(57)【要約】【課題】  浸漬現像後のフォトレジストを乾燥した場合にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法の提供。【解決手段】  特徴部サイズが縮小するのにつれて、フォトレジストマスクをすすぐために用いられる水の毛管力が、ＡＲＣに対するフォトレジストの接着力より大きい点に近づく。毛管力が接着力を超える場合、水が乾くのにつれて水が隣接の特徴部を共に引っ張るためにマスクの特徴部が崩壊してしまう。フォトレジストを堆積させる前にＡＲＣの上に密封酸化物層を堆積させることによって、接着力が毛管力を超えることができ、フォトレジストマスクの特徴部は崩壊することができない。【選択図】  図２Ｄ
2009141329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジストマスク乾燥中にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法であって：
基板の上に配置された反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと；
該密封酸化物層上に接着促進剤を堆積させるステップと；
該密封酸化物層の上にフォトレジスト層を堆積させるステップと；
該フォトレジストをパターン露光するステップと；
該フォトレジストを浸漬現像して、フォトレジストマスクを生成するステップと；
該フォトレジストマスクを乾燥するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項２】
該密封酸化物層を堆積させるステップが、シリコン含有ガスと、二酸化炭素と、不活性ガスを処理チャンバに導入する工程と、該密封酸化物層を化学気相堆積させる工程とを含み、シリコン含有ガスと二酸化炭素との比が約０.００５：１〜約０.００７：１である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
該密封酸化物層が圧縮応力下にある、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
該反射防止コーティングが、炭素ドープされた酸化シリコンを含み、該密封酸化物が二酸化シリコンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
フォトレジストマスク乾燥中にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法であって：
基板の上に配置された反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと；
該密封酸化物層上にフォトレジスト層を堆積させるステップと；
該フォトレジストをパターン露光するステップと；
該フォトレジストを浸漬現像して、特徴部の幅が約４５ｎｍ未満であるフォトレジストマスクを生成するステップと；
該フォトレジストマスクを乾燥するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項６】
該密封酸化物層を堆積させるステップが、
シリコン含有ガスと、二酸化炭素と、不活性ガスを処理チャンバに導入する工程と、
該密封酸化物層を化学気相堆積させる工程と、
を含み、
シリコン含有ガスと二酸化炭素との比が約０.００５：１〜約０.００７：１である、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
該密封酸化物層が圧縮応力下にある、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
該反射防止コーティングが、炭素ドープされた酸化シリコンを含み、該密封酸化物が二酸化シリコンを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
該密封酸化物層に対する該フォトレジストの接着力が、水の毛管力より大きい、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
反射防止コーティングをパターン形成する方法であって：
該反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと；
該密封酸化物層をヘキサメチルジシリザンにさらして、該密封酸化物層上に接着促進層を堆積させるステップと；
該ヘキサメチルジシリザンにさらした該密封酸化物層上にフォトレジスト層を堆積させるステップと；
該フォトレジストを露光し現像して、マスクを生成するステップと；
該マスクを用いて該密封酸化物層と該反射防止コーティングをパターン形成するステップと；
を含む、前記方法。
【請求項１１】
該密封酸化物層を堆積させるステップが、シリコン含有ガスと、二酸化炭素と、不活性ガスを処理チャンバに導入する工程と、該密封酸化物層を化学気相堆積させる工程とを含み、シリコン含有ガスと二酸化炭素との比が約０.００５：１〜約０.００７：１である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
該密封酸化物層が圧縮応力下にある、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
