JP2009200459A - 硫黄系エッチャントを用いた炭素質層のプラズマエッチング - Google Patents
硫黄系エッチャントを用いた炭素質層のプラズマエッチング Download PDFInfo
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Abstract
【課題】分子酸素（Ｏ２）と炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物を用いた炭素質層のエッチングである。
【解決手段】所定の実施形態において高ＲＦ周波ソースを用いることで高いエッチング速度を無機誘電体層に対しての高い選択性で達成する。所定の実施形態において、エッチャントガス混合物はＣＯＳとＯ２の２つの成分しか含まないが、その他の実施形態では分子窒素（Ｎ２）、一酸化炭素（ＣＯ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）の少なくとも１つ等の追加のガスを更に用いて炭素質層をエッチングしてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】所定の実施形態において高ＲＦ周波ソースを用いることで高いエッチング速度を無機誘電体層に対しての高い選択性で達成する。所定の実施形態において、エッチャントガス混合物はＣＯＳとＯ２の２つの成分しか含まないが、その他の実施形態では分子窒素（Ｎ２）、一酸化炭素（ＣＯ）又は二酸化炭素（ＣＯ２）の少なくとも１つ等の追加のガスを更に用いて炭素質層をエッチングしてもよい。
【選択図】図１
Description
１．分野
本発明の実施形態は電子機器製造業、特には炭素質層に特徴部をプラズマエッチングする方法に関する。
２．関連技術の説明
本発明の実施形態は電子機器製造業、特には炭素質層に特徴部をプラズマエッチングする方法に関する。
２．関連技術の説明
デバイスパターンの特徴部の寸法が１００ｎｍより小さくになるにつれて、特徴部に対しての限界寸法（ＣＤ）要件が、安定した再現性のあるデバイス性能にとってより重要な尺度となってくる。基板全体での限界寸法のムラの許容範囲もまた、特徴部の限界寸法の縮小に対応してきた。例えば、直径３００ｍｍの基板では、用途によっては平均して約８０ｎｍの目標限界寸法に対して１０ｎｍ未満の３シグマが必要となる場合がある。
また、デバイス容量等の問題により縦寸法より横寸法の縮小化が進んだため、業界では高アスペクト比（Ｈｉｇｈ ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ：ＨＡＲ）が今や主流である。このような厳しい高アスペクト比や限界寸法制御に高エッチング選択性、側壁の滑らかさと高ツールスループットへの要求が加わることで、ハードウェア構成のプロセスウィンドウが非常に狭くなる場合がある。多くの場合、多数の処理ガスを組み合わせて複雑なエッチャントガス混合物とし、非常に高いＲＦバイアス電力等の極端なハードウェア設定を組み合わせることで側壁の不動態化、エッチング速度及びマスク選択性との間での微妙なバランスを達成するときにのみ、プロセスウィンドウは狭くなる。しかしながら、このような狭いプロセスウィンドウは既知の手段ではエッチング処理から取り除くことのできない性能限界に悩まされるのが常である。
本発明の実施形態においては、分子酸素（Ｏ２）と炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物での非晶質炭素等の炭素質層のエッチングについて記載する。所定の実施形態において、エッチャントガス混合物はハロゲン非含有であり、特定の実施形態において、エッチャントガス混合物はＣＯＳとＯ２等の２つしか成分を含まない。その他の実施形態においては、分子窒素（Ｎ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、オゾン（Ｏ３）、水（Ｈ２Ｏ）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）又はフルオロカーボンのうちの少なくとも１つ等の追加のガスを更にＯ２と硫黄含有ガスに組み合わせて、炭素質層をエッチングしてもよい。
ある実施形態においては、ＣＯＳ：Ｏ２体積流量約０．２５〜約１．０に、約１００ＭＨｚを越える周波数を有する容量結合高周波ＲＦ発生装置を用いてエネルギー供給し、コンタクトパターン等の高アスペクト比特徴部の側壁での湾曲を最低限に抑えながら、少なくとも３０：１より高い、好ましくは５０：１より高いマスキング無機誘電性キャップ層に対しての選択性でもって炭素質層のエッチングを行う。周波数が約６０ＭＨｚより低い１つ以上の低周波ＲＦ発生装置を用いて更にＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物にエネルギー供給し、特徴部限界寸法の均一性を更に微調整するのが有益である。
更に別の実施形態においては、プラズマを基板周縁部に近接した磁場強度とは異なる基板中央に近接した磁場強度に曝露しながら、炭素・硫黄末端リガンドを有するガスを含むエッチャントガス混合物を、基板中央に近接した第１ガス供給口と基板周縁部に近接した第２オリフィスとではガス流量を違えてプラズマエッチングチャンバに供給することで、炭素質層のエッチングの均一性を更に改善する。
多層マスクが基板層上に配置された非晶質炭素層と、非晶質炭素層上に配置された無機誘電性キャップ層と、無機誘電性キャップ層上方に配置されたパターン形成されたフォトレジスト層を含むある例示的な態様においては、まず最初に無機誘電性キャップ層をフルオロカーボンを含むエッチャントガス混合物でエッチングし、エッチング処理チャンバからハロゲンをパージし、非晶質炭素層をＯ２と炭素・硫黄末端リガンドを有するガスとを含むエッチャントガス混合物でエッチングする。
その他の態様により、Ｏ２と混合された炭素・硫黄末端リガンドを有するガスを含むエッチャントガス混合物での炭素質層のエッチングを実行するように構成されたプラズマエッチング装置が得られる。更に別の態様により、このようなエッチング方法を、容量結合高周波プラズマエッチング装置で実行するための命令を格納しているコンピュータ可読性媒体を提供する。
以下の本文においては、本発明を十分に理解するための多くの具体的な詳細を記載する。本発明がこれらの具体的な詳細事項がなくとも実践し得ることは当業者に明白である。その他の例においては、特定のリソグラフィでのパターン形成やエッチング技法という周知の構成については、本発明を不必要にわかりにくくすることを防ぐために、詳細には説明しない。本明細書を通して使用する「実施形態」とは、その実施形態に関連して記載される特定の構成、構造、材料、又は特徴が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。従って、本明細書においてあちこちで登場する「ある実施形態において・・・」という語句は、本発明における同じ実施形態を必ずしも指すわけではない。更に、特定の構成、構造、材料、又は特徴を１つ以上の実施形態において適したやり方で組み合わせてもよい。また、図で示した各種例示的な実施形態は単に説明上のものに過ぎず、必ずしも正確な縮尺で描かれたものではないことを理解しなくてはならない。
本願で使用の用語「上方」「下方」「〜の間」及び「上」とは、ある層のその他の層に対しての相対位置を意味している。このため、例えば、別の層の上方又は下方に堆積又は配置されたある層はその他の層と直接的に接触していても、或いはその間に１つ以上の層を有していてもよい。更に、複数の層の間に堆積又は配置されたある層はその複数の層と直接的に接触していても、或いはその間に１つ以上の層を有していてもよい。これと対照的に、第２層「上」の第１層は、第２層と接触している。加えて、ある層の別の層に対しての相対位置は、基板の絶対方向を考慮することなく、最初の基板に対してフィルムの堆積、改変及び除去作業を行うことを想定したものである。
図１は、本発明の一実施形態による、特徴部をエッチングするための方法１００のフロー図である。方法１００は製造処理中に基板に対して実行される。図２Ａ〜２Ｆは図１に図示の作業手順の特定の態様にそって形成した特徴部を有する例示的な基板の断面図である。
