特許 5989608 フォトマスクプラズマエッチングの為の方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5989608

(24)【登録日】2016年8月19日

(45)【発行日】2016年9月7日

(54)【発明の名称】フォトマスクプラズマエッチングの為の方法および装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/302 20060101AFI20160825BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20160825BHJP

   G03F 1/80 20120101ALI20160825BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/302 201A

   H01L21/302 101C

   G03F1/80

【請求項の数】13

【外国語出願】

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-155964(P2013-155964)

(22)【出願日】2013年7月26日

(62)【分割の表示】特願2010-236700(P2010-236700)の分割

【原出願日】2005年6月3日

(65)【公開番号】特開2014-13899(P2014-13899A)

(43)【公開日】2014年1月23日

【審査請求日】2013年8月26日

【審判番号】不服2015-10405(P2015-10405/J1)

【審判請求日】2015年6月3日

(31)【優先権主張番号】10/882084

(32)【優先日】2004年6月30日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】アジャイ クマール

(72)【発明者】

【氏名】マドハヴィ チャンドラクウド

(72)【発明者】

【氏名】スコット アラン アンダーソン

(72)【発明者】

【氏名】ペーター サティプンワチャ

(72)【発明者】

【氏名】ワイ ファン ヤウ

【合議体】

【審判長】 河口 雅英

【審判官】 深沢 正志

【審判官】 加藤 浩一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−１８４０２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１６５２９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２７７４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１４８４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−０８２６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−１０２４６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

H01L 21/302

H01L 21/3065

H01L 21/461

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラズマエッチングの為の装置であって：
処理チャンバと；
前記処理チャンバ内に配置され、フォトマスク用レチクルを上部に受けるように適合された基板支持用ペデスタルと；
前記処理チャンバ内でプラズマを形成する為に、前記処理チャンバに誘導的に結合されているＲＦ電源と；
前記基板支持用ペデスタル上方の前記処理チャンバ内に配置されたイオン−ラジカル用シールドであって、前記イオン−ラジカル用シールドは、前記プラズマの帯電種及び中性種の空間的分布を制御するように適合された複数のアパーチャと、前記基板支持用ペデスタルの上方、３．８１ｃｍから１０．１６ｃｍの間の距離で前記イオン−ラジカル用シールドを支えるために利用されている複数の脚部とを備える前記イオン−ラジカル用シールドと、
前記基板支持用ペデスタル上に配置され、直接上方に向かって伸び、前記イオン−ラジカル用シールドと直接かつ垂直に接触する前記複数の脚部を有するエッジリングと、を備える前記装置。

【請求項2】

前記イオン−ラジカル用シールドは、セラミック、石英、陽極処理されたアルミニウム、又は、それらの組み合わせから製造される実質的に平坦な部材を備える、請求項１記載の装置。

