(57)【要約】      （修正有）【課題】基板をパターニングするための方法を提供する。【解決手段】基板の上に放射線感受性材料の層を形成するステップ１００４、リソグラフィ処理を使用して放射線感受性材料の前記層にパターンを作製し、パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び粗さによって特徴付けられるステップ１００８、低下したＣＤにＣＤを減らすためにＣＤシュリンク処理を行うステップ１０１２、ターゲットＣＤまで低下したＣＤを成長させる成長処理を行うステップ１０１６、基板のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）と、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）とを制御するステップ１０２０を含み、スループットは、１時間当たり基板５０個以上である方法。粗さは、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）、又はＬＥＲとＬＷＲとの両方を含む。【選択図】図１０Ａ
2016213475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１時間当たりの基板におけるスループットを有するパターニングシステムにおける基板をパターニングする方法であって、当該方法は、：
基板の上に放射線感受性材料の層を形成するステップと；
極端紫外（ＥＵＶ）リソグラフィ処理を使用して放射線感受性材料の前記層にパターンを作製するステップであって、前記パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び粗さによって特徴付けられる、ステップと；
パターンを作製する前記ステップに続いて、低下したＣＤにＣＤを減らすためにＣＤシュリンク処理を行うステップと；
ＣＤシュリンク処理を行う前記ステップに続いて、ターゲットＣＤまで低下したＣＤを成長させる成長処理を行うステップと；
を含み、前記基板のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）と、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）とを制御しながら、前記スループットは、１時間当たり基板５０個以上である、方法。
【請求項２】
ＣＤシュリンク処理を行う前記ステップは、：
ハードマスクで前記パターンをコーティングするステップであって、コーティングする前記ステップは、ハードマスクをコーティングしたレジストを生成する、ステップと；
選択された期間の温度範囲において前記ハードマスクをコーティングしたレジストをベークするステップであって、ベークする前記ステップは、ベークされ、コーティングされたレジストを生成する、ステップと；
脱イオン水（ＤＩＷ）において、前記ベークされ、コーティングされたレジストを現像するステップと；
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ハードマスクをコーティングしたレジストをベークするステップは、７０秒間以下、１１０〜１７０℃の温度範囲で行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＣＤシュリンク処理は、１０〜１５ｎｍだけＣＤを低下させる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ハードマスクコーティングは、６０〜１５０ｎｍの範囲内の膜厚で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ベークされ、コーティングされたレジストを現像するステップは、６０秒以下で行われる、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記成長処理は、前記ＣＤシュリンク処理の前、後、又はその間に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シュリンク処理は、溶媒蒸気処理又は化学スピンコーティング処理を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シュリンク処理は、レジスト現像処理又はエッチング処理を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記成長処理を行うステップは、溶媒蒸気処理、化学スピンコーティング処理、又はエッチング処理を使用して行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
パターニングターゲットを達成するため、２以上の選択された動作変数を同時に制御するステップ、
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記２以上の選択された動作変数は、コーティング時間、コーティングスピン速度、コーティング加速度、エッチング液分配率、脱イオン水の分配率、焦点深度（ＤＯＦ）マージン、収縮範囲（ｎｍ）、混合ベーク温度、及びハードマスク膜厚の範囲を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
成長処理後のＬＥＲとＬＷＲは、シュリンク処理後のＬＥＲとＬＷＲに比べて１１〜２０％だけ低い、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
基板をパターニングする方法であって、：
基板の上に放射線感受性材料の層を形成するステップと；
リソグラフィ処理を使用して放射線感受性材料の前記層にコンタクトホール（Ｃ／Ｈ）パターンを作製するステップであって、前記パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び接触エッジラフネス（ＣＥＲ）によって特徴付けられる、ステップと；
Ｃ／Ｈパターンを作製する前記ステップに続いて、ターゲットエネルギーよりも低いエネルギーに露出する処理を行うステップであって、前記露出処理は期待されるＣ／Ｈ  ＣＤよりも小さいＣ／Ｈ  ＣＤを形成する、ステップと；
期待されるＣ／Ｈ  ＣＤよりも大きいＣ／Ｈ  ＣＤを作成するため、成長処理を行うステップと；
ターゲットＣＤまでＣ／Ｈ  ＣＤを低下させるため、シュリンクバック処理を行うステップと；
を含む、方法。
【請求項１５】
成長処理を行う前記ステップは、溶媒蒸気処理、化学スピンコーティング処理、レジスト現像処理、又はエッチング処理を使用して行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
シュリンクバック処理を行う前記ステップは、溶媒蒸気処理、化学スピンコーティング処理、又はエッチング処理を使用して行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
感度低下、ＣＥＲ及び／又はＣＤ均一性（ＣＤＵ）を含むパターニングターゲットを達成するため、２以上の選択された動作変数を同時に制御するステップ、
をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記２以上の選択された動作変数は、コーティング時間、コーティングスピン速度、コーティング加速度、エッチング液分配率、脱イオン水の分配率、焦点深度（ＤＯＦ）マージン、収縮範囲（ｎｍ）、混合ベーク温度、ハードマスク膜厚の範囲、成長処理時間、及び／又はシュリンクバック処理時間を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
ＣＥＲが１５〜３３％だけ低下し、且つ、スループットは、１時間当たり基板５０個以上である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
側壁画像転写処理を行うためのマンドレルとして、放射線感受性材料の層において前記パターンを使用するステップであって、前記放射線感受性材料の層はＥＵＶ（極端紫外）レジストを含む、ステップ、
をさらに含む、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、基板の上に薄膜をパターニングするための方法及びシステム、及び、より具体的には、レジスト感度を低下させ、且つ、ライン幅ラフネス及びラインエッジラフネス又は接触エッジラフネスを改善するための方法及びシステム、に関わる。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
材料処理方法において、パターンエッチングは、
基板の上面(upper  surface)に、フォトレジストなどの放射線感受性材料の層を適用すること、
フォトリソグラフィを使用して、放射線感受性材料の前記層においてパターンを形成すること、
エッチング処理(process)を使用して、前記基板の上の下地薄膜に、放射線感受性材料の前記層において形成した前記パターンを転写すること、
を含む。放射線感受性材料のパターニングは、一般に、
例えばフォトリソグラフィシステムを使用して、電磁（ＥＭ）放射のパターンに放射線感受性材料を露出すること(exposure)、
その後、現像溶液使用して、（ポジ型レジストの場合のように）放射線感受性材料の照射領域、又は（ネガ型レジストの場合のように）非照射領域を除去すること、
を含む。
【０００３】
限界寸法（ＣＤ）が低下するにつれて、結果として生じるパターンのライン幅ラフネス（ＬＷＲ）を許容限度内に維持したまま、ＥＭ放射のパターンの解像度（Resolution）及びレジストの感度(Sensitivity)を高める必要がある。解像度（Resolution）と、ＬＷＲと、感度(Sensitivity)との間のトレードオフの関係があることが当技術分野で知られており、しばしばＬＲＳトレードオフの三角形と呼ばれる。前記３つのパラメータのうち１つを改善しようとする従来の技術は、その他のパラメータのうち１つもしくは２つについて許容できない犠牲において改善する。極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィは、４０ｎｍ以下のフィーチャサイズのための有望な結果を示す。しかしながら、ＥＵＶレジスト感度は、ＥＵＶリソグラフィに関する課題の１つである。上記ＬＲＳのトレードオフにおいて述べたように、解像度、ＬＷＲ、及び感度における同時改善を得ることは非常に困難である。以前の試みは、低下したＣＤにＣＤを低下させるためのスリミング処理と、低下した粗さ(roughness)に粗さを低減するための平滑化処理を含む、一連のステップを含んでいた。ラインアンドスペース構造と関連した粗さ、及びコンタクトホールを有するコンタクトエッジラフネス（ＣＥＲ）が低下することなく、増加したスループットの必要性が継続する。ＥＵＶリソグラフィのための可能(enabling)スループットを達成するため、ＬＷＲもしくはＣＥＲに、及び解像度に影響を有意に与えることなく、レジスト感度のさらなる低下を可能にする方法及びシステムが引き続き必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板をパターニングするための方法が提供される。当該方法は、：
基板の上に放射線感受性材料の層を形成するステップと；
リソグラフィ処理を使用して放射線感受性材料の前記層にパターンを作製するステップであって、前記パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び粗さ（ラフネス、roughness）によって特徴付けられる、ステップと；
パターンを作製する前記ステップに続いて、低下したＣＤにＣＤを減らすためにＣＤシュリンク処理を行うステップと；
ターゲットＣＤ(target  CD)まで低下したＣＤを成長させる成長処理を行うステップと；
を含み、前記基板のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）と、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）とを制御しながら、前記スループットは、１時間当たり基板５０個以上である、方法。粗さは、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）、又はＬＥＲとＬＷＲとの両方を含む。ＣＤシュリンク処理を行うステップは、
ハードマスクで前記パターンをコーティングするステップと；
ある期間の温度範囲において前記ハードマスクをコーティングしたレジストをベークするステップであって、ベークするステップは、ベークされ、コーティングされたレジストを生成する、ステップと；
脱イオン水において、前記ベークされ、コーティングされたレジストを現像するステップと；
を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
基板をパターニングするためのシステムもまた提供される。当該システムは、
プラズマ発生装置、エッチャントガス供給システム、コントローラ、電源、加熱システム、冷却システム、及び真空システムに結合された処理チャンバを含むパターニングシステムを含み、；
前記パターニングシステムは、
基板の上に放射線感受性材料の層を形成し、；
リソグラフィ処理を使用して、放射線感受性材料の層においてパターンを作成し、前記パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び粗さによって特徴付けられ、；
パターンを作成した後、低下したＣＤにＣＤを減らすため、ＣＤシュリンク処理を行い、；
ターゲットＣＤまで低下したＣＤを成長させるため、成長処理を行う、ように構成され、；
ラインアンドスペースパターンにおける粗さは、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）、又はＬＥＲとＬＷＲの両方を含み、；且つ、
コンタクトホールパターンにおいて、ターゲット(target)感度低下、及びＬＥＲ、ＬＷＲ、又はＣＥＲ改善は、パターニングシステムの基板スループットを高めるために同時に達成される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
添付の図面において：
