JPH09246180A - アンチレフレクティブコーティング及びその堆積の方法 - Google Patents
アンチレフレクティブコーティング及びその堆積の方法Info
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- JPH09246180A JPH09246180A JP8356530A JP35653096A JPH09246180A JP H09246180 A JPH09246180 A JP H09246180A JP 8356530 A JP8356530 A JP 8356530A JP 35653096 A JP35653096 A JP 35653096A JP H09246180 A JPH09246180 A JP H09246180A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、アンチレフレクティブ層の堆積の
ための安定なプロセスを提供する。 【解決手段】 ヘリウムガスを用いてプラズマ励起シラ
ン酸化物プロセス、プラズマ励起シランオキシナイトラ
イドプロセス及びプラズマ励起シランナイトライドプロ
セスの堆積速度を下げる。また、ヘリウムはプロセスを
安定化するためにも用いられ、別々の膜を堆積できるよ
うにした。本発明はまた、プロセスパラメータを制御し
て、所望の光学挙動を得るための最適な屈折率、吸収率
及び厚さを変化させたアンチレフレクティブ層を生成す
る。
ための安定なプロセスを提供する。 【解決手段】 ヘリウムガスを用いてプラズマ励起シラ
ン酸化物プロセス、プラズマ励起シランオキシナイトラ
イドプロセス及びプラズマ励起シランナイトライドプロ
セスの堆積速度を下げる。また、ヘリウムはプロセスを
安定化するためにも用いられ、別々の膜を堆積できるよ
うにした。本発明はまた、プロセスパラメータを制御し
て、所望の光学挙動を得るための最適な屈折率、吸収率
及び厚さを変化させたアンチレフレクティブ層を生成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハ処理中にお
けるフォトレジストの塗布の前のアンチレフレクティブ
層の堆積に関する。
けるフォトレジストの塗布の前のアンチレフレクティブ
層の堆積に関する。
【０００２】本発明は、半導体ウエハのための装置及び
半導体ウエハのための処理に関する。特に、本発明はウ
エハ処理中のアンチレフレクティブ層の堆積に関する。
半導体ウエハのための処理に関する。特に、本発明はウ
エハ処理中のアンチレフレクティブ層の堆積に関する。
【０００３】
【従来の技術】半導体産業に採用されているように、フ
ォトリソグラフィーは、光を用いてフォトレジスト材料
に集積回路のパターンをひきあるいはプリントするプロ
セスである。先ずフォトレジストをウエハ上に堆積さ
せ、次いで所望のパターンを有するマスクをフォトレジ
ストの上に置き、このマスクを露光する。マスクには透
明部分と不透明部分とがあり、透明部分が光を透過させ
る；このようにマスクの透明部分の下のフォトレジスト
を光と反応させる。典型的には、フォトレジストの露光
された部分は化学的に変化を生じる。酸浴や化学的気相
やイオン衝突により、フォトレジストの反応済みの部分
か未反応の部分かの一方を選択的に取り去ることができ
る。ここに更に行う処理のマスクとして働くフォトレジ
ストのパターンを用いて、減量エッチングにより恒久的
なデバイス構造体が形成される。
ォトリソグラフィーは、光を用いてフォトレジスト材料
に集積回路のパターンをひきあるいはプリントするプロ
セスである。先ずフォトレジストをウエハ上に堆積さ
せ、次いで所望のパターンを有するマスクをフォトレジ
ストの上に置き、このマスクを露光する。マスクには透
明部分と不透明部分とがあり、透明部分が光を透過させ
る；このようにマスクの透明部分の下のフォトレジスト
を光と反応させる。典型的には、フォトレジストの露光
された部分は化学的に変化を生じる。酸浴や化学的気相
やイオン衝突により、フォトレジストの反応済みの部分
か未反応の部分かの一方を選択的に取り去ることができ
る。ここに更に行う処理のマスクとして働くフォトレジ
ストのパターンを用いて、減量エッチングにより恒久的
なデバイス構造体が形成される。
【０００４】サブハーフミクロン領域におけるデバイス
の処理では、ステッパとして知られている露光デバイス
が、フォトリソグラフィーのステップで露光源として用
いられる。ステッパは一般に、モノクロ光（波長が単
一）を用いる。単一波長光を用いる事により、非常に精
致なパターンを形成することが可能である。しかし、ほ
とんどの基板表面の立体構造は、基板表面にメタルコン
タクトが存在することにより不均一が生じているため、
入射光の反射及び屈折の制御は困難である。基板の立体
構造が変化すれば反射及び屈折を変化させることにな
り、これに伴いフォトレジストに吸収される光の量も変
化する。その結果、精致なパターンが影響を受け、所望
の露光面積の寸法を変化させてしまう。
の処理では、ステッパとして知られている露光デバイス
が、フォトリソグラフィーのステップで露光源として用
いられる。ステッパは一般に、モノクロ光（波長が単
一）を用いる。単一波長光を用いる事により、非常に精
致なパターンを形成することが可能である。しかし、ほ
とんどの基板表面の立体構造は、基板表面にメタルコン
タクトが存在することにより不均一が生じているため、
入射光の反射及び屈折の制御は困難である。基板の立体
構造が変化すれば反射及び屈折を変化させることにな
り、これに伴いフォトレジストに吸収される光の量も変
化する。その結果、精致なパターンが影響を受け、所望
の露光面積の寸法を変化させてしまう。
【０００５】半導体デバイスの製造においては、線幅の
変動を最小に保持することが望ましく、それはフォトレ
ジストパターンの寸法精度が影響を受けるからである。
更に、製造者によっては、フォトリソグラフィーのステ
ップ実施後のフォトレジストパターンの寸法精度に＋／
−５％を要求する場合もある。これと同等以上の精度を
実現するためには、２つのアプローチがとられる。両方
のアプローチとも、フォトレジスト層に付加する層の使
用を必然的に伴う。
変動を最小に保持することが望ましく、それはフォトレ
ジストパターンの寸法精度が影響を受けるからである。
更に、製造者によっては、フォトリソグラフィーのステ
ップ実施後のフォトレジストパターンの寸法精度に＋／
−５％を要求する場合もある。これと同等以上の精度を
実現するためには、２つのアプローチがとられる。両方
のアプローチとも、フォトレジスト層に付加する層の使
用を必然的に伴う。
【０００６】第１のアプローチでは、入射光全てを完全
に吸収して反射も屈折も生じないようにするような膜を
用いる。このアプローチでは、比較的厚めの有機膜を用
いる。この有機膜の不利益としては、更に多くのステッ
プを必要とする点と、ポリマーベースであるためエッチ
ングが困難である点である。
に吸収して反射も屈折も生じないようにするような膜を
用いる。このアプローチでは、比較的厚めの有機膜を用
いる。この有機膜の不利益としては、更に多くのステッ
プを必要とする点と、ポリマーベースであるためエッチ
ングが困難である点である。
【０００７】第２のアプローチでは、フォトレジスト
（ＰＲ）／アンチレフレクティブ層（ＡＲＬ）の界面と
ＡＲＬ／基板の界面とでの反射を消すためにアンチレフ
レクティブ膜を用いて、エア／ＰＲの界面での光干渉を
除去する。従来技術では、シリコンオキシナイトライド
をアンチレフレクティブ膜として用いてきた。しかし、
露光においては、窒化物膜のアミノ基がフォトレジスト
の酸と反応してフォトレジストの感度を減じてしまう。
この事により、フォトレジストのパターンが不正確にな
る。従って、フォトレジスト中の酸と反応しないよう
に、フォトレジストと両立する材料から成るアンチレフ
レクティブ膜が必要である。
（ＰＲ）／アンチレフレクティブ層（ＡＲＬ）の界面と
ＡＲＬ／基板の界面とでの反射を消すためにアンチレフ
レクティブ膜を用いて、エア／ＰＲの界面での光干渉を
除去する。従来技術では、シリコンオキシナイトライド
をアンチレフレクティブ膜として用いてきた。しかし、
露光においては、窒化物膜のアミノ基がフォトレジスト
の酸と反応してフォトレジストの感度を減じてしまう。
この事により、フォトレジストのパターンが不正確にな
る。従って、フォトレジスト中の酸と反応しないよう
に、フォトレジストと両立する材料から成るアンチレフ
レクティブ膜が必要である。
【０００８】ソニー社の技術者ら、Tohru Ogawa らは、
SPIE Vol.2197(1994) で「ＳｉＯXＮY：Ｈ、現在及び未
来の光学的リソグラフィーのための高性能アンチレフレ
クティブ層」の標題の論文を執筆し、薄膜の干渉の問題
に言及している。このソニー社の論文では、ＡＲＬをＩ
−線、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィ
ーと共に用いることを教示する。これらのレーザーソグ
ラフィーに用いる露光波長はそれぞれ前掲の順に、３６
５ｍｍ、２４８ｍｍ、１９３ｍｍである。ソニー論文で
は、解像度を高くするため露光波長を短くすれば、フォ
トレジストと基板との界面からの反射が強くなってしま
うことを教示している。従って、定在波及び薄膜干渉効
果を減ずるためにＡＲＬが必要である。
SPIE Vol.2197(1994) で「ＳｉＯXＮY：Ｈ、現在及び未
来の光学的リソグラフィーのための高性能アンチレフレ
クティブ層」の標題の論文を執筆し、薄膜の干渉の問題
に言及している。このソニー社の論文では、ＡＲＬをＩ
−線、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィ
ーと共に用いることを教示する。これらのレーザーソグ
ラフィーに用いる露光波長はそれぞれ前掲の順に、３６
５ｍｍ、２４８ｍｍ、１９３ｍｍである。ソニー論文で
は、解像度を高くするため露光波長を短くすれば、フォ
トレジストと基板との界面からの反射が強くなってしま
うことを教示している。従って、定在波及び薄膜干渉効
果を減ずるためにＡＲＬが必要である。
【０００９】ソニー社のＡＲＬは、フォトレジストとＡ
ＲＬの界面からの反射光とＡＲＬと基板の界面からの反
射光の両方を消すものとして記載されている。このソニ
ー社の論文では、反射屈折率ｎと、吸収屈折率ｋと、厚
さｔの値を決定するための複雑な等エネルギー等高線を
基礎とする手順を用いて、所望の打消が実現されると、
教示している。このソニー社の手順に従って、ｎ、ｋ、
ｔの値は、複数のフォトレジスト膜厚さに対する等エネ
ルギー等高線の共通領域を見出すことにより得られる。
このソニー社論文では、ＡＲＬに対する個々のｎ、ｋ及
びｔの値を開示するだけでこの論文中には特定されてい
ないが、アプライドマテリアルズ社の本発明者らは、こ
れらの値は反射光同士の間の１８０゜の位相シフトに対
応している事を見出している。しかし、彼等にはソニー
社の論文に記載された結果の実現は不可能であり、この
ソニー社のプロセスは安定していないものと考えられて
いる。
ＲＬの界面からの反射光とＡＲＬと基板の界面からの反
射光の両方を消すものとして記載されている。このソニ
ー社の論文では、反射屈折率ｎと、吸収屈折率ｋと、厚
さｔの値を決定するための複雑な等エネルギー等高線を
基礎とする手順を用いて、所望の打消が実現されると、
教示している。このソニー社の手順に従って、ｎ、ｋ、
ｔの値は、複数のフォトレジスト膜厚さに対する等エネ
ルギー等高線の共通領域を見出すことにより得られる。
このソニー社論文では、ＡＲＬに対する個々のｎ、ｋ及
びｔの値を開示するだけでこの論文中には特定されてい
ないが、アプライドマテリアルズ社の本発明者らは、こ
れらの値は反射光同士の間の１８０゜の位相シフトに対
応している事を見出している。しかし、彼等にはソニー
社の論文に記載された結果の実現は不可能であり、この
ソニー社のプロセスは安定していないものと考えられて
いる。
【００１０】また、ソニー社は、最適なｎ、ｋ、ｔの値
を有するＡＲＬを堆積するプロセスについての欧州特許
出願（出願番号：９３１１３２１９．５号、公開番号：
ＥＰ０ ５５８ ０８７ Ａ２）を出願している。このソ
ニー社の出願では、ＳｉＨ4（シラン）とＮ2Ｏの比と、
この比が堆積したＡＲＬの光学的特性及び化学的特性に
どのような影響を与えるかを議論している。ソニー社の
出願ではまた、アルゴンをバッファガスとして用いるこ
とが教示される。
を有するＡＲＬを堆積するプロセスについての欧州特許
出願（出願番号：９３１１３２１９．５号、公開番号：
ＥＰ０ ５５８ ０８７ Ａ２）を出願している。このソ
ニー社の出願では、ＳｉＨ4（シラン）とＮ2Ｏの比と、
この比が堆積したＡＲＬの光学的特性及び化学的特性に
どのような影響を与えるかを議論している。ソニー社の
出願ではまた、アルゴンをバッファガスとして用いるこ
とが教示される。
【００１１】集積回路の製造においては、フォトリソグ
ラフィーの技術を用いて集積回路の層に対してパターン
を決める。典型的には、このようなフォトリソグラフィ
ーの技術では、フォトレジスト又は光感応性の材料が用
いられる。従来技術の処理では、先ずフォトレジストを
ウエハ上に堆積させ、次いで、所望のパターンを実現す
るための透明部分と不透明部分とがあるマスクをフォト
レジストの上に置く。このマスクを露光したとき、透明
部分が光を通してレジストのこの部分を露光し、マスク
の不透明な部分ではこのようにならない。光により化学
