(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-09-05
(54)【発明の名称】フォトレジスト膜のチャンバ乾式洗浄
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20220829BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20220829BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 564Z
G03F7/20 503
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021576240
(86)(22)【出願日】2020-06-25
(85)【翻訳文提出日】2022-02-18
(86)【国際出願番号】 US2020070187
(87)【国際公開番号】W WO2020264571
(87)【国際公開日】2020-12-30
(31)【優先権主張番号】62/868,705
(32)【優先日】2019-06-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ピーター・ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】リー・ダ
(72)【発明者】
【氏名】ワイドマン・ティモシー・ウィリアム
(72)【発明者】
【氏名】ヴォロスキー・ボリス
(72)【発明者】
【氏名】ウー・チェンガオ
(72)【発明者】
【氏名】ナルディ・ケイティ・リン
(72)【発明者】
【氏名】グ・ケヴィン・リー
(72)【発明者】
【氏名】タレー・レオン
(72)【発明者】
【氏名】タン・サマンサ・シャンファ
(72)【発明者】
【氏名】ユ・ジェンイ
(72)【発明者】
【氏名】スー・メン
【テーマコード（参考）】
2H197
5F146
【Ｆターム（参考）】
2H197AA09
2H197CA06
2H197CA08
2H197CA10
2H197CE01
2H197CE10
2H197GA01
2H197HA03
5F146JA20
(57)【要約】
【課題】
【解決手段】金属含有フォトレジスト膜を乾式堆積技術を用いて半導体基板に堆積させてよい。堆積、ベベルおよび裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチングの操作過程で、処理チャンバの内面に意図しない金属含有フォトレジスト材料が形成されることがある。ｉｎｓｉｔｕでのチャンバ乾式洗浄を実施して、意図しない金属含有フォトレジスト材料をエッチングガスに曝露することによって除去してよい。チャンバ乾式洗浄は、プラズマを衝突させずに高温で実施してよい。いくつかの実施形態ではチャンバ乾式洗浄は、ポンピング／パージおよび状態調節操作を含んでいてよい。
【選択図】図３Ｂ
【解決手段】金属含有フォトレジスト膜を乾式堆積技術を用いて半導体基板に堆積させてよい。堆積、ベベルおよび裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチングの操作過程で、処理チャンバの内面に意図しない金属含有フォトレジスト材料が形成されることがある。ｉｎｓｉｔｕでのチャンバ乾式洗浄を実施して、意図しない金属含有フォトレジスト材料をエッチングガスに曝露することによって除去してよい。チャンバ乾式洗浄は、プラズマを衝突させずに高温で実施してよい。いくつかの実施形態ではチャンバ乾式洗浄は、ポンピング／パージおよび状態調節操作を含んでいてよい。
【選択図】図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
処理チャンバを洗浄する方法であって、処理チャンバに、半導体基板の基板層に乾式堆積させた金属含有レジスト膜を有する前記半導体基板を用意することと、
前記処理チャンバにエッチングガスを導入し、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みが前記処理チャンバの１つ以上の表面に形成され、前記エッチングガスは、前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料の前記第１の厚みを除去することと、
を含む、方法。
【請求項2】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記処理チャンバの１つ以上の表面に前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第２の厚みを形成することによって、前記処理チャンバの１つ以上の表面を状態調節すること
を含む、方法。
【請求項3】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記エッチングガスを導入した後に前記処理チャンバをパージして前記処理チャンバから残留エッチングガスを除去すること
を含む、方法。
【請求項4】
請求項３に記載の方法であって、前記処理チャンバのパージは、不活性ガスおよび／または反応性ガスを前記処理チャンバに流し込むことを含み、前記処理チャンバは、約２０℃～約１４０℃の高温に加熱され、前記処理チャンバは、チャンバの圧力が約１３．３３２２パスカル～約７９９．９３４パスカル（約０．１トル～約６トル）になるようにポンピングされる、方法。
【請求項5】
請求項３に記載の方法であって、前記処理チャンバのパージは、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を遠隔でのプラズマベースの処理に供して前記残留エッチングガスを除去することを含み、
前記遠隔でのプラズマベースの処理は、フッ素ベースの化学物質を含む、方法。
【請求項6】
請求項３に記載の方法であって、前記処理チャンバのパージは、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面をオゾンおよび／または酸素ガスの流れに曝露して前記残留エッチングガスを除去することを含む、方法。
【請求項7】
請求項１に記載の方法であって、さらに、前記エッチングガスを導入する前に前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を高温に加熱することを含み、前記高温は約２０℃～約１４０℃である、
方法。
【請求項8】
請求項７に記載の方法であって、前記高温は約８０℃～約１２０℃である、方法。
【請求項9】
請求項７に記載の方法であって、前記エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの組み合わせを含む、方法。
【請求項10】
請求項９に記載の方法であって、前記ハロゲン化水素はＨＣｌを含む、方法。
【請求項11】
請求項１に記載の方法であって、前記エッチングガスは、臭化水素（ＨＢｒ）、塩化水素（ＨＣｌ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2）、塩素（Ｃｌ2）、臭素（Ｂｒ2）、ヨウ素（Ｉ2）、三臭化ホウ素（ＢＢｒ3）、水素（Ｈ2）、三塩化リン（ＰＣｌ3）、メタン（ＣＨ4）、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）、アンモニア（ＮＨ3）、ギ酸（ＣＨ2Ｏ2）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、フッ化水素（ＨＦ）、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるガスの遠隔プラズマを含む、方法。
【請求項12】
請求項１に記載の方法であって、前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料の前記第１の厚みの除去は、プラズマに曝露せずに行う、方法。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、チャンバ圧力が約１３．３３２２パスカル～７９９．９３４パスカル（約０．１トル～６トル）になるまで前記処理チャンバをポンピングすることと、
前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を約２０℃～約１４０℃の高温に加熱することと、
前記エッチングガスを導入する前にダミーウエハを前記処理チャンバに導入すること
を含む、方法。
【請求項14】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記半導体基板の用意は、前記乾式堆積させた金属含有レジスト膜を前記処理チャンバ内で前記基板層に形成することを含む、方法。
【請求項15】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記半導体基板の用意は、前記乾式堆積させた金属含有レジスト膜を前記処理チャンバでベークすることを含む、方法。
【請求項16】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記半導体基板の用意は、前記乾式堆積させた金属含有レジスト膜を前記処理チャンバで乾式現像することを含む、方法。
【請求項17】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面は、前記処理チャンバのチャンバ壁を含む、方法。
【請求項18】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、さらに、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を酸化ガスまたは酸化プラズマに曝露して残留炭素またはその他の汚染物質を除去すること
を含む、方法。
【請求項19】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記エッチングガスは、シャワーヘッドまたは１つ以上の個別のチャンバ入口を通って導入されて、前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料と反応し、揮発性生成物を形成する、方法。
【請求項20】
請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法であって、前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料は、有機金属酸化物または有機金属含有薄膜である、方法。
【請求項21】
請求項２０に記載の方法であって、前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料は、有機スズ酸化物を含む、方法。
【請求項22】
レジストを堆積させる装置であって、基板支持体を含む処理チャンバと、
前記処理チャンバに結合している真空ラインと、
前記処理チャンバに結合しているエッチングガスラインと、
前記処理チャンバを洗浄するための命令で構成されたコントローラであって、前記命令は、
前記処理チャンバで半導体基板の基板層に金属含有レジスト膜を蒸着させ、
前記処理チャンバにエッチングガスを流し込むことによって前記処理チャンバを洗浄し、前記エッチングガスは、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面に形成された乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みを除去する
ためのコードを含む、コントローラと、
を含む、装置。
【請求項23】
請求項２２に記載の装置であって、さらに、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面に結合している１つ以上のヒータを含み、
前記コントローラはさらに、
前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を高温に加熱し、前記高温は約２０℃～約１４０℃であるようにするコードを含む命令で構成される、装置。
【請求項24】
請求項２２に記載の装置であって、前記コントローラはさらに、
前記乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第２の厚みを前記処理チャンバの前記１つ以上の表面に形成することによって、前記処理チャンバの前記１つ以上の表面を状態調節するためのコードを含む命令で構成される、装置。
【請求項25】
請求項２２に記載の装置であって、前記コントローラはさらに、前記エッチングガスを導入した後に前記処理チャンバをパージして前記処理チャンバから残留エッチングガスを除去するためのコードを含む命令で構成される、装置。
【請求項26】
請求項２２に記載の装置であって、前記エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの組み合わせを含む、装置。
【請求項27】
請求項２２に記載の装置であって、さらに、前記処理チャンバに結合している遠隔プラズマ源を含み、
前記遠隔プラズマ源は、臭化水素（ＨＢｒ）、塩化水素（ＨＣｌ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）、塩化チオニル（ＳＯＣｌ2）、塩素（Ｃｌ2）、臭素（Ｂｒ2）、ヨウ素（Ｉ2）、三臭化ホウ素（ＢＢｒ3）、水素（Ｈ2）、三塩化リン（ＰＣｌ3）、メタン（ＣＨ4）、メタノール（ＣＨ3ＯＨ）、アンモニア（ＮＨ3）、ギ酸（ＣＨ2Ｏ2）、三フッ化窒素（ＮＦ3）、フッ化水素（ＨＦ）、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されるガスの遠隔プラズマを発生させるように構成される、装置。
【請求項28】
請求項２２～２７のいずれか一項に記載の装置であって、さらに、前記処理チャンバに結合しているシャワーヘッドであって、前記シャワーヘッドは、前記基板支持体の上に配置され、前記エッチングガスラインは、前記処理チャンバの壁および／または前記基板支持体の下に配置され、前記エッチングガスは、前記エッチングガスラインを通して送達され、前記金属含有レジスト膜を蒸着させるための前駆体は、前記シャワーヘッドを通して送達される、シャワーヘッド
を含む、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（参照による援用）
本出願の一部としてＰＣＴ願書様式を本明細書と同時に提出する。同時に提出したＰＣＴ願書様式に記載されている通りの優先権または記載されているものに対する優先権の利益を本出願が主張している各出願を、あらゆる目的のために参照によりその全容を本願に援用する。
本出願の一部としてＰＣＴ願書様式を本明細書と同時に提出する。同時に提出したＰＣＴ願書様式に記載されている通りの優先権または記載されているものに対する優先権の利益を本出願が主張している各出願を、あらゆる目的のために参照によりその全容を本願に援用する。
【背景技術】
【0002】
集積回路などの半導体デバイスの製造は、フォトリソグラフィを含む多段階プロセスである。一般に、このプロセスには、ウエハへの材料の堆積、および半導体デバイスの構造上のフィーチャ（例えばトランジスタおよび回路）を形成するためのリソグラフィ技術による材料のパターニングが含まれている。先行技術で知られている通常のフォトリソグラフィプロセスの工程には：基板を準備すること；スピンコーティングなどによってフォトレジストを塗布すること；フォトレジストを所望のパターンで光に露光し、フォトレジストの露光領域を現像液である程度溶解させること；フォトレジストの露光領域か非露光領域のいずれかを除去するために現像液を塗布して現像すること；そして、エッチングまたは材料堆積などによってフォトレジストが除去されている基板の領域にフィーチャを作製するための後続の処理が含まれる。
【0003】
半導体の設計が進化することで、半導体基板材料にこれまでにない微細フィーチャを作製する必要性が生じ、その能力によってこの進化が推進されてきた。この技術進歩の特徴は、「ムーアの法則」では、高密度集積回路のトランジスタの密度が２年ごとに２倍になるとされている。実際、チップの設計および製造は進歩しているため、最新のマイクロプロセッサには、１つのチップに数十億個のトランジスタおよびその他の回路フィーチャが含まれていることがある。このようなチップにある個々のフィーチャは、およそ２２ナノメートル（ｎｍ）以下であることがあり、場合によっては１０ｎｍ未満であることがある。
【0004】
このような微細フィーチャがあるデバイスを製造する際の１つの課題が、十分な解像度を有するフォトリソグラフィマスクを確実かつ再生産可能なように作製する能力である。現在のフォトリソグラフィプロセスでは、通常１９３ｎｍの紫外線（ＵＶ）光を用いてフォトレジストを露光する。この光の波長が、半導体基板上に作製するフィーチャの所望サイズよりも大幅に大きいという事実は、固有の問題を生み出している。光の波長よりも小さいフィーチャサイズを達成するには、マルチパターニングなどの複雑な解像度向上技術を必要とする。そのため、波長が１０ｎｍ～１５ｎｍ、例えば１３．５ｎｍである極紫外線（ＥＵＶ）などの波長の短い光を用いるフォトリソグラフィ技術を開発することに大きな関心があり、研究努力がなされている。
【0005】
しかしながら、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、パターニング中の低電力出力および光の損失などの課題が伴う可能性がある。１９３ｎｍのＵＶリソグラフィで使用されるものと同様の典型的な有機化学増幅レジスト（ＣＡＲ）は、ＥＵＶリソグラフィで使用される場合、特に、ＥＵＶ領域での吸収係数が低く、光活性化化学種の拡散によりぼやけたり線のエッジが粗くなったりするおそれがあるため、潜在的な欠点がある。さらに、下地デバイス層をパターニングするのに必要なエッチング耐性をもたらすためには、従来のＣＡＲ材にパターニングされた微細フィーチャが高アスペクト比を引き起こしてパターンが崩壊するリスクがあるおそれがある。したがって、厚みが薄く、吸光度が優れ、かつエッチング耐性が優れているという特性を有する改善したＥＵＶフォトレジスト材料に対する需要が依然としてある。
【0006】
本明細書に記載している背景説明は、本技術の状況を全体的に提示することを目的としている。この背景の項に記載している範囲で、現在明記している発明者の研究、および出願時に先行技術として適格ではない可能性がある説明の側面は、明示的にも黙示的にも本技術に対抗する先行技術であるとは認められない。
【発明の概要】
【0007】
フォトレジストパターニングの状況でチャンバ乾式洗浄を行うことがある。フォトレジスト材料を処理チャンバ内で乾式堆積させた後、望まないフォトレジスト材料が処理チャンバの内面に蓄積することがある。フォトレジスト材料は、例えば金属含有ＥＵＶレジスト材料であってよい。不要なフォトレジスト材料をエッチングガスに曝露することで除去するためにチャンバ乾式洗浄を実施してよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの組み合わせであってよい。続いてパージを行って、処理チャンバから残留エッチングガスを除去してよい。いくつかの実施形態では、続いて処理チャンバの状態調節またはシーズニングを行って、内面に膜（例えばフォトレジスト材料）のコーティングを堆積させることによって内面を回復させてよい。
【0008】
本明細書に開示するのは、処理チャンバを洗浄する方法およびシステムである。本方法は、処理チャンバに、半導体基板の基板層に乾式堆積させた金属含有レジスト膜を有する半導体基板を用意すること、および処理チャンバにエッチングガスを導入し、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みが処理チャンバの１つ以上の表面に形成され、エッチングガスは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みを除去することを含む。