【図１】一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感度(sensitivity)の関数として、ポストリソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造の限界寸法（ＣＤ）の例示的なグラフを示す。
【図２】一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感度の関数として、ポストリソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造のライン幅ラフネスの例示的なグラフを示す。
【図３】一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感度の関数として、ポストリソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造のラインエッジラフネス（ＬＥＲ）の例示的なグラフを示す。
【図４】一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるラインアンドスペース構造のシュリンク及び成長処理ステップの例示的な簡略図を示す。
【図５】一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるコンタクトホール（Ｃ／Ｈ）構造のシュリンク及び成長処理ステップの例示的な簡略図を示す。
【図６】図６Ａは、異なるエネルギーレベルにおける現像処理後の構造の上面図の例示的なイメージを表し、  図６Ｂは、異なるエネルギーレベルにおける化学トリムオーバーフロー（ＣＴＯ）処理後の構造の上面図の例示的なイメージを表し、  図６Ｃは、異なるエネルギーレベルにおけるケイ素反射防止コーティングエッチング処理後の構造の上面図の例示的なイメージを表す。
【図７】図７Ａは、１７ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のＣＴＯ後の構造の側面図の例示的なイメージであり、  図７Ｂは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のＣＴＯ後の構造の側面図の例示的なイメージであり、  図７Ｃは、１７ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のＣＴＯ後の構造の側面図の例示的なイメージであり、  図７Ｄは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のエッチング又はＯＰＬオープン、ＣＴＯ処理後の構造の側面図の例示的なイメージであり、  図７Ｅは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで現像処理後の構造の側面図の例示的なイメージである。
【図８】図８Ａは、ポストリソグラフィのライン幅ラフネスベースライン測定を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図８Ｂは、ポストエッチング平滑化のライン幅ラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図８Ｃは、ポストリソグラフィのライン幅ラフネスベースライン測定を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図８Ｄは、ポスト平滑化のライン幅ラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図８Ｅは、ポストエッチング規則性(regular)平滑化のライン幅ラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージである。
【図９】図９Ａは、慣用のポストリソグラフィによる接触エッジラフネスベースライン測定を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図９Ｂは、慣用のポストエッチング平滑化による接触エッジラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図９Ｃは、ポストトラックベースの平滑化による接触エッジラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージであり、  図９Ｄは、ポストトラックベースの平滑化による接触エッジラフネス改善を強調する、構造のトップダウンで見た例示的なイメージである。
【図１０Ａ】一実施形態に係るシュリンク及び成長処理を使用して、ラインアンドスペース構造を有する基板をパターニングする方法を説明するフローチャートである。
【図１０Ｂ】一実施形態に係るＣＤシュリンク処理を行う方法を説明するフローチャートである。
【図１１】一実施形態に係るシュリンク及び成長処理を使用して、コンタクトホール（Ｃ／Ｈ）構造を有する基板をパターニングする方法を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施形態におけるシュリンク及び成長処理を使用して、極端紫外線感度低下の方法を行うための例示的システムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
いくつかの実施形態の詳細な説明
基板をパターニングするための方法は、様々な実施形態において開示される。しかし、関連技術の当業者は、様々な実施形態は、特定の詳細の一つ以上がなくても、又は他の置換及び／又は追加の方法、材料、又は構成要素を伴っても、実施できること、認識している。その他の場合において、周知の構造、材料、又は動作は、本発明の様々な実施形態の態様を不明瞭にすることを避けるため、詳細に図示又は説明されない。
【０００８】
同様に、説明の目的で、特定の数、材料、及び構成は、本発明の完全な理解を提供するために記載される。それにもかかわらず、本発明は、特定の詳細なしに実施されてもよい。さらにまた、図面に示した様々な実施形態は例示的表現であり、必ずしも縮尺どおりに描かれていないことが理解される。
【０００９】
本明細書における「一実施形態(one  embodiment又はan  embodiment)」そのバリエーション全体の参照は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、材料、又は特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味するが、それらが全ての実施形態に存在することを示すものではない。従って、このような本明細書全体を通して様々な箇所で「一実施形態において」又は「一実施形態において」などの語句の出現は、必ずしも本発明の同じ実施形態を指すものではない。さらに、当該特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ又は複数の実施形態においていずれの適切な方法で組み合わせることができる。
【００１０】
それにもかかわらず、一般的な概念の発明的性質が説明されているにもかかわらず、説明内に含まれる特徴は、本発明の性質のものであることが理解されるべきである。
【００１１】
