(57)【要約】【課題】基板上に形成されるパターンの精度を向上させる。【解決手段】基板上に基準パターンを形成し、前記基準パターンの底部スペース幅を前記基準パターンの上部スペース幅に近付けるよう、前記基準パターンのスペース幅を修正し、前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターンを形成するパターン形成方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に基準パターンを形成し、
前記基準パターンの底部スペース幅を前記基準パターンの上部スペース幅に近付けるよう、前記基準パターンのスペース幅を修正し、
前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターンを形成するパターン形成方法。
【請求項２】
基板上に基準パターンを形成し、
前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターンを形成し、
前記補正基準パターンの側壁面に堆積される堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基板及び前記補正基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記補正基準パターンのスペース部の底部に堆積された前記堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記補正基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記補正基準パターンの側壁面に形成される堆積膜の膜厚を制御することで、前記補正基準パターンの側壁面に、所定の膜厚を有する側壁パターンを形成し、その後、前記側壁パターン間の前記補正基準パターンを除去するパターン形成方法。
【請求項３】
基板上に基準パターンを形成し、
前記基準パターンの側壁面に堆積される堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部に堆積された前記堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの側壁面に形成される堆積膜の膜厚を制御することで、前記基準パターンの側壁面に、所定の膜厚を有する側壁パターンを形成し、その後、前記側壁パターン間の前記基準パターンを除去するパターン形成方法。
【請求項４】
前記補正基準パターンの側壁堆積膜の膜厚の計測では、
前記補正基準パターンと前記側壁堆積膜との合計膜厚を計測し、
前記補正基準パターンの膜厚と、前記補正基準パターンと前記側壁堆積膜との合計膜厚とに基づいて、前記側壁堆積膜の膜厚を算出する請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記基準パターンの側壁堆積膜の膜厚の計測では、
前記基準パターンと前記側壁堆積膜との合計膜厚を計測し、
前記基準パターンの膜厚と、前記基準パターンと前記側壁堆積膜との合計膜厚とに基づいて、前記側壁堆積膜の膜厚を算出する請求項３に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジストパターンのスペース部を微細化する手法の一つに、ＲＥＬＡＣＳ（Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink）技術がある。この手法では、レジストパターンのスペース部上に特殊な上層膜を塗布し、該上層膜の加熱処理を行う。これにより、レジスト膜中の酸成分と塗布膜とが熱硬化層を形成する。次いで、塗布膜を純水でリンスして、熱硬化層以外の塗布膜を除去する。これにより、微細なスペース部が形成される（非特許文献１）。
【０００３】
また、非特許文献２及び３には、レジストパターン上に薄い堆積膜を形成することで、レジストパターンのスペース部を微細化する手法が開示されている。当該手法によれば、限界解像に近いスペース部を更に微細にすることが可能である。
【０００４】
限界解像に近いスペース部（開口部）を形成する際には、リソグラフィの僅かな揺らぎにより、スペース部の形状が、裾引き形状になったり、半開口形状になったりする。このような揺らぎの例としては、露光量やフォーカスの変動、ベーク温度の変動、現像の際のリンス条件の変動等が挙げられる。このようなスペース部に非特許文献２や非特許文献３の手法を適用すると、スペース部が未開口になる可能性がある。
【０００５】
一方、レジストパターンの側壁面に側壁パターンを形成し、該側壁パターンを利用して下地層を加工するパターン形成方法では、レジストパターンの膜厚や側壁パターンの膜厚の狂いが問題となる。これらの膜厚の狂いにより、下地層パターンの位置シフトが生じてしまうからである。このような位置シフトは例えば、同じ配線層の配線同士や異なる配線層の配線同士の電気的なショートを引き起こす可能性がある。
