特表 2025-503365 エッチストップ阻止のための金属酸化物ベースのフォトレジストの周期的現像

(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】2025-02-04

(54)【発明の名称】エッチストップ阻止のための金属酸化物ベースのフォトレジストの周期的現像

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20250128BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20250128BHJP

   G03F 7/36 20060101ALI20250128BHJP

   G03F 7/32 20060101ALI20250128BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 569Z

G03F7/20 503

G03F7/20 521

G03F7/36

G03F7/32 501

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024522188

(86)(22)【出願日】2023-06-29

(85)【翻訳文提出日】2024-06-10

(86)【国際出願番号】 US2023069419

(87)【国際公開番号】W WO2024006938

(87)【国際公開日】2024-01-04

(31)【優先権主張番号】63/367,584

(32)【優先日】2022-07-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＴＥＦＬＯＮ

(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】リー・ダ

(72)【発明者】

【氏名】キム・ジー・イェオン

(72)【発明者】

【氏名】タン・サマンサ・エス．エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ウェイドマン・ティモシー・ウィリアム

【テーマコード（参考）】

2H196

2H197

5F146

【Ｆターム（参考）】

2H196AA25

2H196BA13

2H196EA07

2H196GA18

2H196GA37

2H196GA38

2H196GA39

2H197CA10

2H197CE10

2H197GA01

2H197HA03

2H197JA14

5F146LA19

5F146LB10

(57)【要約】

【解決手段】不揮発性種を除去し、かつエッチストップを阻止するための、ＥＵＶ露光後のフォトパターニングされた金属または金属酸化物ベースの薄膜フォトレジストの現像のためのプロセスが提供される。エッチャントおよび酸化剤による交互処理の繰り返しサイクル、またはエッチャントによる処理とそれに続く洗浄剤による処理は、フォトレジストの望ましくない非露光部分を除去するための効果的な技法である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記フォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスおよび前記酸化剤の前記パルスは、時間的に別々である、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記酸化剤は、第２の温度で前記プロセスチャンバに送給される、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記台座は、前記酸化剤の前記パルス中に第２の温度にある、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒であり、前記酸化剤の前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒である、方法。

【請求項6】

請求項３に記載の方法であって、
前記第１の温度は、約－６０℃～約１２０℃である、方法。

【請求項7】

請求項４に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約２０℃～約１５０℃である、方法。

【請求項8】

請求項３に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約５０℃～約２５０℃である、方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの不揮発性副生成物は、前記フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される、方法。

【請求項10】

請求項１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属を含む、方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法であって、
前記金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。

【請求項12】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである、方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項14】

請求項１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項15】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、エッチャントプラズマを含む、方法。

【請求項16】

請求項１５に記載の方法であって、
前記エッチャントプラズマは、遠隔で生成される、方法。

【請求項17】

請求項１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸素、オゾン、過酸化水素、水、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、硝酸、二酸化硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の方法であって、
前記酸化剤は、水および酸素または塩素を含むガス状酸化剤である、方法。

【請求項19】

請求項１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸化剤プラズマを含む、方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の方法であって、
前記酸化剤プラズマは、遠隔で生成される、方法。

【請求項21】

請求項１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを不活性プラズマガスに曝露することをさらに含む、方法。

【請求項22】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスと前記酸化剤の前記パルスとの間、または前記エッチャントのパルスおよび前記酸化剤のパルスのサイクルの後、不活性ガスで前記プロセスチャンバをパージすることをさらに含む、方法。

【請求項23】

請求項１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを乾式現像することを含む、方法。

【請求項24】

請求項１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを湿式現像することを含む、方法。

【請求項25】

請求項１に記載の方法であって、
各サイクルは、同じエッチャントパルス持続時間を有する、方法。

【請求項26】

半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストをエッチャントに曝露し、続いて洗浄剤に曝露することで前記フォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含む、方法。

【請求項27】

請求項２６に記載の方法であって、
前記洗浄剤は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、硫化ジメチル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項28】

請求項２６に記載の方法であって、
台座温度は、前記洗浄剤への曝露中に約１０℃～約５０℃である、方法。

【請求項29】

請求項２６に記載の方法であって、
前記洗浄剤は、超臨界流体を含む、方法。

【請求項30】

請求項２９に記載の方法であって、
前記超臨界流体は、低表面張力の超臨界液体である、方法。

【請求項31】

請求項３０に記載の方法であって、
前記低表面張力の超臨界液体は、二酸化炭素、二酸化硫黄、ジメチルエーテル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項32】

請求項２９に記載の方法であって、
プロセスチャンバ圧力は、前記洗浄剤への曝露中に約５ｐｓｉ～約３，０００ｐｓｉである、方法。

【請求項33】

請求項２６に記載の方法であって、
エッチャントへの曝露からの不揮発性副生成物は、前記フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される、方法。

【請求項34】

請求項２６に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属を含む、方法。

【請求項35】

請求項３４に記載の方法であって、
前記金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。

【請求項36】

請求項２６に記載の方法であって、
前記エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである、方法。

【請求項37】

請求項３６に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項38】

請求項３６に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項39】

請求項２６に記載の方法であって、
前記エッチャントは、エッチャントプラズマを含む、方法。

【請求項40】

請求項３９に記載の方法であって、
前記エッチャントプラズマは、遠隔で生成される、方法。

【請求項41】

基板上の原子層エッチングを促進する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含み、
これにより前記エッチャントパルスの不揮発性副生成物によるエッチストップは、排除される、
方法。

【請求項42】

半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上に乾式堆積されたフォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを設けることと、
交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを乾式現像し、レジストハードマスクを形成することと
を含む、方法。

【請求項43】

レジストの現像を行うための装置であって、
基板支持体を有するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに結合された真空ラインと、
前記プロセスチャンバに結合されたエッチャントおよび酸化剤ラインと、
半導体基板を処理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、
プロセスチャンバ内の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設け、
交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成する
ためのコードを含むコントローラと
を備える、装置。

【請求項44】

請求項４３に記載の装置であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストであり、前記フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを現像するためのコードを含む命令で構成された前記コントローラは、交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルによりＥＵＶ露光部分と比較して前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去し、レジストマスクを形成するためのコードを含む、装置。

【請求項45】

請求項４３に記載の装置であって、
前記基板支持体に結合された１つまたは複数のヒータであって、前記１つまたは複数のヒータは、複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含む１つまたは複数のヒータ
をさらに備える、装置。

【請求項46】

請求項４５に記載の装置であって、
加熱された酸化剤送給ラインをさらに備える、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、本明細書と同時にＰＣＴ出願願書が提出される。この同時出願されたＰＣＴ出願願書に明記され、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、参照によりその全体があらゆる目的で本明細書に組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

集積回路などの半導体デバイスの製作は、フォトリソグラフィを伴う多段階プロセスである。一般に、このプロセスは、ウエハ上への材料の堆積と、リソグラフィ技法により材料をパターニングし、半導体デバイスの構造的特徴（例えば、トランジスタおよび回路）を形成することとを含む。当技術分野で知られている典型的なフォトリソグラフィプロセスのステップは、基板を準備することと、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と、所望のパターンでフォトレジストを光に露光し、フォトレジストの露光エリアを現像液にある程度可溶にすることと、現像液を適用してフォトレジストの露光エリアまたは非露光エリアを除去することによって現像を行うことと、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た基板のエリア上にフィーチャを形成する後続の処理を行うこととを含む。

【0003】

そのような小さなフィーチャを有するデバイスを製造する際の１つの課題は、十分な解像度のフォトリソグラフィマスクを確実かつ再現可能に形成する能力である。現在のフォトリソグラフィプロセスは、典型的には、フォトレジストを露光するために１９３ｎｍの紫外（ＵＶ）光を使用する。光が半導体基板上に作製されるフィーチャの所望のサイズよりも大幅に長い波長を有するという事実が、固有の問題を引き起こす。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法の使用が必要である。したがって、１０ｎｍ～１５ｎｍ、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する極紫外線（ＥＵＶ）などの短波長光を使用するフォトリソグラフィ技法の開発に大きな関心と研究努力が注がれている。

【0004】

しかし、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、パターニング中の出力の低下および光の損失などの課題を提示する場合がある。１９３ｎｍのＵＶリソグラフィで使用されるものと同様の従来の有機化学増幅レジスト（ＣＡＲ）は、特にＥＵＶ領域において吸収係数が低く、かつ光活性化化学種の拡散によりぼけまたはラインエッジラフネスが生じる可能性があるため、ＥＵＶリソグラフィで使用する場合に潜在的な欠点を有する。さらに、下層のデバイス層をパターニングするのに必要な耐エッチング性を提供するために、従来のＣＡＲ材料でパターニングされた小さなフィーチャは、パターン崩壊のリスクがある高アスペクト比をもたらす場合がある。したがって、厚さの減少、より大きな吸光度、およびより大きな耐エッチング性などの性質を有する改善されたＥＵＶフォトレジスト材料の必要性が依然として存在する。

【0005】

ここで提供される背景の説明は、本技術の内容を概ね提示することを目的とする。この背景技術のセクションで説明されている範囲内における、現時点で名前を挙げられている発明者らによる研究、ならびに出願の時点で先行技術として別途みなされ得ない説明の態様は、明示または暗示を問わず、本技術に対抗する先行技術として認められない。

【発明の概要】

【0006】

不揮発性種を除去し、かつエッチストップを阻止するための、ＥＵＶ露光後の金属または金属酸化物ベースの薄膜フォトレジストの現像のためのプロセスが提供される。エッチャントおよび酸化剤による交互処理の繰り返しサイクル、またはエッチャントによる処理とそれに続く洗浄剤による処理は、フォトレジストの望ましくない非露光部分を除去するための効果的な技法である。

【0007】

したがって、第１の態様では、本発明は、半導体基板を処理するための方法を包含する。いくつかの実施形態では、方法は、プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することでフォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することとを含む。

【0008】

いくつかの実施形態では、エッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスは、時間的に別々である。

【0009】

いくつかの実施形態では、台座は、エッチャントのパルス中に第１の温度にあり、酸化剤は、第２の温度でプロセスチャンバに送給される。

【0010】

いくつかの実施形態では、台座は、エッチャントのパルス中に第１の温度にあり、台座は、酸化剤のパルス中に第２の温度にある。

【0011】

いくつかの実施形態では、エッチャントのパルスの持続時間は、約１～約１２０秒であり、酸化剤のパルスの持続時間は、約１～約１２０秒である。

【0012】

いくつかの実施形態では、第１の温度は、約－６０℃～約１２０℃である。

【0013】

いくつかの実施形態では、第２の温度は、約２０℃～約１５０℃である。

【0014】

いくつかの実施形態では、第２の温度は、約５０℃～約２５０℃である。

【0015】

いくつかの実施形態では、エッチャントのパルスの不揮発性副生成物は、フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される。

【0016】

いくつかの実施形態では、フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属酸化物、金属、または有機金属である。

【0017】

いくつかの実施形態では、金属酸化物は、酸化スズである。

【0018】

いくつかの実施形態では、エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである。

【0019】

いくつかの実施形態では、ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせである。

【0020】

いくつかの実施形態では、ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせである。

【0021】

いくつかの実施形態では、エッチャントは、エッチャントプラズマである。

【0022】

いくつかの実施形態では、エッチャントプラズマは、遠隔で生成される。

【0023】

いくつかの実施形態では、酸化剤は、酸素、オゾン、過酸化水素、水、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、硝酸、二酸化硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組み合わせである。

【0024】

いくつかの実施形態では、酸化剤は、水および酸素または塩素のガス状酸化剤である。

【0025】

いくつかの実施形態では、酸化剤は、酸化剤プラズマである。

【0026】

いくつかの実施形態では、酸化剤プラズマは、遠隔で生成される。

【0027】

いくつかの実施形態では、方法はまた、フォトパターニングされた金属含有レジストを不活性プラズマガスに曝露することを含む。

【0028】

いくつかの実施形態では、方法はまた、エッチャントのパルスと酸化剤のパルスとの間、またはエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスのサイクルの後、不活性ガスでプロセスチャンバをパージすることを含む。

【0029】

いくつかの実施形態では、エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによってフォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、フォトパターニングされた金属含有レジストを乾式現像することである。

【0030】

いくつかの実施形態では、エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによってフォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、フォトパターニングされた金属含有レジストを湿式現像することである。

【0031】

いくつかの実施形態では、各サイクルは、同じエッチャントパルス持続時間を有する。

【0032】

第２の態様では、本発明は、半導体基板を処理する方法を包含する。いくつかの実施形態では、方法は、プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、フォトパターニングされた金属含有レジストをエッチャントに曝露し、続いて洗浄剤に曝露することでフォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することとを含む。

【0033】

いくつかの実施形態では、洗浄剤は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、硫化ジメチル、またはそれらの組み合わせである。

【0034】

いくつかの実施形態では、台座温度は、洗浄剤への曝露中に約１０℃～約５０℃である。

【0035】

いくつかの実施形態では、洗浄剤は、超臨界流体である。

【0036】

いくつかの実施形態では、超臨界流体は、低表面張力の超臨界液体である。

【0037】

いくつかの実施形態では、低表面張力の超臨界液体は、二酸化炭素、二酸化硫黄、ジメチルエーテル、またはそれらの組み合わせである。

【0038】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ圧力は、洗浄剤への曝露中に約５ｐｓｉ～約３，０００ｐｓｉである。

【0039】

いくつかの実施形態では、エッチャントへの曝露からの不揮発性副生成物は、フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される。

【0040】

いくつかの実施形態では、フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属である。

【0041】

いくつかの実施形態では、金属酸化物は、酸化スズである。

【0042】

いくつかの実施形態では、エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである。

【0043】

いくつかの実施形態では、ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせである。

【0044】

いくつかの実施形態では、ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせである。

【0045】

いくつかの実施形態では、エッチャントは、エッチャントプラズマである。

【0046】

いくつかの実施形態では、エッチャントプラズマは、遠隔で生成される。

【0047】

第３の態様では、本発明は、基板上の原子層エッチングを促進する方法を包含する。いくつかの実施形態では、方法は、プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することでレジストの一部を選択的に除去することによって、フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することとを含み、これによりエッチャントパルスの不揮発性副生成物によるエッチストップは、排除される。

【0048】

第４の態様では、本発明は、半導体基板を処理する方法を包含する。いくつかの実施形態では、方法は、プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上に乾式堆積されたフォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを設けることと、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することでＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去することによって、フォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを乾式現像し、レジストハードマスクを形成することとを含む。

【0049】

第５の態様では、本発明は、レジストの現像を行うための装置を包含する。いくつかの実施形態では、装置は、基板支持体を有するプロセスチャンバと、プロセスチャンバに結合された真空ラインと、プロセスチャンバに結合されたエッチャントおよび酸化剤ラインと、半導体基板を処理するための命令で構成されたコントローラであって、命令は、プロセスチャンバ内の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設け、交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルに曝露することでレジストの一部を選択的に除去することによって、フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成するためのコードを含むコントローラとを含む。

【0050】

いくつかの実施形態では、フォトパターニングされた金属含有レジストは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストであり、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを現像するためのコードを含む命令で構成されたコントローラは、交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルによりＥＵＶ露光部分と比較してＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去し、レジストマスクを形成するためのコードを有する。

【0051】

いくつかの実施形態では、装置はまた、基板支持体に結合された１つまたは複数のヒータであって、１つまたは複数のヒータは、複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含む１つまたは複数のヒータを含む。

【0052】

いくつかの実施形態では、装置はまた、加熱された酸化剤送給ラインを含む。

【0053】

【0054】

開示された実施形態のこれらおよび他の特徴は、関連する図面を参照して以下に詳細に説明される。

【図面の簡単な説明】

【0055】

【図1】図１は、特定の開示された実施形態による、フォトレジストを堆積および現像するための例示的な周期的方法のフロー図である。

【0056】

【図2】図２は、特定の開示された実施形態による、フォトレジストを現像するための臭化水素（ＨＢｒ）エッチャントおよび塩素（Ｃｌ₂）酸化剤についてのパルスシーケンスを示す図である。

【0057】

【図3A】図３Ａは、特定の開示された実施形態による、温度を変化させた際の残留副生成物の厚さに対する塩素酸化剤の影響のグラフを示す図である。

【0058】

【図3B】図３Ｂは、特定の開示された実施形態による、エッチャントの総曝露時間は固定されているが、各サイクルのエッチャントパルス持続時間を変化させた際の残留副生成物の厚さに対する臭化水素エッチャントの影響のグラフを示す図である。

【0059】

【図3C】図３Ｃは、特定の開示された実施形態による、酸化剤パルス持続時間を変化させた際の残留副生成物の厚さに対する塩素酸化剤の影響のグラフを示す図である。

【0060】

【図4】図４は、特定の開示された実施形態による、エッチャントおよび塩素酸化剤を用いる周期的乾式現像（周期的ＤＤ）を受けたフォトパターニングされた基板と比較した、エッチャントを用いる乾式堆積（単一ＤＤ）を受けたフォトパターニングされた基板の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。

【0061】

【図5】図５は、特定の開示された実施形態による、エッチャントおよび空気酸化剤を用いる周期的乾式現像（周期的ＤＤ）と比較した、エッチャントを用いる乾式堆積（単一ＤＤ）のグラフ比較を示す図である。

【0062】

【図6】図６は、特定の開示された実施形態による、洗浄剤と併せてエッチャントを利用してフォトレジストを堆積および現像するための例示的な方法のフロー図である。

【0063】

【図7】図７は、特定の開示された実施形態による、方法を実施するのに適した低圧環境を維持するための例示的なプロセスステーションの概略図である。

【0064】

【図8】図８は、特定の開示された実施形態による、様々な動作の実装に適した例示的なマルチステーション処理ツールの概略図である。

【0065】

【図9】図９は、特定の開示された実施形態による、特定の動作を実装するための例示的な誘導結合プラズマ装置の断面概略図である。

【0066】

【図10】図１０は、特定の開示された実施形態による、方法の実装に適した、真空移送モジュールとインターフェースする真空統合堆積およびパターニングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを図示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0067】