【請求項3】

前記実質的に平坦な部材は、前記処理チャンバから電気的に絶縁されている、請求項２記載の装置。

【請求項4】

前記アパーチャは、１．２５ｃｍの直径を有し、前記アパーチャは、矩形グリッドパターンに配置されており、前記グリッドの並び方が矩形である、請求項３記載の装置。

【請求項5】

前記イオン−ラジカル用シールドは、前記基板支持用ペデスタルの面積範囲より大きい面積範囲を有する、請求項４記載の装置。

【請求項6】

前記基板支持用ペデスタルの上面の周りに配置された前記エッジリングを更に備える、請求項１記載の装置。

【請求項7】

前記複数の脚部は、前記基板支持用ペデスタルに対し、実質的に平行に間隔をあけて配置された前記イオン−ラジカル用シールドを維持する、請求項１記載の装置。

【請求項8】

プラズマエッチングの為の装置であって：
処理チャンバと；
前記処理チャンバ内に配置され、フォトマスク用レチクルを上部に受けるように適合された基板支持用ペデスタルと；
前記処理チャンバ内でプラズマを形成する為に、前記処理チャンバに誘導的に結合されているＲＦ電源と；
前記基板支持用ペデスタル上方の前記処理チャンバ内に配置されたイオン−ラジカル用シールドであって、前記イオン−ラジカル用シールドは、前記プラズマの帯電種及び中性種の空間的分布を制御するように適合された複数のアパーチャと、セラミック、石英、陽極処理されたアルミニウム、又は、それらの組み合わせから製造される実質的に平坦な部材と、を備え、複数の脚部が、前記基板支持用ペデスタルの上方、３．８１ｃｍから１０．１６ｃｍの間の距離で前記イオン−ラジカル用シールドを支えるために利用されている前記イオン−ラジカル用シールドと、
前記基板支持用ペデスタル上に配置され、直接上方に向かって伸び、前記イオン−ラジカル用シールドと直接かつ垂直に接触する前記複数の脚部を有するエッジリングと、を備える前記装置。

【請求項9】

前記基板支持用ペデスタルの上面の周りに配置された前記エッジリングを更に備える、請求項８記載の装置。

【請求項10】

前記実質的に平坦な部材は、前記処理チャンバから電気的に絶縁されている、請求項８記載の装置。

【請求項11】

前記複数の脚部は、前記基板支持用ペデスタルに対し、実質的に平行に間隔をあけて配置された前記イオン−ラジカル用シールドを維持する、請求項１０記載の装置。

【請求項12】

前記イオン−ラジカル用シールドは、前記基板支持用ペデスタルの面積範囲より大きい面積範囲を有する、請求項１１記載の装置。

【請求項13】

前記イオン−ラジカル用シールドは、前記アパーチャが貫通して形成されたプレートを備え、前記アパーチャは、２％から９０％の間で前記プレートの開口領域を画成する、請求項１２記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、全体的にフォトマスクのプラズマエッチングの為の方法及び装置、より具体的には、類似リモートプラズマを用いてフォトマスクをエッチングする為の方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

集積回路（ＩＣ）またはチップの製造において、異なる層を表示するパターンは、チップデザイナーにより作られる。一連のマスクやフォトマスクは、製造処理中、各チップ層のデザインを半導体基板に転写する為に、これらのパターンから作られる。マスクパターン生成システムは、高精度レーザまたは電子ビームを使用し、各マスク上にチップの各層のデザインを映す。その後、マスクは、かなり写真陰画のように用いられ、各層の回路パターンを半導体基板上に転写する。これらの層は、連続処理により蓄積され、小さなトランジスタや、各々の完全なチップを構成する電気回路へと変質させる。そのため、マスクにおける、どんな欠陥もチップに転写され、潜在的に性能に悪影響を与えるおそれがある。深刻な欠陥は、マスクを完全に不能にする。通常、１５から３０個のマスクの組がチップを構成する為に使用され、反復して使用可能である。

【0003】

マスクは、通常、一側部にクロム層を有するガラスか石英基板である。また、マスクは、モリブデン（Ｍｂ）でドープされた窒化シリコン（ＳｉＮ）層を含んでもよい。クロム層は、耐反射被覆で覆われ、紫外線光にレジストの一部を露出すること、現像液に可溶性露光部をマスクすることによりマスク上に書き込まれる。レジストの可溶部は、その後、除去され、露出した、下にあるクロムがエッチング可能になる。エッチング処理は、レジストが除去された場所からクロムと耐反射層をマスクから除去、すなわち、露出されたクロムが除去される。

【0004】

ドライエッチング、反応性イオンエッチング、プラズマエッチングとして知られた、あるエッチング処理では、 マスクの露出領域で化学反応を高める為にプラズマが使用され、所望の層を除去する。好ましくないことに、エッチング処理は、マスク上にパターニングされた回路設計の完全な複製を作らない。クロムエッチング用フォトレジストのプロファイルやマスク材料の選択性の為にパターンの収縮がエッチングされたマスクで生じる。この収縮は、エッチングバイアスと呼ばれる。さらに、エッチングバイアスは、全マスクにわたり均一ではない場合がある。この現象は、重大な寸法均一性またはＣＤＵと呼ばれる。従来のマスクエッチング処理において、エッチングバイアスは、通常、約６０ナノメートル（ｎｍ）から７０ｎｍの範囲であり、ＣＤＵは約１０ｎｍから１５ｎｍの範囲である。６５ｎｍ規模の特徴部に必要な許容誤差は、エッチングバイアスに対し約２０ｎｍであり、重要な寸法均一性に対し約５ｎｍである。そのため、チップ上に形成される特徴部の接続点サイズは収縮し続けるので、既存処理の能力は、特に接続点の大きさが６５ｎｍ規模に近づくにつれて、だんだんと望ましくなくなる。