【非特許文献１】三菱電機技報１９９９年２月号, "半導体用０．１μｍホールパターン形成技術“ＲＥＬＡＣＳ”", http://www.mitsubishielectric.co.jp/giho/9902/9902.html
【非特許文献２】"Lam Research Corporation's 2300 Motif Post-lithography Pattern Enhancement System Breaks Advanced Lithography Barrier", http://www.lamrc.com/ 2300_Motif/index.html
【非特許文献３】"A novel plasma-assisted shrink process to enlarge process windows of narrow trenches and contacts for 45nm node applications and beyond", Advances in Resist Materials and Processing Technology XXIV, Proc. of SPIE Vol. 6519, 65190U, (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、基板上に形成されるパターンの精度を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様は例えば、基板上に基準パターンを形成し、前記基準パターンの底部スペース幅を前記基準パターンの上部スペース幅に近付けるよう、前記基準パターンのスペース幅を修正し、前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターンを形成するパターン形成方法である。
【０００８】
本発明の他の態様は例えば、基板上に基準パターンを形成し、前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターンを形成し、前記補正基準パターンの側壁面に堆積される堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基板及び前記補正基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記補正基準パターンのスペース部の底部に堆積された前記堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記補正基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記補正基準パターンの側壁面に形成される堆積膜の膜厚を制御することで、前記補正基準パターンの側壁面に、所定の膜厚を有する側壁パターンを形成し、その後、前記側壁パターン間の前記補正基準パターンを除去するパターン形成方法である。
【０００９】
本発明の他の態様は例えば、基板上に基準パターンを形成し、前記基準パターンの側壁面に堆積される堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基板及び前記基準パターン上に堆積膜を形成する処理と、前記基準パターンのスペース部の底部に堆積された前記堆積膜の膜厚を計測しつつ、前記基準パターンのスペース部の底部から前記堆積膜を除去する処理とにより、前記基準パターンの側壁面に形成される堆積膜の膜厚を制御することで、前記基準パターンの側壁面に、所定の膜厚を有する側壁パターンを形成し、その後、前記側壁パターン間の前記基準パターンを除去するパターン形成方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、基板上に形成されるパターンの精度を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。
【００１２】
（第１実施例）
図１は、第１実施例のパターン形成方法に関するフローチャートである。図２及び図３は、第１実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【００１３】
以下、第１実施例のパターン形成方法を、図１に基づいて説明する。その説明の中で、図２から図６を適宜参照する。
【００１４】
先ず、図２Ａのように、被加工膜１１１上にレジスト膜を形成し、露光、現像により、レジスト膜からレジストパターン１２１を形成する（Ｓ１０１）。被加工膜１１１は、基板１０１上に設けられている。レジストパターン１２１はここでは、ビアホールを形成するためのホールパターンである。レジストパターン１２１のスペース幅はここでは、１００ｎｍである。レジストパターン１２１は、基準パターンの例である。