一般的に本明細書中で使用される「基板」は、本発明の実施形態に従って処理される物体(object)を意味する。基板は、デバイスの、特に半導体もしくはその他の電子デバイスの、いずれの材料部分もしくは構造を含んでよく、且つ、例えば、半導体ウエハのようなベース基板構造、ベース基板の上の（on）、もしくはベース基板の上にある(overlying)層、例えば薄膜、であってよい。従って、基板は、いずれの特定のベース構造、下にある層もしくは上にある層、パターン化もしくは非パターン化に限定することを意図しないが、むしろ、いずれのこのような層もしくはベース構造、及び層及び／もしくはベース構造のいずれの組合せ、を含むことが意図される。以下の説明は、基板の特定のタイプを参照することができるが、これは限定ではなく、例示目的のためだけである。本出願では、用語「線量(dose)」及び「エネルギー」は、ＥＵＶフォトレジストを照射するために使用されるＥＵＶ放射線を意味するために互換的に使用される。さらに、レジスト及びフォトレジストは、フォトレジストを意味するために互換的に使用される。
【００１２】
図１を参照すると、図１は、本実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感度(EUV  Sensitivity)の関数として、ポスト（post）リソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造の限界寸法（ＣＤ）の例示的なグラフ１００を表す。リソグラフィ曲線１０８(Litho)は、ＣＤ約５４ｎｍにおける、低ＥＵＶ感度から始まり、高ＥＵＶ感度のための約４０ｎｍへと下降する(down)、傾斜下降曲線である。シュリンク曲線１２４(Shrink)は、低ＥＵＶ感度におけるＣＤ約５３ｎｍにおいて始まり、高ＥＵＶ感度のための約３０ｎｍまでの、傾斜下降曲線である。エッチング曲線１１６(Etch)は、低ＥＵＶ感度における約５３ｎｍのＣＤにおいて始まり、高ＥＵＶ感度における約３４ｎｍまでの、傾斜下降曲線である。丸で囲まれたポイントにより識別されたグラフにおける例は、どのように、リソグラフィ処理後、約４０ｎｍのターゲットＣＤ(Target  CD)を有するパターン化構造は、高ＥＵＶ感度における約４０．５（ポイント１１２）にあるかを説明する。シュリンク処理後、収縮はターゲットＣＤ１０４以上であり、構造は、中間(medium)ＥＵＶ感度における約３６ｎｍ（ポイント１２８）にある。構造は、エッチング曲線１１６(Etch)において、ターゲットＣＤに近いエッチング処理（ポイント１２０）において成長させる。ＥＵＶ感度の低下(Reduction)は、ライン１２２により強調される。前記ライン１２２は、構造が高ＥＵＶ感度にあったリソグラフィ曲線（ポイント１１２）から、構造が中間ＥＵＶ感度にあるエッチング曲線（ポイント１２０）までである。
【００１３】
図２は、一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感受性(EUV  Sensitivity)の関数として、ポストリソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）の例示的なグラフ２００を表す。リソグラフィ曲線２０４(Litho)は、ＬＷＲ約１０．９ｎｍにおける、低ＥＵＶ感度から始まり、高ＥＵＶ感度における約７．２ｎｍへと下降する(down)、傾斜下降曲線である。シュリンク曲線２１２(Shrink)は、低ＥＵＶ感度におけるＬＷＲ約１０．２ｎｍにおいて始まり、高ＥＵＶ感度における約６．０ｎｍまでの、傾斜下降曲線である。エッチング曲線２２４(Etch)は、低ＥＵＶ感度における約５．５ｎｍのＬＷＲにおいて始まり、高ＥＵＶ感度における約６．３ｎｍのＬＷＲまでの、傾斜下降曲線である。丸で囲まれたポイントにより識別されたグラフにおける例は、約７．１ｎｍのＬＷＲにおいて開始するパターン化構造、ポイント２０８、ポストリソグラフィを説明する。シュリンク処理後、構造のＬＷＲは、中間(medium)ＥＵＶ感度におけるシュリンク曲線２１２（Shrink）において約７．２ｎｍである（ポイント２１６）。構造は、ＬＷＲが約５．５ｎｍ(エッチング曲線２２４におけるポイント２２８)まで低下する(改善する)エッチング処理において成長させる。ＬＷＲの低下(Reduction)は、ライン２２０により強調される。前記ライン２２０は、構造が高ＥＵＶ感度にあったリソグラフィ曲線２０４（ポイント２０８）から、構造が中間ＥＵＶ感度にあるエッチング曲線２２４（ＬＷＲが、約５．５ｎｍに低下した（改善した）ポイント２２８）までである。
【００１４】
図３は、一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるＥＵＶ感受性(EUV  Sensitivity)の関数として、ポストリソグラフィ処理、シュリンク処理、及びエッチング処理の処理ステップにおける構造のラインエッジラフネス（ＬＥＲ）の例示的なグラフ３００を表す。リソグラフィ曲線３０４(Litho)は、ＬＥＲ約８．２ｎｍにおける、低ＥＵＶ感度から始まり、高ＥＵＶ感度における約４．９ｎｍへと下降する(down)、傾斜下降曲線である。シュリンク曲線３１２(Shrink)は、低ＥＵＶ感度におけるＬＥＲ約７．４ｎｍにおいて始まり、高ＥＵＶ感度における約４．０ｎｍまでの、傾斜下降曲線である。エッチング曲線３２４(Etch)は、低ＥＵＶ感度における約３．５ｎｍのＬＥＲにおいて始まり、高ＥＵＶ感度における約３．６ｎｍのＬＥＲまでの、比較的フラットな曲線である。丸で囲まれたポイントにより識別されたグラフにおける例は、約５．０ｎｍのＬＥＲにおいて開始するパターン化構造、ポイント３０８、ポストリソグラフィを説明する。シュリンク処理後、構造のＬＥＲは、中間(medium)ＥＵＶ感度におけるシュリンク曲線３１２（Shrink）において約５．０ｎｍである（ポイント３１６）。構造は、ＬＥＲが約３．４ｎｍ(エッチング曲線３２４におけるポイント２２８)まで低下する(改善する)エッチング処理において成長させる。ＬＥＲの低下(Reduction)は、ライン３１８により強調される。前記ライン３１８は、構造が高ＥＵＶ感度にあったリソグラフィ曲線３０４（ポイント３０８）から、構造が中間ＥＵＶ感度にあり、且つ、ＬＥＲが、約３．４ｎｍであるエッチング曲線３２４（ポイント３３２）までである。
【００１５】
図４は、一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるラインアンドスペース構造のシュリンク及び成長処理ステップのフローについての例示的な簡略図４００を示す。ラインアンドスペース構造のターゲットＣＤは、アプリケーションに基づき、且つ、アプリケーションのために収集した経験的データに基づいて選択される。リソグラフィ処理４０２は、ターゲットＣＤを製造するために目標エネルギーよりＥＵＶ源からのより少ないエネルギーを使用して、意図的に過小レベルに設定される。構造４０６のＣＤ４０４は、ターゲットｍＪ／ｃｍ２未満を使用して、ターゲットＣＤよりも広くなるように設定されている。リソグラフィ装置の一定のエネルギー出力が与えられると、リソグラフィステップにおいて使用されるより少ないエネルギーは、時間当たりの基板における基板スループットを増大させる。典型的な下地(underlying)層は、シリコン反射防止層４０８、高度なパターニング膜４１２、及びターゲット層４１６を包含する。シュリンク処理４１０において、構造４２６は、ターゲットＣＤ以上に収縮し、且つ、ターゲットＣＤよりも小さいライン４２４、及び大きいスペース４２８をもたらし、下地層は、シリコン反射防止層４２８、高度なパターニング膜４３２、及びターゲット層４３６を包含する。成長処理４３０において、構造４４６は、ターゲットＣＤサイズ４４４まで成長させ、下地層は、シリコン反射防止層４４８、高度なパターニング膜４５２、及びターゲット層４５４を包含する。