反応がフォトレジストの露光部分に生じる。適切な化学
的、化学的気相的、又はイオン衝突のプロセスにより、
フォトレジストの反応済みの部分か未反応の部分かの一
方を選択的に攻撃する。ここにウエハ上に残り次に行う
処理のマスクとして働くフォトレジストのパターンを用
いて、集積回路を更なるプロセスステップに供する。例
えば、材料を回路上に堆積し、回路をエッチングし、あ
るいはその他の既知のプロセスを行う。
ラフィーの技術を用いて集積回路の層に対してパターン
を決める。典型的には、このようなフォトリソグラフィ
ーの技術では、フォトレジスト又は光感応性の材料が用
いられる。従来技術の処理では、先ずフォトレジストを
ウエハ上に堆積させ、次いで、所望のパターンを実現す
るための透明部分と不透明部分とがあるマスクをフォト
レジストの上に置く。このマスクを露光したとき、透明
部分が光を通してレジストのこの部分を露光し、マスク
の不透明な部分ではこのようにならない。光により化学
反応がフォトレジストの露光部分に生じる。適切な化学
的、化学的気相的、又はイオン衝突のプロセスにより、
フォトレジストの反応済みの部分か未反応の部分かの一
方を選択的に攻撃する。ここにウエハ上に残り次に行う
処理のマスクとして働くフォトレジストのパターンを用
いて、集積回路を更なるプロセスステップに供する。例
えば、材料を回路上に堆積し、回路をエッチングし、あ
るいはその他の既知のプロセスを行う。
【００１２】表面構造の小さな集積回路デバイスの処理
では、例えば、臨界寸法が１／２ミクロン未満の表面構
造サイズに対して、ステッパとして知られている装置を
用いた洗練された技術を用いてフォトレジストのマスク
及び露出を行っている。このような小さな幾何関係の製
品に対するステッパは一般に、モノクロ光（波長が単
一）を用い、非常に精致なパターンを形成することが可
能としているが、しかし、基板上面の立体構造徐々に平
坦性が少なくなっていく。この非均等な立体構造により
モノクロ光の反射及び屈折が生じ、マスクの不透明部分
の下のフォトレジストの部分が露光されてしまうことに
なる。その結果、このような基板表面の局所的に異なる
立体構造により、フォトレジストの精致なパターンを変
えてしまうことがあり、その結果として形成される半導
体基板内の領域の寸法を変えてしまう。
では、例えば、臨界寸法が１／２ミクロン未満の表面構
造サイズに対して、ステッパとして知られている装置を
用いた洗練された技術を用いてフォトレジストのマスク
及び露出を行っている。このような小さな幾何関係の製
品に対するステッパは一般に、モノクロ光（波長が単
一）を用い、非常に精致なパターンを形成することが可
能としているが、しかし、基板上面の立体構造徐々に平
坦性が少なくなっていく。この非均等な立体構造により
モノクロ光の反射及び屈折が生じ、マスクの不透明部分
の下のフォトレジストの部分が露光されてしまうことに
なる。その結果、このような基板表面の局所的に異なる
立体構造により、フォトレジストの精致なパターンを変
えてしまうことがあり、その結果として形成される半導
体基板内の領域の寸法を変えてしまう。
【００１３】半導体デバイスの製造では、線幅の変動や
その他の臨界的な寸法を最小に保持することが望まし
い。このような寸法の誤差は開回路や短絡につながり、
できた半導体デバイスを壊してしまう。その結果、現
在、製造者によっては、５％以内のフォトレジストパタ
ーンの寸法精度を要求する場合もある。この精度を実現
するためには、２つのアプローチがとられる。両方のア
プローチとも、フォトレジスト層に付加する層の使用を
必然的に伴う。
その他の臨界的な寸法を最小に保持することが望まし
い。このような寸法の誤差は開回路や短絡につながり、
できた半導体デバイスを壊してしまう。その結果、現
在、製造者によっては、５％以内のフォトレジストパタ
ーンの寸法精度を要求する場合もある。この精度を実現
するためには、２つのアプローチがとられる。両方のア
プローチとも、フォトレジスト層に付加する層の使用を
必然的に伴う。
【００１４】第１のアプローチでは、入射光全てを吸収
して反射も屈折を最小にするような、比較的厚めの有機
膜を用いる。この有機膜の不利益としては、更に多くの
ステップを必要とする点と、ポリマーベースであるため
エッチングが困難である点である。
して反射も屈折を最小にするような、比較的厚めの有機
膜を用いる。この有機膜の不利益としては、更に多くの
ステップを必要とする点と、ポリマーベースであるため
エッチングが困難である点である。
【００１５】第２のアプローチでは、フォトレジスト−
アンチレフレクティブ層の界面とアンチレフレクティブ
層−基板の界面とでの反射を消すためにアンチレフレク
ティブ膜を用いる。従来技術では、ＮＨ3 ガスを用いて
堆積したシリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）をア
ンチレフレクティブ膜として用いてきた。しかし、露光
においては、ＳｉＯＮ膜のアミノ基がフォトレジストの
酸と反応してフォトレジストの感度を減じてしまう。こ
の事により、フォトレジストのパターンが不正確にな
る。
アンチレフレクティブ層の界面とアンチレフレクティブ
層−基板の界面とでの反射を消すためにアンチレフレク
ティブ膜を用いる。従来技術では、ＮＨ3 ガスを用いて
堆積したシリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）をア
ンチレフレクティブ膜として用いてきた。しかし、露光
においては、ＳｉＯＮ膜のアミノ基がフォトレジストの
酸と反応してフォトレジストの感度を減じてしまう。こ
の事により、フォトレジストのパターンが不正確にな
る。
【００１６】Tohru Ogawa らによる、SPIE Vol.2197(19
94) 、７２２〜７３２頁の標題「ＳｉＯXＮY：Ｈ、現在
及び未来の光学的リソグラフィーのための高性能アンチ
レフレクティブ層」の論文では、薄膜の干渉の問題に言
及している。この論文では、アンチレフレクティブ層
（ＡＲＬ）をＩ−線、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザ
ーリソグラフィーと関連して用いることを教示する。こ
れらのレーザーソグラフィーに用いる露光波長はそれぞ
れ前掲の順に、３６５ｍｍ、２４８ｍｍ、１９３ｍｍで
ある。この論文では、露光波長を短くすれば、フォトレ
ジストと基板との界面からの反射が強くなってしまうこ
とを記載している。従って、定在波及び薄膜干渉効果を
減ずるためにＡＲＬが必要である。
94) 、７２２〜７３２頁の標題「ＳｉＯXＮY：Ｈ、現在
及び未来の光学的リソグラフィーのための高性能アンチ
レフレクティブ層」の論文では、薄膜の干渉の問題に言
及している。この論文では、アンチレフレクティブ層
（ＡＲＬ）をＩ−線、ＫｒＦ及びＡｒＦエキシマレーザ
ーリソグラフィーと関連して用いることを教示する。こ
れらのレーザーソグラフィーに用いる露光波長はそれぞ
れ前掲の順に、３６５ｍｍ、２４８ｍｍ、１９３ｍｍで
ある。この論文では、露光波長を短くすれば、フォトレ
ジストと基板との界面からの反射が強くなってしまうこ
とを記載している。従って、定在波及び薄膜干渉効果を
減ずるためにＡＲＬが必要である。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】このＡＲＬは、フォト
レジストとＡＲＬの界面からの反射光とＡＲＬと基板の
界面からの反射光の両方を消すものとして記載されてい
る。この論文では、所望の打消が実現するための、反射
屈折率ｎ及び吸収屈折率ｋと厚さｔの値を決定するため
の複雑な等エネルギー等高線を基礎とする手順を記載し
ている。このソニー社による手順に従って、これらのパ
ラメータは、複数のフォトレジスト膜厚さに対する等エ
ネルギー等高線の共通領域を見出すことにより得られ
る。この論文では、ＡＲＬに対する屈折率、吸収率、そ
して厚さの値を記載し、この論文中には特定していない
が、アプライドマテリアルズ社の本発明者らは、これら
の値は反射光同士の間の１８０゜の位相シフトに対応し
ていることを見出している。しかし、アプライドマテリ
アルズ者の技術者ではこの論文に記載された結果の実現
は不可能だったのであり、このソニー社のプロセスは安
定していないものと考えられている。
レジストとＡＲＬの界面からの反射光とＡＲＬと基板の
界面からの反射光の両方を消すものとして記載されてい
る。この論文では、所望の打消が実現するための、反射
屈折率ｎ及び吸収屈折率ｋと厚さｔの値を決定するため
の複雑な等エネルギー等高線を基礎とする手順を記載し
ている。このソニー社による手順に従って、これらのパ
ラメータは、複数のフォトレジスト膜厚さに対する等エ
ネルギー等高線の共通領域を見出すことにより得られ
る。この論文では、ＡＲＬに対する屈折率、吸収率、そ
して厚さの値を記載し、この論文中には特定していない
が、アプライドマテリアルズ社の本発明者らは、これら
の値は反射光同士の間の１８０゜の位相シフトに対応し
ていることを見出している。しかし、アプライドマテリ
アルズ者の技術者ではこの論文に記載された結果の実現
は不可能だったのであり、このソニー社のプロセスは安
定していないものと考えられている。
【００１８】また、ソニー社は、選択されたパラメータ
を有するＡＲＬを堆積するプロセスについての欧州特許
出願（出願番号：９３１１３２１９．５号、公開番号：
ＥＰ０ ５５８ ０８７ Ａ２）を出願している。このソ
ニー社の出願では、ＳｉＨ4（シラン）とＮ2Ｏの比と、
この比が堆積したＡＲＬの光学的特性及び化学的特性に
どのような影響を与えるかを議論している。ソニー社の
出願ではまた、アルゴンをバッファガスとして用いるこ
とが教示される。
を有するＡＲＬを堆積するプロセスについての欧州特許
出願（出願番号：９３１１３２１９．５号、公開番号：
ＥＰ０ ５５８ ０８７ Ａ２）を出願している。このソ
ニー社の出願では、ＳｉＨ4（シラン）とＮ2Ｏの比と、
この比が堆積したＡＲＬの光学的特性及び化学的特性に
どのような影響を与えるかを議論している。ソニー社の
出願ではまた、アルゴンをバッファガスとして用いるこ
とが教示される。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、アンチレフレ
クティブ層の堆積のための安定なプロセスを提供する方
法を教示する。安定なプロセスのためにはＡＲＬ膜は薄
い方がよいため、プロセスの堆積速度は低くある必要が
ある。本発明では、ヘリウムガスを用いてプラズマ励起
シラン酸化物プロセス、プラズマ励起シランオキシナイ
トライドプロセス及びプラズマ励起シランナイトライド
プロセスの堆積速度を下げることを教示する。ヘリウム
は化学気相堆積のキャリアガスとして周知であるが、こ
れを本発明で用いるのは、プロセスの堆積速度を制御す
るためである。ヘリウムガスを添加する目的の１つは、
多数のウエハプロセスにおいてウエハ間での薄膜の厚さ
を正確に制御することである。また、本発明ではヘリウ
ムを添加してプロセスを安定化させることにより、別々
の膜を堆積可能とし、また、堆積した膜の種類を良好に
制御してプロセスを生産可能なものとする。
クティブ層の堆積のための安定なプロセスを提供する方
法を教示する。安定なプロセスのためにはＡＲＬ膜は薄
い方がよいため、プロセスの堆積速度は低くある必要が
ある。本発明では、ヘリウムガスを用いてプラズマ励起
シラン酸化物プロセス、プラズマ励起シランオキシナイ
トライドプロセス及びプラズマ励起シランナイトライド
プロセスの堆積速度を下げることを教示する。ヘリウム
は化学気相堆積のキャリアガスとして周知であるが、こ
れを本発明で用いるのは、プロセスの堆積速度を制御す
るためである。ヘリウムガスを添加する目的の１つは、
多数のウエハプロセスにおいてウエハ間での薄膜の厚さ
を正確に制御することである。また、本発明ではヘリウ
ムを添加してプロセスを安定化させることにより、別々
の膜を堆積可能とし、また、堆積した膜の種類を良好に
制御してプロセスを生産可能なものとする。
【００２０】また、本発明は、異なる露光波長及び基板
に対する所望の打消を得るための最適なｎ、ｋ、ｔの値
が変化するＡＲＬを生成するため、プロセスパラメータ
を制御するための条件を決定する。本発明により説明さ
れるプロセスでは、シランとＮ2Ｏ の比に加えて、Ｎ2
とＮＨ3（アンモニア）を用いて、堆積するＡＲＬの光
学特性及び化学特性を更に制御する。Ｎ2とＮＨ3の効果
は、シランとＮ2ＯのＡＲＬ性能（例えば低温での）へ
の効果が最小ないしほとんどない場合のプロセス状態で
特に支配的である。本発明は、プロセスにアンモニアと
Ｎ2 を添加して膜の組成を変化させ、ｎ及びｋの自由度
及び精密な調節を可能とすることを教示する。更に、こ
のプロセスは、アルゴンよりもコストの効率のよいヘリ
ウムの使用にも適合する。ヘリウムを用いることによ
り、堆積したＡＲＬ層の応力制御も良好に行うことがで
きるようになり、堆積後に基板から剥離を生じ得るよう
な膜の過剰な引っ張りを防止する。
に対する所望の打消を得るための最適なｎ、ｋ、ｔの値
が変化するＡＲＬを生成するため、プロセスパラメータ
を制御するための条件を決定する。本発明により説明さ
れるプロセスでは、シランとＮ2Ｏ の比に加えて、Ｎ2
とＮＨ3（アンモニア）を用いて、堆積するＡＲＬの光
学特性及び化学特性を更に制御する。Ｎ2とＮＨ3の効果
は、シランとＮ2ＯのＡＲＬ性能（例えば低温での）へ
の効果が最小ないしほとんどない場合のプロセス状態で
特に支配的である。本発明は、プロセスにアンモニアと
