｍｉｎ］と酸素フリーＲＦパワーの時間［秒］との関係を示すグラフである。
【図１３】図１３は、本発明の実施形態に係る膜剥離率［％］とＲＦパワー処理（“Ｔｒｔ  ｔｉｍｅ”）の時間［秒］との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４は、本発明の実施形態に係る、酸素（Ｏ２）又は二酸化炭素（ＣＯ２）を用いるときに、トリムされた厚さ［ｍｍ］とトリミング時間［秒］との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、本発明の実施形態に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とサセプタ温度［℃］との関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、本発明の実施形態に係るエッチング均一性［１σ％］とサセプタ温度［℃］との関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、本発明の実施形態に係る（ａ）フォトレジスト（ＰＲ）パターンニング、（ｂ）異方性ＰＲトリミング、（ｃ）スペーサー層堆積、（ｄ）スペーサーの等方性エッチング及びＰＲの除去、及び（ｅ）下層の等方性エッチングのＳＤＤＰシーケンスの一部を示す模式図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施形態に係るトリミングガス組成の変化の結果を示す。
【図１９】図１９は、本発明の実施形態に係るＲＦパワーのデューティサイクルの変化の結果を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示において、「ガス」は、蒸発した固体及び／又は液体を含んでもよく、単一のガス又はガスの混合物により構成されてもよい。同様に、「一つ」の物品は、一つの種類又は複数の種類を含む属を指す。本開示では、シャワーヘッドを通じて反応チャンバへ導入されるプロセスガスは、トリミングガス及び希ガスを含むか、実質的にトリミングガス及び希ガスからなるか、又はトリミングガス及び希ガスからなってもよい。トリミングガスは、一又はそれ以上のガスを含み、その一つは、酸素含有ガスである。トリミングガス及び希ガスは、混合ガスとして又は別々に反応空間へ導入されることができる。トリミングガスは、希ガスのようなキャリアガスと共に導入されることができる。トリミングガス以外のガス、すなわちシャワーヘッドを介する通過によらないで導入されるガスは、例えば、反応空間をシールするために使用されてもよく、それらのガスは希ガスなどのシールガスを含む。一部の実施形態では、「膜」は、ターゲットとなる表面もしくは対象となる表面全体を覆うためにピンホールを有さずに実質的に厚さ方向に垂直な方向に連続して延びる層、又はターゲットとなる表面もしくは対象となる表面を単に覆う層を指す。一部の実施形態において、「層」は、表面上に形成される特定の厚さを有する構造又は膜の同義語を指す。膜又は層は、特定の性質を有する別個の単一の膜もしくは層又は複数の膜もしくは層により構成されてもよく、隣接する膜又は層の間の境界は明確であってもよく、又は明確でなくてもよく、物理的、化学的及び／もしくは任意の他の特性、形成プロセスもしくは順序、ならびに／又は隣接する膜もしくは層の機能もしくは目的に基づいて規定されてもよい。さらに、本開示において、任意の２つの数の変数は、その変数の実行可能な範囲を構成でき、実行可能な範囲は通常作業に基づいて決定でき、示された任意の範囲はエンドポイントを含んでいてもよく、又は除外していてもよい。さらに、示された変数の任意の値（それらが「約」と共に示されているか否かに関わらず）は、正確な値又はおおよその値を指し、同値を含んでもよく、一部の実施形態において、平均値、中央値、代表値、多数値などを指してもよい。
【００１３】
条件及び／又は構造が特定されていない本開示において、当業者は、通常の実験として、本開示を考慮してそのような条件及び／又は構造を容易に得ることができる。本開示において、任意の定義された意味は、一部の実施形態において、通常及び慣例の意味を必ずしも除外しているわけではない。
【００１４】
開示された実施形態の全てにおいて、一実施形態において使用されている任意の要素は、意図される目的のために本明細書に明確、必然的又は本質的に開示されている要素を含む、要素と等価の任意の要素と置き換えられてもよい。さらに、本発明は装置及び方法に同様に適用されてもよい。
【００１５】
実施形態は、好ましい実施形態に対して説明される。しかし、本発明は、好ましい実施形態に限定されない。
【００１６】
上述したように、一部の実施形態では、炭素含有膜をトリミングする方法は、（ｉ）炭素含有膜が形成された基板を反応空間に提供し、基板が電極間に配置されるステップと、（ｉｉ）酸素含有ガスを含むトリミングガス及び希ガスを反応空間に供給するステップと、（ｉｉｉ）トリミングガス及び希ガスを用いて反応空間にプラズマを生成するために電極間にＲＦパワーを印加し、それにより、酸素含有ガスの流量、酸素含有ガスに加えられた窒素含有ガスの流量、反応空間の圧力、ＲＦパワー、ＲＦパワーのデューティサイクル、電極間の距離、及び基板が配置されるサセプタの温度からなる群から選択される少なくとも１つのパラメータの関数として５５ｎｍ／ｍｉｎ以下のトリミングレートを制御しながら炭素含有膜をトリムするステップと、を備える。
【００１７】
トリミングレートは、パターンニングされる基板の上面に形成される膜の厚さの低減の割合として定義されることができ、トリミングレートは、互いに対向する側壁が、互いに効率良く離間する（側壁が近すぎる場合、プラズマは、リセスの下部まで到達しない）という条件で、異方性トリミングに対して、パターンニングされた基板の側壁に形成される膜の低減の割合と実質的に対応する。側壁に形成される膜のトリミングレートが、上面に形成される膜のトリミングレートとは実質的に異なる場合、テンプレート用の「トリミングレート」は、側壁に形成される膜のトリミングレートを示す。