【0009】
いくつかの実施形態では、本方法はさらに、処理チャンバの１つ以上の表面に乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第２の厚みを形成することによって、処理チャンバの１つ以上の表面を状態調節することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、エッチングガスを導入した後に処理チャンバをパージして処理チャンバから残留エッチングガスを除去することを含む。いくつかの実施形態では、処理チャンバのパージは、不活性ガスおよび／または反応性ガスを処理チャンバに流し込むことを含み、処理チャンバは、約２０℃～約１４０℃の高温に加熱され、処理チャンバは、チャンバの圧力が約１３．３３２２パスカル～約７９９．９３４パスカル（約０．１トル～約６トル）になるようにポンピングされる。いくつかの実施形態では、処理チャンバのパージは、処理チャンバの１つ以上の表面を遠隔でのプラズマベースの処理に供して残留エッチングガスを除去することを含み、遠隔でのプラズマベースの処理は、フッ素ベースの化学物質を含む。いくつかの実施形態では、処理チャンバのパージは、処理チャンバの１つ以上の表面をオゾンおよび／または酸素ガスに曝露して残留エッチングガスを除去することを含む。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、エッチングガスを導入する前に処理チャンバの１つ以上の表面を高温に加熱することを含み、高温は約２０℃～約１４０℃である。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みの除去は、プラズマに曝露せずに行う。いくつかの実施形態では、本方法はさらに、チャンバ圧力が約１３．３３２２パスカル～７９９．９３４パスカル（約０．１トル～６トル）になるまで処理チャンバをポンピングすること、処理チャンバの１つ以上の表面を約２０℃～約１４０℃の高温に加熱すること、およびエッチングガスを導入する前にダミーウエハを処理チャンバに導入することを含む。いくつかの実施形態では、乾式堆積させた金属含有レジスト材料は、有機金属酸化物または有機金属含有薄膜である。
【0010】
本明細書に開示するのは、レジストを堆積させる装置である。本装置は、基板支持体を含む処理チャンバ、処理チャンバに結合している真空ライン、および処理チャンバに結合しているエッチングガスラインを含む。本装置はさらに、処理チャンバを洗浄するための命令で構成されたコントローラを含み、命令は、処理チャンバで半導体基板の基板層に金属含有レジスト膜を蒸着させ、処理チャンバにエッチングガスを流し込むことによって処理チャンバを洗浄し、エッチングガスは、処理チャンバの１つ以上の表面に形成された乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みを除去するためのコードを含む。
【0011】
いくつかの実施形態では、本装置はさらに、処理チャンバの１つ以上の表面に結合している１つ以上のヒータを含み、コントローラはさらに、処理チャンバの１つ以上の表面を高温に加熱し、高温は約２０℃～約１４０℃であるようにするコードを含む命令で構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第２の厚みを処理チャンバの１つ以上の表面に形成することによって、処理チャンバの１つ以上の表面を状態調節するためのコードを含む命令で構成される。いくつかの実施形態では、コントローラは、エッチングガスを導入した後に処理チャンバをパージして処理チャンバから残留エッチングガスを除去するためのコードを含む命令で構成される。
【0012】
開示した実施形態のこれらの特徴およびその他の特徴を添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【0029】
【0030】
【発明を実施するための形態】
【0031】
本開示は、全般に半導体処理の分野に関する。特定の態様では、本開示は、パターニングマスクを形成するためのＥＵＶパターニングおよびＥＵＶパターニング膜の現像の状況で、ＥＵＶフォトレジスト（例えばＥＵＶ感知性金属および／または金属酸化物含有フォトレジスト膜）を処理するプロセスおよび装置を対象とする。
【0032】
本明細書では、本開示の特定の実施形態を詳細に見ていく。特定の実施形態の例を添付の図面に示している。本開示をこれらの特定の実施形態と併せて説明するが、本開示をそのような特定の実施形態に限定することを意図するものではないことが理解されるであろう。むしろ、本開示の趣旨および範囲内に含まれ得る代替案、修正案および同等案を網羅することを意図している。以下の説明では、本開示を完全に理解してもらうために多くの特定の詳細を記載している。本開示は、これらの特定の詳細の一部または全部がなくとも実施され得る。他の場合では、本開示を不必要に不明瞭にしないように、公知の処理操作は詳細には説明していない。
【0033】
概論
半導体処理での薄膜のパターニングは、半導体の製造では重要な工程であることが多い。パターニングにはリソグラフィが含まれる。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィでは、パターンは、光子源からマスクに光子を放出してパターンを感光性フォトレジストに印刷することによって印刷され、それによってフォトレジスト内で化学反応が起こり、現像後にフォトレジストの特定部分を除去してパターンを形成する。
半導体処理での薄膜のパターニングは、半導体の製造では重要な工程であることが多い。パターニングにはリソグラフィが含まれる。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィでは、パターンは、光子源からマスクに光子を放出してパターンを感光性フォトレジストに印刷することによって印刷され、それによってフォトレジスト内で化学反応が起こり、現像後にフォトレジストの特定部分を除去してパターンを形成する。
【0034】
高度な技術ノード（国際半導体技術ロードマップにより規定）には、２２ｎｍ、１６ｎｍ、およびそれを超えるノードが含まれている。例えば１６ｎｍノードでは、ダマシン構造内の典型的なビアまたはラインの幅は、約３０ｎｍを超えないのが普通である。高度な半導体集積回路（ＩＣ）およびその他のデバイスにあるフィーチャのスケーリングでは、解像度を向上させるためにリソグラフィを実施している。
【0035】
極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィは、イメージング源の波長を従来のフォトリソグラフィ法で達成できるよりも短くすることによってリソグラフィ技術を拡張できる。およそ１０～２０ｎｍ、または１１～１４ｎｍの波長、例えば１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光源は、スキャナとも呼ばれる最先端のリソグラフィツールに使用可能である。ＥＵＶ放射線は、石英および水蒸気などの幅広い個体および流体材料に強力に吸収されるため、真空で動作する。
【0036】
ＥＵＶリソグラフィでは、下地層をエッチングする際に使用するマスクを形成するようにパターニングしたＥＵＶレジストを利用する。ＥＵＶレジストは、液体ベースのスピンオン技術によって作製されたポリマー系の化学増幅レジスト（ＣＡＲ）であってよい。ＣＡＲの代替物が、直接光パターニングが可能な金属酸化物含有膜であり、それは、オレゴン州コーバリスのＩｎｐｒｉａ社から入手可能なものなどで、例えば、米国特許公報第２０１７／０１０２６１２号、米国特許第２０１６／０２１６６０号明細書および米国特許第２０１６／０１１６８３９号明細書に記載されており、少なくともこれらの文献の直接光パターニングが可能な金属酸化物含有膜の開示を参照して本願に援用する。このような膜は、スピンオン技術または乾式蒸着で作製される。金属酸化物含有膜には、真空環境でＥＵＶを露光して３０ｎｍ未満のパターニング解像度を実現することによって直接パターニングでき（すなわち別個のフォトレジストを使用しない）、これは例えば、２０１８年６月１２日に発行されたＥＵＶ ＰＨＯＴＯＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ ＯＦ ＶＡＰＯＲ－ＤＥＰＯＳＩＴＥＤ ＭＥＴＡＬ ＯＸＩＤＥ－ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳと題する米国特許第９，９９６，００４号明細書、および／または２０１９年５月９日に出願されたＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＥＵＶ ＰＡＴＴＥＲＮＡＢＬＥ ＨＡＲＤ ＭＡＳＫＳと題するＰＣＴ／ＵＳ１９／３１６１８号明細書に記載されており、これらの文献の少なくともＥＵＶレジストマスクを形成するための直接光パターニングが可能な金属酸化物膜の組成、堆積、およびパターニングに関する開示を参照して本願に援用する。一般に、パターニングは、ＥＵＶレジストをＥＵＶ放射線で露光してレジストに光パターンを形成し、続いて現像してその光パターンに従ってレジストの一部を除去してマスクを形成することを含む。
【0037】
本開示は、ＥＵＶリソグラフィを用いて例示するリソグラフィパターニングの技術および材料に関するものだが、その他の次世代のリソグラフィ技術にも適用可能であることも理解されたい。現在使用され開発されている標準の１３．５ｎｍのＥＵＶ波長を含むＥＵＶのほかに、このようなリソグラフィに最も関係のある放射線源は、ＤＵＶ（ディープＵＶ）であり、これは一般に、２４８ｎｍまたは１９３ｎｍのエキシマレーザー源、Ｘ線（Ｘ線範囲の低エネルギー範囲のＥＵＶを正式に含む）、および広いエネルギー範囲をカバーできる電子ビームを使用することを指す。特定の方法は、半導体基板および究極の半導体デバイスで使用される特定の材料および用途によって異なることがある。そのため、本明細書に記載した方法は、現在の科学技術で使用されることがある方法および材料の単なる例示である。
【0038】
直接光パターニングが可能なＥＵＶレジストは、有機成分の中に混合された金属および／または金属酸化物で構成されるか、これらを含有していることがある。金属／金属酸化物は、ＥＵＶの光子吸収を強化でき、二次電子を生成でき、かつ／または下にある膜スタックおよびデバイス層に対するエッチング選択性の向上がみられるという点で、非常に有望である。
【0039】
半導体デバイスを製造する場合、製造プロセスが正確で再現可能であることが重要である。残念ながら、半導体製造の反応チャンバが時間の経過とともに複数の基板を処理するにつれて、反応チャンバ内の処理条件および化学物質は変化する。金属含有ＥＵＶレジスト膜を半導体基板上に堆積して塗布する間、例えば本明細書に記載した乾式堆積では、金属含有ＥＵＶレジスト材料がチャンバ表面に意図しない堆積がいくらか起こることがある。処理チャンバ内でいくつかの処理操作を実行した後、チャンバ表面に金属含有ＥＵＶレジスト材料が意図せず形成されることは、ＥＵＶレジスト材料がさらにはがれて剥離しやすくなるレベルに達することがある。場合によっては、処理チャンバにあるＥＵＶレジスト材料から来る粒子および膜不純物が、処理中に基板表面上に落下する可能性がある。例えば、粒子および膜不純物は、チャンバ壁の内面、天井、シャワーヘッド、基板支持体、リフトピン、ガスライン、ノズルなどから来る可能性がある。処理チャンバの内面からはがれたり剥離したりするそのような粒子および膜不純物は、半導体基板に汚染と欠陥の問題を引き起こすおそれがある。この汚染は、半導体基板自体の汚染を引き起こすだけでなく、パターニング（スキャナ）および現像ツールなどの下流の処理ツールにも汚染を引き起こす可能性がある。
【0040】
従来、処理チャンバの内面にある意図しない堆積物の除去は、処理チャンバを手動で開け、１つ以上の洗浄剤を用いて内面を機械でこすって拭き取ることによって行うことができる。場合によっては、これらの方法は、部品の交換を必要とすることがあり、チャンバのメンテナンスを行うのに２日以上かかる可能性がある。このような方法は、時間と費用がかかり、非効率であることがある。
【0041】
処理チャンバ内のＥＵＶレジストの乾式洗浄
本開示は、処理チャンバの内面からＥＵＶレジスト材料を乾式洗浄することを提案する。乾式洗浄は、ハロゲン化物含有化学物質を使用して実施できる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有化学物質は、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩなどのハロゲン化水素を含んでいてよい。例えば、ハロゲン化水素はＨＣｌであり得る。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有化学物質は、水素ガスおよびハロゲンガスを含んでいてよい。乾式洗浄は、プラズマ以外の熱に基づいた洗浄操作であってよい。例えば、チャンバ壁の温度は、約２０℃～約１４０℃であってよい。乾式洗浄の後には、処理チャンバから過剰なハロゲン化物を除去する脱ハロゲン化工程および／または処理チャンバの内面を保護するための状態調節工程が続いてよい。乾式洗浄は、ＥＵＶ乾式堆積に使用する処理チャンバで特に有用だが、乾式洗浄は、ベベルエッジおよび／または裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチング操作で使用するどの処理チャンバでも実施されるとしてよい。現在のｉｎｓｉｔｕでの乾式洗浄は、洗浄操作の頻度を減らし、粒子の性能を改善し、ツールの可用性を高められるものである。
本開示は、処理チャンバの内面からＥＵＶレジスト材料を乾式洗浄することを提案する。乾式洗浄は、ハロゲン化物含有化学物質を使用して実施できる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有化学物質は、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩなどのハロゲン化水素を含んでいてよい。例えば、ハロゲン化水素はＨＣｌであり得る。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有化学物質は、水素ガスおよびハロゲンガスを含んでいてよい。乾式洗浄は、プラズマ以外の熱に基づいた洗浄操作であってよい。例えば、チャンバ壁の温度は、約２０℃～約１４０℃であってよい。乾式洗浄の後には、処理チャンバから過剰なハロゲン化物を除去する脱ハロゲン化工程および／または処理チャンバの内面を保護するための状態調節工程が続いてよい。乾式洗浄は、ＥＵＶ乾式堆積に使用する処理チャンバで特に有用だが、乾式洗浄は、ベベルエッジおよび／または裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチング操作で使用するどの処理チャンバでも実施されるとしてよい。現在のｉｎｓｉｔｕでの乾式洗浄は、洗浄操作の頻度を減らし、粒子の性能を改善し、ツールの可用性を高められるものである。
【0042】
図１は、いくつかの実施形態による、フォトレジストを堆積して現像する際にチャンバ乾式洗浄を実施する一例の方法の流れ図を示している。プロセス１００の操作は、別の順序で実施されてもよく、かつ／または別の少ない操作もしくは追加の操作で実施されてもよい。プロセス１００の態様は、図２および図３Ａ～図３Ｄを参照して説明してよい。プロセス１００の１つ以上の操作は、図１３～図１６のいずれか１つに記載している装置を使用して実施されてよい。いくつかの実施形態では、プロセス１００の操作は、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されているソフトウェアに従って、少なくとも部分的に実施されてよい。
【0043】
プロセス１００のブロック１０２では、フォトレジストの層を堆積する。これは、蒸着プロセスなどの乾式堆積プロセスかスピンオン堆積プロセスなどの湿式プロセスのいずれかであってよい。
【0044】
フォトレジストは、金属含有ＥＵＶレジストであってよい。ＥＵＶ感知金属または金属酸化物含有膜を、湿式（例えばスピンオン）または乾式（例えばＣＶＤ）堆積技術を含む任意の適切な技術で半導体基板に堆積してよい。例えば、記載したプロセスは、有機スズ酸化物を基盤とするＥＵＶフォトレジスト組成物に対して実証されており、商業的にスピンコーティング可能な配合物（例えばオレゴン州コーバリスのＩｎｐｒｉａ社から入手可能なものなど）と、以下にさらに説明する乾式真空堆積技術を用いて適用される配合物のどちらにも適用可能である。
【0045】
半導体基板は、特に集積回路およびその他の半導体デバイスを製造するためのフォトリソグラフィ処理に適した任意の材料構造を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、半導体基板は、シリコンウエハである。半導体基板は、上にフィーチャが形成されていて（「基本フィーチャ」）、不規則な表面トポロジーを有するシリコンウエハであってよい。本明細書で記載しているように、「表面」とは、本開示の膜を堆積する表面または処理中にＥＵＶに露光する表面である。基本フィーチャは、本開示の方法を実行する前の処理中に、材料が（例えばエッチングによって）除去された領域または材料が（例えば堆積によって）追加された領域を含んでいてよい。このような前の処理は、基板上にフィーチャの層が２つ以上形成される反復プロセスで、本開示の方法またはその他の処理方法を含んでいてよい。
【0046】
ＥＵＶ感知性の薄膜を半導体基板に堆積してよく、このような膜は、後続のＥＵＶリソグラフィおよび処理に対してレジストとして機能できる。このようなＥＵＶ感知性の薄膜は、ＥＵＶに露光すると変化が生じる材料を含み、例えば低密度でＭ－ＯＨが豊富な材料中の金属原子に結合している嵩高いペンダント置換基が失われ、密度の高いＭ－Ｏ－Ｍ結合した金属酸化物材料への架橋が可能になる。ＥＵＶパターニングにより、露光されていない領域と比較して物理特性または化学特性が変化した膜領域が生じる。これらの特性は、非露光領域か露光領域のいずれかを溶解するため、あるいは露光領域か非露光領域のいずれかに材料を選択的に堆積するためなど、後続の処理で利用されてよい。いくつかの実施形態では、露光されていない膜は、このような後続の処理を実行する条件下で、露光された膜よりも多くの疎水性表面を有する。例えば、材料の除去は、化学組成、密度、および膜の架橋結合の違いを利用することによって実行され得る。除去は、以下でさらに説明するように、湿式処理または乾式処理によるものであってよい。
【0047】
薄膜は、様々な実施形態では、有機金属材料、例えば酸化スズを含む有機スズ材料、またはその他の金属酸化物材料／部分である。有機金属化合物は、有機金属前駆体と逆反応物との気相反応で製造されてよい。様々な実施形態では、有機金属化合物は、嵩高いアルキル基またはフルオロアルキルを有する有機金属前駆体と逆反応物との特定の組み合わせを混合し、その混合物を気相で重合して、半導体基板上に堆積する低密度のＥＵＶ感知材料を作製することによって形成される。
【0048】
様々な実施形態では、有機金属前駆体は、気相反応に耐えられる各金属原子に少なくとも１つのアルキル基を含み、一方、金属原子に配位している他の配位子またはイオンは、逆反応物に置き換えることができる。有機金属前駆体は、以下の式のものを含む。