Ｎ2 を添加して膜の組成を変化させ、ｎ及びｋの自由度
及び精密な調節を可能とすることを教示する。更に、こ
のプロセスは、アルゴンよりもコストの効率のよいヘリ
ウムの使用にも適合する。ヘリウムを用いることによ
り、堆積したＡＲＬ層の応力制御も良好に行うことがで
きるようになり、堆積後に基板から剥離を生じ得るよう
な膜の過剰な引っ張りを防止する。
【００２１】上述のプロセスに適用されるように、ヘリ
ウムを添加することにより、プラズマ安定性も実現さ
れ、均一な膜の堆積を確保する。更に、ヘリウムの添加
により、ＡＲＬ堆積プロセスの制御が可能になり、最適
なｎ、ｋ、ｔの値を有する露光波長範囲１９０〜９００
ｎｍに対する実際のプロセスパラメータの中でデベロッ
プすることが可能となる。このことは非常に望ましいこ
とであり、それは、別々の露光波長に対する反射光の打
ち消しが、種々の因子−入射光波長、位相シフト（ＡＲ
Ｌの厚さによって決定される）及び反射光の強度（ＡＲ
Ｌの化学組成により決定される）に依存するためであ
る。即ち、ＡＲＬの光学特性及び化学特性を良好に制御
することは、所望の打ち消しを実現するために必要であ
る。
ウムを添加することにより、プラズマ安定性も実現さ
れ、均一な膜の堆積を確保する。更に、ヘリウムの添加
により、ＡＲＬ堆積プロセスの制御が可能になり、最適
なｎ、ｋ、ｔの値を有する露光波長範囲１９０〜９００
ｎｍに対する実際のプロセスパラメータの中でデベロッ
プすることが可能となる。このことは非常に望ましいこ
とであり、それは、別々の露光波長に対する反射光の打
ち消しが、種々の因子−入射光波長、位相シフト（ＡＲ
Ｌの厚さによって決定される）及び反射光の強度（ＡＲ
Ｌの化学組成により決定される）に依存するためであ
る。即ち、ＡＲＬの光学特性及び化学特性を良好に制御
することは、所望の打ち消しを実現するために必要であ
る。
【００２２】本発明では、相殺的干渉方程式を用いて、
位相シフトが１８０゜より大きい場合（例えば５４０
゜、９００゜等）に対する最適なｎ、ｋ及びｔの値を決
定する（本発明によりｎ、ｋ、ｔの値を決定する計算方
法は、Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ａに示され、更に説明するこ
とにする）。反射波長間で５４０゜以上の位相シフトを
ＡＲＬが生じさせる場合は、そのｔの値が更に高くな
り、これは即ちｋの値が高くなるということであり、そ
れはＡＲＬが更に多くの屈折光を吸収しなければならな
くなるからである。
位相シフトが１８０゜より大きい場合（例えば５４０
゜、９００゜等）に対する最適なｎ、ｋ及びｔの値を決
定する（本発明によりｎ、ｋ、ｔの値を決定する計算方
法は、Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ａに示され、更に説明するこ
とにする）。反射波長間で５４０゜以上の位相シフトを
ＡＲＬが生じさせる場合は、そのｔの値が更に高くな
り、これは即ちｋの値が高くなるということであり、そ
れはＡＲＬが更に多くの屈折光を吸収しなければならな
くなるからである。
【００２３】具体的には、具体例の１つでは、本発明
は、反射光間の位相シフトが１８０゜ではなく５４０゜
以上を実現するような、最適な反射屈折率ｎ、最適な吸
収屈折率ｋ及び最適な厚さｔの値を有する、ＡＲＬの処
理を教示する。前述の如く、このプロセスにより生成し
たＡＲＬは、フォトレジストと適合し、また、薄膜干渉
効果に関連する問題を取り除く。
は、反射光間の位相シフトが１８０゜ではなく５４０゜
以上を実現するような、最適な反射屈折率ｎ、最適な吸
収屈折率ｋ及び最適な厚さｔの値を有する、ＡＲＬの処
理を教示する。前述の如く、このプロセスにより生成し
たＡＲＬは、フォトレジストと適合し、また、薄膜干渉
効果に関連する問題を取り除く。
【００２４】（課題を解決するための手段−２）本発明
は、アンチレフレクティブ層を堆積するための装置及び
プロセスを提供する。ＡＲＬ膜は薄いため、安定なプロ
セスを得るためには、プロセスの堆積速度は低いことが
望ましい。本発明は、プラズマ励起シラン酸化物プロセ
ス、プラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及
びプラズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度
を下げるための装置及びプロセスを提供する。好ましい
具体例では、ヘリウムガスが用いられる。ヘリウムは化
学気相堆積のキャリアガスとして周知であるが、これを
本発明で用いるのは、プロセスの堆積速度を制御するた
めだからである。ヘリウムを添加することにより、特に
装置操作が長期間行われた場合に、薄膜の厚さを更に正
確に制御できるようになる。また、ヘリウムはプロセス
を安定化し、別々の膜を堆積できるようにし、堆積した
膜が良好に制御されるようになる。
は、アンチレフレクティブ層を堆積するための装置及び
プロセスを提供する。ＡＲＬ膜は薄いため、安定なプロ
セスを得るためには、プロセスの堆積速度は低いことが
望ましい。本発明は、プラズマ励起シラン酸化物プロセ
ス、プラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及
びプラズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度
を下げるための装置及びプロセスを提供する。好ましい
具体例では、ヘリウムガスが用いられる。ヘリウムは化
学気相堆積のキャリアガスとして周知であるが、これを
本発明で用いるのは、プロセスの堆積速度を制御するた
めだからである。ヘリウムを添加することにより、特に
装置操作が長期間行われた場合に、薄膜の厚さを更に正
確に制御できるようになる。また、ヘリウムはプロセス
を安定化し、別々の膜を堆積できるようにし、堆積した
膜が良好に制御されるようになる。
【００２５】また、本発明は、異なる露光波長及び基板
に対する所望の打消を得るための最適な屈折率、吸収率
及び厚さの種々の値を有するＡＲＬを生成するため、プ
ロセスパラメータを制御するための条件を決定する。具
体例の１つでは、本発明により説明される装置及びプロ
セスでは、シランとＮ2Ｏ の比に加えて、Ｎ2とＮＨ3を
用いて、堆積するＡＲＬの光学特性及び化学特性を更に
制御する。Ｎ2とＮＨ3の効果は、シランとＮ2Ｏの、例
えば低温でのＡＲＬ性能への効果が最小ないしほとんど
ない場合のプロセス状態で特に支配的である。本発明
は、プロセスにＮＨ3 とＮ2 を添加して膜の組成を変化
させ、屈折率及び吸収率の自由度及び精密な調節を可能
とすることを教示する。更に、このプロセスは、アルゴ
ンよりもコストの効率のよいヘリウムの使用にも適合す
る。ヘリウムを用いることにより、堆積したＡＲＬ層の
応力制御を改善することが可能ようになる。この事は、
堆積後に基板から剥離を生じ得るような膜の過剰な引っ
張りを防止することを助力する。
に対する所望の打消を得るための最適な屈折率、吸収率
及び厚さの種々の値を有するＡＲＬを生成するため、プ
ロセスパラメータを制御するための条件を決定する。具
体例の１つでは、本発明により説明される装置及びプロ
セスでは、シランとＮ2Ｏ の比に加えて、Ｎ2とＮＨ3を
用いて、堆積するＡＲＬの光学特性及び化学特性を更に
制御する。Ｎ2とＮＨ3の効果は、シランとＮ2Ｏの、例
えば低温でのＡＲＬ性能への効果が最小ないしほとんど
ない場合のプロセス状態で特に支配的である。本発明
は、プロセスにＮＨ3 とＮ2 を添加して膜の組成を変化
させ、屈折率及び吸収率の自由度及び精密な調節を可能
とすることを教示する。更に、このプロセスは、アルゴ
ンよりもコストの効率のよいヘリウムの使用にも適合す
る。ヘリウムを用いることにより、堆積したＡＲＬ層の
応力制御を改善することが可能ようになる。この事は、
堆積後に基板から剥離を生じ得るような膜の過剰な引っ
張りを防止することを助力する。
【００２６】上述のプロセスに適用されるように、ヘリ
ウムを添加することにより、プラズマ安定性も実現さ
れ、均一な膜の堆積を確保する。更に、ヘリウムによ
り、ＡＲＬ堆積プロセスの充分な制御が与えられ、最適
な屈折率、吸収率、厚さの値を有する露光波長範囲１９
０〜９００ｎｍに対する実際のプロセスパラメータの中
でデベロップすることが可能となる。このことは非常に
望ましいことであり、何故なら、別々の露光波長に対す
る反射光の打ち消しが、種々の因子：入射光波長、位相
シフト（ＡＲＬの厚さによって決定される）及び反射光
の強度（ＡＲＬの化学組成により決定される）に依存す
るためである。即ち、ＡＲＬの光学特性及び化学特性を
制御することは、所望の打ち消しを実現するために必要
である。
ウムを添加することにより、プラズマ安定性も実現さ
れ、均一な膜の堆積を確保する。更に、ヘリウムによ
り、ＡＲＬ堆積プロセスの充分な制御が与えられ、最適
な屈折率、吸収率、厚さの値を有する露光波長範囲１９
０〜９００ｎｍに対する実際のプロセスパラメータの中
でデベロップすることが可能となる。このことは非常に
望ましいことであり、何故なら、別々の露光波長に対す
る反射光の打ち消しが、種々の因子：入射光波長、位相
シフト（ＡＲＬの厚さによって決定される）及び反射光
の強度（ＡＲＬの化学組成により決定される）に依存す
るためである。即ち、ＡＲＬの光学特性及び化学特性を
制御することは、所望の打ち消しを実現するために必要
である。
【００２７】本発明では、相殺的干渉方程式を用いて、
位相シフトが１８０゜より大きい場合（例えば５４０
゜、９００゜等）に対する最適な屈折率、吸収率及び厚
さの値を決定する（本発明により屈折率ｎ、吸収率ｋ、
厚さｔの値を決定する計算方法は、後述の通りであ
る）。反射光間で５４０゜以上の位相シフトをＡＲＬが
生じさせる場合は、その厚さの値が更に高くなり、これ
は即ち吸収率の値が高くなるということであり、何故な
らＡＲＬが更に多くの屈折光を吸収しなければならなく
なるからである。具体例の１つでは、本発明は、反射光
間の位相シフトが５４０゜以上を実現する最適な反射屈
折率ｎ、最適な吸収屈折率ｋ及び最適な厚さｔの値を有
する、ＡＲＬを提供する。
位相シフトが１８０゜より大きい場合（例えば５４０
゜、９００゜等）に対する最適な屈折率、吸収率及び厚
さの値を決定する（本発明により屈折率ｎ、吸収率ｋ、
厚さｔの値を決定する計算方法は、後述の通りであ
る）。反射光間で５４０゜以上の位相シフトをＡＲＬが
生じさせる場合は、その厚さの値が更に高くなり、これ
は即ち吸収率の値が高くなるということであり、何故な
らＡＲＬが更に多くの屈折光を吸収しなければならなく
なるからである。具体例の１つでは、本発明は、反射光
間の位相シフトが５４０゜以上を実現する最適な反射屈
折率ｎ、最適な吸収屈折率ｋ及び最適な厚さｔの値を有
する、ＡＲＬを提供する。
【００２８】
（好ましい具体例の説明−１）本発明に従ってＡＲＬを
堆積するための堆積プロセスは、プラズマ励起化学気相
堆積法（ＰＥＣＶＤ）技術を用いて、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ
の比が１．０〜３．０である場合にＳｉＨ4 とＮ2Ｏ の
間の化学反応を引き起こす操作を有している。このプロ
セスは更に、ＮＨ3 ガス、Ｎ2 ガス及びヘリウムガスを
添加する操作を有している。図１は、本発明に従ってア
ンチレフレクティブ層を堆積するための真空チャンバ１
５を有する、簡略化された平行板ＰＥＣＶＤシステム１
０の１つの具体例を例示する。
堆積するための堆積プロセスは、プラズマ励起化学気相
堆積法（ＰＥＣＶＤ）技術を用いて、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ
の比が１．０〜３．０である場合にＳｉＨ4 とＮ2Ｏ の
間の化学反応を引き起こす操作を有している。このプロ
セスは更に、ＮＨ3 ガス、Ｎ2 ガス及びヘリウムガスを
添加する操作を有している。図１は、本発明に従ってア
ンチレフレクティブ層を堆積するための真空チャンバ１
５を有する、簡略化された平行板ＰＥＣＶＤシステム１
０の１つの具体例を例示する。
【００２９】システム１０は、基板（図示せず）に堆積
ガスを散布するためのガス散布マニホールド１１を有し
ている。基板は支持体１２により支持されている。支持
体１２は熱応答性が高く且つサポート１３に載置されて
おり、そのため、支持体１２（及び支持体１２の上面に
支持される基板）は、下側の搬入搬出のポジションとマ
ニホールド１１に近接する上側の処理のポジション１４
との間を調節しつつ動くことが可能である。
ガスを散布するためのガス散布マニホールド１１を有し
ている。基板は支持体１２により支持されている。支持
体１２は熱応答性が高く且つサポート１３に載置されて
おり、そのため、支持体１２（及び支持体１２の上面に
支持される基板）は、下側の搬入搬出のポジションとマ
ニホールド１１に近接する上側の処理のポジション１４
との間を調節しつつ動くことが可能である。
【００３０】実現しようとするｎ、ｋ及びｔの値に依存
するが、支持体１２とマニホールド１１の間の間隔は２
００〜６５０ｍｉｌｓの範囲内であり、基板温度は２０
０〜４００℃の範囲内、チャンバ圧力は１〜６トールに
設定され維持される。変化する最適なｎ、ｋ及びｔの値
を有するＡＲＬをこれらのプロセスパラメータの範囲内
で、１９０ｎｍ〜９００ｎｍの間のいかなる露光波長に
対し堆積することが可能である：そして、別々の波長に
対する別々の最適なｎ、ｋ及びｔの値を、これらパラメ