【００１８】
一部の実施形態では、炭素含有膜は、パターンニングされたフォトレジストである。フォトレジストは、メタクリレートポリマー、アクリレートポリマー、ノルボルネンポリマー、又はフルオロアルコール、芳香族又は強酸性モノマーを用いて得られたビニルスチレンポリマーから選択された材料からなってもよい。一部の実施形態では、炭素含有膜は、フォトレジストに限定されず、スピン−オン−カーボン（ｓｐｉｎ−ｏｎ−ｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ））材料及びＣＶＤ又はＰＶＤによって製造された炭素含有膜を含む。
【００１９】
一部の実施形態では、酸素含有ガスは、その分子に酸素を含むガスであり、Ｏ２、Ｏ３、ＮＯ、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＣＯ２等からなる群から少なくとも１つ選択される。これらのガスは、炭素含有膜をトリムするためにＲＦパワーによって生成されるプラズマで励起されることができる。一部の実施形態では、希ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｋｒ等からなる群から少なくとも１つ選択される。一部の実施形態では、窒素含有ガスは、Ｎ２、ＮＨ３等からなる群から少なくとも１つ選択される。トリミングガスは、ハロゲンフリーであってもよい。
【００２０】
トリミングレートは、バルク膜を用いて測定されることができるが、トリミングが異方性で行われるため、パターンニングされた、側壁及び上面を有する炭素含有膜は、すべての方向で実質的に等しくトリムされることが期待される。
【００２１】
一部の実施形態では、トリミングレートを５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減するために、少なくとも１つのパラメータが制御され、これは、他のパラメータを変化させずに維持したままで、酸素含有ガスの流量、酸素含有ガスに加えられる窒素含有ガスの流量、反応空間の圧力、ＲＦパワー、ＲＦパワーのデューティサイクル、電極間の距離、及び基板が配置されるサセプタの温度からなる群から選択される。例えば、トリミングレートが特定条件下で５５ｎｍ／ｍｉｎを超えるとき、トリミングレートを５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減するために、他のパラメータを変化させずに維持したままで、酸素含有ガスの流量を増加させる、酸素含有ガスに加えられる窒素含有ガスの流量を増加させる、反応空間の圧力を低下させる、ＲＦパワーを低下させる、ＲＦパワーのデューティサイクルを短くする、電極間の距離を長くする、及び基板が配置されるサセプタの温度を低くすることの少なくとも１つを行う。
【００２２】
一部の実施形態では、少なくとも１つのパラメータは、ＲＦパワーであり、電極間に印加されるＲＦパワーを基板について約０．１１３Ｗ／ｃｍ２未満に制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。一部の実施形態では、電極間に印加されるＲＦパワーは、基板について約０．０７１Ｗ／ｃｍ２を超える。一部の実施形態では、ＲＦパワーは、基板について０．０５から０．１５Ｗ／ｃｍ２の範囲、又は基板について０．０８から０．１０Ｗ／ｃｍ２の範囲であってもよい。
【００２３】
一部の実施形態では、少なくとも１つのパラメータは、酸素含有ガスに加えられる窒素含有ガスの流量であり、０を超える流量で窒素含有ガスを酸素含有ガスに加えることにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。一部の実施形態では、窒素含有ガスの流量は、酸素含有ガスの流量よりも大きい。一部の実施形態では、窒素含有ガスの流量は、酸素含有ガスの流量の約２倍から約６倍以上である。一部の実施形態では、トリミングガスは、酸素含有ガス、窒素含有ガス及び希ガスからなる。
【００２４】
一部の実施形態では、ＲＦパワーは、パルス状で印加され、少なくとも１つのパラメータは、ＲＦパワーのデューティサイクルであり、ＲＦパワーのデューティサイクルを１００％未満（例えば、８０％、６０％又は４０％未満）で制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御され、デューティサイクルは、ＲＦパワーのパルス期間とＲＦパワーのパルスのサイクル期間との比として定義される。一部の実施形態では、ＲＦパワーのパルストレインを形成するためにＲＦパワーがオン及びオフに切り替えられ、オン・オフサイクルの周波数は、約１００Ｈｚから約１０００Ｈｚであってもよく、ここで、サイクルの負荷は、所望の値に設定されることができる。別の実施形態では、ＲＦパワーは、各サイクルが１００％未満の負荷を有する無線周波数を有し、ここで、サイクルの負荷は、所望の値に設定されることができる。典型的には、ＲＦパワーは、１３．５６ＭＨｚの周波数を有するが、２ＭＨｚから６０ＭＨｚの範囲であってもよく、例えば４００ｋＨｚのような２ＭＨｚ未満の周波数を有するＲＦパワーと組み合わせることもできる。
【００２５】
一部の実施形態では、酸素含有ガスは、ＣＯ２であり、少なくとも１つのパラメータは、酸素含有ガスの流量であり、酸素含有ガスの流量を５００ｓｃｃｍ超、例えば８００ｓｃｃｍから６０００ｓｃｃｍの範囲、典型的には１０００ｓｃｃｍから４０００ｓｃｃｍの範囲に制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。
【００２６】
一部の実施形態では、酸素含有ガスは、Ｏ２であり、少なくとも１つのパラメータは、酸素含有ガスの流量であり、酸素含有ガスの流量を１０００ｓｃｃｍ超、例えば２０００ｓｃｃｍから６０００ｓｃｃｍの範囲に制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。
