JP4548618B2 - プラズマ処理システム内でエッチングしながらフォトレジスト歪みを低減する方法及びエッチングチャンバ - Google Patents

Description

本発明は、一般には基板製造技術に関し、特に基板をプラズマ処理システム中でエッチングするときのフォトレジストの歪みを低減する方法に関する。

半導体製造において、要素トランジスタのようなデバイスは基板、例えば半導体ウェーハまたはガラス板の上に形成されえる。基板の上に、デバイスが製造されえる複数のレイヤが配置されえる。理解を促すために、これからの議論は、その上にフォトレジストマスクおよびその下に配置された酸化膜を有するウェーハがプラズマエッチャ内でエッチングされる酸化エッチングに絞って述べる。

酸素、アルゴン、およびフッ化炭素および／またはハイドロフルオロカーボンを含むエッチャントソースガスから生成されたプラズマを用いて、マスクによって保護されていない酸化膜の領域がエッチングされて除去され、最終的に電気的構造を基板上に形成するバイア、コンタクト、および／またはトレンチを残す。

一般に言って、エッチャントソースガスの組成に関係なく、生成されたプラズマは典型的には、分子およびラジカル以外に、ミリ電子ボルト（ｍｅＶ）オーダーのエネルギーを有するイオンおよび電子ボルト（ｅＶ）オーダーを有する電子を含む。プラズマエッチングプロセスのあいだ、イオン衝突（小さいエネルギーだが大きい質量）および／または電子衝突（小さい質量だがかなり大きいエネルギー）の結果として、フォトレジストマスクはウィグリング（wiggling）と呼ばれる歪み（distortion）を経験しえる。

この歪みは、フォトレジストの上部表面だけに影響を与えるかもしれず、またはこれはより広範囲でありえ、パネル必要の垂直側壁に影響を与えうる。いったんこの歪みが始まると、歪みの深刻さはエッチングが進むにつれて増す傾向にある。またエッチングプロセス中に採用される化学処理に依存して、フォトレジスト歪みの度合いは変わりえる。

議論を進めるために、図１Ａは、リソグラフィステップの前の例示的半導体ＩＣの層を示す層スタック（layer stack）１００の簡略化された断面図を示す。以下の議論において、層間の空間的関係をここで議論するのに用いられえる「上」および「下」のような語は、必ずしもそうではないが、関係する層間の直接的接触を意味しえる。他の追加の層群が示される層の上、下、またはその間に存在しえることに注意されたい。さらに示される層群の全てが必ずしも存在しなければならないわけではなく、一部または全てが他の異なる層によって置き換えられてもよい。

層スタック１００の底部において、典型的にはＳｉＯ₂を備える二酸化ケイ素層１０８がある。二酸化ケイ素層１０８の上には、上に重なるフォトレジスト層１０２が配置される。

フォトレジスト層１０２は、紫外光のような露光を通してエッチングするために一般にパターン付けられる。例として、一つのそのようなフォトレジスト技術は、フォトレジスト材料をコンタクトまたはステッパリソグラフィシステム内に曝すことによって後続のエッチングを促進するマスクを形成するフォトレジスト層１０２のパターニングを伴う。

説明の目的で、図１Ｂは、フォトレジスト層１０２がリソグラフィステップを通して形成された後の図１Ａの層スタック１００の理想的な断面図を示す。この例では、フォトレジストは、フォトレジストトレンチ１１２を形成するために除去され、フォトレジスト１０２の２つの柱状構造（column）を残している。最近のＩＣ回路はより高い回路密度を達成するために非常に狭いデザインルールで大きさが決められているので、フィーチャサイズ（すなわちバイア、トレンチ、またはコンタクトの断面寸法１１０）は常に小さくなってきている。

図２は、フォトレジスト層２０２がエッチングのあいだに歪まされた層スタック２２０の断面図を示す。図２で示されるように、プラズマエッチングのあいだに水平表面２１０および垂直表面２１２は実質的に歪まされている。フォトレジストマスク２１２の側における非対称ポリマー成膜および非対称フォトレジストファセッティング（faceting）２１８がフォトレジストマスクの歪みに伴う大きな要素である。この歪みの結果、フォトレジストマスクは、さらなるプラズマ衝突に耐える充分な強度を有さないかもしれず、その結果、フォトレジストカラム（photoresist columns）は崩れるかもしれず、エッチングされるべきフィーチャ２１４の開口を一部または全部覆うかもしれない。したがって、歪みは結果として生じるエッチングフィーチャ中に欠陥を生じえ、低い歩留まり率につながりえる。