【００１６】
図５は、一実施形態に係るＥＵＶパターニング処理におけるコンタクトホール（Ｃ／Ｈ）構造のシュリンク及び成長処理ステップのフローの例示的な簡略図５００を示す。Ｃ／ＨのターゲットＣＤは、アプリケーションに基づき、且つ、アプリケーションのために収集した経験的データに基づいて選択される。リソグラフィ処理５０２は、ターゲットＣＤを製造するために目標エネルギーよりＥＵＶ源からのより少ないエネルギーを使用して、意図的に過小レベルに設定され、この時、ターゲットＣＤはコンタクトホールである。構造５０６のＣＤ５０４は、ターゲットｍＪ／ｃｍ２未満を使用して、ターゲットＣＤよりも広くなるように設定されている。上記のように、リソグラフィステップにおいて使用されるより少ないエネルギーは、時間当たりの基板における基板スループットを増大させる。典型的な下地(underlying)層は、シリコン反射防止層５０８、高度なパターニング膜５１２、及びターゲット層５１６を包含する。シュリンク処理５１０において、構造５２６は、ターゲットＣＤ以上に収縮し、且つ、ターゲットＣＤよりも小さいホール５２４、及び大きいスペース５２８をもたらし、下地層は、シリコン反射防止層５２８、高度なパターニング膜５３２、及びターゲット層５３６を包含する。成長処理５３０において、構造５４６は、ターゲットＣＤサイズ５４４まで成長させ、下地層は、シリコン反射防止層５４８、高度なパターニング膜５５２、及びターゲット層５５６を包含する。
【００１７】
図６Ａは、異なるエネルギーレベルにおける構造のパターニング及び現像処理後の構造の上面図の例示的なイメージ６００を表す。１３ｍＪ／ｃｍ２における構造６０４の上面図は、視覚的に高いＬＷＲを有し、１５ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６０６は、低いＬＷＲを有し、１８ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６０８は、さらに低いＬＷＲを有し、２１ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６１０は、最低のＬＷＲを有する。
【００１８】
図６Ｂは、異なるエネルギーレベルにおける、構造の化学トリムオーバーフロー（ＣＴＯ）処理後の構造の上面図の例示的なイメージ６２０を表す。構造は、６０秒間、６０℃に曝露された。１３ｍＪ／ｃｍ２における構造６２４の上面図は、視覚的に高いＬＷＲを有し、１５ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６２６は、低いＬＷＲを有し、１８ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６２８は、さらに低いＬＷＲを有し、２１ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６３０は、最低のＬＷＲを有する。
【００１９】
図６Ｃは、異なるエネルギーレベルにおける構造のケイ素反射防止コーティングエッチング後の構造の上面図の例示的なイメージ６４０を表す。１３ｍＪ／ｃｍ２における構造６４４の上面図は、視覚的に高いＬＷＲを有し、１５ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６４６は、低いＬＷＲを有し、１８ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６４８は、さらに低いＬＷＲを有し、２１ｍＪ／ｃｍ２に露出後の構造６５０は、最低のＬＷＲを有する。
【００２０】
図７Ａは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルにおける現像処理後の構造７０６の側面図の例示的なイメージ７００である。構造７０６の現像後、構造７０６間の距離７０２は４９．０ｎｍであった一方で、構造７０６の高さ７０４は、４８．２ｎｍであった。
【００２１】
図７Ｂは、１７ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のＣＴＯ後の構造７１２の側面図の例示的なイメージ７１０である。このエネルギーレベルにおいて、６０秒間、６０℃のＣＴＯは、ＣＤ高さ７１４を４０．２ｎｍまで低下を引き起こし、構造７１２間の距離７１８は４０．２ｎｍであり、構造７１２の真下にある層７１６は、３６．３ｎｍである。
【００２２】
図７Ｃは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルで６０秒間、６０℃のＣＴＯ後の構造７２６の側面図の例示的なイメージ７２０である。基本的な違いは、ＣＤの高さ７２４が３５．５ｎｍであることである。
【００２３】
図７Ｄは、エッチング又は有機平坦化層（ＯＰＬ）オープン後の構造７４６の側面図の例示的なイメージ７４０である。１７ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルにおけるエッチング又はＯＰＬオープン後、構造７４６は、丸みを帯びた円錐形の最上部プロファイルを示し、構造間の距離７４８は５１．５ｎｍであり、構造の高さ７４４は約１０９．９ｎｍである。
【００２４】
図７Ｅは、２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーレベルでエッチング又は有機平坦化層（ＯＰＬ）オープン後の構造７６６の側面図の例示的なイメージ７６０であり、当該構造はより成長しており、構造間の距離は４６．１ｎｍであり、これは、成長に起因する予想された損失であるものである。当該距離及び構造７６６のＣＤ７６４は、８０．４ｎｍであった。
【００２５】
図８Ａは、構造のトップダウンで見た例示的なイメージ８００であり、ポストリソグラフィのライン幅ラフネス（ＬＷＲ）を強調する。本発明者らが行った試験及び測定に基づく、ポストリソグラフィの構造８０８のＬＷＲ８０４は４．８２ｎｍであった。
【００２６】
図８Ｂは、構造のトップダウンで見た例示的なイメージ８２０であり、ポストリソグラフィ及びポストエッチング平滑化のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）改善を強調する。試験及び測定に基づく、ポストリソグラフィ及びポストエッチング平滑化の構造８２８のＬＷＲ８２４は３．５８ｎｍであり、ＬＷＲの改善率は２５．７％である。
【００２７】
図８Ｃは、構造８４８のトップダウンで見た例示的なイメージ８４０であり、ポストリソグラフィのＬＷＲ８４４を強調する。本発明者らが行った測定に基づく、構造８４８のＬＷＲは４．４２ｎｍであった。
【００２８】