以下の説明では、提示された実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。開示された実施形態は、これらの具体的な詳細の一部または全部なしで実践することができる。他の例では、開示された実施形態を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作は詳細に説明されていない。開示された実施形態は、特定の実施形態と併せて説明されるが、開示された実施形態を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。

【0068】

以下に開示される実施態様は、ウエハ、基板、または他のワークピースなどの基板上への材料の堆積を説明する。ワークピースは、様々な形状、サイズ、および材料のものであり得る。本出願では、「半導体ウエハ」、「ウエハ」、「基板」、「ウエハ基板」、および「部分的に製作された集積回路」という用語は、互換的に使用される。当業者は、「部分的に製作された集積回路」という用語が、集積回路製作の多くの段階のいずれかにあるケイ素ウエハを指すことができることを理解するであろう。半導体デバイス業界で使用されるウエハまたは基板は、典型的には、２００ｍｍ、または３００ｍｍ、または４５０ｍｍの直径を有する。特に明記しない限り、本明細書に記載される処理の詳細（例えば、流量、出力レベルなど）は、直径３００ｍｍの基板の処理、または直径３００ｍｍの基板を処理するように構成され、他のサイズの基板またはチャンバに応じてスケーリングすることができる処理チャンバに関連する。半導体ウエハに加えて、本明細書に開示される実施態様に使用され得る他のワークピースには、プリント回路基板などの様々な物品が挙げられる。プロセスおよび装置は、半導体デバイス、ディスプレイ、ＬＥＤ、太陽光発電パネルなどの製作に使用することができる。

【0069】

ハロゲン化物とは、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、またはＩのアニオンを意味する。

【0070】

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、特に指定しない限り、任意の列挙された値の＋／－１０％を意味する。本明細書で使用される場合、この用語は、任意の列挙された値、値の範囲、または１つまたは複数の範囲の終点を修飾する。

【0071】

本明細書で使用される場合、「頂部」、「底部」、「上部」、「下部」、「上方に」、および「下方に」という用語は、構造間の相対的な関係を提供するために使用される。これらの用語の使用は、特定の構造が装置内の特定の場所に位置しなければならないことを示したり要求したりするものではない。

【0072】

本明細書で使用される場合、Ａ、Ｂ、およびＣの少なくとも１つという表現は、非排他的論理ＯＲを使用した論理（ＡまたはＢまたはＣ）の意味で解釈されるべきであり、「Ａの少なくとも１つ、Ｂの少なくとも１つ、およびＣの少なくとも１つの意味で解釈されるべきではない。

【0073】

「原子層堆積」（ＡＬＤ）とは、堆積サイクル、好ましくは複数の連続する堆積サイクルがプロセスチャンバ（すなわち、堆積チャンバ）内で行われる気相堆積プロセスを意味する。典型的には、各サイクル中、前駆体は、堆積表面（すなわち、基板アセンブリ表面、または以前のＡＬＤサイクルからの材料などの以前に堆積された下層表面）に化学吸着され、追加の前駆体と容易に反応しない（すなわち、自己制限反応）単層または準単層を形成する。その後、必要に応じて、化学吸着された前駆体を堆積表面上の所望の材料に変換する際に使用するために、反応剤（すなわち、別の前駆体または反応ガス）がプロセスチャンバに導入され得る。典型的には、この反応剤は、すでに化学吸着された前駆体と反応することが可能である。さらに、パージステップを各サイクル中に利用して、化学吸着された前駆体の変換後にプロセスチャンバから過剰な前駆体を除去し、かつ／またはプロセスチャンバから過剰な反応剤および／もしくは反応副生成物を除去することもできる。

【0074】

「堆積」または「気相堆積」とは、１つまたは複数の金属含有化合物を含む気化した前駆体組成物から金属層が基板の１つまたは複数の表面上に形成されるプロセスを意味する。金属含有化合物は気化され、堆積チャンバ内に載置された基板（すなわち、半導体基板または半導体アセンブリ）の１つまたは複数の表面に向けられ、かつ／または１つまたは複数の表面と接触される。典型的には、基板は加熱される。これらの金属含有化合物は、基板の表面上に不揮発性の薄い均一な金属含有層を形成する。方法の１回の動作は１サイクルであり、所望の金属厚さを得るために必要な回数のサイクルだけプロセスを繰り返すことが可能である。

【0075】

「エッチャント」とは、表面から層、副生成物、または汚染物質などの材料を除去するために使用される任意の化合物を意味する。

【0076】

「水」とは、エッチング対象の基板および基板層を含み得る材料を意味する。いくつかの実施形態では、基板層は、スピンオンカーボン（ＳｏＣ）または他の材料、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などの灰化可能なハードマスクを含む。いくつかの実施形態では、基板層は、基板上に配置された層スタックであってもよい。

【0077】

「フォトパターニングされた金属含有レジスト膜」とは、エッチング対象の基板層上に配置された有機金属含有層を有し得る薄膜を意味する。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジスト膜は、約５ｎｍ～約５０ｎｍ、または約１０ｎｍ～約３０ｎｍの厚さを有し得る。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジスト膜は、上述のように、ＥＵＶスキャナにおけるフォトパターニング後、および／またはＰＥＢ処理後にプロセスチャンバ内に提供され得る。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジスト膜は、非ＥＵＶ露光領域と、ＥＵＶ露光領域とを含む。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジスト膜の非ＥＵＶ露光領域は、プラズマを当てることなく乾式現像化学物質の流れに曝露することによって乾式現像プロセスで除去することができる。乾式現像化学物質は、ハロゲン化水素または水素およびハロゲンガスなどのハロゲン化物含有化学物質を含み得る。現像後に非ＥＵＶ露光領域を除去することによって、レジストマスクが形成される。その後、レジストマスクを使用してエッチング対象の基板層をエッチングし、所望の構造を提供することが可能である。

【0078】

「副生成物」とは、堆積チャンバに送給されるガスの不純物、分解生成物、または汚染物質であり得る任意の化合物を意味する。

【0079】

「送給ライン」とは、ガス（例えば、反応剤および／または前駆体）を搬送または運ぶために利用され得る配管、チューブ、または導管などの任意のプロセス機器を意味する。半導体製造プロセスにおいて、前駆体送給ラインは、前駆体を堆積チャンバに搬送するために使用され得、ステンレス鋼またはニッケル合金から形成され得る。

【0080】

本開示は、一般に、半導体処理の分野に関する。いくつかの態様では、本開示は、ＥＵＶパターニングの場面においてパターニングマスクを形成するために、１）周期的乾式現像プロセスにおいて酸化剤と組み合わせて、または２）洗浄剤と組み合わせてエッチャントを使用してフォトレジスト（例えば、ＥＵＶ感受性金属および／または金属酸化物含有フォトレジスト）を現像するためのプロセスおよび装置を対象とする。そのようなプロセスは、有利には、乾式現像のプロセスウィンドウを広げ、かつ／または異なる金属もしくは金属酸化物ベースのフォトレジストシステムへの乾式現像の適用可能性を拡張することが可能である。

【0081】

本明細書では、本開示の特定の実施形態を詳細に参照する。特定の実施形態の例は、添付の図面に示されている。本開示は、これらの特定の実施形態と併せて説明されるが、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していないことが理解されるであろう。逆に、本開示の精神および範囲内に含まれ得る代替物、修正物、および均等物をカバーすることを意図している。以下の説明では、本開示の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載されている。本開示は、これらの具体的な詳細の一部または全部なしで実践することができる。他の例では、本開示を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作は詳細に説明されていない。

【0082】

半導体処理における薄膜のパターニングは、多くの場合、半導体の製作において重要なステップである。パターニングは、リソグラフィを伴う。１９３ｎｍの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、光子を光子源からマスク上に放出し、そのパターンを感光性フォトレジスト上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を引き起こし、現像後、フォトレジストの特定の部分を除去してパターンを形成する。

【0083】

先端技術ノード（国際半導体技術ロードマップによって定義される）には、２２ｎｍ、１６ｎｍ、およびそれ以降のノードが挙げられる。例えば、１６ｎｍノードでは、ダマシン構造における典型的なビアまたはラインの幅は、典型的には、約３０ｎｍ以下である。先端半導体集積回路（ＩＣ）および他のデバイス上のフィーチャのスケーリングが、リソグラフィを推進して解像度を改善する。

【0084】

極紫外（ＥＵＶ）リソグラフィは、従来のフォトリソグラフィ方法で達成可能なものよりも短い結像源波長に移行することによって、リソグラフィ技術を拡張することができる。約１０～２０ｎｍ、または１１～１４ｎｍの波長、例えば１３．５ｎｍの波長のＥＵＶ光源を、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することが可能である。ＥＵＶ放射線は、石英および水蒸気を含む広範囲の固体および流体材料に強く吸収されるため、真空中で動作する。

【0085】

ＥＵＶリソグラフィは、下層のエッチングに使用するマスクを形成するようにパターニングされた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法によって得られるポリマーベースの化学増幅レジスト（ＣＡＲ）であってもよい。ＣＡＲに代わるものは、オレゴン州コーバリスのＩｎｐｒｉａから入手可能であり、例えば、米国特許出願公開第２０１７／０１０２６１２号、米国特許出願公開第２０１６／０２１６６０号、および米国特許出願公開第２０１６／０１１６８３９号に記載されているものなど、直接フォトパターニング可能な金属酸化物含有膜であり、上記の出願は、少なくともフォトパターニング可能な金属酸化物含有膜の開示について、参照により本明細書に組み込まれる。そのような膜は、スピンオン技法または乾式気相堆積によってもたらされ得る。金属酸化物含有膜は、例えば２０１８年６月１２日に発行され、ＥＵＶ ＰＨＯＴＯＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ ＯＦ ＶＡＰＯＲ－ＤＥＰＯＳＩＴＥＤ ＭＥＴＡＬ ＯＸＩＤＥ－ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳと題する米国特許第９，９９６，００４号、および／または２０１９年５月９日に出願され、ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＥＵＶ ＰＡＴＴＥＲＮＡＢＬＥ ＨＡＲＤ ＭＡＳＫＳと題する出願ＰＣＴ／ＵＳ１９／３１６１８号に記載されている、３０ｎｍ未満のパターニング解像度を提供する真空雰囲気でのＥＵＶ露光によって直接（すなわち、別々のフォトレジストを使用せずに）パターニングすることができ、ＥＵＶレジストマスクを形成するための直接フォトパターニング可能な金属酸化物膜の組成、堆積、およびパターニングに少なくとも関連する上記の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。一般に、パターニングは、ＥＵＶ放射線でＥＵＶレジストを露光してレジストにフォトパターンを形成し、続いて現像してフォトパターンに従ってレジストの一部を除去し、マスクを形成することを伴う。

【0086】

本開示は、ＥＵＶリソグラフィによって例示されるリソグラフィパターニング技法および材料に関するが、他の次世代リソグラフィ技法にも適用可能であることも理解されたい。現在使用および開発されている標準的な１３．５ｎｍのＥＵＶ波長を含むＥＵＶに加えて、そのようなリソグラフィに最も関連する放射線源は、一般に２４８ｎｍまたは１９３ｎｍのエキシマレーザ源の使用を指すＤＵＶ（深ＵＶ）、正式にはＸ線範囲のより低いエネルギー範囲におけるＥＵＶを含むＸ線、ならびに広いエネルギー範囲をカバーすることができるｅビームである。特定の方法は、半導体基板および最終的な半導体デバイスで使用される特定の材料および用途に依存し得る。したがって、本出願で説明される方法は、本技術で使用され得る方法および材料の単なる例示にすぎない。

【0087】

直接フォトパターニング可能なＥＵＶレジストは、有機成分内に混合された金属および／または金属酸化物で構成され得るか、またはそれらを含有し得る。金属／金属酸化物は、ＥＵＶ光子の吸収を強化し、二次電子を生成し、かつ／または下層の膜スタックおよびデバイス層に対して高いエッチング選択性を示すことができるという点で、非常に有望である。今日まで、これらのレジストは湿式（溶剤）手法を使用して現像されており、これにはウエハがトラックに移動する必要があり、そこでウエハは現像溶剤に曝露され、乾燥され、そしてベークされる。湿式現像は生産性を制限するだけでなく、表面張力効果および／または層間剥離によるライン崩壊を引き起こす可能性もある。

【0088】

基板の層間剥離および界面破壊を排除することによってこれらの問題を克服するために、乾式現像技法が提案されている。乾式現像は、性能を改善し（例えば、湿式現像における表面張力によるライン崩壊および層間剥離を防止する）、スループットを向上させることができる（例えば、湿式現像トラックを回避することによって）。他の利点には、有機溶剤現像剤の使用の排除、接着問題に対する感度の低下、線量効率の改善によるＥＵＶ吸収の増加、および溶解度に基づく制限をなくすことが挙げられ得る。乾式現像は、さらなる調節可能性を提供し、さらなる限界寸法（ＣＤ）制御およびスカム除去を行うことも可能である。

【0089】

乾式現像には、非露光レジスト材料とＥＵＶ露光レジスト材料との間のエッチング選択性を含む独自の課題があり、湿式現像と比較した場合、効果的なレジスト露光のためのサイズ要件に対する線量がより高くなる場合がある。最適ではない選択性は、エッチングガス下での長時間の曝露によりＰＲコーナーを丸くしてしまう可能性もあり、これにより次の転写エッチングステップにおけるラインＣＤのばらつきが増加する場合がある。

【0090】

ＥＵＶレジストの現像
本開示の様々な態様によれば、フォトパターニングされた金属含有フォトレジストは、ハロゲン化物含有化学物質に曝露することによって現像される。ＥＵＶ感受性金属または金属酸化物含有膜、例えば、有機スズ酸化物が半導体基板上に配置される。ＥＵＶ感受性金属または金属酸化物含有膜は、真空雰囲気中でのＥＵＶ露光によって直接パターニングされる。次に、現像化学物質を使用してパターンが現像され、レジストマスクを形成する。いくつかの実施形態では、現像化学物質は、乾式現像化学物質である。いくつかの実施形態では、乾式現像化学物質は、水素およびハロゲン化物を含む。そのような乾式現像技法は、水素およびハロゲン化物乾式現像化学物質を流しつつ穏やかなプラズマ（高圧、低電力）または熱プロセスのいずれかを使用しながら行うことができる。本開示は、レジストマスク形成プロセスの一部として金属含有レジストを現像するように構成されたプロセスおよび装置を提供する。

【0091】

金属および／または金属酸化物フォトレジストは、高度なフォトリソグラフィにとって魅力的な材料候補である。より高い解像度、高いエッチング選択性、およびより低い線量で機能するそれらの能力により、光吸着の強化および二次電子の生成が可能になる。ＥＵＶ露光後、従来通り、湿式現像が望ましくない材料を除去するために適用される。しかし、このプロセスは、表面張力によって引き起こされる界面破壊および／またはライン崩壊による欠陥の増加につながる可能性がある。

【0092】

乾式現像が、基板の層間剥離および界面破壊を排除することによってこれらの問題を克服するのに役立つ。しかし、フォトレジストの望ましくない非露光部分の完全な除去は、乾式現像の揮発性で安定した副生成物の生成に依存する。乾式現像からの副生成物の揮発性および安定性は、金属および／または金属酸化物フォトレジスト系で利用される有機配位子によって影響を受ける可能性がある。場合によっては、副生成物は不揮発性であるか、または揮発性であるが不安定である。副生成物が揮発性であるが不安定である場合、副生成物はさらに分解して不揮発性種になることがある。不揮発性副生成物はエッチストップおよび不完全な現像をもたらし、高い表面粗さおよび欠陥形成のリスクを増大させる。

【0093】

任意選択の塗布後ベーク（ＰＡＢ）が、ＥＵＶパターン化可能な膜の堆積後、およびＥＵＶ露光前に実施される。ＰＡＢ処理は、ＥＵＶパターン化可能な膜のＥＵＶ感度を増加させるために熱処理、化学物質への曝露、および水分の組み合わせを伴うことができ、それによってＥＵＶ線量を低減してＥＵＶパターン化可能な膜にパターンを現像する。ＰＡＢ処理温度は、ＥＵＶパターン化可能な膜の感度を増加させるために調節および最適化することができる。例えば、処理温度は、約９０℃～約２００℃、または約１５０℃～約１９０℃であってもよい。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において、約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間にわたって行うことができる。いくつかの実施形態では、ＰＡＢ処理は、約１００℃～２００℃の温度で約１分～２分にわたって行われる。

【0094】

金属含有ＥＵＶレジスト膜は、ＥＵＶ放射線に曝露されてパターンを現像する。一般的に言えば、ＥＵＶ露光は、金属含有ＥＵＶレジスト膜における化学組成および架橋の変化を引き起こし、その後の現像に利用することができるエッチング選択性のコントラストをもたらす。

【0095】

次に、金属含有ＥＵＶレジスト膜は、典型的には比較的高真空下で、膜の領域をＥＵＶ光に露光することによってパターニングされ得る。本明細書で有用なＥＵＶデバイスおよびイメージング方法には、当技術分野で知られている方法が挙げられる。特に、上述のように、膜の露光エリアは、非露光エリアと比較して物理的または化学的性質が変化したＥＵＶパターニングにより形成される。例えば、露光エリアでは、金属－炭素結合の開裂は、ベータ水素化物の脱離により起こる場合があり、これにより後続の露光後ベーク（ＰＥＢ）ステップ中に金属－酸素ブリッジを介して水酸化物および架橋金属酸化物部分に変換することができる反応性およびアクセス可能な金属水素化物官能基が残される。このプロセスを使用して、ネガ型レジストとして現像するための化学的コントラストを形成することができる。一般に、アルキル基中のベータＨの数が多いほど、膜の感度がより高くなる。これは、より多くの分岐を伴う弱いＳｎ－Ｃ結合として説明することも可能である。露光に続いて、金属含有ＥＵＶレジスト膜をベークすることで、金属酸化物膜のさらなる架橋を生じさせることができる。露光エリアと非露光エリアとの間の性質の違いは、非露光エリアを溶解する、または露光エリアに材料を堆積するなど、後続の処理で利用され得る。例えば、乾式方法を使用してパターンを現像し、金属酸化物含有マスクを形成することができる。