【００２７】
一部の実施形態では、少なくとも１つのパラメータは、反応空間の圧力であり、反応空間の圧力を３００Ｐａ未満、例えば１００Ｐａから２５０Ｐａの範囲に制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。
【００２８】
一部の実施形態では、少なくとも１つのパラメータは、電極間の距離であり、電極間の距離を少なくとも約１０ｍｍ、例えば１０ｃｍから２０ｍｍに制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。
【００２９】
一部の実施形態では、少なくとも１つのパラメータは、サセプタの温度であり、サセプタの温度を８５℃よりも低く、例えば４０℃から８０℃の範囲に制御することにより、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に制御される。
【００３０】
例えば、トリミングレートが５５ｎｍ／ｍｉｎを超える条件から、酸素流量、電極間の距離、ＲＦパワー及びチャンバ圧力の４つのパラメータは、それぞれ、約６０００ｓｃｃｍ、約１３ｍｍ、６０Ｗ（例えば、３００ｍｍウェーハ）、及び約２００Ｐａに調整されることができ、トリム均一性及びプラズマ点火性能を低下させずに、トリミングレートを低下させることができる。
【００３１】
一部の実施形態では、前記方法は、ステップ（ｉｉ）の前に、（ａ）希ガスを反応空間に提供するステップと、（ｂ）希ガスを用いてプラズマを生成するために電極間にステップ（ｉｉｉ）で印加されるＲＦパワーよりも大きいＲＦパワーを印加し、その後、ＲＦパワーの印加を停止せずにステップ（ｉｉ）を行うステップと、をさらに備える。上記の実施形態は、プラズマ点火を安定化するために効果的であり、ＲＦパワーは、トリミングレートを低減させるように低い値で制御される。
【００３２】
一部の実施形態では、ステップ（ｂ）で印加されるＲＦパワーは、少なくとも基板について約０．１４１Ｗ／ｃｍ２、例えば約０．１５から０．２５Ｗ／ｃｍ２の範囲であり、ステップ（ｉｉｉ）のＲＦパワーよりも２倍以上であってもよい。
【００３３】
一部の実施形態では、前記方法は、ステップ（ｂ）の前に、酸素含有ガスが反応空間へ流れるガスラインを排気するステップをさらに備える。上記の実施形態は、トリミングステップが開始する前にトリミングガスラインの内部に残っているトリミングガスを除去することにより、ウェーハ間の均一性の改善に効果的である。
【００３４】
一部の実施形態では、前記方法は、ステップ（ｂ）の後であり、ステップ（ｉｉ）の前に、ステップ（ｂ）で印加されるＲＦパワーとステップ（ｉｉｉ）で印加されるＲＦパワーとの間のパワーで電極間にＲＦパワーを印加するステップをさらに備える。上記の実施形態は、フォトレジストのようなコア材料からのスペーサー材料の剥離又はピーリングの抑制に効果的である。一部の実施形態では、ステップ（ｂ）とステップ（ｉｉ）との間のＲＦパワーの印加の期間は、約１２秒以下、例えば０．５秒から１０秒の範囲である。
【００３５】
一部の実施形態では、ステップ（ｉｉ）の前に、ステップ（ｉｉｉ）よりも高いサセプタ温度で炭素含有膜をプリベークするステップをさらに備える。一部の実施形態では、サセプタ温度は、フォトレジストの耐熱温度の上限よりも約１０℃低い、例えば約８０℃から約１２０℃の範囲であり、プリベーキングの期間は、１０秒から１００秒、典型的には３０秒から９０秒である。プリベーキングを導入することにより、揮発性成分は、スペーサー材料を堆積する前にコア材料から除去されることができる。
【００３６】
一部の実施形態では、プリベーキングは、トリミングの完了後に実施されることができ、揮発性成分は、スペーサー材料を堆積する前にトリミングによって新たに露出されるコア材料の表面から除去されることができる。一部の実施形態では、サセプタは、冷却機構を備えており、プリベーキング後に、サセプタ温度は、プリベーキング用の温度よりも低いトリミング用の温度に低減されることができる。
【００３７】
一部の実施形態では、前記方法は、ステップ（ｉｉｉ）の後に、反応空間においてトリム及びパターンニングされたコア材料上にシリコン酸化膜を堆積するステップをさらに備え、サセプタ温度は、プリベーキング用及び堆積用の温度とは異なる温度に調整されることができる。これにより、プリベーキング、トリミング及び堆積は、同一のチャンバ内で連続的に行われることができる。上記では、「連続的」とは、真空を中断しない、タイムラインとして中断しない、又は一部の実施形態では直後を意味する。
【００３８】
実施例として、実施形態は、以下の図面を参照しながら説明される。
【００３９】
図２Ａは、本発明の実施形態に係るコア材料をトリミングするプラズマ処理方法のプロセスステップを示しており、ここで、プラズマは、所定の条件でガス及び圧力を安定化した後に生成される。この図（また、図２Ｂ、２Ｃ、３及び４）では、「Ｏ２」は、トリミングガスを表すが、この図をトリミングガスがＯ２である実施形態に限定することを意図するものではない。さらに、図面（図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ及び３）に示されていないが、Ａｒのような希ガスは、反応空間を通じて連続的に流れる。図２Ａでは、ステップ１ａにおいて、酸素ガスは、反応空間へ流れ始め、典型的には、流量は、プラズマの消失、不安定な流量制御、及びデュアルリアクタのチャンバ間での非均一な流量を回避できるように徐々に増加される。ステップ２ａにおいて、酸素の流量が設定値に到達した後、酸素は、さらなる安定化のために所定の期間流し続けられる。ステップ３ａにおいて、酸素流量を維持しながら、ＲＦパワーは、フォトレジストのトリミングを行うために電極間に印加される。一部の実施形態では、ステップ１ａの期間は、１から３０秒（典型的には３から２０秒）の間であり、ステップ２ａの期間は、１から６０秒（典型的には５から２０秒）の間であり、ステップ３ａの期間は、０．２から６０秒（典型的には１から３０秒）の間である。このシーケンスでは、ＲＦパワーが低いとき、プラズマの消失が生じる場合がある。