【0005】

そのため、フォトマスクを製造する為の改善されたエッチング処理が必要である。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、全体的に、フォトマスクをエッチングする為の方法および装置を提供する。一実施形態において、フォトマスクをエッチングする方法は、上部でフォトマスク用基板（時々、技術的にレチクルと呼ばれる）を受けるように、基板支持用ペデスタルを適合させた処理チャンバを提供するステップを含む。イオン−ラジカル用シールドは、ペデスタルの上方に配置される。基板は、イオン−ラジカル用シールドの下のペデスタル上に置かれる。処理ガスは、処理チャンバ内に導入され、処理ガスからプラズマが形成される。基板は、シールドを通過するラジカルを用いて主にエッチングされる。

【0007】

本発明の他の態様において、フォトマスク用基板をエッチングする為の装置が提供される。一実施態様において、処理チャンバは、上部に配置された基板支持用ペデスタルを有する。ペデスタルは、フォトマスク用基板を支持するように適合されている。ＲＦ電源は、チャンバ内でプラズマを形成する為にチャンバに結合されている。イオン−ラジカル用シールドは、ペデスタル上方のチャンバ内に配置されている。シールドは、プラズマの帯電種及び中性種の空間分布を制御するように適合されている。シールドは、チャンバ壁から電気的に絶縁された実質的に平坦な部材を含み、その平坦部材を通って垂直に伸びる複数のアパーチャを備える。

【0008】

前述された本発明の特徴が詳細に理解される方式、簡潔に要約された本発明の具体的な説明は、実施形態を参照し、その中の一部が添付図面に例示されている。しかし、注意すべき点は、添付図面は単に本発明の典型的な実施形態だけを例示するにすぎないので、本発明の範囲を制限するものではなく、他の均等な有効な実施形態を受け入れるものである。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、イオン−ラジカル用シールドを有するエッチング用リアクタの概略図である。

【図2】図２は、図１のイオン−ラジカル用シールドの一実施形態の部分的斜視図である。

【図3】図３は、フォトマスクをエッチングする方法の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、リソグラフィフォトマスクまたはレチクルのエッチングを改善する為の方法および装置を提供する。この装置は、プラズマ処理チャンバ内に配置されたイオン−ラジカル用シールドを含む。イオン−ラジカル用シールドは、処理中、チャンバ内の帯電種及び中性種の空間分布を制御する。イオン−ラジカル用シールドは、プラズマとレチクルとの間に配置され、シールド上方のチャンバの準リモート上部処理領域内で形成される。

【0011】

一実施形態において、イオン−ラジカル用シールドは、一以上のアパーチャが貫通して形成されたセラミックプレートを備える。このプレートは、ペデスタル上方のチャンバ内に配置されている。このプレートは、チャンバ壁およびペデスタルから電気的に絶縁されているので、プレートから接地部まで接地経路は備えられていない。処理中、プラズマからの電子衝突の結果、プレートの表面に電位が蓄積される。電位は、プラズマからイオンを吸引し、プラズマからイオンを有効に遮断するが、中性の帯電ラジカルはプレートのアパーチャを通過することができる。そのため、イオン−ラジカル用シールドは、イオンが、エッチングされるレチクルの表面に到達することを実質的に防止する一方、制御された方式でラジカルがレチクルと反応しエッチングすることを許容するので、パターン化されたクロムの側壁上にレジストがスパッタリングされることを減少させると同時に、フォトマスクのレジストの腐食を減少させる。そのため、減じられた腐食とスパッタリングが、エッチングバイアスおよび重要な寸法均一性を改善する。