該反射防止コーティングが、炭素ドープされた酸化シリコンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
該密封酸化物が、二酸化シリコンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
該密封酸化物層に対する該フォトレジストの接着力が、水の毛管力より大きい、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明は、一般的には、液浸リソグラフィーにおけるパターン崩壊を防止するための方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
[0002]集積回路の形状は、このようなデバイスが数十年前に最初に導入されて以来、サイズが劇的に減少してきた。それ以来、集積回路は、一般的に、二年／半分のサイズのルール（しばしばムーアの法則と呼ばれる）に従い、このことは、チップ上のデバイスの数が二年ごとに二倍になることを意味する。今日の製造施設は、９０ｎｍや６５ｎｍもの特徴部サイズを持つデバイスを日常的に製造し、未来の施設は、まもなく４５ｎｍ以下のような特徴部サイズが更に小さいデバイスを製造することになるであろう。
【０００３】
[0003]集積回路の特徴部サイズが減少するのにつれて、集積回路内に特徴部をパターン形成するためにフォトレジストマスクの特徴部が用いられてきた。フォトレジストを堆積させ、露光し、次に、現像して、フォトレジストマスクを生成することができる。現像が浸漬現像である場合、現像液を純水で集積回路からすすぐことができる。より小さい特徴部サイズにおいて、反射防止コーティング（ＡＲＣ）に対するフォトレジストマスクの接着力又はＡＲＣ層上に堆積された接着促進層でさえも、乾燥水の毛管力が接着力を超える点に近づくことができる。毛管力が接着力を超える場合、パターンは崩壊してしまう。パターンが崩壊した場合、特徴部の効果的なエッチングが集積回路に行われないために、集積回路は欠陥となる。
【０００４】
[0004]それ故、集積回路に対するフォトレジストの接着を増大するとともに集積回路において崩壊するパターンを減少させる方法が当該技術において求められている。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]本発明は、一般的には、浸漬現像後にフォトレジストマスクを乾燥する場合、フォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法を含む。一実施形態において、フォトレジストマスクの乾燥中にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法は、基板の上に配置された反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと、密封酸化物層上に接着促進層を堆積させるステップと、密封酸化物層の上にフォトレジスト層を堆積させるステップと、フォトレジストのパターンをさらすステップと、フォトレジストを浸漬現像して、フォトレジストマスクを生成するステップと、フォトレジストマスクを乾燥させるステップとを含む。
【０００６】
[0006]他の実施形態において、フォトレジストマスクの乾燥中にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法は、基板の上に配置された反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと、密封酸化物層上にフォトレジスト層を堆積させるステップと、フォトレジストのパターンをさらすステップと、フォトレジストを浸漬現像して、幅が約４５ｎｍ未満の特徴部を有するフォトレジストマスクを生成するステップと、フォトレジストマスクを乾燥させるステップとを含む。
【０００７】
[0007]他の実施形態において、反射防止コーティングをパターン形成する方法は、反射防止コーティング上に密封酸化物層を堆積させるステップと、密封酸化物層をヘキサメチルジシリザンにさらして、密封酸化物層上に接着促進層を堆積させるステップと、ヘキサメチルジシリザンにさらされた密封酸化物層上にフォトレジスト層を堆積させるステップと、フォトレジストを露光し現像して、マスクを生成するステップと、密封酸化物層と反射防止コーティングをマスクを用いてパターン形成するステップとを含む。
【０００８】
[0008]本発明の上記特徴が詳細に理解され得るように、上で簡単にまとめた本発明のより具体的な説明は、その一部が添付の図面に示される実施形態によって参照することができる。しかしながら、添付の図面が本発明の典型的な実施形態のみを示し、それ故、本発明の範囲を制限するものとみなされるべきでなく、本発明が他の等しく有効な実施形態を許容することができることは留意すべきである。
【０００９】
[0012]理解を容易にするために、図面に共通する同一の要素を表すために、可能な場合には、同一の符号が用いられている。一実施形態に開示された要素を個々に記載せずに他の実施形態で有益に用いることができることが予想される。
【詳細な説明】
【００１０】
