(57)【要約】  本発明は、薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチング中の臨界寸法性能を改良する方法を提供する。第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板上に不動態化膜が成膜される。第２セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板から成膜された膜がエッチングされる。第３セットのプロセス条件を使用して、フォトリソグラフィ基板の露出表面がエッチングされる。フォトリソグラフィ基板のプラズマ処理中、フォトリソグラフィ基板の成膜及びエッチングプラズマ処理を調整することによって、目標の均一性及びフィーチャの幅が確実に得られるようにするために、フォトリソグラフィ基板の臨界寸法性能が監視される。
2010500763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセス中の臨界寸法性能を改良する方法であって、
第１セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；
第２セットのプロセス条件を使用して、前記フォトリソグラフィ基板から前記成膜された膜をエッチングすること；
第３セットのプロセス条件を使用して、前記フォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすること；及び
前記フォトリソグラフィ基板の臨界寸法性能を監視すること
を含む、前記方法。
【請求項２】
前記不動態化膜が、前記フォトリソグラフィ基板上に非共形に成膜される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記不動態化膜が、炭素含有ガス、シリコン含有ガス及び硫黄含有ガスからなる群から形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記不動態化膜が、ポリマーベース膜を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーベース膜が、炭化水素含有ガスから形成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面の前記エッチングが、実質的に異方性である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、前記薄膜を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記薄膜が、光に対して少なくとも部分的に透過性である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記薄膜がクロムを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、シリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセス中の臨界寸法性能を改良する方法であって、
成膜プロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；
第１エッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；
第２エッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；
前記成膜プロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて第１セットのプロセス条件を選択すること；
前記第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；
前記第１エッチングプロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて第２セットのプロセス条件を選択すること；
前記第２セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板から前記成膜された膜をエッチングすること；
前記第２エッチングプロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて、第３セットのプロセス条件を選択すること；及び
前記第３セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすること
を含む、前記方法。
【請求項１２】
前記不動態化膜が、前記フォトリソグラフィ基板上に非共形に成膜される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記不動態化膜が、炭素含有ガス、シリコン含有ガス及び硫黄含有ガスからなる群から形成される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記不動態化膜が、ポリマーベース膜を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマーベース膜が、炭化水素含有ガスから形成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面の前記エッチングが、実質的に異方性である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、前記薄膜を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記薄膜が、光に対して少なくとも部分的に透過性である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記薄膜がクロムを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、シリコンを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項２１】
薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチング処理中の臨界寸法性能を改良する方法であって、
第１セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；
第２セットのプロセス条件を使用して、前記フォトリソグラフィ基板から前記成膜された膜をエッチングすること；及び
第３セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすることを含む、前記方法。
【請求項２２】
前記不動態化膜が、前記フォトリソグラフィ基板上に非共形に成膜される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記不動態化膜が、炭素含有ガス、シリコン含有ガス及び硫黄含有ガスからなる群から形成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記不動態化膜が、ポリマーベース膜を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記ポリマーベース膜が、炭化水素含有ガスから形成される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面の前記エッチングが、実質的に異方性である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、前記薄膜を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記薄膜が、光に対して少なくとも部分的に透過性である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記薄膜がクロムを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記フォトリソグラフィ基板の前記露出表面が、シリコンを含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、発明の名称が「ＣＤエッチングバイアスを最小にする方法（Ｍｅｔｈｏｄ  ｔｏ  Ｍｉｎｉｍｉｚｅ  ＣＤ  Ｅｔｃｈ  Ｂｉａｓ）」である、２００６年８月１１日出願の、所有者が共通の米国特許仮出願第６０／８３７，５９３号からの優先権を主張し、同出願に関係するものであり、この仮特許出願は、参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、集積回路の製造に関するものであり、集積回路の製造おいて有用なフォトマスクの製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
異方性を引き起こすためにプラズマエッチング化学品に不動態化剤を加えることは知られている。典型的な不動態化剤は、プラズマ中で不飽和ラジカル（例えば、ＣＦｘ、ＣＣｌｘ、ＣＨｘなど）を生成し、これが、オリゴマー化して、側面のエッチングを防止する側壁膜を形成する。前述の例は、炭素ベースの重合化学に基づいているが、無機の不動態化剤もまた使用されている（例えばＳｉを含むのもの、Ｂを含むもの、Ｓを含むものなど）。
【０００４】
プラズマ処理において、エッチング剤−不飽和化合物（エッチング剤−不動態化剤）の方策は、広く使用される。エッチング剤は、典型的にハロゲンであり、不飽和化合物は、典型的に炭素ベースである。異方性のエッチングを維持するために、エッチング剤と不動態化剤との間でバランスが達成されなければならない。このバランスが、多過ぎるエッチング剤によってゆがめられる場合、加工処理は、より等方性になりマスクのアンダーカットを引き起こし、これは臨界寸法（ＣＤ）ロスをもたらす。バランスが、多過ぎる不動態化剤によってゆがめられた場合、不動態化膜が、エッチングされる表面上に形成され、これによってエッチングが停止することがある。
【０００５】
エッチング剤と不動態化メカニズムとの間のバランスを達成するために、プロセスガス混合物に第３成分を加えることができる。不動態化剤が、ポリマーベースである場合、酸化剤（例えば酸素含有化合物）又は還元剤（例えば水素含有化合物）を、この系に加えることができる。この場合において、酸化剤の添加は、エッチング剤に有利に働き、不動態化効率を減少させ、還元剤（例えば水素）の添加は、不動態化の形成に有利に働く。このアプローチの例は、水素（より多くの不動態化のために）又は酸化剤（より少ない不動態化のために）の添加によるフルオロカーボン化学品中でのＳｉＯ２のプラズマエッチングである。
【０００６】
いくつかの場合においては、不動態化剤とエッチング剤とを直接混合することは不利である。一例として、Ｓｉは、遊離のフッ素中で等方にエッチングされることはよく知られている。異方性を取り戻すために不動態化剤としてプロセスに不飽和フルオロカーボンを加えることは、遊離フッ素を消費し、減少されたＳｉエッチング速度をもたらし、さらに、遊離フッ素のエッチング剤もまた、不動態化効率を減少させる。この限界の１つの解決策は、時分割多重化（ＴＤＭ）エッチングである。この場合において、エッチング剤及び不動態化剤が、時間において分離される。プロセスが、連続的なエッチングプロセスから一連のループに変換される。各ループは、典型的にエッチング側壁を保護する不動態化工程、水平表面からの不動態化物を除去するための異方性ブレイクスルー工程及び典型的には、少なくとも部分的に等方性である主要エッチング工程からなる。このループは、次いで周期的なやり方で繰り返される。シリコンエッチングに関して、このプロセスの例は、ＵＳ５，５０１，８９３及びＵＳ４，９８５，１１４に記載されている。