【0012】

図１は、イオン−ラジカル用１７０を有するエッチングリアクタ１００の概略図を示す。本願に開示された教示と用途で適合可能な、適したリアクタは、例えば、分離プラズマ源（ＤＰＳ（登録商標））ＩＩリアクタ、又はテトラＩ及びテトラＩＩフォトマスクエッチングシステムであり、これらの全てはカリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社から入手可能である。ＤＰＳ（登録商標）ＩＩリアクタは、Centura（登録商標）統合型半導体ウエハ処理システムの処理モジュールとして使用可能であり、これもアプライドマテリアルズ社から入手可能である。ここで示されたリアクタ１００の特定の実施形態は、例示目的なので、本発明の範囲を制限する為に使用されるものではない。

【0013】

リアクタ１００は、導電体（壁）１０４内に基板ペデスタル１２４を有する処理チャンバ１０２と、コントローラ１４６とを一般的に備える。チャンバ１０２は、実質的に平坦な誘電性天井１０８を有する。他のチャンバ１０２の変形例は、他の型の天井（例えば、ドーム状天井）を有してもよい。アンテナ１１０は、天井１０８の上方に配置されている。アンテナ１１０は、選択的に制御可能な一以上の誘導コイル素子（図１に示された２つの同軸素子１１０ａ、１１０ｂ）を備える。アンテナ１１０は、第１整合回路網１１４を介してプラズマ電源１１２に結合されている。プラズマ電源１１２は、通常、約５０ｋＨｚから約１３．５６ＭＨｚの同調可能な周波数範囲で約３０００Ｗまで生成することができる。

【0014】

基板用ペデスタル（カソード）１２４は、第２整合回路網１４２を介してバイアス電源１４０に結合されている。バイアス電源１４０は、一般的に、連続的または断続的電力を生成する能力がある、約１３．５６ＭＨｚの周波数で約５００Ｗまでの電源である。あるいは、電源１４０は、ＤＣまたはパルスＤＣ電源でもよい。

【0015】

一実施形態において、基板支持用ペデスタル１２４は、静電チャック１６０を備える。静電チャック１６０は、少なくとも一つのクランプ用電極１３２を備え、チャック用電源１６６により制御される。代替え実施形態において、基板用ペデスタル１２４は、サセプタクランプリング、メカニカルチャックのような基板保持機構を備えてもよい。

【0016】

レチクルアダプタ１８２は、基板支持用ペデスタル１２４上で基板（レチクル）１２２を固定する為に使用される。レチクルアダプタ１８２は、一般的に、ペデスタル１２４の上面（例えば、静電チャック１６０）を覆うようにフライス加工された、下部１８４、基板１２２を保持するような大きさ、形状を有する開口部１８８を有する最上部１８６を含む。開口部１８８は、一般的に、ペデスタル１２４に対し、実質的に中心にある。アダプタ１８２は、一般的に、耐エッチング、耐高温材料（例えば、ポリイミド、セラミック、石英）の単体で形成されている。適したレチクルアダプタは、２００１年６月２６日に発行された、米国特許第６，２５１，２１７号に開示されており、これは、参照のため、本発明の請求項の態様と矛盾しない範囲で、本願に組み込まれる。エッジリング１２６は、アダプタ１８２を覆い、更に／又はアダプタ１８２をペデスタル１２４に固定してもよい。

【0017】

昇降機構１３８は、アダプタ１８２によって、基板１２２を基板支持用ペデスタル１２４上に、或いは離して上下動させるために使用される。一般的に、昇降機構１６２は、それぞれのガイド孔１３６を通って移動する複数のリフトピン１３０（一個のリフトピンが図示）を備える。