【0096】

特に、様々な実施形態において、表面上に存在するヒドロカルビル末端酸化スズは、特に露光がＥＵＶを使用して真空中で実施される場合、イメージング層の露光領域において水素末端酸化スズに変換される。しかし、露出したイメージング層を真空から空気中に除去すること、または酸素、オゾン、Ｈ₂Ｏ₂、もしくは水を制御して導入することにより、表面Ｓｎ－ＨがＳｎ－ＯＨに酸化する可能性がある。露光領域と非露光領域との間の性質の違いは、例えば照射領域、非照射領域、またはその両方を１つまたは複数の試薬と反応させ、材料をイメージング層に選択的に追加するか、またはイメージング層から材料を除去することによって後続の処理で利用され得る。

【0097】

本技術の機構、機能、または有用性を限定することなく、例えば、１０ｍＪ／ｃｍ²～１００ｍＪ／ｃｍ²の線量でのＥＵＶ露光は、Ｓｎ－Ｃ結合の開裂をもたらし、これによりアルキル置換基が失われ、立体障害が軽減され、したがって低密度膜が崩壊することを可能にする。加えて、ベータ水素化物脱離反応で生成された反応性金属－Ｈ結合は、膜中のヒドロキシルなどの隣接する活性基と反応することができ、これはさらなる架橋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形成することができる。

【0098】

金属含有ＥＵＶレジスト膜をＥＵＶ光に露光した後、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストが提供される。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、ＥＵＶ露光領域およびＥＵＶ非露光領域を含む。

【0099】

任意選択の露光後ベーク（ＰＥＢ）が、フォトパターニングされた金属含有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高めるために実施される。フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、ＥＵＶ露光領域の架橋を促進するために様々な化学種の存在下で熱処理することができ、または例えば１５０℃～２５０℃で１～５分間（例えば、１９０℃で２分間）、周囲空気中のホットプレート上で単にベークすることが可能である。

【0100】

様々な実施形態において、ベーク戦略は、ベーク雰囲気の慎重な制御、反応性ガスの導入、および／またはベーク温度の上昇速度の慎重な制御を伴う。有用な反応性ガスの例には、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、またはそれらの混合物が挙げられる。ＰＥＢ処理は、（１）ＥＵＶ露光中に生成される有機フラグメントの完全な蒸発を駆動し、（２）ＥＵＶ露光によって生成された任意のＳｎ－Ｈ、Ｓｎ－Ｓｎ、またはＳｎラジカル種を金属水酸化物に酸化し、（３）隣接するＳｎ－ＯＨ基間の架橋を促進し、より高密度に架橋されたＳｎＯ₂様ネットワークを形成するように設計されている。ベーク温度は、最適なＥＵＶリソグラフィ性能を達成するために慎重に選択される。ＰＥＢ温度が低すぎると架橋が不十分になり、その結果、所与の線量での現像についての化学的コントラストが低下する場合がある。ＰＥＢ温度が高すぎると、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された膜の現像によって除去される領域）における激しい酸化および膜の収縮、ならびにフォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストと下層との間の界面における望ましくない相互拡散などの悪影響も生じる可能性があり、その両方が不溶性スカムによる化学的コントラストの損失および欠陥密度の増加に寄与する場合がある。ＰＥＢ処理温度は、約１００℃～約３００℃、約１７０℃～約２９０℃、または約２００℃～約２４０℃であり得る。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において、約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間にわたって行うことができる。いくつかの実施形態では、ＰＥＢ熱処理は、エッチング選択性をさらに高めるために繰り返すことができる。

【0101】

フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストが現像され、レジストマスクを形成する。様々な実施形態において、露光領域が除去される（ポジ型）か、非露光領域が除去される（ネガ型）。いくつかの実施形態では、現像は、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストの露光領域または非露光領域のいずれかへの選択的堆積と、それに続くエッチング動作とを含み得る。様々な実施形態において、これらのプロセスは、乾式プロセスであっても湿式プロセスであってもよい。現像は、いくつかの実施形態ではプラズマを当てることなく行うことができる。または、現像は、リモートプラズマ源内で活性化される、またはリモートＵＶ放射線への曝露によって活性化される水素およびハロゲン化物（例えば、Ｈ₂、Ｃｌ₂、および／またはＢｒ₂）の流れにより行われてもよい。現像用のフォトレジストは、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、およびゲルマニウムからなる群から選択される要素を含み得る。要素は、高いパターニング放射線吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態では、要素は、高いＥＵＶ吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態では、金属含有ＥＵＶレジストは、３０％を超える全体の吸収率を有することができる。全乾式リソグラフィプロセスにおいては、これによりＥＵＶ光子をより効率的に利用することができ、より厚く、かつよりＥＵＶ不透明なレジストの現像が可能になる。

【0102】

現像プロセスの例は、有機スズ酸化物含有ＥＵＶ感受性フォトレジスト薄膜（例えば、厚さ１０～３０ｎｍ、例えば２０ｎｍ）をＥＵＶ露光線量および露光後ベークに供し、その後現像することを伴う。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の気相反応に基づいて堆積されてもよく、または有機マトリッ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。

【0103】

フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、現像化学物質に曝露することによって現像され、現像化学物質は、ハロゲン化物含有化学物質である。いくつかの実施形態では、現像化学物質は、水素およびハロゲン化物、例えばハロゲン化水素（例えば、ＨＢｒまたはＨＣｌ）または水素およびハロゲンガス（例えば、Ｈ₂およびＣｌ₂）を含む。いくつかの実施形態では、現像化学物質は、ハロゲン化水素、水素およびハロゲンガス、三塩化ホウ素、またはそれらの組み合わせを含む。ＥＵＶレジストの現像は、ハロゲン化物含有化学物質を使用する湿式現像、またはハロゲン化水素含有化学物質を使用する乾式現像によって行うことができる。ＥＵＶレジストが湿式現像を使用して現像される実施形態では、湿式現像は、金属含有ＥＵＶレジスト膜の湿式堆積（例えば、スピンオン堆積）などの他の湿式処理動作と組み合わせることが可能である。あるいは、湿式現像は、金属含有ＥＵＶレジスト膜の気相堆積（例えば、ＣＶＤ）などの他の乾式処理動作と組み合わされてもよい。ＥＵＶレジストが乾式現像を使用して現像される実施形態では、乾式現像は、金属含有ＥＵＶレジスト膜の乾式堆積（例えば、ＣＶＤ）などの他の乾式処理動作と組み合わせることが可能である。ＥＵＶレジストが乾式現像を使用して現像される代替の実施形態では、乾式現像は、金属含有ＥＵＶレジスト膜の湿式堆積（例えば、スピンオン堆積）などの他の湿式処理動作と組み合わされてもよい。

【0104】

いくつかの実施形態では、半導体基板の処理は、気相堆積による膜形成、ＥＵＶリソグラフィパターニング、および乾式現像を含むすべての乾式ステップを組み合わせてもよい。実際、プロセス１００の動作１０２～１１２の各々は、乾式処理動作であってもよい。そのような処理動作は、湿式現像などの湿式処理動作に関連する材料コストおよび生産コストを回避することができる。乾式処理は、さらなる調節可能性を提供し、さらなる限界寸法（ＣＤ）制御およびスカム除去を可能にすることができる。湿式処理は、一般に、水分および／または酸素を伴い、スカムの形成をより容易に引き起こす。湿式現像は溶解度およびクラスタサイズによって限定されるが、乾式現像は溶解度およびクラスタサイズによって限定されない。湿式現像は、乾式現像が回避するパターン崩壊および層間剥離の問題をより起こしやすい。加えて、全乾式処理動作を用いることにより、周囲空気または周囲空気に含まれる微量汚染物質への曝露、およびそれらによる汚染なしに、相互接続された真空処理チャンバ内での統合を容易にすることができる。例えば、露光領域がさらなる架橋を受けるＰＥＢ熱処理は、現像と同じチャンバ内で行われてもよいが、ＰＥＢ熱処理は別のチャンバで実施されてもよいことが理解されるであろう。

【0105】

現像プロセスは、液相または気相で現像化学物質を送給することによって行うことができる。いくつかの実施形態では、乾式現像プロセスは、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩなどのハロゲン化水素含有乾式現像化学物質を流しつつ穏やかなプラズマ（高圧、低電力）または熱プロセスのいずれかを使用することによって行うことができる。例えば、乾式現像は、ＨＣｌまたはＨＢｒなどの乾式現像化学物質を使用する熱プロセスで実行することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化水素含有化学物質は、非露光材料を迅速に除去することができ、プラズマベースのエッチングプロセス、例えば従来のエッチングプロセスによって下層に転写することができる露出膜のパターンを残す。

【0106】

熱現像プロセスでは、基板は、プロセスチャンバ（例えば、オーブン）内で現像化学物質（例えば、ルイス酸）に曝露される。いくつかの実施形態では、真空ラインが圧力制御のためにプロセスチャンバに結合され、現像化学物質ラインが現像化学物質をプロセスチャンバに送給するためにプロセスチャンバに結合されてもよい。プロセスチャンバは、基板温度制御のためにプロセスチャンバ内の基板支持体に結合されたヒータなど、温度制御のための１つまたは複数のヒータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ内部は、有機ポリマーまたは無機コーティングなどの耐食性膜でコーティングすることができる。１つのそのようなコーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ １Ｍである。そのような材料は、プラズマ曝露による除去のリスクなしに本開示の熱プロセスで使用することが可能である。

【0107】

熱現像プロセスでは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性が最適化された温度で現像化学物質に曝露される。温度が低いとエッチング選択性におけるコントラストが増加し、温度が高いとエッチング選択性におけるコントラストが減少し得る。いくつかの実施形態では、温度は、約－６０℃～約１２０℃、約－２０℃～約６０℃、または約－２０℃～約２０℃、例えば約－１０℃であってもよい。チャンバ圧力は調節することが可能であり、チャンバ圧力は、現像中の露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性に影響を与えることがある。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は比較的低く、希釈を伴わない場合があり、チャンバ圧力は、約０．１ｍＴｏｒｒ～約３００ｍＴｏｒｒ、約０．２ｍＴｏｒｒ～約１００ｍＴｏｒｒ、または約０．５ｍＴｏｒｒ～約５０ｍＴｏｒｒであってもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は、約２０ｍＴｏｒｒ～約８００ｍＴｏｒｒ、または約２０ｍＴｏｒｒ～約５００ｍＴｏｒｒ、例えば約３００ｍＴｏｒｒであってもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は高流量で比較的高く、希釈を伴う場合があり、チャンバ圧力は、約１００Ｔｏｒｒ～約７６０Ｔｏｒｒ、または約２００Ｔｏｒｒ～約７６０Ｔｏｒｒであってもよい。反応剤の流量は調節することが可能であり、反応剤の流れは、現像中の露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性に影響を与えることがある。いくつかの実施形態では、反応剤の流れは、約５０ｓｃｃｍ～約２０００ｓｃｃｍ、約１００ｓｃｃｍ～約２０００ｓｃｃｍ、または約１００ｓｃｃｍ～約１０００ｓｃｃｍ、例えば約５００ｓｃｃｍであってもよい。高流量の場合、反応剤の流れは、約１Ｌ～約１０Ｌであってもよい。露光の持続時間は、熱現像プロセスで調節することが可能である。露光の持続時間は、要因の中でもとりわけ、除去することが望ましいレジストの量、現像化学物質、レジストにおける架橋量、ならびにレジストの組成および性質に依存し得る。いくつかの実施形態では、露光の持続時間は、約５秒～約５分、約１０秒～約３分、または約１０秒～約１分であってもよい。

【0108】

熱現像プロセスは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを気相または液相中の特定のハロゲン化物含有化学物質に曝露することができる。いくつかの実施形態では、現像化学物質には、ハロゲン化水素、水素およびハロゲンガス、三塩化ホウ素、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの混合物が挙げられる。ハロゲン化水素は、限定はしないが、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、およびＨＩを含むことができる。例えば、ハロゲン化水素は、ＨＣｌまたはＨＢｒとすることができる。水素およびハロゲンガスは、限定はしないが、Ｆ₂、Ｃｌ₂、Ｂｒ₂、またはＩ₂と混合された水素ガス（Ｈ₂）を含むことができる。三塩化ホウ素（ＢＣｌ₃）を使用して、前述のハロゲン化水素または水素およびハロゲンガスのいずれかと組み合わせてもよい。有機ハロゲン化物は、限定はしないが、Ｃ_xＨ_yＦ_z、Ｃ_xＨ_yＣｌ_z、Ｃ_xＨ_yＢｒ_z、およびＣ_xＨ_yＩ_zを含むことができ、ｘ、ｙ、およびｚは、０以上の値である。ハロゲン化アシルは、限定はしないが、ＣＨ₃ＣＯＦ、ＣＨ₃ＣＯＣｌ、ＣＨ₃ＣＯＢｒ、およびＣＨ₃ＣＯＩを含むことができる。ハロゲン化カルボニルは、限定はしないが、ＣＯＦ₂、ＣＯＣｌ₂、ＣＯＢｒ₂、およびＣＯＩ₂を含むことができる。ハロゲン化チオニルは、限定はしないが、ＳＯＦ₂、ＳＯＣｌ₂、ＳｏＢｒ₂、およびＳＯＩ₂を含むことができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有化学物質は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、およびＮ₂などの不活性ガス／キャリアガスの有無にかかわらず流すことが可能である。

【0109】

半導体デバイスの形成において、様々な層が選択的にエッチングされ得る。原子層エッチングを使用して、高い選択性のエッチングを提供することが可能である。原子層エッチング（ＡＬＥ）では、循環プロセスが提供される。循環プロセスは、エッチング層の一部を修正する第１のステップと、エッチング層の修正された部分を除去する第２のステップとを有し得る。そのようなＡＬＥは、自己制限プロセスを使用してエッチング層の一部を修正することができる。自己制限プロセスは、自己制限層を形成するエッチング層のいくつかの単層を修正することが可能である。そのような場合、エッチング層の修正された部分の除去は、わずかな数だけエッチング層の原子層を除去し得る。結果として、エッチング層の実質的な部分をエッチングするために多くのサイクルが必要となる。各サイクルは、長さが１２秒を超える場合がある。結果として、ＡＬＥプロセスは、エッチング層の実質的な部分をエッチングするために長い時間がかかる可能性がある。

【0110】

アモルファスカーボンなどの炭素含有エッチング層をエッチングするために使用されるＡＬＥプロセスは、低バイアス電圧を使用する。そのようなプロセスでは、より高いバイアスによって引き起こされるスパッタリングを防止または低減しながらＡＬＥを行うために、低バイアス電圧を数秒間にわたって印加することができる。低バイアスを使用するこのようなプロセスに対する欠点のいくつかは、そのようなＡＬＥプロセスが遅く、ＡＬＥプロセスについての低バイアス下のイオンの指向性が高くないことである。イオンの指向性が高くないため、得られるフィーチャは高さ対幅のアスペクト比が高くない。

【0111】

原子層エッチングプロセスは、２０２０年２月１８日に発行されたＫａｎａｒｉｋによる「Ｄｅｓｉｇｎｅｒ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ」と題する米国特許第１０，５６６，２１２号、２０２０年９月１日に発行されたＹａｎｇらによる「Ｈｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ」と題する米国特許第１０，７６３，０８３号、２０２１年１月２日に公開されたＹａｎｇらによる「Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ ａｎｄ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ ｏｆ Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ Ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ Ｏｔｈｅｒ Ｈｉｇｈ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｂｉｎｄｉｎｇ Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ」と題する米国特許出願公開第２０２１／０００５４２５号、２０２０年１１月５日に公開されたＹａｎｇらによる「Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈｉｎｇ ｆｏｒ Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｅｔｃｈ」と題する国際公開第２０２０／２２３１５２号、および２０２２年３月２２日に出願された「Ｆａｓｔ Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｅｔｃｈ」と題する米国仮特許出願番号第６３／３２２，５３５号に記載されており、これらはすべて、あらゆる目的のために参照により組み込まれる。

【0112】

熱現像プロセスは、プラズマなしで行うことが可能である。非プラズマの熱手法を適用することによって、複数のウエハを低コストの熱真空チャンバ／オーブン内で同時にバッチ現像することができるため、生産性を大幅に改善することができる。しかし、いくつかの実施形態では、熱現像プロセスの後にプラズマへの曝露が続く場合がある。後続のプラズマへの曝露は、脱着、デスカム、平滑化、または他の処理動作のために行われてもよい。

【0113】

プラズマ現像プロセスでは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、１つまたは複数のガスのラジカル／イオンを含む現像化学物質に曝露される。半導体基板を処理するためのプロセスチャンバは、プラズマ生成チャンバであってもよいし、プロセスチャンバから離れたプラズマ生成チャンバに結合されてもよい。いくつかの実施形態では、乾式現像がリモートプラズマによって行われてもよい。プラズマ生成チャンバは、当技術分野で知られている機器および技法を用いる、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタ、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）リアクタ、または容量結合プラズマ（ＣＣＰ）リアクタであってもよい。電磁場が１つまたは複数のガスに対して作用し、プラズマ生成チャンバ内にプラズマを発生させる。リモートプラズマからのイオンおよび／またはラジカルは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストと相互作用し得る。いくつかの実施形態では、真空ラインが圧力制御のためにプロセスチャンバに結合され、現像化学物質ラインが１つまたは複数のガスをプラズマ生成チャンバに送給するためにプラズマ生成チャンバに結合されてもよい。プロセスチャンバは、基板温度制御のためにプロセスチャンバ内の基板支持体に結合されたヒータなど、温度制御のための１つまたは複数のヒータを含んでもよい。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内部は、有機ポリマーまたは無機コーティングなどの耐食性膜でコーティングすることができる。１つのそのようなコーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ １Ｍである。そのような材料は、プラズマ曝露による除去のリスクなしに本開示の熱プロセスで使用することが可能である。