【０００７】
ドライエッチングプロセスは、フォトリソグラフィレチクル１１０の製造において、より頻繁に使用されている。二成分のクロムのフォトマスクの製造の場合には、パターンは、エッチングマスク１００（例えば典型的には光学又は電子ビームリソグラフィによるフォトレジスト）中に定義される。次に、エッチングマスク１００のパターンをその下にある膜１０５に移すためにプラズマエッチングプロセスが使用される（図１参照）。理想的には、最初のエッチングマスク１１５のＣＤは、最後のエッチングフィーチャＣＤ１２５に正確に模写される。しかしながら、典型的には、最初のマスク像１１５のＣＤと最後のエッチングパターン１２５のＣＤにおける差異がしばしば存在する。この差異は、加工処理のＣＤバイアス１２０と典型的に呼ばれる。クロム（Ｃｒ）を含む膜のプラズマエッチングは、揮発性の副生成物としてＣｒＯ２Ｃｌ２（塩化クロミル）を生成する、Ｃｌ２／Ｏ２に基づく化学において典型的に実行される。典型的には、プロセスガス混合物の酸素の組成は、ある程度の異方性を有するＣｒエッチングをもたらす、約５％と３０％の間である。プロセスガス混合物中の酸素の存在は、例えばフォトレジストなどの有機材料のエッチングを促進する傾向がある。このレジストのエッチングは、必ずしも完全に異方性ではなく、ＣＤ変化を生じさせる、パターン形成されたフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅｓ）の何らかの側面エッチングをもたらす。さらに、より高い酸素濃度は、フォトレジスト（ＰＲ：Ｃｒ）のエッチング選択性を減少させ、結局、Ｃｒのアンダーカッティングを引き起こす可能性があり、このメカニズムの両方ともＣＤバイアスを増加させる傾向がある。酸素の存在のため、プラズマクロムエッチングは、不動態化剤がポリマーベースであるエッチング剤−不動態化膜の方策を使用して歴史的に実行されてこなかった。酸素の存在下でのポリマーの添加は、エッチング及び不動態化の効率の両方の折り合いをつけさせる酸素を消費する（例えばＣＯ、ＣＯ２、Ｈ２Ｏなどを形成する）傾向がある。
【０００８】
いくつかのグループは、Ｃｌ２／Ｏ２プラズマに基づくＣｒエッチングプロセスと結合して使用するための異なる不動態化スキームを試みたこともあった。例えば、不動態化を促進し、Ｃｒエッチングプロセスを改良しようとしてＣＯｘ、ＳＯｘ及びＨＣｌを加えることは当該技術分野で知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来技術の限界に基づき、プロセスが引き起こすＣＤバイアスを減少させるやり方で、フォトリソグラフィのレチクルから材料をエッチングする改良方法の必要性が存在する。
【００１０】
従来技術のいかなるものも本発明に付随する利益を与えるものはない。
【００１１】
したがって、従来技術の装置の不適当な点を克服し、フォトマスク及びレチクルの加工処理の進歩への重要な貢献となる改良を提供することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の別の目的は、第１セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；第２セットのプロセス条件を使用して、前記フォトリソグラフィ基板から前記成膜させた不動態化膜をエッチングすること；及び第３セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすること；及び前記フォトリソグラフィ基板の臨界寸法性能を監視することを含む、薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセス中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。
【００１３】
本発明のさらに別の目的は、成膜プロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；第１エッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；第２エッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決めること；前記成膜プロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて第１セットのプロセス条件を選択すること；前記第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；前記第１エッチングプロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて第２セットのプロセス条件を選択すること；前記第２セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板から前記成膜された膜をエッチングすること；前記第２エッチングプロセス工程の前記前もって決められた臨界寸法性能に基づいて、第３セットのプロセス条件を選択すること；及び前記第３セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすることを含む、薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセス中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。
【００１４】
本発明のさらにまた別の目的は、第１セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板上に不動態化膜を成膜させること；第２セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板から前記成膜された膜をエッチングすること；及び第３セットのプロセス条件を使用して前記フォトリソグラフィ基板の露出表面をエッチングすることを含む、薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセスの中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。
