(57)【要約】【課題】フォトマスクをエッチングするための方法及び装置を提供する。【解決手段】一実施形態において、装置はフォトマスクを受けるように適合された支持台座部を有する処理チャンバを備える。イオン・中性種シールドが台座部上方に配置され、偏向板アセンブリがイオン・中性種シールド上方に設置されている。偏向板アセンブリにより、イオン・中性種シールドに向かう処理ガスのガス流方向が規定される。その一方、フォトマスクをエッチングするために、イオン・中性種シールドを用いてプラズマのイオンと中性種の所望の分布を確立する。【選択図】図１
2008113008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理チャンバと、
処理チャンバ内に配置された基板支持台座部と、
チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、
ガス流をチャンバ内に供給するための少なくとも１つのガス注入口と、
ガス速度の変化に応答してガス注入口と基板支持台座部との間のガス流パターンの半径方向成分から垂直方向成分を制御するように構成された、基板支持台座部上方でありチャンバのプラズマ発生領域内に配置された偏向板アセンブリとを備えるプラズマエッチング装置。
【請求項２】
半径方向ガス流を形成するために少なくとも１つのガス注入口が処理チャンバの側壁に配置された請求項１記載の装置。
【請求項３】
偏向板アセンブリが開口部を有する第１プレートを備える請求項１記載の装置。
【請求項４】
開口部が第１プレートの中心領域に位置されている請求項３記載の装置。
【請求項５】
少なくとも１つのガス注入口が第１プレートの上方に配置されている請求項３記載の装置。
【請求項６】
偏向板アセンブリが第１プレート上方に配置された第２プレートを更に備え、第２プレートが開口部上方に配置された下方向突出部を有する請求項３記載の装置。
【請求項７】
下方向突出部が第１プレートの開口部と実質的に同心である請求項６記載の装置。
【請求項８】
下方向突出部が第２プレートの面の第１端部と遠位端とを有し、第１端部が遠位端の横寸法よりも大きい横寸法を有する請求項６記載の装置。
【請求項９】
偏向板アセンブリがセラミック、石英、又は陽極酸化アルミニウムの少なくとも１つから作製される請求項１記載の装置。
【請求項１０】
支持台座部がフォトマスクを支持するように構成されている請求項１記載の装置。
【請求項１１】
プラズマのイオン種及び中性種の分布を制御するように構成され、チャンバ内の台座部上方でありチャンバ内のプラズマ発生領域の下に配置されたシールドを更に備える請求項３記載の装置。
【請求項１２】
開口部が第１プレートの中心に位置され、シールドの中心と実質的に同心である請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
偏向板アセンブリの第１プレートが支持アセンブリによりシールドに取り付けられ、シールドに対して実質的に平行で間隔を空けた状態で支持されている請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
シールドが互いに異なる少なくとも１つの特性を有する２つのゾーンを備え、少なくとも１つの特性が材料又は電位バイアスの１つである請求項１１記載の装置。
【請求項１５】
２つのゾーンのそれぞれが互いに異なる誘電率を有する材料を含み、材料が陽極酸化アルミニウム、セラミック、アルミナ、イットリア、約４より大きい誘電率を有する材料から成る群から選択される請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
シールドの２つのゾーンが互いに異なる電位バイアスをそれぞれ有する請求項１４記載の装置。
【請求項１７】
シールドが互いに異なる少なくとも１つの特性を有する複数のゾーンを備え、少なくとも１つの特性が材料又は電位バイアスの１つである請求項１１記載の装置。  
【請求項１８】
支持台座部上にフォトマスクを載置し、
チャンバ内部の支持台座部上方にシールドを設置し、
少なくとも１つの注入口を通して処理ガスを処理チャンバ内に導入し、
シールド上方に偏向板アセンブリを配置することでガス注入口とシールドとの間に所定のガス流パターンを形成し、
シールド上方の領域で処理ガスからプラズマを発生させ、
シールドを通過するイオンと中性種を用いてフォトマスクをエッチングすることを含む処理チャンバにおけるフォトマスクのエッチング方法。
【請求項１９】
所定のガス流パターンを形成する工程が、
少なくとも１つの注入口の下に配置された、開口部を備える第１プレートを有する偏向板アセンブリを取り付け、
開口部を通してシールドに向けてガス流を指向することを更に含む請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