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、ＭはＥＵＶ吸収断面が大きい金属であり、ＲはＣnＨ2n＋1などのアルキルで、好ましくはｎ≧２であり、Ｌは配位子、イオンまたは逆反応物と反応するその他の部分であり、ａ≧１、ｂ≧１、かつｃ≧１である。
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、ＭはＥＵＶ吸収断面が大きい金属であり、ＲはＣnＨ2n＋1などのアルキルで、好ましくはｎ≧２であり、Ｌは配位子、イオンまたは逆反応物と反応するその他の部分であり、ａ≧１、ｂ≧１、かつｃ≧１である。
【0049】
様々な実施形態では、Ｍは、１ｘ１０7ｃｍ2／ｍｏｌ以上の原子吸光断面を有する。Ｍは、例えばスズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、アンチモン、ゲルマニウム、およびこれらの組み合わせからなる群から選択されてよい。いくつかの実施形態では、Ｍはスズである。Ｒは、フッ素化されていてよく、例えば式ＣnＦxＨ（2n＋1）を有する。様々な実施形態では、Ｒは、少なくとも１つのベータ水素またはベータフッ素を有する。例えばＲは、エチル、ｉ－プロピル、ｎ－プロピル、ｔ－ブチル、ｉ－ブチル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｉ－ペンチル、ｔ－ペンチル、ｓｅｃ－ペンチル、およびこれらの混合物からなる群から選択されてよい。Ｌは、アミン（ジアルキルアミノ、モノアルキルアミノなど）、アルコキシ、カルボン酸塩、ハロゲン、およびこれらの混合物からなる群から選択された部分など、Ｍ－ＯＨ部分を生成するために逆反応物によって容易に置換され得る。
【0050】
有機金属前駆体は、多種多様な候補の金属有機前駆体のいずれかであってよい。例えば、Ｍがスズである場合、このような前駆体には、ｔ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｎ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｓｅｃ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－プロピル（トリス）ジメチルアミノスズ、ｎ－プロピルトリス（ジメチルアミノ）スズ、エチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、および同類のアルキル（トリス）（ｔ－ブトキシ）スズ化合物であるｔ－ブチルトリス（ｔ－ブトキシ）スズなどがある。いくつかの実施形態では、有機金属前駆体は、部分的にフッ素化されている。
【0051】
逆反応物は、化学結合を介して少なくとも２つの金属原子を連結するように、反応性部分、配位子またはイオン（例えば上記の式１のＬ）に取って代わる能力を有する。逆反応物は、水、過酸化物（例えば過酸化水素）、ジヒドロキシまたはポリヒドロキシアルコール、フッ素化したジヒドロキシまたはポリヒドロキシアルコール、フッ素化グリコール、およびその他のヒドロキシル部分の供給源を含むことが可能である。様々な実施形態では、逆反応物は、隣接する金属原子同士の間に酸素ブリッジを形成することによって有機金属前駆体と反応する。
【0052】
他に可能性のある逆反応物として硫化水素および二硫化水素があり、これらは硫黄架橋を介して金属原子を架橋できる。場合によっては、Ｔｅ含有前駆体は、例えばＴｅ－Ｓｎ－Ｔｅ－Ｓｎ架橋結合を形成するために、水と共に使用されるか水の代わりに使用される逆反応物であってよい。Ｓｎ（ＮＭｅ2）ｘ型の前駆体と一緒に使用するのに適しているテルル共反応物が、ＲＴｅＨまたはＲＴｅＤ（Ｄ＝重水素）およびＲ2Ｔｅ前駆体であり、Ｒ＝アルキル基で、特にｔ－ブチルＴｅＤなどのｔ－ブチルまたはイソプロピルである。Ｍ（ＯＲ）ｘ型の前駆体と一緒に使用するために、例えばＢｉｓ（トリメチルシリル）Ｔｅを使用してよい。
【0053】
薄膜は、膜のＥＵＶに対する感度を変更する、あるいはエッチング耐性を高めるなど、膜の化学特性または物理特性を変更するために、有機金属前駆体および逆反応物の他に任意選択の材料を含んでいてよい。このような任意選択の材料は、半導体基板上に堆積する前の気相形成中か、薄膜を堆積した後か、この両方の時にドーピングすることなどによって導入されてよい。いくつかの実施形態では、一部のＳｎ－Ｌ結合をＳｎ－Ｈに置き換えるために穏やかな遠隔のＨ2プラズマを導入してよく、これによってＥＵＶ下でのレジストの反応性を高めることができる。
【0054】
様々な実施形態では、ＥＵＶパターニング可能な膜は、先行技術で知られている蒸着装置および蒸着プロセスを用いて半導体基板上に作製され堆積される。このようなプロセスでは、重合した有機金属材料は、気相またはｉｎｓｉｔｕで半導体基板の表面に形成される。適切なプロセスには、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、およびＣＶＤの構成要素を含むＡＬＤで、金属前駆体と逆反応物が時間または空間のいずれかで別々になる不連続のＡＬＤ様のプロセスがある。
【0055】
全体的に、方法は、重合した有機金属材料を形成するように有機金属前駆体の蒸気流を逆反応物の蒸気流と混合させること、および有機金属材料を半導体基板の表面に堆積させることを含む。いくつかの実施形態では、蒸気流には有機金属前駆体が２つ以上含まれている。いくつかの実施形態では、蒸気流には逆反応物が２つ以上含まれている。当業者には理解されるであろうが、このプロセスの混合と堆積の態様は、実質的に連続するプロセスで同時であってよい。
【0056】
例示的な連続ＣＶＤプロセスでは、有機金属前駆体と逆反応物の供給源との入口経路が別の２つ以上のガス流がＣＶＤ装置の堆積チャンバに導入され、ガス流は、気相で混合されて反応し、凝集した高分子材料（例えば金属－酸素－金属結合の形成を介して）を形成する。この流れは、例えば別々の注入口またはデュアルプレナムシャワーヘッドを使用して導入されてよい。装置は、有機金属前駆体および逆反応物の流れがチャンバで混合されて、有機金属前駆体と逆反応物とが反応して重合した有機金属材料を形成できるように構成される。本技術の機構、機能、または有用性を限定することなく、このような気相反応から生じる産物は、分子重量が重くなると考えられている。なぜなら、金属原子が逆反応物によって架橋され、次に凝縮されるか、さもなければ半導体基板上に堆積されるからである。様々な実施形態では、嵩高いアルキル基が立体的な障害となって、密に詰まった網状組織の形成を防ぎ、滑らかで不定形の低密度の膜が作製される。
【0057】
ＣＶＤプロセスは、一般に、１３３３．２２ミリパスカル～１３３３．２２パスカル（１０ミリトル～１０トル）などの低圧力で実施される。いくつかの実施形態では、プロセスは、６６．６６１２パスカル～２６６．６５４パスカル（０．５～２トル）で実施される。いくつかの実施形態では、半導体基板の温度は、反応物の流れの温度かそれ以下である。例えば、基板の温度は、０℃～２５０℃、または周囲温度（例えば２３℃）～１５０℃であってよい。様々なプロセスでは、重合した有機金属材料が基板上で堆積するのは、表面温度に反比例する速度で起こる。
【0058】
半導体基板の表面に形成されたＥＵＶパターニング可能な膜の厚みは、表面の特徴、使用する材料、および処理条件に応じて様々であってよい。様々な実施形態では、膜の厚みは、０．５ｎｍ～１００ｎｍの範囲であってよく、ＥＵＶパターニングの条件下でＥＵＶ光のほとんどを吸収するのに十分な厚みであってよい。ＥＵＶパターニング可能な膜は、３０％以上の吸収に適応可能であってよく、それによってＥＵＶパターニング可能な膜の底部に向かって利用可能なＥＵＶ光子が著しく少なくなる。ＥＵＶの吸収率が高いと、ＥＵＶに露光した膜の上部近くでは、ＥＵＶに露光した膜の底部よりも架橋結合および緻密化が多くなる。ＥＵＶ光子の効果的な利用は、全体的な吸収率が高いＥＵＶパターニング可能な膜で起こり得るが、場合によっては、ＥＵＶパターニング可能な膜は約３０％未満であることが理解されるであろう。比較すると、他のほとんどのレジスト膜の最大全体吸収率は３０％未満（例えば１０％以下、または５％以下）であるため、レジスト膜の底部のレジスト材料は、十分に露光される。いくつかの実施形態では、膜の厚みは、５ｎｍ～４０ｎｍまたは１０ｎｍ～２０ｎｍである。本開示の機構、機能、または有用性を限定することなく、本開示のプロセスは、先行技術の湿式スピンコーティングプロセスとは異なり、基板の表面接着特性に関する制限が少ないため、多種多様な基板に適用できると考えられる。さらに、上記で考察したように、堆積した膜は、表面のフィーチャと厳密に一致していてよく、基本フィーチャを有する基板などの基板上に、そのようなフィーチャを「埋める」あるいは平坦にすることなくマスクを形成することに利点をもたらす。
【0059】
プロセス１００のブロック１０２で金属含有ＥＵＶレジスト薄膜を半導体基板上に堆積することに加えて、金属含有ＥＵＶレジスト材料は、処理チャンバの内面に形成されてよい。内面は、チャンバの壁、底、および処理チャンバの天井を含んでいてよい。他の内面として、シャワーヘッド、ノズル、および基板支持体の表面があってよい。金属含有ＥＵＶレジスト材料は、ＣＶＤやＡＬＤプロセスなどの乾式堆積プロセスの結果として形成されてよい。内面に形成された金属含有ＥＵＶレジスト材料の厚みは、処理チャンバ内で実施されている追加の処理（例えば堆積）操作の結果、時間の経過とともに大きくなってよい。金属含有ＥＵＶレジスト材料は、処理中に剥がれ落ちたり、粒子が落ちたり、処理チャンバの内面から剥離したりして後続の半導体基板を汚染する傾向がある。
【0060】
プロセス１００のブロック１５０では、本開示のチャンバ乾式洗浄操作を、プロセス１００のブロック１０２で半導体基板に金属含有ＥＵＶレジスト薄膜を堆積した後に実施してよい。これによって、堆積と乾式洗浄とを同じ処理チャンバで実施することが可能になる。ただし、チャンバ乾式洗浄は、実施形態での堆積操作とは異なる処理チャンバで実施されるとしてよいことが理解されるであろう。実際、チャンバ乾式洗浄は、ベベルおよび／または裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチング操作に続いて実施されてよい。
【0061】
除去される乾式堆積ＥＵＶフォトレジスト膜は、一般にＳｎ、ＯおよびＣで構成されるが、同じ洗浄手法を他の金属酸化物レジストおよび材料の膜に拡張できる。また、この手法は、膜の剥離およびＰＲのリワークにも使用できる。
【0062】
プロセス１００のブロック１０４では、半導体基板の裏面および／またはベベルエッジを洗浄するために任意選択の洗浄プロセスを実施する。裏面および／またはベベルエッジの洗浄では、ＥＵＶレジスト膜を非選択的にエッチングして、基板裏面およびベベルエッジに様々なレベルの酸化または架橋がみられる膜を均等に除去してよい。ＥＵＶパターニング可能な膜を湿式堆積処理または乾式堆積処理のいずれかによって塗布する過程では、レジスト材料が基板のベベルエッジおよび／または裏面に意図せずにいくらか堆積することがある。意図しない堆積は、望ましくない粒子が後に半導体基板の上表面に移動し、粒子の欠陥になる可能性がある。さらに、このベベルエッジおよび裏面への堆積は、パターニング（スキャナ）および現像ツールの汚染など、下流の処理の問題を引き起こすおそれがある。従来、このベベルエッジおよび裏面への堆積物の除去は、湿式洗浄技術によって行われている。スピンコーティングされたフォトレジスト材料の場合、このプロセスは、エッジビーズ除去（ＥＢＲ）と呼ばれ、基板が回転している間に溶媒の流れをベベルエッジの上下から向けることによって実施される。同じプロセスを、蒸着技術によって堆積された可溶性有機スズ酸化物を基盤とするレジストに適用できる。
【0063】
基板のベベルエッジおよび／または裏面の洗浄は、乾式洗浄プロセスであってもよい。いくつかの実施形態では、乾式洗浄プロセスは、以下のガスの１つ以上を含む蒸気および／またはプラズマを必要とする：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＳＯＣｌ2、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、Ｏ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ。いくつかの実施形態では、乾式洗浄プロセスでは、本明細書に記載の乾式現像プロセスと同じ化学性質を用いてよい。例えば、ベベルエッジおよび裏面の洗浄では、ハロゲン化水素で現像する化学性質を用いてよい。裏面およびベベルエッジの洗浄プロセスでは、蒸気および／またはプラズマは、基板の前面で膜が劣化することなく裏面とベベルのみを除去することを確実にするように、基板の特定の領域に限定する必要がある。
【0064】
処理条件は、ベベルエッジおよび裏面を洗浄するために最適化してよい。いくつかの実施形態では、温度が高く、圧力が高く、かつ／または反応物の流れが速いほど、エッチング速度の上昇につながる可能性がある。ベベルエッジおよび裏面の乾式洗浄に適した処理条件は：反応物の流れが１００～５００ｓｃｃｍ（例えば５００ｓｃｃｍのＨＣｌ、ＨＢｒまたはＨ2、およびＣｌ2またはＢｒ2、ＢＣｌ3またはＨ2）、温度が－１０～１２０℃（例えば２０℃）、圧力が２６６６．４５ミリパスカル～６６６６１．２ミリパスカル（２０～５００ｍトル）（例えば３９９９６．７ミリパスカル（３００ｍトル））、高周波（例えば１３．５６ＭＨｚ）でのプラズマ電力が０～５００Ｗ、時間が約１０～２０秒間であるが、フォトレジスト膜ならびに組成および特性によって異なる。これらの条件は、いくつかの処理反応器、例えばカリフォルニア州フリーモントのラムリサーチコーポレーションから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに適しているが、処理反応器の能力に応じてさらに広範囲の処理条件を用いてよいことを理解されたい。
【0065】
あるいは乾式洗浄操作は、フォトレジストの完全除去またはフォトレジストの「リワーク」に拡張されてよく、リワークでは、元のフォトレジストが損傷しているか、あるいは欠陥があるなどの場合に、塗布したＥＵＶフォトレジストを除去し、フォトレジストの再塗布用に半導体基板を準備する。フォトレジストのリワークは、下にある半導体基板を損傷せずに達成する必要があるため、酸素系のエッチングは避けた方がよい。代わりに、本明細書に記載したハロゲン化物含有化学物質の変種を使用してよい。フォトレジストのリワーク操作はプロセス１００のどの段階で適用してもよいことが理解されるであろう。そのため、フォトレジストのリワーク操作は、フォトレジストの堆積後、ベベルエッジおよび裏面の洗浄後、ＰＡＢ処理後、ＥＵＶ露光後、ＰＥＢ処理後、または現像後に適用してよい。いくつかの実施形態では、フォトレジストのリワークは、フォトレジストの露光領域および非露光領域を選択せずに下の層を選択して除去するように実施するとしてよい。
【0066】
いくつかの実施形態では、フォトレジストのリワークプロセスは、以下の気体の１つ以上を含む蒸気および／またはプラズマを必要とする：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ。いくつかの実施形態では、フォトレジストのリワークプロセスでは、本明細書に記載した乾式現像プロセスと同じ化学性質を用いてよい。例えば、フォトレジストのリワークでは、ハロゲン化水素で現像する化学性質を用いてよい。
【0067】
処理条件は、フォトレジストのリワーク用に最適化してよい。いくつかの実施形態では、温度が高く、圧力が高く、かつ／または反応物の流れが速いほど、エッチング速度の上昇につながる可能性がある。フォトレジストのリワークに適した処理条件は：反応物の流れが１００～５００ｓｃｃｍ（例えば５００ｓｃｃｍＨＣｌ、ＨＢｒ、ＢＣｌ3またはＨ2およびＣｌ2またはＢｒ2）で、温度が－１０～１２０℃（例えば２０℃）で、圧力が２６６６．４５ミリパスカル～６６６６１．２ミリパスカル（２０～５００ｍトル）（例えば３９９９６．７ミリパスカル（３００ｍトル））で、高周波数（例えば１３．５６ＭＨｚ）でのプラズマ電力が３００～８００Ｗ（例えば５００Ｗ）で、ウエハバイアスが０～２００Ｖbで（下にある基板材料が硬ければさらに高いバイアスを用いてよい）、時間がＥＵＶフォトレジストを完全に除去するのに十分な約２０秒～３分であるが、フォトレジスト膜ならびに組成および特性によって異なる。これらの条件は、いくつかの処理反応器、例えばカリフォルニア州フリーモントのラムリサーチコーポレーションから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに適しているが、処理反応器の能力に応じてさらに広範囲の処理条件を用いてよいことを理解されたい。
【0068】
プロセス１００のブロック１５０では、本開示のチャンバ乾式洗浄操作をベベルエッジおよび／または裏面の洗浄操作の後に実施するとしてよい。これによってベベルおよび／または裏面の洗浄とチャンバ乾式洗浄とを同じ処理チャンバで実施することが可能になる。ただし、チャンバ乾式洗浄は、いくつかの実施形態でのベベルエッジおよび／または裏面の洗浄操作とは異なる処理チャンバで実施してよいことが理解されるであろう。
【0069】
プロセス１００のブロック１０６では、ＥＵＶパターニング可能な膜の堆積後かつＥＵＶの露光前に任意選択の塗布後ベーク（ＰＡＢ）を実施する。ＰＡＢ処理は、ＥＵＶパターニング可能な膜のＥＵＶ感度を高め、ＥＵＶ線量を低減してＥＵＶパターニング可能な膜にパターンを現像するために、熱処理と化学露光と水分との組み合わせを必要としてよい。ＰＡＢの処理温度は、ＥＵＶパターニング可能な膜の感度を高めるように調整して最適にしてよい。例えば、処理温度は、約９０℃～約２５０℃または約１００℃～約２００℃であってよい。いくつかの実施形態では、ＰＡＢ処理は、大気圧と真空との間の圧力で、約１～１５分、例えば約２分の処理時間で実行されてよい。いくつかの実施形態では、ＰＡＢ処理は、約１分～２分にわたって約１００℃～２００℃の温度で実行される。
【0070】
プロセス１００のブロック１５０では、本開示のチャンバ乾式洗浄操作を、ＰＡＢ処理の後に実施してよい。これによってベークとチャンバ乾式洗浄とを同じ処理チャンバで実施することが可能になる。ただし、チャンバ乾式洗浄は、いくつかの実施形態ではＰＡＢ処理操作とは異なる処理チャンバで実施してよいことが理解されるであろう。
【0071】
プロセス１００のブロック１０８では、金属含有ＥＵＶレジスト膜をＥＵＶ放射線に露光してパターンを現像する。一般には、ＥＵＶ露光は、金属含有ＥＵＶレジスト膜の化学組成および架橋結合の変化を引き起こし、その後の現像に利用できるエッチング選択性にコントラストを生み出す。
【0072】
次に、金属含有ＥＵＶレジスト膜を、典型的には比較的高い真空下で膜の一領域をＥＵＶ光に露光することによってパターニングしてよい。本明細書で有用なもののうち、ＥＵＶデバイスおよびイメージング方法は、先行技術で公知の方法を含んでいる。特に、前述したように、膜の露光領域は、ＥＵＶパターニングによって出来上がり、非露光領域と比較して物理特性または化学特性が変化している。例えば、露光領域では、ベータ水素化物の脱離などにより、金属－炭素結合の開裂が起こって、反応性でアクセス可能な金属水素化物の官能性が残ることがあり、これによって後続の露光後ベーク（ＰＥＢ）工程で金属－酸素の架橋を介して、水酸化物および架橋結合した金属酸化物部分に変換される可能性がある。このプロセスは、ネガティブトーンレジストとして現像するための化学的コントラストを生じさせるのに使用できる。一般に、アルキル基のベータＨの数が多いほど膜の感度は高くなる。露光に続いて、金属酸化物膜に追加の架橋結合を引き起こすために金属含有ＥＵＶレジスト膜をベークしてよい。露光領域と非露光領域との特性の相違は、非露光領域を溶解させたり露光領域に材料を堆積させたりするために、後続の処理で利用されてよい。例えばパターンは、金属酸化物含有マスクを形成するための乾式方法を用いて現像され得る。