[0013]本発明は、フォトレジストマスクを浸漬現像後に乾燥する場合にフォトレジストマスクの崩壊を減少させる方法を含む。特徴部サイズが縮小し続けるのにつれて、フォトレジストマスクをすすぐために用いられる水の毛管力は、ＡＲＣに対するフォトレジストの接着力よりも大きい点に近づく。毛管力が接着力を超える場合、マスクの特徴部は、水が乾燥するのにつれて共に隣接した特徴部を水が引っ張るために崩壊してしまう。フォトレジストを堆積させる前にＡＲＣの上に密封酸化物層を堆積させることによって、接着力が毛管力を超え、フォトレジストマスクの特徴部は崩壊しない。
【００１１】
[0014]図１は、密封酸化物層とＡＲＣ層とアモルファス炭素層を堆積させるために用いることができるウエハ処理システム１０を示す概略図である。このシステムは、通常は、プロセスチャンバ１００と、ガスパネル１３０と、制御ユニット１１０と、集積回路要素を製造するために用いることが当該技術において既知の電源、真空ポンプ等の他のハードウェア要素とを含む。システム１０の例としては、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）システム、ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ５０００（登録商標）システム、ＰＲＯＤＵＣＥＲＴＭシステムが挙げられ、これらのすべてがカリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社から市販されている。
【００１２】
[0015]プロセスチャンバ１００は、通常は、支持ペデスタル１５０を含み、これは半導体ウエハ１９０のような基板を支持するために用いられる。このペデスタル１５０は、典型的には、置換機構１６０を用いてチャンバ１００の内部で垂直方向に移動することができる。個々のプロセスによっては、ウエハ１９０は、ペデスタル１５０内の埋め込まれた加熱素子１７０によって望ましい温度に加熱することができる。例えば、ＡＣ源１０６から加熱素子１７０に電流を印加することによってペデスタル１５０を抵抗加熱することができ、その後、ウエハ１９０を加熱する。プロセス制御システム（図示せず）との協力的相互作用によってペデスタル１５０の温度をモニタするために、温度センサ１７２、例えば、熱電対をウエハ支持ペデスタル１５０に埋め込んでもよい。熱電対によって読まれる温度は、加熱素子１７０に対して電源１０６を制御するためのフィードバックループにおいて用いることができ、ウエハ温度を具体的なプロセス用途に適した望ましい温度で維持又は制御することができる。或いは、ペデスタル１５０は、プラズマ更に／又は放射加熱配置又は冷却チャネル（図示せず）のような当該技術において既知の加熱更に／又は冷却の交互配置を用いることができる。
【００１３】
[0016]真空ポンプ１０２を用いて、プロセスチャンバ１００を排気すると共にチャンバ１００内部に望ましいガスフローや動圧を維持することができる。プロセスガスをチャンバ１００に導入することができるシャワーヘッド１２０は、ウエハ支持ペデスタル１５０の上に位置するのがよい。シャワーヘッド１２０は、通常は、ガスパネル１３０に接続されるのがよく、プロセス手順の異なるステップに用いられる種々のガスを制御し供給する。
【００１４】
[0017]シャワーヘッド１２０とウエハ支持ペデスタル１５０は、また、一組の隔置された電極を形成することができる。それ故、電界がこれらの電極間に生じる場合、隔置された電極間の電位がプラズマを開始し維持するのに充分であれば、シャワーヘッド１２０によってチャンバ１００に導入されるプロセスガスがプラズマに点火することができる。典型的には、プラズマを動かす電界は、ウエハ支持ペデスタル１５０を整合ネットワーク（図示せず）を通って高周波（ＲＦ）電源１０４に接続することによって生じる。或いは、ＲＦ電源と整合ネットワークは、シャワーヘッド１２０に結合されても、シャワーヘッド１２０とウエハ支持ペデスタル１５０の双方に結合されてもよい。
【００１５】
[0018]プラズマ増強型化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）技術は、一般的には、基板表面近傍の反応ゾーンに電界を印加することによって反応種ガスの励起更に／又は解離を促進し、基板表面の上で直ちに反応性化学種のプラズマを生成する。プラズマ中の化学種の反応性によって、行われる化学反応に必要とされるエネルギーが減少し、実際にはこのようなＰＥＣＶＤプロセスに必要とされる温度が低下する。
【００１６】
[0019]発明の実施形態において、アモルファス炭素層堆積は、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）のような炭化水素化合物のプラズマ増強された熱分解によって達成することができる。プロピレンは、ガスパネル１３０の制御下でプロセスチャンバ１００に導入することができる。シャワーヘッド１２０を通って流れが調節されたガスとして炭化水素化合物をプロセスガスチャンバに導入することができる。
【００１７】