【0114】

プラズマ現像プロセスでは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストは、露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性が最適化された条件下でリモートプラズマに曝露される。条件は、穏やかなプラズマを生成するために最適化することができ、穏やかなプラズマは、高圧および低電力によって特徴付けられ得る。チャンバ圧力は調節することが可能であり、チャンバ圧力は、現像中の露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性に影響を与えることがある。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は、約５ｍＴｏｒｒ以上、または約１５ｍＴｏｒｒ以上であってもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は高流量で比較的高く、希釈を伴う場合があり、チャンバ圧力は、約１００Ｔｏｒｒ～約７６０Ｔｏｒｒ、または約２００Ｔｏｒｒ～約７６０Ｔｏｒｒであってもよい。ＲＦ電力レベルは調節することが可能であり、ＲＦ電力は、エッチング選択性、粗さ、デスカム、および現像の他の特性に影響を及ぼすことがある。いくつかの実施形態では、ＲＦ電力は、約１０００Ｗ以下、約８００Ｗ以下、または約５００Ｗ以下であってもよい。温度は調節することが可能であり、温度は、エッチング選択性などの現像の様々な側面に影響を与えることがある。いくつかの実施形態では、温度は、約－６０℃～約３００℃、約０℃～約３００℃、または約３０℃～約１２０℃であってもよい。ガス流量は調節することが可能であり、ガス流は、現像中の露光領域と非露光領域との間のエッチング選択性に影響を与えることがある。いくつかの実施形態では、ガス流量は、約５０ｓｃｃｍ～約２０００ｓｃｃｍ、約１００ｓｃｃｍ～約２０００ｓｃｃｍ、または約２００ｓｃｃｍ～約１０００ｓｃｃｍ、例えば約５００ｓｃｃｍである。露光の持続時間は、プラズマ現像プロセスで調節することが可能である。露光の持続時間は、要因の中でもとりわけ、除去することが望ましいレジストの量、現像化学物質、レジストにおける架橋量、ならびにレジストの組成および性質に依存し得る。いくつかの実施形態では、露光の持続時間は、約１秒～約５０分、約３秒～約２０分、または約１０秒～約６分であってもよい。

【0115】

プラズマ現像プロセスは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを特定のハロゲン化物含有ガスのラジカルに曝露することができる。いくつかの実施形態では、ラジカルは、リモートプラズマ源から生成される。例えば、プラズマ現像は、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストをリモートプラズマ源から生成された水素およびハロゲン化物ガスのラジカルに曝露することができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有ガスには、ハロゲン化水素、水素およびハロゲンガス、三塩化ホウ素、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの混合物が挙げられる。ハロゲン化水素は、限定はしないが、フッ化水素（ＨＦ）、塩化水素（ＨＣｌ）、臭化水素（ＨＢｒ）、およびヨウ化水素（ＨＩ）を含むことができる。例えば、ハロゲン化水素は、ＨＣｌまたはＨＢｒであってもよい。水素およびハロゲンガスは、限定はしないが、フッ素ガス（Ｆ₂）、塩素ガス（Ｃｌ₂）、臭素ガス（Ｂｒ₂）、またはヨウ素ガス（Ｉ₂）と混合された水素ガス（Ｈ₂）を含むことができる。有機ハロゲン化物は、限定はしないが、Ｃ_xＨ_yＦ_z、Ｃ_xＨ_yＣｌ_z、Ｃ_xＨ_yＢｒ_z、およびＣ_xＨ_yＩ_zを含むことができ、ｘ、ｙ、およびｚは、０以上の値である。ハロゲン化アシルは、限定はしないが、ＣＨ₃ＣＯＦ、ＣＨ₃ＣＯＣｌ、ＣＨ₃ＣＯＢｒ、およびＣＨ₃ＣＯＩを含むことができる。ハロゲン化カルボニルは、限定はしないが、ＣＯＦ₂、ＣＯＣｌ₂、ＣＯＢｒ₂、およびＣＯＩ₂を含むことができる。ハロゲン化チオニルは、限定はしないが、ＳＯＦ₂、ＳＯＣｌ₂、ＳｏＢｒ₂、およびＳＯＩ₂を含むことができる。いくつかの実施形態では、ハロゲン化物含有ガスは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、およびＮ₂などの不活性ガス／キャリアガスの有無にかかわらず流すことが可能である。

【0116】

プラズマ活性化に加えて、またはプラズマ活性化に代えて、乾式現像プロセスにおける１つまたは複数のガスの活性化は、光活性化によって発生し得る。いくつかの実施形態では、光活性化は、紫外（ＵＶ）放射線への曝露によって達成することができる。例えば、プロセスチャンバは、ＵＶ放射線を生成するように構成されたＵＶランプなどのランプを含んでもよい。１つまたは複数のガスをＵＶ放射線に曝露することにより、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストの乾式現像に使用することができる１つまたは複数のガスのラジカルを生成することができる。ＵＶ放射線への１つまたは複数のガスの曝露は、フォトパターニングされたレジストをＵＶ放射線に曝露することなく行うことができる。言い換えれば、フォトパターニングされたレジストは、ＵＶランプからは見えない。したがって、ＵＶランプは、プロセスチャンバから離れていてもよいし、フォトパターニングされたレジストがＵＶ放射線に曝露されることを回避するように位置決めされてもよい。

【0117】

熱現像、プラズマ現像、および光活性化現像の前述の方法は、互いに組み合わせてもよいことが理解されるであろう。そのような現像方法は、同時にまたは順次適用することができる。現像方法は、液相または気相で乾式現像化学物質を流しながら適用することができ、この場合、乾式現像化学物質は、式Ｒ_xＺ_yの化合物を含むことができ、Ｒ＝Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃ、Ｓ、ＳＯであり、ｘ＞０、Ｚ＝Ｃｌ、Ｈ、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₄、およびｙ＞０である。現像はポジ型またはネガ型をもたらし得、Ｒ_xＺ_y種が非露光材料または露光材料のいずれかを選択的に除去し、マスクとして露光または非露光の対応物を残す。

【0118】

上述のように、乾式現像中のエッチング選択性は、調節可能なプロセス条件の中でもとりわけ、温度、圧力、ガス流、ガス組成、およびプラズマ電力などのプロセス条件を制御することによって調節可能である。単一のステップまたは複数のステップでエッチング選択性を調節することにより、所望のパターニングされた特性を達成することができる。いくつかの実施形態では、乾式現像中のエッチング選択性は１つまたは複数のステップにわたって調節され、これによりＥＵＶレジストプロファイルに影響を与える。より具体的には、ＥＵＶレジストプロファイルにおけるテーパ量または凹角は、１つまたは複数のステップにわたって異なるエッチング選択性の現像化学物質を適用することによって制御することができる。デスカム、フォトレジスト再加工、硬化、平滑化、および洗浄動作もまた、調節可能なエッチング選択性に従って調節することが可能である。

【0119】

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および現像するための例示的な方法のフロー図を示す。プロセス１００の動作は、異なる順序で、および／または異なる、より少ない、もしくは追加の数の動作で実施されてもよい。プロセス１００の１つまたは複数の動作は、図７～図１０のいずれか１つに記載された装置を使用して実施することができる。いくつかの実施形態では、プロセス１００の動作は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアに従って実装されてもよい。

【0120】

プロセス１００の動作１０２において、フォトパターニングされた金属含有レジストが設けられる。レジストは、気相堆積プロセスなどの乾式堆積プロセスによって、またはスピンオン堆積プロセスなどの湿式プロセスによって堆積され得る。

【0121】

フォトレジストは、金属含有ＥＵＶレジストであってもよい。ＥＵＶ感受性金属または金属酸化物含有膜は、湿式（例えば、スピンオン）または乾式（例えば、ＣＶＤ）堆積技法を含む任意の適切な技法によって半導体基板上に堆積され得る。例えば、記載のプロセスは、有機スズ酸化物に基づくＥＵＶフォトレジスト組成について実証されており、市販のスピンコート可能な配合物と、以下でさらに説明される乾式真空堆積技法を使用して適用される配合物の両方に適用可能である。

【0122】

半導体基板は、フォトリソグラフィ処理、特に集積回路および他の半導体デバイスの生産に適した任意の材料構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、半導体基板は、ケイ素ウエハである。半導体基板は、不規則な表面トポグラフィを有するフィーチャ（「下層フィーチャ」）がその上に形成されたケイ素ウエハであってもよい。本明細書で言及される場合、「表面」は、本開示の膜が堆積される表面、または処理中にＥＵＶに露光される表面である。下層フィーチャは、本開示の方法を行う前の処理中、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み得る。そのような事前処理には、本開示の方法、または２つ以上のフィーチャの層が基板上に形成される反復プロセスにおける他の処理方法が挙げられ得る。

【0123】

ＥＵＶ感受性薄膜を半導体基板上に堆積することができ、そのような膜は、その後のＥＵＶリソグラフィおよび処理のためのレジストとして動作可能である。そのようなＥＵＶ感受性薄膜は、ＥＵＶに露光されると、低密度のＭ－ＯＨ富化材料中の金属原子に結合した嵩高いペンダント置換基の喪失などの変化を受け、より高密度のＭ－Ｏ－Ｍ結合金属酸化物材料への架橋を可能にする材料を含む。ＥＵＶパターニングを通じて、非露光エリアと比較して物理的または化学的性質が変化した膜のエリアが形成される。これらの性質は、非露光エリアもしくは露光エリアのいずれかを溶解するため、または露光エリアもしくは非露光エリアのいずれかに材料を選択的に堆積するためなど、後続の処理で利用することができる。いくつかの実施形態では、非露光膜は、そのような後続の処理が実施される条件下で露光膜よりも疎水性の高い表面を有する。例えば、材料の除去は、膜の化学組成、密度、および架橋の違いを利用することによって実施されてもよい。除去は、以下でさらに説明されるように、湿式処理または乾式処理によって行うことができる。

【0124】

薄膜は、様々な実施形態において、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剤の気相反応で作製され得る。様々な実施形態において、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基を有する有機金属前駆体の特定の組み合わせを逆反応剤と混合し、気相中で混合物を重合させることにより形成され、半導体基板上に堆積する低密度のＥＵＶ感受性材料を発生させる。

【0125】

様々な実施形態において、有機金属前駆体は、気相反応に耐えることができる各金属原子上に少なくとも１つのアルキル基を含むが、金属原子に配位した他の配位子またはイオンは逆反応剤によって置換され得る。有機金属前駆体は、以下の式の有機金属前駆体を含む：
Ｍ_aＲ_bＬ_c
（式１）
式中、Ｍは、高いパターニング放射線吸収断面を有する要素であり、Ｒは、Ｃ_nＨ_2n+1などのアルキルであり、好ましくはｎ≧２であり、Ｌは、逆反応剤と反応する配位子、イオン、または他の部分であり、ａ≧１、ｂ≧１、およびｃ≧１である。

【0126】

様々な実施形態において、Ｍは、１×１０⁷ｃｍ²／モル以上の原子吸収断面を有する。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、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、Ｍは、スズである。Ｒは、例えば、式Ｃ_nＦ_xＨ_（2n+1）を有するようにフッ素化されてもよい。様々な実施形態において、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、およびそれらの混合物からなる群から選択され得る。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、カルボキシレート、ハロゲン、およびそれらの混合物からなる群から選択される部分など、逆反応剤によって容易に置換されてＭ－ＯＨ部分を生成する任意の部分であってもよい。

【0127】

有機金属前駆体は、多種多様な候補金属有機前駆体のいずれかであってもよい。例えば、Ｍがスズである場合、そ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、および類似のアルキル（トリス）（ｔ－ブトキシ）スズ化合物、例えばｔ－ブチルトリス（ｔ－ブトキシ）スズが挙げられる。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る。

【0128】

逆反応剤は、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ために、反応性部分、配位子、またはイオン（例えば、上記の式１のＬ）を置換する能力を有する。逆反応剤には、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、および他のヒドロキシル部分の源が挙げられ得る。様々な実施形態において、逆反応剤は、隣接する金属原子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。他の潜在的な逆反応剤には、硫黄ブリッジを介して金属原子を架橋することができる硫化水素および二硫化水素が挙げられる。

【0129】

薄膜は、有機金属前駆体および逆反応剤に加えて任意選択の材料を含み、ＥＵＶに対する膜の感度を修正する、または耐エッチング性を強化するなど、膜の化学的もしくは物理的性質を修正することができる。そのような任意選択の材料は、半導体基板上への堆積前、薄膜の堆積後、またはその両方における気相形成中のドーピングなどによって導入されてもよい。いくつかの実施形態では、穏やかなリモートＨ₂プラズマを導入することで一部のＳｎ－Ｌ結合をＳｎ－Ｈで置換することができ、これによりＥＵＶ下でのレジストの反応性を高めることができる。

【0130】

様々な実施形態において、ＥＵＶパターニング可能な膜は、当技術分野で知られている気相堆積機器およびプロセスを使用して作製され、半導体基板上に堆積される。そのようなプロセスでは、重合有機金属材料が気相で、または半導体基板の表面上にｉｎ ｓｉｔｕで形成される。適切なプロセスには、例えば、化学気相堆積（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、ならびにＣＶＤ成分を用いたＡＬＤ、例えば金属前駆体および逆反応剤が時間または空間のいずれかで分離される不連続なＡＬＤ様プロセスが挙げられる。

【0131】

一般に、方法は、有機金属前駆体の蒸気流を逆反応剤の蒸気流と混合して重合有機金属材料を形成することと、有機金属材料を半導体基板の表面上に堆積することとを含む。いくつかの実施形態では、複数の有機金属前駆体が蒸気流に含まれる。いくつかの実施形態では、複数の逆反応剤が蒸気流に含まれる。当業者には理解されるように、プロセスの混合および堆積の態様は、実質的に連続したプロセスにおいて同時に行うことが可能である。

【0132】

例示的な連続ＣＶＤプロセスでは、別々の入口経路において、有機金属前駆体および逆反応剤の源の２つ以上のガス流がＣＶＤ装置の堆積チャンバに導入され、そこでそれらが混合して気相中で反応し、（例えば、金属－酸素－金属結合形成を介して）凝集ポリマー材料を形成する。ガス流は、例えば、別々の注入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することができる。装置は、有機金属前駆体および逆反応剤の流れがチャンバ内で混合され、それにより有機金属前駆体および逆反応剤が反応して重合有機金属材料を形成することが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の生成物は、金属原子が逆反応剤によって架橋されるにつれて分子量が重くなり、次いで凝縮されるか、場合によっては半導体基板上に堆積されると考えられている。様々な実施形態において、嵩高いアルキル基の立体障害は、高密度に充填されたネットワークの形成を防止し、滑らかで非晶質の低密度膜を発生させる。

【0133】

ＣＶＤプロセスは、一般に、１０ミリＴｏｒｒ～１０Ｔｏｒｒなどの減圧で行われる。いくつかの実施形態では、プロセスは、０．５～２Ｔｏｒｒで行われる。いくつかの実施形態では、半導体基板の温度は、反応剤の流れの温度以下である。例えば、基板温度は、０℃～２５０℃、または周囲温度（例えば、２３℃）～１５０℃であり得る。様々なプロセスにおいて、基板上への重合有機金属材料の堆積は、表面温度に反比例する速度で発生する。

【0134】

いくつかの実施形態では、ＥＵＶパターニング可能な膜は、当技術分野で知られている湿式堆積機器およびプロセスを使用して作製され、半導体基板上に堆積される。例えば、有機金属材料は、半導体基板の表面上にスピンコーティングによって形成される。

【0135】

半導体基板の表面上に形成されたＥＵＶパターニング可能な膜の厚さは、表面特性、使用される材料、および処理条件に従って変化し得る。様々な実施形態において、膜厚は、０．５ｎｍ～１００ｎｍの範囲であり得、ＥＵＶパターニングの条件下でＥＵＶ光の大部分を吸収するのに十分な厚さであり得る。ＥＵＶパターニング可能な膜は、３０％以上の吸収に対応することができ、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光子が大幅に少なくなる。ＥＵＶ吸収が高いと、ＥＵＶ露光膜の底部と比較して、ＥＵＶ露光膜の上部付近での架橋および緻密化が多くなる。架橋が不十分である場合、湿式現像ではレジストがリフトオフまたは崩壊しやすくなる可能性があるが、乾式現像ではそのようなリスクは存在しない。全乾式リソグラフィ手法は、より不透明なレジスト膜によるＥＵＶ光子のより効率的な利用を容易にすることができる。ＥＵＶ光子の効率的な利用は、全体の吸収率がより高いＥＵＶパターニング可能な膜で行われ得るが、場合によっては、ＥＵＶパターニング可能な膜が約３０％未満であり得ることが理解されるであろう。比較のために、大部分の他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、レジスト膜の底部における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、膜厚は、１０ｎｍ～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、当技術分野の湿式スピンコーティングプロセスとは異なり、本開示のプロセスは、基板の表面接着性質に対してほとんど制限がなく、したがって多種多様な基板に適用することができると考えられている。さらに、上述のように、堆積膜は、表面フィーチャに密接に適合し、そのようなフィーチャを「埋める」あるいは平坦化することなく、下層のフィーチャを有する基板などの基板の上にマスクを形成する際に利点を提供することができる。