シールドを互いに異なる少なくとも１つの特性を有する２つのゾーンに構成することでシールドを通過するイオンと中性種の分布を制御することを更に含み、少なくとも１つの特性が材料又は電位バイアスの１つである請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
（発明の分野）
本発明の実施形態は、概して、フォトマスクのプラズマエッチング方法及び装置、更に具体的にはプラズマ種の分布制御が改善された方法及び装置に関する。
【０００２】
（関連技術の説明）
マイクロエレクトロニクス又は集積回路デバイスの製造は、典型的には、半導体、誘電性、導電性基板に施す数百もの個別工程を必要とする複雑な処理シーケンスを伴う。これらの処理工程の例には酸化、拡散、イオン注入、薄膜蒸着、洗浄、エッチング、リソグラフィーが含まれる。リソグラフィーとエッチング（パターン転写工程と呼ばれることが多い）を用い、まず、所望のパターンを感光性材料層、例えばフォトレジストに転写し、その後、次のエッチング中にその下の材料層に転写する。リソグラフィー工程で、ブランケットフォトレジスト層をパターンを含むレチクル又はフォトマスクを介して放射線源に曝露すると、パターンの像がフォトレジストに形成される。適切な化学溶液中でフォトレジストを現像するとフォトレジストの一部が除去され、パターン形成されたフォトレジスト層が得られる。このフォトレジストパターンをマスクとして用いて、その下の材料層を、例えば、ウェット又はドライエッチングにより反応環境に曝露すると、その下の材料層にパターンが転写される。
【０００３】
典型的にはガラス又は石英基板上に担持された金属含有層に形成されるフォトマスク上のパターンは、フォトレジストパターンを介してエッチングすることでも形成できる。しかしながら、この場合、フォトレジストパターンを、レチクルを介したフォトレジストの曝露とは対照的に、例えば電子ビーム又はその他の適切な照射ビームを用いて直接書込み法により形成する。パターン形成したフォトレジストをマスクとして使用し、パターンをその下の金属含有層にプラズマエッチングを用いて転写可能である。最新のデバイス製造での使用に適した市販のフォトマスクエッチング機器の一例としては、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社から入手可能なテトラ（Ｔｅｔｒａ（商標名））フォトマスクエッチシステムが挙げられる。「マスク」、「フォトマスク」又は「レチクル」という用語は、パターンを含む基板を総称して同じ意味で用いられる。
【０００４】
デバイス寸法がますます小型化するにつれ、先端技術に向けたフォトマスクのデザインと製造は一層複雑になってきており、限界寸法や処理の均一性の制御は一段と重要になってきている。従って、フォトマスク製造における処理のモニタリングと制御の改善が現在求められている。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、概して、フォトマスクのエッチング方法及び装置を提供する。本発明の一実施形態はプラズマエッチング装置を提供し、この装置は処理チャンバと、処理チャンバ内の基板支持台座部と、チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、プラズマのイオン種及び中性種の分布を制御するように構成され、チャンバ内の台座部上方でありプラズマ発生領域の下に配置されたシールドと、チャンバ内にガス流を供給するための少なくとも１つのガス注入口と、ガス注入口とシールドとの間に所定のガス流パターンを形成するように構成され、シールド上方に配置された偏向板アセンブリとを含む。
【０００６】
偏向板はシールドのない処理チャンバ内で用いることもできる。本発明の別の実施形態はプラズマエッチング装置を提供し、この装置は例えば処理チャンバと、処理チャンバ内に配置された基板支持台座部と、チャンバ内でプラズマを発生させるためのＲＦ電源と、チャンバ内にガス流を供給するための少なくとも１つのガス注入口と、ガス注入口と基板支持台座部との間に所定のガス流パターンを形成するように構成され、基板支持台座部上方でありチャンバ内のプラズマ発生領域内である位置に配置された偏向板アセンブリとを含む。
【０００７】
別の実施形態は処理チャンバ内でフォトマスクをエッチングするための方法を提供し、この方法は支持台座部上にフォトマスクを載置し、チャンバ内部の支持台座部上方にシールドを設置し、少なくとも１つの注入口を通して処理ガスを処理チャンバ内に導入し、シールド上方に偏向板アセンブリを配置することでガス注入口とシールドとの間に所定のガス流パターンを形成し、シールド上方の領域で処理ガスからプラズマを発生させ、シールドを通過するイオンと中性種を用いてフォトマスクをエッチングすることを含む。
【０００８】