【００１５】
次に、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により、基板の上方からレジストパターン１２１を観察する（Ｓ１０２）。当該観察では、図４ａのような正常なパターンだけでなく、図４ｂのような裾引きパターンや、図４ｃのような半開口パターンが観察されたとする。図４ｂや図４ｃのパターン上にそのまま堆積膜を形成すると、図４Ｂや図４Ｃのような未開口パターンが形成される可能性がある。
【００１６】
このような場合、本実施例では、基板１０１を真空チャンバに搬送し（Ｓ１１１）、酸素ガスによる異方性エッチングを行う（Ｓ１１２）。図５Ａでは、レジストパターン１２１の底部スペース幅がＸ１で示され、レジストパターン１２１の上部スペース幅がＸ２で示されている。本実施例では、当該異方性エッチングにより、底部スペース幅Ｘ１を上部スペース幅Ｘ２に近付けるよう、レジストパターン１２１を加工して、底部スペース幅Ｘ２を修正する。レジストが底部に残留する原因は主に、現像時のリンス不良にあるため、底部に残留するレジストには、他の部分のレジストより空隙が多い。よって、上記異方性エッチングでは、ガス組成及びその比率、加速電圧、電場、磁場等の異方性と加工速度の制御因子とを好適化することで、レジストパターン１２１の形状をほとんど維持したまま、底部幅Ｘ１を上部幅Ｘ２とほぼ同じ幅まで広げることができる。当該異方性エッチングにより、図５Ｂのようなレジストパターン１２１が得られる。
【００１７】
次に、上記真空チャンバ内のガスを、フロロカーボン系ガスに切り替える（Ｓ１２１）。当該フロロカーボン系ガスは例えば、ＣＦ４系ガスである。次に、図２Ｂのように、フロロカーボンが分解して堆積するような条件下で加工を行い、基板１０１（被加工膜１１１）及びレジストパターン１２１上にフロロカーボンの堆積膜１３１を形成する（Ｓ１２２）。次に、上記真空チャンバ内のガスを、酸素ガス及びフロロカーボン系ガスに切り替える（Ｓ１２３）。当該フロロカーボン系ガスは例えば、Ｃ４Ｆ６系ガスである。次に、図２Ｃのように、異方性エッチングにより、レジストパターン１２１のスペース部の底部から堆積膜１３１を除去して、レジストパターン１２１のスペース部の底部に被加工膜１１１を露出させる（Ｓ１２４）。その後、基板１０１を上記真空チャンバから搬出する（Ｓ１２５）。
【００１８】
このように、本実施例では、Ｓ１２２の処理とＳ１２４の処理とにより、レジストパターン（基準パターン）１２１の底部スペース幅を堆積膜１３１で補正する。これにより、レジストパターン（基準パターン）１２１の底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターン１４１が形成される。補正基準パターン１４１の底部スペース幅はここでは、７５ｎｍである。
【００１９】
次に、図３Ａのように、補正基準パターン１４１をマスクとして、エッチングにより、被加工膜１１１を加工する（Ｓ１３１）。これにより、ビアホールＨが形成される。次に、図３Ｂのように、被加工膜１１１上にメタル材料Ｍを堆積する（Ｓ１３２）。これにより、ビアホールＨにメタル材料Ｍが埋め込まれる。次に、図３Ｃのように、ＣＭＰ（化学機械研磨）により、メタル材料Ｍを平坦化する（Ｓ１３３）。これにより、メタル材料ＭによるビアプラグＰが形成される。このようにして、本実施例では、基板１０１から半導体装置が製造される。
【００２０】
以上のように、本実施例では、レジストパターン１２１の補正前に、レジストパターン１２１の底部スペース幅Ｘ１をレジストパターン１２１の上部スペース幅Ｘ２に近付けるよう、レジストパターン１２１の底部スペース幅Ｘ１を修正する。これにより、パターン未開口の不良を減らす事ができる。本発明者らの実験によれば、本実施例では、パターン未開口の不良数を、本実施例の未適用時に比べて１００分の１以下に減らす事ができた。なお、底部スペース幅Ｘ１を修正する際に、例えば、底部スペース幅Ｘ１だけでなく上部スペース幅Ｘ２も微修正しても構わない。
【００２１】
本実施例では、補正基準パターン１４１を、ビアホール（ビアプラグ）を形成するのに利用する。しかしながら、補正基準パターン１４１は、コンタクトホール（コンタクトプラグ）の形成や、配線溝（配線）の形成や、ＳＴＩ（ＳＴＩ層）の形成等にも利用可能である。本実施例は例えば、限界解像に近いスペース部を更に微細にするのに適している。本実施例は、このようなプロセスの歩留まりを向上させることが可能である。
【００２２】