【0136】

図１に戻ると、動作１０４において、フォトパターニングされた金属含有レジストは、エッチャントのパルスに曝露される。本明細書で使用されるパルスとは、指定された期間における特定の量のガス流を指す。いくつかの実施形態では、エッチャントパルス持続時間は、約１～約１２０秒である。いくつかの実施形態では、エッチャントパルス持続時間は、約５～約３０秒である。いくつかの実施形態では、エッチャントパルス持続時間は、約１～約２０秒である。いくつかの実施形態では、エッチャント流量は、約５０～約３，０００ｓｃｃｍである。

【0137】

いくつかの実施形態では、動作１０４は熱プロセスであり、エッチャントは、ガスの形態でプロセスチャンバに送給される。他の実施形態では、エッチャントは、プラズマの形態でプロセスチャンバに送給されてもよい。エッチャントプラズマは、電子、陽イオン、中性種、ラジカル、および他のプラズマ種などの反応種を含むことができる。いくつかの実施形態では、エッチャントは、臭化水素もしくは塩化水素などのハロゲン化物エッチャント、または水素と塩素（Ｃｌ₂）もしくは水素と臭素（Ｂｒ₂）などの水素とハロゲンの混合物である。

【0138】

動作１０４は、ＢＣｌ₃（三塩化ホウ素）または他のルイス酸などの乾式現像エッチャントを流しつつ穏やかなプラズマ（高圧、低電力）または熱プロセスのいずれかを使用することによって行うことができる。いくつかの実施形態では、ＢＣｌ₃は、非露光材料を迅速に除去することができ、プラズマベースのエッチングプロセス、例えば従来のエッチングプロセスによって下層に転写することができる露出膜のパターンを残す。

【0139】

プラズマプロセスは、当技術分野で知られている機器および技法を用いる、トランス結合プラズマ（ＴＣＰ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、または容量結合プラズマ（ＣＣＰ）を含む。例えば、プロセスは、＞５ｍＴ（例えば、＞１５ｍＴ）の圧力、＜１０００Ｗ（例えば、＜５００Ｗ）の電力レベルで行われ得る。温度は０～３００℃（例えば、３０～１２０℃）、流量１００～１０００標準立方センチメートル毎分（ｓｃｃｍ）、例えば、約５００ｓｃｃｍ、１～３０００秒（例えば、１０～６００秒）であり得る。

【0140】

熱現像プロセスでは、基板は、真空チャンバ（例えば、オーブン）内で乾式現像化学物質（例えば、ルイス酸）に曝露される。適切なチャンバは、真空ラインと、乾式現像化学物質ガス（例えば、ＢＣｌ₃）ラインと、温度制御のためのヒータとを含むことができる。いくつかの実施形態では、チャンバ内部は、有機ポリマーまたは無機コーティングなどの耐食性膜でコーティングすることができる。１つのそのようなコーティングは、ポリテトラフルオロエチレン（（ＰＴＦＥ）、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ １Ｍ）である。そのような材料は、プラズマ曝露による除去のリスクなしに本技術の熱プロセスで使用することが可能である。

【0141】

エッチャントパルス中、プロセスチャンバの圧力は、いくつかの実施形態では約５ｍＴｏｒｒ～約１Ｔｏｒｒであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内の台座温度は、エッチャントパルス中に約－６０℃～約１２０℃であってもよい。さらに、ガス流、水素対ハロゲン比、圧力、温度、またはＲＦ電力を調整することによって、非露光フォトレジストとＥＵＶ露光フォトレジストとの間のエッチング選択性を５：１から５０：１超まで調節することができる。

【0142】

動作１０６において、いくつかの実施形態では、エッチャントへの曝露後にプロセスチャンバを通して不活性キャリアガスを流すことによって、任意選択のパージが実施される。パージガスまたはキャリアガスは、エッチャントと反応しないように選択される。ヘリウム、アルゴン、窒素、またはそれらの組み合わせなどのガスを利用することが可能である。

【0143】

動作１０８において、動作１０４でエッチングされたレジストは、酸化剤のパルスで洗浄される。酸化剤は、レジスト上に望ましくないエッチストップを形成する、エッチャントパルス中に形成される場合がある不揮発性副生成物を除去するために使用される。不揮発性副生成物は耐エッチング性残留物であり、さらなる処理を妨げる可能性がある。いくつかの実施形態では、不揮発性副生成物は、非露光フォトレジストの底部にある。酸化剤を用いた処理により不揮発性副生成物が揮発性になり、さらなるエッチングが可能になり得る。

【0144】

酸化剤は、酸素、オゾン、過酸化水素、水、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、硝酸、二酸化硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組み合わせであってよい。いくつかの実施形態では、酸化剤は、空気、水および酸素、または塩素（Ｃｌ₂）である。

【0145】

いくつかの実施形態では、動作１０８は熱プロセスであり、酸化剤は、ガスの形態でプロセスチャンバに送給される。他の実施形態では、酸化剤は、プラズマの形態でプロセスチャンバに送給されてもよい。エッチャントプラズマは、電子、陽イオン、中性種、ラジカル、および他のプラズマ種などの反応種を含むことができる。

【0146】

いくつかの実施形態では、動作１０８は、動作１０４よりも高い温度で行われる。高温は、高温ガスとして酸化剤を送給することによって、またはプロセスチャンバ内の台座を動作１０４に利用される第１の温度よりも高い第２の温度に加熱することによって達成することが可能である。高温ガスとして送給される場合、ガスの温度は、約５０℃～約２５０℃であってもよい。プロセスチャンバの台座が酸化剤パルスのために加熱される場合、台座は、約２０℃～約１５０℃の温度に加熱されてもよい。

【0147】

動作１０８において、酸化剤は、特定の流量で特定の持続時間にわたってパルスとして送給される。パルスの持続時間は、約１～約６０秒であってもよい。酸化剤とエッチャントの比は、１：１であってもよい。いくつかの実施形態では、酸化剤流量は、約５０～約３，０００ｓｃｃｍである。

【0148】

動作１０８および動作１０４は、時間的に別々のパルスであり、時間的に分離されたパルスを意味する。動作１０４におけるエッチャントのパルスおよびプロセスチャンバに送給される酸化剤のパルスは、１サイクルである。サイクル１１４は、完全に副生成物を除去するために、所望の回数だけ繰り返すことができる。加えて、各サイクルに対するエッチャントおよび酸化剤の送給は同じパルス持続時間を有してもよいし、指定されたサイクル数の後にパルス持続時間を変えてもよい。任意選択のアルゴンパージを伴う例示的なエッチャントＨＢｒおよび例示的な酸化剤Ｃｌ₂のパルスシーケンスのタイミングと、温度との関係が図２にグラフで示されている。

【0149】

図１に戻ると、動作１１０において、いくつかの実施形態では、プロセスチャンバを通して不活性キャリアガスを流すことによって、動作１０４および動作１０８の１サイクルの後に任意選択のパージを実施することができる。パージガスまたはキャリアガスは、エッチャントと反応しないように選択される。ヘリウム、アルゴン、窒素、またはそれらの組み合わせなどのガスを利用することが可能である。任意選択のパージがサイクルの後に利用される場合、次のサイクルは、１１６で示されるようにエッチャントへの曝露から始まる。

【0150】

動作１１２において、レジストマスクが形成される。プラズマは、露光されたフォトレジストの凝固を助けるために利用することができる。

【0151】

場合によっては、現像後に残留物またはスカムが残ることがある。残留物は、スピンコーティング技法によって適用されるものを含む、均質性の低いＥＵＶレジスト配合物中の遅いエッチング成分から生じる場合がある。そのようなスカムは高濃度の金属を含む場合があり、これは後続のパターン転写中に問題となることがある。

【0152】

追加的または代替的に、現像後、現像されたパターンでエッチングされたフィーチャの側壁上に粗さが形成される場合がある。この一部は、レジストが露光されないままであるべきエリアで部分的または完全に材料が露光される、またはその逆の結果となる光の確率論的または非最適なガウス分布に起因することがある。

【0153】

いくつかの実施形態では、乾式現像は、デスカム／平滑化動作を伴ってもよい。いくつかの実施形態では、デスカムおよび平滑化動作は、不活性ガスプラズマ脱着動作であり得る。例えば、不活性ガスプラズマ脱着動作は、ヘリウムプラズマ脱着動作であってもよい。不活性ガスプラズマ脱着動作は、乾式現像後に実施することも、乾式現像と繰り返して実施することも可能である。

【0154】

様々な実施形態は、気相堆積、ＥＵＶリソグラフィパターニング、および乾式現像によるすべての乾式動作を組み合わせることを含む。様々な他の実施形態は、湿式処理動作と乾式処理動作の組み合わせを含み、例えば、スピンオンＥＵＶフォトレジスト（湿式プロセス）は、本明細書に記載のような乾式現像または他の湿式または乾式プロセスと組み合わせることができる。ベベル洗浄および裏面洗浄、チャンバ洗浄、デスカム、平滑化、ならびに膜特性を修正および強化するための硬化、ならびにフォトレジスト再加工処理などの様々な堆積後（または塗布後）プロセスもまた、説明される。

【0155】

図３Ａ～図３Ｃは、本明細書に記載の方法の特定の実施形態のいくつかのパラメータについてのグラフ図である。図３Ａは、酸化剤が存在しない場合、エッチストップが発生し、最初の厚さ２５ｎｍのＥＵＶ非露光層の残留厚さが１０ｎｍであることを実証している。Ｃｌ₂酸化剤のパージ温度が高いほど、副生成物の除去に効果的である。

【0156】

図３Ｂは、周期的乾式現像プロセスにおけるＣｌ₂酸化剤パルスと組み合わせて、２０℃のプロセス温度においてより多くのサイクル数でＨＢｒエッチャントのより短いパルスが副生成物のより多くの除去をもたらすことを示している。

【0157】

図３Ｃは、周期的乾式現像プロセスにおけるＨＢｒエッチャントパルスと組み合わせて、４０℃のプロセス温度においてＣｌ₂酸化剤のパージ時間を長くすると、残留厚さを減少させるのにより効果的であることを示している。

【0158】

図４は、パターン化されたフォトレジスト表面の走査型電子顕微鏡画像を示し、エッチャントのみを利用する従来の乾式現像と、エッチャントと酸化剤の連続した交互パルスによる周期的乾式現像プロセスを比較している。ＨＢｒエッチャントは、５００ｓｃｃｍの流量、３００ｍＴｏｒｒの圧力、および２０℃の温度のプロセス条件下で利用された。５サイクルの周期的乾式現像プロセスを適用した後、開放エリアと密集エリアの両方におけるよりクリーンな非露光エリア、およびより良好なエッジ粗さが達成される。

【0159】

図５は、単一乾式現像プロセス（ＨＢｒエッチャントのみ）と周期的プロセスの限界を示している。２５ｎｍの非露光フォトレジスト膜について、エッチャントのみを利用した場合、エッチストップが１５ｎｍ未満の残留厚さで発生する。対照的に、周期的プロセス（合計時間２４０秒）を利用すると、Ｃｌ₂または空気酸化剤のいずれかを用いることで非露光フォトレジスト膜がはるかに多く除去される。

【0160】

図６は、いくつかの実施形態による、フォトレジストを堆積および現像するための例示的な代替の方法のフロー図を示す。プロセス２００の動作は、異なる順序で、および／または異なる、より少ない、もしくは追加の数の動作で実施されてもよい。プロセス２００の１つまたは複数の動作は、図７～図１０のいずれか１つに記載された装置を使用して実施することができる。いくつかの実施形態では、プロセス２００の動作は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェアに従って実装されてもよい。

【0161】

プロセス２００の動作２０２において、フォトパターニングされた金属含有レジストが設けられる。

【0162】

動作２０４において、フォトパターニングされた金属含有レジストがエッチャントに曝露される。

【0163】

動作２０６において、エッチャントによる処理後、洗浄剤を利用して不揮発性副生成物を溶解する。いくつかの実施形態では、洗浄剤は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、硫化ジメチル、またはそれらの組み合わせなどの適切な極性溶媒であってもよい。いくつかの実施形態では、洗浄剤は、低表面張力の超臨界液体などの超臨界流体であってもよい。適切な液体には、限定はしないが、二酸化炭素、二酸化硫黄、ジメチルエーテル、またはそれらの組み合わせが挙げられる。

【0164】

洗浄剤を用いた洗浄プロセス中、プロセスチャンバ内の台座の温度は、いくつかの実施形態では約１０℃～約５０℃である。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ圧力は、洗浄剤への曝露中に約５ｐｓｉ～約３，０００ｐｓｉである。

【0165】

動作２０８において、レジストマスクが形成される。露光されたフォトレジストを硬化し、表面粗さを改善し、かつスカムを除去するのを助けるためにプラズマを利用することが可能である。

【0166】

デスカムおよび平滑化動作のためのプロセス条件は、現像中または現像後に制御され得る。いくつかの実施形態では、反応剤の流れは、約５０ｓｃｃｍ～約１０００ｓｃｃｍ、または約１００ｓｃｃｍ～約５００ｓｃｃｍ、例えば約５００ｓｃｃｍのＨｅであってもよい。いくつかの実施形態では、温度は、約－６０℃～約１２０℃、約－２０℃～約６０℃、または約２０℃～約４０℃、例えば約２０℃であってもよい。いくつかの実施形態では、チャンバ圧力は、約１ｍＴｏｒｒ～約３００ｍＴｏｒｒ、約５ｍＴｏｒｒ～約１００ｍＴｏｒｒ、約５ｍＴｏｒｒ～約２０ｍＴｏｒｒ、例えば約１０ｍＴｏｒｒであってもよい。プラズマ電力は、イオンエネルギーが高い場合に比較的低くてもよい。いくつかの実施形態では、プラズマ電力は、約５０Ｗ～約１０００Ｗ、約１００Ｗ～約５００Ｗ、または約１００Ｗ～約３００Ｗ、例えば約３００Ｗであってもよい。いくつかの実施形態では、ウエハバイアスは、約１０Ｖ～約５００Ｖ、約５０Ｖ～約３００Ｖ、例えば約２００Ｖである。プラズマは、高ＲＦ周波数を使用して生成され得る。いくつかの実施形態では、ＲＦ周波数は、１３．５６ＭＨｚである。不活性ガスプラズマへの曝露の持続時間は、プラズマ曝露中のＵＶ放射線への過剰な曝露を回避するために比較的短くてもよい。いくつかの実施形態では、曝露の持続時間は、約０．５秒～約５秒、約１秒～約３秒、例えば約２秒である。

【0167】

非露光レジスト残留物のデスカムおよび洗浄のための不活性ガスプラズマ処理は、露光レジストを硬化して凝固させるという付随的な利点を有し、それによって下層の基板をエッチングする後続の動作におけるそのハードマスク機能を強化することができる。このレジスト凝固は、ＥＵＶ露光レジストを不活性ガスプラズマによって生成されるＵＶ放射線に曝露することによって達成され、これはバイアスをオフにしてデスカム／平滑化が完了した後も継続することが可能である。デスカム／平滑化が必要ない、または実施されない場合、代わりに不活性ガスプラズマ硬化が実施されてもよい。

【0168】

いくつかの実施形態では、不活性ガスプラズマ脱着デスカムおよび平滑化は、湿式現像プロセスと共に使用することができる。湿式現像は非常に高い選択性を有し、明確なオン／オフ挙動を提示することが示されており、その結果、湿式現像プロセスでは「迷走」ＥＵＶ光子によって露光されたエリアを除去することができなくなる。湿式現像プロセス後に残りの残留物が残り、それによりスカムが生じ、ラインエッジおよび幅が粗くなってしまう。興味深いことに、エッチング速度および選択性を複数のノブ（例えば、時間、温度、圧力、ガス／流量）に基づいて調節することができる乾式現像プロセスの調節可能性により、不活性ガスプラズマおよび／または乾式現像は、これらの部分的に露出した残留物を除去することによってデスカムおよび平滑金属含有レジストラインにさらに適用することができる。

【0169】

デスカムおよび平滑化動作は、湿式現像または乾式現像の後に実施されてもよい。

【0170】

装置
本開示の装置は、ＥＵＶレジストの現像のために構成される。装置は、堆積、ベベルおよび裏面洗浄、塗布後ベーク、ＥＵＶ走査、露光後ベーク、フォトレジスト再加工、デスカム、平滑化、硬化、および他の動作などの他の処理動作用を実施するように構成することができる。いくつかの実施形態では、装置は、すべての乾燥動作を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、すべての湿式動作を実施するように構成される。いくつかの実施形態では、装置は、湿式動作と乾式動作の組み合わせを実施するように構成される。装置は、同じプロセスチャンバ内に単一のウエハチャンバまたは複数のステーションを含むことができる。同じプロセスチャンバ内に複数のステーションがある場合、本開示で説明されるような様々な処理動作は、同じプロセスチャンバ内の異なるステーションで実施されてもよい。例えば、ＰＥＢ熱処理をあるステーションで実施し、現像を別のステーションで実施することができる。

【0171】

ＥＵＶレジストの現像用に構成された装置は、基板支持体を有するプロセスチャンバを含む。装置は、圧力制御のためにプロセスチャンバに結合された真空ラインと、現像化学物質を送給するためにプロセスチャンバに結合された現像化学物質ラインとを含むことができる。いくつかの実施形態では、現像化学物質は、ハロゲン化物含有ガスまたはハロゲン化物含有ガスのラジカルを含む。いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、プラズマ生成チャンバであるか、またはリモートプラズマ源として機能するプラズマ生成チャンバに結合される。プラズマ生成チャンバは、ＩＣＰ、ＴＣＰ、またはＣＣＰリアクタであってもよい。装置は、温度制御のための１つまたは複数のヒータを含んでもよい。そのようなヒータは、プロセスチャンバ内および／または基板支持体内に設けることができる。

【0172】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバ内部は、ポリマーまたは無機コーティングなどの耐食性膜でコーティングされる。一例では、プロセスチャンバ内部は、陽極酸化アルミナでコーティングされる。別の例では、プロセスチャンバ内部は、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）でコーティングされる。