【００１５】
前記は、本発明の関係する目的のいくつかを概説したものである。これらの目的は、意図する発明のより顕著な特徴及び応用のいくつかを単に例示するものであると解釈されるべきである。本開示の範囲内で、開示された発明を異なったやり方で適用し、又は本発明を変更することによって多くの他の有益な結果を達成することができる。したがって、付属の図面と合わせて、特許請求の範囲によって定義される発明の範囲に加えて、本発明の概要及び好ましい実施形態の詳細な説明を参照することによって、本発明の他の目的及びより十分な解釈を有することができる。
【００１６】
本発明を要約する目的で、本発明は、プラズマエッチング中のフォトリソグラフィ基板の臨界寸法が監視され、調整されることを可能にする方法を含む。
【００１７】
本発明の特徴は、光に対して少なくとも部分的に透過性であり得る、及び／又はクロムを含み得る薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチング中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。フォトリソグラフィ基板は、真空室中の支持部材の上に置くことができる。支持部材は、フォトリソグラフィ基板の外側の５ミリメートルと接触する試料台であり得る。又は、試料台は、三点でフォトリソグラフィ基板に接触することができる。本方法は、第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板の上に不動態化膜を成膜させる工程を含む。成膜工程は、プラズマを利用しないで実行され得ることに注意すべきである。この応用に適切であると思われるプラズマに基づかない方法（例えば、熱分解、化学蒸着など）が存在する。不動態化膜は、炭素含有物（例えば、ポリマーベース又はダイヤモンド様の炭素（ＤＬＣ））又は本質的に無機物（例えば、シリコン含有、硫黄含有など）であり得る。ポリマー膜の場合においては、ポリマーは、炭化水素前駆体（例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ２など）を使用して形成され得るか、又はポリマー前駆体は、ハロゲン化炭素であり得る。成膜された膜は、第２セットのプロセス条件を使用して、フォトリソグラフィ基板からエッチングされる。フォトリソグラフィ基板の露出表面は、第３セットのプロセス条件を使用してエッチングされる。フォトリソグラフィ基板の露出表面のエッチングは、実質的に異方性であり得る。フォトリソグラフィ基板の露出表面は、薄膜及び／又はシリコンを含むことができる。フォトリソグラフィ基板のプラズマ処理中、フォトリソグラフィ基板の臨界寸法性能は、フォトリソグラフィ基板の成膜及びエッチングプラズマ処理を調整することによってエッチング目標の均質性及びフィーチャ幅が確実に得られるようにするために監視される。
【００１８】
本発明の別の特徴は、光に対して少なくとも部分的に透過性であり得る、及び／又はクロムを含み得る薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチング中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。フォトリソグラフィ基板は、真空室中の支持部材の上に置くことができる。支持部材は、フォトリソグラフィ基板の外側の５ミリメートルと接触する試料台であり得る。又は、試料台は、三点でフォトリソグラフィ基板に接触することができる。本方法は、成膜プロセスの臨界寸法性能を前もって決める工程、第１のエッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決める工程及び第２エッチングプロセスの臨界寸法性能を前もって決める工程を含む。第１セットのプロセス条件は、前もって決められた成膜プロセス工程の臨界寸法性能に基づいて選択される。次いで、第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板上に不動態化膜が成膜される。成膜ステップは、プラズマを利用しないで実行され得ることを注意すべきである。この応用に適切であると思われるプラズマに基づかない成膜方法（例えば熱分解、化学蒸着など）が存在する。不動態化膜は、炭素含有物（例えば、ポリマーベース又はダイヤモンド様の炭素（ＤＬＣ））又は本質的に無機物（例えば、シリコン含有、硫黄含有など）であり得る。ポリマー膜の場合においては、ポリマーは、炭化水素前駆体（例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ２など）を使用して形成され得るか、又はポリマー前駆体は、ハロゲン化炭素であり得る。第２セットのプロセス条件は、第１エッチングプロセス条件の前もって決められた臨界寸法性能に基づいて選択される。次いで、第２セットのプロセス条件を使用して、成膜された膜が、フォトリソグラフィ基板からエッチングされる。第３セットのプロセス条件は、第２エッチングプロセス工程の前もって決められた臨界寸法性能に基づいて選択される。次いで、第３セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板の露出表面がエッチングされる。フォトリソグラフィ基板の露出表面のエッチングは、実質的に異方性であり得る。フォトリソグラフィ基板の露出表面は、薄膜及び／又はシリコンを含むことができる。
【００１９】