本実施例では、被加工膜１１１上にダイレクトに補正基準パターン１４１を形成し、該補正基準パターン１４１を被加工膜１１１の加工に利用する。しかしながら、本実施例では、図６Ａのように、基板１０１上にダイレクトに補正基準パターン１４１を形成し、該補正基準パターン１４１を基板１０１の加工に利用してもよい。本実施例では、図６Ｂのように、被加工膜１１１（又は基板１０１）と補正基準パターン１４１との間に、反射防止膜１５１を設けてもよい。本実施例では、図６Ｃのように、被加工膜１１１（又は基板１０１）と補正基準パターン１４１との間に、ハードマスク層１６１を設けてもよい。
【００２３】
本実施例では、基準パターンは、レジストパターン１２１である。しかしながら、本実施例では、基準パターンを、レジストパターン１２１を利用して作製されたハードマスクパターンとしてもよい。この場合、堆積膜１３１は、当該ハードマスクパターン上に形成される。当該ハードマスクパターンを構成する膜の例としては、酸化膜、窒化膜、炭素含有率の多い有機膜等が挙げられる。
【００２４】
Ｓ１１２の異方性エッチングでは、ガス組成及びその比率、加速電圧、電場、磁場等の異方性と加工速度の制御因子とを好適化する。基準パターンがレジストパターンの場合には、濃度制御や機能水添加等により、アルカリ液の活性度を好適化してもよい。基準パターンが酸化膜パターンの場合には、フッ酸を使用して濃度制御を行ってもよい。
【００２５】
Ｓ１２４の異方性エッチングは、レジストパターン１２１のスペース部の底部における堆積膜１３１のエッチング速度が、レジストパターン１２１の側壁部における堆積膜１３１のエッチング速度よりも速くなるように制御することが望ましい。また、Ｓ１２１，Ｓ１２２の処理とＳ１２３，Ｓ１２４の処理は、交互に複数回繰り返し行ってもよい。
【００２６】
以下、第２実施例のパターン形成方法について説明する。第２実施例の方法は第１実施例の方法の変形例であり、第２実施例の方法については第１実施例の方法との相違点を中心に説明する。
【００２７】
（第２実施例）
図７は、第２実施例のパターン形成方法に関するフローチャートである。図８及び図９は、第２実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【００２８】
以下、第２実施例のパターン形成方法を、図７に基づいて説明する。その説明の中で、図８から図１１を適宜参照する。
【００２９】
先ず、図８Ａのように、被加工膜１１１上にレジスト膜を形成し、露光、現像により、レジスト膜からレジストパターン１２１を形成する（Ｓ２０１）。被加工膜１１１は、基板１０１上に設けられている。レジストパターン１２１はここでは、ピッチＰ［ｎｍ］のＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンである。レジストパターン１２１は、基準パターンの例である。次に、基板１０１を減圧可能な真空チャンバに搬送する（Ｓ２０２）。なお、Ｓ２０２の処理の代わりに、Ｓ１０２，Ｓ１１１，及びＳ１１２の処理を行ってもよい。
【００３０】
次に、チャンバの窓越に計測を行う事が可能なスキャッタメトリを利用して、レジストパターン１２１の膜厚（ライン幅）を計測する（Ｓ２１１）。本実施例では、ライン幅及びスペース幅の設計値はそれぞれ０．５Ｐ［ｎｍ］及び０．５Ｐ［ｎｍ］であるのに対し、ライン幅及びスペース幅の計測値はそれぞれ０．４８Ｐ［ｎｍ］及び０．５２Ｐ［ｎｍ］であったとする。図８Ａでは、レジストパターン１２１の膜厚（ライン幅）がＹ１で示されている。このようなレジストパターン１２１を利用して側壁パターンを形成すると、側壁パターンのピッチが設計値からずれてしまう。
【００３１】
このような場合、本実施例では、上記真空チャンバ内に、フロロカーボン系ガスを導入して、プラズマを形成する。当該フロロカーボン系ガスは例えば、ＣＦ４系ガス、ＣＨＦ３系ガス、ＣＨ２Ｆ２系ガス、Ｃ２Ｈ３Ｆ３系ガス、又はＣ２Ｈ２Ｆ４系ガスである。次に、図８Ｂのように、ケミカル反応が生じやすくなるよう圧力及び電磁場を制御し、基板１０１（被加工膜１１１）及びレジストパターン１２１上にフロロカーボンの堆積膜１３１を形成する（Ｓ２１２）。図８Ｂでは、レジストパターン１２１と、レジストパターン１２１の側壁面に堆積された側壁堆積膜１３１との合計膜厚がＹ２で示されている。Ｓ２１２の処理は、合計膜厚Ｙ２を計測しつつ行われる（Ｓ２１３）。Ｓ２１２の処理とＳ２１３の処理は、合計膜厚Ｙ２が所望値になるまで交互に繰り返される。
【００３２】
上記計測では、スキャッタメトリにより反射光の強度や偏光度を求め、これらの値と、被加工膜１１１，レジストパターン１２１，堆積膜１３１の光学定数と、予め計測しておいたレジストパターン１２１の形状とに基づいて、堆積膜１３１の膜厚をフィッティングにより算出する。基準パターン寸法の合わせ込みは、基準パターン寸法と、上記計測で算出された堆積膜膜厚とに基づいて行う。これにより、解析及び加工の精度を高めることができる。
【００３３】