【0173】

いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、プラスチックなどの安価な材料で作製される。プロセスチャンバは、必ずしも金属またはセラミックで作製される必要はない。プラスチック材料は、現像中にハロゲン化物含有化学物質に耐えるのに十分であり得る。真空ラインおよび／または現像化学物質ラインは、プラスチックチャンバに結合することができる。

【0174】

いくつかの実施形態では、基板支持体は、半径方向成分および方位角成分を有する温度分布を使用して基板を処理するために使用され得る。基板支持体は、温度制御ゾーンの上の基板場所に近接して配置された複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含んでもよい。これにより、基板支持体における１つまたは複数のヒータが温度をより正確かつ局所的に制御することが可能になる。温度制御ゾーンは、所望の温度プロファイルを生成するために、長方形グリッド、六角形グリッド、または他の適切なパターンなどの予め定義されたパターンで配置することができる。いくつかの実施形態では、温度制御ゾーンは、方位角の不均一性または局所的なＣＤの不均一性を補正するために静電チャック内に空間的に配置され得る。

【0175】

いくつかの実施形態では、装置は、１つまたは複数のガスをプロセスチャンバに送給するためのシャワーヘッドをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、シャワーヘッドは、シャワーヘッド内でガスを主に隔離した状態に保ちながら、複数の別々のガスを反応エリアに供給することが可能である。シャワーヘッドは、複数のプレナム容積を含むことができる。これにより、化学物質の中でもとりわけ、前駆体ガス、キャリアガス、現像ガス、および洗浄ガスの隔離が可能になる。

【0176】

プロセスチャンバから水または水分を除去すると、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストと現像化学物質の反応を促進することが可能である。いくつかの実施形態では、副生成物である水蒸気を除去するために、コールドトラップをプロセスチャンバに結合してもよい。コールドトラップは、副生成物である水蒸気を液体または固体の形態に凝縮することができる。

【0177】

いくつかの実施形態では、装置は、レジスト硬化および脱ハロゲン化のために、ＵＶランプなどのＵＶ源および／またはＩＲランプなどのＩＲ源をさらに含んでもよい。ＵＶ源および／またはＩＲ源は、ＥＵＶレジストを硬化するために放射線への曝露を提供することができる。追加的または代替的に、ＵＶ源は、現像化学物質の光活性化を支援してもよい。追加的または代替的に、ＵＶ源は、ハロゲンの除去を支援してもよい。ハロゲン残留物が半導体基板またはチャンバ表面上に形成される場合があり、これはＵＶ曝露によって除去することができる。

【0178】

図７は、記載された乾式現像、洗浄、再加工、デスカム、および平滑化の実施形態の具現化に適した低圧環境を維持するためのプロセスチャンバ本体７０２を有するプロセスステーション７００の一実施形態の概略図を図示する。複数のプロセスステーション７００が、共通の低圧プロセスツール環境に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、プロセスステーション７００の１つまたは複数のハードウェアパラメータ（以下で詳細に説明されるものを含む）は、１つまたは複数のコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に調整することができる。

【0179】

プロセスステーションは、クラスタツール内のモジュールとして構成することができる。図１０は、本明細書に記載の実施形態の実施に適した真空統合堆積およびパターニングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを図示する。そのようなクラスタプロセスツールアーキテクチャは、上述され、図９および図１０を参照して以下でさらに説明されるように、レジスト堆積、レジスト露光（ＥＵＶスキャナ）、レジスト現像、およびエッチングモジュールを含むことができる。

【0180】

いくつかの実施形態では、例えば乾式現像およびエッチングなど、特定の処理機能を同じモジュール内で連続して実施することができる。また、本開示の実施形態は、本明細書で説明するように、エッチングされる層または層スタック上に配置されたフォトパターニングされたＥＵＶレジスト薄膜層を含むウエハを、ＥＵＶスキャナにおけるフォトパターニングに続いて乾式現像／エッチングチャンバに受け取り、フォトパターニングされたＥＵＶレジスト薄膜層を乾式現像し、次にマスクとしてパターニングされたＥＵＶレジストを使用して下層をエッチングするための方法および装置を対象とする。

【0181】

図７に戻ると、プロセスステーション７００は、プロセスガスを分配シャワーヘッド７０６に送給するための反応剤送給システム７０１と流体連通する。反応剤送給システム７０１は、シャワーヘッド７０６に送給するプロセスガスをブレンドおよび／または調整するための混合容器７０４を含む。１つまたは複数の混合容器入口弁７２０は、混合容器７０４へのプロセスガスの導入を制御することができる。プラズマ曝露が使用される場合、プラズマは、シャワーヘッド７０６にも送給され得るか、またはプロセスステーション７００で生成され得る。上記のように、少なくともいくつかの実施形態では、非プラズマ熱曝露が好まれる。

【0182】

図７は、混合容器７０４に供給される液体反応剤を気化するための任意選択の気化ポイント７０３を含む。いくつかの実施形態では、気化されてプロセスステーション７００に送給される液体の質量流量を制御するために、液体流コントローラ（ＬＦＣ）を気化ポイント７０３の上流に設けることができる。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に位置する熱質量流量計（ＭＦＭ）を含み得る。次に、ＬＦＣのプランジャ弁は、ＭＦＭと電気的に通信する比例積分微分（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調整され得る。

【0183】

シャワーヘッド７０６は、プロセスガスを基板７１２に向かって分配する。図７に示す実施形態では、基板７１２は、シャワーヘッド７０６の下に位置し、台座７０８上に静止した状態で示されている。シャワーヘッド７０６は、任意の適切な形状を有してもよく、プロセスガスを基板７１２に分配するための任意の適切な数および配置のポートを有してもよい。

【0184】

いくつかの実施形では、台座７０８を上昇または下降させ、基板７１２を基板７１２とシャワーヘッド７０６との間の容積に露出させることができる。いくつかの実施形態では、台座の高さは、適切なコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に調整することができることが理解されよう。いくつかの実施形態では、シャワーヘッド７０６は、複数の温度制御部を有する複数のプレナム容積を有し得る。

【0185】

いくつかの実施形態では、台座７０８は、ヒータ７１０を介して温度制御され得る。いくつかの実施形態では、台座７０８は、開示された実施形態に記載のように、ＨＢｒまたはＨＣｌなどのハロゲン化水素乾式現像化学物質へのフォトパターニングされたレジストの非プラズマ熱曝露中、０℃超～３００℃以上、例えば５０～１２０℃、例えば約６５～８０℃の温度に加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、台座７０８のヒータ７１０は、複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含むことができる。

【0186】

さらに、いくつかの実施形態では、プロセスステーション７００についての圧力制御は、バタフライ弁７１８によって提供され得る。図７の実施形態に示すように、バタフライ弁７１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供される真空を絞る。しかし、いくつかの実施形態では、プロセスステーション７００の圧力制御はまた、プロセスステーション１２００に導入される１つまたは複数のガスの流量を変化させることによって調整することができる。

【0187】

いくつかの実施形態では、シャワーヘッド７０６の位置を台座７０８に対して調整し、基板７１２とシャワーヘッド７０６との間の容積を変化させることができる。さらに、台座７０８および／またはシャワーヘッド７０６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の適切な機構によって変化させてもよいことが理解されよう。いくつかの実施形態では、台座７０８は、基板７１２の配向を回転させるための回転軸を含んでもよい。いくつかの実施形態では、これらの例示的な調整の１つまたは複数は、１つまたは複数の適切なコンピュータコントローラ７５０によってプログラム的に実施することができることが理解されよう。

【0188】

例えば穏やかなプラズマベースの乾式現像の実施形態および／または同じチャンバ内で行われるエッチング動作においてプラズマが使用され得る場合、シャワーヘッド７０６および台座７０８は、プラズマに電力を供給するために、高周波（ＲＦ）電源７１４および整合ネットワーク７１６と電気的に通信する。いくつかの実施形態では、プラズマエネルギーは、プロセスステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、およびプラズマ電力パルスタイミングの１つまたは複数を制御することによって制御することができる。例えば、ＲＦ電源７１４および整合ネットワーク７１６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することができる。適切な電力の例は、最大約５００Ｗである。

【0189】

いくつかの実施形態では、コントローラ７５０に対する命令は、入出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を介して提供され得る。一例では、プロセス段階に対する条件を設定するための命令は、プロセスレシピの対応するレシピ段階に含まれてもよい。場合によっては、プロセスレシピ段階は、プロセス段階に対するすべての命令がそのプロセス段階と同時に実行されるように、順に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のリアクタパラメータを設定するための命令がレシピ段階に含まれてもよい。例えば、レシピ段階は、ＨＢｒまたはＨＣｌなどの乾式現像化学物質反応剤ガスの流量を設定するための命令、およびレシピ段階のための時間遅延命令を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ７５０は、図８のシステムコントローラ８５０に関して以下で説明される特徴のいずれかを含むことができる。

【0190】

上述のように、１つまたは複数のプロセスステーションをマルチステーション処理ツールに含めることができる。図８は、インバウンドロードロック８０２およびアウトバウンドロードロック８０４を備え、これらのいずれかまたは両方がリモートプラズマ源を含み得るマルチステーション処理ツール８００の一実施形態の概略図を示す。ロボット８０６は、大気圧において、ポッド８０８を介してロードされたカセットから、大気圧ポート８１０を介してインバウンドロードロック８０２にウエハを移動させるように構成される。ウエハは、ロボット８０６によって、インバウンドロードロック８０２の台座８１２上に載置され、大気圧ポート８１０が閉じられ、ロードロックがポンプダウンされる。インバウンドロードロック８０２がリモートプラズマ源を含む場合、ウエハは、処理チャンバ８１４に導入される前にロードロック内で窒化ケイ素表面を処理するためにリモートプラズマ処理を受けてもよい。さらに、ウエハはまた、例えば、水分および吸収したガスを除去するためにインバウンドロードロック８０２においても加熱されてもよい。次に、処理チャンバ８１４へのチャンバ搬送ポート８１６が開かれ、別のロボット（図示せず）が、処理のためにリアクタ内に示す第１のステーションの台座上のリアクタ内にウエハを配置する。図８に図示される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、プロセスステーションにウエハを直接進入させてもよいことが理解されよう。

【0191】

図示の処理チャンバ８１４は、図８に示す実施形態において１から４まで番号が付けられた４つのプロセスステーションを含む。各ステーションは、加熱台座（ステーション１に対して８１８で示す）と、ガスライン入口とを有する。いくつかの実施形態では、各プロセスステーションは、異なる目的または複数の目的を有し得ることが理解されよう。例えば、いくつかの実施形態では、プロセスステーションは乾式現像モードとエッチングプロセスモードとの間で切り替え可能であってもよい。追加的または代替的に、いくつかの実施形態では、処理チャンバ８１４は、乾式現像およびエッチングプロセスステーションの１つまたは複数の対応する対を含んでもよい。図示の処理チャンバ８１４は４つのステーションを含むが、本開示による処理チャンバは、任意の適切な数のステーションを有しても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、処理チャンバは、５つ以上のステーションを有してもよく、他の実施形態では、処理チャンバは、３つ以下のステーションを有してもよい。

【0192】

図８は、処理チャンバ８１４内でウエハを移送するためのウエハハンドリングシステム８９０の一実施形態を図示する。いくつかの実施形態では、ウエハハンドリングシステム８９０は、様々なプロセスステーション間および／またはプロセスステーションとロードロックとの間でウエハを移送することができる。任意の適切なウエハハンドリングシステムが用いられてもよいことが理解されよう。非限定的な例には、ウエハカルーセルおよびウエハハンドリングロボットが挙げられる。図８はまた、プロセスツール８００のプロセス条件およびハードウェア状態を制御するために用いられるシステムコントローラ８５０の一実施形態を図示する。システムコントローラ８５０は、１つまたは複数のメモリデバイス８５６と、１つまたは複数の大容量記憶デバイス８５４と、１つまたは複数のプロセッサ８５２とを含むことができる。プロセッサ８５２は、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入出力接続、ステッピングモータコントローラボードなどを含み得る。

【0193】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ８５０は、プロセスツール８００の活動のすべてを制御する。システムコントローラ８５０は、大容量記憶デバイス８５４に記憶され、メモリデバイス８５６にロードされ、プロセッサ８５２で実行されるシステム制御ソフトウェア８５８を実行する。あるいは、制御論理は、コントローラ８５０にハードコード化されてもよい。特定用途向け集積回路、プログラマブル論理デバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはＦＰＧＡ）などをこれらの目的のために使用することができる。以下の説明では、「ソフトウェア」または「コード」が使用される場合は常に、機能的に同等のハードコード化された論理をその代わりに使用することができる。システム制御ソフトウェア８５８は、タイミング、ガスの混合、ガス流量、チャンバ圧力および／またはステーション圧力、チャンバ温度および／またはステーション温度、ウエハ温度、目標電力レベル、ＲＦ電力レベル、基板台座、チャック位置および／またはサセプタ位置、ならびにプロセスツール８００によって実施される特定のプロセスの他のパラメータを制御するための命令を含み得る。システム制御ソフトウェア８５８は、任意の適切な方法で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するために使用されるプロセスツール構成要素の動作を制御するために書かれてもよい。システム制御ソフトウェア８５８は、任意の適切なコンピュータ可読プログラミング言語でコード化され得る。

【0194】

いくつかの実施形態では、システム制御ソフトウェア８５８は、上述の様々なパラメータを制御するための入出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を含み得る。いくつかの実施形態では、システムコントローラ８５０に関連する大容量記憶デバイス８５４および／またはメモリデバイス８５６に記憶された他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが用いられてもよい。この目的のための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、プロセス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挙げられる。

【0195】

基板位置決めプログラムは、基板を台座８１８上にロードし、基板とプロセスツール８００の他の部分との間隔を制御するために使用されるプロセスツール構成要素のプログラムコードを含むことができる。

【0196】

プロセスガス制御プログラムは、プロセスステーションの圧力を安定化するために、ハロゲン化物含有ガス組成（例えば、本明細書に記載のＨＢｒまたはＨＣｌガス）および流量を制御するためのコード、ならびに任意選択で、堆積前にガスを１つまたは複数のプロセスステーションに流すためのコードを含むことができる。圧力制御プログラムは、例えば、プロセスステーションの排気システムのスロットル弁、プロセスステーションへのガス流などを調節することによってプロセスステーションの圧力を制御するためのコードを含み得る。

【0197】

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ためのコードを含むことができる。あるいは、ヒータ制御プログラムは、基板への熱伝達ガス（ヘリウムなど）の送給を制御することができる。

【0198】

プラズマ制御プログラムは、本明細書の実施形態に従って１つまたは複数のプロセスステーション内のプロセス電極に適用されるＲＦ電力レベルを設定するためのコードを含むことができる。

【0199】

圧力制御プログラムは、本明細書の実施形態に従って反応チャンバ内の圧力を維持するためのコードを含むことができる。

【0200】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ８５０に関連するユーザインターフェースが存在してもよい。ユーザインターフェースは、ディスプレイ画面、装置および／またはプロセス条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ、ならびに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を含むことができる。

【0201】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ８５０によって調整されたパラメータは、プロセス条件に関係するものであってもよい。非限定的な例には、プロセスガス組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦバイアス電力レベルなど）などが挙げられる。これらのパラメータは、レシピの形態でユーザに提供されてもよく、ユーザインターフェースを利用して入力することができる。

【0202】

プロセスを監視するための信号は、様々なプロセスツールセンサからシステムコントローラ８５０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供されてもよい。プロセスを制御するための信号は、プロセスツール８００のアナログおよびデジタル出力接続で出力することができる。監視することができるプロセス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）、熱電対などが挙げられる。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これらのセンサからのデータと共に使用して、プロセス条件を維持することができる。

【0203】

システムコントローラ８５０は、上述の堆積プロセスを実施するためのプログラム命令を提供することができる。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、温度などの様々なプロセスパラメータを制御することが可能である。命令は、本明細書に記載の様々な実施形態に従って現像および／またはエッチングプロセスを動作させるパラメータを制御することができる。

【0204】

システムコントローラ８５０は、典型的には、装置が開示された実施形態に従って方法を実施するように命令を実行するように構成された１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含む。開示された実施形態に従ってプロセス動作を制御するための命令を含む機械可読媒体は、システムコントローラ８５０に結合され得る。

【0205】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ８５０はシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そ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（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理機器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、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器は「コントローラ」と呼ばれることがあり、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。システムコントローラ８５０は、処理条件および／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、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）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続または連動するツールおよび他の移送ツールに対するウエハの搬入と搬出、および／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

【0206】

広義には、システムコントローラ８５０は、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でシステムコントローラ８５０に通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

【0207】

システムコントローラ８５０は、いくつかの実施形態では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、システムコントローラ８５０は、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、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もよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリ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もよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモート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８５０は命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびシステムコントローラ８５０が連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、システムコントローラ８５０は、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを含むことによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

【0208】

例示的なシステムは、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、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（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、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡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、現像チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。

【0209】

上記のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、システムコントローラ８５０は、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

【0210】

特定の実施形態では、いくつかの実施形態の実施に適したエッチング動作に適切であり得る誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）リアクタが、ここで説明される。ＩＣＰリアクタが本明細書では説明されるが、いくつかの実施形態では、容量結合プラズマリアクタも使用することができることを理解されたい。

【0211】

図９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切な誘導結合プラズマ装置９００の断面図を概略的に示す。他の実施形態では、本明細書に記載の乾式現像および／またはエッチングプロセスを行う機能を有する他のツールまたはツールタイプを使用して実施することができる。