[0020]ガスパネル１３０を通るガスフローの適切な制御と調節は、一つ以上のマスフローコントローラ（図示せず）とコンピュータのような制御ユニット１１０によって行うことができる。シャワーヘッド１２０は、ガスパネル１３０からのガスプロセスをウエハ１９０の表面に近接したプロセスチャンバ１００に一様に分散させ導入することを可能にする。説明的には、制御ユニット１１０には、中央処理ユニット１１２と、支援回路１１４と、関連付けられた制御ソフトウェア１１６更に／又はプロセス関連データを含有する種々のメモリユニットとが含まれるのがよい。制御ユニット１１０は、ウエハ搬送、ガスフロー制御、温度制御、チャンバ排気、また、電子コントローラによって制御されることが当該技術において既知の他のプロセスのようなウエハ処理に必要とされる種々のステップにわたって自動制御に関与することができる。制御ユニット１１０と装置１０の種々の要素間の二方向連通は、集合的に信号バス１１８と呼ばれる多くの信号ケーブルを通って処理されてもよく、この一部を図１に示す。
【００１８】
[0021]本発明に用いられる加熱ペデスタル１５０は、アルミニウムから製造することができ、ペデスタル１５０のウエハ支持面１９２の下に少し離れて埋め込まれた加熱素子１７０を含むことができる。加熱素子１７０は、ＩＮＣＯＬＯＹ（登録商標）シースチューブに封入されたニッケル-クロムワイヤから製造することができる。加熱素子１７０に供給される電流を適切に調整することによって、ウエハ作製プロセスと膜堆積プロセス中にウエハ１９０とペデスタル１５０を比較的一定の温度で維持することができる。電流の適切な調整は、フィードバック制御ループによって達成することができ、ペデスタル１５０の温度は、ペデスタル１５０内に埋め込まれた温度センサ１７２によって連続してモニタされる。情報は、信号バス１１８を介して制御ユニット１１０に伝達することができ、必要な信号をヒータ電源１０６に送ることによって応答することができる。引き続き、望ましい温度（即ち、個々のプロセス用途に適切な温度）でペデスタル１５０を維持し制御するように電源１０６が調整されてもよい。それ故、プロセスガス混合物がウエハ１９０の上のシャワーヘッド１２０から出るときに、炭化水素化合物のプラズマ増強された熱分解が加熱されたウエハ１９０の表面１９１で生じ、結果としてウエハ１９０上にアモルファス炭素層が堆積される。
【００１９】
[0022]図２Ａ-図２Ｄは、本発明の一実施形態による処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路２００の概略図である。図２Ａに示されるように、集積回路２００は、基板２０２を備えることができる。一般に、基板２０２は、処理が行われるいかなる工作物をも意味する。基板２０２は、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）構造、トランジスタのゲートデバイス、ＤＲＡＭデバイス、又はデュアルダマシン構造のような大構造（図示せず）の一部であってもよい。個々の段階の処理によれば、基板２０２は、シリコン基板、又は基板上に形成された他の物質層に対応してもよい。図２Ａは、例えば、慣用的にその上に形成されてきた物質層２０４を有する集積回路２００を示す断面図である。物質層２０４は、酸化物（例えば、ＳｉＯ２）であってもよい。一般に、基板２０２は、シリコン、シリサイド、金属、又は他の物質の層を含んでもよい。図２Ａは、基板２０２がその上に形成された二酸化シリコン物質層２０４を有するシリコンである一実施形態を示す図である。
【００２０】
[0023]アモルファス炭素層２０６は、物質層２０４上に堆積することができる。アモルファス炭素層２０６は、炭化水素化合物とアルゴン（Ａｒ）又はヘリウム（Ｈｅ）のような不活性ガスのガス混合物から形成することができる。炭化水素化合物は、一般式ＣｘＨｙ（ここで、ｘは、２〜１０の範囲にあり、ｙは２〜２２の範囲にある）を有する。例えば、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロピン（Ｃ３Ｈ４）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、ブチレン（Ｃ４Ｈ８）、ブタジエン（Ｃ４Ｈ６）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ペンタン、ペンテン、ペンタジエン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ベンゼン、トルエン、アルファテルピネン、フェノール、シメン、ノルボルナジエン、又はこれらの組合わせを炭化水素化合物として用いることができる。液体前駆物質を用いてアモルファス炭素膜を堆積させることができる。アモルファス炭素層の水素の割合を制御することが望ましい場合には、特に、水素（Ｈ２）やアンモニア（ＮＨ３）、又はこれらの組合わせのような種々のガスをガス混合物に添加することができる。アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、窒素（Ｎ２）を用いてアモルファス炭素層の密度と堆積速度を制御することができる。
【００２１】
[0024]一般に、以下の堆積プロセスパラメータを用いてアモルファス炭素層２０６を形成することができる。プロセスパラメータは、約１００℃〜約５００℃のウエハ温度、約２トール〜約２０トールのチャンバ圧、約５０ｓｃｃｍ〜約５０,０００ｓｃｃｍ（例えば、８インチのウエハに対して）の炭化水素ガス（ＣｘＨｙ）流量、約３Ｗ／ｉｎ２〜約２０Ｗ／ｉｎ２のＲＦ電力、約２００ミル〜約１,２００ミルの間のプレート間隔の範囲である。上記プロセスパラメータは、アモルファス炭素層に対して約１００オングストローム／分〜１０,０００オングストローム／分の範囲の典型的な堆積速度を与え、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ社から入手できる堆積チャンバ内で３００ｍｍ基板上で実施することができる。アモルファス炭素層２０６の厚さは可変であり、個々の処理段階に左右される。典型的には、アモルファス炭素層２０６の厚さは、約５００オングストローム〜約１０,０００オングストロームの範囲にあるのがよい。