【0018】

動作中、基板１２２の温度は、基板用ペデスタル１２４の温度を安定化することにより制御される。一実施形態において、基板支持用ペデスタル１２４は、抵抗加熱装置１４４とヒートシンク１２８を備える。抵抗加熱装置１４４は、一般的に、少なくとも一つの加熱素子１３４を備え、加熱装置用電源１６８により調整される。ガス源１５６からの裏側のガス（例えば、ヘリウム（Ｈｅ））は、ガス導管１５８を介してチャネルに提供され、これらのチャネルは、基板１２２の下方のペデスタル面内に形成されている。裏側ガスは、ペデスタル１２４と基板１２２との間の熱伝達を容易にするために使用される。処理中、ペデスタル１２４は、内蔵された抵抗加熱装置１４４により定常温度まで加熱可能であり、これは、ヘリウム裏側ガスと組み合わせて、基板１２２の均一加熱を促進する。そのような熱的制御を用いて、基板１２２は、約０°から約３５０℃の間の温度で維持可能である。

【0019】

イオン−ラジカル用シールド１７０は、ペデスタル１２４の上方でチャンバ内に配置されている。イオン−ラジカル用シールド１７０は、チャンバ壁１０４とペデスタル１２４から電気的に絶縁され、一般的に、実質的に平坦なプレート１７２と複数の脚部１７６とを備える。プレート１７２は、脚部１７６により、ペデスタルの上方、チャンバ１０２内で支持されている。プレート１７２は、一以上の開口部（アパーチャ）１７４を画成し、これらが、プレート１７２の表面で所望の開口領域を画成する。イオン−ラジカル用シールド１７０の開口領域は、処理チャンバ１０２の上部処理容積１７８で形成されたプラズマから、イオン−ラジカル用シールド１７０及び基板１２２間に置かれた下部領域容積１８０まで通過するイオン量を制御する。開口領域が大きくなるにつれて、より多くのイオンがイオン−ラジカル用シールド１７０を通過可能になる。そのため、アパーチャ１７４の大きさは、容積１８０のイオン密度を制御する。したがって、シールド１７０は、イオンフィルタである。

【0020】

図２は、シールド１７０の一つの特定実施形態の斜視図を示す。この実施形態において、イオン−ラジカル用シールド１７０は、複数のアパーチャ１７４と複数の脚部１７６を有するプレート１７２を備える。プレート１７２は、セラミック（例えば、アルミナ）、石英、酸化処理されたアルミニウム、処理化学と両立する材料で製作可能である。他の実施形態において、プレート１７２は、開口領域がアパーチャ１７４により与えられた所望の開口領域に対応する、スクリーンやメッシュを構成可能である。あるいは、プレートやスクリーン又はメッシュの組み合わせも利用可能である。

【0021】

複数のアパーチャ１７４は、プレート１７２の表面にわたる幾何学的配置、大きさ、間隔が異なってもよい。アパーチャ１７４の大きさは、一般的に、０．０３インチ（０．０７ｃｍ）から約３インチ（７．６２ｃｍ）の範囲を有する。アパーチャ１７４は、約２％から約９０％のプレート１７２の表面における開口領域を画成するように配置可能である。一実施形態において、一以上のアパーチャ１７４は、およそ０．５インチ（１．２５ｃｍ）径の複数の孔であって、約３０％の開口領域を画成する矩形グリッドパターン内に配置されたものを含む。孔は他の幾何学的形状または任意のパターンで配置可能であり、他の大きさの孔や様々な大きさの孔を利用することが意図されている。大きさ、形状、孔のパターンは、下部処理容積１８０内の所望のイオン密度に応じて変更可能である。例えば、小さな径の多くの孔は、容積１８０内のラジカルとイオン密度比を高める為に使用可能である。他の状況において、数多くの大きい孔は、容積１８０内のイオンとラジカル密度比を高める為に、小さな孔を用いて散在させてもよい。或いは、大きな孔は、容積１８０内のイオン分布に等高線を記す為に、プレート１７２の特定領域に位置決め可能である。