特に、歪まされたフォトレジストは、基板の上から見たときに、フォトレジスト材料のカラム内にウィグリングつまり波状パターンを示すことが観測されてきた。図示するために、図３は、歪まされたフォトレジストマスク３２０の上面を示し、ここではプラズマエッチングプロセスがフォトレジスト層内にウィグル（wiggles）を作っている。結果として生じるマスクパターンは、基板材料の意図された除去を一部または完全に阻止しえる。フォトレジストマスク３２０はもともとは長方形のフィーチャを形成するようパターン付けされた。しかしフォトレジストの歪みは、不規則な形状のフィーチャ３１２を示されるように生じる。

もしフォトレジストマスクが過剰なウィグリングから悪影響を受けるなら、ストリエーションが起こりえる。ストリエーションは、フォトレジストウィグリングがある種の不規則にファセッティングされたフォトレジストカラムのフォトレジストの部分を垂直エッチング成分に曝すときに生じえ、ここでそのようなフォトレジスト部分は、もしフォトレジストウィグリングが存在しなかったなら垂直エッチングエッチング成分から通常は保護される。図４Ａを参照して、露光されたフォトレジスト部分が斜線部４０６によって示され、フォトレジストウィグリングがフォトレジスト４０２を曲げた後に、これらは垂直エッチング成分４１０に曝される。

エッチングプロセスの結果が図４Ｂに示され、ここで下にある酸化物領域４０８がエッチングプロセスによって不必要に除去され、意図されたのとは異なる不規則な形状をエッチングフィーチャ４０４に持たせている。よってフィーチャは、意図された側壁４１２の代わりに拡大された歪まされた側壁４１４を有しえる。このストリエーションは、そうでなければバイア４５４のスムーズな垂直側壁であるはずの不要な鋭い「垂直トレンチ」４５２として図４Ｃに示される。エッチングされたフィーチャ中のこのようなストリエーションは、結果として生じるデバイスの意図された電気的および機能的特徴を変え、結果として生じるデバイスの欠陥につながる。

さらにまたは代替として、もしフォトレジストウィグルが収束し、マスクホール（基板の上から見られるときに）の意図された輪郭の内側に突出するなら、結果として生じる歪まされたマスクパターンは、基板材料の意図された除去を一部または完全に阻止しえる。これらのランダムに影響されたバイアは、結果として生じるデバイス中の欠陥および不要に低下した歩留まりを示す。図５は、エッチングされたフィーチャ５０４の断面図を示し、ここでフォトレジストウィグルはフォトレジスト５０２が部分的障害物５２０を形成するようにさせ、これは基板５０８中のフィーチャ５０４のエッチングを部分的に阻止する。

図６は、フォトレジストマスク６０２を持つ基板の断面図であり、ここでフォトレジストマスク６０２のウィグリングは、フォトレジストがフィーチャ６０４上に完全な障害物６０６を作るようにさせている。フォトレジスト６０２の完全な障害物６０６は、フィーチャのエッチングを停止させ、その結果、示されるように基板６０８内でフィーチャ６０４は部分的にしかエッチングされない。

本発明は、ある実施形態において、基板上のレイヤにフィーチャをエッチングしつつフォトレジストウィグリングを実質的に低減する方法に関する。フォトレジストマスクの下に配置された前記レイヤをその上に有する基板が前記プラズマ処理チャンバ内に導入される。エッチャントソースガス混合物が前記プラズマ処理チャンバ内に流され、前記エッチャントソースガス混合物はキセノンおよび活性エッチャントを含み、前記キセノンの流量はエッチャントソースガス混合物の少なくとも３５％である。前記エッチャントソースガス混合物からプラズマが点火される。前記エッチャントソースガス混合物から前記プラズマで前記フィーチャが前記レイヤにエッチングされ、キセノンの前記流量がフォトレジストウィグリングを低減する。