【００２２】
[0025]アモルファス炭素層２０６の上にＡＲＣ層２０８を堆積させて、下に横たわる層の反射を抑えると共にフォトレジスト層のパターンを正確に複製することができる。ＡＲＣ層２０８は、ＰＥＣＶＤのような種々の化学気相堆積（ＣＶＤ）プロセスを用いてアモルファス炭素層２０６上に慣用的に形成することができる。一実施形態において、ＡＲＣ層２０８は、段階的であってもよい。炭素源と、シリコン源と、酸素源と、不活性ガスのガス状混合物からプラズマを形成することによってＡＲＣ層２０８を形成することができる。シリコン源としては、シラン、ジシラン、シクロシラン、ジシクロシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、及びこれらの組合わせが挙げられるのがよい。シリコン源としては、また、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、トリエトキシフルオロシラン（ＴＥＦＳ）、ジエトキシメチルシラン（ＤＥＭＳ）、１,３,５,７-テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、ジメチルジエトキシシラン（ＤＭＤＥ）、オクタメチルシクトテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、及びこれらの組合わせのような有機シリコン化合物が挙げられるのがよい。酸素源としては、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、２,３-ブタンジオン、又はこれらの組合わせが挙げられるのがよい。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、及びこれらの組合わせを含む群より選ばれるのがよい。炭素源は、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロピン（Ｃ３Ｈ４）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、ブチレン（Ｃ４Ｈ８）、ブタジエン（Ｃ４Ｈ６）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、ペンタン、ペンテン、ペンタジエン、シクロペンタン、シクロペンタジエン、ベンゼン、トルエン、アルファテルピネン、フェノール、シメン、ノルボルナジエン、及びこれらの組合わせより選ばれるのがよい。
【００２３】
[0026]一実施形態において、ガス状混合物は、シラン（約１０ｓｃｃｍ - 約２,０００ｓｃｃｍの流量）と、二酸化炭素（約１００ｓｃｃｍ - 約１００,０００ｓｃｃｍの流量）と、ヘリウム（約０ｓｃｃｍ - 約１０,０００ｓｃｃｍの流量）を含む。ＡＲＣ層２０８の種々の光学特性は、上述のガスの流量を変えることによって達成される。ＡＲＣ層２０８の屈折率（ｎ）は、約１.０〜２.２の範囲に、吸収係数（ｋ）は、約２５０ｎｍ未満の波長で約０〜約１.０の範囲にあるのがよく、従って、ＤＵＶ波長でＡＲＣとして用いるのに適する。
【００２４】
[0027]一実施形態において、アモルファス炭素層２０６とＡＲＣ層２０８は、真空を破壊せずに同一システム又はプロセスチャンバ内でインサイチュで形成することができる。インサイチュ層は、アモルファス炭素層と同じ条件下で堆積させることができるが、トリメチルシラン又はシランのようなシリコン源を添加し、続いて酸素前駆物質が添加される。チャンバ内のガスの流れの調整は、インサイチュ層の段階的堆積を可能にする。
【００２５】
[0028]パターン崩壊を減少又は防止するために、密封酸化物層２１０をＡＲＣ層２０８上に堆積させる。密封酸化物層２１０は、ＡＲＣ層２０８とアモルファス炭素層２０６と同じチャンバ内で堆積させることができる。一実施形態において、密封酸化物層２１０は、二酸化シリコンを含むことができる。密封酸化物層２１０は、シリコン含有ガスと、酸素含有ガスと、不活性ガスをプロセスチャンバに導入することによって形成することができる。一実施形態において、シリコン含有ガスは、シランを含むことができる。用いることができる他のシリコン含有ガスとしては、ジシラン、クロロシラン、ジクロロシラン、トリメチルシラン、及びテトラメチルシラン、ＴＥＯＳ、ＴＥＦＳ、ＤＥＭＳ、ＴＭＣＴＳ、ＤＭＤＥ、ＯＭＣＴＳ、及びこれらの組合わせが挙げられる。シリコン含有ガスは、約５０ｓｃｃｍ〜約１００ｓｃｃｍの流量でプロセスチャンバに導入することができる。酸素含有ガスとしては、酸素（Ｏ２）、オゾン（Ｏ３）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、水（Ｈ２Ｏ）、２,３-ブタンジオン、又はこれらの組合わせが挙げられるのがよい。酸素含有ガスは、約９,０００ｓｃｃｍ〜約１０,０００ｓｃｃｍの流量で処理チャンバに導入されるのがよい。不活性ガスは、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、及びこれらの組合わせを含む群より選ばれる。不活性ガスは、約９,５００ｓｃｃｍ〜約１０,５００ｓｃｃｍの流量で処理チャンバに導入されるのがよい。シリコン含有ガスと二酸化炭素との比は、約０.００５：１〜約０.００７：１であるのがよい。