ータと、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2Ｏガス、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガス
及びヘリウムガスのチャンバ内に導入する流量とを変化
させることにより、同じように実現される。しかし、こ
れらの範囲の中で、間隔の好ましい範囲は４００〜６０
０ｍｉｌｓである。基板温度に対しては、好ましい範囲
は３００〜４００℃、チャンバ圧力の好ましい範囲は
４．５〜５．５トールである。
するが、支持体１２とマニホールド１１の間の間隔は２
００〜６５０ｍｉｌｓの範囲内であり、基板温度は２０
０〜４００℃の範囲内、チャンバ圧力は１〜６トールに
設定され維持される。変化する最適なｎ、ｋ及びｔの値
を有するＡＲＬをこれらのプロセスパラメータの範囲内
で、１９０ｎｍ〜９００ｎｍの間のいかなる露光波長に
対し堆積することが可能である：そして、別々の波長に
対する別々の最適なｎ、ｋ及びｔの値を、これらパラメ
ータと、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2Ｏガス、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガス
及びヘリウムガスのチャンバ内に導入する流量とを変化
させることにより、同じように実現される。しかし、こ
れらの範囲の中で、間隔の好ましい範囲は４００〜６０
０ｍｉｌｓである。基板温度に対しては、好ましい範囲
は３００〜４００℃、チャンバ圧力の好ましい範囲は
４．５〜５．５トールである。
【００３１】支持体１２及びウエハが処理のポジション
１４にあるときは、これらは、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気するための、間隔をおく複数の穴２３
を有するバッフル板により、包囲される。図示しない制
御弁を有するライン１８を介して、堆積ガスがガス混合
チャンバ１９内へと供給され、そこでこれらが混合され
マニホールド１１へと送られる。ヘリウムは通常はキャ
リアガスとして知られているが、本プロセスでの使用
は、プロセスのパラメータの制御のためのものである。
後述するが、使用するヘリウムの量は、堆積するＡＲＬ
の光学特性と化学特性に影響する。更に、ヘリウムの助
力により、膜の化学組成を変えずに所望のチャンバ圧力
を実現するため、プロセスの安定性が確保され、これは
即ち均一な膜の堆積を確保することになる。堆積するＡ
ＲＬは非常に薄い膜であるため、厚さ制御も大変重要で
あり、所望の厚さの実現には低い堆積速度が必要であ
る。また、ヘリウムの添加により堆積速度も下がるた
め、膜特性の制御に加えて、厚さの制御も可能となる。
１４にあるときは、これらは、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気するための、間隔をおく複数の穴２３
を有するバッフル板により、包囲される。図示しない制
御弁を有するライン１８を介して、堆積ガスがガス混合
チャンバ１９内へと供給され、そこでこれらが混合され
マニホールド１１へと送られる。ヘリウムは通常はキャ
リアガスとして知られているが、本プロセスでの使用
は、プロセスのパラメータの制御のためのものである。
後述するが、使用するヘリウムの量は、堆積するＡＲＬ
の光学特性と化学特性に影響する。更に、ヘリウムの助
力により、膜の化学組成を変えずに所望のチャンバ圧力
を実現するため、プロセスの安定性が確保され、これは
即ち均一な膜の堆積を確保することになる。堆積するＡ
ＲＬは非常に薄い膜であるため、厚さ制御も大変重要で
あり、所望の厚さの実現には低い堆積速度が必要であ
る。また、ヘリウムの添加により堆積速度も下がるた
め、膜特性の制御に加えて、厚さの制御も可能となる。
【００３２】処理中は、ガス流入マニホールド１１の通
気は、矢印２２及び２１に示されるように、基板の表面
に向かって基板表面全体に放射状に均一になされてい
る。シランとＮ2Ｏ は共に流量５〜３００ｓｃｃｍ（前
述の如く、シラン対Ｎ2Ｏ の比は１．０〜３．０）で導
入される。所望のｎ、ｋ及びｔの値とプロセス領域によ
っては、アンモニア、Ｎ2 及びヘリウムを添加してもよ
くあるいは添加しなくてもよい。ｎ、ｋ及びｔの値が広
い範囲であることが望ましい場合は、アンモニア、Ｎ2
及びヘリウムをプロセスに添加し、アンモニア５〜２０
０ｓｃｃｍ、Ｎ2１０〜４０００ｓｃｃｍ、ヘリウム５
００〜４０００ｓｃｃｍでチャンバ内に導入される。付
加するガスの量によっても、広い範囲でｎ、ｋ、ｔの値
を細かく調節するためのフレキシビリティが高くなる。
これらの範囲の中で、チャンバへのシラン導入の好まし
い範囲は４０〜８０ｓｃｃｍであり；Ｎ2Ｏ の好ましい
範囲は２０〜９０ｓｃｃｍ；アンモニアの好ましい範囲
は０〜１５０ｓｃｃｍ；Ｎ2の好ましい範囲は０〜３０
０ｓｃｃｍ；ヘリウムの好ましい範囲は１８００〜３５
００ｓｃｃｍである。反応が完結した後、残留するガス
をポート２３を介して円形真空マニホールド２４へと排
気し、真空ポンプシステム（図示せず）により排気ライ
ン３１の外へと排気される。排気ライン３１を介してガ
スを放出する速度は、絞り弁３２により調節される。
気は、矢印２２及び２１に示されるように、基板の表面
に向かって基板表面全体に放射状に均一になされてい
る。シランとＮ2Ｏ は共に流量５〜３００ｓｃｃｍ（前
述の如く、シラン対Ｎ2Ｏ の比は１．０〜３．０）で導
入される。所望のｎ、ｋ及びｔの値とプロセス領域によ
っては、アンモニア、Ｎ2 及びヘリウムを添加してもよ
くあるいは添加しなくてもよい。ｎ、ｋ及びｔの値が広
い範囲であることが望ましい場合は、アンモニア、Ｎ2
及びヘリウムをプロセスに添加し、アンモニア５〜２０
０ｓｃｃｍ、Ｎ2１０〜４０００ｓｃｃｍ、ヘリウム５
００〜４０００ｓｃｃｍでチャンバ内に導入される。付
加するガスの量によっても、広い範囲でｎ、ｋ、ｔの値
を細かく調節するためのフレキシビリティが高くなる。
これらの範囲の中で、チャンバへのシラン導入の好まし
い範囲は４０〜８０ｓｃｃｍであり；Ｎ2Ｏ の好ましい
範囲は２０〜９０ｓｃｃｍ；アンモニアの好ましい範囲
は０〜１５０ｓｃｃｍ；Ｎ2の好ましい範囲は０〜３０
０ｓｃｃｍ；ヘリウムの好ましい範囲は１８００〜３５
００ｓｃｃｍである。反応が完結した後、残留するガス
をポート２３を介して円形真空マニホールド２４へと排
気し、真空ポンプシステム（図示せず）により排気ライ
ン３１の外へと排気される。排気ライン３１を介してガ
スを放出する速度は、絞り弁３２により調節される。
【００３３】ＲＦ電源２５からマニホールド１１にＲＦ
エネルギーを印加することにより、制御されたＳｉＨ4
とＮ2Ｏのプラズマが基板近隣に形成される。ガス散布
マニホールド１１はＲＦ電極でもあり、他方、支持体１
２にはアースがとられている。ＲＦ電源２５は、５０〜
５００ワット（又はその他の所望の変形）の電力をマニ
ホールド１１へ供給して、チャンバ１５へ導入されるＳ
ｉＨ4とＮ2Ｏの分解の速度を遅くすることもでき、ある
いは促進することもできる。
エネルギーを印加することにより、制御されたＳｉＨ4
とＮ2Ｏのプラズマが基板近隣に形成される。ガス散布
マニホールド１１はＲＦ電極でもあり、他方、支持体１
２にはアースがとられている。ＲＦ電源２５は、５０〜
５００ワット（又はその他の所望の変形）の電力をマニ
ホールド１１へ供給して、チャンバ１５へ導入されるＳ
ｉＨ4とＮ2Ｏの分解の速度を遅くすることもでき、ある
いは促進することもできる。
【００３４】円形の外部ランプモジュール２６が、コリ
メート円形パターンの光２７を、クオーツウィンドウ２
８を介して支持体１２へと与える。このような熱の分布
により、支持体の自然熱損失パターンを補填し、堆積の
ため、熱的に迅速で且つ均一に、支持体及び基板を加熱
する。モータ（図示せず）により、支持体１２は処理の
ポジション１４と下側の基板搬送ポジションとの間で昇
降する。モータ、ライン１８に接続した制御弁、絞り弁
及びＲＦ電源２５は、制御ラインの上のプロセッサ３４
によって制御され、これらの一部だけが示されている。
プロセッサ３４は、メモリ３８に格納されたコンピュー
タプログラムの制御下で動作する。コンピュータプログ
ラムは、時期、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温
度、ＲＦ電力レベル、支持体のポジション、その他のプ
ロセスのパラメータを命令する。
メート円形パターンの光２７を、クオーツウィンドウ２
８を介して支持体１２へと与える。このような熱の分布
により、支持体の自然熱損失パターンを補填し、堆積の
ため、熱的に迅速で且つ均一に、支持体及び基板を加熱
する。モータ（図示せず）により、支持体１２は処理の
ポジション１４と下側の基板搬送ポジションとの間で昇
降する。モータ、ライン１８に接続した制御弁、絞り弁
及びＲＦ電源２５は、制御ラインの上のプロセッサ３４
によって制御され、これらの一部だけが示されている。
プロセッサ３４は、メモリ３８に格納されたコンピュー
タプログラムの制御下で動作する。コンピュータプログ
ラムは、時期、ガスの混合、チャンバ圧力、チャンバ温
度、ＲＦ電力レベル、支持体のポジション、その他のプ
ロセスのパラメータを命令する。
【００３５】上記の説明は例示のためだけのものであ
り、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではな
い。上述のシステムの変形、例えば支持体の設計、ヒー
タ設計、ＲＦ電力接続の配置及びその他に関する変形が
可能である。更に、他のプラズマＣＶＤ装置、例えば電
子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置、
誘導結合ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置、その他の装置
を用いてもよい。本発明のＡＲＬ及びこの層を形成する
方法は、特定の装置や特定のプラズマ励起法に制限され
るものではない。
り、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではな
い。上述のシステムの変形、例えば支持体の設計、ヒー
タ設計、ＲＦ電力接続の配置及びその他に関する変形が
可能である。更に、他のプラズマＣＶＤ装置、例えば電
子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置、
誘導結合ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置、その他の装置
を用いてもよい。本発明のＡＲＬ及びこの層を形成する
方法は、特定の装置や特定のプラズマ励起法に制限され
るものではない。
【００３６】同様に、プロセスの堆積速度を制御するた
め及びプロセスの安定化のヘリウムの使用は、一般的な
薄膜堆積に適用でき、ＡＲＬ膜の堆積に制限されない。
具体的には、既存のプラズマ励起シラン酸化物プロセ
ス、プラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及
びプラズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度
を下げるために用いることができる。好ましい具体例で
はヘリウムを用いているが、ヘリウムの代りに他の不活
性ガスを用いてもよい。
め及びプロセスの安定化のヘリウムの使用は、一般的な
薄膜堆積に適用でき、ＡＲＬ膜の堆積に制限されない。
具体的には、既存のプラズマ励起シラン酸化物プロセ
ス、プラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及
びプラズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度
を下げるために用いることができる。好ましい具体例で
はヘリウムを用いているが、ヘリウムの代りに他の不活
性ガスを用いてもよい。
【００３７】図２は、フォトリソグラフィープロセス中
に多層半導体デバイスの表面に入る入射光ビームの反射
光及び屈折光の典型的な経路を示す縦断面図である。図
２に示されるように、デバイスに入るあらゆる入射光ビ
ームに対して、フォトレジスト層とＡＲＬの間の反射及
びＡＲＬと基板の間の別の反射により、フォトレジスト
パターンが歪められてしまう。
に多層半導体デバイスの表面に入る入射光ビームの反射
光及び屈折光の典型的な経路を示す縦断面図である。図
２に示されるように、デバイスに入るあらゆる入射光ビ
ームに対して、フォトレジスト層とＡＲＬの間の反射及
びＡＲＬと基板の間の別の反射により、フォトレジスト
パターンが歪められてしまう。
【００３８】図３では、点線の光路が、本発明に従った
ＡＲＬの機能を例示する。図示の如く、光線４と７（こ
れらは強度がほぼ等しく位相差が５４０゜以上）とが相
互に実質的に打ち消し合い、光線５と６とがＡＲＬに吸
収されるだろう。即ち、フォトレジストに影響する光
は、光線３からの入射光のみである。前述の如く、本発
明に従ったＡＲＬはあらゆるフォトレジストに適合する
ため、フォトレジストが中和される問題を排除する。更
に、別々の最適なｎ、ｋ、ｔの値を有するＡＲＬを実現
して、１９０〜９００ｎｍの別々の露光波長の反射を打
ち消す。
ＡＲＬの機能を例示する。図示の如く、光線４と７（こ
れらは強度がほぼ等しく位相差が５４０゜以上）とが相
互に実質的に打ち消し合い、光線５と６とがＡＲＬに吸
収されるだろう。即ち、フォトレジストに影響する光