図８Ｄは、構造８６８のトップダウンで見た例示的なイメージ８６０であり、ポスト平滑化のＬＷＲ改善を強調する。ポストリソグラフィの構造８６８のＬＷＲ８６４は３．７１ｎｍであり、ＬＷＲの改善率は２３．０％であった。
【００２９】
図８Ｅは、構造８８８のトップダウンで見た例示的なイメージ８８０であり、ポスト平滑化及びポストエッチング平滑化のＬＷＲ改善を強調する。試験及び測定に基づく、ポストリソグラフィ及びポストエッチング平滑化の構造８８８のＬＷＲ８８４は３．１９ｎｍであり、ポストリソグラフィと比べたＬＷＲの改善率は３３．８％であった。構造をパターニングするシュリンク及び成長方法を使用することにより、解像度を維持しながら、ＥＵＶ処理の感度の低下を実現し、且つＬＷＲは約３３％向上した。
【００３０】
図９Ａは、コンタクトホールＣ／Ｈ構造９０８のトップダウンで見た例示的なイメージ９００であり、慣用のポストリソグラフィによるラインＣＤ均一性及び接触エッジラフネス（ＣＥＲ）改善を強調する。本発明者らが行った試験及び測定に基づく、構造のＣＤ９０６は３３．２ｎｍであり、ＣＥＲ９０４は２．１９ｎｍであり、Ｌ−ＣＤＵは４．５４ｎｍであり、ベースラインメトリクスと呼ばれた。
【００３１】
今度は図９Ｂを参照すると、図９Ｂは、構造９２８のトップダウンで見た例示的なイメージ９２０であり、エッチング平滑化によるポストエッチングのＣＥＲ改善を強調する。試験及び測定に基づく、構造のＣＤ９２６は２４．１ｎｍであり、ＣＥＲ９２４は１．３５ｎｍであり、Ｌ−ＣＤＵは２．０４ｎｍであった。構造をパターニングするシュリンク及び成長方法を使用することにより、解像度を維持しながら、ＥＵＶ処理の感度の低下を実現し、且つ、ＣＥＲは約３８％向上し、且つ、ベースラインメトリクスと比べてＬ−ＣＤＵは約５５％向上した。
【００３２】
別の代替実施形態は、２つのステップ：
ステップ（１）スタックを最適化し、且つトラックベースの平滑化を使用する、ＣＥＲ及びＬ−ＣＤＵ改善のセットと、
ステップ（２）エッチング平滑化によるエッチングを使用する、ＣＥＲ及びＬ−ＣＤＵ改善のセットと、
を含むことができる。これら２つのステップは、図９Ｃ及び図９Ｄに関連して記載される。
【００３３】
今度は図９Ｃを参照すると、図９Ｃは、構造９６８のトップダウンで見た例示的なイメージ９６０であり、エッチング平滑化処理を使用するＣＥＲ改善を強調する。堆積及びエッチング平滑化処理の選択された動作変数を最適化することにより、解像度を維持し、且つ、ＣＥＲを改善しながら、ＥＵＶ処理の感度の低下を生じた。本発明者らが行った試験及び測定に基づく、構造のＣＤ９６６は３４．７ｎｍであり、ＣＥＲ９６４は１．８４ｎｍであり、Ｌ−ＣＤＵは、ベースラインメトリクスと比べて約５４％向上した。
【００３４】
今度は図９Ｄを参照すると、図９Ｄは、構造９８８のトップダウンで見た例示的なイメージ９８０であり、シュリンク及び成長処理を使用するＣＥＲ改善を強調する。本発明者らが行った試験及び測定に基づく、構造のＣＤ９８６は２３．９ｎｍであり、ＣＥＲ９８４は１．２４ｎｍであり、Ｌ−ＣＤＵは１．９６ｎｍであった。シュリンク及び成長処理の選択された動作変数を最適化することにより、解像度を維持し、且つ、ＣＥＲを約４３％改善し、且つ、Ｌ−ＣＤＵは、ベースラインメトリクスから約５７％向上しながら、ＥＵＶ処理の感度の低下を生じた。
【００３５】
図１０Ａは、一実施形態に係るラインアンドスペース構造を有する基板をパターニングする方法を説明するフローチャート１０００を提供する。オペレーション１００４において、放射感受性材料の層が基板の上に形成される。放射線感受性材料１２０の層は、フォトレジストを含むことができる。例えば、放射感受性材料の層は、ＥＵＶ（極端紫外線）レジスト、又は電子ビーム感受性レジストを含むことができる。その上また、例えば、放射線感受性材料の第１の層は、熱凍結(thermal  freeze)フォトレジスト、電磁（ＥＭ）放射線凍結フォトレジスト、又は化学的凍結フォトレジストを含んでもよい。一実施形態において、ＥＵＶレジストは、感光材料として特徴付けることができ、ＥＵＶ波長におけるＥＭ放射線（例えば、約１１ｎｍ〜約１４ｎｍの範囲のＥＭ波長）に曝露されたとき、塩基性溶液における感光材料の溶解度は、変化する。
【００３６】
放射感受性材料の層は、基板の上に材料をスピンコーティングすることにより形成してよい。放射線感受性材料の第１の層は、トラックシステムを使用して形成することができる。例えば、トラックシステムは、東京エレクトロン（ＴＥＬ）から市販されている、Ｃｌｅａｎ  Ｔｒａｃｋ  ＡＣＴ(登録商標）８、ＡＣＴ(登録商標）１２、ＬＩＴＨＩＵＳ(登録商標）、ＬＩＴＨＩＵＳ(商標)  ＰＲＯ(商標)、又はＬＩＴＨＩＵＳ(商標)ＰＲＯ  Ｖ(商標)コーティング及び現像システムを含むことができる。基板の上にフォトレジスト膜を形成するための、その他のシステム及び方法は、スピンオンレジスト技術の当業者に知られている。当該コーティング処理の後に、基板を加熱するための１以上の第１の塗布後のベーク(post-application  bakes,  ＰＡＢ)が続いてよく、及び、前記１以上の第１のＰＡＢに続く、基板を冷却するための１以上の冷却サイクルが続く。
【００３７】
オペレーション１００８において、リソグラフィ処理を使用して、放射線感受性材料の層においてパターンが調製され、当該パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び粗さを特徴とする。放射線感受性材料の層を有する基板は、放射線露光装置において、アライメント位置において位置合わせされ(aligned)、且つ、画像パターンを有する放射線で画像化される。放射線照射システムは、乾式又は湿式フォトリソグラフィシステムを含むことができる。画像パターンは、いずれの好適な従来のステッピングリソグラフィシステム、又はスキャニングリソグラフィシステムを使用して形成することができる。例えば、フォトリソグラフィシステムは、ＡＳＭＬ  Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ  Ｂ．Ｖ．（Ｄｅ  Ｒｕｎ  ６５０１、５５０４  ＤＲ  Ｖｅｌｄｈｏｖｅｎ、オランダ）、又はＣａｎｏｎ  ＵＳＡ  Ｉｎｃ．、半導体機器事業部（３３００  Ｎｏｒｔｈ  Ｆｉｒｓｔ  Ｓｔｒｅｅｔ，  Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ，ＣＡ  ９５１３４）から市販されている。あるいは、画像パターンは、電子ビームリソグラフィシステムを使用して形成することができる。
【００３８】
大量生産の目標を達成するために、また先に言及したように、スループットを可能にするため、フォトリソグラフィツールは、１時間当たり、約５０個以上のウエハを達成しなければならない。フォトリソグラフィツールのスループットは、ＥＵＶエネルギーの関数であり、従って、ＥＵＶ線量が高いほど、１時間あたりに処理される基板の数は少ない。増加したＥＵＶ線量で動作する代わりに、適正なスループットを達成するために、低下したＥＵＶ線量において露出が行われ、且つ、上記のようなＲＬＳトレードオフを回避するために、本発明は、ＣＤシュリンク及びＣＤ成長のような是正ステップにより、ＥＵＶエネルギーを低下させる。
【００３９】