Ｓ２１２及びＳ２１３の処理により合計膜厚Ｙ２が所望値を超えた場合には、レジストパターン１２１の側壁堆積膜１３１を削る必要がある（Ｓ２１４）。Ｓ２１４の処理を行う際には、上記真空チャンバ内に、酸素系ガスを添加して、プラズマを形成する。当該酸素系ガスは例えば、ＣＯ又はＯ２である。酸素系ガスの添加に代えて、酸素系ガスへの切り替えでもよい。Ｓ２１４では、レジストパターン１２１の側壁面にイオンを引き込みやすい条件下でエッチングを行う。当該エッチングにより、側壁の垂直性を維持しつつ、合計膜厚Ｙ２の値を所望値に近付ける。
【００３４】
次に、上記真空チャンバ内のガスを、酸素系ガスに切り替えて、プラズマを形成する。当該酸素系ガスは例えば、ＣＯ又はＯ２である。次に、図８Ｃのように、基板１０１の垂直方向にイオンエネルギーが大きくなるよう圧力及び電磁場を制御し、異方性エッチングにより、レジストパターン１２１のスペース部の底部から堆積膜１３１を除去する（Ｓ２１５）。Ｓ２１５の処理は、逐次行ってもよい。
【００３５】
このように、本実施例では、Ｓ２１１〜Ｓ２１５の処理により、レジストパターン（基準パターン）１２１のライン幅及びスペース幅を堆積膜１３１で補正する。これにより、レジストパターン（基準パターン）１２１の底部スペース幅よりも狭い底部スペース幅を有する補正基準パターン１４１が形成される。補正基準パターン１４１の底部スペース幅はここでは、０．５Ｐ［ｎｍ］である。即ち、補正基準パターン１４１のライン幅及びスペース幅はここではそれぞれ、０．５Ｐ［ｎｍ］及び０．５Ｐ［ｎｍ］である。図８Ｃでは、レジストパターン１２１と側壁堆積膜１３１との合計膜厚、即ち、補正基準パターン１４１の膜厚（ライン幅）がＷ１で示されている。
【００３６】
本実施例では、Ｓ２１１からＳ２１５の処理により、側壁パターンを形成する際の基準となるパターンの寸法を正確に制御することができる。本実施例では、当該パターンは、補正基準パターン１４１である。本実施例では、Ｓ２１１からＳ２１５の処理を省略してもよい。この場合、上記パターンは、基準パターン（レジストパターン）１２１となる。上記パターンは、補正基準パターン１４１又は基準パターン１２１を利用して作製されたハードマスクパターンでもよい。この場合には、Ｓ２１５の処理とＳ２２１の処理との間に、当該ハードマスクパターンのスリミングを行ってもよい。当該ハードマスクパターンも、補正基準パターン又は基準パターンの例である。
【００３７】
本実施例では続いて、基板１０１をそのまま上記真空チャンバに設置した状態で、側壁パターンの形成処理を開始する。以下、補正基準パターン１４１を利用して行うパターン形成処理について説明するが、以下の処理は、レジストパターン１２１を利用して行う事も可能である。この場合、以下の説明中の補正基準パターン１４１は、レジストパターン１２１と読み替えられたい。
【００３８】
次に、上記真空チャンバ内に、シラン系ガスを導入して、プラズマを形成する。次に、図９Ａのように、ケミカル反応が生じやすくなるよう圧力及び電磁場を制御し、基板１０１（被加工膜１１１）及び補正基準パターン１４１上にＳｉＯ２系の堆積膜２０１を形成する（Ｓ２２１）。図９Ａでは、補正基準パターン１４１と、補正基準パターン１４１の側壁面に堆積された側壁堆積膜２０１との合計膜厚がＷ２で示されている。図９Ａでは更に、側壁堆積膜２０１の膜厚がΔＷで示されている。Ｗ１，Ｗ２，ΔＷには、ΔＷ＝（Ｗ２−Ｗ１）／２の関係が成り立つ。Ｓ２２１の処理は、側壁堆積膜２０１の膜厚ΔＷを計測しつつ行われる（Ｓ２２３）。
【００３９】
次に、上記真空チャンバ内のガスを、弗素系ガスに切り替えて、プラズマを形成する。次に、図９Ｂのように、異方性エッチングにより、補正基準パターン１４１のスペース部の底部から堆積膜２０１を除去して、補正基準パターン１４１のスペース部の底部に被加工膜１１１を露出させる（Ｓ２２２）。図９Ａでは、補正基準パターン１４１のスペース部の底部に堆積された底部堆積膜２０１の膜厚がＷで示されている。Ｓ２２３の処理は、底部堆積膜２０１の膜厚Ｗを計測しつつ行われる（Ｓ２２３）。
【００４０】
側壁堆積膜２０１の膜厚ΔＷの計測では、Ｓ２１１〜Ｓ２１５における計測と同様に、スキャッタメトリによりＷ２を計測し、Ｓ２１１〜Ｓ２２５で計測されたＷ１とＳ２２３で計測されたＷ２とに基づいてΔＷを算出する。これにより、解析及び加工の精度を高めることができる。底部堆積膜２０１の膜厚Ｗの計測では、Ｓ２１１〜Ｓ２１５における計測と同様に、スキャッタメトリによりＷを計測する。本実施例のＳ２２２では、ΔＷではなくＷに基づいて底部堆積膜２０１の除去を行うため、底部堆積膜２０１のオーバーエッチングやアンダーエッチングを効果的に防止できる。
【００４１】
