二重層マスク、三重層マスクのＣＤ制御
【課題】パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいてエッチング層内のエッチング構成の限界寸法を制御するための方法を提供する。
【解決手段】中間マスク層４１６は、パターンつきフォトレジストマスク４２０に対して選択的にエッチングすることによって開口される。機能性有機質マスク層４１２の開口は、ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、プラズマを発生させること、および開口ガスを流すことを停止する工程とを含んでいる。その後エッチング層４０８は、所望の寸法にエッチングされる。
【解決手段】中間マスク層４１６は、パターンつきフォトレジストマスク４２０に対して選択的にエッチングすることによって開口される。機能性有機質マスク層４１２の開口は、ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、プラズマを発生させること、および開口ガスを流すことを停止する工程とを含んでいる。その後エッチング層４０８は、所望の寸法にエッチングされる。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの作成時にマスクを通してエッチング層をエッチングすることに関する。より具体的には、本発明は、半導体デバイスの作成時にエッチング構成の限界寸法（ＣＤ）を制御することに関する。
【０００２】
半導体ウエハの作成時には、パターンマスクによって半導体デバイスの構成（feature）が画定される。
【０００３】
密度を増大させるために、構成の大きさが縮小される。これは、構成のＣＤを縮小することによって達成されえるが、これには、解像度、精度、および確度の向上が必要とされる。
【発明の概要】
【０００４】
以上を実現するため、そして本発明の目的にしたがって、パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいてエッチング層内のエッチング構成のＣＤを制御するための方法が提供される。中間マスク層は、パターンつきフォトレジストマスクに関して、中間マスク層を選択的にエッチングすることによって開口される。機能性有機質マスク層は、開口される。機能性有機質マスク層の開口は、ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、プラズマを発生させること、および開口ガスを流すことを停止することを含む。エッチング層は、エッチングされる。
【０００５】
本発明の別の態様では、パターンつきフォトレジストマスクの下の中間マスク層の下の機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御する方法が提供される。中間マスク層は、パターンつきフォトレジストマスクに対して開口される。機能性有機質層は、エッチングされ、該エッチングは、ＣＯＳを含むエッチングガスを流す工程と、プラズマを発生させる工程と、エッチングガスを流すことを停止する工程とを含む。
【０００６】
本発明の別の態様では、パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいてエッチング層内のエッチング構成のＣＤを制御するための装置が提供される。プラズマ処理チャンバが提供され、該チャンバは、プラズマ処理チャンバの外周部を形成するチャンバ壁と、プラズマ処理チャンバの外周部内でウエハを支えるための基板サポートと、プラズマ処理チャンバの外周部内の圧力を調整するための圧力調整器と、プラズマを維持するためにプラズマ処理チャンバの外周部に電力を提供するための少なくとも１つの電極と、プラズマ処理チャンバの外周部にガスを提供するためのガス入口と、プラズマ処理チャンバの外周部からガスを排出させるためのガス出口とを含む。ガス入口には、ガス源が流体接続されており、該ガス源は、中間マスク層開口ガス源と、ＣＯＳガス源と、エッチング層エッチングガス源とを含む。ガス源および少なくとも１つの電極には、コントローラが制御可能な方法で接続され、該コントローラは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ可読媒体とを含む。コンピュータ可読媒体は、中間マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードと、機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードとを含み、機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードは、ＣＯＳガス源から流されるＣＯＳを含む開口ガスを流すためのコンピュータ可読コードと、開口ガス混合からプラズマを発生させるためのコンピュータ可読コードと、エッチング層が完全にエッチングされる前に、処理チャンバに開口ガスを流し込むことを停止するためのコンピュータ可読コードとを含む。コンピュータ可読媒体は、さらに、エッチング層をエッチングするためのコンピュータ可読コードを含む。
【０００７】
本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、以下の本発明の詳細な説明において、添付の図面との関連のもとで、より詳しく説明される。
【０００８】
本発明は、限定目的ではなく例示目的で、添付の図面に示されている。図中、類似の参照符号は、類似の要素を示すものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の上位レベルフローチャートである。
【図２】エッチングに使用されえるプラズマ処理チャンバの概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態で使用されるコントローラを実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。
【図３Ｂ】本発明の実施形態で使用されるコントローラを実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。
【図４Ａ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図５】ＣＯＳ添加物によって機能性有機質層を開口する工程の、より詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、添付の図面に示された幾つかの好ましい実施形態を参照にして詳細に説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施されえる。また、本発明を不必要に不明瞭にするのを避けるため、周知のプロセスス工程および／または構造は詳細に説明されていない。
【００１１】
理解を促進するため、図１は、本発明の実施形態で使用されるプロセスの上位レベルフローチャートである。パターンつきフォトレジストマスクを上に配された中間マスク層を上に配された機能性有機質層を上に配されたエッチング層を伴う基板が、エッチングチャンバに入れられる（工程１０４）。中間マスク層が、開口される（工程１０８）。機能性有機質層は、ＣＯＳ（硫化カルボニル）を添加物として伴う開口ガスを使用して開口される（工程１１２）。機能性有機質層を通してエッチング層内に構成がエッチングされる（工程１１６）。次いで、エッチングチャンバから基板が取り除かれる（工程１２０）。
【００１２】
図２は、本発明を実施するために使用されえるエッチングリアクタの概略図である。本発明の１つまたは２つ以上の実施形態では、エッチングリアクタ２００は、チャンバ壁２５０内に、上部中央電極２０６と、上部外側電極２０４と、底部中央電極２０８と、底部外側電極２１０とを含む。上部絶縁体リング２０７が、上部中央電極２０６を上部外側電極２０４から絶縁する。底部絶縁体リング２１２が、底部中央電極２０８を底部外側電極２１０から絶縁する。また、エッチングリアクタ２００内では、底部中央電極２０８の上に基板２８０も配置される。必須ではないが、底部中央電極２０８は、基板２８０を保持するための適切な基板チャックメカニズム（例えば静電的クランプ、機械的クランプなど）を組み入れている。