別の実施形態は処理チャンバ内でフォトマスクをエッチングするための方法を提供し、この方法はチャンバ内部の支持台座部上方にそこを通過するイオンと中性種を制御するためのシールドを設置し、少なくとも１つの注入口を通して処理ガスを第１流速で処理チャンバ内に導入し、ガス注入口とシールドとの間に所定のガス流パターンを形成するように構成された偏向板アセンブリをシールド上方に配置し、支持台座部上にフォトマスクを載置し、処理ガスからプラズマを発生させ、第１流速で第１フォトマスクをエッチングし、エッチングした第１基板に基づいてエッチング速度プロファイルを得て、少なくとも１つの注入口を通る処理ガスをエッチング速度プロファイルに基づいて第２流速へと調節し、第２流速でもって第２フォトマスクをエッチングすることを含む。
【詳細な説明】
【０００９】
本発明は、ガス流パターンとプラズマ均一性を改善することによる、フォトマスク基板のエッチング方法及び装置を提供する。本装置は処理チャンバ内に供給されたガス流の半径及び垂直方向成分を制御するように構成されている。偏向板アセンブリは基板上方に配置される。一実施形態において、イオン・ラジカル又はイオン・中性種シールドとも称されるシールドは偏向板アセンブリと基板との間に配置される。プラズマはシールド上方のチャンバの準遠隔上方処理領域で発生させられ、シールドは、処理中、チャンバ内の荷電及び中性種の分布を制御するように構成されている。
【００１０】
別の実施形態においては、偏向板アセンブリを用いて処理チャンバ内のガス流を再指向する。偏向板アセンブリの一実施形態は開口部を有する第１プレートを備え、開口部の位置と寸法は基板（又はシールドがある場合はシールド）に向かうガス流の１次方向を規定する助けとなる。別の実施形態において、偏向板アセンブリは第１プレート上方に配置された第２プレートを更に備える。第２プレートは第１プレートの開口部と実質的に同心である下方向突出部を有する。第１プレート及び第２プレートにほぼ平行である横方向に流れるガスは下方向突出部により偏向され、第１プレートの開口部を通って再指向される。１次ガス流方向又はパターンを確立する、或いは所定の領域におけるガス流速を上昇させることで、偏向板アセンブリは所定の位置におけるエッチング速度を上げることができ、これによりエッチングの均一性が改善される。
【００１１】
プラズマエッチングチャンバで使用するためのイオン・ラジカルシールドの例はクマール（Ｋｕｍａｒ）その他により２００４年６月３０日に出願の米国特許出願第１０／８８０７５４号「フォトマスクプラズマエッチングの方法及び装置」と、クマールその他により２００６年１０月３０日に出願の米国特許出願第１１／５５４４９５号「フォトマスクプラズマエッチングの方法及び装置」に開示されている。
【００１２】
図１はイオン・ラジカルシールド１７０を有するエッチング反応装置１００の概略図である。本願で開示の教示での使用に適合させ得る適切な反応装置には、例えば、分離型プラズマ源（ＤＰＳ（商標名））II反応装置、又はテトラ（商標名、Ｔｅｔｒａ）I及びテトラ（商標名）IIフォトマスクエッチシステムが含まれ、これらは全て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社から入手可能である。ここで図示する反応装置１００の具体的の実施形態は説明を目的としたものであり、本発明の範囲を限定すべきものではない。本発明は、その他の製造業者によるものを含め、その他の処理システムで利用することも想定している。
【００１３】
反応装置１００は、通常、導電性本体部（壁部）１０４内に基板台座部１２４を有する処理チャンバ１０２と制御装置１４６とを備える。チャンバ１０２は、実質的に平面の誘電性天井部又は蓋部１０８を有する。チャンバ１０２のその他の変形版は別のタイプの天井部、例えばドーム型天井部を有する。アンテナ１１０は天井部１０８上方に配置され、選択的に制御し得る１つ以上の誘導コイル素子を備える（図１には２つの同軸素子１１０ａ及び１１０ｂが図示される）。アンテナ１１０は第１整合回路１１４を介してプラズマ電源１１２に連結されており、電源は、典型的には、約５０ｋＨｚから約１３．５６ＭＨｚの範囲の調整可能な周波数で約３０００Ｗにのぼる電力を発生可能である。
【００１４】
処理ガスは１つ以上の注入口１１６を通してガスパネル１２０からチャンバ１０２へと供給される。注入口１１６はチャンバ１０２の蓋部１０８又は壁部１０４上に位置させてもよい。図１に図示の実施形態において、注入口１１６はチャンバ１０２に進入するガスが主に半径方向に流れるようにと位置され、例えばチャンバ１０２の壁部１０４に形成された注入口１１６を通過させる。
【００１５】
基板台座部（カソード）１２４は第２整合回路１４２を介してバイアス電源１４０に連結されている。通常、バイアス電源１４０は周波数約１３．５６ＭＨｚで約５００Ｗまでの電源であり、連続又はパルス電力を発生可能である。或いは、電源１４０はＤＣ又はパルスＤＣ電源であってもよい。一実施形態において、基板支持台座部１２４は静電チャック１６０を備え、静電チャックは少なくとも１つのクランプ電極１３２を有し、チャック電源１６６により制御される。別の実施形態において、基板台座部１２４はサセプタクランプリング、メカニカルチャック等の基板保持機構を備えていてもよい。