一実施形態において、ＥＵＶレジスト感度低下は、ＥＵＶ源の露出時間を低下させることによって行われ、且つ、試験は、比較のためのベースラインとして使用されるレコードの処理（ＰＯＲ）及び異なる率のエネルギーレベル低下を含んだ。（レジストの露光時間の低下による）、パターンの照射におけるＥＵＶエネルギー低下による感度低下は、ＥＵＶ全体のスループットにおける有意な増加、即ち実質的に、大量生産のために必要とされる１時間当たり、５０個以上のウエハの範囲において、を生じた。一実施形態において、感度は、ＥＵＶエネルギーを低下させることによって低下した。その他の実施形態は、ＥＵＶ源の強度及び／又は露光時間を調整することにより、感度を低下させることができる。上記のように、エネルギーを低減させる一つの方法は、ＥＵＶエネルギーへの露出時間を低減することによる。ＥＵＶ線量及びＥＵＶ光の強度は、以下の等式（Ｅｑ．１．０）：
計算された露光時間（秒）＝線量（ｍＪ／ｃｍ２）／強度（ｍＷ／ｃｍ２）
を使用して決定することができる露光時間に相関している。
【００４０】
ＥＵＶ源の一定の強度を仮定すると(given)、ＥＵＶ線量が低下するにつれ、計算された露光時間は低下し、１時間当たりの処理される基板の数を増やす。
【００４１】
オペレーション１０１２において、低下したＣＤまでＣＤを低減するために、ＣＤシュリンク処理が行われる。シュリンク処理は、溶媒蒸気処理、化学スピンコーティング法、又はレジスト現像処理を使用することができる。これらの処理(processes)は、当技術分野の人々に知られており、従って詳細には説明しない。本発明者らは、より低いエネルギー及び少ない時間を使用するシュリンク処理により、構造の画質の劣化があったことを見出した。その劣化は、ブリッジング、スカミング、フーチング(footing)、及び低減されるべきラインアンドスペース構造のための、顕著なライン幅ラフネス（ＬＷＲ）、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を含んだ。コンタクトホール等により、接触エッジラフネス（ＣＥＲ）及びラインＣＤ均一性（Ｌ−ＣＤＵ）もまた、有意であり、且つ低下を必要とした。
【００４２】
オペレーション１０１６において、ターゲットＣＤまで低下ＣＤを成長させるため、ＣＤ成長処理を行う。ラインアンドスペース構造のためＣＤを成長させるステップは、溶媒蒸気処理、化学スピンコート処理、もしくはエッチング処理を利用することができる。エッチング処理は、材料が溶媒蒸気又は化学スピンコートと同様に処理することができる有機もしくは無機高分子材料を利用することができる。ＣＤ成長処理の最中又は直後に、ラインアンドスペース構造もしくはＣＥＲのための、ＣＤ、ＬＷＲ、ＬＥＲ、及びＬ−ＣＤＵは、連続的に、又はデータが処理を制御するために使用される間隔で測定することができる。
【００４３】
オペレーション１０２０において、パターニングターゲットを達成するために、選択された２以上の変数を同時に制御する。選択された変数は、コーティング時間、コーティングスピン速度、コーティング加速度、エッチング液(etchant)分配率(dispense  rate)、脱イオン水の分配率、焦点深度（ＤＯＦ）マージン、収縮範囲（ｎｍ）、混合ベーク温度、ハードマスク膜厚の範囲、ＣＤ、ＬＷＲ、ラインアンドスペース構造及びＣＤのためＬＥＲ、ＣＥＲ、及びＬ−ＣＤＵコンタクトホール構造を含むことができる。センサと計測装置から得られたデータは、図１２に関連して説明されるコントローラにおいて、パターニングターゲットを達成するために、処理を制御するのに、使用することができる。
【００４４】
図１０Ｂは、図１０Ａにおけるオペレーション１０１２のようなＣＤシュリンク処理を行う方法を説明するフローチャート１０５０を示す。オペレーション１０５４において、基板の上のパターン化レジストは、シリコンハードマスク（ＳＨＭ）で被覆され、シリコンハードマスク被覆レジストを生じている。オペレーション１０５８において、シリコンハードマスク被覆レジストは、選択された時間、温度範囲においてベークされる。オペレーション１０６２において、ベークされ、被覆されたレジストが、脱イオン水中で現像される。オペレーション１０５４、１０５８及び１０６２は、当該技術分野の人々に知られており、詳細に説明しない。その他の例示的なＣＤシュリンク処理を使用することもできる。
【００４５】
図１１は、一実施形態に係るコンタクトホール（Ｃ／Ｈ）構造を有する基板をパターニングする方法を説明するフローチャート１１００を示す。オペレーション１１０４において、放射感受性材料の層が基板の上に形成される。オペレーション１１０８において、放射線感受性材料の層におけるコンタクトホールパターンが、リソグラフィ処理を使用して、製造され、当該パターンは、限界寸法（ＣＤ）及び限界エッジラフネス（ＣＥＲ）を特徴とする。
【００４６】
オペレーション１１１２において、パターン調製に続いて、露出処理が、低下ＣＤにＣＤを低下させるために行われる。オペレーション１１１６において、成長処理は、予想されるＣ／Ｈ  ＣＤよりも大きいＣ／Ｈ  ＣＤを作成するために行われる。オペレーション１１２０において、シュリンクバック処理は、ターゲットＣＤまでＣ／Ｈ  ＣＤを成長させるために行われる。シュリンク処理は、溶媒蒸気処理、化学スピンコーティング処理、又はレジスト現像処理を使用することができる。これらの処理(processes)は、当該技術分野の人々に知られており、従って詳細には説明しない。本発明者らは、より低いエネルギー及び少ない時間を使用するシュリンク処理により、コンタクトホール構造の画質の劣化があったことを見出した。その劣化は、ブリッジング、スカミング、フーチングを含み、且つ、接触エッジラフネス（ＣＥＲ）及びラインＣＤ均一性（Ｌ−ＣＤＵ）もまた、有意であり、且つ低下を必要とした。
【００４７】
オペレーション１１２４において、感度低下、ＬＥＲ、ＬＷＲ、ＣＥＲ又はラインＣＤ均一性（Ｌ−ＣＤＵ）を含むパターニングターゲットを達成するために、選択された２以上の変数を同時に制御する。選択された変数は、コーティング時間、コーティングスピン速度、コーティング加速度、エッチング液(etchant)分配率(dispense  rate)、脱イオン水の分配率、ＤＯＦマージン、収縮範囲（ｎｍ）、混合ベーク温度、ハードマスク膜厚の範囲、ＣＤ、ＣＥＲ、及びコンタクトホール構造のためのＬ−ＣＤＵを含むことができる。センサと計測装置から得られたデータは、コントローラにおいて、パターニングターゲットを達成するために、処理を制御するのに、使用することができる。
【００４８】
図１２は、本発明の一実施形態におけるシュリンク及び成長を使用して、極端紫外線感度低下の方法を行うための例示的パターニングシステムチャート１２００を示す。上記の識別された処理条件を実行するように構成されたパターニングシステム１２００は、プラズマ処理チャンバ１２１０と、基板ホルダ１２２０（その上に被処理基板１２２５が固定される）と、真空ポンプシステム１２５０とを含む図１２に示される。基板１２２５は、半導体基板、ウエハ、フラットパネルディスプレイ、又は液晶ディスプレイであることができる。プラズマ処理チャンバ１２１０は、基板１２２５の表面近傍にプラズマ処理領域１２４５内のプラズマの発生を容易にするように構成することができる。処理ガスのイオン化可能なガス又は混合物は、ガス分配システム１２４０を介して導入される。処理ガスの所定の流れのため、真空ポンプシステム１２５０を使用して、処理圧力は調整される。予め定められた材料処理に特有の材料を作成するために、及び／又は基板１２２５の露出した表面からの材料の除去を補助するために、プラズマを利用することができる。プラズマ処理システム１２００は、何れの所望サイズの基板、例えば２００ｍｍ基板、３００ｍｍ基板、又はそれ以上、を処理するように構成することができる。