【0073】
特に、様々な実施形態では、表面に存在するヒドロカルビル終端酸化スズは、特に露光がＥＵＶを用いて真空で実施されたときに、イメージング層の露光領域で水素終端酸化スズに変換される。ただし、露光されたイメージング層を真空から空気中に除去するか、酸素、オゾン、Ｈ2Ｏ2、または水を制御しながら導入すると、表面のＳｎ－Ｈが酸化してＳｎ－ＯＨになる可能性がある。露光領域と非露光領域との特性の相違は、照射領域、非照射領域、またはこの両方を１つ以上の試薬と反応させてイメージング層に材料を選択して追加するかイメージング層から材料を選択して除去するなど、後続の処理で利用されてよい。
【0074】
本技術の機構、機能、または有用性を限定することなく、ＥＵＶ露光を例えば１０ｍＪ／ｃｍ2～１００ｍＪ／ｃｍ2の線量で行うと、Ｓｎ－Ｃ結合の開裂が起こり、アルキル置換基の喪失が起こり、立体障害が軽減されて低密度の膜を崩壊させることが可能になる。また、ベータ水素化物の脱離反応で生じた反応性金属－Ｈ結合は、膜内の水酸基などの隣接する活性基と反応して、さらに架橋結合および緻密化をもたらし、露光領域と非露光領域との間に化学的コントラストを生み出す可能性がある。
【0075】
金属含有ＥＵＶレジスト膜をＥＵＶ光に露光した後、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストを準備する。光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストは、ＥＵＶ露光領域および非露光領域を含む。
【0076】
プロセス１００のブロック１１０では、任意選択の露光後ベーク（ＰＥＢ）を実施して、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストのエッチング選択性のコントラストをさらに強める。光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストは、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストのＥＵＶ露光領域の架橋結合を促進するために様々な化学種が存在する状態で熱処理するか、あるいは単純に例えば１５０℃～２５０℃で１～５分間（例えば１９０℃で２分間）周囲空気中でホットプレート上でベークすることができる。
【0077】
様々な実施形態では、ベークの対策には、ベーク環境を慎重に制御し、反応性ガスを導入し、かつ／またはベーク温度の上昇速度を慎重に制御することが必要とされる。有用な反応性ガスの例として、例えば空気、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2蒸気、ＣＯ2、ＣＯ、Ｏ2、Ｏ3、ＣＨ4、ＣＨ3ＯＨ、Ｎ2、Ｈ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、アルコール、アセチルアセトン、ギ酸、Ａｒ、Ｈｅ、またはこれらの混合物がある。ＰＥＢ処理は、（１）ＥＵＶ露光中に生じた有機フラグメントを完全に気化させ、（２）ＥＵＶ露光により生じた何らかのＳｎ－Ｈ、Ｓｎ－Ｓｎ、またはＳｎラジカル種を酸化させて金属水酸化物にし、（３）隣接するＳｎ－ＯＨ基間の架橋結合を促進して、より密に架橋結合したＳｎＯ2様の網状組織を形成するように構想される。ベーク温度は、最適なＥＵＶリソグラフィ性能を達成するように慎重に選択される。ＰＥＢ温度が低すぎると架橋結合が不十分になり、その結果、ある特定の線量での現像の化学コントラストが弱くなる。ＰＥＢ温度が高すぎても、非露光領域（この例では、マスクを形成するためにパターニングした膜を現像することで除去される領域）の深刻な酸化および膜の収縮などの有害な影響があるほか、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストと下層との境界で望ましくない相互拡散があり、このいずれもが、化学コントラストの喪失および不溶性スカムに起因する欠陥密度の増大につながるおそれがある。ＰＥＢ処理温度は、約１００℃～約３００℃、約１７０℃～約２９０℃、または約２２０℃～約２５０℃であってよい。いくつかの実施形態では、ＰＥＢ処理は、大気圧と真空との間の圧力で、かつ約１～１５分、例えば約２分の処理時間で実行してよい。いくつかの実施形態では、ＰＥＢ熱処理を繰り返して、エッチング選択性をさらに高めてよい。
【0078】
プロセス１００のブロック１５０では、ＰＥＢ処理の後に本開示のチャンバ乾式洗浄操作を実施してよい。これによって、ベークとチャンバ乾式洗浄とを同じ処理チャンバで実施することが可能になる。ただし、チャンバ乾式洗浄は、いくつかの実施形態ではＰＥＢ処理操作とは異なる処理チャンバで実施してよいことが理解されるであろう。
【0079】
プロセス１００のブロック１１２では、光パターニングした金属含有レジストを現像してレジストマスクを形成する。様々な実施形態では、露光領域を除去する（ポジティブトーン）か、非露光領域を除去する（ネガティブトーン）。いくつかの実施形態では、現像は、光パターニングした金属含有レジストの露光領域または非露光領域のいずれかに選択して堆積することを含んでいてよく、その後にエッチング操作が続く。様々な実施形態では、これらのプロセスは、乾式プロセスまたは湿式プロセスであってよい。現像プロセスの例では、有機スズ酸化物を含有するＥＵＶ感知フォトレジスト薄膜（例えば厚みは１０～３０ｎｍで、２０ｎｍなど）を、ＥＵＶ露光の線量および露光後ベークに供してから現像することを必要とする。フォトレジスト膜は、例えばイソプロピル（トリス）（ジメチルアミノ）スズなどの有機スズ前駆体と水蒸気との気相反応に基づいて堆積されてもよいし、あるいは有機マトリクス中にスズクラスタを含むスピンオン膜であってもよい。光パターニングした金属含有レジストは、現像化学物質に露光することで現像される。いくつかの実施形態では、現像化学物質は、ハロゲン化物を含有する化学物質を含む。
【0080】
プロセス１００のブロック１５０では、本開示のチャンバ乾式洗浄操作を現像後に実施してよい。これによって、現像とチャンバ乾式洗浄とを同じ処理チャンバで実施することが可能になる。ただし、チャンバ乾式洗浄は、いくつかの実施形態では現像操作とは異なる処理チャンバで実施してよいことが理解されるであろう。さらに、チャンバ乾式洗浄は、いくつかの実施形態ではエッチング操作と同じ処理チャンバでも異なる処理チャンバでも実施してよいことが理解されるであろう。エッチング操作は、半導体基板の基板下層をエッチングするために適用されてよい。
【0081】
図２は、いくつかの実施形態によるチャンバ乾式洗浄を実施する例示的な方法の流れ図を示している。チャンバ乾式洗浄は、堆積、ベベルおよび／または裏面の洗浄、ベーク、現像、またはエッチング操作の後に実施されてよい。いくつかの実施形態では、チャンバ乾式洗浄は、フォトレジスト材料の堆積後に、フォトレジスト材料の堆積と同じ処理チャンバで実施されてよい。プロセス２００の態様は、図３Ａ～図３Ｄを参照して説明し得る。プロセス２００の１つ以上の操作は、図１３～図１６のいずれか１つに記載した装置を使用して実施されてよい。いくつかの実施形態では、プロセス２００の操作は、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されているソフトウェアに従って、少なくとも部分的に実施されてよい。
【0082】
プロセス２００のブロック２０２では、半導体基板の基板層に金属含有レジスト膜を乾式堆積させた半導体基板を処理チャンバ内に準備する。このように乾式堆積させた金属含有レジスト膜の組成および堆積は、例えば２０１９年５月９日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１９／３１６１８号明細書に記載されている可能性があり、この文献を、本開示に適用できるこれらの方法および材料を開示するために参照により本願に援用する。方法には、重合した有機金属材料を気相で作製して半導体基板上に堆積する方法が含まれる。特に、半導体基板の表面にＥＵＶパターニング可能な薄膜を作る方法は、重合した有機金属材料を形成するために有機金属前駆体の蒸気流を逆反応物の蒸気流と混合させること、および有機金属ポリマー様の材料を半導体基板の表面に堆積させることを含む。いくつかの実施形態では、蒸気流には２つ以上の有機金属前駆体が含まれる。いくつかの実施形態では、蒸気流には２つ以上の逆反応物が含まれる。いくつかの実施形態では、混合と堆積の操作は、連続するＣＶＤプロセス、ＡＬＤプロセス、または、金属前駆体と逆反応物とが時間または空間のいずれかで分離される不連続なＡＬＤ様のプロセスなどのＣＶＤ成分を含むＡＬＤで実施される。いくつかの実施形態では、乾式堆積させた金属含有レジスト膜は、金属酸化物含有ＥＵＶレジスト膜である。例えば、金属含有レジスト膜中の元素は、スズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、アンチモン、ヨウ素、ゲルマニウム、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、金属含有レジスト膜は、有機スズ酸化物などの有機金属酸化物を含む。
【0083】
いくつかの実施形態では、中に半導体基板を用意する処理チャンバは、乾式堆積チャンバであってよい。他の実施形態では、中に半導体基板を用意する処理チャンバは、ベベルエッジおよび／または裏面洗浄チャンバ、ＰＡＢ処理チャンバ、ＰＥＢ処理チャンバ、現像チャンバ、またはエッチングチャンバであってよい。前述の処理チャンバのいずれでも、時間の経過とともに金属含有レジスト材料が内面に蓄積する可能性がある。ますます多くの半導体基板が処理チャンバ内で処理されるにつれ、内面上に意図しない金属含有レジスト材料が成長することがある。金属含有レジスト材料の意図しない堆積物を除去するには、定期的な洗浄が必要である。洗浄は、「ｉｎｓｉｔｕ」で実施され、チャンバ乾式洗浄は、意図しない金属含有レジスト材料が形成されたのと同じ処理チャンバで実施される。
【0084】
図３Ａは、処理チャンバのチャンバ壁３０４に形成された金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２の概略断面図を示している。金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２は、金属酸化物３０６の粒子またはクラスタを含んでいてよい。金属酸化物３０６の粒子またはクラスタは、一般に除去するのが困難である。いくつかの実施形態では、金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２は、ＣＶＤやＡＬＤなどの蒸着方法で形成される。時間の経過とともに、金属含有ＥＵＶレジスト材料は、処理チャンバのチャンバ壁３０４に蓄積して厚みができることがある。金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２は、有機スズ酸化物であってよい。金属酸化物３０６の粒子またはクラスタは、酸化スズを含んでいることがある。
【0085】
図２を参照すると、プロセス２００のブロック２０４では、処理チャンバにエッチングガスを導入し、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みが処理チャンバの１つ以上の表面に形成され、エッチングガスは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みを除去する。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン化物を含有する化学物質を含む。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素およびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの組み合わせを含む。例えば、エッチングガスはＨＣｌであってよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料をプラズマを衝突させずに除去するとしてよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、処理チャンバを高温に加熱することで乾式堆積させた金属含有レジスト材料を除去するとしてよい。乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みは、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上、約５ｎｍ以上、または約１０ｎｍ以上であってよい。第１の厚みは、処理チャンバの１つ以上の表面に形成された膜材料の平均厚みに相当してよい。
【0086】
エッチングガスを導入する前に、処理チャンバを、チャンバを乾式洗浄するのに望ましい条件で準備してよい。処理チャンバの準備では、特定の圧力条件、粗い粒子や膜不純物のレベル、水分レベル、温度条件、または処理チャンバの表面もしくは構成要素（例えば基板支持体）をエッチングガスから保護することを達成してよい。
【0087】
いくつかの実施形態では、処理チャンバの準備は、処理チャンバ内の不要な粒子を除去するために処理チャンバをパージおよび／またはポンピングすることを含んでいてよい。処理チャンバには真空ラインまたはパージラインを結合してよい。真空ラインは、真空ポンプシステムを含んでいてよく、この真空ポンプシステムは、１段階または２段階の機械式乾式ポンプおよび／またはターボ分子ポンプを含むことができる。処理チャンバ内の不要な粒子を除去しやすいようにパージガスを処理チャンバの中に流入させてよい。このような不要な粒子は、金属含有レジスト材料からの粒子または断片を含んでいることがある。真空ポンプシステムは、チャンバの圧力を低減し、かつ／または処理チャンバから不要な粒子を除去してよい。真空ポンプシステムは、比較的低い範囲内（例えば約７９９．９３４パスカル（約６トル）から大気圧まで）か、比較的高い範囲内（例えば約１３３．３２２ミリパスカル～約７９９．９３４パスカル（約１ｍトル～約６トル））の真空圧力を生み出すように構成されてよい。いくつかの実施形態では、処理チャンバの準備は、ポンピング操作とパージ操作を併せた操作を含んでいてよい。
【0088】
金属有機前駆体のパージは、望ましくない副生成物を避け、乾式洗浄の前に金属性で有機のＣＶＤ前駆体を十分に除去することを確実にするのに有用であり得る。完全な反応を促進するために、乾式洗浄の前に十分なポンピング／パージおよび／または水の投入を行ってよい。いくつかの実施形態では、未反応の前駆体を放出するためにチャンバ壁およびその他の構成要素を加熱してよい。
【0089】
いくつかの実施形態では、処理チャンバの準備は、処理チャンバの１つ以上の表面の温度を上昇させることを含んでいてよい。処理チャンバの１つ以上の表面は、処理チャンバの少なくともチャンバ壁を含んでいてよい。上昇した温度で、処理チャンバの水分を除去が促進されることがある。いかなる理論にも制限されずに、水蒸気の存在は、金属含有レジスト材料を除去するためのエッチングガスと金属含有レジスト材料との反応を遅らせる。また、処理チャンバの温度上昇は、金属含有レジスト材料を除去するためのエッチング速度を速める。処理チャンバの１つ以上の表面に１つ以上のヒータを熱的に連結して１つ以上の表面を高温になるまで加熱してよい。いくつかの実施形態では、高温は、約２０℃～約１４０℃、約４０℃～約１２０℃、または約８０℃～約１２０℃であってよい。
【0090】
いくつかの実施形態では、処理チャンバの準備は、処理チャンバ内の基板支持体上にダミー基板を用意することを含んでいてよい。そのため、乾式堆積させた金属含有レジスト膜を有する半導体基板を、乾式洗浄の前に処理チャンバから移動させてよい。このようにして、早期に処理チャンバ内に用意された半導体基板は、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みを除去するときにエッチングガスに曝露されない。ダミー基板は、乾式洗浄中のエッチングガスへの曝露から基板支持体（例えば静電チャック）を保護するために基板支持体上に用意されてよい。あるいは、基板支持体の保護は、乾式洗浄中に基板支持体に保護カバーをかけることで行ってよい。
【0091】
エッチングガスは、処理チャンバと連結しているシャワーヘッドまたは別個のチャンバ入口を通して導入されてよい。エッチングガスは、処理チャンバに流入して乾式堆積させた金属含有レジスト材料と反応して揮発性産生物を形成することがある。いかなる理論にも制限されずに、有機金属酸化物レジスト材料は、四面体に配位した構造を有していてよく、ハロゲン化物系の化学物質（例えばＨＢｒまたはＨＣｌ）を含むエッチングガスは、酸素孤立電子対をプロトン化してＲ－Ｓｎ－Ｂｒなどの揮発性副生成物を形成することがある。水も副生成物である。反応の速度は、水を除去して処理チャンバの温度を上げることで上がる可能性がある。揮発性生成物が形成された後、揮発性生成物を除去するために処理チャンバをポンピングし、パージしてよい。また、残留エッチングガスを除去するために処理チャンバをポンピングし、パージしてよい。このような残留エッチングガスは、その後の半導体基板に望ましくないエッチングを引き起こすおそれがある。
【0092】
乾式洗浄は、処理チャンバ内で堆積したレジスト材料のエッチング選択性を低くするかエッチング速度を上げるために最適化してよい。そうすることで、不要なレジスト材料を迅速かつ効率的に除去し得る。フォトレジスト材料と金属酸化物材料（例えば酸化スズ）を選択せずに除去するために低いエッチング選択性を達成してよい。露光したＥＵＶレジスト材料と露光していないＥＵＶレジスト材料を選択せずに除去するために低いエッチング選択性を達成してよい。いくつかの実施形態では、温度が高くかつ／または圧力が高いほど、エッチングガスのエッチング選択性が低くなることがある。エッチングガスに曝露されている間、１つ以上の表面上にある金属含有レジスト材料は、高温に供されていてよい。高温は、約２０℃～約１４０℃、約４０℃～約１２０℃、または約８０℃～約１２０℃であってよい。エッチングガスに曝露されている間、処理チャンバの圧力は高くてよい。いくつかの実施形態では、チャンバの圧力は、約１．３３３２２４パスカル（約０．０１トル）から大気圧、約１３．３３２２４パスカル～１３３３２．２パスカル（約０．１トル～１００トル）、または約１３．３３２２４パスカル～約７９９．９３４パスカル（約０．１トル～約６トル）である。いくつかの実施形態では、チャンバの圧力は、エッチングガスに曝露されている間、高圧力と低圧力のサイクルを繰り返す。エッチング選択性を制御するためにエッチングガスの流量を調整してもよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスの流量は、約５０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、約１００ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約１００ｓｃｃｍ～約２０００ｓｃｃｍである。
【0093】
エッチングガスは、チャンバの内表面からレジスト材料を除去する役割を果たし、エッチング速度は、処理チャンバの１つ以上の表面の温度を調節することで調整されてよい。レジスト材料は、最大１ｎｍ／秒のエッチング速度で除去が可能である。温度および／または圧力が高いほどエッチング速度が上がるとしてよい。レジスト材料は、様々な温度で蒸気を用いて除去できるが（例えばＨＣｌまたはＨＢｒを１０℃より高い温度で、またはＢＣｌ3を８０℃より高い温度で）、反応をさらに加速するか促進するためにはプラズマを使用できる。したがって、いくつかの実施形態では、エッチングガスは、加熱により、または遠隔プラズマ源により活性化できる。これによってエッチングがさらに加速するか、反応性が高まる可能性がある。