【００１６】
レチクルアダプタ１８２を用いて、基板（例えば、マスク又はレチクル）１２２を基板支持台座部１２４上に固定する。レチクルアダプタ１８２は、通常、台座部１２４の上面（例えば、静電チャック１６０）を覆う下部１８４と、基板１２２を保持できるようなサイズと形状の開放部１８８を有する上部１８６とを含む。開放部１８８は、通常、台座部１２４の実質的に中央に位置する。アダプタ１８２は、通常、ポリイミドセラミック又は石英等の耐エッチング性耐熱材料の単一体から形成される。エッジリング１２６でアダプタ１８２を覆っても及び／又はアダプタ１８２を台座部１２４に固定してもよい。昇降機構１３８を用いてアダプタ１８２の昇降と、ひいては基板１２２の基板支持台座部１２４からの上げ下ろしを行う。通常、昇降機構１６２は各ガイド穴１３６を通る複数の昇降ピン１３０（昇降ピンは１つ図示されている）を備える。
【００１７】
作動中、基板１２２の温度は基板台座部１２４の温度を安定化させることで制御する。一実施形態において、基板支持台座部１２４は抵抗ヒータ１４４とヒートシンク１２８を備える。抵抗ヒータ１４４は、通常、少なくとも１つの発熱体１３４を備え、ヒータ電源１６８により調節される。ガス供給源１５６からの背面ガス、例えばヘリウム（Ｈｅ）は基板１２２下の台座部表面内に形成された流路へとガス管１５８を介して供給され、台座部１２４と基板１２２との間の熱伝導を促進する。処理中、台座部１２４を抵抗ヒータ１４４により定常温度にまで加熱すると、背面ガスとの組み合わせにより基板１２２がより均一に加熱される。こういった熱制御を用いることで、基板１２２の温度を約０〜３５０℃に維持することができる。
【００１８】
イオン・ラジカルシールド１７０はチャンバ１０２内の台座部１２４上方に配置される。イオン・ラジカルシールド１７０はチャンバ壁部１０４と台座部１２４から電気的に隔離されているため、プレートとアースとを結ぶ接地経路が設置されていない。イオン・ラジカルシールド１７０の一実施形態は、実質的に平面のプレート１７２と、プレート１７２を支持する複数の脚部１７６を備える。処理要件に対応する様々な材料から形成し得るプレート１７２は、プレート１７２に所望の開放領域を規定する１つ以上の開放部（開口部）１７４を備える。この開放領域により、処理チャンバ１０２の上部処理容積１７８で発生させたプラズマからイオン・ラジカルシールド１７０と基板１２２との間に位置する下部処理容積１８０へと通過するイオン量を制御する。開放領域が広ければ広いほど、より多くのイオンがイオン・ラジカルシールド１７０を通過可能である。このため、開口部１７４のサイズにより容積１８０内のイオン密度が制御され、シールド１７０はイオンフィルタとして機能する。プレート１７２はスクリーン又はメッシュも含んでいてもよく、スクリーン又はメッシュの開放領域が開口部１７４により設けられる所望の開放領域に対応する。或いは、プレートとスクリーン又はメッシュの組み合わせも用いることができる。
【００１９】
処理中、プラズマからの電子の衝突の結果、プレート１７２の表面には電位が発生する。電位がプラズマからイオンを引き付け、プラズマからイオンを効果的にフィルタする一方で、中性種、例えばラジカルはプレート１７２の開口部１７４を通過可能となる。このため、イオン・ラジカルシールド１７０を通るイオン量を低減することで、中性種又はラジカルによるエッチングをより制御されたやり方で進めることが可能となる。これによりパターン形成した材料層の側壁へのレジストのスパッタリングのみならずレジストの侵食が軽減され、この結果、エッチバイアスと限界寸法の均一性が改善される。
【００２０】
多様な実施形態のシールドプレート１７２が、材料及び／又は構成を変えて組み合わせることで得られる。一実施形態において、プレート１７２は約４より高い誘電率を有する材料から形成され、例えばアルミナ、イットリア、Ｋ１４０（京セラから入手可能な専売材料）等のセラミックが含まれる。別の実施形態において、プレート１７２は互いに異なる少なくとも１つの特性を有する２つのゾーンを備える。例えば、シールドは様々な外形（例えば、サイズ、形状、開放領域）を含む異なる構成のゾーンを多数備えており、これらのゾーンは同一又は異なる材料から形成されている、或いは異なる電位バイアスを有するように適合されている。ゾーンの構成、材料及び／又は電位バイアスを組み合わせることでプラズマ内のイオン及び中性種の空間分布を局所的に変えることができ、エッチングの均一性、又はエッチング速度の局所的な加速又は減速等の処理特性のカスタマイズ（例えば、マスクの部分ごとにパターン密度を変える）等が可能となる。こういったマルチゾーンシールドは、例えば、プラズマ種の分布の能動的な制御に用いることが可能であるため、処理制御を強化することができる。
【００２１】