本発明は、他の実施形態において、基板上のレイヤにフィーチャをエッチングしつつフォトレジストウィグリングを実質的に低減する方法に関する。フォトレジストマスクの下に配置された前記レイヤをその上に有する基板が前記プラズマ処理チャンバ内に導入される。エッチャントソースガス混合物が前記プラズマ処理チャンバ内に流され、前記エッチャントソースガス混合物はキセノン、活性エッチャントおよびアルゴンを含み、前記キセノンの流量はキセノンおよびアルゴンの流量の和の少なくとも４０％である。前記エッチャントソースガス混合物からプラズマが点火される。レイヤはプラズマでエッチングされる。

本発明は他の実施形態において、基板上のレイヤにフィーチャをエッチングしつつフォトレジストウィグリングを実質的に低減するプラズマ処理システムに関する。プラズマ処理チャンバが提供され、この中に基板が置かれる。プラズマを点火し維持するプラズマ点火装置が提供される。キセノンおよび活性エッチャントを含むエッチャントソースガス混合物を提供するプラズマガスソースが提供される。プラズマガスソースは、キセノンの高流量を提供する活性エッチャントソースおよびキセノンソースを備える。

本発明のこれらおよび他の特徴は、本発明の詳細な記載において、以下の図を参照して以下により詳細に記載される。

本発明は、添付の図面中の図において限定によってではなく例示によって示されており、これらの図で同様の参照番号は同様の要素を示す。

本発明は、添付図面に示されるそのいくつかの好ましい実施形態を参照して詳細に記載される。以下の記載において、多くの具体的な詳細が述べられるが、これは本発明の完全な理解のためである。しかし当業者には本発明は一部または全てのこれら具体的な詳細がなくても実施されえることが理解されよう。あるいはよく知られたプロセスステップおよび／または構成要素は本発明の趣旨を不必要にぼかさないために記載されていない。

以下のパラグラフにおいて、追加のガスをプラズマ処理チャンバ内に導入することを通して改良された処理結果を持つ本発明の方法を実行するのに適切であると信じられるおおよその範囲が開示される。適切な範囲は、容量結合されたプラズマExelan（商標）デュアル周波数システム（カリフォルニア州FremontのLam Research Corporation（商標）から入手可能な）に関連して以下に開示されるが、これら範囲は、開示された方法を他のプラズマ処理システムに当業者が適用するのを可能にするためのガイドラインとしての役目を果たすべきである。ウェーハサイズ（２００または３００ｍｍ）に関わらず、２つまたは複数のチューニング可能な周波数を持つ任意の容量結合されたプラズマエッチングツール上で同様の振る舞いが得られると予期される。

米国特許第6,228,775B1号のCoburnら（ここでは「Coburn」）は、キセノンまたはクリプトンのような低いイオン化エネルギーガスが、酸化物膜をエッチングするためにフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンガスと併せて採用されえることを示唆する。Coburnは６欄、１０〜３０行において、キセノンおよびクリプトンのような低イオン化ポテンシャルガスの追加によって、エッチングにわたって重合が優勢になることを防ぎ、これが高アスペクト比フィーチャにおける重合エッチングストップ（polymerization etch stop）を防ぐことを教示する。酸化物エッチングのあいだにエッチングにわたって重合が優勢になることを防ぐ目的を達成するために、Coburnは８欄、１７〜２６行において、キセノンまたはクリプトンのような低イオン化ポテンシャルガスの流量が「低イオン化ポテンシャルガスおよび１つ以上のフッ素または炭素を含むガスの総流量の約２９％よりも小さいパーセンテージ」に限定されるべきであること、および「より好ましくは、低イオン化ポテンシャルガスの百分率流量が低イオン化ポテンシャルガスおよび１つ以上のフッ素または炭素を含むガスの流量の約２０％よりも小さいこと」を教示する。

Coburnは重合が優勢になることを防ぐことに関するので、Coburnは酸化物エッチングにおいてキセノンの高流量を用いることからは遠ざかるように教示する。本発明はここでCoburnによって示唆されるレートのような比較的に低いキセノン流量においては、望まれる程度にフォトレジストウィグルを低減しないことを見いだした。加えて、Coburnは、フォトレジストウィグルの低減を全く示唆しない。さらにCoburnは、フルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンガスと併せてキセノンまたはクリプトンを用いた酸化物エッチングを議論するだけである。