本発明のさらに別の特徴は、光に対して少なくとも部分的に透過性であり得る、及び／又はクロムを含み得る薄膜を有するフォトリソグラフィ基板のプラズマエッチングプロセス中の臨界寸法性能を改良する方法を提供することである。フォトリソグラフィ基板は、真空室中の支持部材の上に置くことができる。支持部材は、フォトリソグラフィ基板の外側の５ミリメートルと接触する試料台あり得る。又は、試料台は、三点でフォトリソグラフィ基板に接触することができる。本方法は、第１セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板上に、不動態膜を成膜する工程を含む。成膜工程は、プラズマを利用しないで実行され得ることに留意すべきである。この応用に適切であると思われるプラズマに基づかない成膜方法（例えば熱分解、化学蒸着など）が存在する。不動態化膜は、炭素含有物（例えば、ポリマーベース又はダイヤモンド様の炭素（ＤＬＣ））又は本質的に無機物（例えば、シリコン含有、硫黄含有など）であり得る。ポリマー膜の場合においては、ポリマーは、炭化水素前駆体（例えば、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ２など）を使用して形成され得るか、又はポリマー前駆体は、ハロゲン化炭素であり得る。成膜された膜は、第２セットのプロセス条件を使用してフォトリソグラフィ基板からエッチングされる。フォトリソグラフィ基板の露出表面は、第３セットのプロセス条件を使用してエッチングされる。フォトリソグラフィ基板の露出表面のエッチングは、実質的に異方性であり得る。フォトリソグラフィ基板の露出表面は、薄膜及び／又はシリコンを含むことができる。
【００２０】
前記のことは、以下に続く本発明の詳細な説明がより良く理解され、当該技術分野への本発明の貢献が、さらに十分に認識され得るために、本発明のより適切で重要な特徴を、むしろ大まかに概説したものである。本発明の特許請求の範囲の主題を形成する本発明の追加の特徴は、以下に説明される。開示される着想及び特定の実施形態が、本発明の同じ目的を実行するために他の構造を変更し、又は設計する基礎として容易に利用され得ることは、当業者によって認識されるべきである。このような等価の構成が、付属の特許請求の範囲に記載されている本発明の精神及び範囲から離れるものではないことは、当業者によって理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】プラズマプロセス中の臨界寸法の変化を示す従来技術エッチングプロセスの概略図である。
【図２】プラズマプロセス中に臨界寸法を維持する本発明のエッチングプロセスの概略図である。
【図３】本発明によるプロセスフローのブロック図である。
【図４】従来技術を使用する初期のレジストパターンの公称５００ｎｍのクリアフィーチャの臨界寸法性能のプロットである。
【図５】本発明を使用する全体のプロセスの臨界寸法性能のプロットである。
【図６】本発明を使用する初期のレジストパターンの公称５００ｎｍのクリアフィーチャの臨界寸法性能のプロットである。
【図７】本発明を使用する不動態化後の公称５００ｎｍのクリアフィーチャの臨界寸法性能のプロットである。
【図８】本発明を使用する、ポイント毎の引き算によって構成される臨界寸法の差異のプロットである。
【図９】本発明を使用する、残存するレジストが除去された後の、公称５００ｎｍのクリアフィーチャの臨界寸法性能のプロットである。
【図１０】本発明を使用する、図９の最終のクロム測定値と図６の最初のレジスト測定値との間のポイント毎の引き算によって構成される臨界寸法差異のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
同様の参照符号は、図面のいくつかの図を通じて同様の部分を指称する。
【００２３】
本発明は、フォトリソグラフィ基板のプラズマ処理中のＣＤエッチングバイアスを最小化する方法を提供する。
【００２４】
Ｃｌ２／Ｏ２に基づくクロムプラズマエッチングプロセスへのポリマー不動態化剤の添加が、エッチング及び不動態化メカニズムの両方の効率を減少させる。したがって、Ｃｒエッチング効率を維持しながら不動態化利益（減少されたＣＤロス）を保持するために、不動態化及びエッチングの工程は、やがて少なくとも部分的に分離される。
【００２５】
図２及び３は、本発明を例証する。このプロセスは、前もってレチクル３００上に成膜された薄膜１０５を有するフォトリソグラフィレチクル１１０で始まる。エッチングマスク１１０は、薄膜１０５の上に前もってパターン形成されている。改良されたプロセスの第１工程３０５の間に、レチクル構造体上に不動態化膜２００が成膜される。不動態化膜２００が、パターン形成されたエッチングマスク（例えばフォトレジスト、クロムなど）のＣＤに付け加わる。パターン形成されたエッチングマスクに適用された不動態化物は、主要エッチングプロセス中の予想されるＣＤロスを補填するために使用される。例えば、典型的なＣｒプラズマエッチングプロセスが、３０ｎｍのＣＤバイアス（すなわち、最終ＣｒのＣＤ−エッチングマスクのＣＤ＝空間について３０ｎｍ、又は最終ＣｒのＣＤ−エッチングマスクのＣＤ＝ラインについて−３０ｎｍ）を引き起こす場合、エッチングプロセスの前に、３０ｎｍだけエッチングマスクＣＤを増加させる不動態化膜を適用することができる。エッチングマスクのＣＤを増加させるために、不動態化膜は、エッチングマスク側壁２０５（垂直面又は非水平面（傾斜エッチングマスクの場合において））上に成膜されなければならない。また、不動態化膜は、水平表面上にも存在し得る。
【００２６】
前記例は、主要エッチングプロセスよって引き起こされたＣＤバイアスを補填するために成膜プロセスを使用することを示唆しているが、エッチングマスクのＣＤを主要エッチングプロセスによって引き起こされる以外の値に変更することも有利であり得るということに注目することが重要である。例えば、成膜プロセスは、最終のエッチングされるフィーチャの寸法精度（ｍｅａｎ  ｔｏ  ｔａｒｇｅｔ）（ＭＴＴ）を最初のエッチングマスクＣＤと異なる目標値に調整するために使用され得る。