【００２６】
[0029]密封酸化物層２１０は、シャワーヘッドに対する単一周波数バイアスか又はシャワーヘッドと基板支持体双方がバイアスされる場合の二重周波数バイアスを用いて堆積させることができる。単一周波数プロセスにおいて、ＲＦ電流は、約１００ＭＨｚ〜約１８０ＭＨｚであるのがよい。二重周波数プロセスについては、シャワーヘッドバイアスは、約１００ＭＨｚ〜約１８０ＭＨｚであるのがよく、基板支持体バイアスは、約３０ＭＨｚ〜約１８０ＭＨｚであるのがよい。密封酸化物層２１０は、約１０オングストローム〜約３,０００オングストロームの厚さに堆積させることができる。一実施形態において、密封酸化物層２１０は、約２０オングストローム〜約５５オングストロームの厚さに堆積させるのがよい。密封酸化物層２１０は、堆積された場合に、圧縮応力を有するのがよい。
【００２７】
[0030]密封酸化物層２１０を堆積させた後、フォトレジスト２１２を密封酸化物層２１０に結合する働きをするヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）のような接着促進剤に密封酸化物層２１０をさらすことができる。図２Ｂ-図２Ｃに示されるように、フォトレジスト２１２をパターン露光して、現像によって除去されるフォトレジスト２１２における露光された領域２１６と露光されていない領域２１４を生成することができる。図面に例示されたフォトレジストはポジ型フォトレジストであり、それによって露光された部分が除去されるが、ネガ型フォトレジストを用いることができ、それによってフォトレジストの露光されていない部分を現像中に除去することができることは理解されるべきである。現像後、現像液を純水によって除去することができる。フォトレジストの特徴部２１８間に残っている水滴２２０は乾燥するが、水の毛管力は密封酸化物に対するフォトレジストの接着力を超えない。従って、特徴部２１８は崩壊しない。
【００２８】
[0031]その後、特徴部２１８によって画成されたパターンは、密封酸化物層２１０、ＡＲＣ層２０８、アモルファス炭素層２０６を通って伝達することができる。パターンは、水素含有フッ化炭素（ＣｘＦｙＨｚ）と水素（Ｈ２）、窒素（Ｎ２）、酸素（Ｏ２）、アルゴン（Ａｒ）、及びヘリウム（Ｈｅ）からなる群より選ばれる一つ以上のガスを含むガス混合物を用いて密封酸化物層３１０とＡＲＣ層２０８を通って伝達することができる。アモルファス炭素層２０６は、オゾン、酸素、又はアンモニアプラズマのみを用いて、又は臭化水素（ＨＢｒ）、窒素（Ｎ２）、四フッ化炭素（ＣＦ４）、アルゴン（Ａｒ）と組合わせてエッチングすることができる。層は異なるプロセスステップにおいてインサイチュでエッチングすることができる。インサイチュは、広範に解釈されるべきであり、プラズマチャンバ内のようなあるチャンバ内、又は統合クラスタツール装置のようなシステム内が、プロセスステップ又はツール内のチャンバ間で真空を破壊するような介在する汚染環境に物質をさらすことなく挙げられるがこれらに限定されない。インサイチュプロセスは、典型的には、他の処理チャンバ又は領域に基板を移動することに比べてプロセス時間やあり得る汚染物質を最小にする。
【００２９】
実施例１
[0032]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に密封酸化物層を堆積させた。３５０℃の温度と６トールの圧力で密封酸化物層を堆積させた。６０ｓｃｃｍのシランと９,９００ｓｃｃｍの二酸化炭素のプロセスガスを１０,０００ｓｃｃｍのヘリウムと共にチャンバに導入し、シャワーヘッドを１８０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体を１８０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスした。密封酸化物層を５００オングストロームの厚さに堆積させた。密封酸化物層は、堆積されたときに１７７ＭＰａの引張応力を有した。密封酸化物層を８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は１ＭＰａの応力の変化の１７６ＭＰａに変化した。密封酸化物層は安定であり、つまり、密封酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損しなかった。
【００３０】
実施例２