本発明は、フォトレジスト歪みのためにエッチングプロセスに干渉し、重合が優勢なプロセス（polymerization dominating process）の問題とは異なるフォトレジスト歪みの問題に対応する。前述のように、このようなフォトレジスト歪みまたはウィグリングはとりわけ「偽の」エッチングストップ問題を引き起こす。これは、広範囲なＰＲウィグリングに起こりえるフォトレジストマスク開口の完全なブロッキングによって引き起こされ、これは重合が優勢なエッチングストッププロセスとは何の相関もない。

フォトレジストウィグリングを実質的に低減または除去する（すなわちフォトレジストウィグリングによる欠陥がゼロである程度までフォトレジストウィグリングを大きく低減する）ことにおいてキセノンの高流量が効果的であることが発明者によって発見される。低イオン化エネルギーを持つキセノンの追加が、高エネルギーを持つ電子の個数の低減および低エネルギーを持つ電子の個数の増加を生じる。より低いエネルギーの電子は、高エネルギー電子の解離およびエッチャントのイオン化を防ぐ。基板に到着する種は、低エネルギーを持ち、フォトレジストを歪ませない。クリプトンのイオン化エネルギーはキセノンよりも大きいので、クリプトンからのエネルギーの低下は、フォトレジストウィグリングを防ぐのに充分ではない。これは、キセノンの代わりにクリプトンをプラズマに追加することによってはフォトレジストウィグリングが除去されないという実験結果と一致する。

自明ではないやりかたで、キセノンの高流量を持つエッチャントソースガス（etchant source gas）の使用がフォトレジストウィグリングを除去することが発見された。より重要なことに、用いられる高流量において、エッチャントソースガス混合物中のＸｅガスは、全体的なエッチングプロファイルを大きく改善し、特にエッチングされたフィーチャの所望の底部微小寸法（ＣＤ）を得るのに役立つ。さらにこの高流量において、エッチャントソースガス混合物中のＸｅは、また高いレベルのフォトレジスト選択性を維持するが、この選択性は狭く高いアスペクト比のフィーチャをエッチングするのに重要な考慮事項である。この語がここで用いられるように、キセノンの高流量は、エッチャントソースガス混合物を形成するキセノンおよび他のガスの総合流量の少なくとも３５％である流量を言う。好ましくはキセノンの流量は、エッチャントソースガス混合物を形成するキセノンおよび他のガスの総合流量の少なくとも約４０〜９５％である。最も好ましくはキセノンの流量は、エッチャントソースガス混合物を形成するキセノンおよび他のガスの総合流量の少なくとも約４５〜９５％である。加えて、アルゴンも追加されえ、それによりアルゴンおよびキセノンは、希釈ガス混合物を形成する。活性エッチャントガスを含むこの希釈ガス混合物は、エッチングソースガス混合物を形成する。好ましくはキセノンの流量は、希釈ガスの流量の４０％より大きい。より好ましくは、キセノンの流量は、希釈ガスの流量の５０％より大きい。最も好ましくはキセノンの流量は、希釈ガスの流量の総和の約５０〜９０％の間である。他の実施形態においては、アルゴンは、希釈ガスを形成するためにヘリウム、ネオンおよび／またはクリプトンのような他の希ガスによって置き換えられてもよい。

図７は、プラズマ処理システムにおいてレイヤを通してエッチングしつつ、フォトレジストウィグリング（photoresist wiggling）を低減するステップを示すフロー図である。ステップ７０２において、フォトレジストマスクの下に配置されたレイヤを持つ基板がプラズマ処理チャンバに与えられる。好ましくはプラズマ処理チャンバは、容量結合された複数周波数エッチングチャンバである。ステップ７０４において、エッチャントソースガス混合物の流れがプラズマ処理チャンバ内に与えられる。このエッチャントソースガス混合物は、キセノン、活性エッチャント、およびオプションとして追加の希釈剤を含む。このキセノンは、総エッチャントガスソース混合物の流量の少なくとも３５％の流量を有する。ステップ７０５において、プラズマがエッチャントソースガス混合物から作られる。ステップ７０６において、エッチングがプラズマによって実行され、ここで結果として生じるエッチングはフォトレジストウィグリングを低減または除去する。