【００１３】
エッチングリアクタ２００には、ガス源２２４が接続され、該ガス源２２４は、エッチングプロセス時にエッチングリアクタ２００のプラズマ領域２４０にエッチングガスを供給する。この例では、ガス源２２４は、開口ガス源２６２と、中間マスク層開口ガス源２６４と、エッチングガス源２６６と、一例ではＣＤ構成を制御するために使用されるガスを提供するＣＯＳ源２６８とを含む。ＣＤ制御プロセスは、ＣＤを縮小させるために使用されえる。
【００１４】
電極２０４、２０６、２０８、２１０に電力を提供するために、バイアスＲＦ源２４８、第１の励起ＲＦ源２５２、および第２の励起ＲＦ源２５６が、コントローラ２３５を通してエッチングリアクタ２００に電気的に接続される。バイアスＲＦ源２４８は、バイアスＲＦ電力を生成し、そのバイアスＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、バイアスＲＦ電力は、１キロヘルツ（ｋＨｚ）と１０メガヘルツ（ＭＨｚ）との間の周波数を有する。より好ましくは、バイアスＲＦ電力は、１ＭＨｚと５ＭＨｚとの間の周波数を有する。よりさらに好ましくは、バイアスＲＦ電力は、約２ＭＨｚの周波数を有する。
【００１５】
第１の励起ＲＦ源２５２は、ソースＲＦ電力を生成し、そのソースＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、このソースＲＦ電力は、バイアスＲＦ電力より大きい周波数を有する。より好ましくは、このソースＲＦ電力は、１０ＭＨｚと４０ＭＨｚとの間の周波数を有する。最も好ましくは、このソースＲＦ電力は、２７ＭＨｚの周波数を有する。
【００１６】
第２の励起ＲＦ源２５６は、第１の励起ＲＦ源２５２によって生成されるＲＦ電力に追加で別のソースＲＦ電力を生成し、そのソースＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、このソースＲＦ電力は、バイアスＲＦ源および第１のＲＦ励起源より大きい周波数を有する。より好ましくは、第２の励起ＲＦ源は、４０ＭＨｚ以上の周波数を有する。最も好ましくは、このソースＲＦ電力は、６０ＭＨｚの周波数を有する。
【００１７】
様々な組み合わせの上部電極および底部電極に、異なるＲＦ信号を供給することが可能である。好ましくは、エッチングされる材料を上に置かれるこの例では底部中央電極２０８である底部電極を通してＲＦの最低周波数が印加されることが望ましい。
【００１８】
コントローラ２３５は、ガス源２２４、バイアスＲＦ源２４８、第１の励起ＲＦ源２５２、および第２の励起ＲＦ源２５６に接続される。コントローラ２３５は、エッチングリアクタ２００内へのエッチングガスの流れはもちろん、３つのＲＦ源２４８、２５２、２５６からのＲＦ電力の生成、電極２０４、２０６、２０８、２１０、および排出ポンプ２２０も制御する。
【００１９】
この例では、プラズマおよびガスの閉じ込めを可能にするために、閉じ込めリング２０２が提供される。プラズマおよびガスは、閉じ込めリングの間を通り抜けて排出ポンプによって排出される。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の１つまたは２つ以上の実施形態で使用されるコントローラ２３５を実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。図３Ａは、コンピュータシステム３００として可能な１つの物理的形態を示している。もちろん、コンピュータシステムは、集積回路、プリント回路基板、および小型携帯端末から巨大スーパーコンピュータに到る多くの物理的形態をとりえる。コンピュータシステム３００は、モニタ３０２、ディスプレイ３０４、筐体３０６、ディスクドライブ３０８、キーボード３１０、およびマウス３１２を含む。ディスク３１４は、コンピュータシステム３００との間でデータをやりとりするために使用されるコンピュータ可読媒体である。
【００２１】
図３Ｂは、コンピュータシステム３００のブロック図の一例である。システムバス３２０には、種々様々なサブシステムが取り付けられる。プロセッサ３２２（中央演算処理装置、即ちＣＰＵとも称される）は、メモリ３２４を含むストレージデバイスに接続される。メモリ３２４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。当該分野で周知のように、ＲＯＭは、ＣＰＵに対してデータおよび命令を単方向的に伝送する働きをし、ＲＡＭは、一般に、データおよび命令を双方向的に伝送するために使用される。これらのメモリは、いずれのタイプも、後述される任意の適切なコンピュータ可読媒体を含みえる。ＣＰＵ３２２には、固定ディスク３２６も双方向的に接続され、これは、追加のデータストレージ容量を提供し、やはり、後述される任意のコンピュータ可読媒体を含みえる。固定ディスク３２６は、プログラムやデータなどを格納するために使用されてよく、一般に、一次ストレージより低速な二次ストレージ媒体（ハードディスクなど）である。なお、固定ディスク３２６内に保持される情報は、もし適切であれば、メモリ３２４内の仮想メモリとして標準的な形で組み入れ可能であることがわかる。取り外し可能ディスク３１４は、後述される任意のコンピュータ可読媒体の形態をとりえる。
【００２２】
ＣＰＵ３２２は、ディスプレイ３０４、キーボード３１０、マウス３１２、およびスピーカ３３０などの様々な入出力デバイスにも接続される。一般に、入出力デバイスは、ビデオディスプレイ、トラックボール、マウス、キーボード、マイクロフォン、タッチセンサ式ディスプレイ、トランスデューサカード読み取り装置、磁気テープもしくは紙テープ読み取り装置、タブレット、スタイラス、音声もしくは手書き文字認識装置、バイオメトリック読み取り装置、またはその他のコンピュータのうちの任意であってよい。ＣＰＵ３２２は、ネットワークインターフェース３４０を使用して別のコンピュータまたは通信ネットワークに随意に接続されえる。このようなネットワークインターフェースがあれば、ＣＰＵは、上述された方法の工程を実施する過程において、ネットワークから情報を受信可能である、またはネットワークに情報を出力可能であると考えられる。さらに、本発明の方法の実施形態は、ＣＰＵ３２２上のみで実行されてもよいし、または処理の一部を共有するリモートＣＰＵと連携してインターネットなどのネットワークを通じて実行されてもよい。
【００２３】
また、本発明の実施形態は、さらに、様々なコンピュータ実行動作を実施するためのコンピュータコードを記録されたコンピュータ可読媒体を伴うコンピュータストレージ製品に関する。媒体およびコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計および構成されたものであってもよいし、またはコンピュータソフトウェア分野の当業者にとって周知で尚且つ利用可能なものであってもよい。有形なコンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、フロッピィディスク、および磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭおよびホログラフィックデバイスなどの光媒体、フロプティカルディスクなどの光磁気媒体、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、ＲＯＭデバイス、およびＲＡＭデバイスなどプログラムコードの格納および実行のために特別に構成されたハードウェアデバイスを含むが、これらに限定されない。コンピュータコードの例は、コンパイラによって生成されるなどのマシンコード、およびインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高水準コードを含むファイルを含む。コンピュータ可読媒体は、搬送波に組み込まれたコンピュータデータ信号によって伝送され尚且つプロセッサによって実行可能な一連の命令を表すコンピュータコードであってもよい。
【００２４】
実施例