[0033]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に密封酸化物層を堆積させた。４００℃の温度と７トールの圧力で密封酸化物層を堆積させた。５０ｓｃｃｍのシランと９,９００ｓｃｃｍの二酸化炭素を１０,０００ｓｃｃｍのヘリウムと共にチャンバに導入し、シャワーヘッドを１４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体を４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスした。密封酸化物層を２,７４１オングストロームの厚さに堆積させた。密封酸化物層は、堆積されたときに-２１４ＭＰａの圧縮応力を有した。密封酸化物層を８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は１ＭＰａの応力の変化の-２１５ＭＰａに変化した。密封酸化物層は安定であり、つまり、密封酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損しなかった。
【００３１】
実施例３
[0034]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に密封酸化物層を堆積させた。密封酸化物層を４００℃の温度と７トールの圧力で堆積させた。５０ｓｃｃｍのシランと９,９００ｓｃｃｍの二酸化炭素を１０,０００ｓｃｃｍのヘリウムと共にチャンバに導入し、シャワーヘッドを１４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体を４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスした。密封酸化物層を２,８２７オングストロームの厚さに堆積させた。密封酸化物層は、堆積されたときに-２００ＭＰａの圧縮応力を有した。密封酸化物層を８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は１ＭＰａの応力の変化の-２０１ＭＰａの変化した。密封酸化物層は安定であり、つまり、密封酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損しなかった。
【００３２】
実施例４
[0035]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に密封酸化物層を堆積させた。密封酸化物層を４００℃の温度と７トールの圧力で堆積させた。５０ｓｃｃｍのシランと９,９００ｓｃｃｍの二酸化炭素を１０,０００ｓｃｃｍのヘリウムと共にチャンバに導入し、シャワーヘッドを１４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体にバイアスをかけなかった。密封酸化物層を２,０８４オングストロームの厚さに堆積させた。密封酸化物層は、堆積されたときに-２３５ＭＰａの圧縮応力を有した。密封酸化物層が８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は１ＭＰａの応力の変化の-２３６ＭＰａに変化した。密封酸化物層は安定であり、つまり、密封酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損しなかった。
【００３３】
実施例５
[0036]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に密封酸化物層は堆積させた。密封酸化物層を４００℃の温度と４トールの圧力で堆積させた。５０ｓｃｃｍのシランと９,９００ｓｃｃｍの二酸化炭素を１０,０００ｓｃｃｍのヘリウムと共にチャンバに導入し、シャワーヘッドを１４０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体にバイアスをかけなかった。密封酸化物層を２,１８９オングストロームの厚さに堆積させた。密封酸化物層は、堆積されたときに-２４１ＭＰａの圧縮応力を有した。密封酸化物層を８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は１ＭＰａの応力の変化の-２４２ＭＰａに変化した。密封酸化物層は安定であり、つまり、密封酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損しなかった。
【００３４】
[0037]図３Ａ-図３Ｄ（比較）は、処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路３００の概略図である。集積回路３００は、上述したように基板３０２と、物質層３０４と、ＡＲＣ層３０６とを備えるのがよい。フォトレジスト３１０の層は、ＡＲＣ層３０８上に形成される。
【００３５】
[0038]図３Ｂに示されるように、このようなフォトレジスト３１０をＵＶ照射にパターン露光して露光された領域３１４と露光されていない領域３１２を生じることによりパターンの画像をフォトレジスト３１０層に導入することができる。フォトレジスト３１０の層内に導入されたパターンの画像を適切な現像剤中で現像して、図３Ｃに示されるようにこのような層を通ってパターンの特徴部３１６を画成する。現像後、フォトレジスト３１０を現像するために用いられる溶液は純水を用いて集積回路からすすぎ落とす。
【００３６】
[0039]水滴３１８は、特徴部３１６間に残る。水滴３１８が乾燥するのにつれて、水滴３１８の毛管力はＡＲＣ層３０８に対する特徴部３１６の接着力を超える。毛管力が接着力を超えるために、水滴３１８と結合した特徴部３１６が互いに崩壊し、図３Ｄに示されるように一組の特徴部３１６が互いに崩壊する。崩壊した特徴部３１６は、ＡＲＣ層３０８と、アモルファス炭素層３０６と、物質層３０４のパターン形成を防止する。従って、崩壊した特徴部３１６は、欠陥のある集積回路３００を生じる。