【００２７】
不動態化膜は、炭素含有物（例えばポリマーベース又はダイヤモンド様の炭素（ＤＬＣ））又は本質的に無機物（例えばシリコン含有物、硫黄含有物など）であり得る。ポリマー膜の場合において、ポリマーは、炭化水素前駆体を使用して形成され得る。
【００２８】
好ましい実施形態において、炭化水素前駆体は、ＣｘＨｙ（例えばＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、Ｃ２Ｈ２など）の形のものである。別の実施形態においては、ポリマー前駆体は、ハロゲン化炭素であり得る。
【００２９】
典型的には、フォトリソグラフィのエッチングプロセスにおけるプロセスガスは、より効率的なイオン化を可能にするために、プラズマ源中に導入される。いくつかの場合においては、基板とほとんど共面にガスを導入することが有利であり得る。
【００３０】
１つの実施形態において、少なくとも一種のプロセスガスの一部が、プロセス室中のプラズマ生成ゾーンの外側に導入される。
【００３１】
好ましい実施形態において、不動態化工程のためのプロセスガスの少なくともいくらかの容量の流れが、プラズマ生成ゾーン（例えば高密度プラズマ源）の外側に導入される。
【００３２】
別の好ましい実施形態において、成膜プロセスのためのプロセスガスの少なくともいくらかの部分は、基板表面に対して共面に導入される。
【００３３】
不動態化物が水平面上に成膜される場合、エッチングされる材料をもう一度露出させるために、不動態膜を水平面から除去させるブレイクスルー工程３１０が必要である。水平表面の除去中に、いくらかの不動態化物もまた、水平表面から除去され得る。一旦、不動態化膜が水平表面から取り除かれても、ある程度の不動態化膜２１０は少なくともある程度の非水平表面上に残ることが重要である。ブレイクスルー工程は、反応性ガス（例えば酸素含有、水素含有、ハロゲン含有など）又は不活性ガス（例えばＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ２など）又は反応性ガスと不活性ガスとの何らかの組合せを使用することができる。ブレイクスルー工程は、エッチングされるべき、下にある材料に対して選択的であり得るか、又は、ブレイクスルー工程は、下にある膜又は基板をエッチングすることが可能にし得る。
【００３４】
成膜工程は、水平表面がエッチングされる間に、不動態化膜が、少なくとも１つの非水平表面上に成膜されるように構成することができると考えられる。この場合において、ブレイクスルー工程は必要とされないこともある。
【００３５】
別の実施形態において、フォトリソグラフィレチクルからエッチングされる材料は、フィーチャＣＤを調整するために不動態化工程の前に部分的にエッチングされる。例として、二成分のクロムフォトリソグラフィレチクルを加工処理し、反射防止（ＡＲ）クロム層が、不動態膜を適用する前に少なくとも部分的にエッチングされ得るように、プロセスを構成することができる。
【００３６】
一度、水平表面が、不動態化膜を除去されると、プロセスの主要エッチング工程３１５は、薄膜１０５（例えばＣｒ、ＭｏＳｉ、移相材料など）をエッチングする。このエッチング工程によって被るＣＤロスは、最初の不動態化工程のＣＤ増加によって少なくとも部分的に相殺される。さらに、実際にネガティブＣＤバイアスを引き起こすエッチングプロセスを構成することも可能である（例えば、線（ダークフィーチャ）のＣＤが、エッチングプロセス前よりもエッチングプロセス後の方がより大きい。）。
【００３７】
１つの実施形態において、主要エッチング工程は、少なくとも部分的に異方性である。好ましい実施形態において、主要エッチング工程は、実質的に異方性である。
【００３８】
ブレイクスルー工程及び主要エッチング工程において使用されるプロセスは、同じであり得ることを注意すべきである。
【００３９】
上記の例は、フォトリソグラフィレチクル上に成膜された薄膜のエッチングを説明しているが、この手順は、レチクル基板をエッチングするプロセスにも同様に適用することができる。
【００４０】
別の実施形態において、主要エッチング工程は、薄膜を完全にエッチングしないこともある。この場合、不動態化３０５、ブレイクスルー３１０及び主要エッチング３１５の工程は、周期的なやり方で繰り返すことができる。
【００４１】
ＣＤ補填の範囲及び均一性をコントロールするために、不動態化層の成膜の性能を最初に特徴付けることが必要であり得る。別の実施形態において、最初のエッチングマスクの厚さ及びＣＤを決めるために、フォトマスクが最初に測定される。ＣＤ及び厚さの両方の均一性を特徴付けるために、フォトマスクの全体の品質領域にわたって測定を行うことができる。
【００４２】
前もって測定されたフォトマスクは、次いでプロセス室内に置かれ、最初のプロセスを使用して不動態化層が成膜される。成膜プロセスは、プラズマによって実行される。次いで、フォトマスクがチャンバーから取り出され、理想的には、前に測定された同じ場所において膜厚及びフィーチャＣＤの両方について再測定される。膜厚及びフィーチャＣＤに対する成膜プロセスの寄与度を決定するために、成膜後の測定値を、最初の測定値と比較することができる。次いで、このデータに基づいて、この後の成膜プロセスを、不動態化物を加えるか、又は除去するように変更することができる。また、最初のフィーチャの寸法又は幾何形状に依存するやり方で、選択されたフィーチャに不動態化物を付加するか、又は除去するために、成膜された膜を実質的に非共形（ｎｏｎｃｏｎｆｏｒｍａｌ）にすることができる。このようにして、フィーチャのＣＤ、ＣＤ均一性及び／又はＣＤ直線性を、所望のレベルに調整することができる。
【００４３】