【００４９】
基板１２２５は、機械的クランプシステム又は電気的クランプシステム（例えば、静電クランプシステム）のようなクランプシステム１２２８を介して、基板ホルダ１２２０に固定することができる。その上さらに、基板ホルダ１２２０は、基板ホルダ１２２０及び基板１２２５の温度を調節及び／又は制御するように構成された加熱システム（図示せず）又は冷却システム（図示せず）を含むことができる。加熱システム又は冷却システムは、
基板ホルダ１２２０から熱を受け取り、且つ、
冷却する際に、熱交換器システム（図示せず）に熱を転送し、又は
加熱する際に、基板ホルダ１２２０に、前記熱交換器システムからの熱を転送する、
伝熱流体の再循環流を含むことができる。その他の実施形態において、加熱／冷却素子、例えば抵抗加熱素子、又は熱電ヒータ／クーラーを基板ホルダ１２２０、並びに、プラズマ処理チャンバ１２１０のチャンバ壁及びプラズマ処理システム内のいずれの他の構成要素、に含めることができる。
【００５０】
さらに、熱伝達ガスは、基板１２２５と基板ホルダ１２２０との間のガスギャップ熱伝導を改善するために、裏面ガス供給システム１２２６を介して基板１２２５の裏面に送達することができる。基板の温度制御が、上昇した又は低下した温度で必要とされる場合に、このようなシステムが利用可能である。例えば、裏面ガス供給システムは、２ゾーンガス分配システムを含むことができ、ヘリウムガスギャップ圧力は、基板１２２５の中心とエッジとの間で独立して変化することができる。
【００５１】
図１２に示す実施形態において、基板ホルダ１２２０は、電極１２２２備えることができ、それを通して、ＲＦ電極は、プラズマ処理領域１２４５内の処理プラズマに結合される。例えば、基板ホルダ１２２０は、任意のインピーダンス整合ネットワーク１２３２を貫通して(through)、基板ホルダ１２２０まで、ＲＦ発生器１２３０からのＲＦ電力の伝達を介して、ＲＦ電圧において電気的にバイアスすることができる。ＲＦ電気的バイアスは、プラズマを形成し、且つ、維持するために電子を加熱するのに役立つことができる。この構成において、システムは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）反応器として動作することができる。反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）反応器において、チャンバと上部ガス注入電極は接地面として機能する。ＲＦバイアスのための典型的な周波数は、約０．１ＭＨｚ〜約１００ＭＨｚの範囲とすることができる。プラズマ処理用のＲＦシステムは、当業者に周知である。
【００５２】
さらにまた、ＲＦ電圧での電極１２２２の電気的バイアスは、パルスバイアス信号コントローラ１２３１を使用してパルス化することができる。ＲＦ発生器１２３０からのＲＦパワー出力は、例えばオフ状態とオン状態との間で、パルス化することができる。あるいは、ＲＦ電力は、複数の周波数において基板ホルダ電極に印加される。さらにまた、インピーダンス整合ネットワーク１２３２は、反射電力を減少させることによって、プラズマ処理チャンバ１２１０内のプラズマへのＲＦ電力の伝達を向上させることができる。整合ネットワークトポロジ（例えば、Ｌ型、Π型、Ｔ型、等）及び自動制御方法は当業者に周知である。
【００５３】
ガス分配システム１２４０は、処理ガスの混合物を導入するためのシャワーヘッド設計を含むことができる。あるいは、ガス分配システム１２４０は、処理ガスの混合物を導入し、且つ、基板１２２５の上の処理ガスの混合物の分布を調整するためのマルチゾーンシャワーヘッド設計を含むことができる。例えば、マルチゾーンシャワーヘッドの設計は、基板１２２５の上の実質的に中央領域への処理ガス流又は組成物の量に対して、基板１２２５の上の実質的に周辺領域への処理ガス流又は組成物を調整するように構成されていてもよい。
【００５４】
真空ポンプシステム１２５０は、毎秒約８０００リットル（以上）のポンプ速度が可能なターボ分子真空ポンプ（ＴＭＰ）及びチャンバ圧力をしぼるゲートバルブを含めることができる。ドライプラズマエッチングに用いられる従来のプラズマ処理装置において、第２のＴＭＰにつき１２００〜３０００リットルを使用することができる。ＴＭＰは、典型的には約５０ｍＴｏｒｒ未満の低圧処理に有用である。高圧処理のために（すなわち、約１００ｍＴｏｒｒよりも大きい）、メカニカルブースターポンプ及びドライ粗引きポンプを使用することができる。さらにまた、チャンバ圧力を監視するための装置（図示せず）は、プラズマ処理チャンバ１２１０に結合することができる。
【００５５】
上述したようにコントローラ１２５５は、マイクロプロセッサと、メモリと、プラズマ処理システム１２００への入力、並びに、プラズマ処理システム１２００からのモニタ出力を通信し、且つ、アクティベートするのに十分な制御電圧を生成できるデジタルＩ／Ｏポートと、を含むことができる。さらにまた、コントローラ１２５５は、ＲＦ発生器１２３０、パルスバイアス信号コントローラ１２３１、インピーダンス整合ネットワーク１２３２、ガス分配システム１２４０、真空排気システム１２５０、並びに、基板加熱／冷却システム(図示せず)、裏面ガス供給システム１２２６及び／又は静電クランプシステム１２２８、に結合することができ、且つ、と情報を交換することができる。例えば、メモリに記憶されたプログラムは、基板１２２５の上でプラズマ支援処理（例えばプラズマエッチング処理）を実行するため、処理レシピに従ってプラズマ処理システム１２００の上述の構成要素への入力をアクティベートするために利用することができる。
【００５６】
本発明の特定の実施形態だけが上で詳細に説明されたが、当業者は、多くの変更が本発明の新規な教示及び利点から逸脱することなく実施形態において可能であることを容易に理解するであろう。従って、全てのそのような修正は本発明の範囲内に含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５７】
１０００  ラインアンドスペース構造を有する基板をパターニングする方法を説明するフローチャート
１００４、１００８、１０１２、１０１６、１０２０  オペレーション
【図１】
2016213475.tif 000003
【図２】
2016213475.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【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１０Ａ】
2016213475.tif 000012
【図１０Ｂ】
2016213475.tif 000013
【図１１】
2016213475.tif 000014
【図１２】
2016213475.tif 000015
【外国語明細書】
2016213475000001.pdf