【0094】
乾式洗浄のための非プラズマ熱プロセスでは、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはこれらの混合物であってよい。いくつかの実施形態では、ハロゲン化水素は、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩを含む。例えば、ハロゲン化水素は、ＨＣｌであり得る。いくつかの実施形態では、ハロゲンガスは、Ｃｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2である。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、またはＮ2などの不活性／キャリアガスの有無にかかわらず流れる。金属含有レジスト材料の第１の厚みは、プラズマが衝突することなくエッチングガスによって除去されるが、残留炭素、汚染物質、またはその他の残留材料は、プラズマへの曝露によって除去されてよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスを導入した後に、１つ以上の表面を酸素（Ｏ2）、オゾン（Ｏ3）、二酸化炭素（ＣＯ2）、または一酸化炭素（ＣＯ）などの酸化性ガスに曝露してよい。１つ以上の表面は、プラズマ中の酸化性ガスのラジカルおよび／またはイオンに曝露されてよい。
【0095】
いくつかの実施形態では、乾式洗浄は、プラズマベースの乾式洗浄であってよい。そのため、乾式洗浄は、直接ｉｎｓｉｔｕでのプラズマまたは遠隔プラズマで行ってよい。処理チャンバは、プラズマ発生チャンバであってもよいし、処理チャンバから離れているプラズマ発生チャンバに結合されていてもよい。プラズマ発生チャンバは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）反応器、変圧器結合プラズマ（ＴＣＰ）反応器、または容量結合プラズマ（ＣＰＣ）反応器であってよく、先行技術で公知のものの中の装置および技術を使用する。プラズマベースの乾式洗浄では、処理チャンバ内の金属含有レジスト材料は、特定のガスのラジカルに曝露される。ガスは、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＢＣｌ3、ＳＯＣｌ2、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ、およびＨＩからなる群から選択されてよい。プラズマベースの乾式洗浄では、ハロゲン以外の化学物質を使用してよい。プラズマ以外の熱による乾式洗浄では、ハロゲンベースの化学物質を使用してよい。
【0096】
（露光されたり架橋結合したりしていない）堆積されたままの膜を熱により洗浄する能力により、プラズマを使用する必要なく、本明細書に記載の手法は、処理チャンバを超えてツールの下流および上流の構成要素を洗浄することもできる（例えば処理チャンバから真空ポンプへ向かう排気ライン）。さらに一般には、この乾式洗浄方法を使用して、－Ｃｌ、－Ｂｒ、－Ｆ、－Ｈ、－ＣＨ4、ならびに酸化物および／またはＲ基を持つ揮発性生成物を含む金属と同様の組成を有する汚染された他の部品および構成要素を洗浄できる。
【0097】
いくつかの実施形態では、露光されず架橋結合していないレジスト膜を、プラズマなしに本明細書に記載の手法に従って洗浄でき、除去できることに留意することが重要である。露光された膜は、エッチング速度が遥かに遅く、除去および洗浄に対して高い温度、圧力、またはプラズマのいずれかを利用できる。
【0098】
いくつかの実施形態では、ハロゲン洗浄化学物質と適合性のあるコーティング剤を、ＰＴＦＥ、陽極酸化アルミニウム、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、または有機ポリマーコーティングなどの洗浄剤に曝露されるチャンバ壁およびその他の構成要素に使用してよい。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、温度を制御するために１つ以上の表面（例えばチャンバ壁）に結合しているチャンバ部品温度制御装置を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、処理チャンバは、エッチングガスを送達するためにシャワーヘッド以外のガス入口を有していてよい。ガス入口は、金属含有レジスト材料の濃度がより高い処理チャンバの領域に位置していてよい。あるいは、ガス入口は、シャワーヘッド経由の送達によってエッチングガスが到達する可能性が低い処理チャンバの領域に位置していてよい。いくつかの実施形態では、ガス入口は、基板支持体の下に位置し、処理チャンバの壁に位置し、かつ／または処理チャンバの排気の近くに位置していてよい。エッチングガスを処理チャンバに送達するために複数のガス入口を使用してよい。これにより処理チャンバ全体の乾式洗浄を確実にすることができる。
【0099】
チャンバの構成要素の腐食を防止するため、エッチングガスは、堆積ガス／前駆体から分離されてよい。様々な実施形態では、エッチングガスは、シャワーヘッドとは別の１つ以上のガス入口を介して処理チャンバに送達され、堆積ガスは、シャワーヘッドを介して処理チャンバに送達されてよい。いくつかの実施形態では、シャワーヘッドは、ガスをシャワーヘッドの中で大きく分離した状態に保つことによって、別個のガスを送達してよい。シャワーヘッドは、複数のプレナム空間を含んでいてよい。処理チャンバの下流でガスを確実に分離するために、複数の排気ラインを使用してよい。エッチングガスの化学物質を堆積ガス／前駆体から分離できるように、複数の排気ラインにスイッチを作動可能に結合してよい。例えば、ハロゲン化水素の化学物質を有機スズ前駆体および水蒸気から分離してよい。ハロゲン化物がポンピング／パージ操作中に第１の排気ラインから排出されてよく、堆積前駆体および水蒸気がポンピング／パージ操作中に第２の排気ラインから排出されてよい。
【0100】
シャワーヘッドを保護するために、圧力差を利用してエッチングガスが（例えば逆流して）シャワーヘッドに入るのを防いでよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、エッチングガスをシャワーヘッドに流すことによって、シャワーヘッドの内面を洗浄してよい。ただし、残留するハロゲン化物または水分がシャワーヘッドのチャネル内部に残ることがある。いくつかの実施形態では、シャワーヘッドは、透明な材料で作製され、適切な光源で加熱されてよい。例えば、適切な波長（例えばＩＲまたは青色波長）に調整された照射源が、残留するハロゲン化物および／または水分を直接加熱して残留するハロゲン化物および／または水分を除去できる。あるいは、残留するハロゲン化物および／または水分をガスパージによって除去してよい。
【0101】
いくつかの実施形態では、検知時に定期的な乾式洗浄を行ってよい。検知源がチャンバの洗浄および／または洗浄の終了点を引き起こしてよい。検知源は、処理チャンバに設置されたセンサであってよく、色に基づくセンサ、強度に基づくセンサ、視覚に基づくカメラ／センサなど、またはこれらの組み合わせであってよい。センサは、粒子の数または均一性、ウエハの数、または厚みの数を監視することによってチャンバ乾式洗浄を始動させてよい。あるいは、センサは、チャンバ壁の堆積に対するｉｎｓｉｔｕの測定装置によってチャンバ乾式洗浄を始動させてよい。例えば、センサは、赤外線（ＩＲ）測定を利用してフォトレジスト材料の存在を検知してよい。特定量のフォトレジスト材料が形成された後、あるいは閾値の粒子、均一性、ウエハ、または厚み数に達した後、チャンバ乾式洗浄が始動してよい。いくつかの実施形態では、センサは、フォアラインの下流に設置されてよい。このようなセンサが、どのようなガス／副産物が排出されているかを検知してよい。揮発性の副産物がフォアラインで検出されなくなったときに、チャンバ乾式洗浄を終了してよい。
【0102】
図３Ｂは、エッチングガスがチャンバ壁３０４から金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２を除去した後のチャンバ壁３０４の概略断面図である。エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、または三塩化ホウ素であってよい。チャンバ壁３０４は、低いエッチング選択性を促進するために高温に加熱されてよい。処理チャンバは、低いエッチング選択性を促進するために高圧に上げられてよい。金属含有ＥＵＶレジスト材料３０２の除去は、プラズマを使用せずに行ってよい。金属酸化物３０６の残留粒子またはクラスタは、エッチングガスに曝露した後にチャンバ壁３０４に残ることがある。また、残留エッチングガス３０８が処理チャンバ内に残ることがある。
【0103】
図４は、いくつかの実施形態による、塩化水素または臭化水素と処理チャンバの内面にコーティングされた有機スズ酸化物／水酸化物レジスト材料との化学反応に関する例示的なチャンバ乾式洗浄のメカニズムを示している。ハロゲン化水素（ＨＣｌまたはＨＢｒ）は、チャンバの内面および下流の構成要素をコーティングしている有機スズ酸化物／水酸化物レジスト材料などのＥＵＶレジストと反応する。ハロゲン化水素は、Ｓｎ－ＯＨ結合およびＳｎ－Ｏ－Ｓｎ結合を開裂してＨ2Ｏならびに揮発性有機スズハロゲン化物およびスズハロゲン化物生成物を生成するが、これらは後にポンプで排出できる。
【0104】
図２に戻って、プロセス２００のブロック２０６では、処理チャンバを任意選択でパージして処理チャンバから残留エッチングガスを除去する。パージ操作には、パージガスを処理チャンバに流すこと、またはパージガスを流すことと処理チャンバにポンピングしてチャンバを所望の圧力にすることとを合わせた操作が含まれていてよい。パージガスは、不活性ガスおよび／または反応性ガスであってよい。反応性ガスは、残留エッチングガスと反応して除去を容易にするとしてよい。反応性ガスは、例えば、有機スズ前駆体などのスズを基盤とする前駆体であってよい。不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、またはＮ2であってよい。チャンバの圧力は、約１３．３３２２パスカル～約７９９．９３４パスカル（約０．１トル～約６トル）であってよい。
【0105】
残留エッチングガスは、処理チャンバから排気されてよい。いくつかの実施形態では、パージ操作は、脱ハロゲン化と呼ばれることもある。ハロゲン化物は、チャンバ壁、チャンバの構成要素、またはウエハに簡単に付着することがある。ハロゲン化物がウエハに付着すると、ＥＵＶのスキャン中にハロゲン化物（例えば臭素）がウエハから放出され、それによってスキャナが腐食したり損傷したりする危険性が増す。さらに、ハロゲン化物がチャンバ壁またはチャンバの構成要素に付着すると、ハロゲン化物は、乾式堆積操作中に後続の前駆体と有機塩を形成しやすくなる可能性がある。残留エッチングガスのパージは、堆積前駆体および逆反応物（例えば水蒸気）とは別の排気ラインを通って排気されてよい。
【0106】
いくつかの実施形態では、パージ操作は、高温で進行してよい。高温にすると、処理チャンバからハロゲン化物を除去しやすくなる可能性がある。一例では、処理チャンバの１つ以上の表面に結合している１つ以上のヒータが、処理チャンバを高温に加熱してよい。別の例では、処理チャンバを高温に加熱するために、処理チャンバに１つ以上のＩＲ源またはＬＥＤを設置してよい。高温は、約２０℃～約１４０℃または約８０℃～約１２０℃としてよい。
【0107】
多様な直接または遠隔でのプラズマベースの処理は、残留エッチングガス（例えばＣｌ含有化学物質またはＢｒ含有化学物質）の除去を加速するのに有用であり、残留エッチングガスは、金属含有レジスト材料を除去した後に処理チャンバの内面を覆っていることがある。処理チャンバの内面を回復させるためにこのような処理を個別または組み合わせて用いてよい。処理チャンバの内面は、例えば、酸化アルミニウムベースのセラミック、陽極酸化アルミニウム、およびステンレス鋼のハードウェア構成要素（一般に下流）であってよい。内面の回復とは、残留エッチングガスがないか実質的にない（例えばＣｌおよび／またはＢｒのない）ことを示唆するとしてよい。１つの手法では、遠隔でのプラズマベースの処理とは、遠隔でのＮＦ3プラズマ処理である。なぜなら、ＦラジカルとＦ2ガスの両方が発生し、残留ハロゲン化物を含有する化学物質を揮発性ハロゲンに変換するのに効果的となり得るからである。次に揮発性ハロゲンは、ポンプで送出され、Ａｌ－Ｆ不動態化表面などの不動態化表面が残る。遠隔プラズマ処理で使用した反応性ガスには、ＮＦ3、ＳＦ6、ＣＦ4、またはＣｌＦ3があってよいがこれに限定されない。攻撃性が少ないだけでなく効果的でもあると考えてよい別の手法が、酸素ベースのプラズマ処理である。例えば、酸素ベースのプラズマ処理は、臭化物の表面残留物を酸化させて揮発性臭素ガス（Ｂｒ2）を形成することを標的にしてよい。酸素ベースの反応物には、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2とＯ2の混合物、およびＮ2Ｏあってよいがこれに限定されない。例えば、フッ素ベースの洗浄後、低圧のＮ2ＯプラズマでのＨ2／Ｏ2プラズマを内面の回復に利用してよい。いくつかの実施形態では、フッ素ベースのプラズマ処理と酸素ベースのプラズマ処理のサイクルを繰り返すか、フッ素ベースの化学物質と酸素ベースの化学物質との混合物を利用することが有利となることがある。いくつかの実施形態では、揮発性ハロゲン化水素（例えばＨＢｒ、ＨＣｌ）ベースの副生成物の形成を標的とすることができる水素含有プラズマ処理（例えばＨプラズマ）で一連の流れを中断することが有利となることがある。これにより、不動態化した表面が残る可能性もある。いくつかの実施形態では、１つのプラズマベースの処理または一連のプラズマベースの処理は、酸素ベースのプラズマ状態調節工程で終了してよい。酸素ベースのプラズマ状態調節工程では、内面を酸素ベースのプラズマに曝露して回復のために金属酸化物（例えば酸化アルミニウム）の不動態化層を形成するとしてよい。以下に説明するように、回復した内面は、半導体基板上での堆積操作を再開する前に、（望ましくない最初のウエハ効果を避けるために）その後にフォトレジスト膜で被覆されて／シーズニングされてよい。
【0108】
他の実施形態では、非プラズマ処理は、残留エッチングガス（例えばＣｌ含有化学物質またはＢｒ含有化学物質）の除去を加速するのに有用なことがあり、残留エッチングガスは、金属含有レジスト材料を除去した後に処理チャンバの内面を覆っていることがある。チャンバ内面にあるＣｌまたはＢｒなどの残留ハロゲン化物を酸化させるために、酸化ガスを導入してよい。このように、非プラズマ処理は、オゾンガス（Ｏ3）および／または酸素ガス（Ｏ2）の流れを供給することを含んでいてよい。例えば、非プラズマ処理は、オゾンガスおよび酸素ガス（例えば酸素中のオゾンが０．１％～３０％）の流れを供給することを含んでいてよい。非プラズマ処理は、内面に残っている炭素含有残留物および水素含有残留物などの残留有機材料を酸化させて除去するという追加の利点を有することができる。
【0109】
図３Ｃは、処理チャンバから残留エッチングガス３０８を除去するための脱ハロゲン化の後のチャンバ壁３０４の概略断面図を示している。処理チャンバから残留エッチングガス３０８を排出するためにポンピング／パージ操作を実施してよい。いくつかの実施形態では、チャンバ壁３０４または処理チャンバのその他の構成要素は、残留エッチングガス３０８の放出を促進するために加熱されてよい。いくつかの実施形態では、残留エッチングガス３０８を除去するために直接または遠隔でのプラズマベースの処理を適用してよく、このようなプラズマベースの処理には、フッ素ベースのプラズマ処理、酸素ベースのプラズマ処理、またはこれらの組み合わせなどがあってよい。チャンバ壁３０４には金属酸化物３０６の粒子またはクラスタが残っていることがある。
【0110】
図２に戻って、プロセス２００のブロック２０８では、処理チャンバの１つ以上の表面に乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第２の厚みを形成することによって処理チャンバの１つ以上の表面を任意選択で状態調節する。第２の厚みは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料の第１の厚みよりも薄い。いくつかの実施形態では、第２の厚みは、約１ｎｍ以上、約２ｎｍ以上、約３ｎｍ以上、または約１ｎｍ～約５ｎｍである。あるいは、乾式堆積させた金属含有レジスト材料とは異なる保護膜を形成することによって処理チャンバの１つ以上の表面を任意選択で状態調節する。このような保護膜は、ＳｎＯxＣyの変種であってよい。エッチングガスに曝露した後、１つ以上の表面は露出したままになる。処理チャンバ内で露出している表面は、とりわけハロゲンベースの種による攻撃に対して脆弱となることがある。状態調節操作が１つ以上の表面に保護をもたらしてよい。また、状態調節操作は、１つ以上の表面に付着した金属酸化物の残留粒子またはクラスタを被覆してよい。そうすると、金属酸化物の粒子またはクラスタが後続の処理過程でウエハを汚染する可能性が低くなる。
【0111】
処理チャンバの１つ以上の表面の状態調節は、ＣＶＤまたはＡＬＤ技術などの蒸気ベースの堆積技術によって行ってよい。有機金属材料が気相で作製され、処理チャンバの１つ以上の表面に堆積される。有機金属材料は、例えば、イソプロピル（トリス）（ジメチルアミノ）スズなどの有機スズ前駆体と水蒸気との気相反応に基づいて堆積されてよい。水蒸気の流れは、比較的低くてよい。調整過程で、基板支持体は、ダミーウエハまたはその他の保護カバーで保護または被覆されてよい。金属含有レジスト材料の第２の厚みは、チャンバ壁、底、および天井に形成されてよい。また、金属含有レジスト材料の第２の厚みは、ガス入口、シャワーヘッド、および排気ラインなどのチャンバ構成要素に形成されてよい。金属含有レジスト材料の第２の厚みが堆積した後、続いてポンピング／パージ操作を行って過剰な前駆体および／または逆反応物を除去する。処理チャンバの１つ以上の表面の状態調節で、金属酸化物の残留粒子を捕らえて粒子の汚染を制限できる。
【0112】
図３Ｄは、処理チャンバのチャンバ壁３０４に形成された金属含有レジスト材料３１０の概略断面図を示している。金属含有ＥＵＶレジスト材料３１０は、チャンバ壁３０４を保護し、処理中に汚染しているウエハから金属酸化物３０６の粒子またはクラスタを捕らえるために、状態調節操作中に再度堆積されてよい。これはチャンバのシーズニングと呼ばれることもある。金属含有ＥＵＶレジスト材料３１０は、ＣＶＤまたはＡＬＤなどの蒸着方法によって形成される。いくつかの実施形態では、金属含有ＥＵＶレジスト材料３１０は、有機スズ酸化物であってよい。チャンバ壁３０４および処理チャンバの他の内面を状態調節／シーズニングすることによって、半導体基板上での堆積操作を再開するときに望ましくないウエハへの最初の影響が軽減される。
【0113】
本開示では、露光してかつ／または現像したＥＵＶ感知性の膜の洗浄に頻繁に言及しているが、記載した洗浄プロセスは、組成が似ているＥＵＶ膜（例えば他のＭＯxＲyベースの膜）、例えば、金属酸化物を含有しているその他の膜に拡張でき、金属は、本明細書に記載したように、露光されていないＥＵＶレジスト膜など、－Ｃｌ、－Ｂｒ、－Ｆ、－Ｈ、－ＣＨ4などを含む揮発性生成物を形成できる。また、いくつかの実施形態では、ＥＵＶレジスト以外の膜をこの方法で洗浄でき、例えばハードマスク、ＵＶレジストまたは他の用途を有する同様の組成の膜であり、この点で、記載した洗浄プロセスは、その機能ではなく膜の化学組成に関係している。