成膜後、エッチングに備えてＣｒ層から不動態化層を取り除くために、フォトマスクをブレイクスループロセスに曝すことができる。適切なＣＤ補填を得るために、ブレイクスループロセスを特徴付けることが必要であり得る（ＣＤ補填を、絶対的フィーチャＣＤ、フィーチャＣＤ均一性、ＣＤ直線性などとして定義することができる場合）。ＣＤ及びレジスト厚さの成膜後の測定に続いて、フォトマスクをプロセスチャンバー中に置き、不動態化層を除去するために、少なくとも部分的に異方性であるプロセスに曝す。次いで、フォトマスクは、プロセスチャンバーから取り出され、理想的には、前に測定された同じ場所において、膜厚及びＣＤ性能の両方について再測定され得る。厚さ及びＣＤ性能へのブレイクスループロセスの寄与度合いを決めるために、ブレイクスルー後の測定が、成膜後の測定と比較され得る。このデータに基づいて、より多い、又はより少ない不動態化層及び／又はフォトレジストを除去するように、また残存する不動態化層及び／又はフォトレジストの均一性を変化させるように、この後のブレイクスループロセスを変更することができる。このようにして、フィーチャＣＤ又はＣＤ均一性のいずれか、又はこの両者を、所望のレベルに調整することができる。
【００４４】
一度、成膜及びブレイクスルーのプロセスが特徴付けられると、所与の主要エッチングプロセスによって引き起こされる所望のＣＤシフトを達成するように、いずれかの、又は両方のプロセスを変更することができる。
【００４５】
好ましい実施形態においては、最後のＣｒＣＤ性能が、最初のマスクのＣＤ性能に合致するように、不動態化及びブレイクスループロセスによって引き起こされる所望のＣＤシフトは、主要エッチングによって引き起こされるＣＤバイアスを正確に埋め合わせる。
【００４６】
別の実施形態において、不動態化、ブレイクスルー及び主要エッチングの工程によって引き起こされるＣＤシフトは、最初のマスクＣＤ性能と必ずしも合致しない目標の最後のＣｒＣＤ性能と合致するように調整される。
【００４７】
この実施形態において、複合のエッチングプロセスの成膜工程は、所望の最終目標のＣＤ性能が達成されるように構成される（例えば成膜プロセスは、ＣＤ性能の主要エッチング及びオーバーエッチングを考慮に入れて、最初のエッチングマスクのＣＤ性能を所望の目標のＣＤ性能に調整する。）。
【００４８】
このようなプロセスフローの１つの例は、以下に示され、このプロセスは以下のように実現し得る。
所望の目標のＣＤ性能を確認する。
最初のエッチングマスクのＣＤ特徴を特徴付ける。
主要エッチング工程のＣＤ性能を特徴付けるか又は予測する。
オーバーエッチング工程のＣＤ性能を特徴付けるか、又は予測する。
要求されるＣＤシフトを確認するために、ポイント毎の差異を計算する。
要求されるＣＤシフト＝所望のＣＤ−初めのＣＤ＋エッチングＣＤシフト
ここで、エッチングＣＤシフト＝主要エッチングシフト＋オーバーエッチングシフト
要求されるＣＤシフトをもたらす成膜プロセス条件を決定する。
下記のプロセスを利用する複合エッチングプロセスを構成する。
決定された成膜プロセス
成膜層除去プロセス（必要な場合）
エッチングプロセス
オーバーエッチングプロセス（必要な場合）
【００４９】
上記の例において、成膜体除去プロセスのＣＤ性能への影響は無いと仮定されていることに注意すべきである。成膜体除去プロセスのＣＤシフトが、無視できるものでない場合は、次のようになる。
要求されるＣＤシフト＝所望のＣＤ−初めのＣＤ＋不動態化物除去シフト＋エッチングシフト
【００５０】
さらに別の実施形態において、フォトリソグラフィのレチクルのＣＤ性能は、プロセスの進行中に測定され得る（例えば、インサイチュでの測定を使用して）。非破壊ＣＤ測定ツール（例えばＮａｎｏｍｅｔｒｉｃｓからのＡｔｌａｓシステム又はｎ＆ｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからのｎ＆ｋ１７００ＲＴのような光波散乱計測に基づくシステムなど）が、この目的のためにエッチングシステムと一緒に直接的に統合化され得る。これは、所望のＣＤ性能を達成するために、成膜工程が監視され、プロセスの進行中に潜在的に変更されることを可能にすると思われる。
【００５１】
これは、所望のＣＤ性能を達成するために、成膜工程が、プロセス進行中に変更されることを可能にすると思われる。
【００５２】
さらに別の実施形態において、複合化プロセスのＣＤ性能は、プロセスの進行につれて監視され得る。プロセス中にフォトリソグラフィレチクルのＣＤ性能を調整するために、プロセス中に成膜工程又は複数の工程を複合化プロセスに加えることができる。
【実施例】
【００５３】
厚さ約７０ｎｍの典型的なクロム含有層を有する溶融シリカでつくられた基板を含むフォトリソグラフィのレチクルが使用された。また、クロム含有層は、厚さ約２５ｎｍの反射防止層を含んでいた。厚さ約３００ｎｍの化学的に増幅されるレジスト（ＣＡＲ）を使用して、クロム含有層をマスクし、当該技術分野で良く知られた方法を使用してパターン形成した。
【００５４】
クロム含有層にパターン形成するために、例えばＯｅｒｌｉｋｏｎ  ＵＳＡ、米国フロリダ州Ｓｔ．Ｐｅｔｅｒｓｂｕｒｇにより市販されているＭａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ  Ｖなどのプラズマエッチングツール中において基板を加工処理した。
【００５５】
（実施例Ｉ）
「Ｃｌｅａｒｗａｔｅｒ」のパターンの低負荷フォトマスク３２４０の孤立した５００ｎｍクリアフィーチャが、Ｏｅｒｌｉｋｏｎ  Ｇｅｎ  ５  Ｍａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ（表１のプロセス条件）中の標準のＣｒエッチングプロセスに曝された時に、２５ｎｍのＣＤの成長及び２．３ｎｍ、３ｓの均一性へのエッチングの寄与度を経験した（図４を参照）。
【００５６】
【表１】
2010500763.tif 000003
【００５７】
この結果に基づいて、エッチングのＣＤにおける変化を補填するために、２５ｎｍだけ、最初のレジストのクリアフィーチャ（空間）のＣＤを減少させることが所望された。