図５Ａは異なるゾーン１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄを有するプレート１７２の一実施形態を示し、少なくとも２つのゾーンが異なる材料から成る。適切な材料には多様なセラミック（例えば、アルミナ、イットリア）、陽極酸化アルミニウム、石英、誘電率が約４より高い材料、例えば京セラ製のＫ１４０が含まれる。これらのゾーンは異なる幾何学構成又はパターン、例えば円形に配置した楔状（図５Ａに図示）、同心円状、格子又は分割パターン、又は異なる幾何学形状のその他の組み合わせに形成可能である。
【００２２】
図５Ｂは別の実施形態を示し、プレート１７２は主に１つの材料から成るが、異なるゾーン又は部位であり互いに物理的に分離又は電気的に隔離されている１７２Ａ、１７２Ｂ、１７２Ｃ、１７２Ｄに分割されている。例えば、同一材料から成る複数のゾーンは間隙１７２Ｇ又は別の材料により分離されている。これらのゾーンは各ゾーンを独立して異なる電位にバイアスできるようにと構成されている。図５Ｂに図示されるように、ゾーン１７２Ａと１７２Ｂは電位バイアスを供給するための各自電源、例えば１９０Ａ、１９０Ｂに接続されており、これらは各ゾーンごとに独立して制御可能である。こういった接続は、図５Ｃに図示されるように、支持脚部１７６の１つを通して設けられる。
【００２３】
図５Ｄは更に別の実施形態を示し、プレート１７２は１つの材料から成り、プレート１７２の２つの位置１７２Ｘと１７２Ｙを横断して電位バイアスが印加される。電位バイアスは電圧源１９０Ｃと１９０Ｄを各位置に接続することで印加する。この実施形態においては、位置１７２Ｘと１７２Ｙの周囲の異なる電位バイアスの２つのゾーン間に間隙又は物理的な分離は設けられていない。これに代えて、位置１７２Ｘと１７２Ｙとの間にプレート１７２上に電位勾配を確立する。
【００２４】
プレート１７２のこれら様々な実施形態は互いに組み合わせて使用可能であり、例えば単一又は複数の材料から形成されていようと、プレートを異なるゾーンを備えた構成とする、或いはプレートを横断して電位バイアスが異なる構成とすることができる。多様なゾーンを特定のマスクパターンに合わせて構成することで、処理特性を特定のニーズに応じてカスタマイズ可能とすることもできる。このため、マスクがパターン密度又は負荷が異なる領域を複数有する場合、これらの領域に望ましいエッチング速度は互いに異なる場合がある。この場合、シールドプレート１７２上のゾーン又は部位を特定のマスクパターンに応じて構成することで所望のエッチング結果を得ることが可能である。
【００２５】
サイズ、形状、間隔、幾何学的な配置において異なり得る開口部１７４の寸法は通常０．０３インチ（０．０７ｃｍ）〜約３インチ（７．６２ｃｍ）であり、プレート１７２の各ゾーン内において約２〜約９０％の開放領域を規定するように配置される。開口部１７４のサイズ、形状、パターンは下部処理容積１８０における所望のイオン密度に応じて異なる。例えば、プレート１７２の特定のゾーンに口径の小さい開口部を多く設けると、容積１８０の対応する領域におけるラジカル(又は中性種)：イオン密度比が上昇する。或いは、多数の大口径開口部を小口径開口部と散在させると容積１８０の対応する領域におけるイオン：ラジカル（又は中性種）密度比が上昇する。
【００２６】
イオン・ラジカルシールド１７０を支持する高さを変化させることでエッチング処理を更に制御してもよい。イオン・ラジカルシールド１７０が天井部１０８に近ければ近いほど、上部処理容積１７８が小さくなり、プラズマがより安定する傾向がある。イオン・ラジカルシールド１７０を台座部１２４、従って基板１２２に近づけるとより速いエッチング速度を得ることができる。或いは、イオン・ラジカルシールド１７０を台座部１２４から離れて位置させることで、速度は低下するがより制御されたエッチング速度を得ることができる。つまり、イオン・ラジカルシールド１７０の高さの調節によるエッチング速度の制御により、速いエッチング速度と限界寸法均一性の改善やエッチバイアスの軽減とのバランスをとることが可能となる。イオン・ラジカルシールド１７０の配置高さは、異なる外形を有するチャンバ、例えばより大きい又は小さいチャンバに応じて異なることが想定される。
【００２７】
基板１２２に対して間隔を空けた状態でプレート１７２を支持している脚部１７６は、通常、台座部１２４又はエッジリング１２６の外周周辺に位置され、プレート１７２と同一の材料から作製することができる。一実施形態においては、３つの脚部１７６を用いてイオン・ラジカルシールド１７０を支持している。脚部１７６は、通常、プレート１７２を基板１２２又は台座部１２４に対して実質的に平行方向に維持するが、長さの異なる脚部１７６を用いることで傾斜をつけてもよい。脚部１７６は多様な固締方法によりプレート１７２に固定することができ、また、台座部１２４、アダプタ１８２、又はエッジリング１２６上に支持させることができる。
【００２８】