本発明の理解を促すため、三重層マスクの実施例では、図４Ａは、パターンつきフォトレジストマスク４２０を上に提供された中間マスク層４１６を上に提供された機能性有機質層４１２を上に提供されたエッチング層４０８を上に提供された基板４０４を伴うスタック４００の概略断面図である。本発明のこの実施形態では、基板４０４は、シリコンウエハであり、エッチング層４０８は、ドープされたまたは非ドープの酸化シリコンなどの誘電体層である。本発明のこの実施形態では、機能性有機質層４１２は、非晶質炭素を含まないポリマである。本発明のこの実施形態では、中間マスク層４１６は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）である。
【００２５】
基板４０４、エッチング層４０８、機能性有機質層４１２、中間マスク層４１６、およびパターンつきフォトレジストマスク４２０は、エッチングリアクタ２００に入れられる（工程１０４）。中間マスク層４１６は、図４Ｂに示されるように、パターンつきフォトレジストマスクに関して中間マスク層４１６をパターン化するために、パターンつきフォトレジストマスク４２０を通して選択的に開口される（工程１０８）。
【００２６】
中間マスク層をエッチングまたは開口するための代表的なレシピでは、１００ｓｃｃｍのＣＦ4、７５ｓｃｃｍのＣＨＦ3、および６ｓｃｃｍのＯ2を含む開口ガスが、１００ミリトールの圧力でチャンバに提供される。開口ガスをプラズマにするために、６０ＭＨｚＲＦで８００ワットが提供される。中間マスク層が開口されると、開口ガスの流れは停止される。中間マスク層のための開口ガスには、一般に、フッ化炭素ガスが使用される。
【００２７】
機能性有機質層は、ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスを使用してエッチングまたは開口される（工程１１２）。図５は、ＣＯＳ添加物を使用して機能性有機質層を開口する工程の、より詳細なフローチャートである。ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスが、エッチングチャンバに流し込まれる（工程５０４）。この実施例では、４００ｓｃｃｍのＮ2、４００ｓｃｃｍのＨ2、および２０ｓｃｃｍのＣＯＳを含む開口ガスが、４０ミリトールの圧力でチャンバに提供される。
【００２８】
機能性有機質層開口ガスの別の例では、１００ｓｃｃｍのＮ2、２０ｓｃｃｍのＯ2、および２０ｓｃｃｍのＣＯＳを含むガスが、２０ミリトールの圧力で提供される。これらの例では、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、それぞれ１：４１および１：７である。好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：２と１：１６０との間である。より好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：３から１：８０である。最も好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：５から１：５０である。また、開口ガスは、有機材料を開口するために使用されるＯ2またはＣＯ2またはＮＨ3またはＮ2またはＣＯおよびＨ2の成分を有すると考えられる。
【００２９】
開口ガスは、プラズマにされる（工程５０８）。ＣＯＳ含有ガスをプラズマにするために、６０ＭＨｚＲＦで６００ワットが提供される。この例では、プラズマは、ガス調整を伴わない定常状態のプラズマである。本発明の実施形態では、ＣＯＳは、特徴の側壁沿いに有機質の側壁を形成する。プラズマは、中間マスク層に対して機能性有機質層を選択的に開口するために使用される。図４Ｃは、開口プロセスによって機能性有機質層４１２内に特徴が開口された後における、スタック４００の概略断面図である。機能性有機質層４１２内に特徴が開口されると、ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスの流れが停止される（工程５１２）。この工程時には、大抵、パターンつきフォトレジスト（ＰＲ）層が完全に除去される。このプロセス時には、基板チャックメカニズムは、任意の温度に維持されえる。好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏５度より高く維持される。より好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏２０度より高く維持される。最も好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏６０度より高く維持される。本発明の実施形態は、より低い基板温度でも機能しえるが、その他のプロセスが、このような高温では機能しないと考えられる。
【００３０】
開口された機能性有機質層を通してエッチング層内に特徴がエッチングされる（工程１１６）。使用されるレシピは、エッチングされるべき材料の種類に依存する。ＴＥＯＳ、ＢＰＳＧ、ｌｏｗ−ｋ誘電体、ＦＳＧ、ＳｉＮなどには、異なるプロセスレシピが必要とされるであろう。
【００３１】
一例では、機能性有機質層開口ガスは、ハロゲンフリーである。ハロゲンが使用されるかどうかは、機能性有機質層の材料に依存する。ハロゲンフリーの開口ガスは、シリコンを含有しない機能性有機質層を開口することができる。機能性有機質層がシリコン成分を有する別の例では、開口ガスは、ハロゲン成分を有する。中間マスク層（４１６）に対して十分な選択性を有するためには、ハロゲン組成を正しく調整する必要がある。
【００３２】
図４Ｄは、エッチング層４０８内に特徴をエッチングされた後における、スタックの概略断面図である。中間マスク層４１６は、エッチング層４０８と同じ材料であってよく、またはエッチング層４０８と同様のエッチング特性を有してよい。機能性有機質層４１２は、エッチング層４０８と異なるエッチング特性を有するので、エッチング層４０８は、機能性有機質層４１２に対して選択的にエッチングされる。
【００３３】
本発明のその他の実施形態では、エッチング層は、非ドープのもしくはドープされた二酸化シリコンベースの材料（例えばＴＥＯＳ、ＢＰＳＧ、ＦＳＧなど）、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）、多孔質ＯＳＧ、窒化シリコンベースの材料、窒酸化シリコンベースの材料、炭化シリコンベースの材料、ｌｏｗ−ｋ誘電体、または任意の金属ゲート材料もしくは金属マスク材料であってよい。
【００３４】
好ましくは、中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）である。好ましくは、中間マスク層およびエッチング層は、類似のエッチング特性を有する。好ましくは、機能性有機質層は、中間マスク層に対して選択的にエッチングされてよく、エッチング層は、機能性有機質層に対して選択的にエッチングされてよい。より好ましくは、中間層と機能性有機質層との間の選択性は、４より大きい。最も好ましくは、中間層と機能性有機質層との間の選択性は、６より大きい。機能性有機質層は、フォトレジストと同様のエッチング特性を有する柔らかい層であるので、ＣＤを維持しつつ中間マスク層に対して高いエッチング選択性を得ることは困難である。本発明の実施形態における、ＣＯＳの利用は、ＣＤを維持または縮小させつつこのような高い選択性を提供する。好ましくは、機能性有機質層とパターンつきフォトレジストマスクは、同じエッチング特性を有する。より好ましくは、機能性有機質層は、感光性の材料を伴わないフォトレジスト材料で作成される。
【００３５】
本発明の実施形態は、配線、溝、およびコンタクトなどの様々な特徴をエッチングするために使用されえる。好ましくは、本発明は、エッチング構成がコンタクトである場合のエッチングプロセスを提供する。
【００３６】
その他の例では、エッチング層は、二酸化シリコンベースの材料、有機ケイ酸塩ガラス、窒化シリコンベースの材料、窒酸化シリコンベースの材料、炭化シリコンベースの材料、シリコン材料もしくはポリシリコン材料、窒化チタン、チタン、窒化タンタル、タングステン、ポリマ、酸化物、無機質もしくは有機質ベースのｌｏｗ−ｋ材料（ダウ化工株式会社によって製造されているＳｉＬＫ（登録商標）など））、または任意の金属ゲート材料もしくは金属マスク材料の１つである。
【００３７】