【0114】
また、いくつかの実施形態では、本開示による洗浄は、大部分の汚染残留物を除去するための熱処理と、それに続く、それ以外のあらゆる残留物を除去するためのプラズマ処理とを併せて行ってよい。これは、チャンバの洗浄、裏面、ベベル、剥離、およびリワークを含むあらゆる用途に適用できる可能性がある。いくつかの実施形態では、この手法は、特にチャンバの洗浄に有利に適用されてよく、この場合プラズマは、表面を完全に洗浄する高度な制御を実現できる。主に詰まりを防ぐために洗浄を行うとしてよい下流では、洗浄の質はそれほど重要でなくてよく、洗浄後にいくらか残留物が残っていても許容され得る。
【0115】
図５は、金属含有ＥＵＶレジストをエッチングする際のＨＣｌ、ＨＢｒ、およびＢＣｌ3と、洗浄操作の時間とを対照するグラフを示している。図５に示したように、標的の金属含有ＥＵＶレジスト材料は、高温でＨＣｌ、ＨＢｒ、およびＢＣｌ3の各々によって熱により除去でき、エッチング速度は速い。
【0116】
図６は、ＨＢｒをエッチングガスとして使用する場合の様々な金属含有ＥＵＶレジスト材料のエッチング速度を比較したグラフを示している。各々の線は、金属含有ＥＵＶレジスト中の酸化スズの様々な濃度を表している。各々の材料は、エッチング速度がわずかに異なっているが、各々の材料は、ＨＢｒをエッチングガスとして使用して高速でエッチング可能である。酸化スズの濃度が高いほど、エッチング速度は遅い。
【0117】
図７は、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストの露光領域および非露光領域を除去するためのエッチング選択性に対する温度の影響を示すグラフである。破線は金属含有ＥＵＶレジストの露光領域に相当し、実線は金属含有ＥＵＶレジストの非露光領域に相当する。０℃または１０℃の低温では、金属含有ＥＵＶレジストの露光領域と非露光領域のどちらでも低いエッチング速度が観察された。しかし、８０℃の高温では、金属含有ＥＵＶレジストの露光領域と非露光領域のどちらでも高いエッチング速度が観察された。このように、低い温度では高いエッチング選択性となり、高い温度では低いエッチング選択性となる。図８Ａは、ＥＵＶレジストの除去の選択性に対する温度の影響を示すグラフである。図８Ａに示したように、エッチング選択性は、温度の上昇とともに非線形的に低くなる。図８Ｂは、ＥＵＶレジストを除去するためのエッチング速度に対する温度の影響を示す棒グラフである。図８Ｂに示したように、エッチング速度は、温度の上昇とともに上昇する。
【0118】
図９は、光パターニングした金属含有ＥＵＶレジストの露光領域および非露光領域を除去するためのエッチング選択性に対する圧力の影響を示すグラフである。破線は金属含有ＥＵＶレジストの露光領域に相当し、実線は金属含有ＥＵＶレジストの非露光領域に相当する。２６６６．４５ミリパスカル（２０ｍトル）の低圧では、金属含有ＥＵＶレジストの露光領域で低いエッチング速度が観察され、金属含有ＥＵＶレジストの非露光領域では適度に高いエッチング速度が観察された。しかし、３９９９６．７ミリパスカル（３００ｍトル）の高圧では、金属含有ＥＵＶレジストの露光領域と非露光領域のどちらでも高いエッチング速度が観察された。圧力が高いほど高いエッチング選択性がみられ、圧力が高いほど高いエッチング速度がみられる。図１０Ａは、ＥＵＶレジストの除去の選択性に対する圧力の影響を示すグラフである。図１０Ａでは、エッチング選択性は圧力の上昇とともに上昇する。図１０Ｂは、ＥＵＶレジストの除去のエッチング速度に対する圧力の影響を示す棒グラフである。図１０Ｂでは、エッチング速度は圧力の上昇とともに上昇する。
【0119】
図１１Ａ～図１１Ｅは、様々な圧力および温度でのエッチングガスとしてのＨＣｌの性能を示すグラフである。図１１Ａは、－１０℃、２０℃、および４０℃の様々な温度、２６６６．４５ミリパスカル（２０ｍトル）の固定圧力でＨＣｌをエッチングガスとして使用した場合の時間に対するＥＵＶレジスト材料のエッチング量を示すグラフである。図１１Ｂは、－１０℃および２０℃の様々な温度、１３３３２．２ミリパスカル（１００ｍトル）の固定圧力でＨＣｌをエッチングガスとして使用した場合の時間に対するＥＵＶレジスト材料のエッチング量を示すグラフである。図１１Ｃは、ＨＣｌとＨＢｒとを比較した、時間に対するＥＵＶレジスト材料のエッチング量のグラフである。図１１Ｄは、ＨＣｌをエッチングガスとして使用した場合の様々な温度でのＥＵＶレジスト材料のエッチング速度を示す棒グラフである。図１１Ｅは、ＨＣｌをエッチングガスとして使用した場合の様々な圧力でのＥＵＶレジスト材料のエッチング速度を示す棒グラフである。
【0120】
図１２は、パージするときの処理チャンバ内の時間に対する臭素の量を示すグラフである。図１２に示したように、パージにより、時間の経過とともにチャンバ壁にあるＨＢｒを減らすことができる。パージガスはＡｒであり、チャンバ壁は６０℃に加熱されている。６０分後、処理チャンバ内のＨＢｒの量は、原子２００ｘ１０12個／ｃｍ2未満である。
【0121】
装置
本開示の装置は、チャンバ乾式洗浄をｉｎｓｉｔｕで実施するように構成される。装置は、堆積、ベベルおよび裏面の洗浄、塗布後ベーク、露光後ベーク、フォトレジストのリワーク、デスカム、平滑化、硬化、エッチングなどの他の処理操作、およびその他の操作を実施するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、装置は、乾式操作をすべて実施するように構成される。例えば、装置は、処理チャンバでＥＵＶレジストの乾式堆積を実施するほか、処理チャンバの内面に形成されたＥＵＶレジストの乾式洗浄も実施するように構成される。これによりスループットが向上し、湿式操作と乾式操作との間で基板を真空破壊に曝露することにより、汚染の可能性が減少する。
本開示の装置は、チャンバ乾式洗浄をｉｎｓｉｔｕで実施するように構成される。装置は、堆積、ベベルおよび裏面の洗浄、塗布後ベーク、露光後ベーク、フォトレジストのリワーク、デスカム、平滑化、硬化、エッチングなどの他の処理操作、およびその他の操作を実施するように構成されてよい。いくつかの実施形態では、装置は、乾式操作をすべて実施するように構成される。例えば、装置は、処理チャンバでＥＵＶレジストの乾式堆積を実施するほか、処理チャンバの内面に形成されたＥＵＶレジストの乾式洗浄も実施するように構成される。これによりスループットが向上し、湿式操作と乾式操作との間で基板を真空破壊に曝露することにより、汚染の可能性が減少する。
【0122】
チャンバ乾式洗浄用に構成された本装置は、基板支持体を有する処理チャンバを備えている。装置は、圧力を制御するために処理チャンバに結合している１つ以上の真空ライン、およびエッチングガスを送達するために処理チャンバに結合している１つ以上のエッチングガスラインを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスの化学物質を堆積前駆体および逆反応物から分離するために複数の真空ラインがあってよい。いくつかの実施形態では、意図しないＥＵＶレジスト材料が形成される傾向がある領域の近くにエッチングガスを流すために、処理チャンバ内部に位置付けられた複数のガス入口があってよい。いくつかの実施形態では、エッチングガスは、ハロゲン化水素（例えばＨＢｒまたはＨＣｌ）などのハロゲン化物含有化学物質を含む。装置は、温度制御のために１つ以上のヒータを備えていてよい。このようなヒータは、処理チャンバおよび／または基板支持体に設けられてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のヒータは、ＩＲ源を含んでいてよい。装置はさらに、チャンバ乾式洗浄および／またはチャンバ乾式洗浄の終了点を引き起こすために、粒子数、ウエハ数、厚み数、またはその他のパラメータを感知する１つ以上のセンサを備えていてよい。
【0123】
図１３は、記載した乾式洗浄の実施形態を実施するのに適している低圧力環境を維持するために処理チャンバ本体１３０２を有する処理ステーション１３００の実施形態の概略図である。複数の処理ステーション１３００は、共通の低圧力処理ツール環境に含まれていてよい。例えば、図１４は、カリフォルニア州フリーモントのラムリサーチコーポレーションから入手可能なＶＥＣＴＯＲ（登録商標）処理ツールなどのマルチステーション処理ツール１４００の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、以下で詳細に考察するものなどの処理ステーション１３００の１つ以上のハードウェアパラメータは、１つ以上のコンピュータコントローラ１３５０によってプログラムを介して調整されてよい。
【0124】
処理ステーションは、クラスタツール内のモジュールとして構成されてよい。図１６は、本明細書に記載した実施形態を実施するのに適している真空統合堆積およびパターニングモジュールを備えた半導体処理クラスタツールアーキテクチャを示している。このようなクラスタ処理ツールアーキテクチャは、レジストの堆積、レジストの露光（ＥＵＶスキャナ）、レジストの乾式現像およびエッチングモジュールを含むことができ、これらについては前述した通りで、図１５および図１６を参照して以下にさらに説明する。
【0125】
いくつかの実施形態では、特定の処理機能、例えば乾式現像およびエッチングを同じモジュールで連続して実施できる。また、本開示の実施形態は、本明細書に記載したように、ＥＵＶスキャナで光パターニングした後に、エッチングする対象の層または層スタックに配置された光パターニングしたＥＵＶレジスト薄膜層を含むウエハを乾式現像／エッチングのチャンバに受け入れ、光パターニングしたＥＵＶレジスト薄膜層を乾式現像し、その後、パターニングしたＥＵＶレジストをマスクとして使用して下地層をエッチングする方法および装置を対象としている。
【0126】
図１３に戻ると、処理ステーション１３００は、処理ガスを分配シャワーヘッド１３０６に送達する反応物送達システム１３０１ａと流体連通している。反応物送達システム１３０１ａは、任意選択で、シャワーヘッド１３０６へ送達するために処理ガスを調合および／または状態調節するための混合容器１３０４を含んでいる。混合容器の１つ以上の入口バルブ１３２０は、処理ガスを混合容器１３０４に導入するのを制御してよい。プラズマ曝露を用いる場合、プラズマもシャワーヘッド１３０６に送達されてよく、あるいは、処理ステーション１３００で発生させてもよい。前述したように、少なくともいくつかの実施形態では、プラズマ以外の熱による曝露が好まれる。
【0127】
図１３は、混合容器１３０４に供給される液体反応物を気化させるための任意選択の気化点１３０３を含む。いくつかの実施形態では、気化および処理ステーション１３００への送達に対して液体の質量流量を制御するために、気化点１３０３の上流のリキッドフローコントローラ（ＬＦＣ）を用意してよい。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に位置する熱質量流量計（ＭＦＭ）を含んでいてよい。次に、ＭＦＭとの電気通信で比例微分積分（ＰＩＤ）コントローラによって提供されるフィードバック制御信号に応答して、ＬＦＣのプランジャーバルブを調整してよい。
【0128】
シャワーヘッド１３０６は、処理ガスを基板１３１２に向けて分配する。図１３に示した実施形態では、基板１３１２は、シャワーヘッド１３０６の下に位置し、ペデスタル１３０８の上に載っている様子が示されている。シャワーヘッド１３０６は、任意の適切な形状であってよく、処理ガスを基板１３１２に分配するためのポートが任意の適切な数だけ任意の適切な配置にされてよい。
【0129】
いくつかの実施形態では、基板１３１２とシャワーヘッド１３０６との間の容積に基板１３１２を露出させるために、ペデスタル１３０８を上げたり下げたりしてよい。いくつかの実施形態では、ペデスタルの高さは、適切なコンピュータコントローラ１３５０によってプログラムで調整されてよいことが理解されるであろう。
【0130】
いくつかの実施形態では、ペデスタル１３０８は、ヒータ１３１０を介して温度制御されてよい。いくつかの実施形態では、開示した実施形態に記載したように、ペデスタル１３０８は、光パターニングしたレジストを汚れていない化学反応ガス（例えばＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、およびＢＣｌ3）に曝露する過程で０℃より高い最大３００℃以上の温度に加熱されてよい。
【0131】
さらに、いくつかの実施形態では、処理ステーション１３００の圧力制御は、バタフライバルブ１３１８によって行われてよい。図１３の実施形態に示したように、バタフライバルブ１３１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によってもたらされる真空を絞る。ただし、いくつかの実施形態では、処理ステーション１３００の圧力制御は、処理ステーション１３００に導入される１種類以上のガスの流量を変化させることによって調整されてもよい。
【0132】
いくつかの実施形態では、シャワーヘッド１３０６の位置をペデスタル１３０８に対して調整して基板１３１２とシャワーヘッド１３０６の間の容積を変更してよい。さらに、ペデスタル１３０８および／またはシャワーヘッド１３０６の垂直方向の位置は、本開示の範囲内で任意の適切な機構によって変化してよいことが理解されるであろう。いくつかの実施形態では、ペデスタル１３０８は、基板１３１２の向きを回転させる回転軸を有していてよい。いくつかの実施形態では、これらの例示的な調整の１つ以上を１つ以上の適切なコンピュータコントローラ１３５０によってプログラムで実施してよいことが理解されるであろう。
【0133】
例えば穏やかなプラズマベースの乾式現像の実施形態で、かつ／または同じチャンバ内で行われるエッチング操作でプラズマを使用してよい場合、シャワーヘッド１３０６およびペデスタル１３０８は、高周波（ＲＦ）の電源１３１４および整合ネットワーク１３１６と電気的に通信してプラズマに給電する。いくつかの実施形態では、プラズマエネルギーは、処理ステーションの圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、およびプラズマ電力のパルスタイミングのうちの１つ以上を制御することで制御されてよい。例えば、ＲＦ電源１３１４および整合ネットワーク１３１６は、任意の適切な電力で動作して、ラジカル種の所望の組成を有するプラズマを形成してよい。適切な電力の例は、最大約５００Ｗである。
【0134】
いくつかの実施形態では、コントローラ１３５０に対する命令は、入力／出力制御（ＩＯＣ）順序付け命令を介して行ってよい。１つの例では、処理段階に対して条件を設定するための命令は、処理レシピの該当するレシピ段階に含まれていてよい。場合によっては、処理レシピの段階は、ある処理段階に対するすべての命令がその処理段階と同時に実行されるように、順番に構成されてよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の反応器パラメータを設定する命令がレシピ段階に含まれていてよい。例えば、レシピ段階は、汚れていない化学反応ガス（例えばＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、およびＢＣｌ3）の流量を設定する命令およびそのレシピ段階に対する時間遅延命令を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、コントローラ１３５０は、図１４のシステムコントローラ１４５０に関して以下に記載する特徴のいずれかを含んでいてよい。
【0135】
前述したように、マルチステーション処理ツールには１つ以上の処理ステーションが含まれていてよい。図１４は、インバウンドロードロック１４０２およびアウトバウンドロードロック１４０４を含むマルチステーション処理ツール１４００の実施形態の概略図であり、ロードロックのいずれか一方または両方が遠隔プラズマ源を含んでいてよい。大気圧のロボット１４０６が、ポッド１４０８を介してロードされたカセットから大気圧ポート１４１０を介してインバウンドロードロック１４０２にウエハを移動させるように構成される。ウエハがロボット１４０６によってインバウンドロードロック１４０２内のペデスタル１４１２に載せられ、大気圧ポート１４１０は閉じ、ロードロックはポンプダウンされる。インバウンドロードロック１４０２が遠隔プラズマ源を含んでいる場合、ウエハは、処理チャンバ１４１４に導入される前に、ロードロック内の窒化シリコン表面を処理するために遠隔プラズマ処理に供されてよい。さらに、ウエハは、例えば水分および吸収されたガスを除去するために、インバウンドロードロック１４０２でも加熱されてよい。次に、処理チャンバ１４１４へのチャンバ輸送ポート１４１６が開き、別のロボット（図示せず）がウエハを反応器の中に入れて、処理用の反応器内に示されている第１のステーションのペデスタル上に置く。図１４に描いた実施形態はロードロックを含んでいるが、いくつかの実施形態では、ウエハを処理ステーションに直接入れることを行ってよいことが理解されるであろう。
【0136】
図示した処理チャンバ１４１４は、図１４に示した実施形態に１～４の番号を付した４つの処理ステーションを備えている。各ステーションは、加熱したペデスタル（ステーション１に１４１８で表示）、およびガスライン入口を有する。いくつかの実施形態では、各処理ステーションは、目的が異なっていたり複数あったりしてよいことが理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、処理ステーションは、乾式現像モードとエッチング処理モードとが切り替え可能であってよい。それに加えて、またはその代わりに、いくつかの実施形態では、処理チャンバ１４１４は、乾式現像ステーションとエッチング処理ステーションとを合わせた対を１つ以上備えていてよい。図示した処理チャンバ１４１４は４つのステーションを備えているが、本開示による処理チャンバは、ステーションを任意の適切な数だけ有していてよいことが理解されるであろう。例えば、いくつかの実施形態では、処理チャンバが５つ以上のステーションを有していてよく、他の実施形態では、処理チャンバが３つ以下のステーションを有していてよい。
【0137】
図１４は、処理チャンバ１４１４の内部にウエハを搬送するウエハハンドリングシステム１４９０の実施形態を描いている。いくつかの実施形態では、ウエハハンドリングシステム１４９０は、ウエハを様々な処理ステーション間、および／または処理ステーションとロードロックとの間で搬送してよい。任意の適切なウエハハンドリングシステムを用いてよいことが理解されるであろう。非限定的な例には、ウエハコンベアおよびウエハハンドリングロボットがある。図１４は、処理ツール１４００の処理条件およびハードウェア状態を制御するために用いるシステムコントローラ１４５０の実施形態も描いている。システムコントローラ１４５０は、１つ以上のメモリ装置１４５６、１つ以上の大容量記憶装置１４５４、および１つ以上のプロセッサ１４５２を含んでいてよい。プロセッサ１４５２は、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続部、ステッピングモータコントローラボードなどを含んでいてよい。