【００４０】
図２Ｂは、本発明の別の実施形態に係るコア材料をトリミングするプラズマ処理方法のプロセスステップを示しており、ここで、ステップ１ｂ、２ｂ及び４ｂは、図２Ａのステップ１ａ、２ａ及び３ａに対応する。このシーケンスでは、ステップ３ｂにおいて、ステップ２ｂ（安定化ステップ）の後に、プラズマの消失を防ぐように、ステップ４ｂのトリミングでのＲＦパワーよりも高いパワーを有するＲＦパワーを印加する。しかし、ステップ３ｂにおいてＲＦパワーが印加されるとき、酸素ガスが既に反応空間に存在するため、トリミングレートは、より高くなる。
【００４１】
図２Ｃは、本発明のさらに別の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のプロセスステップを示し、ここで、点火性を改善しつつ、トリミングレートの増加を防ぐように、ステップ３ｃのトリミングでのＲＦパワーよりも高いパワーを有するＲＦパワー（スパイクＲＦパワー）を、酸素ガスが反応空間に存在しないステップ１ｃで印加する。ステップ１ｃにおいて、プラズマ点火がスパイクＲＦパワーで安定に行われるように、希ガスは、酸素ガス（これは、トリミングガスを示す）のない反応空間を通じて流れる。ＲＦパワーを反応空間へ印加しつつ、酸素ガスが反応空間へ流れ始める点を除いて、ステップ２ｃは、図２Ａのステップ１ａに対応する。ステップ３ｃは、図２Ａのステップ３ａに対応する。一部の実施形態では、ステップ１ｃの期間は、０．３から３０秒（典型的には０．２から１５秒、好ましくは約０．５秒）の間であり、ステップ２ｃの期間は、０．５から３０秒（典型的には１から２０秒）の間であり、ステップ３ｃの期間は、１から６０秒（典型的には１から３０秒）の間である。スパイクＲＦパワーは、基板の約０．２１２Ｗ／ｃｍ２±５０％であってもよい。ステップ２ｃで印加されるＲＦパワーは、ステップ３ｃで印加されるＲＦパワーと同等又はそれよりも高くてもよいが、ステップ１ｃで印加されるＲＦパワーよりは低い。
【００４２】
上記では、酸素ガスは、トリミングガスを示すが、同様の効果を示すために酸素ガス以外のガスを同様の手法で用いることができる。
【００４３】
図３は、本発明のさらに別の実施形態に係るフォトレジストをトリミングするプラズマ処理方法のプロセスステップを示す。このシーケンスでは、ステップ１−１、３及び４は、図２Ｃのステップ１ｃ、２ｃ及び３ｃに対応し、ステップ１−２及びステップ２は、追加で導入され、ここで、ＲＦパワーは、希ガスを含むが酸素ガスを含まない反応空間へ印加される。図２ｃのように、ステップ１−１（点火）を導入することにより、トリミングレートの増加を防ぎつつ、点火性を改善することができる。ステップ１−２は、酸素フリー雰囲気での表面処理（Ｏ２  ｆｒｅｅ  ｔｒｔ）を行うためにステップ１−１に追加される。ステップ１−２を導入することにより、面内のトリミング均一性及びコア材料とスペーサーとの密着性が非常に向上する。これは、ステップ１−２でのプラズマがコア材料の表面を活性化し、また、揮発性成分を除去するためである。一部の実施形態では、ステップ１−１及び１−２の合計時間は、０．５から３０秒又は０．５から１５秒（典型的には１から１２秒）の範囲である。当該時間は、コア材料及び所望のＣＤ分布のタイプに応じて変化することができる。また、当該時間は、ウェーハ毎に調整されることができる。点火の改善を目的とするステップ１−２及び均一性及び密着性の改善を目的とするステップ１−１は、同様の手法又は異なる手法で行われることができ、ここで、ステップ１−２で印加されるＲＦパワーは、基板について約０．２１２Ｗ／ｃｍ２±５０％又はステップ１−１で印加されるＲＦパワーと同等又はそれよりも低くてもよく、ステップ３で印加されるＲＦパワーと同等又はそれよりも高くてもよい。ステップ１−１及び１−２は、ステップ１を構成する（全体として「酸素フリーＲＦパワー」という）。
【００４４】
ステップ２は、スパイクＲＦパワーから、酸素フリー雰囲気でトリミングするＲＦパワーへＲＦパワーを低減するように、スパイクＲＦパワーの印加（ステップ１）と、トリミングを行うＲＦパワーの印加との移行として導入され、ステップ２のＲＦパワーは、「移行ＲＦパワー」と呼ばれることもある。ステップ２の期間は、０から約１．０秒（典型的には０．１秒）の範囲である。ＲＦパワーは、ステップ１で印加されるＲＦパワーから、ステップ３で印加されるＲＦパワーへすぐに降下することができる、又はステップ１で印加されるＲＦパワーから、ステップ３で印加されるＲＦパワーへ段階的に減少することができる。
【００４５】
また、このシーケンスでの好ましい圧力は、約２００Ｐａ±５０％であってもよい。
【００４６】
図４は、本発明の実施形態に係る酸素ガス供給システム及び真空システムを有する反応チャンバの概略図である。この実施形態では、反応チャンバ（ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｃｈａｍｂｅｒ（ＲＣ））５２は、反応チャンバの外へガスを排出するためのバルブ５１を有する排気ポートを備える。酸素ガス（これは、トリミングガスを示す）は、酸素供給ライン５４及びバルブ５３を通じて反応チャンバ５２へ導入される。酸素の流量は、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）５５により制御される。このシステムは、酸素流量を安定化するために効果的である。破線が示された酸素供給ライン５４では、真空装置のアイドリング期間の間にＭＦＣからリークしている余剰の酸素ガスが存在し、酸素ガスを反応チャンバへ適切に流すことに加えて、ＲＦパワーが印加されるとき、反応チャンバへ流れ込む。