或いは、プレート１７２は台座部１２４上方に、壁部１０４又は処理チャンバ１０２内のその他の構造体に取り付けたブラケット（図示せず）を用いる等のその他の手段で支持してもよい。こういった場合、プレート１７２は通常アース１０６等のいずれの接地経路からも絶縁される。
【００２９】
本発明の一実施形態では、偏向板アセンブリ２００をプレート１７２上方に設置する。プレート１７２が存在しないその他の実施形態においては、偏向板アセンブリ２００をレチクルアダプタ１８２及び／又はエッジリング１２６の上方に配置する。一実施形態において、偏向板アセンブリ２００は第１支持アセンブリ２０２によりプレート１７２に対して間隔をあけた状態で維持された第１プレート２１０を備える。第１プレート２１０は処理に耐え得る多様な材料、例えば、セラミック、石英、又は陽極酸化アルミニウムから作製することが可能である。図１の概略断面図に示されるように、第１プレート２１０はガス注入口１１６からプレート１７２に向かってチャンバ１０２に進入するプラズマガスの１次ガス流方向を変える開口部２１５を有する。一実施形態において、開口部２１５は第１プレート２１０の中心部に設けられており、シールドプレート１７２の中心とも同心である。その他の実施形態においては、開口部２１５を第１プレート２１０上のその他の位置に配置することで、特定の処理ニーズに合うようにと所望のガス流パターンを形成する。更に、必要に応じて第１プレート２１０の様々な位置に追加の開口部を設けてもよい。例えば、開口部２１５と比較して直径の小さい開口部を用いることでガス流パターンの細かい調整を行ってもよい。
【００３０】
第１支持アセンブリ２０２は１つ以上の支持部材、例えば第１プレート２１０をシールドプレート１７２に連結する複数の細長い部材つまり脚部を有していてもよい。脚部はネジ、ボルトその他を含む様々な慣用の手段によりシールドプレート１７２と第１プレート２１０に取り付けることができる。図２は第１プレート２１０の一実施形態の概略上面図である。一実施形態においては、３つの脚部を用いて第１プレート２１０をシールドプレート１７２に、例えば脚部を第１プレート２１０上の取付穴２１２、２１３、２１４にネジ係合させることで取り付ける。第１プレート２１０とシールドプレート１７２との垂直距離はチャンバ寸法、ポンプ構成、ガス流要件及び特定の処理ニーズ等の要因に応じて変わる。一実施形態において、第１プレート２１０はシールドプレート１７２から距離約２〜３インチ上方に位置される。その他の実施形態において、分離距離は約５インチ〜約６インチの範囲である。
【００３１】
別の実施形態において、偏向板アセンブリ２００は第１プレート２１０の上方に配置された第２プレート２２０を更に備える。図１に図示されるように、第２（又は上部）プレート２２０は第２支持アセンブリ２０４により第１（又は底部）プレート２１０上に支持されている。上部プレート２２０は底部プレート２１０の開口部２１５に近接して配置された下方向突出部２２５を有する。一実施形態において、下方向突出部２２５は上部プレート２２０の中心に位置されており、更に、直径約５０．８ｍｍ（２インチ）の開口部２１５に対して横方向に整合している。
【００３２】
図３は上部プレート２２０の底面概略斜視図であり、中心部近傍の下方向突出部２２５を図示している。この実施形態において、上部プレート２２０は第２支持アセンブリ２０４のそれぞれの支持部材を連結するための３つのネジ穴２２２、２２４、２２６を有しており、支持部材の反対側端部は（図２の）取付穴２１６、２１７、２１８で底部プレート２１０に取り付けられる。下方向突出部２２５は、通常、開口部２１５のものと同様の断面形状、例えば図３の実施形態の円錐又は切頂形状を有する。突出部２２５は好ましくは中心部に向かってテーパー状となっており、例えばプレート２２０の平面上に在る一端（又はベース部）２２７が遠端又は遠位端２２９よりも幅広い、つまり寸法ｄ１がｄ２よりも大きい。
【００３３】
一実施形態において、上部プレート２２０と底部プレート２１０とは約３８．１〜５０．８ｍｍ（１．５〜２インチ）離れており、開口部２１５は直径約５０．８ｍｍ（２インチ）の円である。この構成でのシミュレーション結果は、その他の速度も用いることはできるが、側部注入ガス速度が約５ｍ／秒〜約２０ｍ／秒で、シールドに向かう比較的集中した垂直方向ガス流と、フォトマスク基板表面に対して垂直のガス流が確立されることを示している。特定のガス流速と偏向板アセンブリ寸法を選択する際の基準の１つは、イオン・ラジカルシールドに対して直角に、比較的に集中した垂直ガス流が維持されることである。その他の実施形態において、分離距離は約２５．４〜７６．２ｍｍ（１〜３インチ）であり、開口部直径は約２５．４〜７６．２ｍｍ（１〜３インチ）である。概して、開口部２１５の形状、位置及び寸法のみならず上部プレート２２０、底部プレート２１０、及びシールドプレート１７２の間の距離、突出部２２５のテーパーに程度、形状又は寸法は特定のデザインや応用ニーズに応じて異なり、チャンバ寸法、ポンプ構成、ガス流速度その他等様々な要因を考慮に入れる。所定の望ましいエッチング速度又は均一な仕上がりを達成することとは別に、比較的マージンの広い処理を提供するようにと設計パラメータを選択する。