Ｓ２２１〜Ｓ２２３では、側壁堆積膜２０１の膜厚ΔＷが所望値よりも薄い場合には、Ｓ２２１，Ｓ２２２の処理を再度行い、Ｓ２２３の計測を再度行う。Ｓ２２１〜Ｓ２２３では、側壁堆積膜２０１の膜厚ΔＷが所望値よりも厚い場合には、上記真空チャンバ内のガスを、弗素系ガスに切り替えて、プラズマを形成する。次に、補正基準パターン１４１の側壁堆積膜２０１を削るべく、圧力及び電磁場を制御する（Ｓ２２４）。次に、Ｓ２２３の計測を再度行う。また、Ｓ２２１〜Ｓ２２３では、側壁堆積膜２０１の膜厚ΔＷが所望値であるが、底部堆積膜２０１が残存している場合には、Ｓ２２２の処理を再度行い、Ｓ２２３の計測を再度行う。
【００４２】
このように、本実施例では、Ｓ２２１〜Ｓ２２４の処理により、補正基準パターン１４１の側壁面に形成される堆積膜２０１の膜厚を制御する。これにより、補正基準パターン１４１の側壁面に、所定の膜厚を有する側壁パターン２１１が形成される。
【００４３】
次に、補正基準パターン１４１及び側壁パターン２１１上に、補正基準パターン１４１を構成する堆積膜１３１と同種のカーボン膜を形成する。次に、ＣＭＰ（化学機械研磨）により、補正基準パターン１４１を構成する堆積膜１３１を除去する。次に、酸素ガスを用いたエッチングにより、補正基準パターン１４１を構成するレジストパターン１２１を除去する。これにより、図９Ｃに示すように、側壁パターン２１１間の補正基準パターン１４１が除去される（Ｓ２２５）。
【００４４】
以上のように、本実施例では、Ｓ２１１〜Ｓ２１５においては、基準パターン１２１を堆積膜１３１により補正し、Ｓ２２１〜Ｓ２２５においては、側壁パターン２１１の膜厚を所定の膜厚に制御する。これにより、基準パターン１２１の膜厚の狂い（図１０）や、側壁パターン２１１の膜厚の狂い（図１１）が抑制され、下地層パターンの位置シフトが抑制される。Ｓ２１１〜Ｓ２１５での膜厚の計測や、Ｓ２２１〜Ｓ２２５での膜厚の計測は、これらの膜厚を所定の膜厚に制御するのに大変有効である。なお、下地層の加工処理は例えば、Ｓ１３１〜Ｓ１３３のように実行可能である。
【００４５】
本実施例における種々の膜厚の計測は、スキャッタメトリにより行われる。当該計測では例えば、波長又は偏光面を変化させた光を測定対象の膜に照射し、当該光の反射光を計測し、当該反射光の計測結果と、基板１０１、被加工膜１１１、基準パターン１２１、堆積膜１３１、堆積膜２０１等の光学定数とに基づいて、測定対象の膜の膜厚を算出する。当該算出では、予め計測しておいた基準パターン１２１や補正基準パターン１４１の線幅や側壁角といった形状情報を解析に用いることで、算出値の精度を高めることができる。底部堆積膜２０１の膜厚の計測では、底部堆積膜２０１を除去する際の発光スペクトルを計測し、その強度に大きな変化があった時点を基準にして底部堆積膜２０１のエッチングを終了するようにしてもよい。堆積膜２０１の異方性エッチングに関し、異方性加工のバランスは、側壁堆積膜２０１の膜厚と底部堆積膜２０１の膜厚とに応じて変更してよい。底部堆積膜２０１と共に側壁堆積膜２０１も削る必要がある場合には、垂直方向だけでなく側壁方向にもエッチング速度を持たせるよう、電場や磁場等の加工方向を制御する因子を調整するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１実施例のパターン形成方法に関するフローチャートである。
【図２】第１実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【図３】第１実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【図４】底部スペース幅の修正について説明するための側方断面図である。
【図５】底部スペース幅の修正について説明するための側方断面図である。
【図６】基板上の種々の層について説明するための側方断面図である。
【図７】第２実施例のパターン形成方法に関するフローチャートである。
【図８】第２実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【図９】第２実施例のパターン形成方法を説明するための側方断面図である。
【図１０】膜厚不良について説明するための側方断面図である。
【図１１】膜厚不良について説明するための側方断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０１  基板
１１１  被加工膜
１２１  レジストパターン
１３１  堆積膜
１４１  補正基準パターン
１５１  反射防止膜
１６１  ハードマスク層
２０１  堆積膜
２１１  側壁パターン
【図１】
2009295790.tif 000003
【図２】
2009295790.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１０】
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【図１１】
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