この余剰の酸素ガスは、１枚目のウェーハのトリミングレートを増大させる。アイドリング期間は、前のウェーハのスペーサー堆積の完了後、次のウェーハのコア材料のトリミングの開始前の期間であり、トリミング及び堆積は、連続的な単位プロセスとして導入され、単位プロセスは、アイドリング期間に対応する間隔で繰り返される。また、間隔が長い又はプロセスエラーが生じたとき、間隔の長さは、変化し、その結果、酸素供給ラインにおいて余剰の酸素ガスが一様でない量となる。図２Ｃ又は３で示されるシーケンスに基づいてトリミングステップが開始する直前にバルブ５１及び５３を開くことによって酸素供給ライン５４を含む反応チャンバ５２を排気することにより、反応空間へ流入する酸素の量を等しくすることができ、それにより、ウェーハ間での変動を低減することができる。図２Ａ及び２Ｂに示されるシーケンスでは、トリミングを開始する頃には、酸素ガスが既に安定化されているため、上記の排気プロセスは、有用ではない。
【００４７】
プラズマ点火及びガス流の安定化と関連する開示されたシステムは、５５ｎｍ／ｍｉｎを超えるトリミングレートによるトリミングシステムを含む低ＲＦパワーシステムに適用されることができる。さらに、トリミングガスとして窒素ガスを用いる開示された実施形態は、トリミングレートが５５ｎｍ／ｍｉｎをわずかに超える（例えば、６０ｎｍ／ｍｉｎ）ときでもトリミングプロセスに適用されることができる。例えば、実施形態は、炭素含有膜が形成された基板を反応空間に提供するステップと、基板が配置される反応空間へトリミングガスを供給するステップであって、トリミングガスは、酸素含有ガス及び窒素含有ガスを含み、窒素含有ガスの流量は、酸素含有ガスの流量よりも多い、ステップと、トリミングガスを用いてプラズマを生成し、それにより炭素含有膜をトリミングするために、反応空間のトリミングガスへＲＦパワーを印加するステップと、を含むフォトレジストをトリミングする方法を提供する。
【００４８】
トリムされたコア材料を用いることにより、スペーサーは、以下のように形成される。図１７は、本発明の実施形態に係る（ａ）フォトレジスト（ＰＲ）パターンニング、（ｂ）異方性ＰＲトリミング、（ｃ）スペーサー層堆積、（ｄ）スペーサーの等方性エッチング及びＰＲの除去、及び（ｅ）下層の等方性エッチングのＳＤＤＰシーケンスの一部を示す模式図である。図１７の（ａ）では、ｏｒｇａｎｉｃ  ｂｏｔｔｏｍ  ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｏａｔｉｎｇ（ＢＡＲＣ）層１４２は、基板１４１上に形成される。ＢＡＲＣ層は、フォトレジスト（ＰＲ）に対して高いエッチング選択性を有する。フォトレジスト材料は、ＢＡＲＣ層１４２に塗布され、プリベークされ、それにより、フォトレジスト膜を形成する。フォトレジスト膜のパターン回路領域は、その後、露光され、現像液によって現像され、それにより、フォトレジストパターン１４３を形成する。フォトレジストは、パターンニングの結果として幅広のフッティングを有する。よって、フォトレジストは、酸素を含むガスが導入された環境で生成されたプラズマを用いた異方性トリミングを施され、それにより、図１７の（ｂ）のトリムされたフォトレジストを形成する。次に、ＳｉＯ膜１４５は、図１７の（ｃ）のテンプレートのサイドスペーサー膜として形成される。ＳｉＯ膜がフォトレジスト上に堆積されるため、堆積温度は、フォトレジスト及びＢＡＲＣの耐熱性に応じて、例えば、約１５０℃以下又は約１００℃以下であってもよい。（例えば、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により）サイドスペーサー膜１４５及びフォトレジスト１４４の上部及び下部は除去され、それにより、図１７の（ｄ）の仮のサイドスペーサー１４６を形成する。その後、ハードマスクとしてスペーサー１４６を用いることにより、等方性エッチングは、図１７の（ｅ）のトレンチ１４７及び１４８を形成するために行われる。
【００４９】
図１は、本発明の実施形態で使用されうる、以下に説明されるシーケンスを導入するようにプログラムされた好ましい制御と共に、プラズマ処理リアクタと流量制御バルブとを組み合わせた装置の概略図である。この装置は、真空状態で維持されることができるリアクタ１１、単一のウェーハを保持するために用いられる加熱／冷却機構を有するサセプタ１、ガスを供給する機構を提供するシャワーヘッド２、シャワーヘッドとサセプタとの間でパルス時間変調されたプラズマを生成するＲＦ印加機構５、シャワーヘッド２と接続される開閉バルブ３を有する前駆体ガス供給ライン８、別の開閉バルブ４を有する反応ガス供給ライン９、リアクタ１１の内部の雰囲気を排気するために用いられる排気ライン１０、圧力制御バルブ７を通じて排気ラインの後に接続される真空ポンプ６などを備える。なお、パージガスライン（図示せず）もまた、反応ガス供給ライン９と同様にシャワーヘッド２に接続される。
【００５０】
当業者は、装置が、本明細書又はそれ以外で説明される堆積及びトリミングを実行させるようにプログラム又は構成される一又はそれ以上のコントローラー（図示せず）を含むことを理解するであろう。コントローラーは、当業者によって理解されるように、各種の電源、加熱／冷却システム、ポンプ、ロボティクス及びガスフローコントローラー又はリアクタのバルブと通信する。
【００５１】
本発明は、以下の実施例を参照して説明されるが、これは、本発明を限定することを意図するものではない。
【００５２】
（実施例１から６）
約２のアスペクト比及び約５０ｎｍの開口幅を有するパターンニングされたフォトレジストを有する３００ｍｍの基板が提供された。基板は、図３に示されるシーケンス及び図１に示されるものと同様のプラズマ処理装置を用いて、以下の表１に示される条件下でトリミングを施された。当該プラズマ処理装置は、デュアルリアクションチャンバを有するモジュールであった。表１（及び他の表）では、項目（１）から（１５）は以下の事項を表す。