【００３７】
[0040]水滴が接着促進剤をＡＲＣ層３０８に弱く結合するために、特徴部３１６は接着促進剤を用いているにもかかわらず崩壊する。ＡＲＣ層３０８の表面が完全に乾かない限り（即ち、理想的な表面）、表面はヒドロキシル末端表面を有する。接着促進剤がＡＲＣ層３０８上に堆積される場合、シリコン（ＨＭＤＳの場合）はヒドロキシル基に弱く結合する。結合が弱いために、接着促進剤は特徴部３１６をＡＲＣ層３０８に充分に接着することができない。従って、特徴部３１６は崩壊する。
【００３８】
比較例
[0041]物質層と、アモルファス炭素層と、ＡＲＣ層からなる層スタックを有する基板の上に酸化物層を堆積させた。酸化物層を３５０℃の温度と６トールの圧力で堆積させた。１００ｓｃｃｍのシランと９,０００ｓｃｃｍの二酸化炭素のプロセスガスをチャンバに導入し、シャワーヘッドを２２０ＭＨｚのＲＦ周波数でバイアスし、基板支持体にバイアスをかけなかった。酸化物層を５００オングストロームの厚さに堆積させた。酸化物層は２０１ＭＰａの引張応力を有した。酸化物層を８５℃で８５パーセントの湿度を有する大気に１日間さらしたときに、酸化物層の応力は２５１ＭＰａの応力の変化の-５１ＭＰａ（即ち、圧縮応力）に変化した。酸化物層は安定せず、つまり、酸化物層は純水のすすぎを反復するように設計された条件下で破損した。
【００３９】
[0042]ＡＲＣ層とフォトレジスト層の間に密封酸化物層を堆積させることによって、純水が現像液をすすぎ落とすときに、レジストを露光し現像することによって形成されたフォトレジストマスクの特徴部が崩壊する。
【００４０】
[0043]上記は本発明の実施形態に関するものであるが、本発明の他の多くの実施形態が本発明の基本的な範囲から逸脱することなく構成されてもよく、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の実施形態を実施するために用いることができる装置の概略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態による処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路２００の概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の一実施形態による処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路２００の概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の一実施形態による処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路２００の概略図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の一実施形態による処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路２００の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路３００の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路３００の概略図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路３００の概略図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、処理の種々の段階におけるフォトレジストマスクがその上に形成された集積回路３００の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０…システム、１００…チャンバ、１０２…真空ポンプ、１０４…ＲＦ電力、１０６…電源、１１０…制御ユニット、１１２…ＣＰＵ、１１４…支援回路、１１６…関連付けられた制御ソフトウェア、１１８…信号バス、１２０…シャワーヘッド、１３０…ガスパネル、１５０…支持ペデスタル、１６０…置換機構、１７０…加熱素子、１７２…温度センサ、１９０…ウエハ、１９１…表面、１９２…ウエハ支持面、２００…集積回路２００、２０２…基板、２０４…物質層、２０６…アモルファス炭素層、２０８…反射防止コーティング、２１０…密封酸化物層、２１２…フォトレジスト、２１４…露光されていない部分、２１６…露光された部分、２１８…特徴部、２２０…水滴、３００…集積回路、３０２…基板、３０４…物質層、３０６…アモルファス炭素層、３０８…ＡＲＣ層、３１０…フォトレジスト、３１２…露光されていない部分、３１４…露光された部分、３１６…パターン特徴部、３１８…水滴。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2009141329.tif 000007
【図３Ａ】
2009141329.tif 000008
【図３Ｂ】
2009141329.tif 000009
【図３Ｃ】
2009141329.tif 000010
【図３Ｄ】
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【外国語明細書】
2009141329000001.pdf