は、光線３からの入射光のみである。前述の如く、本発
明に従ったＡＲＬはあらゆるフォトレジストに適合する
ため、フォトレジストが中和される問題を排除する。更
に、別々の最適なｎ、ｋ、ｔの値を有するＡＲＬを実現
して、１９０〜９００ｎｍの別々の露光波長の反射を打
ち消す。
【００３９】図４は、本発明のアンチレフレクティブ層
堆積のためのプロセスにおける、別々のプロセスパラメ
ータの効果を示すチャートである。前述の如く、別々の
パラメータを変えることにより、堆積したＡＲＬの性質
を変えることができる。このチャートで示されるよう
に、基板温度の上昇により、堆積したＡＲＬの反射屈折
率ｎ、吸収屈折率ｋ、厚さｔ、及び反射率ｒが上昇する
だろう。同様に、チャンバに流入する全ガス流れの上昇
又はチャンバにＳｉＨ4 が導入される流量の上昇によ
り、堆積したＡＲＬのｎ、ｋ、ｔ及びｒの値も上昇する
だろう。
堆積のためのプロセスにおける、別々のプロセスパラメ
ータの効果を示すチャートである。前述の如く、別々の
パラメータを変えることにより、堆積したＡＲＬの性質
を変えることができる。このチャートで示されるよう
に、基板温度の上昇により、堆積したＡＲＬの反射屈折
率ｎ、吸収屈折率ｋ、厚さｔ、及び反射率ｒが上昇する
だろう。同様に、チャンバに流入する全ガス流れの上昇
又はチャンバにＳｉＨ4 が導入される流量の上昇によ
り、堆積したＡＲＬのｎ、ｋ、ｔ及びｒの値も上昇する
だろう。
【００４０】他方、チャンバ１９の圧力の上昇又は支持
体１２とマニホールド１１の間の間隔の増加は、堆積し
たＡＲＬのｎ、ｋ、ｔ及びｒの値を下げる効果がある。
あるいは、ＲＦ電源２５に供給される電力を上げてプラ
ズマを更に余計に発生させることは、堆積したＡＲＬの
ｎ、ｋ及びｒの値を下げる一方で堆積したＡＲＬの厚さ
を上げる効果がある。チャンバ１９内がＮ2Ｏ又はＮ2導
入される流量を上げることによっても、同じ効果を実現
することができる。しかし、堆積したＡＲＬのｎ、ｋ及
びｒの値を上げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを下げる
という正反対の効果は、チャンバ１９にヘリウムを導入
する流量を上げることによって実現される。最後に、チ
ャンバ１９内に導入されるＮＨ3 の量を上げて、ｎ及び
ｔの値を上げつつもｋ及びｒの値を下げることができ
る。
体１２とマニホールド１１の間の間隔の増加は、堆積し
たＡＲＬのｎ、ｋ、ｔ及びｒの値を下げる効果がある。
あるいは、ＲＦ電源２５に供給される電力を上げてプラ
ズマを更に余計に発生させることは、堆積したＡＲＬの
ｎ、ｋ及びｒの値を下げる一方で堆積したＡＲＬの厚さ
を上げる効果がある。チャンバ１９内がＮ2Ｏ又はＮ2導
入される流量を上げることによっても、同じ効果を実現
することができる。しかし、堆積したＡＲＬのｎ、ｋ及
びｒの値を上げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを下げる
という正反対の効果は、チャンバ１９にヘリウムを導入
する流量を上げることによって実現される。最後に、チ
ャンバ１９内に導入されるＮＨ3 の量を上げて、ｎ及び
ｔの値を上げつつもｋ及びｒの値を下げることができ
る。
【００４１】以下のＡＲＬの議論は、Ａｐｐｅｎｄｉｘ
Ａに示される計算を説明するものである。これらの計
算は、一例が上述されているようなプラズマ励起ＣＶＤ
技術によるＳｉＯＮ膜の堆積に関するものである。この
計算から得られる値は、露光波長約２４８ｎｍに対する
ものである。この波長においては、このプロセスで堆積
するＡＲＬのｎの値は１．７〜２．４であり、ｋの値は
０〜１．３である。
Ａに示される計算を説明するものである。これらの計
算は、一例が上述されているようなプラズマ励起ＣＶＤ
技術によるＳｉＯＮ膜の堆積に関するものである。この
計算から得られる値は、露光波長約２４８ｎｍに対する
ものである。この波長においては、このプロセスで堆積
するＡＲＬのｎの値は１．７〜２．４であり、ｋの値は
０〜１．３である。
【００４２】有効なＡＲＬは、フォトレジスト（ＰＲ）
の厚さが変動した場合のＰＲに吸収される光の変動を最
小にする。この事は、ＰＲとＡＲＬの界面から反射する
光の実質的な打ち消し、即ち図２に示されるように光線
４及び７の実質的な打ち消しを要求する。以下の２つの
要求事項が、光線４及び７に対して同時に満たされたと
きに、実質的な打ち消しが実現される： （１）光線４と７の位相差が、１８０゜の奇数倍に近い
こと、（２）光線４と７の強度がほぼ同じであること。
の厚さが変動した場合のＰＲに吸収される光の変動を最
小にする。この事は、ＰＲとＡＲＬの界面から反射する
光の実質的な打ち消し、即ち図２に示されるように光線
４及び７の実質的な打ち消しを要求する。以下の２つの
要求事項が、光線４及び７に対して同時に満たされたと
きに、実質的な打ち消しが実現される： （１）光線４と７の位相差が、１８０゜の奇数倍に近い
こと、（２）光線４と７の強度がほぼ同じであること。
【００４３】上述の要求事項の最初の方は、式１で表さ
れる相殺的干渉方程式によって記述される。第２番目の
式は、光線４及び７の強度を整合するための条件を記述
する。
れる相殺的干渉方程式によって記述される。第２番目の
式は、光線４及び７の強度を整合するための条件を記述
する。
【００４４】所与の基板及びフォトレジストに対して、
式１及び２で表される条件１及び２は、ＡＲＬ膜のｎ、
ｋ及び厚さの適切な選択と同時に満足することができ
る。ソニー社の研究者は、彼等の最適化の手法により、
ｍ＝１（位相差が１８０゜に対応）の場合のＡｌ、Ｗ−
Ｓｉ及びポリシリコンに対する解を記載した。しかし、
ｍ＝３（位相差５４０゜）、ｍ＝５（位相差９００゜）
及びこれよりも高い１８０゜の奇数倍の位相差に対する
解は研究されていない。このような高い位相差の条件
は、式１を満足するためにはｍ＝１の場合に比べてより
厚いＡＲＬの厚さを要求する。ＡＲＬが厚くなるため、
式２を満たすためには別のｎ及びｋの値が必要である。
この別のｎ及びｋはの値は本発明により、５００〜３０
００オングストロームの範囲のＡＲＬの厚さに対して実
現できる。
式１及び２で表される条件１及び２は、ＡＲＬ膜のｎ、
ｋ及び厚さの適切な選択と同時に満足することができ
る。ソニー社の研究者は、彼等の最適化の手法により、
ｍ＝１（位相差が１８０゜に対応）の場合のＡｌ、Ｗ−
Ｓｉ及びポリシリコンに対する解を記載した。しかし、
ｍ＝３（位相差５４０゜）、ｍ＝５（位相差９００゜）
及びこれよりも高い１８０゜の奇数倍の位相差に対する
解は研究されていない。このような高い位相差の条件
は、式１を満足するためにはｍ＝１の場合に比べてより
厚いＡＲＬの厚さを要求する。ＡＲＬが厚くなるため、
式２を満たすためには別のｎ及びｋの値が必要である。
この別のｎ及びｋはの値は本発明により、５００〜３０
００オングストロームの範囲のＡＲＬの厚さに対して実
現できる。
【００４５】より厚いＡＲＬに対してｎ及びｋの値を実
現することが望ましく、それは、厚さが大きくなること
が、ウエハとウエハの膜の一致性を実現するためのＡＲ
Ｌ製造上における大きな利点となるからである。膜が厚
くなれば、薄い膜よりも長い堆積時間が必要であること
から、膜のｎ、ｋ及び厚さを良好に制御することが可能
である。例えば、ソニー社の研究者が示唆する膜厚は、
２５０オングストローム附近である。堆積速度が毎分２
０００オングストロームとすれば、堆積時間は７．５秒
である。この時間にはプラズマの点火及び消失のための
時間が含まれる。これらは堆積プロセスの中で良好に制
御できない部分であり、これが一般に、ウエハ間の厚さ
の変動やｎ及びｋ等の膜の性質の変動に寄与することと
なる。７５０オングストロームの膜厚を用いる場合は、
膜堆積時間は２２．５秒に増え、プラズマの点火及び消
失の堆積時間への部分的な寄与は３倍減る。プラズマの
点火及び消失の堆積時間への部分的な寄与がこのように
小さくなることにより、２５０オングストロームの膜に
比べて、ウエハとウエハの間のｎ、ｋ及び厚さの変動が
実質的に改善される。この内容は、ｍ＝３のみに限定さ
れない。これは、１８０゜の５倍、７倍及び全ての奇数
倍の位相差における式１及び２に対する解に対して有効
である。
現することが望ましく、それは、厚さが大きくなること
が、ウエハとウエハの膜の一致性を実現するためのＡＲ
Ｌ製造上における大きな利点となるからである。膜が厚
くなれば、薄い膜よりも長い堆積時間が必要であること
から、膜のｎ、ｋ及び厚さを良好に制御することが可能
である。例えば、ソニー社の研究者が示唆する膜厚は、
２５０オングストローム附近である。堆積速度が毎分２
０００オングストロームとすれば、堆積時間は７．５秒
である。この時間にはプラズマの点火及び消失のための
時間が含まれる。これらは堆積プロセスの中で良好に制
御できない部分であり、これが一般に、ウエハ間の厚さ
の変動やｎ及びｋ等の膜の性質の変動に寄与することと
なる。７５０オングストロームの膜厚を用いる場合は、
膜堆積時間は２２．５秒に増え、プラズマの点火及び消
失の堆積時間への部分的な寄与は３倍減る。プラズマの
点火及び消失の堆積時間への部分的な寄与がこのように
小さくなることにより、２５０オングストロームの膜に
比べて、ウエハとウエハの間のｎ、ｋ及び厚さの変動が
実質的に改善される。この内容は、ｍ＝３のみに限定さ
れない。これは、１８０゜の５倍、７倍及び全ての奇数
倍の位相差における式１及び２に対する解に対して有効
である。
【００４６】ハードマスクを要求する用途に対しては、
基板上に残されたＡＲＬ膜をエッチングステップにおけ
るハードマスクとして用いることが可能となる。これ
は、膜厚が、ＡＲＬ層を完全に侵食せずに基板のエッチ
ングを可能とするよう充分に厚い場合に、可能である。
即ち、これは式１及び２に対する高次の奇数倍の解に対
応したｎ及びｋの値を有する厚いＡＲＬ膜を用いる場合
の、別に見込まれる利点となる。
基板上に残されたＡＲＬ膜をエッチングステップにおけ
るハードマスクとして用いることが可能となる。これ
は、膜厚が、ＡＲＬ層を完全に侵食せずに基板のエッチ
ングを可能とするよう充分に厚い場合に、可能である。
即ち、これは式１及び２に対する高次の奇数倍の解に対
応したｎ及びｋの値を有する厚いＡＲＬ膜を用いる場合
の、別に見込まれる利点となる。
【００４７】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ａは、ＳｉＯＮについ
て２４８ｎｍにおける式１及び２の位相差１８０゜の奇
数倍に対する解に対応したｎ、ｋ及び厚さの値の例を列
挙する。ＰＲに対するｎ及びｋの値はそれぞれ、１．８
０と０．０１１と仮定する。Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ及びＡｌ−Ｃｕに対するｎとｋの値はそれぞ
れ、０．０８９と２．３５４と仮定する。最後に、Ｗ−
Ｓｉのｎとｋの値をそれぞれ、１．９６と２．６９と仮
定する。この問題は式が２つで未知数が３つであるた
め、ｎ、ｋ又は厚さの１つの値を選択してから、残りの
２つの未知数を計算することができる。上記の堆積プロ
セスで最適化したＳｉＯＮのＡＲＬ膜のｎの値は２４８
ｎｍに対して常に２．２〜２．３附近であるため、以下
の計算全体では、ｎの値をこの範囲にあるように選択す
る。ｋの値は上記のプロセスで広い範囲で調節可能であ
ることから、ｋの値は制限しない。下記に与える解は、
単純化したモデルのために、ＡＲＬに対する厳密な最適
値ではない。例えば、Ａｌの自然酸化物やＷ−Ｓｉを単
純に無視しており、また、その厚は常に１０〜２０オン
グストロームの範囲にある。また、ＡＲＬ膜のｎ及びｋ
の値は、膜の厚さ全体について一定であると仮定する。
このように、式１及び２に対する解は、所望のＡＲＬ膜
のｎ、ｋ及び厚さに対するガイドラインを与えるのみで
ある。特定の用途に対するｎ、ｋ及び厚さの正確な値
は、式１及び２からの解の値近くに最適化することによ
り、実験的に決定される。
て２４８ｎｍにおける式１及び２の位相差１８０゜の奇
数倍に対する解に対応したｎ、ｋ及び厚さの値の例を列
挙する。ＰＲに対するｎ及びｋの値はそれぞれ、１．８
０と０．０１１と仮定する。Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−
Ｓｉ−Ｃｕ及びＡｌ−Ｃｕに対するｎとｋの値はそれぞ
れ、０．０８９と２．３５４と仮定する。最後に、Ｗ−
Ｓｉのｎとｋの値をそれぞれ、１．９６と２．６９と仮
定する。この問題は式が２つで未知数が３つであるた
め、ｎ、ｋ又は厚さの１つの値を選択してから、残りの
２つの未知数を計算することができる。上記の堆積プロ
セスで最適化したＳｉＯＮのＡＲＬ膜のｎの値は２４８
ｎｍに対して常に２．２〜２．３附近であるため、以下
の計算全体では、ｎの値をこの範囲にあるように選択す
る。ｋの値は上記のプロセスで広い範囲で調節可能であ
ることから、ｋの値は制限しない。下記に与える解は、
単純化したモデルのために、ＡＲＬに対する厳密な最適
値ではない。例えば、Ａｌの自然酸化物やＷ−Ｓｉを単
純に無視しており、また、その厚は常に１０〜２０オン
グストロームの範囲にある。また、ＡＲＬ膜のｎ及びｋ
の値は、膜の厚さ全体について一定であると仮定する。
このように、式１及び２に対する解は、所望のＡＲＬ膜
のｎ、ｋ及び厚さに対するガイドラインを与えるのみで
ある。特定の用途に対するｎ、ｋ及び厚さの正確な値
は、式１及び２からの解の値近くに最適化することによ
り、実験的に決定される。
【００４８】ｍ＝３について、深いＵＶ（２４８ｎｍ）
フォトリソグラフィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの
適切な値は２．３附近であり、ｋの適切な値は０．３附
近、適切な厚さの値は８００オングストローム附近であ
る。これらの解は位相差５４０゜の８゜の範囲内に対し
て式１を満たすことが示されている。式２に対しては、
光線４及び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近で
ある。ｍ＝３について、深いＵＶフォトリソグラフィー
を有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．３附近、適切な厚さ
の値は８００オングストローム附近である。これらの解
は位相差５４０゜から８゜の範囲内に対して式１を満た
すことが示されている。式２に対しては、光線４及び７
の間の強度の差は、入射強度の５％未満である。
フォトリソグラフィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの
適切な値は２．３附近であり、ｋの適切な値は０．３附
近、適切な厚さの値は８００オングストローム附近であ
る。これらの解は位相差５４０゜の８゜の範囲内に対し
て式１を満たすことが示されている。式２に対しては、
光線４及び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近で
ある。ｍ＝３について、深いＵＶフォトリソグラフィー
を有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．３附近、適切な厚さ
の値は８００オングストローム附近である。これらの解
は位相差５４０゜から８゜の範囲内に対して式１を満た
すことが示されている。式２に対しては、光線４及び７
の間の強度の差は、入射強度の５％未満である。
【００４９】ｍ＝５について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１７附近、適切な厚
さの値は１３５０オングストローム附近である。これら
の解は位相差９００゜の８゜の範囲内に対して式１を満
たすことが示されている。式２に対しては、光線４及び
７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ＝
５について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有するＷ
−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近であ
り、ｋの適切な値は０．１８附近、適切な厚さの値は１
３５０オングストローム附近である。これらの解は位相
差９００゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすことが
示されている。式２に対しては、光線４及び７の間の強
度の差は、入射強度の５％未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１７附近、適切な厚
さの値は１３５０オングストローム附近である。これら
の解は位相差９００゜の８゜の範囲内に対して式１を満
たすことが示されている。式２に対しては、光線４及び
７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ＝
５について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有するＷ
−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近であ
り、ｋの適切な値は０．１８附近、適切な厚さの値は１
３５０オングストローム附近である。これらの解は位相
差９００゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすことが
示されている。式２に対しては、光線４及び７の間の強
度の差は、入射強度の５％未満である。
【００５０】ｍ＝７について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１３附近、適切な厚
さの値は１９００オングストローム附近である。これら
の解は位相差１２６０゜の８゜の範囲内に対して式１を
満たすことが示されている。式２に対しては、光線４及
び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ
＝７について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有する
Ｗ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近で
あり、ｋの適切な値は０．１３附近、適切な厚さの値は
１９００オングストローム附近である。これらの解は位
相差１２６０゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすこ
とが示されている。式２に対しては、光線４及び７の間
の強度の差は、入射強度の５％未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１３附近、適切な厚
さの値は１９００オングストローム附近である。これら
の解は位相差１２６０゜の８゜の範囲内に対して式１を
満たすことが示されている。式２に対しては、光線４及
び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ
＝７について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有する
Ｗ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近で
あり、ｋの適切な値は０．１３附近、適切な厚さの値は
１９００オングストローム附近である。これらの解は位
相差１２６０゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすこ
とが示されている。式２に対しては、光線４及び７の間
の強度の差は、入射強度の５％未満である。
【００５１】ｍ＝９について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１０附近、適切な厚
さの値は２４３０オングストローム附近である。これら
の解は位相差１６２０゜の８゜の範囲内に対して式１を
満たすことが示されている。式２に対しては、光線４及
び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ
＝９について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有する
Ｗ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近で
あり、ｋの適切な値は０．１０附近、適切な厚さの値は
２４３０オングストローム附近である。これらの解は位
相差１６２０゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすこ
とが示されている。式２に対しては、光線４及び７の間
の強度の差は、入射強度の５％未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．１０附近、適切な厚
さの値は２４３０オングストローム附近である。これら
の解は位相差１６２０゜の８゜の範囲内に対して式１を
満たすことが示されている。式２に対しては、光線４及
び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近である。ｍ
＝９について、深いＵＶフォトリソグラフィーを有する
Ｗ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．３附近で
あり、ｋの適切な値は０．１０附近、適切な厚さの値は
２４３０オングストローム附近である。これらの解は位
相差１６２０゜の８゜の範囲内に対して式１を満たすこ
とが示されている。式２に対しては、光線４及び７の間
の強度の差は、入射強度の５％未満である。
【００５２】ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグ
ラフィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は
２．３附近であり、ｋの適切な値は０．０８１附近、適
切な厚さの値は２９６５オングストローム附近である。
これらの解は位相差１９８０゜の８の範囲内に対して式
１を満たすことが示されている。式２に対しては、光線
４及び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近であ
る。ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグラフィー
を有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．０８１附近、適切な
厚さの値は２９６５オングストローム附近である。これ
らの解は位相差２９６５゜の８゜の範囲内に対して式１
を満たすことが示されている。式２に対しては、光線４
及び７の間の強度の差は、入射強度の５％未満である。
ラフィーを有するＡｌ基板に対して、ｎの適切な値は
２．３附近であり、ｋの適切な値は０．０８１附近、適
切な厚さの値は２９６５オングストローム附近である。
これらの解は位相差１９８０゜の８の範囲内に対して式
１を満たすことが示されている。式２に対しては、光線
４及び７の間の強度の差は、入射強度の５％附近であ
る。ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグラフィー
を有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、ｎの適切な値は２．
３附近であり、ｋの適切な値は０．０８１附近、適切な
厚さの値は２９６５オングストローム附近である。これ
らの解は位相差２９６５゜の８゜の範囲内に対して式１
を満たすことが示されている。式２に対しては、光線４
及び７の間の強度の差は、入射強度の５％未満である。
【００５３】ｍ＝１３、１５、１７等の高次の奇数倍に
対する解は、式１を満たすＡＲＬの厚さを厚くする事を
伴うことが見出されている。この厚さの増加により、式
２を満たす適切なｋの値が決定できる。
対する解は、式１を満たすＡＲＬの厚さを厚くする事を
伴うことが見出されている。この厚さの増加により、式
２を満たす適切なｋの値が決定できる。
【００５４】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｂは、用いる種々のプ
ロセスパラメータの好ましい範囲の幾つかと、堆積した
ＡＲＬの化学的性質及び光学的性質に対するシランと、
アンモニアと、温度の効果を示す特性チャートである。
このチャートの後のグラフ（図１１〜２５）は、反射率
対波長、ｎ対波長及びｋ対波長が、シラン流量、支持体
とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2
Ｏ 流量、Ｎ2 流量、ヘリウム流量、全ガス流量、温度
が、中心値から変動した場合に、どのように変動するか
を示している。シラン流量、支持体とマニホールドの間
隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、
ヘリウム流量、全ガス流量、温度の中心値は、それぞれ
順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６トール、
１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２００
０ｓｃｃｍ、３５０℃である。これらの値は、これらの
プロセスパラメータの１つが変化したときに一定に保た
れているそれぞれのプロセスパラメータの値にも対応し
ている。
ロセスパラメータの好ましい範囲の幾つかと、堆積した
ＡＲＬの化学的性質及び光学的性質に対するシランと、
アンモニアと、温度の効果を示す特性チャートである。
このチャートの後のグラフ（図１１〜２５）は、反射率
対波長、ｎ対波長及びｋ対波長が、シラン流量、支持体
とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2
Ｏ 流量、Ｎ2 流量、ヘリウム流量、全ガス流量、温度
が、中心値から変動した場合に、どのように変動するか
を示している。シラン流量、支持体とマニホールドの間
隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、
ヘリウム流量、全ガス流量、温度の中心値は、それぞれ
順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６トール、
１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２００
０ｓｃｃｍ、３５０℃である。これらの値は、これらの
プロセスパラメータの１つが変化したときに一定に保た
れているそれぞれのプロセスパラメータの値にも対応し
ている。
【００５５】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｃは、チャンバ圧力、