本発明の好ましい実施形態においては、エッチングされるべきレイヤは酸化膜であり、これはフォトレジストマスクの下に配置される。エッチャントソースガス混合物は、高流量キセノン、Ｏ₂、フルオロカーボンおよび／またはハイドロフルオロカーボンガスを含む。このエッチャントソースガス混合物は、アルゴンのような希ガスによる追加の希釈剤をさらに含みえる。この実施形態において、Ｏ₂、フルオロカーボンガスおよび／またはハイドロフルオロカーボンは活性エッチャントである。酸化膜をエッチングしえるフルオロカーボン・ベースのエッチャントには、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₂Ｆ₄、Ｃ₃Ｆ₆、Ｃ₄Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₆、またはＣ₅Ｆ₈が含まれる。これらフルオロカーボン・ベースのエッチャントは、その構成にＣ_xＦ_y成分を一般に含み、ここでｘおよびｙは整数である。さらにここで本発明は、ＣＨＦ₃、ＣＨ₂Ｆ₂、ＣＨ₃Ｆ、Ｃ₂Ｈ₂Ｆ₄を例えば含む、酸化膜をエッチングしえる任意のハイドロフルオロカーボン・ベースのガスと共に実施されえる。これらハイドロフルオロカーボン・ベースのガスは、その構成にＣ_xＨ_yＦ_z成分を一般に含み、ここでｘ、ｙ、およびｚは整数である。エッチャント混合物は、１つの、２つの、またはそれより多いこれらフルオロカーボンおよび／またはハイドロフルオロカーボンを含みえる。また他の活性エッチャントの例は、水素および一酸化炭素である。エッチングされる酸化膜は、ドープされたまたはドープされない二酸化ケイ素でありえる。ドーパントは例えばホウ素またはリンを含みえ、ＴＥＯＳのようなよく知られた酸化物を含みえる。

図９は、本発明の実施形態におけるエッチングに用いられえる容量結合された複数周波数エッチングチャンバ９００の概略図である。エッチングチャンバ９００は、閉じ込めリング９０２、上部電極９０４、下部電極９０８、エッチャントソースガス混合物源９１０、コントローラ９７０、および排気ポンプ９２０を含む。エッチングチャンバ９００内で、エッチングされるべきレイヤから形成される、またはエッチングされるべきレイヤがその上で形成されるウェーハ９８０が下部電極９０８上に配置される。下部電極９０８は、ウェーハ９８０を保持する適切な基板チャッキングメカニズム（例えば静電、機械的クランピングなど）を備える。リアクタ上部９２８は、下部電極９０８の直近で対向する上部電極９０４を備える。上部電極９０４、下部電極９０８、および閉じ込めリング９０２は、閉じ込めプラズマ容積を定義する。エッチャントソースガス混合物源９１０によってガスが閉じ込めプラズマ容積へ供給され、閉じ込めプラズマ容積から閉じ込めリング９０２および排気口を通して排気ポンプ９２０によって排気される。第１ＲＦ源９４４は電気的に上部電極９０４に接続される。第２ＲＦ源９４８は電気的に下部電極９０８に接続される。チャンバ壁９５２は、閉じ込めリング９０２、上部電極９０４、および下部電極９０８を囲む。第１ＲＦ源９４４および第２ＲＦ源９４８は、２７ＭＨｚ電力源および２ＭＨｚ電力源を備えうる。ＲＦ電力を電極に接続する異なる組み合わせが可能である。本発明の実施形態において用いられえる、カリフォルニア州FremontのLam Research Corporation（商標）によって製造されるExelan HPT/2300DFC（商標）の場合、両方のＲＦ源は、下部電極に接続され、上部電極は接地される。エッチャントソースガス混合物源９１０は、キセノンソース９６２、フルオロカーボンソース９６４、および酸素ソース９６８を有する。ハイドロフルオロカーボンソースのような他の成分ガスソースもエッチャントソースガス混合物源９１０に含まれえる。アルゴンのような他の希釈ガスも、エッチャントソースガス混合物源９１０に追加されえる。コントローラ９７０は、高流量のキセノンと共にエッチャントソースガス混合物を供給するようプログラムされる。コントローラ９７０は、ＲＦ源９４４、９４８および他の要素を制御するようにも用いられえる。

・例
ある例において、酸化膜をエッチングするために、２０標準立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のＣ₄Ｆ₈、１０ｓｃｃｍのＯ₂、１５０ｓｃｃｍのＡｒ、および１５０ｓｃｃｍのＸｅを含むエッチャントソースガスが、カリフォルニア州FremontのLam Research（商標）によって製造されるExelan HPT/2300DFC（商標）またはExelan HPT（商標）プラズマエッチャにおいてプラズマを作るよう採用される。この例では、フォトレジストは遠紫外線であり、約０．６μｍの厚さである。エッチングは、０．１２μｍ×０．３５μｍの微小寸法を持つ２．０μｍの深さの長方形セルキャパシタ構造を作るように構成される。このエッチングのあいだ、チャンバ内の圧力は約５０ミリトールである。ヘリウム冷却圧力は約１５トールである。電極電力は、２７ＭＨｚＲＦ発生器について約１０００ワットであり、２ＭＨｚＲＦ発生器について１０００ワットである。エッチングは２１０秒行われ、フォトレジストウィグリングは、それから生じる欠陥と共に、結果として生じるエッチングフィーチャ内には実質的に存在しない。

図示のために図８は、フォトレジストマスク８０４の上面図を示し、これはエッチングにおいて高流量キセノンを用いることによって実質的にＰＲウィグリングがないことを示す。その結果、良好に形成されたフィーチャ８０８がフォトレジストマスク８０４を通してエッチングされえる。

本発明はいくつかの好ましい実施形態について説明されてきたが、本発明の範囲に入る改変、組み合わせ、変更、およびさまざまな代替の等価物が存在する。例えば、Exelan HPT/2300DFC（商標）プラズマ処理システムおよびそれのために適切な具体的なパラメータを参照してここでは説明がなされているが、本発明は、２つのまたは多数のチューニング可能周波数を持つ、誘導結合されたプラズマエッチャおよび他の容量結合されたプラズマエッチャを含む他のプラズマエッチングシステムにも適用できる。さらに本開示があれば当業者なら、他のエッチングプロセス、他のＰＲ厚さ、本例の遠紫外線および１９３ｎｍＵＶ以外の他のタイプのフォトレジスト材料、他のフルオロカーボン・ベースの、および／またはハイドロフルオロカーボン・ベースのガス、他のタイプのエッチングされるべき材料、他のタイプの活性エッチャント、および他のタイプのエッチャを用いて、本発明の範囲および精神から逸脱することなく本発明を実施するために、ここで開示されたパラメータを調整することができるだろう。

加えて、記載された例は２００ｍｍ基板上で実行されたが、フォトレジストウィグリングの完全な除去は３００ｍｍ基板についても達成された。同様のパフォーマンスは基板の寸法に関わらず得られると期待される。

加えて、キセノンの追加は、プラズマエッチングのタイプに関係なくフォトレジストウィグリングに関連付けられた有害な現象に対応するのに有益である。よってキセノンの追加は、酸化物エッチング以外の、および／または上述のフルオロカーボン・ベースの、またはハイドロフルオロカーボン・ベースの化学物質以外の化学物質を用いたエッチングにおいても、このような有害なフォトレジストウィグリングに関連した現象を実質的に除去しえると考えられる。

本発明は、ケイ素化合物膜、ハードマスクレイヤ、反射防止コーティング、バリア層、または純粋なシリコン層のようなフォトレジストマスクの下に配置された他の材料の膜のエッチングのあいだに、フォトレジストウィグリングを防ぐために用いられえる。加えて、フォトレジストマスクの下のレイヤをエッチングするために他のエッチャントソースガス混合物が用いられえる。よって、開示された例示的実施形態およびベストモードによれば、以下の特許請求の範囲によって規定された本発明の主題および精神の中に留まりつつも、改変物、代替的組み合わせおよび変化形が開示された実施形態になされえる。

レイヤスタックの簡略化された断面図である。 フォトレジストレイヤがパターン付けされた後の図１Ａのレイヤスタックの簡略化された断面図である。 エッチングによって歪まされたフォトレジストを示す図１Ｂのレイヤスタックの断面図である。 歪まされたフォトレジストマスクの上面図である。 エッチングによって歪まされたフォトレジストを示すレイヤスタックの他の断面図である。 不規則なフィーチャを持つ図４Ａのレイヤスタックの断面図である。 鋭い「垂直トレンチ」を持つエッチングされた基板の上面図である。 フォトレジスト歪みが部分的な閉鎖を作ったレイヤスタックの断面図である。 フォトレジスト歪みが完全な閉鎖を作ったレイヤスタックの断面図である。 本発明の好ましい実施形態のフロー図である。 フォトレジスト歪みがないエッチングされた基板の上面図である。 容量結合された複数周波数エッチングチャンバの概略図である。

Claims (9)

1. プラズマ処理チャンバをその中に有するプラズマ処理システムにおいて、基板上のレイヤにフィーチャをエッチングして形成しつつフォトレジストウィグリングを実質的に低減する方法であって、
   フォトレジストマスクの下に配置された前記レイヤをその上に有する基板を前記プラズマ処理チャンバ内に導入すること、
   エッチャントソースガス混合物を前記プラズマ処理チャンバ内に流すことであって、前記エッチャントソースガス混合物はキセノンおよび活性エッチャントを含み、前記キセノンの流量はエッチャントソースガス混合物の３５％以上９０％未満の範囲であり、前記エッチャントソースガス混合物はアルゴンをさらに含み、前記キセノンの流量は前記アルゴンおよびキセノンの流量の和の５０％〜９０％の間であり、
   前記エッチャントソースガス混合物からプラズマを点火すること、および
   前記エッチャントソースガス混合物から前記プラズマでエッチングして前記フィーチャを前記レイヤに形成することであって、キセノンの前記流量がフォトレジストウィグリングを低減する
   方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記エッチャントソースガス混合物は、前記アルゴンに代えて、ヘリウム，ネオン，クリプトンのうちから選択された希ガスを含む方法。
3. 請求項１〜２のいずれかに記載の方法であって、前記プラズマ処理チャンバは、複数のチューニング可能な周波数を持つ容量結合されたエッチングチャンバであり、前記プラズマを点火することは、前記プラズマを容量性結合を用いて点火する方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の方法であって、エッチングされるべき前記レイヤは、シリコン酸化膜である方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法であって、前記活性エッチャントは、フルオロカーボンおよびハイドロフルオロカーボンのうちの少なくとも一つから選択される方法。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の方法であって、前記活性エッチャントは、酸素をさらに含む方法。
7. 請求項１〜６のいずれかの方法を実行する複数の周波数を持つ容量結合されたエッチングチャンバであって、
   上部電極と、
   前記上部電極に対向し、基板を保持する下部電極と、
   前記上部電極，前記下部電極と共にプラズマの閉じ込め容積を画定する閉じ込めリングと
   前記上部電極，前記下部電極および閉じ込めリングを取り囲むチャンバ壁と、
   前記上部電極および前記下部電極の少なくとも一方に接続された第１ＲＦ電源および第２ＲＦ電源と、
   前記プラズマの閉じ込め容積に供給されるエッチャントソースガス混合物の供給源であって、キセノンの供給源、フルオロカーボンの供給源、酸素の供給源、および希釈ガスの供給源を備えたエッチャントソースガス混合物供給源と、
   前記プラズマの閉じ込め容積から前記エッチャントソースガス混合物を排出する排気ポンプと、
   前記第１および第２ＲＦ電源，前記エッチャントソースガス混合物の供給源，および前記排気ポンプに接続されて、前記第１および第２ＲＦ電源，前記エッチャントソースガス混合物の供給源，および前記排気ポンプを制御可能であり、請求項１ないし６の何れか記載の方法を実行するようプログラムされたコントローラと
   を備えたエッチングチャンバ。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法であって、前記フォトレジストは遠紫外線フォトレジストである方法。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法であって、前記フォトレジストは１９３ｎｍフォトレジストである方法。

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