別の実施形態では、機能性有機質層は、パターンつきフォトレジストマスク４２０を上に提供されたパターン中間マスク層を上に提供されたエッチング層である。この例では、機能性有機質層は、中間マスク層を通してエッチングされ、この場合の機能性有機質層は、別の層をエッチングするためのマスクとしては使用されない。
【００３８】
理論に縛られるものではないが、ＣＯＳ添加物は、機能性有機質マスク層を被覆するまたはその表面を変更することによって、後続のエッチングからの保護を提供すると考えられる。
【００３９】
本発明は、幾つかの好ましい実施形態の観点から説明されているが、本発明の範囲に含まれるものとして、代替、置き換え、変更、および代わりとなる各種の等価の形態がある。また、本発明の方法および装置を実現する多くの代替方法があることも、留意されるべきである。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、置き換え、変更、および代わりとなる各種の等価な形態を含むものと解釈されることを意図される。
【背景技術】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスの作成時にマスクを通してエッチング層をエッチングすることに関する。より具体的には、本発明は、半導体デバイスの作成時にエッチング構成の限界寸法（ＣＤ）を制御することに関する。
【０００２】
半導体ウエハの作成時には、パターンマスクによって半導体デバイスの構成（feature）が画定される。
【０００３】
密度を増大させるために、構成の大きさが縮小される。これは、構成のＣＤを縮小することによって達成されえるが、これには、解像度、精度、および確度の向上が必要とされる。
【発明の概要】
【０００４】
以上を実現するため、そして本発明の目的にしたがって、パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいてエッチング層内のエッチング構成のＣＤを制御するための方法が提供される。中間マスク層は、パターンつきフォトレジストマスクに関して、中間マスク層を選択的にエッチングすることによって開口される。機能性有機質マスク層は、開口される。機能性有機質マスク層の開口は、ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、プラズマを発生させること、および開口ガスを流すことを停止することを含む。エッチング層は、エッチングされる。
【０００５】
本発明の別の態様では、パターンつきフォトレジストマスクの下の中間マスク層の下の機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御する方法が提供される。中間マスク層は、パターンつきフォトレジストマスクに対して開口される。機能性有機質層は、エッチングされ、該エッチングは、ＣＯＳを含むエッチングガスを流す工程と、プラズマを発生させる工程と、エッチングガスを流すことを停止する工程とを含む。
【０００６】
本発明の別の態様では、パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいてエッチング層内のエッチング構成のＣＤを制御するための装置が提供される。プラズマ処理チャンバが提供され、該チャンバは、プラズマ処理チャンバの外周部を形成するチャンバ壁と、プラズマ処理チャンバの外周部内でウエハを支えるための基板サポートと、プラズマ処理チャンバの外周部内の圧力を調整するための圧力調整器と、プラズマを維持するためにプラズマ処理チャンバの外周部に電力を提供するための少なくとも１つの電極と、プラズマ処理チャンバの外周部にガスを提供するためのガス入口と、プラズマ処理チャンバの外周部からガスを排出させるためのガス出口とを含む。ガス入口には、ガス源が流体接続されており、該ガス源は、中間マスク層開口ガス源と、ＣＯＳガス源と、エッチング層エッチングガス源とを含む。ガス源および少なくとも１つの電極には、コントローラが制御可能な方法で接続され、該コントローラは、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータ可読媒体とを含む。コンピュータ可読媒体は、中間マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードと、機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードとを含み、機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードは、ＣＯＳガス源から流されるＣＯＳを含む開口ガスを流すためのコンピュータ可読コードと、開口ガス混合からプラズマを発生させるためのコンピュータ可読コードと、エッチング層が完全にエッチングされる前に、処理チャンバに開口ガスを流し込むことを停止するためのコンピュータ可読コードとを含む。コンピュータ可読媒体は、さらに、エッチング層をエッチングするためのコンピュータ可読コードを含む。
【０００７】
本発明のこれらの特徴およびその他の特徴は、以下の本発明の詳細な説明において、添付の図面との関連のもとで、より詳しく説明される。
【０００８】
本発明は、限定目的ではなく例示目的で、添付の図面に示されている。図中、類似の参照符号は、類似の要素を示すものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の上位レベルフローチャートである。
【図２】エッチングに使用されえるプラズマ処理チャンバの概略図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態で使用されるコントローラを実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。
【図３Ｂ】本発明の実施形態で使用されるコントローラを実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。
【図４Ａ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｂ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｃ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図４Ｄ】本発明の実施形態にしたがって処理されるスタックの概略図である。
【図５】ＣＯＳ添加物によって機能性有機質層を開口する工程の、より詳細なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、添付の図面に示された幾つかの好ましい実施形態を参照にして詳細に説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者には明らかなように、本発明は、これらの一部または全部の詳細を特定しなくても実施されえる。また、本発明を不必要に不明瞭にするのを避けるため、周知のプロセスス工程および／または構造は詳細に説明されていない。
【００１１】
理解を促進するため、図１は、本発明の実施形態で使用されるプロセスの上位レベルフローチャートである。パターンつきフォトレジストマスクを上に配された中間マスク層を上に配された機能性有機質層を上に配されたエッチング層を伴う基板が、エッチングチャンバに入れられる（工程１０４）。中間マスク層が、開口される（工程１０８）。機能性有機質層は、ＣＯＳ（硫化カルボニル）を添加物として伴う開口ガスを使用して開口される（工程１１２）。機能性有機質層を通してエッチング層内に構成がエッチングされる（工程１１６）。次いで、エッチングチャンバから基板が取り除かれる（工程１２０）。
【００１２】
図２は、本発明を実施するために使用されえるエッチングリアクタの概略図である。本発明の１つまたは２つ以上の実施形態では、エッチングリアクタ２００は、チャンバ壁２５０内に、上部中央電極２０６と、上部外側電極２０４と、底部中央電極２０８と、底部外側電極２１０とを含む。上部絶縁体リング２０７が、上部中央電極２０６を上部外側電極２０４から絶縁する。底部絶縁体リング２１２が、底部中央電極２０８を底部外側電極２１０から絶縁する。また、エッチングリアクタ２００内では、底部中央電極２０８の上に基板２８０も配置される。必須ではないが、底部中央電極２０８は、基板２８０を保持するための適切な基板チャックメカニズム（例えば静電的クランプ、機械的クランプなど）を組み入れている。