（１）トリミング用のＲＦパワー［Ｗ］（１３．５６ＭＨｚ）
（２）トリミング用の酸素流量［ｓｃｃｍ］
（３）トリミング用の窒素又は二酸化炭素流量［ｓｃｃｍ］
（４）反応チャンバ圧力［Ｐａ］
（５）電極間の距離［ｍｍ］
（６）基板の温度［℃］
（７）プリベーキングの温度［℃］
（８）プリベーキングの期間［秒］
（９）酸素フリーＲＦパワーの期間［秒］
（１０）酸素フリーＲＦパワー［Ｗ］（図３のステップ１で印加される）
（１１）酸素フリー移行ＲＦパワーの期間［秒］
（１２）酸素フリー移行ＲＦパワー［Ｗ］トリミング前（図３のステップ２で印加される）
（１３）ＲＦパワーのデューティサイクル［％］
（１４）トリミングの期間［秒］
（１５）希ガス流量［ｓｃｃｍ］（連続的な流れ）
【００５３】
表中では、「−」は、導入されなかったプロセスを表す。デュアルチャンバの内部の体積は、２１５６ｃｍ３（１０７８ｃｍ３×２）であり、例えば、６０００ｓｃｃｍは、２．７８ｓｃｃｍ／ｃｍ３と計算されることができる。また、ウェーハは、３００ｍｍの直径を有し、例えば、１００ＷのＲＦパワーは、ウェーハ表面について０．１４１Ｗ／ｃｍ２として計算されることができる。
【表１】
2015088751.tif 000003
【００５４】
結果は図５に示される。図５は、実施例１から６に係るＲＦパワー［Ｗ］とトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］との関係、及びＲＦパワー［Ｗ］とプラズマ点火の失敗［％］との関係を示すグラフである（矢印は対応する軸を示す）。図５に示されるように、トリミングレートを５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減するために、ＲＦパワーを８０Ｗに下げている。しかし、ＲＦパワーが６０Ｗを下回ると、点火を失敗する頻度が増大し、それにより、トリミングプロセスが不安定になる。
【００５５】
（実施例７から１０）
実施例７から１０は、以下の表２に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。
【表２】
2015088751.tif 000004
【００５６】
結果は図８に示される。図８は、実施例７から１０に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］と窒素流量［ｓｅｅｍ］との関係を示すグラフである。図８に示されるように、窒素ガスを、トリミングガスとしての酸素ガスに加えることにより、トリミングレートを非常に低減することができる。さらに、面内のトリミングの均一性が求められ、その結果は、図１８に示される。図１８は、実施例７から１０に係るトリミングガス組成の変化の結果を示す。図中では、「Ｔｈｉｃｋ．  Ａｖｅ．」は、膜の厚さの平均トリム（低減）量を示す（面内の４９箇所で測定された）。「Ｅ／Ｒ」は、トリミングレート（エッチングレート）を示す。「±％」は、すべての基板のデータが該当する厚さのトリム量の範囲を示す。「範囲」は、厚さの最大値と最小値との差を示す。「１Ｓｉｇｍａ％」は、１σ％でのトリム量の面内均一性を示す。「ｅｅ５ｍｍ」は、測定から除外される、外周から５ｍｍ内側の領域を示す。図１８に示されるように、窒素ガスの追加は、点火の失敗する頻度を増大させなかったが、トリミングレートを低減させ、また、窒素ガスの追加は、面内トリミング均一性を向上させた。
【００５７】
（実施例１１から１４）
実施例１１から１４は、以下の表３に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。これらの実施例では、ＲＦパワーは、１／５０００秒のサイクルでオンオフされた。
【表３】
2015088751.tif 000005
【００５８】
結果は図９に示される。図９は、実施例１１から１４に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とＲＦパワーのデューティサイクル［％］との関係を示すグラフである。図９に示されるように、ＲＦパワーがパルス状で印加されたとき、デューティサイクルを低減することにより、トリミングレートを非常に低減することができる。さらに、トリミング均一性は、図１８に示されるものと同様の手法で求められ、結果は図１９に示される。図１９は、実施例１１から１４に係るＲＦパワーのデューティサイクルの変化の結果を示す。図１９に示されるように、デューティサイクルは、点火を失敗する頻度に影響を与えず、デューティサイクルが約５０％（典型的には４０％から６０％）のとき、トリミングレートが低減され、面内のトリミング均一性が非常に向上した。
【００５９】
（実施例１５から１８）
実施例１５から１８は、以下の表４に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。
【表４】
2015088751.tif 000006
【００６０】
結果は以下の表５に示される。
【表５】
2015088751.tif 000007
【００６１】
表５に示されるように、窒素ガスをトリミングガスとしての酸素ガスに加えたときに、酸素ガスに加えられた希ガスと比較して、トリミングレートを非常に改善することができ、窒素ガスを加えることによるトリミングレートの低減が、酸素ガスの希釈化によるものではなかったことを示した。
【００６２】
（実施例１９から２４）
実施例１９から２４は、以下の表６に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。
【表６】
2015088751.tif 000008
【００６３】
結果は図１４に示される。図１４は、実施例１９から２４に係る、酸素（Ｏ２）又は二酸化炭素（ＣＯ２）を用いるときに、トリムされた厚さ［ｍｍ］とトリミング時間［秒］との関係を示すグラフである。図１４に示されるように、トリミングガスとして酸素を二酸化炭素に置き換えて用いたとき、トリミングレートは、酸素の場合に対して約３０％低減された。