【0022】

イオン−ラジカル用シールド１７０が支持される高さは、エッチング処理を更に制御する為に変更可能である。イオン−ラジカル用シールド１７０が天井１０８に近く配置されると、上部処理容積は小さくなる。小さい上部処理容積は、より安定したプラズマを促進する。一実施形態において、イオン−ラジカル用シールド１７０は、天井１０８から約１インチ（２．５４ｃｍ）に配置される。より速いエッチング速度は、イオン−ラジカル用シールド１７０をペデスタル１２４に近く、すなわち、基板１２２に近く配置することにより得ることができる。さらに、低いが、より制御されたエッチング速度は、イオン−ラジカル用シールド１７０をペデスタル１２４から遠くに配置することにより得ることができる。イオン−ラジカル用シールド１７０の高さを調節することによりエッチング速度を制御することにより、より速いエッチング速度と、改善された重要な寸法均一性と、減少されたエッチングバイアスとをバランスさせることができる。一実施形態において、イオン−ラジカル用シールド１７０は、ペデスタル１２４から約２インチ（５ｃｍ）に配置される。イオン−ラジカル用シールド１７０の高さは、基板１２２と天井１０８との間に約６インチ（１５．２４ｃｍ）の間隔を有するチャンバ内で、約１．５インチ（３．８１ｃｍ）から約４インチ（１０．１６ｃｍ）の範囲にある。イオン−ラジカル用シールド１７０は、異なる幾何学的形状を有するチャンバ（例えば、大型チャンバや小型チャンバ）内で異なる高さで位置決め可能であることが意図されている。

【0023】

プレート１７２を基板１２２に対し離間された関係で維持する為に、プレート１７２は、ペデスタル１２４上に配置された複数の脚部１７６により支持されている。脚部１７６は、一般的に、ペデスタル１２４又はエッジリング１２６の外周の周りに置かれ、プレート１７２と同一材料で製作可能である。一実施形態において、３本の脚部１７６が利用可能であり、イオン−ラジカル用シールド１７０に対し安定した支持を与えている。脚部１７６は、一般的に、プレートを基板１２２またはペデスタル１２４に対し、実質的に平行な方向で維持する。しかし、異なる長さの脚部１７６を有することにより、角度が付けられた向きが使用可能であることは意図されている。

【0024】

脚部１７６の上端は、プレート１７２に形成された対応する孔に圧入されてもよい。あるいは、脚部１７６の上端は、プレート１７２にネジ止め又はプレート１７２の下に固定されたブラケット内にネジ止めされてもよい。処理条件と矛盾しない他の従来の固定方法は、同様に、プレート１７６に脚部１７６を固定する為に使用可能である。

【0025】

脚部１７６は、ペデスタル１２４、アダプタ１８２、エッジリング１２６に載置可能である。あるいは、脚部１７６は、ペデスタル１２４、アダプタ１８２、エッジリング１２６内に形成された受容孔（図示せず）内に伸びてもよい。他の固定方法は、同様に、イオン−ラジカル用シールド１７０を、ペデスタル１２４、アダプタ１８２、エッジリング１２６に、ネジ止め、ボルト止め、接着剤などにより、固定することも意図されている。エッジリング１２６に固定されるとき、イオン−ラジカル用シールド１７０は、簡単な使用、メンテナンス、交換等の為、容易に交換可能なプロセスキットの一部であってもよい。イオン−ラジカル用シールド１７０は、既存の処理チャンバ内で簡単に改造されるように構成可能であることが意図されている。

【0026】

あるいは、プレート１７２は、壁１０４又は処理チャンバ１０２内の他の構造体に取り付けられたブラケット（図示せず）を用いることによる、他の手段によりペデスタル１２４の上方に支持されてもよい。プレート１７２は、壁１０４又は処理チャンバ１０２の他の構造体に取り付けられるとき、プレート１７２は一般的に接地部１０６のような接地経路から絶縁されている。

【0027】

図１に戻ると、一以上の処理ガスはガスパネル１２０から処理チャンバ１０２に供給される。処理ガスは、通常、基板用ペデスタル１２４の上方に置かれる、一以上の入口（例えば、開口部、インジェクター等）１１６を通って供給される。図１に示される実施形態において、処理ガスは、環状ガスチャネル１１８を用いて、入口１１６に供給される。ガスチャネル１１８は、（図示の）壁１０４又はガスリングに形成され、これらは壁１０４に結合されている。エッチング処理中、処理ガスは、プラズマ源１１２からアンテナ１１０に電力を印加することにより、プラズマに点火される。

【0028】

チャンバ１０２内の圧力は、スロットルバルブ１６２及び真空ポンプ１６４を用いて制御される。壁１０４の温度は、壁１０４を通過する液体含有導管（図示せず）を用いて制御可能である。通常、チャンバ壁１０４は、金属（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼など）から構成され、電気接地部１０６に結合される。処理チャンバ１０２は、また、処理制御、内部診断、終点検出などの為の従来のシステムを含む。そのようなシステムは、支援システム１５４として集合的に示されている。

【0029】

コントローラ１４６は、詳細に後述するように、ＣＰＵ１５０の為の支援回路１５２、中央処理装置（ＣＰＵ）６４４、メモリ１４８を備え、処理チャンバ１０２のコンポーネントの制御、よって、エッチング処理の制御を容易にする。コントローラ１４６は、様々なチャンバやサブプロセッサを制御する為に、工業的設定で使用可能な汎用コンピュータプロセッサという、どんな型式でもよい。メモリ、コンピュータ可読媒体、ＣＰＵ１５０の６４２は、簡単に利用可能なメモリ（例えば、読取り書込み記憶装置（ＲＡＭ）、読出し専用記憶装置（ＲＯＭ）、フロッピィディスク、ハードディスク、ローカル又はリモートの他の形式のデジタルストレージ）の一つでよい。支援回路１５２は、従来方式でプロセッサを支援する為にＣＰＵ１５０に結合される。これらの回路は、キャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステム等を含む。本発明の方法は、一般的に、メモリ１４８にソフトウェアルーチンとして保存される。あるいは、そのようなソフトウェアルーチンは、また、ＣＰＵ１５０により制御されているハードウェアから、遠隔に置かれた第２のＣＰＵ（図示せず）に保存されるか、或いは／更に、第２のＣＰＵにより実行されてもよい。

【0030】

レチクル用基板をエッチングする為に、イオン−ラジカル用シールド１７０を用いる為の例示的な一つの方法は、図３のフローチャートに示され、図１に関し例示されている。この方法３００は、処理チャンバ１０２内に配置されたイオン−ラジカル用シールド１７０の下の支持用ペデスタル１２４に、基板１２２が置かれるステップ３０２で開始する。イオン−ラジカル用シールド１７０は、ペデスタル１２４より約２インチ（５ｃｍ）上方に位置決めされる。基板１２２は、アダプタ１８２の開口部１８８に載る。典型的な基板１２２は、一般的に、金属の透過光シールド層を有し、フォトマスク材料として知られ、石英の表面に配置された、石英（すなわち、二酸化珪素、ＳｉＯ_２）のような、任意の透過性シリコンベース材料を備える。フォトマスクで使用される金属は、通常、クロム又はクロム・オキシナイトライドを含んでもよい。基板１２２は、また、石英とクロム間に挿入されモリブデン（Ｍｏ）でドープされた窒化シリコン（ＳｉＮ）の層を含んでもよい。

【0031】

ステップ３０４では、一以上の処理ガスが、ガス入口１１６を通って処理チャンバ１０２内に導入される。例示の処理ガスは、酸素（Ｏ_２）又は酸素含有ガス（例えば、一酸化炭素（ＣＯ）、及び／又はハロゲン含有ガス（塩素含有ガス）を金属層のエッチングの為に含んでもよい。処理ガスは、更に、不活性ガス又は他の酸素含有ガスを含んでもよい。一酸化炭素は、開口部の表面、特に、パターン化されたレジスト材及びエッチングされた金属層に形成されたパターンや、側壁に不動態化されたポリマー堆積物を形成する為に有利に使用可能である。塩素含有ガスは、塩素（Ｃｌ_２）、四塩化シリコン（ＳｉＣｌ_４）、三塩化ボロン（ＢＣｌ_３）、これらの組み合わせから成る群から選択され、金属層をエッチングする為に高い反応性ラジカルを供給する為に使用される。