【0212】

誘導結合プラズマ装置９００は、チャンバ壁９０１および窓９１１によって構造的に画定された総合プロセスチャンバ９２４を含む。チャンバ壁９０１は、ステンレス鋼、アルミニウム、またはプラスチックから製作することができる。窓９１１は、石英または他の誘電体材料から製作することができる。任意選択の内部プラズマグリッド９５０は、総合プロセスチャンバを上部サブチャンバ９０２および下部サブチャンバ９０３に分割する。多くの実施形態では、プラズマグリッド９５０を除去することができ、それによってサブチャンバ９０２および９０３からなるチャンバ空間を利用することができる。チャック９１７が、底部内面近くの下部サブチャンバ９０３内に位置決めされる。チャック９１７は、エッチングおよび堆積プロセスが実施される半導体ウエハ９１９を受け入れて保持するように構成される。チャック９１７は、存在する場合、ウエハ９１９を支持するための静電チャックであり得る。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９１７を囲み、チャック９１７の上に存在する場合、ウエハ９１９の上面とほぼ平面である上面を有する。チャック９１７はまた、ウエハ９１９をチャックおよびデチャックするための静電電極を含む。この目的のために、フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）が設けられてもよい。チャック９１７からウエハ９１９を持ち上げるための他の制御システムもまた、設けられてもよい。チャック９１７は、ＲＦ電源９２３を使用して充電させることができる。ＲＦ電源９２３は、接続９２７を通して整合回路９２１に接続される。整合回路９２１は、接続９２５を通してチャック９１７に接続される。このようにして、ＲＦ電源９２３はチャック９１７に接続される。様々な実施形態において、静電チャックのバイアス電力は、約５０Ｖに設定されてもよいし、開示された実施形態に従って実施されるプロセスに応じて異なるバイアス電力に設定されてもよい。例えば、バイアス電力は、約２０Ｖｂ～約１００Ｖ、または約３０Ｖ～約１５０Ｖであってもよい。

【0213】

プラズマ生成のための要素は、コイル９３３を含み、窓９１１の上に位置決めされる。いくつかの実施形態では、コイルは、開示された実施形態では使用されない。コイル９３３は、導電性材料から製作され、少なくとも１つの完全なターンを含む。図９に示すコイル９３３の例は、３ターンを含む。コイル９３３の断面は記号で示されており、「Ｘ」を有するコイルはページ内に回転して延びるが、「●」を有するコイルはページ外に回転して延びる。プラズマ生成のための要素はまた、ＲＦ電力をコイル９３３に供給するように構成されたＲＦ電源９４１を含む。一般に、ＲＦ電源９４１は、接続９４５を通して整合回路９３９に接続される。整合回路９３９は、接続９４３を通してコイル９３３に接続される。このようにして、ＲＦ電源９４１はコイル９３３に接続される。任意選択のファラデーシールド９４９は、コイル９３３と窓９１１との間に位置決めされる。ファラデーシールド９４９は、コイル９３３に対して間隔を置いて離れた関係に維持され得る。いくつかの実施形態では、ファラデーシールド９４９は、窓９１１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９４９は、窓９１１とチャック９１７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９４９は、コイル９３３に対して間隔を置いて離れた関係に維持されない。例えば、ファラデーシールド９４９は、ギャップなく窓９１１の直下にあってもよい。コイル９３３、ファラデーシールド９４９、および窓９１１は各々、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９４９は、金属または他の種がプロセスチャンバ９２４の窓９１１上に堆積するのを防止することができる。

【0214】

プロセスガスは、上部サブチャンバ９０２に位置決めされた１つまたは複数の主ガス流入口９６０および／または１つまたは複数のサイドガス流入口９７０を介してプロセスチャンバに流入することができる。同様に、明示的に示されていないが、同様のガス流入口を使用して、プロセスガスを容量結合プラズマ処理チャンバに供給することができる。真空ポンプ、例えば、１段または２段機械式ドライポンプおよび／またはターボ分子ポンプ９４０を使用して、プロセスチャンバ９２４からプロセスガスを引き出し、プロセスチャンバ９２４内の圧力を維持することができる。例えば、真空ポンプを使用して、ＡＬＤのパージ動作中に下部サブチャンバ９０３を排気することができる。真空ポンプによって提供される真空環境の適用を選択的に制御するために、弁制御導管を使用して真空ポンプをプロセスチャンバ９２４に流体接続することができる。これは、プラズマ処理動作中、スロットル弁（図示せず）または振り子弁（図示せず）などの閉ループ制御流量制限デバイスを用いて行うことができる。同様に、容量結合プラズマ処理チャンバへの真空ポンプおよび弁制御流体接続も用いることができる。

【0215】

装置９００の動作中、１つまたは複数のプロセスガスは、ガス流入口９６０および／または９７０を通して供給され得る。特定の実施形態では、プロセスガスは、主ガス流入口９６０のみを通して、またはサイドガス流入口９７０のみを通して供給され得る。場合によっては、図に示すガス流入口は、より複雑なガス流入口、例えば、１つまたは複数のシャワーヘッドに置き換えられてもよい。ファラデーシールド９４９および／または任意選択のグリッド９５０は、プロセスチャンバへ９２４のプロセスガスの送給を可能にする内部チャネルおよび穴を含み得る。ファラデーシールド９４９および任意選択のグリッド９５０のいずれかまたは両方が、プロセスガスを送給するためのシャワーヘッドとして機能してもよい。いくつかの実施形態では、液体気化および送給システムは、プロセスチャンバ９２４の上流に配置され得、それにより液体反応剤または前駆体が気化されると、気化した反応剤または前駆体は、ガス流入口９６０および／または９７０を介してプロセスチャンバ９２４に導入される。

【0216】

高周波電力は、ＲＦ電源９４１からコイル９３３に供給され、ＲＦ電流がコイル９３３を通って流れるようにする。コイル９３３を通って流れるＲＦ電流は、コイル９３３の周りに電磁場を生成する。電磁場は、上部サブチャンバ９０２内で誘導電流を生成する。様々な生成されたイオンおよびラジカルとウエハ９１９の物理的および化学的相互作用により、ウエハ９１９のフィーチャがエッチングされ、ウエハ９１９上に層を選択的に堆積させる。

【0217】

プラズマグリッド９５０が、上部サブチャンバ９０２と下部サブチャンバ９０３の両方が存在するように使用される場合、誘導電流は、上部サブチャンバ９０２に存在するガスに作用し、上部サブチャンバ９０２に電子－イオンプラズマを生成する。任意選択の内部プラズマグリッド１４５０は、下部サブチャンバ９０３内の熱電子の数を限定する。いくつかの実施形態では、装置９００は、下部サブチャンバ９０３に存在するプラズマがイオン－イオンプラズマであるように設計および動作される。

【0218】

上部電子－イオンプラズマと下部イオン－イオンプラズマの両方が正イオンおよび負イオンを含むことができるが、イオン－イオンプラズマは、正イオンに対して負イオンの比率が大きい。揮発性エッチングおよび／または堆積副生成物は、ポート９２２を通して下部サブチャンバ９０３から除去され得る。本明細書に開示されるチャック９１７は、約１０℃～約２５０℃の範囲の高温で動作することができる。温度は、プロセス動作および特定のレシピに依存する。

【0219】

装置９００は、クリーンルームまたは製作施設に設置される場合、設備（図示せず）に結合されてもよい。設備は、処理ガス、真空、温度制御、および環境粒子制御を提供する配管を含む。これらの設備は、目的の製作施設に設置されると、装置９００に結合される。加えて、装置９００は、ロボットが典型的な自動動作を使用して半導体ウエハを装置９００に出入りすることを可能にする移送チャンバに結合され得る。

【0220】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ９３０（１つまたは複数の物理的または論理的コントローラを含むことができる）が、プロセスチャンバ９２４の動作の一部またはすべてを制御する。システムコントローラ９３０は、１つまたは複数のメモリデバイスと、１つまたは複数のプロセッサとを含むことができる。いくつかの実施形態では、装置９００は、開示された実施形態が実施されるときに流量および持続時間を制御するための切り替えシステムを含む。いくつかの実施形態では、装置９００は、最大約５００ｍｓ、または最大約７５０ｍｓの切り替え時間を有することができる。切り替え時間は、流れる化学物質、選択されたレシピ、リアクタアーキテクチャ、および他の要因に依存し得る。

【0221】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ９３０はシステムの一部であり、そのようなシステムは上述した例の一部であってもよい。そ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（ウエハ台座、ガス流システムなど）を含む半導体処理機器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、および処理後のシステム動作を制御するための電子機器と一体化されてもよい。そのような電子機器はシステムコントローラ９３０に一体化され、１つまたは複数のシステムの様々な構成要素または副部品を制御してもよい。システムコントローラは、処理パラメータおよび／またはシステムのタイプに応じて、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされてもよい。そのようなプロセスとしては、処理ガスの送給、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）発生器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送給設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続または連動するツールおよび他の移送ツールに対するウエハの搬入と搬出、および／またはロードロックに対するウエハの搬入と搬出が含まれる。

【0222】

広義には、システムコントローラ９３０は、命令を受信し、命令を発行し、動作を制御し、洗浄動作を可能にし、エンドポイント測定を可能にするなどの様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子機器として定義されてもよい。集積回路は、プログラム命令を記憶するファームウェアの形式のチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として定義されたチップ、および／または１つまたは複数のマイクロプロセッサ、すなわちプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含んでもよい。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形式でコントローラに通信される命令であって、特定のプロセスを半導体ウエハ上で、または半導体ウエハ用に、またはシステムに対して実行するための動作パラメータを定義してもよい。動作パラメータは、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、ケイ素、二酸化ケイ素、表面、回路、および／またはウエハダイの製作または除去における１つまたは複数の処理ステップを実現するためプロセスエンジニアによって定義されるレシピの一部であってもよい。

【0223】

システムコントローラ９３０は、いくつかの実施形態では、システムと統合または結合されるか、他の方法でシステムにネットワーク接続されるコンピュータの一部であってもよく、またはそのようなコンピュータに結合されてもよく、またはそれらの組み合わせであってもよい。例えば、コントローラは、「クラウド」内にあってもよいし、ファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部であってもよい。これにより、ウエハ処理のリモートアクセスが可能となる。コンピュータは、システムへのリモートアクセスを可能にして、製作動作の現在の進捗状況を監視し、過去の製作動作の履歴を検討し、複数の製作動作から傾向または性能基準を検討し、現在の処理のパラメータを変更し、現在の処理に続く処理ステップを設定するか、または新しいプロセスを開始してもよい。いくつかの例では、リモートコンピュータ（例えば、サーバ）は、ネットワークを通じてプロセスレシピをシステムに提供することができる。そのようなネットワークは、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もよい。リモートコンピュータは、パラメータおよび／または設定のエントリ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もよく、そのようなパラメータおよび／または設定は、その後リモート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９３０は命令をデータの形式で受信する。そのようなデータは、１つまたは複数の動作中に実施される各処理ステップのためのパラメータを特定するものである。パラメータは、実施されるプロセスのタイプ、およびコントローラが連動または制御するように構成されるツールのタイプに特有のものであってもよいことを理解されたい。したがって、上述したように、システムコントローラ９３０は、例えば、互いにネットワーク接続され共通の目的（本明細書で説明されるプロセスおよび制御など）に向けて協働する１つまたは複数の個別のコントローラを含むことによって分散されてもよい。このような目的のための分散型コントローラの例として、チャンバ上の１つまたは複数の集積回路であって、（例えば、プラットフォームレベルで、またはリモートコンピュータの一部として）遠隔配置されておりチャンバにおけるプロセスを制御するよう組み合わせられる１つまたは複数の集積回路と通信するものが挙げられるであろう。

【0224】

例示的なシステムは、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、物理気相堆積（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学気相堆積（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、イオン注入チャンバまたはモジュール、追跡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、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連するか使用されてもよい任意の他の半導体処理システムを含むことができるが、これらに限定されない。

【0225】

上記のように、ツールによって実施される１つまたは複数のプロセスステップに応じて、コントローラは、１つまたは複数の他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接するツール、近接するツール、工場全体に位置するツール、メインコンピュータ、別のコントローラ、または半導体製造工場内のツール場所および／もしくはロードポートに対してウエハの容器を搬入および搬出する材料搬送に使用されるツールと通信してもよい。

【0226】

ＥＵＶＬパターニングは、多くの場合スキャナと呼ばれる任意の適切なツールを使用して行うことができる。ＥＵＶＬパターニングツールは、本明細書で説明される堆積およびエッチングのためにそこから基板を出し入れするスタンドアロンデバイスであってもよい。または、以下で説明するように、ＥＵＶＬパターニングツールは、より大きなマルチ構成要素ツール上のモジュールであってもよい。図１０は、本明細書に記載のプロセスの実施に適した、真空移送モジュールとインターフェースする真空統合堆積、ＥＵＶパターニング、および乾式現像／エッチングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを図示する。プロセスはそのような真空統合装置なしで行うことができるが、そのような装置は、いくつかの実施形態において有利であり得る。

【0227】

図１０は、本明細書に記載のプロセスの実施に適した、真空移送モジュールとインターフェースする真空統合堆積およびパターニングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャ１０００を図示する。複数の保管施設および処理モジュールの間でウエハを「移送」するための移送モジュールの配置は、「クラスタツールアーキテクチャ」システムと呼ばれることがある。特定のプロセスの要件に従って、堆積およびパターニングモジュールが真空統合される。エッチング用などの他のモジュールもまた、クラスタに含めることができる。

【0228】

真空搬送モジュール（ＶＴＭ）１５３８は、４つの処理モジュール１０２０ａ～１０２０ｄとインターフェースし、様々な製作プロセスを実施するために個々に最適化することができる。一例として、処理モジュール１０２０ａ～１０２０ｄは、堆積、蒸着、ＥＬＤ、乾式現像、エッチング、ストリップ、および／または他の半導体プロセスを実施するように実装され得る。例えば、モジュール１０２０ａは、本明細書に記載の非プラズマ熱原子層堆積を実施するように動作され得るＡＬＤリアクタであってもよい。図は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことを理解されたい。

【0229】

ロードロックまたは移送モジュールとしても知られるエアロック１０４２および１０４６は、ＶＴＭ１０３８およびパターニングモジュール１０４０とインターフェースする。このツールアーキテクチャは、露光前に反応しないように、半導体基板またはウエハなどのワークピースを真空下で移送することを可能にする。堆積モジュールとリソグラフィツールの統合は、Ｈ₂Ｏ、Ｏ₂などの周囲ガスによる入射光子の強い光吸収を考慮して、ＥＵＶＬも大幅に低減された圧力を必要とするという事実によって促進される。

【0230】

上記のように、この統合されたアーキテクチャは、説明されたプロセスを実施するためのツールの可能な実施形態の１つにすぎない。プロセスはまた、より従来型のスタンドアロンＥＵＶＬスキャナを用いて、およびモジュールとして、例えば図１０を参照して説明されているが統合されたパターニングモジュールがない、スタンドアロンであるか、エッチング、ストリップなどの他のツールとクラスタアーキテクチャに統合されている堆積リアクタを用いて実施することができる。

【0231】

エアロック１０４２は、堆積モジュール１０２０ａを機能させるＶＴＭ１０３８からパターニングモジュール１０４０への基板の移送を指す、「搬出」ロードロックであり得、エアロック１０４６は、パターニングモジュール１０４０からＶＴＭ１０３８に戻る基板の移送を指す、「搬入」ロードロックであってもよい。搬入ロードロック１０４６はまた、基板のアクセスおよび出口のためのツールの外部へのインターフェースを提供することができる。各プロセスモジュールは、モジュールをＶＴＭ１０３８にインターフェースさせるファセットを有する。例えば、堆積プロセスモジュール１０２０ａは、ファセット１０３６を有する。各ファセット内では、センサ、例えば図示のセンサ１～１８を使用して、それぞれのステーション間を移動する際にウエハ１０２６の通過を検出する。パターニングモジュール１０４０ならびにエアロック１０４２および１０４６は、図示されていない追加のファセットおよびセンサを同様に備えることができる。

【0232】

主ＶＴＭロボット１０２２は、エアロック１０４２および１０４６を含むモジュール間でウエハ１０２６を移送する。一実施形態では、ロボット１０２２は１つのアームを有し、別の実施形態では、ロボット１０２２は２つのアームを有し、各アームは、搬送のためにウエハ１０２６などのウエハを持ち上げるエンドエフェクタ１０２４を有する。フロントエンドロボット１０４４は、その中において、ウエハ１０２６を搬出エアロック１０４２からパターニングモジュール１０４０に、パターニングモジュール１０４０から搬入エアロック１０４６に移送するために使用される。フロントエンドロボット１０４４はまた、基板のアクセスおよび出口のために、搬入ロードロックとツールの外部との間でウエハ１０２６を搬送することができる。搬入エアロックモジュール１０４６が大気圧と真空との間の環境を適合させる能力を有するので、ウエハ１０２６は、損傷を受けることなく２つの圧力環境の間を移動することができる。

【0233】

ＥＵＶＬツールは、典型的には、堆積ツールよりも高い真空で動作することに留意されたい。この場合、パターニングツールに入る前に基板の脱ガスを可能にするために、堆積ツールとＥＵＶＬツールとの間の移送中に基板の真空環境を増加させることが望ましい。搬出エアロック１０４２は、一定期間にわたってパターニングモジュール１０４０内の圧力よりも高くない低圧で移送されたウエハを保持し、かつオフガスを排出することによってこの機能を提供することができ、それによりパターニングツール１０４０の光学系が基板からのオフガスによって汚染されなくなる。排出オフガスエアロックに対して適切な圧力は、１Ｅ－８Ｔｏｒｒ以下である。

【0234】

いくつかの実施形態では、システムコントローラ１０５０（１つまたは複数の物理的または論理的コントローラを含むことができる）が、クラスタツールおよび／またはその別々のモジュールの動作の一部またはすべてを制御する。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であり得るか、または製造フロアのクラスタアーキテクチャの外部に位置し得るか、または遠隔地に位置し、ネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続され得ることに留意されたい。システムコントローラ１０５０は、１つまたは複数のメモリデバイスと、１つまたは複数のプロセッサとを含むことができる。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／またはデジタル入出力接続、ステッピングモータコントローラボード、および他の同様の構成要素を含み得る。適切な制御動作を実施するための命令が、プロセッサ上で実行される。これらの命令は、コントローラに関連付けられたメモリデバイスに記憶することができ、またはネットワークを介して提供することができる。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。