【0138】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１４５０は、処理ツール１４００のすべての活動を制御する。システムコントローラ１４５０は、システム制御ソフトウェア１４５８を実行し、このソフトウェアは、大容量記憶装置１４５４に格納され、メモリ装置１４５６にロードされ、プロセッサ１４５２で実行される。あるいは、コントローラ１４５０に制御ロジックがハードコードされていてよい。これらの目的に対して、特定用途向け集積回路、プログラマブルロジックデバイス（例えばフィールドプログラマブルゲートアレイ、すなわちＦＰＧＡ）などを使用してよい。以下の考察では、「ソフトウェア」または「コード」を使用する場合は常に、機能的に同等のハードコードされたロジックを代わりに使用してよい。システム制御ソフトウェア１４５８は、タイミング、ガスの混合、ガス流量、チャンバおよび／またはステーションの圧力、チャンバおよび／またはステーションの温度、ウエハの温度、標的電力レベル、ＲＦ電力レベル、基板ペデスタル、チャックおよび／またはサセプタの位置、ならびに処理ツール１４００によって実施される特定プロセスのその他のパラメータを制御するための命令を含んでいてよい。システム制御ソフトウェア１４５８は、任意の適切な方法で構成されてよい。例えば、様々な処理ツールプロセスを実行するのに使用される処理ツール構成要素の操作を制御するために、様々な処理ツール構成要素のサブルーチンまたは制御オブジェクトを書き込んでよい。システム制御ソフトウェア１４５８は、任意の適切なコンピュータ可読プログラム言語で符号化されてよい。
【0139】
いくつかの実施形態では、システム制御ソフトウェア１４５８は、前述した様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）順序付け命令を含んでいてよい。いくつかの実施形態では、システムコントローラ１４５０に接続している大容量記憶装置１４５４および／またはメモリ装置１４５６に格納されているその他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムを用いてよい。これを目的とするプログラムまたはプログラムのセクションの例には、基板位置決めプログラム、処理ガス制御プログラム、圧力制御プログラム、ヒータ制御プログラム、およびプラズマ制御プログラムがある。
【0140】
基板位置決めプログラムは、基板をペデスタル１４１８にロードし、基板と処理ツール１４００の他の部品との間の間隔を制御するために使用される、処理ツール構成要素用のプログラムコードを含んでいてよい。
【0141】
処理ガス制御プログラムは、ガス組成（例えば本明細書に記載したＨＢｒ、ＨＣｌまたはＢＣｌ3ガス）および流量を制御し、任意選択で堆積前にガスを１つ以上の処理ステーションに流して処理ステーション内の圧力を安定させるためのコードを含んでいてよい。圧力制御プログラムは、例えば処理ステーションの排気システムにあるスロットルバルブ、処理ステーションに流入するガスなどを調節することによって、処理ステーション内の圧力を制御するコードを含んでいてよい。
【0142】
ヒータ制御プログラムは、基板を加熱するために使用される加熱ユニットへの電流を制御するコードを含んでいてよい。あるいは、ヒータ制御プログラムは、基板に熱伝達ガス（ヘリウムなど）を送達するのを制御してよい。
【0143】
プラズマ制御プログラムは、本明細書の実施形態による１つ以上の処理ステーションの処理電極に印加されるＲＦ電力レベルを設定するコードを含んでいてよい。
【0144】
圧力制御プログラムは、本明細書の実施形態による反応チャンバ内の圧力を維持するコードを含んでいてよい。
【0145】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１４５０に接続しているユーザインターフェースがあってよい。ユーザインターフェースには、表示画面、装置および／または処理条件のグラフィックソフトウェアディスプレイ、およびポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクロフォンなどのユーザ入力デバイスがあってよい。
【0146】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１４５０によって調整されるパラメータは、処理条件に関するものであってよい。非限定的な例として、処理ガスの組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦバイアス電力レベルなど）などがある。これらのパラメータは、レシピの形式でユーザに提供されてよく、ユーザインターフェースを使用して入力されてよい。
【0147】
プロセスを監視する信号が、システムコントローラ１４５０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって様々な処理ツールセンサから提供されてよい。プロセスを制御する信号は、処理ツール１４００のアナログおよびデジタル出力接続で出力されてよい。監視されてよい処理ツールセンサの非限定的な例には、マスフローコントローラ、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などがある。処理条件を維持するために、これらのセンサからのデータと一緒に、適切にプログラムされたフィードバックおよび制御アルゴリズムを使用してよい。
【0148】
システムコントローラ１４５０は、前述した堆積プロセスを実施するためのプログラム命令を発してよい。プログラム命令は、ＤＣ電力レベル、ＲＦバイアス電力レベル、圧力、温度などの多様な処理パラメータを制御してよい。命令は、本明細書に記載した様々な実施形態による乾式現像プロセスおよび／またはエッチングプロセスを操作するためにパラメータを制御してよい。
【0149】
システムコントローラ１４５０は、通常、開示した実施形態による方法を装置が実施するように命令を実行するように構成された１つ以上のメモリ装置および１つ以上のプロセッサを含む。システムコントローラ１４５０には、開示した実施形態による処理操作を制御する命令を含む機械可読媒体が結合していてよい。
【0150】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１４５０は、システムの一部であり、システムは、前述した例の一部であってよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、１つまたは複数の処理用プラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガスフローシステムなど）を含む半導体処理装置を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理前、処理中、および処理後にシステムの動作を制御する電子機器が組み込まれていてよい。電子機器は、「コントローラ」と称することがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してよい。システムコントローラ１４５０は、処理条件および／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生器の設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置および操作設定、ツールおよび他の搬送ツールとの間ならびに／または特定のシステムに接続しているかインターフェース接続しているロードロックとの間のウエハ搬送を含む、本明細書に開示したいずれかのプロセスを制御するようにプログラムされてよい。
【0151】
概して、システムコントローラ１４５０は、命令を受け、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、終了点の測定を可能にしたりする様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器であると定義してよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェア形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と定義されたチップ、および／またはプログラム命令（例えばソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでいてよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形態でシステムコントローラ１４５０に通信される命令であってよく、特定の処理を半導体ウエハの上もしくは半導体ウエハに対して、またはシステムに実行するための動作パラメータを定義する。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハのダイを製造する過程で１つ以上の処理工程を達成するためにプロセスエンジニアによって規定されたレシピの一部であってよい。
【0152】
システムコントローラ１４５０は、いくつかの実施様態では、コンピュータの一部であってもよいし、コンピュータに結合していてもよく、コンピュータは、システムに統合され、結合されているか、そうでなければシステムにネットワーク接続されているか、これらを合わせた状態である。例えば、システムコントローラ１４５０は、「クラウド」にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムの全体または一部であってもよく、これによってウエハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、システムの遠隔アクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視したり、過去の製造動作の履歴を調べたり、複数の製造動作から傾向または性能測定基準を調べたり、現在の処理のパラメータを変更したり、現在の処理に続く処理工程を設定したり、新たな処理を開始したりしてよい。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（例えばサーバ）がネットワーク上で処理レシピをシステムに提供でき、ネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてよい。遠隔コンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでいてよく、パラメータおよび／または設定はその後、遠隔コンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、システムコントローラ１４５０は、データの形式で命令を受信し、命令は、１つ以上の操作過程で実施される処理工程の各々に対してパラメータを指定する。パラメータは、実施するプロセスの種類およびシステムコントローラ１４５０がインターフェース接続するか制御するように構成されているツールの種類に固有のものであってよいことを理解されたい。そのため、前述したように、システムコントローラ１４５０は、一緒にネットワーク接続されていて本明細書に記載した処理および制御などの共通の目的に向けて機能する１つ以上の個別のコントローラを含むなどによって分散されてよい。このような目的のために分散したコントローラの一例が、チャンバにある１つ以上の集積回路で、チャンバは、チャンバでのプロセスを制御するために組み合わせる遠隔（プラットフォームレベルまたは遠隔コンピュータの一部など）に位置する１つ以上の集積回路と通信している。
【0153】
例示的なシステムには、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン導入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ＥＵＶリソグラフィチャンバ（スキャナ）またはモジュール、乾式現像チャンバまたはモジュール、および半導体ウエハの製造および／または生産に関連するかこのために使用されてよい任意のその他の半導体処理システムがあってよいが、これに限定されない。
【0154】
上記のように、ツールによって実施される１つまたは複数の処理工程に応じて、システムコントローラ１４５０は、他のツールの回路またはモジュール、他のツールの構成要素、クラスタツール、他のツールのインターフェース、隣接するツール、近傍のツール、工場全体に配置されているツール、主要コンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場のツールのある場所および／またはロードポートとの間でウエハの容器を運搬する材料輸送に使用されるツールのうちの１つ以上と通信する可能性がある。
【0155】
特定の実施形態では、いくつかの実施形態を実施するのに適切なエッチング操作に適切となり得る誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）反応器について次に説明する。本明細書ではＩＣＰ反応器を説明するが、いくつかの実施形態では、容量結合プラズマ反応器を使用してもよいことを理解されたい。
【0156】
図１５は、乾式現像および／またはエッチングなどの特定の実施形態または実施形態の態様を実施するのに適している誘導結合プラズマ装置１５００の断面図を概略的に示しており、その一例が、カリフォルニア州フリーモントのラムリサーチコーポレーションによる製造のＫｉｙｏ（登録商標）反応器である。
【0157】
誘導結合プラズマ装置１５００は、チャンバ壁１５０１と窓１５１１で構造が画定される処理チャンバ１５２４全体を含む。チャンバ壁１５０１は、ステンレス鋼またはアルミニウムから製造されてよい。窓１５１１は、石英またはその他の誘電体材料から製造されてよい。任意選択の内プラズマグリッド１５５０が処理チャンバ全体を上方サブチャンバ１５０２と下方サブチャンバ１５０３に分割している。ほとんどの実施形態では、プラズマグリッド１５５０を除去してよく、それによってサブチャンバ１５０２および１５０３でできるチャンバ空間を利用する。下方サブチャンバ１５０３の中の底部の内表面近くにチャック１５１７が配置される。チャック１５１７は、半導体ウエハ１５１９を受け入れて保持するように構成され、このウエハの上でエッチングおよび堆積プロセスが実施される。チャック１５１７は、ある場合、ウエハ１５１９を支持する静電チャックとすることができる。いくつかの実施形態では、エッジリング（図示せず）がチャック１５１７を包囲し、チャック１５１７の上にある場合、上表面がウエハ１５１９の最上面とほぼ同一平面である。チャック１５１７は、ウエハ１５１９をチャックに固定し、チャックから外すために静電電極も含んでいる。このために、フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）を備えてよい。ウエハ１５１９をチャック１５１７から引き上げるためにその他の制御システムも備えることができる。チャック１５１７は、ＲＦ電源１５２３を使用して充電可能である。ＲＦ電源１５２３は、接続部１５２７を介して整合回路１５２１に接続している。整合回路１５２１は、接続部１５２５を介してチャック１５１７に接続している。このようにしてＲＦ電源１５２３はチャック１５１７に接続している。様々な実施形態では、静電チャックのバイアス電力は約５０Ｖにしてもよいし、あるいは開示した実施形態に従って実施するプロセスに応じて異なるバイアス電力に設定してもよい。例えば、バイアス電力は、約２０Ｖｂ～約１００Ｖ、または約３０Ｖ～約１５０Ｖであってよい。
【0158】
プラズマを発生させる要素はコイル１５３３を含み、コイルは窓１５１１の上に配置されている。いくつかの実施形態では、開示した実施形態にコイルを使用しない。コイル１５３３は、導電材料から製造され、少なくとも完全な一巻きを含む。図１５に示したコイル１５３３の例は、３巻きを含んでいる。コイル１５３３の断面を記号で示しており、「Ｘ」で表記したコイルは、ページに入り込むように回って延在し、「●」で表記したコイルは、ページから出ていくように回って延在する。プラズマを発生させる要素は、コイル１５３３にＲＦ電力を供給するように構成されたＲＦ電源１５４１も含んでいる。一般に、ＲＦ電源１５４１は、接続部１５４５を介して整合回路１５３９に接続している。整合回路１５３９は、接続部１５４３を介してコイル１５３３に接続している。このようにしてＲＦ電源１５４１はコイル１５３３に接続している。コイル１５３３と窓１５１１との間に任意選択のファラデーシールド１５４９ａが配置される。ファラデーシールド１５４９ａは、コイル１５３３に対して間隔をあけた関係に維持されてよい。いくつかの実施形態では、ファラデーシールド１５４９ａは、窓１５１１のすぐ上に配置される。いくつかの実施形態では、ファラデーシールド１５４９ｂは、窓１５１１とチャック１５１７との間にある。いくつかの実施形態では、ファラデーシールド１５４９ｂは、コイル１５３３に対して間隔をあけた関係には維持されない。例えば、ファラデーシールド１５４９ｂは、間隙なしに窓１５１１の直下にあってよい。コイル１５３３、ファラデーシールド１５４９ａ、および窓１５１１は、それぞれが互いに実質的に平行になるように構成される。ファラデーシールド１５４９ａは、金属またはその他の種が処理チャンバ１５２４の窓１５１１に堆積するのを防止するとしてよい。
【0159】
処理ガスは、上方サブチャンバ１５０２に位置している１つ以上の主要ガス流入口１５６０を介して、かつ／または１つ以上の側部ガス流入口１５７０を介して処理チャンバに流入してよい。同じように、明示的には示されていないが、同様のガス流入口を用いて処理ガスを容量結合プラズマ処理チャンバに供給してよい。真空ポンプ、例えば１段または２段の機械式乾式ポンプおよび／またはターボ分子ポンプ１５４０を使用して、処理チャンバ１５２４から処理ガスを引き出し、処理チャンバ１５２４内部の圧力を維持してよい。例えば、真空ポンプは、ＡＬＤのパージ操作中に下方サブチャンバ１５０３から排出させるために使用されてよい。真空ポンプを処理チャンバ１５２４に流体接続して、真空ポンプによってもたらされる真空環境の印加を選択的に制御するために、バルブ制御導管を使用してよい。これは、動作中のプラズマ処理過程で、スロットルバルブ（図示せず）または振り子バルブ（図示せず）などの閉ループ制御された流量制限装置を用いて行われてよい。同じように、容量結合プラズマ処理チャンバに対して真空ポンプおよびバルブ制御した流体接続も用いてよい。
【0160】
装置１５００の動作中、１つ以上の処理ガスが、ガス流入口１５６０および／または１５７０を介して供給されてよい。特定の実施形態では、処理ガスは、主要ガス流入口１５６０のみ、または側部ガス流入口１５７０のみを介して供給されてよい。場合によっては、図示したガス流入口を、例えばこれよりも複雑なガス流入口、１つ以上のシャワーヘッドに置き換えてよい。ファラデーシールド１５４９ａおよび／または任意選択のグリッド１５５０は、処理チャンバ１５２４に処理ガスを送達させる内側のチャネルおよび孔を有していてよい。ファラデーシールド１５４９ａと任意選択のグリッド１５５０のいずれか一方または両方が、処理ガスを送達するためのシャワーヘッドとして機能してよい。いくつかの実施形態では、液体の反応物または前駆体が気化した時点で気化した反応物または前駆体がガス流入口１５６０および／または１５７０を介して処理チャンバ１５２４に導入されるように、処理チャンバ１５２４の上流に液体気化および送達システムが位置していてよい。
【0161】
高周波電力をＲＦ電源１５４１からコイル１５３３に供給して、ＲＦ電流がコイル１５３３に流れるようにする。コイル１５３３を流れるＲＦ電流は、コイル１５３３の周囲に電磁場を発生させる。電磁場は、上方サブチャンバ１５０２の中に誘導電流を発生させる。発生した様々なイオンおよびラジカルがウエハ１５１９と物理的かつ化学的に相互作用することで、ウエハ１５１９のフィーチャをエッチングし、ウエハ１５１９に層を選択的に堆積させる。
【0162】
プラズマグリッド１５５０を使用して上方サブチャンバ１５０２と下方サブチャンバ１５０３の両方があるようにする場合、誘導電流は、上方サブチャンバ１５０２内に存在するガスに作用して上方サブチャンバ１５０２に電子イオンプラズマを発生させる。任意選択の内プラズマグリッド１５５０は、下方サブチャンバ１５０３内のホットエレクトロンの量を制限する。いくつかの実施形態では、装置１５００は、下方サブチャンバ１５０３に存在するプラズマがイオン性プラズマとなるように設計され動作する。
【0163】
上方の電子イオンプラズマと下方のイオン性プラズマの両方が正イオンおよび負イオンを含んでいてよいが、正イオンに対する負イオンの割合はイオン性プラズマの方が多くなる。下方サブチャンバ１５０３からポート１５２２を通して揮発性エッチングおよび／または堆積副生成物を除去してよい。本明細書に開示したチャック１５１７は、約１０℃～約２５０℃の範囲の高温で動作してよい。温度は、処理の操作および具体的なレシピによって異なる。
【0164】
装置１５００は、洗浄室または製造設備に設置される場合、設備（図示せず）に結合されてよい。設備は、処理ガス、真空、温度制御、および環境粒子制御をもたらす配管を含む。これらの設備は、対象の製造設備に設置される場合、装置１５００に結合される。また、装置１５００は、ロボットが典型的な自動化を利用して半導体ウエハを装置１５００から出し入れして搬送できるようにする搬送チャンバに結合されてよい。
【0165】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１５３０（１つ以上の物理的または論理的コントローラを含んでいてよい）が処理チャンバ１５２４の動作の一部または全部を制御する。システムコントローラ１５３０は、１つ以上のメモリ装置および１つ以上のプロセッサを含んでいてよい。いくつかの実施形態では、装置１５００は、開示した実施形態を実施するときに流量および継続時間を制御するための切替システムを含む。いくつかの実施形態では、装置１５００は、切替時間が最大約５００ｍｓ、または最大約７５０ｍｓであってよい。切替時間は、フローケミストリ、選択したレシピ、反応器のアーキテクチャ、およびその他の要因によって異なっていてよい。
【0166】
いくつかの実施態様では、システムコントローラ１５３０はシステムの一部であり、システムは、上記の実施例の一部としてよい。このようなシステムは、１つまたは複数の処理ツール、１つまたは複数のチャンバ、処理用の１つまたは複数のプラットフォーム、および／または特定の処理構成要素（ウエハペデスタル、ガス流システムなど）を備える半導体処理装置を含むことができる。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板を処理する前、その間、およびその後にシステムの動作を制御する電子機器と一体化していてよい。電子機器は、システムコントローラ１５３０に統合されてよく、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素またはサブパーツを制御してよい。システムコントローラは、処理パラメータおよび／またはシステムの種類に応じて、処理ガスの供給、温度設定（例えば加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、高周波（ＲＦ）発生ツールの設定、ＲＦ整合回路の設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、電位および動作の設定、ツールおよびその他の搬送ツールの中へまたはそこからのウエハの搬送および／または特定のシステムに接続されているか特定のシステムのインターフェースとなっているロードロックなど、本明細書に開示したいずれかの処理を制御するようにプログラムされてよい。
【0167】
概して、システムコントローラ１５３０は、命令を受け、命令を発し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、終了点の測定を可能にしたりする様々な集積回路、ロジック、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器であると定義してよい。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェア形態のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）と定義されたチップ、および／またはプログラム命令（例えばソフトウェア）を実行する１つ以上のマイクロプロセッサもしくはマイクロコントローラを含んでいてよい。プログラム命令は、様々な個別設定（またはプログラムファイル）の形態でコントローラに通信される命令であってよく、特定の処理を半導体ウエハの上もしくは半導体ウエハに対して、またはシステムに実行するための動作パラメータを定義する。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つ以上の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはウエハのダイを製造または除去する過程で１つ以上の処理工程を達成するためにプロセスエンジニアによって規定されたレシピの一部であってよい。
【0168】
システムコントローラ１５３０は、いくつかの実施形態では、コンピュータの一部であってもよいし、コンピュータに結合していてもよく、コンピュータは、システムに統合され、結合されているか、そうでなければシステムにネットワーク接続されているか、これらを合わせた状態である。例えば、コントローラは、「クラウド」にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムの全体または一部であってもよく、これによってウエハ処理の遠隔アクセスを可能にすることができる。コンピュータは、システムの遠隔アクセスを可能にして、製造動作の現在の進捗を監視したり、過去の製造動作の履歴を調べたり、複数の製造動作から傾向または性能測定基準を調べたり、現在の処理のパラメータを変更したり、現在の処理に続く処理工程を設定したり、新たな処理を開始したりしてよい。いくつかの例では、遠隔コンピュータ（例えばサーバ）がネットワーク上で処理レシピをシステムに提供でき、ネットワークは、ローカルネットワークまたはインターネットを含んでいてよい。遠隔コンピュータは、パラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含んでいてよく、パラメータおよび／または設定はその後、遠隔コンピュータからシステムに通信される。いくつかの例では、システムコントローラ１５３０は、データの形式で命令を受信し、命令は、１つ以上の操作過程で実施される処理工程の各々に対してパラメータを指定する。パラメータは、実施するプロセスの種類およびコントローラがインターフェース接続するか制御するように構成されているツールの種類に固有のものであってよいことを理解されたい。そのため、前述したように、システムコントローラ１５３０は、一緒にネットワーク接続されていて本明細書に記載した処理および制御などの共通の目的に向けて機能する１つ以上の個別のコントローラを含むなどによって分散されてよい。このような目的のために分散したコントローラの一例が、チャンバにある１つ以上の集積回路で、チャンバは、チャンバでのプロセスを制御するために組み合わせる遠隔（プラットフォームレベルまたは遠隔コンピュータの一部など）に位置する１つ以上の集積回路と通信している。
【0169】
例示的なシステムには、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、堆積チャンバまたはモジュール、スピンリンスチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、洗浄チャンバまたはモジュール、ベベルエッジエッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、ＡＬＥチャンバまたはモジュール、イオン導入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ＥＵＶリソグラフィチャンバ（スキャナ）またはモジュール、乾式現像チャンバまたはモジュール、および半導体ウエハの製造および／または生産に関連するかこのために使用されてよい任意のその他の半導体処理システムがあってよいが、これに限定されない。
【0170】
上記のように、ツールによって実施される１つまたは複数の処理工程に応じて、コントローラは、他のツールの回路またはモジュール、他のツールの構成要素、クラスタツール、他のツールのインターフェース、隣接するツール、近傍のツール、工場全体に配置されているツール、主要コンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場のツールのある場所および／またはロードポートとの間でウエハの容器を運搬する材料輸送に使用されるツールのうちの１つ以上と通信する可能性がある。
【0171】
ＥＵＶＬパターニングは、任意の適切なツールを使用して実行してよく、このツールはスキャナと称することが多く、例えばオランダＶｅｌｄｈｏｖｅｎのＡＳＭＬ社）が提供するＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）プラットフォームである。ＥＵＶＬパターニングツールは、本明細書に記載したように、堆積およびエッチングのために基板が移動して出入りするスタンドアロンデバイスであってよい。あるいは、以下に記載するように、ＥＵＶＬパターニングツールは、さらに大きなマルチコンポーネントツールのモジュールであってよい。図１６は、本明細書に記載したプロセスを実施するのに適している真空搬送モジュールとインターフェース接続している真空統合堆積モジュール、ＥＵＶパターニングモジュールおよび乾式現像／エッチングモジュールを含む半導体処理クラスタツールのアーキテクチャを描いている。プロセスは、このような真空統合装置がなくても実行してよいが、いくつかの実施様態ではこのような装置が有利となることがある。
【0172】
図１６は、本明細書に記載したプロセスを実施するのに適している真空搬送モジュールとインターフェース接続している真空統合堆積モジュールおよびパターニングモジュールを含む半導体処理クラスタツールアーキテクチャを描いている。複数の保管設備どうしの間でウエハを「搬送」するための搬送モジュールと処理モジュールとの構成を「クラスタツールアーキテクチャ」システムと称することがある。堆積モジュールおよびパターニングモジュールは、特定の処理の要件に従って真空統合される。エッチング用などのその他のモジュールもクラスタに含まれてよい。
【0173】
真空輸送モジュール（ＶＴＭ）１６３８が４つの処理モジュール１６２０ａ～１６２０ｄとインターフェース接続し、処理モジュールは、様々な製造プロセスを実施するように個別に最適化されてよい。例として、処理モジュール１６２０ａ～１６２０ｄは、堆積、気化、ＥＬＤ、乾式現像、エッチング、剥離および／またはその他の半導体プロセスを実施するように実装されてよい。例えば、モジュール１６２０ａは、本明細書に記載したプラズマ以外の熱による原子層堆積を実施するように動作してよいＡＬＤ反応器であってよく、これは例えばカリフォルニア州フリーモントのラムリサーチコーポレーションから入手可能なＶｅｃｔｏｒツールなどである。そしてモジュール１６２０ｂは、Ｌａｍ Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）などのＰＥＣＶＤツールであってよい。図は必ずしも原寸通りに描かれてはいないことを理解されたい。
【0174】
エアロック１６４２および１６４６は、ロードロックまたは搬送モジュールとしても知られ、ＶＴＭ１６３８およびパターニングモジュール１６４０とインターフェース接続している。例えば、前述したように、適切なパターニングモジュールとは、オランダＶｅｌｄｈｏｖｅｎのＡＳＭＬ社）が提供するＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）プラットフォームであってよい。このツールアーキテクチャにより、半導体基板やウエハなどのワークピースを真空下で搬送して、露光前に反応しないようにすることが可能になる。堆積モジュールとリソグラフィツールの統合は、Ｈ2Ｏ、Ｏ2などの周囲の気体による入射光子の強力な光吸収があることを考えると、ＥＵＶＬも大幅に低い圧力を必要とすることによって促進される。
【0175】
前述したように、この統合したアーキテクチャは、記載したプロセスを実施するためのツールの単なる１つの可能な実施形態である。プロセスは、より一般的なスタンドアロン型のＥＵＶＬスキャナおよびＬａｍ Ｖｅｃｔｏｒツールなどの堆積反応器を用いて実施してもよく、堆積反応器は、スタンドアロン型であるか、エッチング、剥離などの他のツール（例えばＬａｍ ＫｉｙｏまたはＧａｍｍａツール）をモジュールとして含むクラスタアーキテクチャに統合され、これは例えば図１６を参照して記載しているが、この図には統合したパターニングモジュールがない。
【0176】
エアロック１６４２は、堆積モジュール１６２０ａに対して働いているＶＴＭ１６３８から基板を出してパターニングモジュール１６４０に搬送することを指している、「出る側の」ロードロックであってよく、エアロック１６４６は、パターニングモジュール１６４０から基板を搬送してＶＴＭ１６３８に戻すことを指している、「入る側の」ロードロックであってよい。入る側のロードロック１６４６は、基板を出し入れするツールの外部との境界となってもよい。各処理モジュールは、モジュールをＶＴＭ１６３８にインターフェース接続する一面を有する。例えば、堆積処理モジュール１６２０ａは面１６３６を有する。各面の内部では、センサ、例えば図示したようなセンサ１～１８を使用して、それぞれのステーション間を移動するときにウエハ１６２６の通過を検知する。パターニングモジュール１６４０ならびにエアロック１６４２および１６４６も同じように、図示していない追加の面およびセンサを備えていてよい。
【0177】
主要ＶＴＭロボット１６２２は、エアロック１６４２および１６４６を含むモジュール間でウエハ１６２６を搬送する。１つの実施形態では、ロボット１６２２はアームが１本あり、別の実施形態では、ロボット１６２２はアームが２本あり、各アームは、ウエハ１６２６などのウエハを取って輸送するためのエンドエフェクタ１６２４を有する。フロントエンドロボット１６４４を使用して、出る側のエアロック１６４２からパターニングモジュール１６４０に、パターニングモジュール１６４０から入る側のエアロック１６４６にウエハ１６２６を搬送する。フロントエンドロボット１６４４は、入る側のロードロックと基板を出し入れするツールの外部との間でウエハ１６２６を輸送してもよい。入る側のエアロックモジュール１６４６は、大気圧と真空との間の環境を合致させる能力を有するため、ウエハ１６２６は、２つの圧力環境の間を損傷を受けることなく移動できる。
【0178】
ＥＵＶＬツールは通常、堆積ツールよりも高い真空で動作することに注意されたい。この場合、堆積とＥＵＶＬツールとの間の搬送過程で基板の真空環境を高めて、パターニングツールに入る前に基板を脱気させることが望ましい。出る側のエアロック１６４２は、搬送したウエハをパターニングモジュール１６４０の圧力よりも低い低圧力に一定時間にわたって保持し、オフガスを排気することによってこの機能を実現してよく、それによってパターニングツール１６４０の光学系は、基板からのガス放出に汚染されない。ガス放出している出る側のエアロックに適切な圧力は、（１Ｅ－８）×１３３．３２２パスカル（１Ｅ－８トル）以下である。
【0179】
いくつかの実施形態では、システムコントローラ１６５０（１つ以上の物理的または論理的コントローラを含んでいてよい）が、クラスタツールおよび／またはその別個のモジュールの操作の一部または全部を制御する。コントローラは、クラスタアーキテクチャに対してローカルとすることも、製造フロアでクラスタアーキテクチャの外部に位置していることも、離れた場所でクラスタアーキテクチャにネットワーク経由で接続していることもできることに注意されたい。システムコントローラ１６５０は、１つ以上のメモリ装置および１つ以上のプロセッサを含んでいてよい。プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ）またはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続部、ステッピングモータコントローラボードなどの構成要素を含んでいてよい。適切な制御操作を実施するための命令は、プロセッサで実行される。これらの命令は、コントローラに関連するメモリ装置に格納されてもよいし、ネットワークを介して提供されてもよい。特定の実施形態では、システムコントローラは、システム制御ソフトウェアを実行する。
【0180】
システム制御ソフトウェアは、ツールまたはモジュールの動作の任意の側面を適用するタイミングおよび／またはその側面の大きさを制御するための命令を含んでいてよい。システム制御ソフトウェアは、任意の適切な方法で構成されてよい。例えば、様々な処理ツールのプロセスを実行するのに必要な処理ツール構成要素の動作を制御するために、様々な処理ツール構成要素のサブルーチンまたは制御オブジェクトを書き込んでよい。システム制御ソフトウェアは、任意の適切なコンピュータ可読プログラム言語で符号化されてよい。いくつかの実施形態では、システム制御ソフトウェアは、前述した様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）順序付け命令を含む。例えば、半導体製造プロセスの各段階は、システムコントローラで実行するための１つ以上の命令を含んでいてよい。凝結、堆積、気化、パターニングおよび／またはエッチングの段階に対する処理条件を設定するための命令は、例えば対応するレシピ段階に含まれていてよい。
【0181】
様々な実施形態では、ネガティブパターンマスクを形成する装置が用意される。装置は、パターニング、堆積およびエッチング用の処理チャンバと、ネガティブパターンマスクを形成するための命令を含むコントローラとを含んでいてよい。命令は、処理チャンバ内で、半導体基板上の化学増幅レジスト（ＣＡＲ）にＥＵＶ露光によってフィーチャをパターニングして、基板の表面を露光し、光パターニングしたレジストを乾式現像し、パターニングしたレジストをマスクとして使用して下地層または層スタックをエッチングするためのコードを含んでいてよい。
【0182】
ウエハの動きを制御しているコンピュータは、クラスタアーキテクチャに対してローカルとすることも、製造フロアでクラスタアーキテクチャの外部に位置していることも、離れた場所でクラスタアーキテクチャにネットワーク経由で接続していることもできることに注意されたい。図１３、図１４または図１５のいずれかに関して前述したコントローラは、図１６のツールを用いて実装してよい。
【0183】
結論
例えばＥＵＶパターニングの状況で処理チャンバの内面からＥＵＶレジスト材料を除去するために、金属および／または金属酸化物フォトレジストのチャンバ乾式洗浄のためのプロセスおよび装置を開示する。
例えばＥＵＶパターニングの状況で処理チャンバの内面からＥＵＶレジスト材料を除去するために、金属および／または金属酸化物フォトレジストのチャンバ乾式洗浄のためのプロセスおよび装置を開示する。
【0184】
本明細書に記載の実施例および実施形態は、例示のみを目的とするものであり、それに照らして様々な修正または変更が当業者に示唆されることが理解される。明瞭にするために様々な詳細を省略しているが、様々な設計の代替案を実施してよい。したがって、本実施例は、例示的なものであって限定的なものではないと考えるべきであり、本開示は、本明細書に挙げた詳細に限定してはならず、本開示の範囲内で修正してよい。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】
【図11E】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】