【0032】

一実施形態において、クロムを備える基板１２２は、テトラＩ、テトラＩＩ又はＤＰＳ（登録商標）エッチモジュールを用いて、１分当たり１０〜１０００ｓｃｃｍのレートで塩素、０〜１０００ｓｃｃｍのレートで酸素を供給することにより、エッチングされる。５〜５００Ｗの間の基板用バイアス電力は、静電チャック１６０に印加され、基板１２２は、約１５０℃未満の範囲の温度で維持される。処理チャンバ内の圧力は、約１ｍＴから４０ｍＴの間で制御される。一つの特定処理レシピは、８０ｓｃｃｍのレートで塩素、２０ｓｃｃｍのレートで酸素を供給し、１５Ｗのバイアス電力を印加し、基板温度を１５０℃未満に維持し、圧力を２ｍＴに維持する。この処理は、フォトレジスト上方のクロムに対し、少なくとも１対１でエッチング選択性を与える。

【0033】

ステップ３２０にて、プラズマは、イオン−ラジカル用シールド１７０を通過するラジカルを用いて主に基板１２２をエッチングする為に、一以上の処理ガスから形成される。一般的に、プラズマ電源１１２からアンテナ１１０まで、約２００Ｗから約２０００ワットの間のＲＦ電力を印加することにより、プラズマが上部処理容積１７８で形成される。一実施形態において、約３５０Ｗの電力レベルのＲＦ電力は、約１３．５６ＭＨｚからの周波数でアンテナ１１０に印加される。

【0034】

ＲＦ電力がステップ３２０で印加されるとき、プラズマが形成され、電子はプレートに衝突し、イオン−ラジカル用シールド１７０の表面に電位が形成される。この電位は、プラズマ中に存在するイオンを吸引し、下部処理容積１８０内へとアパーチャ１７４を通過するイオン数を制限する。プラズマ内の中性ラジカルは、イオン−ラジカル用シールド１７０内のアパーチャ１７４を下部処理容積１８０へと通過する。そのため、基板１２２は、プラズマにより形成されたラジカルにより主にエッチングされるが、基板１２２と衝突するイオン量は制御される。基板１２２上のイオン衝突の減少は、エッチングバイアスを減少させ、重要な基板１２２の寸法均一性を改善する。特に、前述した処理を用いた基板をエッチングした後に取られる測定値は、エッチングバイアスが１０ｎｍ未満に減少し、クロム側壁で観察された良好な垂直プロファイルを示した。特に、側壁は、８９°以下の角度を有することが観察された。実質的にリリーフ、フートを持たないシャープなプロファイルが、エッチングされた領域の底部と側壁との間の接合点で観察された。さらに、重要な寸法均一性は５ｎｍ未満に改善された。

【0035】

前述したことは、本発明の実施形態に向けられているが、他の、更なる本発明の実施形態は、本発明の基本的範囲を逸脱することなく、案出可能であり、本発明の範囲は、添付された請求項により定められる。

【符号の説明】

【0036】

１００…エッチングリアクタ、１０１…、１０２…処理チャンバ、１０４…導電体、チャンバ側壁、１０８…天井、１１０…アンテナ、１１２…プラズマ用電源、１１４…第１整合回路網、１１６…ガス入口、１１８…ガスチャネル、１２２…基板、１２４…基板支持用ペデスタル、１２６…エッジリング、１２８…ヒートシンク、１３４…加熱素子、１３６…ガイド孔、１３８…昇降機構、１４０…バイアス用電源、１４２…第２整合回路網、１４４…抵抗性加熱装置、１４６…コントローラ、１４８…メモリ、１５０…ＣＰＵ、１５２…支援回路、１６０…静電チャック、１６２…昇降機構、スロットルバルブ、１６４…真空ポンプ、１６６…静電チャック用電源、１６８…加熱装置用電源、１７０…イオン−ラジカル用シールド、１７２…実質的に平坦なプレート、１７４…開口部（アパーチャ）、１７６…脚部、１７８…上部処理容積、１８０…下部処理容積、１８２…レチクルアダプタ、１８４…下部、１８８…開口部

【図1】

【図2】

【図3】