図１の方法１００は、支持体２１０上に基板層２２０を含む、図２Ａに図示されるようなワークピースから開始する。一実施形態において、支持体２１０は半導体ウェハ、例えばこれに限定するものではないがケイ素、ゲルマニウム、又は一般的に知られているＩＩＩ−Ｖ化合物半導体材料である。別の実施形態において、支持体２１０はガラス又はサファイア材料である。基板層２２０は概して誘導体層、例えば誘電率が約２．５の二酸化ケイ素を含む。その他の実施形態において、基板層２２０は約２．４以下の誘電率を有する低ｋ材料、例えばこれに限定されるものではないが炭素ドープ酸化ケイ素を含む。基板層２２０が業界で一般的に知られている様々な材料の複数の誘電体、半導体、又は導体層を含み得ることも了解しなくてはならない。図２Ａに図示の特定の実施形態において、基板層２２０はエッチストップ層２１５上にあり、エッチストップ層２１５は基板層２２０のエッチングで用いる処理に対して良好な選択性を示すことが知られている材料を含む。基板層２２０が二酸化ケイ素を含むある態様においては、エッチストップ層２１５は窒化ケイ素を含む。
更に図示されるように、非晶質炭素層２２５等の炭素質層が基板層２２０上方には形成される。本願で使用するところの炭素質層には、少なくとも２０重量％の炭素を含む無機層が含まれる。この種の材料には典型的には５０重量％より多い炭素を含む非晶質炭素と、少なくとも２０重量％の炭素を含有する低ｋ誘電体が含まれる。「炭素質」という分類から除外されるものには、総炭素含有量が２０重量％未満の有機材料、例えば底面反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）層として一般的に使用されるもの等が含まれ、典型的にはポリアミド及びポリスルホンを含み、５重量％未満の炭素を有する。
炭素質層はスプレーオン及び／又はスピンオンコーティング法、熱堆積法（ＣＶＤ）、又はプラズマ堆積法（ＰＥＣＶＤ）で形成することができる。図２Ａに図示の実施形態において、非晶質炭素層２２５はＣＶＤ又はＰＥＣＶＤのいずれかを用いて堆積され、熱分解、黒鉛状、及びダイヤモンド様炭素に典型的な特性の掛け合わせであるフィルム特性を付与する結合状態ｓｐ１、ｓｐ２及びｓｐ３を有する、少なくとも５０重量％の炭素を含む炭素材料を構成している。堆積された炭素材料は様々な割合の複数の結合状態を含むことから、長距離秩序に欠き、このため「非晶質炭素」と称されるのが一般的である。特定の実施形態においては、非晶質炭素層２２５は炭化水素前駆体を用いてＰＥＣＶＤ法で形成してもよく、炭化水素前駆体としてはこれに限定されるものではないが、メタン（ＣＨ４）、プロピレン（Ｃ３Ｈ６）、プロピン（Ｃ３Ｈ４）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、ブチレン（Ｃ４Ｈ８）、ブタジエン（Ｃ４Ｈ６）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）、トルエン（Ｃ７Ｈ８（Ｃ６Ｈ５ＣＨ３））及びその混合物が挙げられる。非晶質炭素層２２５は窒素又はその他の添加物も含んでいてもよい。例示的な非晶質炭素材料は米国カリフォルニア州のアプライドマテリアル社から商標名アドバンスド・パターニングフィルム（ＡＰＦ）として市販されている。図示はしていないが、炭素重量％範囲の下限での別の実施形態においては、炭素質層は低ｋ誘電体であり、例えばアプライドマテリアル社から商標名ブラック・ダイヤモンドで市販のものが挙げられる。
非晶質炭素層２２５は感光性ではなく、その代わりにプラズマエッチングでパターン形成することでその上の感光層のパターンを高い忠実度をもって再現している。非晶質炭素層２２５により慣用のハードマスク（ケイ素の窒化物又は酸化物を使用）に酷似したマスクに厚みが加わるが、非晶質炭素層２２５を感光層の除去に使用するものと同じ方法、例えば高周波Ｏ２プラズマ剥離法で容易に除去可能であることから、有利である。
形成する非晶質炭素層２２５の厚さは、続いて基板層２２０にパターン形成する際に使用する処理に対するその材料の耐性と、（非晶質炭素層のアスペクト比を制限する）炭素材料の構造的健全性に依存している。一実施形態において、非晶質炭素層２２５の厚さは、引き続いて層にアスペクト比５：１でエッチングされる特徴部の限界寸法の約５倍を超える。更なる実施形態において、非晶質炭素層の厚さの特徴部寸法に対しての比は１：１〜５：１である。このような比幅により十分な構造的健全性が得られ、パターン形成された非晶質炭素特徴部は続く処理中に崩壊しない。このような一実施形態においては、非晶質炭素層２２５の厚さは約１００ｎｍ〜約１０００ｎｍである。厚さ約１．５〜２μｍの二酸化ケイ素の基板層を含む特定の実施形態においては、非晶質炭素層の厚さは約７００ｎｍ〜９００ｎｍである。
同じく図２Ａで図示されるように、非晶質炭素層２２５は無機誘電性キャップ層２３０でキャップされている。無機誘電性キャップ層２３０は誘電性反射防止層（ＤＡＲＣ）として機能する及び／又はスピンオン技法で塗布された、そのままでは非晶質炭素層２２５によく接着しない、続く有機フィルムの接着性を改善する。無機誘電性キャップ層２３０は単一のフィルム又は二酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）の形態でケイ素、窒化物、酸素を含むフィルムの多層積層体であってもよい。組成及び厚さも微調整して反射を最低限とし、特徴部のフォトリソグラフィでのパターン形成中に使用する特定の波長でのコントラストを高くしてもよい。例示的な実施形態において、無機誘電性キャップ層２３０は厚さ約２５ｎｍ〜１００ｎｍに形成される。
図２Ａに更に図示されるように、多層マスク２５０にはフォトリソグラフィ作業後の、パターン形成されたフォトレジスト層２４０が含まれる。一部のフォトレジスト実施形態においては、有機ＢＡＲＣを無機誘電性キャップ層２３０上に適用し、フォトレジスト層のパターン形成中の光の反射を更に軽減する。ＢＡＲＣは典型的にはポリアミドとポリスルホンを含む。有機ＢＡＲＣ（図示せず）と無機誘電性キャップ層２３０の双方を非晶質炭素層２２５の上方に形成する必要は通常ないが、このような多層マスクは依然として実践することができる。
非晶質炭素層２２５上方にパターン形成されるフォトレジスト２４０はいずれの慣用の手段を用いてパターン形成してもよく、例えば１９３ｎｍフォトリソグラフィと適切な既知のレジスト組成物を用いる。一実施形態において、パターン形成されたフォトレジスト２４０は約８０ｎｍ未満の限界寸法を有するコンタクト開口部２４１を含む。特定の態様において、パターン形成されたフォトレジスト２４０は約６０ｎｍ〜８０ｎｍの限界寸法を有するコンタクト開口部を形成している。
図１に戻るが、工程１２０で、無機誘電性キャップ層２３０を図２で更に図示されるようにエッチングする。ある有利な実施形態において、無機誘電性キャップ層２３０は、これに限定されるものではないがＣＦ４及びＣＨＦ３等のフルオロカーボン等のガスを含む慣用のハロゲン系化学物質を用いてプラズマエッチングされる。これらの一方又は双方を含む混合物をＮ２と組み合わせても、組み合わせなくともよい。更なる実施形態においては、フルオロカーボンエッチャントガスに、約５０ＭＨｚ未満の周波数、例えば１３．５６ＭＨｚ及び２ＭＨｚの帯域を有する低周波「バイアス電力」ＲＦ発生装置を用いてエネルギー供給する。更なる実施形態においては、約１００ＭＨｚを越える周波数を有する高周波「ソース電力」ＲＦの発生を無機誘電性キャップ層２３０への開口時には選択的に避け、エッチングバイアスを最低限に抑える。ＢＡＲＣ層がある場合は、ＢＡＲＣ層も実質的に同様のプラズマエッチング処理でプラズマエッチングしてもよく、有機層と無機誘電性キャップ層２３０の双方を単一のエッチング工程でエッチングしてもよい。工程１２０の持続時間はキャップ層の厚さに依存するが、一実施形態において、１００ｎｍの無機誘電性キャップ層２３０は約１００秒未満で除去される。
図１に図示の実施形態では、工程１２５において、非晶質炭素層２２５のエッチングに先立って、無機反射防止キャップ層のエッチングに使用したフルオロカーボン系の化学物質をエッチング処理チャンバから工程１２５でパージする。特定の実施形態においては、非晶質炭素層２２５のエッチングに進むまえに高体積流量のアルゴン等の不活性物質をエッチングチャンバに導入して、ハロゲン系ガスをエッチングチャンバからパージすることで、残留ハロゲンがエッチングチャンバ内で実行する次の処理に持ち越されないように防止する。非晶質炭素層２２５のエッチング中にフッ素が存在すると、状況によっては、非晶質炭素層２２５が損傷され、製造したデバイスのパラメータにズレが発生する可能性があることが判明している。
工程１３０で、非晶質炭素層２２５をＯ２と、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物でプラズマエッチングする。炭素・硫黄末端リガンドを有する分子は、ＳＦ６等の中央に硫黄を有するものとは区別される。炭素・硫黄末端リガンドを有する分子は、炭素原子に結合した末端硫黄原子を含む。次に、その炭素原子は骨格の一部としてのその他の原子に更に結合している。図５は炭素・硫黄末端リガンドを含む多数の分子を図示しており、炭素・硫黄末端リガンドを点線で囲んでいる。図５に図示のＲ、Ｒ´、Ｒ´´、Ｒ´´´基はそれぞれアルキル基、アリール基又は水素原子を表す。図５に図示のこれらの分子は非対称炭素・硫黄末端リガンドを含み、無極性分子となる。但し、対称炭素・硫黄末端リガンドを有する、二硫化炭素（ＣＳ２）等のその他の分子も、炭素質層のエッチングという目的には非常に良い。特定の実施形態において、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスは一般化学式（ＣＯＳ）ｘを有し、好ましい実施形態において、炭素・硫黄末端リガンドを有するガスは硫化カルボニルＣＯＳである。
炭素・硫黄末端リガンドを含むＣＯＳ等のガスをＯ２と混合すると、非晶質炭素フィルムをエッチングする際に有利な広いプロセスウィンドウが得られることが判明している。これは、約１００ＭＨｚを越える高周波で稼動する容量結合エッチング装置でプラズマへとエネルギー供給した場合に特にあてはまることが判明している。ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガスの広いプロセスウィンドウと高周波での励起とが組み合わさることで、エッチング速度と基板全体でのＣＤ均一性の幅広い微調整が可能となる。二酸化硫黄（ＳＯ２）及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）等、他にもハロゲン非含有硫黄含有ガスは多数あるのだが、炭素・硫黄末端リガンドを含むガス、特にはＣＯＳ等の低沸点のものが炭素質層のエッチングに有利であることが判っている。
高周波ＲＦソース電力（約１００ＭＨｚを越える）でエネルギー供給した場合、Ｏ２は非晶質炭素層２２５を１μｍ／分をはるかに超える非常に速い速度でエッチング可能であるが、側壁は大きく湾曲し、無機誘電性キャップ層２３０等のマスキングフィルムに対しての選択性が低くなる。これらの欠点は、炭素・硫黄末端リガンドを有するＣＯＳ等のガスの添加により大きく改善されることが判明しており、このガスは、Ｏ２の不在下で高周波ＲＦソースによりエネルギー供給しても、感知できるほどの速度では非晶質炭素をエッチングしない。このため、エッチャントガス混合物が主にＯ２とＣＯＳから成る特定の実施形態においては、絶妙な２つの成分の（酸化剤と不動態化剤）混合物により、広いプロセスウィンドウを有する、ロバストな非晶質炭素エッチング処理が得られる。これとは対照的に、代替としての硫黄含有ガス、例えばＳＯ２及びＨ２Ｓでは、同様の広いプロセスウィンドウが得られるとは判明していない。従って、ＳＯ２及びＨ２Ｓ等のガスでは、基板直径全体に亘って、同じ非晶質炭素エッチング速度、選択性又はコンタクト底面ＣＤの均一性を達成することが期待できない。
ＣＯＳ：Ｏ２エッチャント混合物の高周波ＲＦ励起を含む実施形態では、特に高い非晶質炭素エッチング速度と、無機誘電性キャップ層２３０等の材料に対しての高い選択性が得られると判明している。本願において、高周波ＲＦとは、約１００ＭＨｚを越えるＲＦ周波数での「ソース」電力を意味する。約６０ＭＨｚ未満のＲＦ周波数での低周波「ソース」電力では、通常、高周波ソースで行う場合よりもＯ２での非晶質炭素層のエッチング速度が顕著に低くなる。これは、容量結合及び誘導結合システムに一様に当てはまることが判明している。これらの低ＲＦ周波数に関連した低エッチング速度では例えば高Ｏ２流量と高ＲＦ電力等による補正が必要となってくる。本願に記載されるように、低ＲＦ周波数での高Ｏ２流量と高電力の双方は、無機誘電性キャップ層２３０等の材料に対しての高選択性を維持するのに有害となり、良好なＣＤ制御における障害にもなる。例えば、５０ＭＨｚソースを用いるエッチング装置、例えばアプライドマテリアル社のイーマックス・システム（ｅＭａｘ ｓｙｓｔｅｍ）では、同じようなＲＦ電力レベルでのアプライドマテリアル社のイネーブラ（Ｅｎａｂｌｅｒ）の１６２ＭＨｚ容量結合ソースの場合よりもＯ２での非晶質炭素エッチング速度は約２．５〜３倍低くなる。低ＲＦ周波数であっても、より高いＯ２流量と２．５倍高いＲＦ電力により効率の低さと得られる非晶質炭素エッチング速度の低下は部分的に相殺されるものの、これは選択性の大きな低下と（１１：１ＨＡＲコンタクトエッチングに必要な、無機誘電性キャップ層２３０に対しての選択性３０：１をはるかに下回っている）、基板全体の底面ＣＤ均一性の著しい低下（中心から縁部にかけて、少なくとも１３ｎｍの３シグマ）を代償としたものである。従って、本願に記載のＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物は通常、どんな周波数のシステムにも応用可能であり、Ｏ２とＣＯ又はＯ２とＳＯ２等のその他のガス混合物に比較すると改善が見られるものの、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物を高周波ＲＦと組み合わせた実施形態では、より優れたプロセスウィンドウが得られる。
特定の実施形態において、エッチング工程１３０はエッチングチャンバに体積ガス流量比が約０．２５：１〜１：１のＣＯＳ：Ｏ２を導入することを含む。混合比に依存するプロセストレンドが図４に図示されている。このようなＣＯＳ、Ｏ２の混合比では高周波ソース電力でエネルギー供給した場合に、８００ｎｍ／秒から約１．２μｍ／秒もの速さの非晶質炭素エッチング速度が得られる。エッチャント混合物におけるＣＯＳの割合が比較的高いと幅広い微調整が可能となるが、これはＣＯＳは約１０％未満といった非常に低い希釈にと限定されてはいないからである。このように、ＣＯＳ：Ｏ２混合物は基板全体の均一性の問題、例えば局所的な種の枯渇等につながる効果にあまり関係していない。約０．２５：１〜１：１のＣＯＳ：Ｏ２ガス比が３０：１をはるかに超える、典型的には少なくとも５０：１であり１００：１に近い、二酸化ケイ素、窒化ケイ素又はＳｉＯＮに対しての非晶質炭素の非常に高い選択性を付与することも判明している。ＳＯ２等の代替としての硫黄含有ガスでは、このような高い選択性は見出されていない。特定の理論により限定するものではないが、炭素・硫黄末端リガンドの存在により、二酸化ケイ素、窒化ケイ素又はＳｉＯＮ等の非炭素質表面上に、ＳＯ２等の炭素・硫黄末端リガンドを欠いたエッチャント混合物では得られない不動態種が供給されるため有利である。また、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントを約１００ＭＨｚを越える高周波でエネルギー供給することで、基板上で高バイアス電圧の不在下で不動態化を行うに十分な量の種が得られる。このような混合比での高いエッチング速度、高い選択性、側壁の湾曲の軽減が組み合わさって広いプロセスウィンドウの基礎となり、次にこの広いプロセスウィンドウを調節することで優れた均一性とエッチング装置の高いスループットを達成することができる。
ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物の総流量は、図４で更に示されるように、非晶質炭素エッチング速度を上昇させる一方で、ＨＡＲコンタクトＢＣＤを低下させる傾向がある。エッチングチャンバの構成により、総流量は約２５ｓｃｃｍ〜１０００ｓｃｃｍ、又はそれ以上となる。ＣＯＳ：Ｏ２流量比が約０．３０：１の特定の実施形態において、総流量は約１５０ｓｃｃｍである。最適なＣＯＳ：Ｏ２流量比と総流量とは線形の依存関係にはない。エッチング装置におけるＣＯＳ／Ｏ２エッチャントガスの総流量が非常に高いとプロセスウィンドウが低下する傾向があるが、これはＯ２流量が高くなると特徴部のプロファイルとＣＤを維持するためにＣＯＳ：Ｏ２比を上げるからである。例えば、より高いＯ２流量を用いると、特徴部の側壁の過剰な湾曲を防止するために高いＣＯＳ流量が必要となる。総流量が非常に高くなると基板直径全体での不均一性が上昇するため、広いプロセスウィンドウを維持するためには、十分に高い非晶質炭素エッチング速度がその他の処理パラメータにより低総ＣＯＳ／Ｏ２流量で得られるならば、比較的低い総流量であることが望ましい。
２成分のＣＯＳ：Ｏ２エッチャント混合物での実施形態では非晶質炭素層におけるＨＡＲコンタクトの側壁の湾曲が大きく軽減されるが、側壁プロファイルは、エッチャント混合物にその他の種を導入することで更に改善することができる。特定の実施形態において、エッチャントガス混合物は更にＮ２、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏ２の少なくとも１つを含む。また、代替の実施形態においては、Ｎ２供給源をその他の窒素供給源に置き換えてもよく、これらに限定するものではないが窒素酸化物（ＮＯ、Ｎ２Ｏ等）又はアンモニア（ＮＨ３）等が挙げられることにも留意されたい。エッチャントガス混合物は更にＡｒ、Ｈｅ又はＸｅ等の不活性物質を含んでいてもよい。
その他所定の実施形態において、ＣＯＳとＯ２の双方を含む第１エッチャントガス混合物は非晶質炭素層エッチングの第１部で使用され、次にＣＯＳを欠いた第２エッチャントガス混合物を非晶質炭素層エッチングの第２部に用いる。ある特定の実施形態においては、Ｏ２とＣＯＳの２成分エッチャント混合物を非晶質炭素層エッチングの第１部で利用し、次に、Ｏ２とＮ２の第２の２成分エッチングガス混合物を非晶質炭素層エッチングの第２部に利用する。このような処理は非常に高いアスペクト比でのエッチングに特に有利であり、第１部の間にアスペクト比は約５：１〜７：１に達し、次に第２エッチャントガス混合物へと移行してエッチング第２部を継続し、アスペクト比は８：１以上に達し、側壁のプロファイルが調整される。このような多段階処理により、アスペクト比が約１０：１でほぼ垂直のコンタクト側壁が得られ、同時に無機誘電性材料に対して３０：１を超える累積的な選択性が依然として得られることが判明している。当然のことながら、その他の実施形態にはこのテーマに沿っての変更も含まれ、非晶質炭素層のエッチングの進行中、ＣＯＳガス成分は、Ｎ２、ＣＯ又はＣＯ２等の代替成分をパルス供給しながら又はすることなく、パルス供給される。
処理圧力は上昇すると、図４に示されるように、非晶質炭素エッチング速度を上昇させる一方でＨＡＲコンタクト底面限界寸法（ＢＣＤ）を低下させることが知られている。実施形態によって、処理圧力は約８ｍＴ〜５０ｍＴと広い範囲で異なり、本願に記載されるように、ＣＯＳ：Ｏ２ガス比が０．２５：１〜１：１であり適度に低い約５００ｓｃｃｍ未満の総ＣＯＳ／Ｏ２ガス混合物流量であり、高周波容量結合システムでエネルギー供給する場合は、好ましくは処理圧力は約２０ｍＴである。
高周波ＲＦソース電力によってエネルギー供給された、炭素・硫黄末端リガンドを含むエッチャントガス混合物の広いプロセスウィンドウは、約６０ＭＨｚ未満の少なくとも１つの低周波バイアス電力の更なる追加による非晶質炭素層エッチングの性能の更なる強化を可能にする。図４に図示されるように、ＨＡＲコンタクトは低ＲＦ周波数領域における電力レベルと周波数の双方に依存するＢＣＤを有することが判明している。周波数１３．５６ＭＨｚでの電力を上昇させることでＢＣＤは低下する傾向にあり、一方、周波数２ＭＨｚでの電力の上昇はＢＣＤを上昇させる傾向にあり、どちらの上昇も湾曲度に影響をほとんど与えることなく、非晶質炭素エッチング速度を上昇させる効果がある。このことから、周波数２ＭＨｚと１３．５６ＭＨｚの双方のＲＦ電力を、独立制御された電力レベルで供給可能なプラズマエッチング装置では、高周波ＲＦソースと組み合わせた場合に非常に微調整しやすいＢＣＤが得られ、有利である。所定の実施形態においては、低周波バイアス電力と高周波ソース電力比は約０．２５〜約１：１である。特定の実施形態においては、低周波バイアス電力を供給し、エッチャントガスを高周波ソース電力のそれの約半分未満の電力レベルでエネルギー供給する。ＣＯＳ：Ｏ２の比が約０．２５：１〜約１：１、適度な低総流量と処理圧力約２０ｍＴを用いたある態様において、低周波バイアス電力の高周波ソース電力に対する比は約０．２５〜約０．５であり、総電力は２０００Ｗ〜４０００Ｗであり、チャンバ構成と基板寸法に依存し、２００ｍｍ基板を収容するチャンバに典型的な総電力は少なくとも２０００Ｗである。
ＣＯＳ：Ｏ２の広いプロセスウィンドウにより、基板直径全体に亘っての中性及び帯電したプラズマ種のいずれか又は双方の密度を変えるハードウェア構成での更なる処理の微調整が可能となる。例えば、基板直径全体で強度が異なる磁場を印加する荷電種微調整ユニット（ＣＳＴＵ）を含むプラズマエッチング装置においては、ＢＣＤの均一性が変化することで、基板直径全体での「Ｗ」又は「Ｍ」特性が低下する。「Ｗ」又は「Ｍ」とは、基板直径全体での非晶質炭素エッチング性能における変動を示し、例えば、ＢＣＤの率は基板半径の中間でのものと比較すると基板中心部と縁部で高く又は低くなる。ウェハ直径全体に亘ってガスをエッチングチャンバ内に異なる体積流量で導入可能な中性種微調整ユニット（ＮＳＴＵ）を非晶質炭素層のエッチング中に更に用いることで、ＨＡＲコンタクトのＢＣＤを拡大してもよい。組み合わせて使用した場合、ＣＴＳＵの特定の設定はＮＳＴＵの特定の設定と上手く作用し、高い内径・外径ガス流量比は、比較的高い内外磁場比から恩恵を受けることとなる。例えば、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物を内側のみのＮＳＴＵ設定で実行した場合の態様においては、混合内径・外径磁束比が内径約１２Ｇ：外径８ＧのＣＳＴＵがウェハ全体のエッチングの均一性を改善し、「Ｗ」又は「Ｍ」非晶質炭素層エッチング特性を低下させることが判明した。
更に、プロセスウィンドウは基板温度に関しても広く、室温であっても良好な非晶質炭素エッチング速度と無機誘電性材料に対しての良好な選択性が可能であることに更に留意されたい。図４に図示されるように、非晶質炭素層のエッチング速度は基板温度を制御することで上昇させることができる。更に、複数の温度制御ゾーンを設けることが可能なエッチング装置においては基板直径全体での非晶質炭素エッチング速度を更に微調整し、均一性を改善することが可能である。特定の実施形態においては、例えば、基板中心に近い点での基板温度を第１設定点、例えば２０℃に制御し、その一方で基板周縁部に近接した点での基板温度を第２設定点、例えば２５℃に制御して、基板全体での非晶質炭素層のエッチング速度の均一性を改善する。
また、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物の反応性は比較的低いことから、エッチングされた特徴部の側壁に堆積された不均一な重合体によって引き起こされる粗さが軽減され、有利である。同様に、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガスは、Ｎ２等の追加のガスと混合しても、チャンバの汚染度が極めて低いことが判明している。これは、プラズマエッチングチャンバが炭化ケイ素（ＳｉＣ）又はイットリウム材料コーティングを含む場合に特に当てはまることが判っている。ＣＯＳ：Ｏ２混合物を用いた特定の非晶質炭素エッチング処理は約３０ＲＦ時間に亘って行った。長時間に亘る処理の実行後も粒子数は低いままであり、プラズマエッチングチャンバの検査において、エッチング残留物は殆ど見られなかった。反応性の低さはチャンバ洗浄の頻度を下げ、設備の生産性を上昇させるものと期待される。
図１に戻るが、工程１４０で、本発明の実施形態によってパターン形成された多層マスクを用いてメインエッチングを行う。メインエッチングでは多層マスクを用いて、図２Ｅで更に図示するように、非晶質炭素層２２５に形成された特徴部を基板層２２０へと忠実に写す。フィルムに応じて、様々な既知のエッチング技法と化学反応をメインエッチングで用いることができ、例えばこれに限定されるものではないが窒化物又は酸化物基板フィルムのフルオロカーボン系プラズマエッチングが挙げられる。ある実施形態においては、基板フィルムを多層マスクを用いて８０ｎｍ未満の特徴部で画成する。
工程１５０で、灰化又は剥離処理を用いて多層マスクの残分を除去する。ある実施形態においては、工程１２０、１２５、１３０、１４０で利用したものと同じエッチングチャンバ内で剥離処理をインシチュで行う。別の実施形態においては高流量のＯ２を約１００ＭＨｚを越える少なくとも電力３００Ｗの高周波ソースでもって、低周波バイアス電力は１５０Ｗ未満としてエネルギー供給する。本願に記載のように、高周波ソース電力により、非晶質炭素層２２５は約６０ＭＨｚ未満等の低ＲＦ周波数では不可能な速度で侵食される。インシチュでの剥離により、基板層２２０のフルオロカーボン系のメインエッチングによって生じた履歴効果を除去することで、次の基板に方法１００を繰り返すためのチャンバの準備もできる。
非晶質炭素剥離工程１５０の後、図１の方法１００は実質的に完了となり、おそらくは工程１３０、１４０、１５０で利用したものと同じエッチングチャンバでの更に別の処理へと基板を供することができる状態となる。特定の実施形態においては、図２Ｆに図示されるように、エッチストップ層２０５を工程１５０で利用したものと同じエッチングチャンバでエッチングし、非晶質炭素層２２５が除去された後のその下の層を露出させる。その他の実施形態においては、図１の方法１００の完了後に、当該分野の慣用の方法に従って基板を処理する。
別の実施形態においては、ＣＯＳ：Ｏ２エッチャントガス混合物を用いて、図１と図２Ａ〜２Ｆで図示の実施形態の非晶質炭素層２２５よりも低い重量％の炭素を含む炭素質層をエッチングする。このような炭素質層にはＣＶＤ又はスプレーオン／スピンオンコーティング法で堆積可能な、少なくとも２０重量％の炭素を有する低ｋ誘電性フィルムが含まれる。非晶質炭素フィルムとの関連で本願で開示の処理条件は、通常、比較的炭素含有量の低い炭素質フィルムを用いたこれらの代替実施形態にも適用可能であるが、フルオロカーボンのＣＯＳ：Ｏ２エッチャント混合物への添加は、炭素含有量が低下し、ケイ素又は酸素原子が材料組成において占める割合が上昇するにつれ有益となる。炭素質層のそれから単なるドープされた酸化物へと層材料が移行するにつれ、工程１４０に関連して説明したもの等の慣用のエッチング処理が適用可能となる。
一実施形態において、エッチャントガス混合物を複数のＲＦ周波数でエネルギー供給可能なプラズマエッチング装置は、例えば米国カリフォルニア州のアプライドマテリアル社製のイネーブラ・エッチングチャンバである。別の実施形態において、方法１００のプラズマエッチング処理は同じく米国カリフォルニア州のアプライドマテリアル社製のＭｘＰ、ＭｘＰ＋、スーパーＥ又はＥ−ＭＡＸチャンバ（全て商標名）等の磁場強化型反応性イオンエッチング装置（ＭＥＲＩＥ）で実行する。当該分野で既知のその他のタイプの高性能エッチングチャンバも使用可能であり、例えば、プラズマを誘導技法を用いて形成するチャンバが挙げられる。
例示的な多重周波数エッチングシステム３００の断面図が図３に図示されている。システム３００は接地チャンバ３０５を含む。基板３１０は開口部３１５を通してローディングされ、温度制御されたカソード３２０に固締される。特定の実施形態において、温度制御されたカソード３２０は複数のゾーンを含み、各ゾーンは独立してある温度設定点へと制御可能であり、基板３１０の中心に近接した第１熱ゾーン３２２及び基板３１０の周縁部に近接した第２熱ゾーン３２１等の温度設定点を備えている。処理ガスはガス供給源３４５、３４６、３４７、３４８から各質量流量制御装置３４９を経由してチャンバ３０５内部に供給される。所定の実施形態においては、ＮＳＴＵ３５０により制御可能な内径・外径流量比が得られ、これによりＣＯＳ／Ｏ２エッチャントガス混合物等の処理ガスが基板３１０の中心部又は基板３１０の周縁部に近接して高流量で供給され、基板３１０の直径全体での中性種濃度が微調整される。チャンバ３０５はターボ分子ポンプを含む高容量真空ポンプ群３５５に連結された排気弁３５１を介して５ｍＴｏｒｒ〜５００ｍＴｏｒｒに排気される。
ＲＦ電力を印加すると、基板３１０上方のチャンバ処理領域にプラズマが形成される。バイアス電力ＲＦ発生装置３２５がカソード３２０に連結されている。バイアス電力ＲＦ発生装置３２５によりバイアス電力が供給され、プラズマは更にエネルギー供給される。バイアス電力ＲＦ発生装置３２５は典型的には約２ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの低周波数を有しており、特定の実施形態においては１３．５６ＭＨｚの帯域にある。所定の実施形態において、プラズマエッチングシステム３００は周波数約２ＭＨｚ帯域の第３のバイアス電力ＲＦ発生装置３２６を含み、バイアス電力ＲＦ発生装置３２５と同じＲＦ整合回路３２７に接続されている。ソース電力ＲＦ発生装置３３０は整合回路（図示せず）を介してプラズマ発生素子３３５へと連結されており、素子はカソード３２０に対して陽極であり、高周波ソース電力を供給してプラズマにエネルギー供給する。ソースＲＦ発生装置３３０は典型的にはバイアスＲＦ発生装置３２５よりも高周波、例えば１００〜１８０ＭＨｚを有し、特定の実施形態においては１６２ＭＨｚ帯域にある。バイアス電力は基板３１０上のバイアス電圧に影響し、基板３１０へのイオン衝突を制御する。これに対してソース電力は基板３１０のバイアスには比較的関係なく、プラズマ密度に影響を与える。そこからプラズマが発生するところの一連の既定の投入ガスのエッチング性能はプラズマ密度とウェハバイアスによって著しく異なるため、プラズマにエネルギー供給する電力の量と周波数の双方が重要となることに留意する必要がある。基板直径は時と共に１５０ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ等と進歩してきたため、当該分野では、プラズマエッチングシステムのソース及びバイアス電力を基板面積に対して正規化するのが一般的である。
特定の実施形態においては、プラズマエッチングチャンバには内径・外径磁場強度比を制御し、基板３１０の直径全体に亘るプラズマの帯電種の密度を制御するためのＣＳＴＵが含まれる。ある例示的なＣＳＴＵには基板３１０の周縁部に近接した磁場コイル３４０と、基板３１０の中心に近接した磁場コイル３４１が含まれ、チャンバ３０５の内側ゾーンと外側ゾーンのいずれか又は双方に０Ｇ〜約２５Ｇの磁場を形成する。
本発明の実施形態において、システム３００はその他の処理パラメータのみならず低周波バイアス電力、高周波ソース電力、ＣＳＴＵ内外磁場比、エッチャントガス流量及びＮＳＴＵ内外流量比、処理圧力及びカソード温度を制御するための制御装置３７０によってコンピュータ制御されている。制御装置３７０は様々なサブプロセッサ及び副制御装置を制御するための、工業環境で使用可能ないずれの汎用データ処理システムの一形態であってもよい。通常、制御装置３７０はその他の一般的なコンポーネントでもとりわけメモリ３７２及び入力／出力回路（Ｉ／Ｏ）回路３７４と通信する中央演算処理装置（ＣＰＵ）３７２を含む。ＣＰＵ３７２によって実行されるソフトウェアコマンドにより、システム３００は例えば基板のプラズマエッチングチャンバへのローディング、Ｏ２と炭素・硫黄末端リガンドを有するＣＯＳ等のガスを含むエッチャントガス混合物のプラズマエッチングチャンバへの導入、及びエッチャントガス混合物のプラズマでの炭素質層のエッチングを行う。本発明による、非晶質炭素層上方の無機誘電性キャップ層のエッチング、非晶質炭素層下方の二酸化ケイ素誘電体のエッチング等のその他の処理も制御装置３７０で実行することができる。本発明の一部はコンピュータプログラム製品として提供することもでき、命令が保存されたコンピュータ可読性媒体を含んでいてもよく、本発明に従って、基板をプラズマエッチングチャンバにローディングし、Ｏ２及び炭素・硫黄末端リガンドを含むＣＯＳ等のガスを含むエッチャントガス混合物をプラズマエッチングチャンバに導入し、エッチャントガス混合物のプラズマで非晶質炭素層をエッチングするようにコンピュータ（又はその他の電子デバイス）をプログラムする際に使用してもよい。コンピュータ可読性媒体には、これに限定されるものではないが、フロッピー(登録商標)ディスク、光学ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（コンパクトディスク読取専用メモリ）、及び光磁気ディスク、ＲＯＭ（読取専用メモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去・プログラム可能型読取専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去・プログラム可能型読取専用メモリ）、磁気又は光学カード、フラッシュメモリ、又は電子的な指示の保存に適したその他の一般的に既知であるタイプのコンピュータ可読性記録媒体が含まれる。更に、本発明はコンピュータプログラム製品を含むプログラムファイルとしてもダウンロード可能であり、プログラムファイルはリモートコンピュータから要求しているコンピュータへと送られる。
本発明を構造的な構成及び／又は方法論的動作に特異な言い回しでもって説明してきたが、特許請求の範囲で定められる本発明は記載の特定の構成又は動作に必ずしも限定されないことを理解すべきである。開示の特定の構成及び動作は、本発明を限定するのではなくむしろ詳細に説明することを意図しており、権利請求された発明の特に洗練された実施形態と理解すべきである。
Claims (15)
- 少なくとも２０重量％の炭素を含む炭素質層に特徴部をエッチングする方法であり、
炭素質層上方に配置されたパターン形成されたフォトレジスト層を含む基板を設け、
基板をプラズマエッチングチャンバ内にローディングし、
Ｏ２と、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物をプラズマエッチングチャンバに導入し、
炭素質層をエッチャントガス混合物のプラズマでエッチングすることを含む方法。 - １００ＭＨｚを越えるＲＦ周波数を有する高周波ＲＦソースを用いてエッチングガス混合物にエネルギー供給する請求項１記載の方法。
- 炭素質層が少なくとも５０重量％の炭素を含む非晶質炭素層である請求項１記載の方法。
- 炭素・硫黄末端リガンドを含むガスがＣＯＳ、ＳＣＯＲ２、ＳＣＯＲＮＲ２、ＳＣＲ２、ＳＣＲＮＲ２、ＳＣ（ＮＲ）２、ＳＣＮＲ、ＳＣ（ＯＲ）２から成る群から選択され、Ｒがアルキル基、アリール基、又は水素の１つである請求項１記載の方法。
- 炭素・硫黄末端リガンドを含むガスが硫化カルボニル（ＣＯＳ）であり、ＣＯＳ：Ｏ２体積流量比が約０．２５〜約１．０である請求項１記載の方法。
- エッチャントガス混合物が主にＣＯＳとＯ２から構成される請求項１記載の方法。
- エッチャントガス混合物に、１００ＭＨｚを越える周波数を有する高周波ＲＦ発生装置と、６０ＭＨｚ未満の周波数を有する１つ以上の低周波ＲＦ発生装置を用いてエネルギー供給し、１つ以上の低周波発生装置により高周波ＲＦ発生装置の半分未満の電力をプラズマに送る請求項１記載の方法。
- プラズマを、基板周縁部に近接した磁場よりも高い基板中央に近接した磁場に曝露しながら、エッチャントガス混合物を、基板中央に近接した第１ガス供給口では基板周縁部に近接した第２供給口での流量より高いガス流量でプラズマエッチングチャンバに供給することで、炭素質層のエッチングの均一性を改善する請求項１記載の方法。
- 炭素・硫黄末端リガンドを含むガスを含むプラズマでもって炭素質層を第１エッチング工程においてエッチングし、
第１エッチング工程に続く第２エッチング工程で炭素質層をエッチングすることを含み、
第２エッチング工程ではＮ２とＯ２を含み、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスを実質的に非含有であるエッチャントガス混合物のプラズマを供給する請求項１記載の方法。 - 少なくとも５０重量％の炭素を含む非晶質炭素層をエッチングする方法であり、
基板層上に多層マスクを含む基板を設けることを含み、
多層マスクが、
基板層上に配置された非晶質炭素層と、
非晶質炭素層上に配置された無機誘電性キャップ層と、
無機誘電性キャップ層上方に配置されたパターン形成されたフォトレジスト層を含み、
基板をプラズマエッチングチャンバ内にローディングし、
Ｏ２と、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物をプラズマエッチングチャンバに導入し、
非晶質炭素質層をエッチャントガス混合物のプラズマでエッチングすることを含む方法。 - １００ＭＨｚを越えるＲＦ周波数を有する高周波ＲＦソースを用いてエッチングガス混合物にエネルギー供給する請求項１０記載の方法。
- 炭素・硫黄末端リガンドを含むガスが硫化カルボニル（ＣＯＳ）であり、ＣＯＳ：Ｏ２体積流量比が約０．２５〜約１．０である請求項１０記載の方法。
- 一連の機械による実行が可能な命令が保存されたコンピュータ可読性媒体であり、データ処理システムで実行した場合に、システムに、
少なくとも５０重量％の炭素を含む非晶質炭素層上方に配置されたパターン形成されたフォトレジスト層を含む基板を設け、
基板をプラズマエッチングチャンバ内にローディングし、
Ｏ２と、炭素・硫黄末端リガンドを含むガスとを含むエッチャントガス混合物をプラズマエッチングチャンバに導入し、
非晶質炭素層をエッチャントガス混合物のプラズマでエッチングすることを含む方法を実行させるコンピュータ可読性媒体。 - １００ＭＨｚを越えるＲＦ周波数を有する高周波ＲＦソースを用いてエッチングガス混合物にエネルギー供給する請求項１３記載のコンピュータ可読性媒体。
- 炭素・硫黄末端リガンドを含むガスが硫化カルボニル（ＣＯＳ）であり、命令によりシステムがＣＯＳをプラズマエッチングチャンバに体積流量比約０．２５〜約１．０で導入する請求項１３記載のコンピュータ可読性媒体。
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028603A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法および記憶媒体 |
| CN108711552A (zh) * | 2017-04-10 | 2018-10-26 | 朗姆研究公司 | 预防图案坍塌的后处理 |
| JP2018200925A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法およびエッチング装置 |
| WO2023234305A1 (ja) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 株式会社レゾナック | エッチング方法 |
Families Citing this family (39)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101809721B (zh) * | 2007-09-27 | 2013-03-06 | 朗姆研究公司 | 电介质蚀刻中的形貌控制 |
| US8394722B2 (en) * | 2008-11-03 | 2013-03-12 | Lam Research Corporation | Bi-layer, tri-layer mask CD control |
| JP5486883B2 (ja) * | 2009-09-08 | 2014-05-07 | 東京エレクトロン株式会社 | 被処理体の処理方法 |
| JP2011066164A (ja) * | 2009-09-16 | 2011-03-31 | Tokyo Electron Ltd | マスクパターンの形成方法及び半導体装置の製造方法 |
| JP5606060B2 (ja) * | 2009-12-24 | 2014-10-15 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法及びエッチング処理装置 |
| CN101819933A (zh) * | 2010-02-11 | 2010-09-01 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 一种含碳层的等离子刻蚀方法 |
| JP5674375B2 (ja) * | 2010-08-03 | 2015-02-25 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
| US8076250B1 (en) * | 2010-10-06 | 2011-12-13 | Applied Materials, Inc. | PECVD oxide-nitride and oxide-silicon stacks for 3D memory application |
| KR101295794B1 (ko) * | 2011-05-31 | 2013-08-09 | 세메스 주식회사 | 기판 처리 장치 |
| US8592321B2 (en) * | 2011-06-08 | 2013-11-26 | United Microelectronics Corp. | Method for fabricating an aperture |
| JP5893864B2 (ja) * | 2011-08-02 | 2016-03-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法 |
| US8778207B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-07-15 | Applied Materials, Inc. | Plasma etch processes for boron-doped carbonaceous mask layers |
| FR3000603B1 (fr) * | 2012-12-28 | 2016-11-25 | Commissariat Energie Atomique | Procede de gravure anisotrope |
| CN103035508B (zh) * | 2012-12-31 | 2016-09-07 | 中微半导体设备(上海)有限公司 | 特征尺寸收缩方法 |
| US9299574B2 (en) | 2013-01-25 | 2016-03-29 | Applied Materials, Inc. | Silicon dioxide-polysilicon multi-layered stack etching with plasma etch chamber employing non-corrosive etchants |
| US9129911B2 (en) | 2013-01-31 | 2015-09-08 | Applied Materials, Inc. | Boron-doped carbon-based hardmask etch processing |
| US9040430B2 (en) * | 2013-06-27 | 2015-05-26 | Lam Research Corporation | Method of stripping organic mask with reduced damage to low-K film |
| JP6185305B2 (ja) * | 2013-06-28 | 2017-08-23 | 東京エレクトロン株式会社 | プラズマエッチング方法およびプラズマエッチング装置 |
| TWI642809B (zh) * | 2013-09-09 | 2018-12-01 | 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 | 用蝕刻氣體蝕刻半導體結構的方法 |
| US9320387B2 (en) * | 2013-09-30 | 2016-04-26 | Lam Research Corporation | Sulfur doped carbon hard masks |
| US9305804B2 (en) * | 2013-10-07 | 2016-04-05 | Applied Materials, Inc. | Plasma etch processes for opening mask layers |
| US9390923B2 (en) * | 2014-07-03 | 2016-07-12 | Applied Materials, Inc. | Methods of removing residual polymers formed during a boron-doped amorphous carbon layer etch process |
| CN109997212B (zh) | 2016-11-29 | 2023-06-13 | 朗姆研究公司 | 在有机层蚀刻中生成竖直轮廓的方法 |
| GB201620680D0 (en) * | 2016-12-05 | 2017-01-18 | Spts Technologies Ltd | Method of smoothing a surface |
| US11043372B2 (en) | 2017-06-08 | 2021-06-22 | Applied Materials, Inc. | High-density low temperature carbon films for hardmask and other patterning applications |
| KR102016615B1 (ko) * | 2017-09-14 | 2019-08-30 | (주)코미코 | 내플라즈마 특성이 향상된 플라즈마 에칭 장치용 부재 및 그 제조 방법 |
| KR20200130490A (ko) * | 2018-04-09 | 2020-11-18 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 패터닝 애플리케이션들을 위한 탄소 하드 마스크들 및 이와 관련된 방법들 |
| US11603591B2 (en) | 2018-05-03 | 2023-03-14 | Applied Materials Inc. | Pulsed plasma (DC/RF) deposition of high quality C films for patterning |
| US11158507B2 (en) | 2018-06-22 | 2021-10-26 | Applied Materials, Inc. | In-situ high power implant to relieve stress of a thin film |
| TW202024047A (zh) * | 2018-10-26 | 2020-07-01 | 日商關東電化工業股份有限公司 | 含有含硫氟碳化合物之乾蝕刻氣體組成物及使用其之乾蝕刻方法 |
| US11842897B2 (en) | 2018-10-26 | 2023-12-12 | Applied Materials, Inc. | High density carbon films for patterning applications |
| US11264249B2 (en) | 2018-12-18 | 2022-03-01 | Mattson Technology, Inc. | Carbon containing hardmask removal process using sulfur containing process gas |
| JP2022534885A (ja) | 2019-05-24 | 2022-08-04 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板処理チャンバ |
| WO2020243342A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-12-03 | Lam Research Corporation | High selectivity, low stress, and low hydrogen diamond-like carbon hardmasks by high power pulsed low frequency rf |
| US11270905B2 (en) | 2019-07-01 | 2022-03-08 | Applied Materials, Inc. | Modulating film properties by optimizing plasma coupling materials |
| US11664226B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Methods for producing high-density carbon films for hardmasks and other patterning applications |
| US11664214B2 (en) | 2020-06-29 | 2023-05-30 | Applied Materials, Inc. | Methods for producing high-density, nitrogen-doped carbon films for hardmasks and other patterning applications |
| US11421324B2 (en) | 2020-10-21 | 2022-08-23 | Applied Materials, Inc. | Hardmasks and processes for forming hardmasks by plasma-enhanced chemical vapor deposition |
| US20220199410A1 (en) * | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Tokyo Electron Limited | Conformal amorphous carbon layer etch with side-wall passivation |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05291208A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-05 | Sony Corp | ドライエッチング方法 |
| WO2003100818A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Applied Materials, Inc. | Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control |
| JP2007180358A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US650674A (en) * | 1899-12-26 | 1900-05-29 | Frederic Ecaubert | Dredging-machine. |
| US4786361A (en) * | 1986-03-05 | 1988-11-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Dry etching process |
| US6187688B1 (en) * | 1997-01-21 | 2001-02-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pattern formation method |
| US6228775B1 (en) | 1998-02-24 | 2001-05-08 | Micron Technology, Inc. | Plasma etching method using low ionization potential gas |
| US20050211385A1 (en) * | 2001-04-30 | 2005-09-29 | Lam Research Corporation, A Delaware Corporation | Method and apparatus for controlling spatial temperature distribution |
| US6835663B2 (en) * | 2002-06-28 | 2004-12-28 | Infineon Technologies Ag | Hardmask of amorphous carbon-hydrogen (a-C:H) layers with tunable etch resistivity |
| US20040014327A1 (en) * | 2002-07-18 | 2004-01-22 | Bing Ji | Method for etching high dielectric constant materials and for cleaning deposition chambers for high dielectric constant materials |
| JP2004363150A (ja) | 2003-06-02 | 2004-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | パターン形成方法 |
| US7271106B2 (en) | 2004-08-31 | 2007-09-18 | Micron Technology, Inc. | Critical dimension control for integrated circuits |
| US7645707B2 (en) * | 2005-03-30 | 2010-01-12 | Lam Research Corporation | Etch profile control |
| KR100780944B1 (ko) | 2005-10-12 | 2007-12-03 | 삼성전자주식회사 | 탄소함유막 식각 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조방법 |
-
2008
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- 2008-05-16 JP JP2008129497A patent/JP2009200459A/ja active Pending
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- 2008-06-10 SG SG200804391-1A patent/SG155104A1/en unknown
- 2008-06-30 KR KR1020080062505A patent/KR101019928B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05291208A (ja) * | 1992-04-08 | 1993-11-05 | Sony Corp | ドライエッチング方法 |
| WO2003100818A1 (en) * | 2002-05-22 | 2003-12-04 | Applied Materials, Inc. | Capacitively coupled plasma reactor with magnetic plasma control |
| JP2007180358A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Tokyo Electron Ltd | プラズマエッチング方法およびコンピュータ読み取り可能な記憶媒体 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012028603A (ja) * | 2010-07-26 | 2012-02-09 | Tokyo Electron Ltd | プラズマ処理方法および記憶媒体 |
| US8404590B2 (en) | 2010-07-26 | 2013-03-26 | Tokyo Electron Limited | Plasma processing method and storage medium |
| CN108711552A (zh) * | 2017-04-10 | 2018-10-26 | 朗姆研究公司 | 预防图案坍塌的后处理 |
| JP2018182315A (ja) * | 2017-04-10 | 2018-11-15 | ラム リサーチ コーポレーションＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | パターン崩壊を防ぐためのエッチング後処理 |
| JP7317470B2 (ja) | 2017-04-10 | 2023-07-31 | ラム リサーチ コーポレーション | パターン崩壊を防ぐためのエッチング後処理 |
| CN108711552B (zh) * | 2017-04-10 | 2024-03-15 | 朗姆研究公司 | 预防图案坍塌的后处理 |
| JP2018200925A (ja) * | 2017-05-25 | 2018-12-20 | 東京エレクトロン株式会社 | エッチング方法およびエッチング装置 |
| WO2023234305A1 (ja) * | 2022-05-31 | 2023-12-07 | 株式会社レゾナック | エッチング方法 |
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| Publication number | Publication date |
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