【0235】

システム制御ソフトウェアは、適用のタイミングおよび／またはツールもしくはモジュール動作の任意の態様の大きさを制御するための命令を含むことができる。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得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するのに必要なプロセスツール構成要素の動作を制御するために書かれてもよい。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ミング言語でコード化され得る。いくつかの実施形態では、システム制御ソフトウェアは、上述の様々なパラメータを制御するための入出力制御（ＩＯＣ）シーケンス命令を含む。例えば、半導体製作プロセスの各段階は、システムコントローラによって実行される１つまたは複数の命令を含み得る。例えば、凝縮、堆積、蒸着、パターニング、および／またはエッチング段階に対するプロセス条件を設定するための命令は、対応するレシピ段階に含まれてもよい。

【0236】

様々な実施形態において、ネガパターンマスクを形成するための装置が提供される。装置は、パターニング、堆積、およびエッチングのための処理チャンバと、ネガ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むことができる。命令は、処理チャンバにおいて、ＥＵＶ露光によって半導体基板上の化学増幅レジスト（ＣＡＲ）内のフィーチャをパターニングして基板の表面を露出させ、フォトパターニングされたレジストを現像し、マスクとしてパターニングされたレジストを使用して下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むことができる。現像は、ハロゲン化物含有化学物質を使用して実施されてもよい。

【0237】

ウエハの移動を制御するコンピュータは、クラスタアーキテクチャに対してローカルであり得るか、または製造フロアのクラスタアーキテクチャの外部に位置し得るか、または遠隔地に位置し、ネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続され得ることに留意されたい。図７、図８、または図９のいずれかに関して上述したコントローラは、図１０のツールを用いて実装することができる。

【0238】

結論
本明細書に記載の例および実施形態は例示のみを目的としており、それに照らして様々な修正または変更が当業者には示唆されることが理解されるであろう。明瞭性のために様々な詳細が省略されているが、様々な設計の代替案を実施することができる。したがって、本例は、限定的なものではなく例示的なものであるとみなされ、本開示は、本明細書に与えられる詳細に限定されるものではなく、本開示の範囲内で修正することができる。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記フォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含む、方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスおよび前記酸化剤の前記パルスは、時間的に別々である、方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記酸化剤は、第２の温度で前記プロセスチャンバに送給される、方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記台座は、前記酸化剤の前記パルス中に第２の温度にある、方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒であり、前記酸化剤の前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒である、方法。

【請求項6】

請求項３に記載の方法であって、
前記第１の温度は、約－６０℃～約１２０℃である、方法。

【請求項7】

請求項４に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約２０℃～約１５０℃である、方法。

【請求項8】

請求項３に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約５０℃～約２５０℃である、方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの不揮発性副生成物は、前記フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される、方法。

【請求項10】

請求項１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属を含む、方法。

【請求項11】

請求項１０に記載の方法であって、
前記金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。

【請求項12】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである、方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項14】

請求項１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項15】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、エッチャントプラズマを含む、方法。

【請求項16】

請求項１５に記載の方法であって、
前記エッチャントプラズマは、遠隔で生成される、方法。

【請求項17】

請求項１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸素、オゾン、過酸化水素、水、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、硝酸、二酸化硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。

【請求項18】

請求項１７に記載の方法であって、
前記酸化剤は、水および酸素または塩素を含むガス状酸化剤である、方法。

【請求項19】

請求項１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸化剤プラズマを含む、方法。

【請求項20】

請求項１９に記載の方法であって、
前記酸化剤プラズマは、遠隔で生成される、方法。

【請求項21】

請求項１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを不活性プラズマガスに曝露することをさらに含む、方法。

【請求項22】

請求項１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスと前記酸化剤の前記パルスとの間、または前記エッチャントのパルスおよび前記酸化剤のパルスのサイクルの後、不活性ガスで前記プロセスチャンバをパージすることをさらに含む、方法。

【請求項23】

請求項１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを乾式現像することを含む、方法。

【請求項24】

請求項１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを湿式現像することを含む、方法。

【請求項25】

請求項１に記載の方法であって、
各サイクルは、同じエッチャントパルス持続時間を有する、方法。

【請求項26】

基板上の原子層エッチングを促進する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含み、
これにより前記エッチャントパルスの不揮発性副生成物によるエッチストップは、排除される、
方法。

【請求項27】

半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上に乾式堆積されたフォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを設けることと、
交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを乾式現像し、レジストハードマスクを形成することと
を含む、方法。

【請求項28】

レジストの現像を行うための装置であって、
基板支持体を有するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに結合された真空ラインと、
前記プロセスチャンバに結合されたエッチャントおよび酸化剤ラインと、
半導体基板を処理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、
プロセスチャンバ内の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設け、
交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成する
ためのコードを含むコントローラと
を備える、装置。

【請求項29】

請求項２８に記載の装置であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストであり、前記フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを現像するためのコードを含む命令で構成された前記コントローラは、交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルによりＥＵＶ露光部分と比較して前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去し、レジストマスクを形成するためのコードを含む、装置。

【請求項30】

請求項２８に記載の装置であって、
前記基板支持体に結合された１つまたは複数のヒータであって、前記１つまたは複数のヒータは、複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含む１つまたは複数のヒータ
をさらに備える、装置。

【請求項31】

請求項３０に記載の装置であって、
加熱された酸化剤送給ラインをさらに備える、装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0060】

【図4】図４は、特定の開示された実施形態による、エッチャントおよび塩素酸化剤を用いる周期的乾式現像（周期的ＤＤ）を受けたフォトパターニングされた基板と比較した、エッチャントを用いる乾式現像（単一ＤＤ）を受けたフォトパターニングされた基板の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す図である。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0061】

【図5】図５は、特定の開示された実施形態による、エッチャントおよび空気酸化剤を用いる周期的乾式現像（周期的ＤＤ）と比較した、エッチャントを用いる乾式現像（単一ＤＤ）のグラフ比較を示す図である。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0076】

「ウエハ」とは、エッチング対象の基板および基板層を含み得る材料を意味する。いくつかの実施形態では、基板層は、スピンオンカーボン（ＳｏＣ）または他の材料、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素などの灰化可能なハードマスクを含む。いくつかの実施形態では、基板層は、基板上に配置された層スタックであってもよい。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１８６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0186】

さらに、いくつかの実施形態では、プロセスステーション７００についての圧力制御は、バタフライ弁７１８によって提供され得る。図７の実施形態に示すように、バタフライ弁７１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供される真空を絞る。しかし、いくつかの実施形態では、プロセスステーション７００の圧力制御はまた、プロセスステーション７００に導入される１つまたは複数のガスの流量を変化させることによって調整することができる。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0212】

誘導結合プラズマ装置９００は、チャンバ壁９０１および窓９１１によって構造的に画定された総合プロセスチャンバ９２４を含む。チャンバ壁９０１は、ステンレス鋼、アルミニウム、またはプラスチックから製作することができる。窓９１１は、石英または他の誘電体材料から製作することができる。任意選択の内部プラズマグリッド９５０は、総合プロセスチャンバを上部サブチャンバ９０２および下部サブチャンバ９０３に分割する。多くの実施形態では、プラズマグリッド９５０を除去することができ、それによってサブチャンバ９０２および９０３からなるチャンバ空間を利用することができる。チャック９１７が、底部内面近くの下部サブチャンバ９０３内に位置決めされる。チャック９１７は、エッチングおよび堆積プロセスが実施される半導体ウエハ９１９を受け入れて保持するように構成される。チャック９１７は、存在する場合、ウエハ９１９を支持するための静電チャックであり得る。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９１７を囲み、チャック９１７の上に存在する場合、ウエハ９１９の上面とほぼ平面である上面を有する。チャック９１７はまた、ウエハ９１９をチャックおよびデチャックするための静電電極を含む。この目的のために、フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）が設けられてもよい。チャック９１７からウエハ９１９を持ち上げるための他の制御システムもまた、設けられてもよい。チャック９１７は、ＲＦ電源９２３を使用して充電させることができる。ＲＦ電源９２３は、接続９２７を通して整合回路９２１に接続される。整合回路９２１は、接続９２５を通してチャック９１７に接続される。このようにして、ＲＦ電源９２３はチャック９１７に接続される。様々な実施形態において、静電チャックのバイアス電力は、約５０Ｖに設定されてもよいし、開示された実施形態に従って実施されるプロセスに応じて異なるバイアス電力に設定されてもよい。例えば、バイアス電力は、約２０Ｖ～約１００Ｖ、または約３０Ｖ～約１５０Ｖであってもよい。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２１７

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0217】

プラズマグリッド９５０が、上部サブチャンバ９０２と下部サブチャンバ９０３の両方が存在するように使用される場合、誘導電流は、上部サブチャンバ９０２に存在するガスに作用し、上部サブチャンバ９０２に電子－イオンプラズマを生成する。任意選択の内部プラズマグリッド９５０は、下部サブチャンバ９０３内の熱電子の数を限定する。いくつかの実施形態では、装置９００は、下部サブチャンバ９０３に存在するプラズマがイオン－イオンプラズマであるように設計および動作される。

【手続補正8】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２２８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0228】

真空搬送モジュール（ＶＴＭ）１０３８は、４つの処理モジュール１０２０ａ～１０２０ｄとインターフェースし、様々な製作プロセスを実施するために個々に最適化することができる。一例として、処理モジュール１０２０ａ～１０２０ｄは、堆積、蒸着、ＥＬＤ、乾式現像、エッチング、ストリップ、および／または他の半導体プロセスを実施するように実装され得る。例えば、モジュール１０２０ａは、本明細書に記載の非プラズマ熱原子層堆積を実施するように動作され得るＡＬＤリアクタであってもよい。図は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことを理解されたい。

【手続補正9】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２３２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0232】

主ＶＴＭロボット１０２２は、エアロック１０４２および１０４６を含むモジュール間でウエハ１０２６を移送する。一実施形態では、ロボット１０２２は１つのアームを有し、別の実施形態では、ロボット１０２２は２つのアームを有し、各アームは、搬送のためにウエハ１０２６などのウエハを持ち上げるエンドエフェクタ１０２４を有する。フロントエンドロボット１０４４は、ウエハ１０２６を搬出エアロック１０４２からパターニングモジュール１０４０に、パターニングモジュール１０４０から搬入エアロック１０４６に移送するために使用される。フロントエンドロボット１０４４はまた、基板のアクセスおよび出口のために、搬入ロードロックとツールの外部との間でウエハ１０２６を搬送することができる。搬入エアロックモジュール１０４６が大気圧と真空との間の環境を適合させる能力を有するので、ウエハ１０２６は、損傷を受けることなく２つの圧力環境の間を移動することができる。

【手続補正10】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２３８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0238】

結論
本明細書に記載の例および実施形態は例示のみを目的としており、それに照らして様々な修正または変更が当業者には示唆されることが理解されるであろう。明瞭性のために様々な詳細が省略されているが、様々な設計の代替案を実施することができる。したがって、本例は、限定的なものではなく例示的なものであるとみなされ、本開示は、本明細書に与えられる詳細に限定されるものではなく、本開示の範囲内で修正することができる。本開示は、以下の形態により実現されてもよい。
［形態１］
半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記フォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含む、方法。
［形態２］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスおよび前記酸化剤の前記パルスは、時間的に別々である、方法。
［形態３］
形態１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記酸化剤は、第２の温度で前記プロセスチャンバに送給される、方法。
［形態４］
形態１に記載の方法であって、
前記台座は、前記エッチャントの前記パルス中に第１の温度にあり、前記台座は、前記酸化剤の前記パルス中に第２の温度にある、方法。
［形態５］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒であり、前記酸化剤の前記パルスの持続時間は、約１～約１２０秒である、方法。
［形態６］
形態３に記載の方法であって、
前記第１の温度は、約－６０℃～約１２０℃である、方法。
［形態７］
形態４に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約２０℃～約１５０℃である、方法。
［形態８］
形態３に記載の方法であって、
前記第２の温度は、約５０℃～約２５０℃である、方法。
［形態９］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスの不揮発性副生成物は、前記フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される、方法。
［形態１０］
形態１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属を含む、方法。
［形態１１］
形態１０に記載の方法であって、
前記金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。
［形態１２］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである、方法。
［形態１３］
形態１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態１４］
形態１２に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態１５］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントは、エッチャントプラズマを含む、方法。
［形態１６］
形態１５に記載の方法であって、
前記エッチャントプラズマは、遠隔で生成される、方法。
［形態１７］
形態１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸素、オゾン、過酸化水素、水、亜酸化窒素、一酸化窒素、二酸化窒素、硝酸、二酸化硫黄、塩素、フッ素、臭素、ヨウ素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態１８］
形態１７に記載の方法であって、
前記酸化剤は、水および酸素または塩素を含むガス状酸化剤である、方法。
［形態１９］
形態１に記載の方法であって、
前記酸化剤は、酸化剤プラズマを含む、方法。
［形態２０］
形態１９に記載の方法であって、
前記酸化剤プラズマは、遠隔で生成される、方法。
［形態２１］
形態１に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを不活性プラズマガスに曝露することをさらに含む、方法。
［形態２２］
形態１に記載の方法であって、
前記エッチャントの前記パルスと前記酸化剤の前記パルスとの間、または前記エッチャントのパルスおよび前記酸化剤のパルスのサイクルの後、不活性ガスで前記プロセスチャンバをパージすることをさらに含む、方法。
［形態２３］
形態１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを乾式現像することを含む、方法。
［形態２４］
形態１に記載の方法であって、
エッチャントおよび酸化剤の交互パルスに曝露することによって前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像することは、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを湿式現像することを含む、方法。
［形態２５］
形態１に記載の方法であって、
各サイクルは、同じエッチャントパルス持続時間を有する、方法。
［形態２６］
半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストをエッチャントに曝露し、続いて洗浄剤に曝露することで前記フォトパターニングされた金属含有レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含む、方法。
［形態２７］
形態２６に記載の方法であって、
前記洗浄剤は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、アセトン、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、硫化ジメチル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態２８］
形態２６に記載の方法であって、
台座温度は、前記洗浄剤への曝露中に約１０℃～約５０℃である、方法。
［形態２９］
形態２６に記載の方法であって、
前記洗浄剤は、超臨界流体を含む、方法。
［形態３０］
形態２９に記載の方法であって、
前記超臨界流体は、低表面張力の超臨界液体である、方法。
［形態３１］
形態３０に記載の方法であって、
前記低表面張力の超臨界液体は、二酸化炭素、二酸化硫黄、ジメチルエーテル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態３２］
形態２９に記載の方法であって、
プロセスチャンバ圧力は、前記洗浄剤への曝露中に約５ｐｓｉ～約３，０００ｐｓｉである、方法。
［形態３３］
形態２６に記載の方法であって、
エッチャントへの曝露からの不揮発性副生成物は、前記フォトパターニングされた金属含有レジストから除去される、方法。
［形態３４］
形態２６に記載の方法であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、有機金属酸化物、金属、金属酸化物、または有機金属を含む、方法。
［形態３５］
形態３４に記載の方法であって、
前記金属酸化物は、酸化スズを含む、方法。
［形態３６］
形態２６に記載の方法であって、
前記エッチャントは、ハロゲン化物エッチャントである、方法。
［形態３７］
形態３６に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲンガス、有機ハロゲン化物、ハロゲン化アシル、ハロゲン化カルボニル、ハロゲン化チオニル、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態３８］
形態３６に記載の方法であって、
前記ハロゲン化物エッチャントは、フッ化水素、塩化水素、三塩化ホウ素、臭化水素、ヨウ化水素、またはそれらの組み合わせを含む、方法。
［形態３９］
形態２６に記載の方法であって、
前記エッチャントは、エッチャントプラズマを含む、方法。
［形態４０］
形態３９に記載の方法であって、
前記エッチャントプラズマは、遠隔で生成される、方法。
［形態４１］
基板上の原子層エッチングを促進する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設けることと、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストを、交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成することと
を含み、
これにより前記エッチャントパルスの不揮発性副生成物によるエッチストップは、排除される、
方法。
［形態４２］
半導体基板を処理する方法であって、
プロセスチャンバ内の台座上の半導体基板上に乾式堆積されたフォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを設けることと、
交互に送給されるエッチャントのパルスおよび酸化剤のパルスを含む少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属酸化物ＥＵＶレジストを乾式現像し、レジストハードマスクを形成することと
を含む、方法。
［形態４３］
レジストの現像を行うための装置であって、
基板支持体を有するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに結合された真空ラインと、
前記プロセスチャンバに結合されたエッチャントおよび酸化剤ラインと、
半導体基板を処理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、
プロセスチャンバ内の半導体基板上にフォトパターニングされた金属含有レジストを設け、
交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルに曝露することで前記レジストの一部を選択的に除去することによって、前記フォトパターニングされた金属含有レジストを現像し、レジストマスクを形成する
ためのコードを含むコントローラと
を備える、装置。
［形態４４］
形態４３に記載の装置であって、
前記フォトパターニングされた金属含有レジストは、フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストであり、前記フォトパターニングされた金属含有ＥＵＶレジストを現像するためのコードを含む命令で構成された前記コントローラは、交互に送給されるエッチャントパルスおよび酸化剤パルスの少なくとも１つのサイクルによりＥＵＶ露光部分と比較して前記ＥＵＶレジストのＥＵＶ非露光部分を選択的に除去し、レジストマスクを形成するためのコードを含む、装置。
［形態４５］
形態４３に記載の装置であって、
前記基板支持体に結合された１つまたは複数のヒータであって、前記１つまたは複数のヒータは、複数の独立して制御可能な温度制御ゾーンを含む１つまたは複数のヒータ
をさらに備える、装置。
［形態４６］
形態４５に記載の装置であって、
加熱された酸化剤送給ラインをさらに備える、装置。

【国際調査報告】