【００６４】
（実施例２５から３６）
実施例２５から３６は、以下の表７に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。
【表７】
2015088751.tif 000009
【００６５】
結果は、図６Ａから６Ｄに示される。図６Ａは、実施例２５から２７に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］と酸素流量［ｓｃｃｍ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］と酸素流量［ｓｃｃｍ］との関係を示す。図６Ｂは、実施例２８から３０に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］とチャンバ圧力［Ｐａ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］とチャンバ圧力［Ｐａ］との関係を示す。図６Ｃは、実施例３１から３３に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］とＲＦパワー［Ｗ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］とＲＦパワー［Ｗ］との関係を示す。図６Ｄは、実施例３４から３６に係る２つのグラフからなり、上のグラフは、エッチングレート（トリミングレート）［ｎｍ／ｍｉｎ］と電極間の距離［ｍｍ］との関係を示し、下のグラフは、エッチング均一性［１σ％］と電極間の距離［ｍｍ］との関係を示す。図６Ａから６Ｄに示されるように、酸素流量を増加させることにより、トリミングレートは、面内のトリミング均一性に影響を与えずに低減されることができる。特に、酸素流量が約２０００ｓｃｃｍ以上であったとき、トリミングレートは、５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減された（図６Ａ）。一方で、酸素流量を増加させるとき、圧力もまた、必然的に増加する。圧力が増加したとき、トリミングレートは、増加した（図６Ｂ）。よって、約６０００ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍの酸素ガス流量は、高い効率になることが期待された。ＲＦパワーが減少したとき、トリミングレートは、減少した（図６Ｃ）。約６０Ｗから約８０Ｗのパワーは、高い効率になることが期待される。電極間の距離を増加することにより、トリミングレートは減少し、均一性は向上した。しかし、電極間の距離が増加したとき、点火の失敗率もまた、増加した。よって、約１０ｍｍから約１５ｍｍの電極間の距離は、高い効率になることが期待される。
【００６６】
（実施例３７及び３８）
実施例３７及び３８は、以下の表８に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。これらの実施例では、図３に示されるトリミングプロセスの開始前に、図４に示されるような酸素ガス供給ラインを排気した。
【表８】
2015088751.tif 000010
【００６７】
結果は図１０に示される。図１０は、実施例３７及び３８に係る酸素供給ラインの排気が行われるとき（“ｗ  Ｏ２  ｖａｃ”）及び行われないとき（“ｗ／ｏ  Ｏ２  ｖａｃ”）のトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とウェーハの順番との関係を示すグラフである。図１０に示されるように、排気が行われなかったとき、１番目のウェーハのトリミングレートは、後続の２番目のウェーハよりも非常に高くなった。これは、アイドリング期間中に（つまり、前のウェーハの堆積セッションと次のウェーハのトリミングセッションとの間の期間）、酸素ガスが供給ラインへ移動し、追加の酸素ガスをトリミングガスに加えたためである。トリミングプロセスの開始前に酸素ガス供給ラインを排気することにより、トリミングレートの増加を抑制することができる。
【００６８】
（実施例３９から４１）
実施例３９から４１は、以下の表９に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。これらの実施例では、図３のステップ１（酸素フリーＲＦパワー）の期間は、変更された、つまり、ステップ１−１（スパイクＲＦパワー）だけでなく、ステップ１−２（酸素フリープラズマ処理）は、同じ酸素フリーＲＦパワーで行われた。
【表９】
2015088751.tif 000011
【００６９】
結果は図１１及び１２に示される。図１１は、実施例３９から４１に係るウェーハの異なる位置でのトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］を示すグラフである。図１２は、実施例３９から４１に係るトリミングレートの面内均一性（中央のトリミングレートと端部のトリミングレートとの差）［ｎｍ／ｍｉｎ］と酸素フリーＲＦパワーの時間［秒］との関係を示すグラフである。図１１及び１２に示されるように、酸素フリーＲＦパワー印加の期間が増加すると、トリミングレートは、中央、中央と端部との中間点、及び端部付近で増加した（図１１）が、面内のトリミング均一性は非常に改善された（図１２）。約８秒から約１２秒の酸素フリーＲＦパワー印加の期間は、高い効率になることが期待される。
【００７０】
（実施例４２から４５）
実施例４２から４５は、以下の表１０に示される条件下で、トリムされたフォトレジスト上で行われた。これらの実施例では、ＲＦパワーは、図３のステップ１と同様の手法（酸素フリーＲＦパワー印加）で、トリムされたフォトレジストに印加され、その後、ＳｉＯ膜はスペーサーとして堆積された。
【表１０】