【００１３】
エッチングリアクタ２００には、ガス源２２４が接続され、該ガス源２２４は、エッチングプロセス時にエッチングリアクタ２００のプラズマ領域２４０にエッチングガスを供給する。この例では、ガス源２２４は、開口ガス源２６２と、中間マスク層開口ガス源２６４と、エッチングガス源２６６と、一例ではＣＤ構成を制御するために使用されるガスを提供するＣＯＳ源２６８とを含む。ＣＤ制御プロセスは、ＣＤを縮小させるために使用されえる。
【００１４】
電極２０４、２０６、２０８、２１０に電力を提供するために、バイアスＲＦ源２４８、第１の励起ＲＦ源２５２、および第２の励起ＲＦ源２５６が、コントローラ２３５を通してエッチングリアクタ２００に電気的に接続される。バイアスＲＦ源２４８は、バイアスＲＦ電力を生成し、そのバイアスＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、バイアスＲＦ電力は、１キロヘルツ（ｋＨｚ）と１０メガヘルツ（ＭＨｚ）との間の周波数を有する。より好ましくは、バイアスＲＦ電力は、１ＭＨｚと５ＭＨｚとの間の周波数を有する。よりさらに好ましくは、バイアスＲＦ電力は、約２ＭＨｚの周波数を有する。
【００１５】
第１の励起ＲＦ源２５２は、ソースＲＦ電力を生成し、そのソースＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、このソースＲＦ電力は、バイアスＲＦ電力より大きい周波数を有する。より好ましくは、このソースＲＦ電力は、１０ＭＨｚと４０ＭＨｚとの間の周波数を有する。最も好ましくは、このソースＲＦ電力は、２７ＭＨｚの周波数を有する。
【００１６】
第２の励起ＲＦ源２５６は、第１の励起ＲＦ源２５２によって生成されるＲＦ電力に追加で別のソースＲＦ電力を生成し、そのソースＲＦ電力をエッチングリアクタ２００に供給する。好ましくは、このソースＲＦ電力は、バイアスＲＦ源および第１のＲＦ励起源より大きい周波数を有する。より好ましくは、第２の励起ＲＦ源は、４０ＭＨｚ以上の周波数を有する。最も好ましくは、このソースＲＦ電力は、６０ＭＨｚの周波数を有する。
【００１７】
様々な組み合わせの上部電極および底部電極に、異なるＲＦ信号を供給することが可能である。好ましくは、エッチングされる材料を上に置かれるこの例では底部中央電極２０８である底部電極を通してＲＦの最低周波数が印加されることが望ましい。
【００１８】
コントローラ２３５は、ガス源２２４、バイアスＲＦ源２４８、第１の励起ＲＦ源２５２、および第２の励起ＲＦ源２５６に接続される。コントローラ２３５は、エッチングリアクタ２００内へのエッチングガスの流れはもちろん、３つのＲＦ源２４８、２５２、２５６からのＲＦ電力の生成、電極２０４、２０６、２０８、２１０、および排出ポンプ２２０も制御する。
【００１９】
この例では、プラズマおよびガスの閉じ込めを可能にするために、閉じ込めリング２０２が提供される。プラズマおよびガスは、閉じ込めリングの間を通り抜けて排出ポンプによって排出される。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の１つまたは２つ以上の実施形態で使用されるコントローラ２３５を実装するのに適したコンピュータシステムを図示している。図３Ａは、コンピュータシステム３００として可能な１つの物理的形態を示している。もちろん、コンピュータシステムは、集積回路、プリント回路基板、および小型携帯端末から巨大スーパーコンピュータに到る多くの物理的形態をとりえる。コンピュータシステム３００は、モニタ３０２、ディスプレイ３０４、筐体３０６、ディスクドライブ３０８、キーボード３１０、およびマウス３１２を含む。ディスク３１４は、コンピュータシステム３００との間でデータをやりとりするために使用されるコンピュータ可読媒体である。
【００２１】
図３Ｂは、コンピュータシステム３００のブロック図の一例である。システムバス３２０には、種々様々なサブシステムが取り付けられる。プロセッサ３２２（中央演算処理装置、即ちＣＰＵとも称される）は、メモリ３２４を含むストレージデバイスに接続される。メモリ３２４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む。当該分野で周知のように、ＲＯＭは、ＣＰＵに対してデータおよび命令を単方向的に伝送する働きをし、ＲＡＭは、一般に、データおよび命令を双方向的に伝送するために使用される。これらのメモリは、いずれのタイプも、後述される任意の適切なコンピュータ可読媒体を含みえる。ＣＰＵ３２２には、固定ディスク３２６も双方向的に接続され、これは、追加のデータストレージ容量を提供し、やはり、後述される任意のコンピュータ可読媒体を含みえる。固定ディスク３２６は、プログラムやデータなどを格納するために使用されてよく、一般に、一次ストレージより低速な二次ストレージ媒体（ハードディスクなど）である。なお、固定ディスク３２６内に保持される情報は、もし適切であれば、メモリ３２４内の仮想メモリとして標準的な形で組み入れ可能であることがわかる。取り外し可能ディスク３１４は、後述される任意のコンピュータ可読媒体の形態をとりえる。
【００２２】
ＣＰＵ３２２は、ディスプレイ３０４、キーボード３１０、マウス３１２、およびスピーカ３３０などの様々な入出力デバイスにも接続される。一般に、入出力デバイスは、ビデオディスプレイ、トラックボール、マウス、キーボード、マイクロフォン、タッチセンサ式ディスプレイ、トランスデューサカード読み取り装置、磁気テープもしくは紙テープ読み取り装置、タブレット、スタイラス、音声もしくは手書き文字認識装置、バイオメトリック読み取り装置、またはその他のコンピュータのうちの任意であってよい。ＣＰＵ３２２は、ネットワークインターフェース３４０を使用して別のコンピュータまたは通信ネットワークに随意に接続されえる。このようなネットワークインターフェースがあれば、ＣＰＵは、上述された方法の工程を実施する過程において、ネットワークから情報を受信可能である、またはネットワークに情報を出力可能であると考えられる。さらに、本発明の方法の実施形態は、ＣＰＵ３２２上のみで実行されてもよいし、または処理の一部を共有するリモートＣＰＵと連携してインターネットなどのネットワークを通じて実行されてもよい。
【００２３】
また、本発明の実施形態は、さらに、様々なコンピュータ実行動作を実施するためのコンピュータコードを記録されたコンピュータ可読媒体を伴うコンピュータストレージ製品に関する。媒体およびコンピュータコードは、本発明の目的のために特別に設計および構成されたものであってもよいし、またはコンピュータソフトウェア分野の当業者にとって周知で尚且つ利用可能なものであってもよい。有形なコンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、フロッピィディスク、および磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭおよびホログラフィックデバイスなどの光媒体、フロプティカルディスクなどの光磁気媒体、ならびに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラム可能論理デバイス（ＰＬＤ）、ＲＯＭデバイス、およびＲＡＭデバイスなどプログラムコードの格納および実行のために特別に構成されたハードウェアデバイスを含むが、これらに限定されない。コンピュータコードの例は、コンパイラによって生成されるなどのマシンコード、およびインタープリタを使用してコンピュータによって実行される高水準コードを含むファイルを含む。コンピュータ可読媒体は、搬送波に組み込まれたコンピュータデータ信号によって伝送され尚且つプロセッサによって実行可能な一連の命令を表すコンピュータコードであってもよい。
【００２４】
実施例