【００５８】
従来技術プロセスにおいて示された２５ｎｍバイアスについて補填するために、成膜プロセス、ブレイクスループロセス及び主要エッチングプロセス（オーバーエッチング付き）からなる複合化プロセスが構成された。
【００５９】
第１工程において、「Ｃｌｅａｒｗａｔｅｒ」パターンの低負荷フォトマスク３３０１の上にポリマーの不動態化層を成膜させるために、成膜プロセス（表２に示された成膜プロセス条件）を使用した。このプロセスは、パターン形成されたレジストの表面上に厚さ約２００Åの均一なポリマー層を成膜させるように前もって最適化された。ポリマーの水平方向の厚さが、約２００Åになったときに、孤立した５００ｎｍクリアフィーチャの最初のＣＤが、約２９ｎｍだけ減少したことを前もって測定していた。
【００６０】
【表２】
2010500763.tif 000004
【００６１】
第２工程において、プレート３３０１を、ブレイクスルー工程（表２に示されたブレイクスループロセス条件）に曝した。ブレイクスループロセスは、水平表面からポリマーの約２５０Åを均一に除去するように最適化された。この例において、ポリマーの２５０Åを除去することは、不動態化層＋フォトレジストの追加の約５０Åが除去されることを意味する。このプロセスの特徴付けは、マスクされていないＣｒ表面の完全な露出が、ＣＤにおける認識できない変化と共に達成されることを示した。換言すれば、水平表面からの不動態化膜を除去する間、ブレイクスループロセスによる不動態化後のフィーチャＣＤにおいて何らの測定され得るシフトはなかった。
【００６２】
最後に、プレート３３０１を、主要エッチング工程に曝した（表２に示された主要エッチングプロセス条件）。エッチングプロセスを完了した後、最後のＣｒＣＤを測定するために、残存するレジストを除去した。図５は、全プロセスのＣＤ性能のプロットしたものを示す（最初のレジストＣＤから最後のＣｒＣＤのポイント毎の引き算によって構成される。）。複合化Ｃｒエッチングプロセス（成膜、ブレイクスルー及び主要エッチング）は、約−３ｎｍの複合ＣＤバイアスをもたらした（すなわち、５００ｎｍの最初のＣＤをもつ空間は、パターン形成されたＣｒにおいて約４９７ｎｍへ減少した。）。これは、２５ｎｍのＣＤバイアスを示したプレート３２４０（従来技術）の結果（５００ｎｍの最初のレジストＣＤを有する空間が、パター形成されたＣｒにおいて約５２５ｎｍに増加した。）と対照的である。
【００６３】
（実施例ＩＩ）
Ｏｅｒｌｉｋｏｎ  Ｍａｓｋ  Ｅｔｃｈｅｒ  Ｖを使用し、複合化エッチングプロセスを使用して、「Ｃｌｅａｅｗａｔｅｒ」のパターンの低負荷フォトマスク３２８１をエッチングした。複合化エッチングプロセスを表３に示す。
【００６４】
【表３】
2010500763.tif 000005
【００６５】
加工処理する前に、図６に示されるように、最初のレジストパターンの公称５００ｎｍのクリアフィーチャ（空間）のＣＤ性能を測定した。
【００６６】
表３に列記された条件を使用して、炭化水素化学（この場合においてはＣＨ４）に基づく不動態化工程を実行した。公称５００ｎｍのクリアフィーチャの不動態化後のＣＤ測定値を、図７に示す。ポイント毎の引き算で構成される差異をプロットしたものを、図８に示す。成膜が、約２３ｎｍだけ、公称５００ｎｍの空間ＣＤを減少させたことに注目すべきである。
【００６７】
成膜後の測定に続いて、この基板を、表３に示された条件を使用して、ブレイクスルー工程、主要エッチング及びオーバーエッチングにかけた。エッチング後、残存するレジストを除去し、公称５００ｎｍのクリアフィーチャについて、最終のクロムＣＤ測定を行った（図９を参照）。最後に最後のクロムの測定値（図９）と最初のレジストの測定値（図６）との間のポイント毎の引き算を使用して、ＣＤの差異をプロットしたもの（図１０）をつくった。
【００６８】
従来技術のプロセスの２５ｎｍのＣＤバイアスと比較して、この複合化プロセスは、約８ｎｍの全プロセスＣＤバイアスをもたらした。
【００６９】
上記の例は、フォトリソグラフィ基板上のクロム含有膜の限定に適用された本発明を記述しているが、本発明は、基板材料自体を含むフォトリソグラフィ基板上に配置された多くの材料をエッチングすることにも適用され得ることを注目すべきである。また、本発明は、移相のフォトリソグラフィレチクル（例えばＭｏＳｉなど）にも適用することができる。また、本発明は、例えばＴａ含有材料などの超紫外線マスク材料にも使用することができる。
【００７０】
本開示は、前述の開示だけでなく、付属の特許請求の範囲に含まれるものも包含する。本発明は、ある程度の詳細さで、好ましい形で記載されてきたが、好ましい形での本開示は、例示の目的のみでなされたものであり、本発明の精神及び範囲から逸脱しないで、構成の詳細及び部分の組合せ及び配列における多くの変形に用いることができると理解される。
【００７１】
これまで本発明を説明してきたが、特許請求の範囲は以下のとおりである。
【符号の説明】
【００７２】
１００  エッチングマスク
１０５  薄膜
１１０  リソフォトグラフィレチクル
１１５  最初のマスクイメージ
１２０  プロセスのＣＤバイアス
１２５  最終のエッチングパターン
２００  不動態化膜
２０５  エッチングマスク側壁
２１０  不動態化膜（残存）
３００  レチクル
３０５  第１工程
３１０  ブレイクスルー工程
３１５  主要エッチング工程
【図１】
2010500763.tif 000006
【図２】
2010500763.tif 000007
【図３】
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【図４】
2010500763.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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