2015088751.tif 000012
【００７１】
これらの実施例では、トリミングが完了した後、ＳｉＯ膜は、プラスマエンハンスト原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）によって堆積され、ＳｉＯ膜がピール（膜剥離）されたかどうかを見るために、表面をＳＥＭ（ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ、走査電子顕微鏡）で観察した。図１３は、実施例４２から４５に係る膜剥離率［％］とＲＦパワー処理（“Ｔｒｔ  ｔｉｍｅ”）の時間［秒］との関係を示すグラフである。膜剥離率［％］は、基板の３ｃｍ×３ｃｍの正方形領域にトータルで含まれる６８個の格子に対してＳｉＯ膜の分離を示した格子のパーセンテージを示す。図１３に示されるように、酸素フリーＲＦパワー印加を行うことにより、膜剥離は、完全に防ぐことができる。約８秒から約１２秒のＲＦパワー処理の期間は、高い効率になることが期待される。
【００７２】
（実施例４６から４８）
実施例４６から４８は、以下の表１１に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。
【表１１】
2015088751.tif 000013
【００７３】
結果は、図１５及び１６に示される。図１５は、実施例４６から４８に係るトリミングレート［ｎｍ／ｍｉｎ］とサセプタ温度［℃］との関係を示すグラフである。図１６は、実施例４６から４８に係るエッチング均一性［１σ％］とサセプタ温度［℃］との関係を示すグラフである。図１５及び１６に示されるように、サセプタ温度を８５℃よりも低くすることにより、面内のトリミング均一性を低下させることなく、トリミングレートを５５ｎｍ／ｍｉｎ以下に低減することができる。
【００７４】
実施例４６から４８に示されるように、サセプタ温度を低くすることにより、トリミングレートを低減することができる。しかし、低温トリミングは、コア材料（フォトレジスト）上に堆積されるスペーサー膜の品質を低下させる場合がある。よって、スペーサー膜を堆積するとき、サセプタ温度を増加させることができる。温度制御は、加熱エレメントを用いること、加熱エレメントと冷却ガスチャネルとを組み合わせたものを用いること、液体流も提供するシステムを用いること、又は熱交換媒体を有する熱交換装置を用いることによって達成されることができ、上記の構成は、サセプタ内に組み込まれる。
【００７５】
（実施例４９から６０）
実施例４９から６０は、以下の表１２に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。これらの実施例では、プリベーキングは、トリミングプロセスの前に行われた。
【表１２】
2015088751.tif 000014
【００７６】
結果は、以下の表１３に示される。
【表１３】
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【００７７】
表１３に示されるように、サセプタ温度を１００℃以上に増加させることにより、膜の剥がれを防ぐことができる（実施例５１から６０）。これは、残っている揮発性成分及び吸収された水分が、トリミング前にコア材料から除去され、それにより、密着性が改善されるためである。しかし、サセプタ温度が１２０℃以上であったとき、コア材料の形状及び大きさは、部分的に劣化した（実施例５７から６０）。これは、プリベーキング温度が、コア材料のガラス転移温度に近くなり、コア材料が軟化する、又は脱泡が早く生じすぎるためである。約１００℃及び約１２０℃のプリベーク温度は、この特有のモデルにおいて高い効率になることが期待されるが、最適なプリベーキング温度は、フォトレジストの耐熱の上限に応じて変化し、フォトレジストの耐熱の上限よりも約１０℃低く設定されることが好ましい。
【００７８】
プリベーキングは、トリミングの前に行われるだけでなく、トリミングの後にも行うことができ、トリミングによりコア材料の新たに露出された表面を処理することができ、スペーサー堆積の前に、新たに露出された表面からの脱泡を促進する。よって、プリベーキングステップ、トリミングステップ及びスペーサー堆積ステップでサセプタ温度を変更することが効果的である。
【００７９】
（実施例６１）
実施例６１は、以下の表１４に示される条件下で実施例１から６と実質的に同様の手法で行われた。この実施例では、点火の安定性は、ＲＦパワーに対して求められた。
【表１４】
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【００８０】
結果は、図７に示される。図７は、実施例６１に係る点火パワー［Ｗ］と点火時間［秒］とに関する点火状態を示す表である。図７に示されるように、ＲＦパワーが１２５Ｗを下回るとき、プラズマを点火するためにさらなる時間を必要とした又は点火が開始しなかったために、プラズマ照射は遅延した。ＲＦパワーが１５０Ｗ以上であったとき、点火は開始し、同時にプラズマ照射が観察された。よって、図３のステップ１では、スパイクＲＦパワーは、１２５Ｗ以上であることが好ましく、１５０Ｗ以上であることがより好ましい。
【００８１】
複数の及び様々な変更が本発明の精神から逸脱せずになされ得ることは当業者により理解されるであろう。したがって、本発明の形態は例示のみであり、本発明の範囲を限定することを意図するわけではないことが明確に理解されるべきである。
【図２】
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【図７】
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【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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