【００３４】
プラズマエッチングに先んじて、１つ以上の処理ガスをガスパネル１２０から例えば基板台座部１２４上方に位置する１つ以上の注入口１１６（例えば、開放部、噴射装置、ノズル等）を通して処理チャンバ１０２に供給する。図１の実施形態において、ガス注入口１１６は偏向板アセンブリ２００の底部プレート２１０の上方に配置される。図１に図示されるように、処理ガスは壁部１０４又は壁部１０４に連結された（図示の）ガスリングに形成された環状ガス流路１１８を用いて注入口１１６に供給される。ガス流速、偏向板アセンブリ２００の位置、及び開口部２１５のサイズを適切に選択することで、処理ガスを主にチャンバ１０２の中心部に向かって、例えば矢印２５０が示す方向に沿って指向可能である。従って、処理ガスは底部プレート２１０の上方で横方向、例えば側部ガス注入口１１６から半径方向内側に向かって流れ、底部プレート２１０の開口部２１５を下方向に通過してシールドプレート１７２に向かって流れる。第１プレート２１０のみを使用する別の実施形態においては、ガス注入口１１６をチャンバ１０２のその他の位置、例えば蓋部１０８にも設ける、或いは蓋部１０８の中心に位置させる。
【００３５】
上部プレート２２０を用いる場合、ガス注入口１１６は上部プレート２２０又はその下の垂直位置に配置される。この実施形態において、上部プレート２２０と下部プレート２１０の間の例えば半径方向内側に向かうガス流は下方向突出部２２５により開口部２１５を通過して偏向又は再指向される。上部及び底部プレート２２０、２１０の垂直位置のみならずチャンバ１０２に進入するガスの半径方向速度、下方向突出部２２５と開口部２１５の位置を調節することで、シールド１７０を通過するイオン及び中性種の空間的又は横方向の分布を制御することができ、これによりエッチング速度プロファイルが調整可能となる。この具体例においては開口部２１５を底部プレート２１０の中心に位置させているが、その他の位置に配置する、或いは異なる形状と寸法で形成することでその他の応用ニーズに適した所望の流れパターンを確立することもできる。エッチング処理中、プラズマ源１１２からアンテナ１１０に電力を印加することで処理ガスをプラズマへと点火する。
【００３６】
チャンバ１０２内の圧力は絞り弁１６２と真空ポンプ１６４を用いて制御する。壁部１０４の温度は壁部１０４内を通る液体含有導管（図示せず）を用いて制御してもよい。典型的には、チャンバ壁部１０４は金属（例えば、アルミニウム、ステンレススチールその他）から成り、電気アース１０６に連結されている。処理チャンバ１０２は処理制御、内部診断、終点検知等のための慣用のシステムも備える。こういったシステムはサポートシステム１５４として集合的に図示している。
【００３７】
制御装置１４６は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）１５０と、メモリ１４８と、ＣＰＵ１５０用のサポート回路１５２とを備え、以下で更に詳細に説明するように、処理チャンバ１０２のコンポーネントとそれに伴うエッチング処理の制御を円滑に行う。制御装置１４６は様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御する際に工業環境で使用可能ないずれの汎用コンピュータプロセッサであってもよい。ＣＰＵ１５０のメモリつまりコンピュータ可読性媒体はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又はその他のいずれの形式のローカル又はリモートデジタルストレージ等の１つ以上の容易に入手可能なメモリであってもよい。サポート回路１５２は慣用のやり方でプロセッサを支持するためにＣＰＵ１５０に連結されている。これらの回路はキャッシュ、電力供給源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含む。本発明の方法は、通常、ソフトウェアルーチンとしてメモリ１４８内に保存される。或いは、こういったソフトウェアルーチンをＣＰＵ１５０により制御されるハードウェアとは離れて位置する第２ＣＰＵ（図示せず）で保存する及び／又は実行してもよい。
【００３８】
図４は本発明の偏向板アセンブリを搭載したエッチングチャンバ内でのフォトマスク基板のエッチングに使用可能な方法４００を図示する。方法４００は処理チャンバの支持台座部上方に偏向板アセンブリとイオン・中性種シールドとを取り付ける工程４０２から始まる。偏向板アセンブリはシールド上方に位置する少なくとも１つの開口部を有する。
【００３９】
工程４０４で、支持台座右上に基板を載置する。典型的な基板は、通常、石英（つまり、二酸化ケイ素、ＳｉＯ２）等のその表面上に不透明な金属遮光層を有する光学的に透明なシリコン系材料を含む。フォトマスクで使用される典型的な金属にはクロム又はクロム酸窒化物が含まれる。基板は石英とクロムとの間にモリブデン（Ｍｏ）ドープ窒化ケイ素（ＳｉＮ）層も含んでいてもよい。
【００４０】
工程４０６で、少なくとも１つの処理ガスを、偏向板アセンブリの開口部上方に位置するガス注入口を通して処理チャンバへと導入する。シールドに向かう処理ガス流の方向は偏向板アセンブリの開口部とガス注入口の位置により部分的に規定される。ガス注入口をチャンバの外周領域付近に設ける実施形態に関して、ガス流は、例えば適切な流速とすることで開口部に向かって半径方向内側に確立される。ガス流を開口部に向かって下方向に再指向するために、下方向突出部を有する第２プレートを第１プレート上方に設置する。
【００４１】
例示的な処理ガスには、金属層をエッチングするための、酸素（Ｏ２）又は一酸化炭素（ＣＯ）等の酸素含有ガス及び／又は塩素含有ガス等のハロゲン含有ガスが含まれる。処理ガスは、不活性ガス又は別の酸素含有ガスを更に含んでいてもよい。一酸化炭素はパターン形成したレジスト材料及びエッチングを施した金属層に形成された開放部やパターンの表面、特には側壁上に不動態化ポリマー堆積物を形成する際に有利である。塩素含有ガスは塩素（Ｃｌ２）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ３）、及びその組み合わせからなる群から選択され、金属層をエッチングするための反応性ラジカルを供給するのに用いられる。石英又はＭｏＳｉ等をエッチングする場合等のその他の実施形態において、処理ガスはフッ素含有ガス、例えばトリフルオロメタン（ＣＨＦ３）、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）その他を含んでいてもよい。
【００４２】
工程４０８で、例えばプラズマ電源からアンテナにＲＦ電力を印加することで、イオン・ラジカルシールド上方の処理容積内で処理ガスからプラズマを発生させる。イオンと中性種は、（偏向板アセンブリにより規定される）処理ガス流方向とイオン・ラジカルシールドに亘る電位との組み合わせから生じる分布パターンに従ってイオン・ラジカルシールドを通過する。基板は下部処理容積内でイオンと中性種によりエッチングされる。
【００４３】
本発明の方法及び装置は、例えば、縁部と比較して中心部でのエッチング速度が遅いといった半径方向で不均一さが生じるエッチング処理で有益に使用することが可能である。ガス流方向又はパターンを確立する、或いは所定の領域、例えば中心領域におけるガス流速を上げることで、偏向板アセンブリはフォトマスクの対応する領域におけるエッチング速度を上げることができ、これによりエッチング均一性が改善される。チャンバ内の既定の偏向板アセンブリ構成については、用途の様々な１つ以上の処理ガスの流速を調節することでも、所望のエッチングプロファイルまたは処理仕上がりを得ることができる。
【００４４】
上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく本発明のその他および更に別の実施形態を考案することができ、本発明の範囲は特許請求の範囲に基づいて定められる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
本発明の上述した構成が詳細に理解可能なように、上記で簡単に概要を述べた本発明の更に具体的な説明が実施形態を参照して行われ、それらのいくつかは添付図面に示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【００４６】
【図１】本発明の偏向板アセンブリを備えたプラズマ処理チャンバの概略図である。
【図２】図１の偏向板アセンブリ内のプレートの一実施形態の概略上面図である。
【図３】図１の偏向板アセンブリ内の第２プレートの一実施形態の概略斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態によるフォトマスクのエッチング方法のフローチャートである。
【図５Ａ】〜
【図５Ｄ】偏向板アセンブリと共に使用可能なイオン・中性種シールドの異なる実施形態の概略図である。
【００４７】
円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一参照番号を用いて表した。一実施形態における要素と構成は、特に記載することなく別の実施形態にて有利に利用できる場合がある。
【００４８】
しかしながら、添付図面は本発明の例示的な実施形態を図示するに過ぎず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得るため、本発明の範囲を制限すると解釈されないことに留意すべきである。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【外国語明細書】
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