本発明の理解を促すため、三重層マスクの実施例では、図４Ａは、パターンつきフォトレジストマスク４２０を上に提供された中間マスク層４１６を上に提供された機能性有機質層４１２を上に提供されたエッチング層４０８を上に提供された基板４０４を伴うスタック４００の概略断面図である。本発明のこの実施形態では、基板４０４は、シリコンウエハであり、エッチング層４０８は、ドープされたまたは非ドープの酸化シリコンなどの誘電体層である。本発明のこの実施形態では、機能性有機質層４１２は、非晶質炭素を含まないポリマである。本発明のこの実施形態では、中間マスク層４１６は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）である。
【００２５】
基板４０４、エッチング層４０８、機能性有機質層４１２、中間マスク層４１６、およびパターンつきフォトレジストマスク４２０は、エッチングリアクタ２００に入れられる（工程１０４）。中間マスク層４１６は、図４Ｂに示されるように、パターンつきフォトレジストマスクに関して中間マスク層４１６をパターン化するために、パターンつきフォトレジストマスク４２０を通して選択的に開口される（工程１０８）。
【００２６】
中間マスク層をエッチングまたは開口するための代表的なレシピでは、１００ｓｃｃｍのＣＦ4、７５ｓｃｃｍのＣＨＦ3、および６ｓｃｃｍのＯ2を含む開口ガスが、１００ミリトールの圧力でチャンバに提供される。開口ガスをプラズマにするために、６０ＭＨｚＲＦで８００ワットが提供される。中間マスク層が開口されると、開口ガスの流れは停止される。中間マスク層のための開口ガスには、一般に、フッ化炭素ガスが使用される。
【００２７】
機能性有機質層は、ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスを使用してエッチングまたは開口される（工程１１２）。図５は、ＣＯＳ添加物を使用して機能性有機質層を開口する工程の、より詳細なフローチャートである。ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスが、エッチングチャンバに流し込まれる（工程５０４）。この実施例では、４００ｓｃｃｍのＮ2、４００ｓｃｃｍのＨ2、および２０ｓｃｃｍのＣＯＳを含む開口ガスが、４０ミリトールの圧力でチャンバに提供される。
【００２８】
機能性有機質層開口ガスの別の例では、１００ｓｃｃｍのＮ2、２０ｓｃｃｍのＯ2、および２０ｓｃｃｍのＣＯＳを含むガスが、２０ミリトールの圧力で提供される。これらの例では、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、それぞれ１：４１および１：７である。好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：２と１：１６０との間である。より好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：３から１：８０である。最も好ましくは、ＣＯＳの流量の、開口ガスの総流量に対する比は、１：５から１：５０である。また、開口ガスは、有機材料を開口するために使用されるＯ2またはＣＯ2またはＮＨ3またはＮ2またはＣＯおよびＨ2の成分を有すると考えられる。
【００２９】
開口ガスは、プラズマにされる（工程５０８）。ＣＯＳ含有ガスをプラズマにするために、６０ＭＨｚＲＦで６００ワットが提供される。この例では、プラズマは、ガス調整を伴わない定常状態のプラズマである。本発明の実施形態では、ＣＯＳは、特徴の側壁沿いに有機質の側壁を形成する。プラズマは、中間マスク層に対して機能性有機質層を選択的に開口するために使用される。図４Ｃは、開口プロセスによって機能性有機質層４１２内に特徴が開口された後における、スタック４００の概略断面図である。機能性有機質層４１２内に特徴が開口されると、ＣＯＳ添加物を伴う開口ガスの流れが停止される（工程５１２）。この工程時には、大抵、パターンつきフォトレジスト（ＰＲ）層が完全に除去される。このプロセス時には、基板チャックメカニズムは、任意の温度に維持されえる。好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏５度より高く維持される。より好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏２０度より高く維持される。最も好ましくは、基板チャックメカニズムの温度は、摂氏６０度より高く維持される。本発明の実施形態は、より低い基板温度でも機能しえるが、その他のプロセスが、このような高温では機能しないと考えられる。
【００３０】
開口された機能性有機質層を通してエッチング層内に特徴がエッチングされる（工程１１６）。使用されるレシピは、エッチングされるべき材料の種類に依存する。ＴＥＯＳ、ＢＰＳＧ、ｌｏｗ−ｋ誘電体、ＦＳＧ、ＳｉＮなどには、異なるプロセスレシピが必要とされるであろう。
【００３１】
一例では、機能性有機質層開口ガスは、ハロゲンフリーである。ハロゲンが使用されるかどうかは、機能性有機質層の材料に依存する。ハロゲンフリーの開口ガスは、シリコンを含有しない機能性有機質層を開口することができる。機能性有機質層がシリコン成分を有する別の例では、開口ガスは、ハロゲン成分を有する。中間マスク層（４１６）に対して十分な選択性を有するためには、ハロゲン組成を正しく調整する必要がある。
【００３２】
図４Ｄは、エッチング層４０８内に特徴をエッチングされた後における、スタックの概略断面図である。中間マスク層４１６は、エッチング層４０８と同じ材料であってよく、またはエッチング層４０８と同様のエッチング特性を有してよい。機能性有機質層４１２は、エッチング層４０８と異なるエッチング特性を有するので、エッチング層４０８は、機能性有機質層４１２に対して選択的にエッチングされる。
【００３３】
本発明のその他の実施形態では、エッチング層は、非ドープのもしくはドープされた二酸化シリコンベースの材料（例えばＴＥＯＳ、ＢＰＳＧ、ＦＳＧなど）、有機ケイ酸塩ガラス（ＯＳＧ）、多孔質ＯＳＧ、窒化シリコンベースの材料、窒酸化シリコンベースの材料、炭化シリコンベースの材料、ｌｏｗ−ｋ誘電体、または任意の金属ゲート材料もしくは金属マスク材料であってよい。
【００３４】
好ましくは、中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＳｉＡＲＣ）である。好ましくは、中間マスク層およびエッチング層は、類似のエッチング特性を有する。好ましくは、機能性有機質層は、中間マスク層に対して選択的にエッチングされてよく、エッチング層は、機能性有機質層に対して選択的にエッチングされてよい。より好ましくは、中間層と機能性有機質層との間の選択性は、４より大きい。最も好ましくは、中間層と機能性有機質層との間の選択性は、６より大きい。機能性有機質層は、フォトレジストと同様のエッチング特性を有する柔らかい層であるので、ＣＤを維持しつつ中間マスク層に対して高いエッチング選択性を得ることは困難である。本発明の実施形態における、ＣＯＳの利用は、ＣＤを維持または縮小させつつこのような高い選択性を提供する。好ましくは、機能性有機質層とパターンつきフォトレジストマスクは、同じエッチング特性を有する。より好ましくは、機能性有機質層は、感光性の材料を伴わないフォトレジスト材料で作成される。
【００３５】
本発明の実施形態は、配線、溝、およびコンタクトなどの様々な特徴をエッチングするために使用されえる。好ましくは、本発明は、エッチング構成がコンタクトである場合のエッチングプロセスを提供する。
【００３６】
その他の例では、エッチング層は、二酸化シリコンベースの材料、有機ケイ酸塩ガラス、窒化シリコンベースの材料、窒酸化シリコンベースの材料、炭化シリコンベースの材料、シリコン材料もしくはポリシリコン材料、窒化チタン、チタン、窒化タンタル、タングステン、ポリマ、酸化物、無機質もしくは有機質ベースのｌｏｗ−ｋ材料（ダウ化工株式会社によって製造されているＳｉＬＫ（登録商標）など））、または任意の金属ゲート材料もしくは金属マスク材料の１つである。
【００３７】
別の実施形態では、機能性有機質層は、パターンつきフォトレジストマスク４２０を上に提供されたパターン中間マスク層を上に提供されたエッチング層である。この例では、機能性有機質層は、中間マスク層を通してエッチングされ、この場合の機能性有機質層は、別の層をエッチングするためのマスクとしては使用されない。
【００３８】
理論に縛られるものではないが、ＣＯＳ添加物は、機能性有機質マスク層を被覆するまたはその表面を変更することによって、後続のエッチングからの保護を提供すると考えられる。
【００３９】
本発明は、幾つかの好ましい実施形態の観点から説明されているが、本発明の範囲に含まれるものとして、代替、置き換え、変更、および代わりとなる各種の等価の形態がある。また、本発明の方法および装置を実現する多くの代替方法があることも、留意されるべきである。したがって、以下の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、置き換え、変更、および代わりとなる各種の等価な形態を含むものと解釈されることを意図される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいて、前記エッチング層内のエッチング構成の限界寸法（ＣＤ）を制御するための方法であって、
前記パターンつきフォトレジストマスクに関して、前記中間マスク層を選択的にエッチングすることによって、前記中間マスク層を開口することと、
前記機能性有機質マスク層を開口することであって、
ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、
プラズマを発生させることと、
前記開口ガスを流すことを停止することと、を含む前記機能性有機質マスク層の開口と、
前記エッチング層をエッチングすることと、を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
基板チャックメカニズムの温度を摂氏５度より高く維持することを備える方法。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれかに記載の方法であって、
前記中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＡＲＣ）である、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質マスク層のエッチング特性は、前記パターンつきフォトレジストマスクのエッチング特性と同様である、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質マスク層は、ポリマである、方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、酸化物、窒化チタン、有機ケイ酸塩ガラスの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、誘電体材料で設けられており、
前記エッチング構成は、コンタクトである、方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記中間マスク層を開口する前に、前記スタックをプラズマ処理チャンバに入れることと、
前記エッチング層をエッチングした後に、前記プラズマ処理チャンバから前記スタックを取り除くことと、
を備える方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性マスク層を開口することは、前記エッチング構成のＣＤを縮小させる、方法。
【請求項１０】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質層とによって形成されるスタックにおいて、前記機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御する方法であって、
前記パターンつきフォトレジストマスクに関して、前記中間マスク層を開口することと、
前記機能性有機質層をエッチングすることであって、
ＣＯＳを含むエッチングガスを流すことと、
プラズマを発生させることと、
前記エッチングガスを流すことを停止することと、を含む、前記機能性有機質層のエッチングと、を備える方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、
基板チャックメカニズムの温度を摂氏５度より高く維持することを備える方法。
【請求項１２】
請求項１０ないし１１のいずれかに記載の方法であって、
前記中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＡＲＣ）である、方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２いずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層のエッチング特性は、前記パターンつきフォトレジストマスクのエッチング特性と同様である、方法。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層は、ポリマである、方法。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、酸化物、窒化チタン、有機ケイ酸塩ガラスの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１０ないし１５のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、誘電体材料で設けられており、前記エッチング構成は、コンタクトである、方法。
【請求項１７】
請求項１０ないし１６のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記中間マスク層を開口する前に、前記スタックをプラズマ処理チャンバに入れることと、
前記機能性有機質層をエッチングした後に、前記プラズマ処理チャンバから前記スタックを取り除くことと、
を備える方法。
【請求項１８】
請求項１０ないし１７のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層をエッチングすることは、前記エッチング構成のＣＤを縮小させる、方法。
【請求項１９】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質層とによって形成されるスタックにおいて、前記機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御するための装置であって、
プラズマ処理チャンバであって、
プラズマ処理チャンバの外周部を形成するチャンバ壁と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部内でウエハを支えるための基板サポートと、
前記プラズマ処理チャンバの外周部内の圧力を調整するための圧力調整器と、
プラズマを維持するために前記プラズマ処理チャンバの外周部に電力を提供するための少なくとも１つの電極と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部にガスを提供するためのガス入口と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部からガスを排出させるためのガス出口と、を含むプラズマ処理チャンバと、
前記ガス入口に流体接続されたガス源であって、
中間マスク層開口ガス源と、
ＣＯＳガス源と、
エッチング層エッチングガス源と、を含むガス源と、
前記ガス源および前記少なくとも１つの電極に制御可能な方法で接続されたコントローラであって、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータ可読媒体であって、
前記中間マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードと、
前記機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードであって、
前記ＣＯＳガス源から流されるＣＯＳを含む開口ガスを流すためのコンピュータ可読コードと、
前記開口ガスからプラズマを発生させるためのコンピュータ可読コードと、
前記エッチング層が完全にエッチングされる前に、前記処理チャンバに前記開口ガスを流し込むことを停止するためのコンピュータ可読コードと、を含む、コンピュータ可読コードと、
前記エッチング層をエッチングするためのコンピュータ可読コードと、を含むコンピュータ可読媒体と、
を含むコントローラと、を備える装置。
【請求項１】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質マスク層と、その下に配されたエッチング層とによって形成されるスタックにおいて、前記エッチング層内のエッチング構成の限界寸法（ＣＤ）を制御するための方法であって、
前記パターンつきフォトレジストマスクに関して、前記中間マスク層を選択的にエッチングすることによって、前記中間マスク層を開口することと、
前記機能性有機質マスク層を開口することであって、
ＣＯＳを含む開口ガスを流すこと、
プラズマを発生させることと、
前記開口ガスを流すことを停止することと、を含む前記機能性有機質マスク層の開口と、
前記エッチング層をエッチングすることと、を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、
基板チャックメカニズムの温度を摂氏５度より高く維持することを備える方法。
【請求項３】
請求項１ないし２のいずれかに記載の方法であって、
前記中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＡＲＣ）である、方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質マスク層のエッチング特性は、前記パターンつきフォトレジストマスクのエッチング特性と同様である、方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質マスク層は、ポリマである、方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、酸化物、窒化チタン、有機ケイ酸塩ガラスの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、誘電体材料で設けられており、
前記エッチング構成は、コンタクトである、方法。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記中間マスク層を開口する前に、前記スタックをプラズマ処理チャンバに入れることと、
前記エッチング層をエッチングした後に、前記プラズマ処理チャンバから前記スタックを取り除くことと、
を備える方法。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性マスク層を開口することは、前記エッチング構成のＣＤを縮小させる、方法。
【請求項１０】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質層とによって形成されるスタックにおいて、前記機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御する方法であって、
前記パターンつきフォトレジストマスクに関して、前記中間マスク層を開口することと、
前記機能性有機質層をエッチングすることであって、
ＣＯＳを含むエッチングガスを流すことと、
プラズマを発生させることと、
前記エッチングガスを流すことを停止することと、を含む、前記機能性有機質層のエッチングと、を備える方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、さらに、
基板チャックメカニズムの温度を摂氏５度より高く維持することを備える方法。
【請求項１２】
請求項１０ないし１１のいずれかに記載の方法であって、
前記中間マスク層は、シリコンを含有する有機質反射防止膜（ＡＲＣ）である、方法。
【請求項１３】
請求項１０ないし１２いずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層のエッチング特性は、前記パターンつきフォトレジストマスクのエッチング特性と同様である、方法。
【請求項１４】
請求項１０ないし１３のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層は、ポリマである、方法。
【請求項１５】
請求項１０ないし１４のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、酸化物、窒化チタン、有機ケイ酸塩ガラスの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１６】
請求項１０ないし１５のいずれかに記載の方法であって、
前記エッチング層は、誘電体材料で設けられており、前記エッチング構成は、コンタクトである、方法。
【請求項１７】
請求項１０ないし１６のいずれかに記載の方法であって、さらに、
前記中間マスク層を開口する前に、前記スタックをプラズマ処理チャンバに入れることと、
前記機能性有機質層をエッチングした後に、前記プラズマ処理チャンバから前記スタックを取り除くことと、
を備える方法。
【請求項１８】
請求項１０ないし１７のいずれかに記載の方法であって、
前記機能性有機質層をエッチングすることは、前記エッチング構成のＣＤを縮小させる、方法。
【請求項１９】
パターンつきフォトレジストマスクと、その下に配された中間マスク層と、その下に配された機能性有機質層とによって形成されるスタックにおいて、前記機能性有機質層内のエッチング構成のＣＤを制御するための装置であって、
プラズマ処理チャンバであって、
プラズマ処理チャンバの外周部を形成するチャンバ壁と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部内でウエハを支えるための基板サポートと、
前記プラズマ処理チャンバの外周部内の圧力を調整するための圧力調整器と、
プラズマを維持するために前記プラズマ処理チャンバの外周部に電力を提供するための少なくとも１つの電極と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部にガスを提供するためのガス入口と、
前記プラズマ処理チャンバの外周部からガスを排出させるためのガス出口と、を含むプラズマ処理チャンバと、
前記ガス入口に流体接続されたガス源であって、
中間マスク層開口ガス源と、
ＣＯＳガス源と、
エッチング層エッチングガス源と、を含むガス源と、
前記ガス源および前記少なくとも１つの電極に制御可能な方法で接続されたコントローラであって、
少なくとも１つのプロセッサと、
コンピュータ可読媒体であって、
前記中間マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードと、
前記機能性有機質マスク層を開口するためのコンピュータ可読コードであって、
前記ＣＯＳガス源から流されるＣＯＳを含む開口ガスを流すためのコンピュータ可読コードと、
前記開口ガスからプラズマを発生させるためのコンピュータ可読コードと、
前記エッチング層が完全にエッチングされる前に、前記処理チャンバに前記開口ガスを流し込むことを停止するためのコンピュータ可読コードと、を含む、コンピュータ可読コードと、
前記エッチング層をエッチングするためのコンピュータ可読コードと、を含むコンピュータ可読媒体と、
を含むコントローラと、を備える装置。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１０９３７３（Ｐ２０１０−１０９３７３Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２５１６６３（Ｐ２００９−２５１６６３）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（５９２０１００８１）ラム リサーチ コーポレーション (467)
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５１６６３（Ｐ２００９−２５１６６３）
【出願日】平成２１年１１月２日（２００９．１１．２）
【出願人】（５９２０１００８１）ラム リサーチ コーポレーション (467)
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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