ＲＦ電力、支持体とマニホールドの間隔、シラン流量、
Ｎ2Ｏ 流量、ヘリウム流量、Ｎ2 流量が、アンチレフレ
クティブ層を堆積するためのプロセスの堆積速度に与え
る影響と、堆積したアンチレフレクティブ層のｎ、ｋ及
び均一性に与える影響とを示している。これらのグラフ
では、これらが変化しない場合では、シラン流量、支持
体とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ
2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、ヘリウム流量、全ガス流量、温度
が、中心値から変動した場合に、どのように変動するか
を示している。シラン流量、支持体とマニホールドの間
隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、
ヘリウム流量、温度は、それぞれ順に、５１ｓｃｃｍ、
５００ｍｉｌｓ、４．６トール、１６０ワット、３０ｓ
ｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２０００ｓｃｃｍ、３５０℃
で一定に維持される。
ＲＦ電力、支持体とマニホールドの間隔、シラン流量、
Ｎ2Ｏ 流量、ヘリウム流量、Ｎ2 流量が、アンチレフレ
クティブ層を堆積するためのプロセスの堆積速度に与え
る影響と、堆積したアンチレフレクティブ層のｎ、ｋ及
び均一性に与える影響とを示している。これらのグラフ
では、これらが変化しない場合では、シラン流量、支持
体とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ
2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、ヘリウム流量、全ガス流量、温度
が、中心値から変動した場合に、どのように変動するか
を示している。シラン流量、支持体とマニホールドの間
隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、
ヘリウム流量、温度は、それぞれ順に、５１ｓｃｃｍ、
５００ｍｉｌｓ、４．６トール、１６０ワット、３０ｓ
ｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２０００ｓｃｃｍ、３５０℃
で一定に維持される。
【００５６】当業者に理解されるように、本発明の範囲
及び本質的な特徴から離れることなく、本発明を別の特
定の形態に具体化することが可能である。従って、前出
の説明は好ましい具体例を例示するためのものであり、
特許請求の範囲が本発明の範囲を述べると解されるべき
である。
及び本質的な特徴から離れることなく、本発明を別の特
定の形態に具体化することが可能である。従って、前出
の説明は好ましい具体例を例示するためのものであり、
特許請求の範囲が本発明の範囲を述べると解されるべき
である。
【００５７】（特定の具体例の説明−２）本発明に従っ
てＡＲＬを堆積するためのプロセスの好ましい具体例
は、ヘリウムの存在下で、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ の比が０．
５〜３．０、好ましくは１．０である場合のＳｉＨ4 と
Ｎ2Ｏ の間の化学反応を引き起こための、プラズマ励起
化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）技術のための装置及びこ
の技術の使用を有している。このプロセスは更に、ＮＨ
3 ガス、Ｎ2 ガス及びＨｅガスを添加する操作を有して
いる。図１は、本発明に従ってアンチレフレクティブ層
を堆積するための真空チャンバ１５を有する、簡略化さ
れた平行板ＰＥＣＶＤシステム１０の１つの具体例を例
示する。
てＡＲＬを堆積するためのプロセスの好ましい具体例
は、ヘリウムの存在下で、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ の比が０．
５〜３．０、好ましくは１．０である場合のＳｉＨ4 と
Ｎ2Ｏ の間の化学反応を引き起こための、プラズマ励起
化学気相堆積法（ＰＥＣＶＤ）技術のための装置及びこ
の技術の使用を有している。このプロセスは更に、ＮＨ
3 ガス、Ｎ2 ガス及びＨｅガスを添加する操作を有して
いる。図１は、本発明に従ってアンチレフレクティブ層
を堆積するための真空チャンバ１５を有する、簡略化さ
れた平行板ＰＥＣＶＤシステム１０の１つの具体例を例
示する。
【００５８】システム１０は、支持体１２上に平坦に置
かれている基板（図示せず）に堆積ガスを散布するため
のガス散布マニホールド１１を有している。支持体１２
は熱応答性が高く且つサポート１３に載置されており、
そのため、支持体１２（及び支持体１２の上面に支持さ
れる基板）は、下側の搬入搬出のポジションと点線で表
されるマニホールド１１に近接する上側の処理のポジシ
ョン１４との間を調節しつつ動くことが可能である。
かれている基板（図示せず）に堆積ガスを散布するため
のガス散布マニホールド１１を有している。支持体１２
は熱応答性が高く且つサポート１３に載置されており、
そのため、支持体１２（及び支持体１２の上面に支持さ
れる基板）は、下側の搬入搬出のポジションと点線で表
されるマニホールド１１に近接する上側の処理のポジシ
ョン１４との間を調節しつつ動くことが可能である。
【００５９】実現しようとする所望の屈折率、吸収率及
び厚さの値に依存するが、支持体１２とマニホールド１
１の間の間隔は２００〜６００ｍｉｌｓの範囲内であ
り、基板温度は２００〜４００℃の範囲内、チャンバ圧
力は１〜６トールに維持される。変化する屈折率、吸収
率及び厚さの値を有するＡＲＬをこれらのプロセスパラ
メータの範囲内で、１９０ｎｍ〜９００ｎｍの間のいか
なる露光波長に対し堆積することが可能である：そし
て、別々の波長に対する別々の最適な屈折率、吸収率及
び厚さの値を、これらパラメータと、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2
Ｏガス、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガス及びＨｅガスのチャンバ内
に導入する流量とを変化させることにより、同じように
実現される。これらの範囲の中で、間隔の好ましい範囲
は４００〜６００ｍｉｌｓである。基板温度に対して
は、好ましい範囲は３００〜４００℃、チャンバ圧力の
好ましい範囲は４．５〜５．５トールである。
び厚さの値に依存するが、支持体１２とマニホールド１
１の間の間隔は２００〜６００ｍｉｌｓの範囲内であ
り、基板温度は２００〜４００℃の範囲内、チャンバ圧
力は１〜６トールに維持される。変化する屈折率、吸収
率及び厚さの値を有するＡＲＬをこれらのプロセスパラ
メータの範囲内で、１９０ｎｍ〜９００ｎｍの間のいか
なる露光波長に対し堆積することが可能である：そし
て、別々の波長に対する別々の最適な屈折率、吸収率及
び厚さの値を、これらパラメータと、ＳｉＨ4ガス、Ｎ2
Ｏガス、ＮＨ3ガス、Ｎ2ガス及びＨｅガスのチャンバ内
に導入する流量とを変化させることにより、同じように
実現される。これらの範囲の中で、間隔の好ましい範囲
は４００〜６００ｍｉｌｓである。基板温度に対して
は、好ましい範囲は３００〜４００℃、チャンバ圧力の
好ましい範囲は４．５〜５．５トールである。
【００６０】支持体１２及びウエハが処理のポジション
１４にあるときは、これらは、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気するための、間隔をおく複数の穴２３
を有するバッフル板１７により、包囲される。制御弁
（図示せず）を有するライン１８を介して、堆積ガスが
ガス混合チャンバ１９内へと供給され、そこでこれらが
混合されマニホールド１１へ供給される。Ｈｅはキャリ
アガスとして知られているが、本プロセスでの使用は、
プロセスのパラメータの制御のためのものである。後述
するが、使用するＨｅの量は、堆積するＡＲＬの光学特
性と化学特性に影響する。更に、Ｈｅの助力により、膜
の化学組成を変えずに所望のチャンバ圧力を実現するた
め、プロセスの安定性が確保され、これは即ち均一な膜
の堆積を確保することになる。堆積するＡＲＬは薄い膜
であるため、厚さ制御は大変重要であり、所望の厚さの
実現には低い堆積速度が必要である。また、Ｈｅの添加
により堆積速度が下がるため、膜特性の制御に加えて、
厚さの制御も可能となる。
１４にあるときは、これらは、環状の真空マニホールド
２４の中へと排気するための、間隔をおく複数の穴２３
を有するバッフル板１７により、包囲される。制御弁
（図示せず）を有するライン１８を介して、堆積ガスが
ガス混合チャンバ１９内へと供給され、そこでこれらが
混合されマニホールド１１へ供給される。Ｈｅはキャリ
アガスとして知られているが、本プロセスでの使用は、
プロセスのパラメータの制御のためのものである。後述
するが、使用するＨｅの量は、堆積するＡＲＬの光学特
性と化学特性に影響する。更に、Ｈｅの助力により、膜
の化学組成を変えずに所望のチャンバ圧力を実現するた
め、プロセスの安定性が確保され、これは即ち均一な膜
の堆積を確保することになる。堆積するＡＲＬは薄い膜
であるため、厚さ制御は大変重要であり、所望の厚さの
実現には低い堆積速度が必要である。また、Ｈｅの添加
により堆積速度が下がるため、膜特性の制御に加えて、
厚さの制御も可能となる。
【００６１】処理中は、ガス流入マニホールド１１の通
気は、ガスなあれを表す矢印２２及び２１に示されるよ
うに、基板の表面に向かって基板表面全体に放射状に均
一になされている。ＳｉＨ4 とＮ2Ｏ は共に流量５〜３
００ｓｃｃｍで、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ の比が０．５〜３．
０、好ましくは１．０で導入される。所望の屈折率、吸
収率及び厚さの値とプロセス領域によっては、後述の如
くＮＨ3 、Ｎ2 及びＨｅを添加してもよい。屈折率、吸
収率及び厚さの値が広い範囲であることが望ましい場合
は、ＮＨ3 、Ｎ2 及び更にＨｅをプロセスに添加し、Ｎ
Ｈ3 ０〜３００ｓｃｃｍ、Ｎ2 ０〜４０００ｓｃｃｍ、
Ｈｅ５〜５０００ｓｃｃｍでチャンバ内に導入される。
これらの範囲の中で、チャンバへのＳｉＨ4 導入の好ま
しい範囲は１５〜１６０ｓｃｃｍであり；Ｎ2Ｏ の好ま
しい範囲は１５〜１６０ｓｃｃｍ；ＮＨ3 の好ましい範
囲は０〜３００ｓｃｃｍ；Ｎ2 の好ましい範囲は０〜５
００ｓｃｃｍ；Ｈｅの好ましい範囲は５００〜４０００
ｓｃｃｍである。反応が完結した後、残留するガスをポ
ート２３を介して円形真空マニホールド２４へと排気
し、排気ライン（図示せず）を介して外へと排気され
る。これらガスの最適な値は、ＳｉＨ4 ４０〜１２ｓｃ
ｃｍ、ＮＨ3 ３０〜１２０ｓｃｃｍ、Ｎ2 １５００〜２
５００ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏ ０〜３００ｓｃｃｍ、ＮＨ3 ０
〜１５０ｓｃｃｍである。これらは、アプライドマテリ
アルズ社により製造した８インチチャンバに対する値で
ある。その他のサイズのチャンバやその他の材料製のチ
ャンバでは、これらの値が異なるだろう。
気は、ガスなあれを表す矢印２２及び２１に示されるよ
うに、基板の表面に向かって基板表面全体に放射状に均
一になされている。ＳｉＨ4 とＮ2Ｏ は共に流量５〜３
００ｓｃｃｍで、ＳｉＨ4 対Ｎ2Ｏ の比が０．５〜３．
０、好ましくは１．０で導入される。所望の屈折率、吸
収率及び厚さの値とプロセス領域によっては、後述の如
くＮＨ3 、Ｎ2 及びＨｅを添加してもよい。屈折率、吸
収率及び厚さの値が広い範囲であることが望ましい場合
は、ＮＨ3 、Ｎ2 及び更にＨｅをプロセスに添加し、Ｎ
Ｈ3 ０〜３００ｓｃｃｍ、Ｎ2 ０〜４０００ｓｃｃｍ、
Ｈｅ５〜５０００ｓｃｃｍでチャンバ内に導入される。
これらの範囲の中で、チャンバへのＳｉＨ4 導入の好ま
しい範囲は１５〜１６０ｓｃｃｍであり；Ｎ2Ｏ の好ま
しい範囲は１５〜１６０ｓｃｃｍ；ＮＨ3 の好ましい範
囲は０〜３００ｓｃｃｍ；Ｎ2 の好ましい範囲は０〜５
００ｓｃｃｍ；Ｈｅの好ましい範囲は５００〜４０００
ｓｃｃｍである。反応が完結した後、残留するガスをポ
ート２３を介して円形真空マニホールド２４へと排気
し、排気ライン（図示せず）を介して外へと排気され
る。これらガスの最適な値は、ＳｉＨ4 ４０〜１２ｓｃ
ｃｍ、ＮＨ3 ３０〜１２０ｓｃｃｍ、Ｎ2 １５００〜２
５００ｓｃｃｍ、Ｎ2Ｏ ０〜３００ｓｃｃｍ、ＮＨ3 ０
〜１５０ｓｃｃｍである。これらは、アプライドマテリ
アルズ社により製造した８インチチャンバに対する値で
ある。その他のサイズのチャンバやその他の材料製のチ
ャンバでは、これらの値が異なるだろう。
【００６２】ＲＦ電源２５からマニホールド１１にＲＦ
エネルギーを印加することにより、制御されたＳｉＨ4
とＮ2Ｏのプラズマが基板近隣に形成される。ガス散布
マニホールド１１はＲＦ電極でもあり、他方、支持体１
２にはアースがとられている。ＲＦ電源２５は、５０〜
５００ワットの電力をマニホールド１１へ供給して、チ
ャンバ１５に導入したＳｉＨ4とＮ2Ｏの分解の速度を遅
くすることもでき、あるいは促進することもできる。
エネルギーを印加することにより、制御されたＳｉＨ4
とＮ2Ｏのプラズマが基板近隣に形成される。ガス散布
マニホールド１１はＲＦ電極でもあり、他方、支持体１
２にはアースがとられている。ＲＦ電源２５は、５０〜
５００ワットの電力をマニホールド１１へ供給して、チ
ャンバ１５に導入したＳｉＨ4とＮ2Ｏの分解の速度を遅
くすることもでき、あるいは促進することもできる。
【００６３】円形の外部ランプモジュール２６が、コリ
メート円形パターンの光２７を、クオーツウィンドウ２
８を介して支持体１２へと与える。このような熱の分布
により、支持体の自然熱損失パターンを補填し、堆積の
ために迅速で且つ均一に支持体及び基板を加熱する。モ
ータ（図示せず）により、支持体１２は処理のポジショ
ン１４と下側の基板搬送ポジションとの間で昇降する。
メート円形パターンの光２７を、クオーツウィンドウ２
８を介して支持体１２へと与える。このような熱の分布
により、支持体の自然熱損失パターンを補填し、堆積の
ために迅速で且つ均一に支持体及び基板を加熱する。モ
ータ（図示せず）により、支持体１２は処理のポジショ
ン１４と下側の基板搬送ポジションとの間で昇降する。
【００６４】モータ、ライン１８に接続した制御弁及び
ＲＦ電源２５は、制御ラインの上のプロセッサ３４によ
って制御され、これらの一部だけが示されている。これ
らの制御ラインを用いて、プロセッサがＡＲＬ堆積のプ
ロセス全体を制御する。プロセッサ３４は、メモリ３８
に格納されたコンピュータプログラムの制御下で動作す
る。コンピュータプログラムは、時期、ガスの混合、チ
ャンバ圧力、チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、支持体の
ポジション、その他のプロセスのパラメータを命令す
る。典型的には、プロセッサが、ＳｉＨ4とＮ2Ｏを有す
る第１のプロセスガスをチャンバに導入しＨｅを有する
第２のプロセスガスをチャンバに導入するように、コン
ピュータ読み出し可能情報をメモリが有している。
ＲＦ電源２５は、制御ラインの上のプロセッサ３４によ
って制御され、これらの一部だけが示されている。これ
らの制御ラインを用いて、プロセッサがＡＲＬ堆積のプ
ロセス全体を制御する。プロセッサ３４は、メモリ３８
に格納されたコンピュータプログラムの制御下で動作す
る。コンピュータプログラムは、時期、ガスの混合、チ
ャンバ圧力、チャンバ温度、ＲＦ電力レベル、支持体の
ポジション、その他のプロセスのパラメータを命令す
る。典型的には、プロセッサが、ＳｉＨ4とＮ2Ｏを有す
る第１のプロセスガスをチャンバに導入しＨｅを有する
第２のプロセスガスをチャンバに導入するように、コン
ピュータ読み出し可能情報をメモリが有している。
【００６５】上記の説明は例示のためだけのものであ
り、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではな
い。上述のシステムの変形、例えば支持体の設計、ヒー
タ設計、ＲＦ電力接続の配置等に関する変形が可能であ
る。更に、他のプラズマＣＶＤ装置、例えば電子サイク
ロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置、誘導結合
ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置、その他の装置を用いて
もよい。本発明のＡＲＬ及びこの層を形成する方法は、
特定の装置や特定のプラズマ励起法に制限されるもので
はない。
り、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではな
い。上述のシステムの変形、例えば支持体の設計、ヒー
タ設計、ＲＦ電力接続の配置等に関する変形が可能であ
る。更に、他のプラズマＣＶＤ装置、例えば電子サイク
ロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマＣＶＤ装置、誘導結合
ＲＦ高密度プラズマＣＶＤ装置、その他の装置を用いて
もよい。本発明のＡＲＬ及びこの層を形成する方法は、
特定の装置や特定のプラズマ励起法に制限されるもので
はない。
【００６６】同様に、プロセスの堆積速度を制御するた
め及びプロセスの安定化のＨｅの使用は、一般的な薄膜
堆積に適用でき、ＡＲＬ膜の堆積に制限されない。具体
的には、既存のプラズマ励起シラン酸化物プロセス、プ
ラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及びプラ
ズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度を下げ
るために用いることができる。好ましい具体例ではヘリ
ウムを用いているが、ヘリウムの代りに他の不活性ガス
を用いてもよい。
め及びプロセスの安定化のＨｅの使用は、一般的な薄膜
堆積に適用でき、ＡＲＬ膜の堆積に制限されない。具体
的には、既存のプラズマ励起シラン酸化物プロセス、プ
ラズマ励起シランオキシナイトライドプロセス及びプラ
ズマ励起シランナイトライドプロセスの堆積速度を下げ
るために用いることができる。好ましい具体例ではヘリ
ウムを用いているが、ヘリウムの代りに他の不活性ガス
を用いてもよい。
【００６７】図２は、フォトリソグラフィープロセス中
に多層半導体デバイスの表面に入る入射光ビームの反射
光及び屈折光の典型的な経路を示す縦断面図である。図
２に示されるように、デバイスに入る入射光ビーム１に
対して、フォトレジスト層とその下の層の間の反射３及
び、フォトレジストに進入する光５を生じるこの下層と
基板の間の別の反射６により、フォトレジストパターン
の露光が歪められてしまう。
に多層半導体デバイスの表面に入る入射光ビームの反射
光及び屈折光の典型的な経路を示す縦断面図である。図
２に示されるように、デバイスに入る入射光ビーム１に
対して、フォトレジスト層とその下の層の間の反射３及
び、フォトレジストに進入する光５を生じるこの下層と
基板の間の別の反射６により、フォトレジストパターン
の露光が歪められてしまう。
【００６８】図３では、点線の光路が、本発明に従った
ＡＲＬの機能を例示する。図示の如く、光線３と５（こ
れらは強度がほぼ等しく位相差が５４０゜以上）とが相
互に実質的に打ち消し合い、光線４と６とがＡＲＬに吸
収されるだろう。即ち、フォトレジストを露光する光
は、光線２からの入射光のみである。前述の如く、本発
明に従ったＡＲＬはあらゆるフォトレジストに適合する
ため、フォトレジストが中和される問題を排除する。更
に、後述のように、別々の最適な屈折率、吸収率及び厚
さの値を有するＡＲＬを実現して、１９０〜９００ｎｍ
の別々の露光波長の反射を打ち消す。
ＡＲＬの機能を例示する。図示の如く、光線３と５（こ
れらは強度がほぼ等しく位相差が５４０゜以上）とが相
互に実質的に打ち消し合い、光線４と６とがＡＲＬに吸
収されるだろう。即ち、フォトレジストを露光する光
は、光線２からの入射光のみである。前述の如く、本発
明に従ったＡＲＬはあらゆるフォトレジストに適合する
ため、フォトレジストが中和される問題を排除する。更
に、後述のように、別々の最適な屈折率、吸収率及び厚
さの値を有するＡＲＬを実現して、１９０〜９００ｎｍ
の別々の露光波長の反射を打ち消す。
【００６９】図４は、本発明のアンチレフレクティブ層
堆積のためのプロセスにおける、別々のプロセスパラメ
ータの効果を示すチャートである。前述の如く、別々の
パラメータを変えることにより、ＡＲＬの性質を変える
ことができる。このチャートで示されるように、基板温
度の上昇により、堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率
ｋ、厚さｔ、及び反射率ｒが上昇するだろう。同様に、
チャンバに流入する全ガス流れの上昇又はチャンバにＳ
ｉＨ4 が導入される流量の上昇により、堆積したＡＲＬ
の屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒの値も上昇
するだろう。
堆積のためのプロセスにおける、別々のプロセスパラメ
ータの効果を示すチャートである。前述の如く、別々の
パラメータを変えることにより、ＡＲＬの性質を変える
ことができる。このチャートで示されるように、基板温
度の上昇により、堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率
ｋ、厚さｔ、及び反射率ｒが上昇するだろう。同様に、
チャンバに流入する全ガス流れの上昇又はチャンバにＳ
ｉＨ4 が導入される流量の上昇により、堆積したＡＲＬ
の屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒの値も上昇
するだろう。
【００７０】他方、チャンバ１９の圧力の上昇又は支持
体１２とマニホールド１１の間の間隔の増加は、堆積し
たＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒの
値を下げる効果がある。あるいは、ＲＦ電源２５に供給
される電力を上げてプラズマを更に余計に発生させるこ
とは、堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び反射率
ｒの値を下げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを上げる効
果がある。チャンバ１９内がＮ2Ｏ又はＮ2導入される流
量を上げることによっても、同様の効果を実現すること
ができる。堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び反
射率ｒの値を上げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを下げ
るという正反対の効果は、チャンバ１９にＨｅを導入す
る流量を上げることによって実現される。最後に、チャ
ンバ１９内に導入されるＮＨ3 の量を上げて、屈折率ｎ
及び厚さｔの値を上げつつも吸収率ｋ及び反射率ｒの値
を下げることができる。
体１２とマニホールド１１の間の間隔の増加は、堆積し
たＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒの
値を下げる効果がある。あるいは、ＲＦ電源２５に供給
される電力を上げてプラズマを更に余計に発生させるこ
とは、堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び反射率
ｒの値を下げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを上げる効
果がある。チャンバ１９内がＮ2Ｏ又はＮ2導入される流
量を上げることによっても、同様の効果を実現すること
ができる。堆積したＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び反
射率ｒの値を上げる一方で堆積したＡＲＬの厚さを下げ
るという正反対の効果は、チャンバ１９にＨｅを導入す
る流量を上げることによって実現される。最後に、チャ
ンバ１９内に導入されるＮＨ3 の量を上げて、屈折率ｎ
及び厚さｔの値を上げつつも吸収率ｋ及び反射率ｒの値
を下げることができる。
【００７１】以下のＡＲＬの議論は、下記に示される計
算を説明するものである。これらの計算は、一例が上述
されているようなプラズマ励起ＣＶＤ技術によるＳｉＯ
Ｎ膜の堆積に関するものである。この計算から得られる
値は、露光波長約２４８ｎｍに対するものである。この
波長においては、このプロセスで堆積するＡＲＬの屈折
率ｎの値は１．７〜２．４であり、吸収率ｋの値は０〜
１．３である。
算を説明するものである。これらの計算は、一例が上述
されているようなプラズマ励起ＣＶＤ技術によるＳｉＯ
Ｎ膜の堆積に関するものである。この計算から得られる
値は、露光波長約２４８ｎｍに対するものである。この
波長においては、このプロセスで堆積するＡＲＬの屈折
率ｎの値は１．７〜２．４であり、吸収率ｋの値は０〜
１．３である。
【００７２】有効なＡＲＬは、ＰＲの厚さが変動した場
合のＰＲに吸収される光の変動を最小にする。この事
は、ＰＲとＡＲＬの界面から反射する光の実質的な打ち
消し、即ち図３の光線３及び５の実質的な打ち消しを要
求する。以下の２つの要求事項が、光線３及び５に対し
て同時に満たされたときに、実質的な打ち消しが実現さ
れる。光線３と５の位相差が、１８０゜の奇数倍に近い
ことである ｎ3・２ｔ ＝ １／２（ｍλ） （１） 光線３と５の強度がほぼ同じであること Ｉ3 ＝ Ｉ5 （２）。
合のＰＲに吸収される光の変動を最小にする。この事
は、ＰＲとＡＲＬの界面から反射する光の実質的な打ち
消し、即ち図３の光線３及び５の実質的な打ち消しを要
求する。以下の２つの要求事項が、光線３及び５に対し
て同時に満たされたときに、実質的な打ち消しが実現さ
れる。光線３と５の位相差が、１８０゜の奇数倍に近い
ことである ｎ3・２ｔ ＝ １／２（ｍλ） （１） 光線３と５の強度がほぼ同じであること Ｉ3 ＝ Ｉ5 （２）。
【００７３】上述の要求事項の最初の方は、式１で表さ
れる相殺的干渉方程式によって記述される。第２番目の
式は、光線３及び５の強度を整合するための条件を記述
する。
れる相殺的干渉方程式によって記述される。第２番目の
式は、光線３及び５の強度を整合するための条件を記述
する。
【００７４】所与の基板及びフォトレジストに対して、
式１及び２で表される条件１及び２は、ＡＲＬ膜の屈折
率ｎ、吸収率ｋ及び厚さｔの適切な選択と同時に満足す
ることができる。ｍ＝３（位相差５４０゜）、ｍ＝５
（位相差９００゜）及びこれよりも高い１８０゜の奇数
倍の位相差に対する解は、式１を満足するためにはｍ＝
１の場合に比べてより厚いