(57)【要約】  適応型自己整合型デュアルパターニングのための装置及びその方法である。この方法は、エッチングプロセス及び堆積プロセスを実行するために構成された処理プラットホーム及び真空内クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定のために構成された計測ユニットに基板を提供するステップを含む。真空内ＣＤ測定は、プロセスシーケンス処理プラットホームのフィードフォワード適応制御のために、又はチャンバプロセスパラメータのフィードバック及びフィードフォワード適応制御のために使用される。一態様では、多層マスキングスタックの第１層は、テンプレートマスクを形成するためにエッチングされ、テンプレートマスクの真空内ＣＤ測定が行われ、テンプレートマスクのＣＤ測定に依存する幅でテンプレートマスクに隣接してスペーサが形成される。
2011527839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板を処理プラットホームへロードするステップと、
テンプレートマスクを形成するために、多層マスキングスタックの第１層をエッチングするステップと、
前記テンプレートマスクの真空内クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定を実行するステップと、
前記テンプレートマスクの前記ＣＤ測定に依存する幅に形成されるスペーサを、前記テンプレートマスクに隣接して形成するステップと、
前記第１基板を前記処理プラットホームからアンロードするステップとを含む自己整合型デュアルパターニングの方法。
【請求項２】
前記真空内ＣＤ測定は、光ＣＤ（ＯＣＤ）測定である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記スペーサを前記テンプレートマスクに隣接して形成するステップは、
前記テンプレートマスクの前記ＣＤ測定に依存する厚さに形成されるスペーサ層を前記テンプレートマスクの上に堆積するステップと、
前記テンプレートマスクを露出するために、及び前記スペーサ層からスペーサを形成するために、スペーサエッチングを実行するステップとを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記スペーサ層堆積及び前記スペーサエッチングは同一プロセスチャンバで実行される請求項３記載の方法。
【請求項５】
堆積した前記スペーサ層の厚さを決定するために真空内ＣＤ測定を実行するステップと、
前記測定されたスペーサ層の厚さに基づいて、前記スペーサを形成するために前記スペーサ層を異方性エッチングする前に、前記スペーサ層の追加堆積又は等方性エッチングによって、前記スペーサ層の前記厚さを補うステップとを更に含む請求項３記載の方法。
【請求項６】
前記スペーサ層堆積の少なくとも１つのプロセスパラメータは、前記テンプレートマスクの前記真空内ＣＤ測定に基づいているか、又は前記スペーサエッチングの少なくとも１つのプロセスパラメータは、前記スペーサ誘電体層の前記真空内ＣＤ測定に基づいて決定される請求項３記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つのプロセスパラメータは、プロセス時間、プロセスガスの流れ、内側：外側のＲＦソースコイル電力比、内側：外側の電極温度比、内側／外のガスの流れ比、及び磁場強度から成る群から選択される請求項６記載の方法。
【請求項８】
スペーサマスクを形成するために、前記スペーサに対して選択的に及びストップ層に対して選択的に、前記テンプレートマスクを除去するステップと、
前記多層マスキングスタックの炭素質層を露出するために前記ストップ層を除去するステップと、
前記スペーサマスクによって画定されるように、前記第１基板をアンロードする前に前記炭素質層をエッチングするステップとを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記パターニングされた多層マスキングスタックの前記最終的なＣＤを決定するために、前記炭素質層をエッチングした後に真空内ＣＤ測定を実行するステップと、
前記測定された最終的なＣＤに基づいて、第２基板に実行される前記テンプレートマスクエッチング、スペーサ堆積、スペーサエッチング、又は炭素質層エッチングのうちの少なくとも１つのプロセスパラメータを調整するステップとを更に含む請求項８記載の方法。
【請求項１０】
低大気圧で運転するように構成された搬送チャンバと、
前記搬送チャンバに結合された１以上のプロセスチャンバと、
真空内クリティカルディメンジョン測定のために構成され、前記搬送チャンバ又は１以上のプロセスチャンバのうちの少なくとも１つに結合された計測ユニットと、
前記１以上のプロセスチャンバのうちの１つに、第１基板上に膜を堆積させるために構成される１以上のコントローラとを含み、少なくとも１つの膜堆積プロセスパラメータは、前記第１基板が前記１以上のプロセスチャンバのうちの１つによってエッチングされた後に、前記計測ユニットから受け取る第１ＣＤ測定に基づいて前記１以上のコントローラによって決定されるプラズマ処理プラットホーム。
【請求項１１】
前記１以上のコントローラは、前記第１基板上に前記膜を堆積した後に、前記計測ユニットから受け取る前記第１基板の第２ＣＤ測定に基づいて前記１以上のコントローラによって決定されるプロセスパラメータを用いて、前記１以上のプロセスチャンバのうちの１つに、前記第１基板上に堆積した前記膜をエッチングさせるために更に構成される請求項１０記載のプラズマ処理プラットホーム。
【請求項１２】
前記１以上のコントローラは、前記第１基板の前記第２ＣＤ測定に基づくエッチング又は堆積プロセスのいずれかを通して前記第１基板を処理することによってプロセスシーケンスを適応的に決定するために更に構成される請求項１０記載のプラズマ処理プラットホーム。
【請求項１３】
処理システムによって実行されるとき、前記システムに自己整合型デュアルパターニングの方法を実行させる命令を中に格納するコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
第１基板を処理プラットホームにロードするプロセスと、
テンプレートマスクを形成するために、多層マスキングスタックの第１層をエッチングするステップと、
前記テンプレートマスクの真空内クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定を実行するステップと、
前記テンプレートマスクの前記ＣＤ測定に依存した幅に形成されたスペーサを、前記テンプレートマスクに隣接して形成するステップと、
前記第１基板を前記処理プラットホームからアンロードするステップとを含む媒体。
【請求項１４】
スペーサ層を前記テンプレートマスクの上に堆積するステップと、
堆積した前記スペーサ層の厚さを決定するために真空内ＣＤ測定を実行するステップと、
前記測定されたスペーサ誘電体層の厚さに基づいて、前記スペーサを形成するために前記スペーサ層を異方性エッチングする前に、前記スペーサ層の前記厚さを補うか、又は前記スペーサ層を等方性エッチングするステップのための命令を更に含む請求項１３記載の媒体。
【請求項１５】
前記スペーサ堆積の少なくとも１つのプロセスパラメータは、前記テンプレートマスクの前記真空内ＣＤ測定に基づいているか、又は前記スペーサエッチングの少なくとも１つのプロセスパラメータは、前記スペーサ層の前記真空内ＣＤ測定に基づいて決定され、前記少なくとも１つのプロセスパラメータは、内側：外側のＲＦソースコイル電力比、内側：外側の電極温度比、内側／外のガスの流れ比、及び磁場強度から成る群から選択される請求項１４記載の媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景】
【０００１】
１）分野
本発明の実施形態は半導体処理の分野に係り、特に、自己整合型ダブルパターニング（ＳＡＤＰ）に関する。
【０００２】
２）関連技術の説明
図１Ａ〜Ｃは、従来の半導体リソグラフィープロセスの断面図を示す。図１Ａを参照すると、半導体スタック１０２の上にフォトレジスト層１０４が提供される。マスク又はレチクル１０６は、フォトレジスト層１０４の上に位置する。リソグラフィープロセスは、図１Ａの矢印によって示されるように、特定の波長（λ）を有する放射（ｈν）にフォトレジスト層１０４を曝露することを含む。図１Ｂを参照すると、次にフォトレジスト層１０４の光に露光された部分を除去するためにフォトレジスト層１０４を現像し、その結果、半導体スタック１０２の上にパターニングされたフォトレジスト層１０８が提供される。パターニングされたフォトレジスト層１０８の各フィーチャーの幅は、フィーチャーの幅「ｘ」及び各フィーチャー間の間隔「ｙ」で示される。間隔「ｙ」に加えられた幅「ｘ」は、ピッチｐとして参照される。
【０００３】
図１Ｃを参照すると、ＣＤ又はフィーチャーの幅「ｘ」は、半導体スタック１０２の上にパターニングされたフォトレジスト層１１０を形成するために縮小してもよい。ＣＤは縮小してもよく、図１Ａに示されるリソグラフィーステップの間、フォトレジスト層１０４を過度に曝露させることによって、又は図１Ｂに提供されるパターニングされたフォトレジスト層１０８をトリミングすることによって「偏らせ」てもよい。しかしながら、フィーチャーＣＤにおけるこの縮小は、図１Ｃの間隔「ｙ」によって示されるように、フィーチャー間の間隔の増加を犠牲にすることで得られる。
【０００４】
ある特定のリソグラフィープロセスにおける分解能の限界は、（例えば、ｘ＝ｙ、ｘとｙの両方が「ハーフピッチ」に等しい図１Ｂに示されるように）フィーチャー間の間隔に等しいクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を有するフィーチャーによって特徴付けられる。従来の１９３ｎｍのリソグラフィーシステムは、１３０ｎｍの最小ピッチｐ、及び６５ｎｍのハーフピッチを提供するかもしれない。基板に形成されるパターンの有効なハーフピッチを縮小させるために、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）などの密度に敏感な集積回路（ＩＣ）の製品ラインは、ダブルパターニング（ＤＰ）を追求している。一般に、ＤＰ法は、夫々のパターニング操作を異なるマスク及び緩和されたハーフピッチで実行することによって二回連続してリソグラフィー的に基板をパターニングする。その結果生じた２つのパターンは、個々のパターンのどちらかのハーフピッチよりも小さいハーフピッチを有するフィーチャーを基板上に構成するために組み合わされる。そして、２つのパターンの複合物は、特定のリソグラフィーの使用でリソグラフィー的に達成可能なハーフピッチを下回るハーフピッチ（例えば、「サブミニマムハーフピッチ」）を有するパターンを基板に画定するために基板内へ転写される。
【０００５】
ＤＰ法は、使用されるリソグラフィー技術から比較的独立しているので、サブミニマムハーフピッチを提供するために高ＮＡ又はＥＵＶリソグラフィーのみならず１９３ｎｍリソグラフィーによって実施可能である。しかしながら、特にＤＰ法がある特定の層をパターニングするのに多くの付加的な操作を使用するときに増加する生産サイクルタイムの結果として、ＤＰ法は潜在的にコスト高である。
【概要】
【０００６】
本発明の実施形態は、適応型の自己整合型ダブルパターニング（ＳＡＤＰ）のためのシーケンス内計測ベースの調整方法を含む。一実施形態では、真空内光ＣＤ（ＯＣＤ）測定などの真空内計測は、統合ＳＡＤＰプロセス内で処理プラットホームと統合している。実施形態では、プロセス操作間で実行される１以上の真空内計測操作は、ＳＡＤＰプロセス内でチャンバシーケンスを適応的に決定するための、又は統合ＳＡＤＰプロセスシーケンスの特定の操作内で使用されるプロセスパラメータを適応的に調整するための、フィードバック及びフィードフォワードパラメータのいずれか又は両方を提供する。
【０００７】
一実施形態において、第１基板は処理プラットホームにロードされ、多層マスキングスタックの第１層はテンプレートマスクを形成するためにエッチングされ、テンプレートマスクの真空内ＣＤ測定を実行し、テンプレートマスクに隣接してテンプレートマスクのＣＤ測定に依存する幅にスペーサが形成される。続いて、第１基板は、処理プラットホームからアンロードされる。例示的な一実施形態では、真空内ＣＤ測定は、光ＣＤ（ＯＣＤ）測定である。
【０００８】
一実施形態では、スペーサは、第１堆積によってテンプレートマスクに隣接してテンプレートマスクの上に形成され、テンプレートマスクのＣＤ測定に依存する厚さをもつ材料層である。その後、テンプレートマスクを露出しスペーサを形成するために、スペーサエッチングが実行される。堆積層の厚さを決定するために真空内ＣＤ測定を実行してもよく、測定に依存して、スペーサを形成するために堆積層を異方性エッチングする前に、再堆積で堆積層の厚みを補うか、又は堆積層を等方性エッチングするかのいずれかを行ってもよい。実施形態では、膜堆積の少なくとも１つのプロセスパラメータは、テンプレートマスクの真空内ＣＤ測定に基づいており、又は異方性エッチングの少なくとも１つのプロセスパラメータは堆積層の厚さの真空内ＣＤ測定に基づいている。従属（依存）パラメータは、例えばプロセス時間、プロセスガスの流れ、内側：外側ＲＦソースコイル電力比、内側：外側電極温度比、内側／外のガス流れ比、及び磁場強度を含んでもよい。
【０００９】
別の実施形態では、第１及び第２基板は、処理プラットホームにロードされ、第１フィーチャーが第１基板の上の層の中でエッチングされる。その後、第１フィーチャーの第１真空内ＯＣＤ測定が実行され、次に、第１膜を第１フィーチャーの上に堆積する。第２基板上の層内に第２フィーチャーをエッチングするために、第１エッチングチャンバが更に使用される。一実施形態では、第１膜堆積のプロセスパラメータ及び第２フィーチャーのエッチングのプロセスパラメータは、両者とも第１ＯＣＤ測定に依存している。更なる実施形態では、その後、第２フィーチャーＣＤは、第２真空内ＯＣＤ測定で特徴付けられ、第１ＣＶＤチャンバは、第１又は第２真空内ＯＣＤ測定のうちの少なくとも１つに依存する堆積パラメータを用いて、第２フィーチャーの上に膜を堆積する。その後、第１及び第２基板は、自己整合型ダブルパターンを有する基板として、処理プラットホームからアンロードされる。
【００１０】
プラズマ処理プラットホームの実施形態は、低大気圧で運転されるように構成された搬送チャンバと、エッチング及び堆積を実行するために構成され搬送チャンバと結合された１以上のプロセスチャンバと、真空内クリティカルディメンジョン測定のために構成され、搬送チャンバかプロセスチャンバのいずれかに結合された計測ユニットと、１以上のプロセスチャンバを介して基板を処理するために構成された１以上のコントローラとを含み、少なくとも１つの堆積プロセスパラメータは、基板をエッチングした後に計測ユニットから受け取ったＣＤ測定に基づいて１以上のコントローラによって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の実施形態は以下の添付図面の図において実施例として示されているが、これらに制限されない。
【００１２】
【図１Ａ】〜
【図１Ｃ】クリティカルディメンジョンを縮小させるためにフィーチャーを偏らせる従来の手段を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る適応型ＳＡＤＰプロセスのフローダイアグラムである。
【図３Ａ】〜
【図３Ｈ】本発明の実施形態に係るＳＡＤＰプロセスにおける一連の操作を表す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る統合真空内計測を含むマルチチャンバ統合ＳＡＤＰ処理プラットホームを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る例示的コンピュータシステムのブロックダイアグラムである。
【詳細な説明】
【００１３】
本明細書を通して「実施形態」への参照は、実施形態に関連して記述された特定の構成、構造、材料、又は特徴が本発明の少なくとも一実施形態に含まれることを意味する。従って、本明細書中の様々な場所において「一実施形態では」というフレーズが見受けられるが、必ずしも本発明の同じ実施形態について言及しているというわけではない。以下の記述では、本発明の徹底的な理解を提供するために、製造条件及び材料などの多くの特定な詳細が説明される。しかしながら、特定の実施形態は１以上のこれらの特定な詳細無しで、又は他の既知の方法、材料、及び装置と組み合わせて実施してもよい。更に、説明された特定の構成、構造、材料、又は特性は、１以上の実施形態において、いかなる適当な方法で結合されてもよい。また、特定の実施形態は互いに排他的でなく結合してもよいと理解すべきである。添付図面は、説明用に描かれているものであって、必ずしも比例して描かれているわけではない。
【００１４】
本明細書内で使用される「上（上方）」、「下（下方）」、「間」、及び「上（表面）」という用語は、一部材の他の部材に対する相対的な位置を言及している。そのように、例えば、別の部材の上又は下に配置される一部材は、他方の部材に直接接触していてもよく、又は１以上の介在する部材を有していてもよい。更に、部材間に配置される一部材は、２つの部材に直接接触していてもよく、又は１以上の介在する部材を有していてもよい。対照的に、第２部材「上の」第１部材は、第２部材に接触している。更に、一方の部材の他方の部材に対する相対位置は、基板の絶対的な姿勢の考慮無しに基板に対して操作が実行されると仮定した場合に提供される。
【００１５】
以下の詳細なる説明のいくつかの部分は、コンピュータメモリ内のデータビットにおける操作のアルゴリズム及び象徴的な表現について表している。別に特別な記述が無い場合は、以下の議論から明らかなように、説明を通して、「表示」、「受け取り」、「統合」、「生成」、「更新」他のような用語を使用した議論は、コンピュータシステムのレジスタ及びメモリ内の物理（電子）量として表現されるデータを、コンピュータシステムメモリ又はレジスタ又は他のそのような情報ストーレッジ、トランスミッション、又はディスプレイ装置内の物理量として同様に表現される他のデータに操作及び変換するコンピュータシステム又は同様の電子計算装置の動作及びプロセスを言及している。
【００１６】
ＳＡＤＰは、一般に、基板の上の最終的なマスクが感光材でできていないマルチステップハードマスクプロセスである。ＳＡＤＰは、単一リソグラフィーによって画定されたマスク、ピッチを有するダブルパターン、及び／又はリソグラフィー的に印刷されたものから縮小したＣＤから成形可能なエッチング及び堆積プロセス操作のシーケンスを使用する。例えば、ＳＡＤＰプロセスによると、スペーサマスクは、テンプレートマスクの側壁に隣接して形成されたスペーサラインを有して製造される。テンプレートマスクのすべてのラインに対して、２つのスペーサマスクラインが生成される。各ラインに対して実質的に同じ（又はそれ未満の）クリティカルディメンジョンを提供するが、特定の領域において２倍のライン密度を有するスペーサマスクが、このように作られてもよい。
【００１７】
ＳＡＤＰプロセスで使用されるプロセス操作は、集積回路（ＩＣ）等の製造で従来実行されていたプロセスシーケンスよりも厳しい工程管理を必要とすることが分かってきた。このような工程管理を実現するために、有利な実施形態は、１以上のプロセスチャンバを単一メインフレーム上に真空内計測ユニットと統合する。１以上のプロセスチャンバは、エッチングと堆積プロセスの両方を実行できるように構成される。統合ＳＡＤＰプロセスを通して（例えば自然の酸化物形成を防ぐためなどに）基板を真空状態に維持するための物理的な要求は必ずしもないかもしれないが、単一メインフレーム上への統合は、それにもかかわらず、様々なプロセスがクローズドループ的に管理され適応制御され得るので、工程管理を改善するかもしれない。そして、リソグラフィーによって画定したマスク基板を入力（例えば、プラットホーム入口のロードロック）とみなし、ハードマスク基板を出力（例えば、プラットホーム出口のロードロック）するユニット操作として、ＳＡＤＰプロセスを管理できる。そのため、統合ＳＡＤＰプロセスによってもたらされたＣＤ及びピッチの縮小は、別々のユニット操作、クロスファンクショナルな製造、及びエンジニアリングチーム等の管理及び実行システム（ＭＥＳ）レベルの統合を必要とする工場全体の解決策とは対照的に、単一メインフレームの範囲内で適応制御されるかもしれない。
【００１８】
統合処理プラットホームとして、統合ＳＡＤＰプロセスの制御は、多くのスタンドアロンのプロセスの夫々を単に独立して最小レベルの変化に制御するよりはむしろ、個々のプロセスの変化に適応させることによって改善するかもしれない。例えば、理想よりもいくぶん高いＣＤ不均一性の結果をもたらす小さなプロセスウィンドウをもつある特定のエッチングプロセス（例えば、ＢＡＲＣ層エッチング）は、それにもかかわらず、より大きなプロセスウィンドウをもつその後のプロセスがＣＤ不均一性を改善するために適応調整できるように（例えば、ＢＡＲＣフィーチャートリム）、うまく使用することが可能である。
【００１９】
本発明の実施形態は多くの複雑なプロセスシーケンスに適用可能であるが、図２は複数のシーケンス内計測操作を用いた例示的適応型ＳＡＤＰプロセス２００のフローダイアグラムを示す。特定の実施形態では、適応型ＳＡＤＰプロセス２００に対して記載された計測操作のうちのいずれも、ＳＡＤＰシーケンスの特定のプロセスの可変性によって、他の操作無しに使用してもよい。図３Ａ〜３Ｇは、適応型ＳＡＤＰプロセス２００の特定の操作を介して動作するときの、基板の更なる図解を提供する。図４は、適応型ＳＡＤＰプロセス２００のような統合プロセスを実行するために構成された例示的マルチチャンバ処理プラットホーム４００を示す。図５は、マルチチャンバ処理プラットホーム４００などの統合処理プラットホームのコントローラとして構成されるかもしれない例示的コンピュータシステムを示す。
【００２０】
最初に図４を参照すると、マルチチャンバ処理プラットホーム４００は、複数のプロセスモジュールを同時に適応制御可能な技術において知られているどんなプラットホームであってもよい。例示的実施形態は、Ｏｐｕｓ（商標名）  ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ（商標名）システム、又はＣｅｎｔｕｒａ（商標名）システムを含み、両者はカリフォルニア州サンタクララ（Ｓａｎｔａ  Ｃｌａｒａ，ＣＡ）のアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｉｎｃ．）から商業的に入手可能である。
【００２１】
本発明の実施形態は、マルチチャンバ処理プラットホーム４００のＩＭチャンバ４２５などの、処理プラットホーム内に統合された計測（ＩＭ）チャンバを更に含む。搬送モジュール４０１に直接結合した専用モジュールとして示されているが、ＩＭチャンバ４２５もプロセスチャンバ４０２、４０５、４１０、４１５又は４２０の１以上に統合されてもよい。ＩＭチャンバ４２５は、図２の適応型ＳＡＤＰプロセス２００などの、統合されたエッチング及び／又は堆積プロセスの適応制御を可能にする制御信号を提供する。ＩＭチャンバ４２５は、ＣＤ及び／又はフィーチャーピッチの均一性のみならずＣＤ及び／又はフィーチャーピッチを減圧下（真空内）で自動的に測定可能などんな計測装置を含んでもよい。例としては、反射計測及び光波散乱計測のような光学技術、又はＳＥＭのような電子顕微鏡検査技術を含むが、これらに限定されない。特に有利な実施形態では、真空内光ＣＤ（ＯＣＤ）技術を使用する。
【００２２】
本明細書で言及されるＯＣＤ技術は、光波散乱計測として知られているものでもよく、製造プロセス間における基板のパラメータを特徴付ける可能性を提供するかもしれない。実際には、光が基板上に形成された周期的な回折格子に入射し、反射光のスペクトルが、回折格子パラメータを特徴付けるために測定・分析される。特徴化パラメータは、クリティカルディメンジョン（ＣＤ）、側壁角（ＳＷＡ）、フィーチャー高さ（ＨＴ）、及び材料の反射率及び屈折率を変える他のいかなるものを含んでもよい。そのため、回折格子の特徴化は、回折格子の構造及び他の基板構成で使用されるプロセスチャンバ４０２、４０５、４１０、４１５、４２０を適応制御するための基礎を提供するのみならず、基板を特徴付けるかもしれない。
【００２３】
プロセスチャンバ４０２、４０５、４１０、４１５、４２０は、ストリップチャンバ４０２での層の除去や、エッチングチャンバ４０５、４１５、４２０での層のパターニングや、ＣＶＤチャンバ４１０での層の堆積のような、基板上に特定の操作を実行する。例示的なプラズマエッチングチャンバは、ＤＰＳ  ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ、Ｅ−ＭＡＸ（商標名）又はＥｎａｂｌｅｒ（商標名）を含み、全ては米国カリフォルニア州（ＣＡ，  ＵＳＡ）のアプライドマテリアルズ社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）によって製造される。例示的堆積チャンバは、ＤｘＺ（商標名）及びＸＴ  Ｐｒｏｄｕｃｅｒ（商標名）を含み、これらも米国カリフォルニア州のアプライドマテリアルズ社で製造され、商業的に入手可能である。本発明の実施形態を実施するために、他のエッチング及び堆積チャンバも使用可能であることが理解される。
【００２４】
代替の実施形態（図示せず）では、ＩＭを含むプラットホームと結合したプロセスチャンバのいずれの１つも、エッチング及び堆積の両方の操作を実行するために構成されている。例えば、マルチチャンバ処理プラットホーム４００の中で、エッチングチャンバ４０５、４１５、４２０は、ＣＶＤチャンバ４１０のフィルム堆積も実行できるように更に構成されてもよい。そのような実施形態では、本明細書の他の場所に記載された１以上のフィルム堆積プロセスのいずれも、本明細書の他の場所に記載されたエッチングプロセスのいずれか１つと同じチャンバ内で実行されてもよい。その結果、別々のエッチング及び堆積チャンバに関して記載された工程管理方法論が、代替実施形態において、エッチング及びフィルム堆積の両方を実行するために構成されたプロセスチャンバのレシピステップ間で実行される。
【００２５】
図４に更に示されるように、マルチチャンバ処理プラットホーム４００は、カセット４３５及び４４５を保持するロードロックチャンバ４３０のみならず、ロボットハンドラ４５０を含む搬送チャンバ４０１に結合した基板アライナチャンバ４２５を更に含む。
【００２６】
本発明の実施形態では、ある特定の基板を統合プロセス（例えば、適応型ＳＡＤＰプロセス２００）の間で曝露するプロセスチャンバレシピパラメータの適応制御及びプロセスチャンバシーケンスの適応制御を更に含む。１つの例示的実施形態では、プロセスレシピパラメータの適応制御及びプロセスシーケンスの適応制御は、コントローラ４７０を介してマルチチャンバ処理プラットホーム４００で実行される。コントローラ４７０は、様々なサブプロセッサ及びサブコントローラを制御するために工業環境で使用可能な汎用データ処理システムのどんな形態のうちの１つであってもよい。一般に、コントローラ４７０は、他の共通の構成要素の中で、メモリ４７３及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）回路４７４と連絡した中央演算処理装置（ＣＰＵ）４７２を含む。ＣＰＵ４７２によって実行されたソフトウェア命令によって、マルチチャンバ処理プラットホーム４００は、例えば、基板をエッチングチャンバ４０５にロードし、エッチングプロセスを実行する。
【００２７】
実施形態において、チャンバプロセス及びチャンバシーケンスの適応制御は、ＩＭチャンバ４２５によって生成された基板測定データに依存している。コントローラ４７０は、ＩＭチャンバ４２５からの測定データに基づいてプロセスパラメータを決定するためにメモリ４７３に格納されるルックアップテーブルにアクセスしてもよい。いくつかの実施形態では、ニューラルネットワークモデルなどの統計的なプロセスモデルはメモリ４７３に格納され、ＩＭチャンバ４２５からのＣＤ測定入力に基づいてエッチング又は堆積プロセスパラメータを適応的に決定するように、コントローラ４７０によってアクセスされてもよい。ＯＣＤ制御信号を使用した例示的クローズドループ工程管理システムは、アプライドマテリアルズ社から商業的に入手可能なＴｒａｎｓｆｏｒｍａ（商標名）である。
【００２８】
一実施形態では、適応型ＳＡＤＰプロセス内の少なくとも１つの操作の処理時間は、その同じ基板（例えば、フィードフォワード制御信号）か、以前に処理された基板（例えば、フィードバック制御信号）のいずれかにおける、ＩＭチャンバ４２５によって実行された真空内ＣＤ測定に依存している。他の例示的実施形態では、プロセス圧力、総ＲＦ電力、ガスの流れ、ソース：バイアスＲＦ電力比、内側：外側ＲＦソースコイル電力比、内側：外側電極温度比、内側：外側ガス流れ比、又は磁場強度などの、しかしながらこれらに限定されないプロセスパラメータは、適応型ＳＡＤＰプロセスの間に行われる真空内ＣＤ測定に基づいた、依存した、又は応じた設定値に調整される。そのような適応制御は、不正確な又は不精密な（非常に不均一な）中間ＣＤを修正するのに役立つかもしれない。
【００２９】
例示的実施形態において、適応型ＳＡＤＰプロセスのプロセスは、真空内ＣＤ測定に応じて、電荷を帯びた及び中性のプラズマ種密度のいずれか又は両方を基板直径の全域に亘って調整することによって調節される。例えば、変動強度の磁場を基板直径の全域に亘って印加可能な荷電種調整ユニット（ＣＳＴＵ）を含むプラズマエッチングチャンバの中では、ＩＭチャンバ４２５からの真空内ＣＤ測定に基づいて、ＣＳＴＵ値を設定してもよい。１つの例示的なＣＳＴＵ値は、エッチングチャンバ４０５、４１５、４２０のいずれかの内側ゾーン及び外側ゾーンのいずれか又は両方に、０Ｇから約２５Ｇの間の磁場を提供する基板周縁部近傍の第１磁気コイル及び基板中央部近傍の第２磁気コイルを含む。ＣＤの均一性は、基板直径全域に亘って「Ｗ」又は「Ｍ」特性が減少するように、ＣＳＴＵの制御によって調節してもよい。「Ｗ」又は「Ｍ」は、基板直径全域に亘るエッチング性能のばらつきに関連しており、例えば、エッチング速度又は下部ＣＤは、基板の半径の半分の位置と比較して、基板中央部及び端部で高いか又は低くてもよい。
【００３０】
別の例示的実施形態では、ウェハ直径全域に亘って異なる体積流速でエッチングチャンバ内へガスを導入可能な中性種調整ユニット（ＮＳＴＵ）は、エッチングプロセスを調整するために（例えば、エッチングされた空間又はフィーチャーの下部ＣＤを拡大するために）真空内ＣＤ測定に基づいて更に使用してもよい。組み合わせて使用されると、ＣＴＳＵの特定の設定は、高い内側：外側直径ガス流れ比が比較的より高い内側：外側磁場比から恩恵を得られるように、ＮＳＴＵの特定の設定によってよく振る舞う。例えば、エッチングガス混合物がＮＳＴＵの「内側のみ」の設定で実行される一実行形態において、混合された内側：外側直径磁束比がおよそ１２Ｇ内側：８Ｇ外側であるＣＳＴＵは、ウェハ全域に亘るエッチング均一性の向上と、「Ｗ」又は「Ｍ」エッチング特性の縮小を提供することが見出された。
【００３１】
別の例示的実施形態では、真空内ＣＤ測定に応じて、ハードウェアコンフィギュレーション設定値が基板温度を調節するように、適応型ＳＡＤＰプロセスのプロセスを調整する。適応型ＳＡＤＰプロセスでエッチングされたある層に対して、エッチング速度は基板温度によって制御してもよい。更に、ＣＤの均一性を向上させるために基板直径全域に亘ってエッチング速度を更に調整するための多重温度制御ゾーンをエッチング装置内に提供することが可能である。このようなデュアルゾーンシステムによって、内側：外側電極温度比は、真空内ＣＤ測定に基づいてある特定の基板のために調整されてもよい。例えば、エッチングチャンバ４１５内において、ウェハ全域に亘るアモルファスカーボン層エッチングの均一性を向上させるために、基板の周縁部近傍点での基板の温度を２５℃などの第２設定値に制御しながら、基板中央部近傍点での基板４５５の温度を２０℃などの第１設定値に制御してもよい。
【００３２】
図２に戻って、適応型ＳＡＤＰプロセス２００は、第１基板を処理プラットホーム内へロードする操作２０２で始まる。１つの例示的実施形態では、処理プラットホームは、図４のマルチチャンバ処理プラットホーム４００である。図３Ａに更に示されるように、リソグラフィープロセスでの使用に適した材料で構成され得るフォトレジストマスク３０１が第１基板の上にある。特定の実施形態では、フォトレジストマスク３０１は、２４８ｎｍレジスト、１９３ｎｍレジスト、１５７ｎｍレジスト、極端紫外線（ＥＵＶ）レジスト、又は、ジアゾナフトキノン増感剤を含むフェノール樹脂マトリクスなどの、しかしながらこれらに限定されないポジ型フォトレジスト材料でできている。別の実施形態では、フォトレジストマスク３０１は、ポリシスイソプレン又はポリビニル桂皮酸などの、しかしながらこれらに限定されないネガ型フォトレジスト材料でできている。
【００３３】
フォトレジストマスク３０１の下には、スタック３００の上に配置されたテンプレートマスク前駆体層３０２があり、スタック３００は基板３１０とその上に層３０４、３０６、３０８とを含む。例示的実施形態では、図３Ａに示されるように、スタック３００は、ストップ層３０４と、第１ハードマスク層３０６と、デバイス層３０８を含む。本発明の一実施形態によると、スタック３００の少なくとも一部は、最終的にＳＡＤＰハードマスクとしてパターニングされるだろう。特定の実施形態では、ストップ層３０４及び第１ハードマスク層３０６は、最終的に維持されるデバイス層３０８のパターニングに続いて除去される。
【００３４】
テンプレートマスク前駆体層３０２は、フォトレジストマスク３０１を使用するエッチングプロセスによってパターニングするのに適しており、その後のスペーサマスク形成プロセスに耐えるのに適した材料でできていてもよい。本発明の一実施形態によると、テンプレートマスク前駆体層３０２は、ポリアミド又はポリスルホンを含み、５ｗｔ％未満の炭素を有するものなどの下部反射防止膜（ＢＡＲＣ）である。しかしながら、他の絶縁体又は半導体材料が使用されてもよい。例えば、別の実施形態では、テンプレートマスク前駆体層３０２は、アモルファスシリコン、窒化珪素、酸化珪素、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム、又は多結晶シリコンなどの、しかしながらそれらに限定されない材料でできている。
【００３５】
ストップ層３０４は、テンプレートマスク前駆体層３０２のエッチングに耐えることができるいかなる材料でできていてもよい。有利な実施形態では、ストップ層３０４の材料も、例えば、スピンオン技術によって適用されたストップ層３０４（例えば、ＢＡＲＣ）の接着を向上させ、他方で第１ハードマスク層３０６にはあまり接着しないかもしれないのに加えて、スペーサマスクの形成の間に第１ハードマスク層３０６を保護するのに適したスペーサマスクを形成するのに使用されるエッチングプロセスに耐えることができる。一実施形態では、ストップ層３０４は、酸化珪素、窒化珪素、酸窒化珪素、又は炭窒化珪素などの、しかしながらそれらに限定されない材料でできている。ストップ層３０４の厚さは、本明細書の他の場所に記載されているように、テンプレートマスクの形成、スペーサマスクの形成のために使用される、又はテンプレートマスクを除去するために使用されるエッチングプロセスに、望ましくはないが第１ハードマスク層３０６を曝露するかもしれないピンホールの形成を抑制するのに十分厚くてもよい。一実施形態では、ストップ層３０４の厚さは１５〜４０ナノメートルの範囲内にある。
【００３６】
第１ハードマスク層３０６は、スペーサマスクの転写像に基づいてパターニングマスクを形成するのに適したいかなる材料でできていてもよい。例えば、本発明の一実施形態によると、第1ハードマスク層３０６は炭素質層である。本明細書内で使用されているように、炭素質層は、少なくとも２０ｗｔ％の炭素を含む無機層を含む。このクラスの材料に含まれるのは、典型的には５０ｗｔ％を超える炭素を含むアモルファスカーボンであり、及び少なくとも２０ｗｔ％の炭素含有量を含む低ｋ誘電体である。「炭素質」のクラスから除かれるのは、下部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）層として一般に使用されるものなどの、２０ｗｔ％未満の総炭素含有量を有する有機材料である。例示的なアモルファスカーボン材料は、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  Ｆｉｌｍ（商標名、ＡＰＦ）という商品名でアメリカ合衆国カリフォルニア州のアプライドマテリアルズ社から商業的に入手可能である。示されていないが、炭素ｗｔ％範囲の低端での別の実施形態では、炭素質層は、Ｂｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ（商標名）という商品名のもとアプライドマテリアルズ社から商業的に入手可能なものなどの低ｋ誘電体である。
【００３７】
第1ハードマスク層３０６は、スプレーオン／スピンオン法で又はＣＶＤ（例えば、プラズマＣＶＤ）プロセスで形成してもよい。図３Ａに示される実施形態では、第１ハードマスク層３０６は、熱分解カーボン、グラファイトカーボン、及びダイヤモンドライクカーボンの典型のハイブリッドであるフィルム特性を与える、ｓｐ１、ｓｐ２、ｓｐ３結合状態をもつ少なくとも５０ｗｔ％の炭素を含む炭素材料を形成するために、ＣＶＤによって堆積される。第１ハードマスク層３０６は、続いて形成されるパターニングマスクでの使用に対して実用的なアスペクト比を提供するのに適したどんな厚みであってもよい。特定の実施例では、第１ハードマスク層３０６の厚さは、続いて形成されるＳＡＤＰハードマスクの夫々のラインのターゲット幅の３．１２５〜６．８７５倍の範囲内にある。
【００３８】
デバイス層３０８は、自己整合型デュアルパターニング統合機構を必要とするデバイス製造又は他のどんな構造製造（例えば、半導体デバイス構造、ＭＥＭＳ構造、及び金属ライン構造）に対して望ましいどんな層であってもよく、一方、基板３１０は、製造プロセスに耐えることができ、材料膜をその上に適切に配置できるどんな材料でできていてもよい。一実施形態では、基板３１０は、結晶シリコン、ゲルマニウム、又はシリコン／ゲルマニウムなどの、しかしながらそれらに限定されないＩＶ族ベースの材料を含む。別の実施形態では、基板３１０は、ＩＩＩ−Ｖ族の材料を含む。また、基板３１０は絶縁層を含んでもよい。一実施形態では、絶縁層は、窒化珪素、酸窒化珪素、又は高ｋ誘電体層などの、しかしながらそれらに限定されない材料を含む。代替実施形態では、基板３１０は、フレキシブルなプラスチックシートである。
【００３９】
基板のロード後に、基板は第１エッチングチャンバ（例えば、図４のエッチングチャンバ４０５）へ移動し、図３Ｂに示されるテンプレートマスク３１２を形成するために図２の操作２１２が実行される。本発明の一実施形態では、フォトレジストマスク３０１のパターンは、テンプレートマスク前駆体層３０２を選択的にストップ層３０４までエッチングされる。一実施形態では、テンプレートマスク前駆体層３０２のエッチングは、フォトレジストマスク３０１又はテンプレートマスク３１２のうちの少なくとも１つのトリミングを含む。一般に、トリミングは、側部ＣＤを狭くするエッチングを指す。第１実施形態では、フォトレジストマスク３０１は、テンプレートマスク前駆体層３０２をエッチングする前にトリミングされる。そのような一実施形態では、フォトレジストマスク３０１は、大気内又は真空内測定などの後継ＣＤ測定に基づいてルックアップテーブル２１３から決定されるパラメータを含むプロセスレシピによってトリミングされる。後継ＣＤ測定は、操作２１２でエッチングされる基板のフィードフォワードＣＤ測定データ（ＣＤＮ）を提供する。図４に関して以前に説明されたどのプロセスパラメータも、フィードフォワードＣＤＮ測定に基づいて、ルックアップテーブル２１３から決定されるレシピ値を介して調整してもよい。例えば、固定されたエッチング時間が使用される場合、フォトレジストマスク３０１がトリミングされる時間は、フィードフォワードＣＤＮ測定に基づいて調整してもよい。
【００４０】
トリミングプロセスに続いて、テンプレートマスク前駆体層３０２は、図３Ｂに更に示されるように、ストップ層３０４を露出するか、又は「開放する」ためにエッチングされる。図３Ｂに示されるように、テンプレートマスク３１２のフィーチャーに対してほぼ垂直な側壁を提供するのに適したいかなるエッチングプロセスによって、テンプレートマスク前駆体層３０２内にフォトレジストマスク３０１の像が転写される。エッチングプロセスは、フィードフォワードＣＤ測定に基づいて決定されるレシピパラメータＣＤＮを同様に含んでもよい。一実施形態では、テンプレートマスク前駆体層３０２がＢＡＲＣである場合、フォトレジストマスク３０１はＢＡＲＣエッチングの終わりまでに完全に消失する。代替実施形態では、テンプレートマスク３１２のＣＤを狭くするために、フォトレジストマスク３０１の残留物を洗浄するために、及び／又は、テンプレートマスク３１２の側壁を滑らかにするために、オーバーエッチングが行われている間、テンプレートマスク３１２のトリミングが実行される。
【００４１】
操作２１２に続いて、真空内ＣＤ測定が操作２１５で実行される。図４を参照して説明される測定技術のいずれも、操作２１５で使用してもよい。特定の実施例では、真空内ＯＣＤ測定は、次の基板のエッチング又はトリミングのために、操作２１２の適応制御装置に（例えば、ルックアップテーブル２１３を通して）入力されるフィードバックＣＤ測定データ（ＣＤＮ−１）を生成するために実行される。従って、操作２１２におけるエッチングプロセスは、フィードフォワードＣＤＮ測定（処理される基板）及びフィードバックＣＤＮ−１測定（以前に処理された基板）の両方に基づいて調整されるプロセスパラメータによって実行されてもよい。
【００４２】
図３Ｃを参照して、テンプレートマスク３１２の高さは、その上に形成される次に形成されるスペーサマスクのスペーサマスクラインの崩壊を防ぐのに十分に短くてもよく、スペーサマスクラインのクリティカルディメンジョンの制御を可能にするのに十分に高くてもよい。一実施形態では、テンプレートマスク３１２の高さは、次に形成されるスペーサマスクのターゲットライン幅のおよそ４．０６〜５．６２５倍の範囲にある。テンプレートマスク３１２の側部の幅は、スペーサマスク製造プロセスでの使用に適したＣＤであってもよい。本発明の一実施形態によると、テンプレートマスク３１２は、夫々のフィーチャーのＣＤ「ｘ」が、デバイス層３０８に次に形成されるフィーチャーの所望のクリティカルディメンジョンと実質的に同じになるようにエッチングされる。例えば、一実施形態では、幅「ｘ」はゲート電極の所望のクリティカルディメンジョンとなるように選択される。一実施形態では、幅「ｘ」はおよそ１０〜１００ナノメートルの範囲にある。間隔「ｙ」はＳＡＤＰプロセスを最適化するように選択されてもよい。それは、スペーサライン幅が幅「ｘ」とほぼ等しい次に作られるスペーサマスクに合わせるためである。従って、次に形成されるスペーサライン間の間隔は、幅「ｘ」とほぼ等しくなるように設定してもよい。一実施形態では、テンプレートマスク３１２のラインの周期は結局２倍になり、図３Ｃに示されるように、間隔「ｙ」は値「ｘ」の３倍にほぼ等しい。
【００４３】
図２の操作２２０では、エッチングされた基板上に膜を堆積する。例えば、図３Ｄは、スペーサ層３２０がテンプレートマスク３１２及びストップ層３０４の上に等角に堆積する例示的実施形態を示す。１つの例示的実施形態では、図４のＣＶＤチャンバ４１０は、スペーサ層３２０を堆積する。一実施形態では、操作２２０のスペーサ層堆積の少なくとも１つのプロセスパラメータは、少なくとも１つの真空内ＣＤ測定に基づいて適応的に決定される。１つの例示的実施形態では、適応制御は、操作２１５の真空内ＣＤ測定に基づいて提供される。操作２１５から受け取るデータは、操作２２０のスペーサ層堆積の少なくとも１つのプロセスパラメータを決定するために、ルックアップテーブル２２１で使用してもよい。図４に関して以前に説明されたいかなるプロセスパラメータも、フィードフォワードＣＤＮ測定に基づいて、ルックアップテーブル２２１から決定されるレシピ値によって調整されてもよい。例えば、図２に示されるように、堆積時間は操作２１５からのフィードフォワードＣＤＮ測定に基づいて決定してもよい。従って、操作２１５で収集された真空内ＣＤ測定データは、適応型ＳＡＤＰプロセス２００で２つの別々のプロセスチャンバを適応制御する際に使用されるフィードバック信号（ＣＤＮ−１）及びフィードフォワード信号（ＣＤＮ）の両方を提供してもよい。
【００４４】
スペーサ層３２０は、次のエッチングプロセスで使用される信頼性の高いマスクを形成するのに適したどんな材料でできていてもよい。本発明の一実施形態によると、スペーサ層３２０は、窒化珪素、二酸化珪素、酸窒化珪素、炭窒化珪素、アモルファスシリコン又は多結晶シリコンなどの、しかしながらそれらに限定されない材料でできている。テンプレートマスク３１２がＢＡＲＣである一実施形態では、スペーサ層３２０は二酸化珪素である。スペーサ層３２０は、図３Ｄで示されるように、テンプレートマスク３１２の側壁に隣接して等角層を提供するのに適したいかなるプロセスによって堆積してもよい。一実施形態では、スペーサ層３２０は、分子有機ＣＶＤ、低圧ＣＶＤ又はプラズマＣＶＤなどの、しかしながらそれらに限定されないＣＶＤ技術によって堆積される。有利な一実施形態では、低温酸化プロセスが、熱量を削減するのに使用される。
【００４５】
スペーサ層３２０の厚さは、次に形成されるスペーサマスクのフィーチャーの幅を決定するために選択してもよい。従って、本発明の一実施形態によると、スペーサ層３２０の厚さは、テンプレートマスク３１２の幅とほぼ等しく、例えば、図３Ｄで示される幅「ｘ」とほぼ等しい。スペーサ層３２０の理想的な厚さは、幅「ｘ」と同じであるが、スペーサ層３２０の初期の目標厚さは、スペーサ層３２０をパターニングするために使用されるエッチングプロセスを補償するためにわずかに厚くする必要があるかもしれない。例えば、スペーサ層３２０のターゲット厚は、次に形成されるスペーサマスクの所望のフィーチャー幅の約１．０６倍である必要があるかもしれない。
【００４６】
操作２２０で堆積される膜のターゲット厚は、操作２２５で実行される真空内ＣＤ測定に基づく適応プロセス制御の利用を通して、適応型ＳＡＤＰプロセス２００によってうまく制御してもよい。図４を参照して説明される測定技術のいずれも、操作２２５で使用してもよい。特定の実施形態では、真空内ＯＣＤ測定は、次の基板に使用される堆積プロセスを修正するための操作２２０（例えば、ルックアップテーブル２２１を通して）の適応制御装置に入力されるフィードバックＣＤ測定データ（ＣＤＮ−１）を生成するために実行される。その結果、堆積前真空内ＣＤ測定（例えば、操作２１５）及び堆積後真空内ＣＤ測定（例えば、操作２２５）は、操作２２０で実行されたフィルム堆積の適応制御で使用してもよい。
【００４７】
一実施形態では、操作２２５からのＣＤ測定に基づいて、処理プラットホームの特定のプロセスチャンバが選択される。代替実施形態では、チャンバシーケンスは操作２２５からのＣＤ測定に依存しないが、測定された基板の次の処理に使用されるプロセスパラメータは、操作２２５に依存する。例えば、図２に示されるように、操作２２５からのフィードフォワードＣＤＮ測定データは、目標よりも下（例えば、薄過ぎる）又は目標よりも上（例えば、厚過ぎる）のいずれかであると評価される。
【００４８】
一実施形態では、もしもＣＤ測定データが、スペーサ層３２０を薄過ぎると示すならば、スペーサ層３２０の厚さを補うために操作２２６で追加スペーサ材料を堆積できるように堆積チャンバ（例えば、図４のＣＶＤチャンバ４１０）に基板を戻してもよい。そのような状況では、ＣＤ測定データは操作２２６における堆積プロセスの適応制御装置へのフィードフォワード制御信号（ＣＤＮ）入力として使用される。図４を参照して以前に説明されたプロセスパラメータのいずれかを、フィードフォワード制御信号ＣＤＮに基づいてルックアップテーブル２２７を通して調整してもよい。しかしながら、特定の実施例では、堆積時間は、スペーサ層３２０に対してターゲット厚に近付くように（例えば、次に形成されるスペーサマスクの所望のフィーチャー幅の１．０６倍に）適応させる。
【００４９】
別の実施形態では、もしもＣＤ測定データが、スペーサ層３２０を薄過ぎると示すならば、スペーサ層３２０の厚さを減らすために操作２２８でスペーサ層３２０を等方性エッチングできるようにエッチングチャンバ（例えば、図４のエッチングチャンバ４１５）に基板を移動してもよい。図２で更に示されるように、操作２２５からのＣＤ測定データは、操作２２８におけるエッチングプロセスの適応制御装置へのフィードフォワード制御信号（ＣＤＮ）入力として使用される。図４を参照して以前に説明されたプロセスパラメータのいずれかを、フィードフォワード制御信号ＣＤＮに基づいてルックアップテーブル２２９を通して調整してもよい。しかしながら、特定の実施形態では、等方性エッチング時間は、スペーサ層３２０に対してターゲット厚に近付くように（例えば、次に形成されるスペーサマスクの所望のフィーチャー幅の１．０６倍に）適応させる。
【００５０】
処理プラットホームがフィルム堆積とエッチングプロセスの両方を実行するために構成された堆積・エッチングハイブリッドチャンバを含む代替実施形態では、スペーサ層３２０は、操作２２０で堆積・エッチングハイブリッドチャンバ内で最初に堆積し、操作２２５のＣＤ測定後に堆積・エッチングハイブリッドチャンバへ戻ってもよい。その後、堆積・エッチングハイブリッドチャンバは、スペーサ層３２０がターゲット厚に到達するように、スペーサ層３２０に再堆積を実行するか、又はスペーサ層３２０の等方性エッチングを行うために使用される。
【００５１】
スペーサ層３２０をターゲット厚、及び／又は、ターゲット均一性に制御することで、適応型ＳＡＤＰプロセス２００は、異方性エッチングを行うために基板をエッチングチャンバ（例えば、図４のチャンバ４１５又は堆積・エッチングハイブリッドチャンバ）へ移動する操作２３０へと進む。図３Ｅに更に示されるように、スペーサ層３２０は、スペーサマスク３３０を形成するためにエッチングされる。一実施形態によると、スペーサ層３２０は、スペーサマスク３３０を形成して、ストップ層３０４を露出するためにエッチングされる。一実施形態では、スペーサマスク３３０のラインは、テンプレートマスク３１２の側壁と等角である。従って、図３Ｅに示されるように、テンプレートマスク３１２の各ラインに対してスペーサマスク３３０のために２つのラインがある。
【００５２】
スペーサ層３２０は、よく制御された寸法を提供することができる既知のどんなプロセスによって、スペーサマスク３３０を提供するためにエッチングされてもよい。例えば、一実施形態では、スペーサ層３２０は、スペーサ層３２０のターゲット厚に対して上述の幅「ｘ」とほぼ等しいスペーサ幅を提供するプロセスによってスペーサマスク３３０を形成するためにエッチングされる。特定の実施例では、テンプレートマスク３１２はＢＡＲＣであり、スペーサ層３２０は二酸化珪素で構成されており、スペーサ層３２０は、Ｃ４Ｆ８、ＣＨ２Ｆ２又はＣＨＦ３などの、しかしながらこれらに限定されないガスによるドライエッチングプロセスを用いてスペーサマスク３３０を形成するためにエッチングされる。本発明の一実施形態によると、スペーサ層３２０は、図３Ｅに示されるように、少なくともテンプレートマスク３１２が露出するまでエッチングされる。スペーサ層３２０は、スペーサマスク３３０のスペーサラインがスペーサ層３２０の元の厚みの大部分を維持するようにエッチングしてもよい。従って、特定の実施形態では、スペーサマスク３３０の夫々のラインの上面の幅は、図３Ｅに示されるように、スペーサマスク３３０の界面における幅と実質的に同じである。
【００５３】
操作２３０に続いて、図２に示されるように、真空内ＣＤ測定が操作２３５で実行される。図４を参照して説明された測定技術のいずれも、操作２３５で使用してもよい。特定の実施形態では、真空内ＯＣＤ測定は、次の基板のために使用される異方性スペーサエッチングプロセスの少なくとも１つのパラメータを修正するために、（例えば、ルックアップテーブル２３１を通して）操作２３０の適応制御装置に入力されるフィードバック測定データＣＤＮ−１を生成するように実行される。
【００５４】
スペーサマスク３３０が形成され、ＣＤ及び／又はピッチが真空内ＣＤ測定によって確認されると、テンプレートマスク３１２及びストップ層３０４は、その後、ＳＡＤＰハードマスクの形成を完了するために第１ハードマスク層３０６のパターニングの準備のために除去してもよい。一実施形態では、図２に示されるように、適応型ＳＡＤＰプロセス２００は、そのような更なる処理の前に操作２６０で処理プラットホームから基板をアンロードして終了してもよい。代替実施形態では、同じ処理プラットホームが、テンプレートマスク３１２の除去、ストップ層３０４の除去、及び第１ハードマスク層３０６のパターニングのために更に使用されてもよい。
【００５５】
例えば、図３Ｆを参照すると、スタック３００の上にスペーサマスク３３０だけを残してテンプレートマスク３１２が除去される。スペーサマスク３３０に対して選択的ないかなる技術によってテンプレートマスク３１２を除去してもよい。例えば、一実施形態では、テンプレートマスク３１２がＢＡＲＣである場合、それは例えば、図４のストリップチャンバ４０２で、酸素ベースのドライストリッププロセスによって除去してもよい。その後、ストップ層３０４は、スペーサマスク３３０に対して選択的ないかなる技術によって、スペーサに対して選択的に除去してもよい。
【００５６】
図３Ｇを参照して、スペーサマスク３３０の像は、パターニングマスク３４０を形成するためにストップ層３０４を通して第１ハードマスク層３０６に転写される。一実施形態では、図３Ｇに示されるように、パターニングマスク３４０は、第１ハードマスク部３４０Ａ及び第２ハードマスク部３４０Ｂを含む。転写プロセスの間、スペーサマスク３３０のパターン及び寸法を確実に維持するのに適したプロセスによって、スペーサマスク３３０の像を第１ハードマスク層３０６に転写してもよい。
【００５７】
一実施形態では、第１ハードマスク層３０６はアモルファスカーボンであり、処理プラットホームのチャンバ（例えば、エッチングチャンバ４２０）のエッチングプロセスによってスペーサマスク３３０の像を転写する。特定の実施例では、第１ハードマスク層３０６がアモルファスでできている場合、ドライエッチングプロセスは、Ｏ２及びＮ２の組み合わせ、又はＣＨ４、Ｎ２、及びＯ２の組み合わせなどの、しかしながらそれらに限定されないガスで構成されるプラズマを使用する。別の特定の実施例では、エッチングガス混合物は、主にＯ２及びカルボニル硫化物（ＣＯＳ）から構成され、大型のプロセスウィンドウを有する強健なアモルファスカーボンエッチングプロセスを提供する。
【００５８】
更なる実施形態では、適応プロセス調整を使用する統合ＳＡＤＰプロセスへの最終的なＣＤフィードバック信号として、パターニングマスク３４０の形成に続いて追加的真空内ＣＤ測定を実行してもよい。そのような一実施形態では、その後の基板で実行されるテンプレートマスクのエッチング、スペーサの堆積、スペーサのエッチング、又は炭素質層のエッチングのうちの少なくとも１つのプロセスパラメータが、測定された最終的なＣＤに基づいて調整される。
【００５９】
更なる実施形態では、図３Ｇに示されるように、スペーサマスク３３０もまた除去してもよい。本発明の一実施形態によると、スペーサ層３２０をエッチングするために使用されるエッチングプロセスと同様のエッチングプロセスによって（例えば、図４のエッチングチャンバ４１５で）、スペーサマスク３３０を提供するためにスペーサマスク３３０を除去する。その後、基板を処理プラットホームからアンロードしてもよい。次に、図３Ｈに示されるように、パターニングマスク３４０の像はデバイス層３０８へ転写され、パターニングされたデバイス層３５０を提供してもよい。一実施形態では、パターニングされたデバイス層３５０は、基板３１０の上に配置される。
【００６０】
図５は、本明細書に記載された１以上の操作、プロセスチャンバ、又は処理プラットホームを制御するために使用可能なコンピュータシステム５００の例示的形態におけるマシンの概略図を示す。代替実施形態では、マシンはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、イントラネット、エクストラネット、又はインターネット内で他のマシンに接続（例えば、ネットワーク接続）してもよい。マシンは、クライアントサーバネットワーク環境においてサーバ又はクライアントマシンの能力内で、又はピアツーピア（又は分布した）ネットワーク環境でピアマシンとして運転してもよい。マシンは、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型ＰＣ、セットトップボックス（ＳＴＢ）、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、ウェブアプライアンス、サーバ、ネットワークルータ、スイッチ又はブリッジ、又はそのマシンによって取られる動作を特定する１セットの命令を（連続して又はその他の方法で）実行できるいかなるマシンであってもよい。更に、１台のマシンだけが示されているが、「マシン」という用語は、本明細書内で議論される１以上の方法論のいずれかを遂行するための命令の１セット（又は多重セット）を個別に又は共同で実行するマシン（例えば、コンピュータ）のいかなる集合体をも含み得るものとする。
【００６１】
例示的コンピュータシステム５００は、プロセッサ５０２と、メインメモリ５０４（例えば、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ）又はラムバスＤＲＡＭ（ＲＤＲＡＭ）等のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）等）、スタティックメモリ５０６（例えば、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）等）と、補助メモリ５１８（例えば、データ記憶装置）とを含み、それらはバス５３０を通して互いに通信する。
【００６２】
プロセッサ５０２は、マイクロプロセッサ又は中央演算処理ユニット等の１以上の汎用制御演算装置を示す。特に、プロセッサ５０２は、複合命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）マイクロプロセッサ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）マイクロプロセッサ、超長命令語（ＶＬＩＷ）マイクロプロセッサ、他の命令セットを実行するプロセッサ、又は命令セットの組み合わせを実行するプロセッサであってもよい。また、プロセッサ５０２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ネットワークプロセッサ等のような１以上の特殊用途制御演算装置であってもよい。プロセッサ５０２は、本明細書内の他の場所で議論されるプロセス命令を実行するための処理ロジック５２６を実行するために構成される。
【００６３】
コンピュータシステム５００は、ネットワークインタフェース機器５０８を更に含んでもよい。コンピュータシステム５００は、ビデオディスプレイ装置５１０（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はブラウン管（ＣＲＴ））、英数字入力装置５１２（例えば、キーボード）、カーソル制御装置５１４（例えば、マウス）、及び信号生成装置５１６（例えば、スピーカー）もまた含んでもよい。
【００６４】
補助メモリ５１８は、本明細書内に記載された１以上の方法又は機能のいずれかを含む１セット以上の命令（例えば、ソフトウェア５２２）を格納するマシンにアクセス可能な記憶媒体（又は、より明確には、コンピュータで可読な記憶媒体）５３１を含んでもよい。また、ソフトウェア５２２は、コンピュータシステム５００によってそれを実行している間、完全に又は少なくとも部分的に、メインメモリ５０４内及び／又はプロセッサ５０２内に常駐していてもよく、またメインメモリ５０４及びプロセッサ５０２はマシンで可読な記憶媒体を構成してもよい。更にネットワークインタフェース機器５０８を通してネットワーク５２０上でソフトウェア５２２を転送又は受け取ってもよい。
【００６５】
マシンにアクセス可能な記憶媒体５３１は、更に処理システムによって実行される１セットの命令を格納するために使用してもよく、これによってシステムは、本発明の１以上の実施形態のいずれかを実行することができる。更に、本発明の実施形態は、本発明に係るプロセスを実行するためのコンピュータシステム（又は、他の電子機器）にプログラムするために使用可能な命令を格納した、マシンで可読な媒体を含み得るコンピュータプログラム製品又はソフトウェアとして提供されてもよい。マシンで可読な媒体は、マシン（例えば、コンピュータ）によって可読な形式で情報を格納する又は転送するためのいかなる機構も含む。例えば、マシンで可読な（例えば、コンピュータで読み込み可能な）媒体は、マシン（例えば、コンピュータ）で可読な記憶媒体（例えば、リードオンリーメモリ（「ＲＯＭ」）、ランダムアクセスメモリ（「ＲＡＭ」）、磁気ディスク記憶メディア、光記憶メディア、及びフラッシュメモリデバイス等）を含む。
【００６６】
上記説明は概略的であり限定的ではないことを意図していることが理解される。上記説明を読み理解することによって、多くの他の実施形態が当業者にとって明らかとなるだろう。本発明は特定の例示的実施形態を参照して説明されているが、本発明は説明された実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の趣旨及び範囲内において修正及び変更して実施され得る。従って、本明細書及び図面は限定的な意味ではなくむしろ概略的な意味として見なされるべきである。従って、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲を参照し、このような特許請求の範囲に含まれる均等物の全範囲と共に決定されるべきである。
【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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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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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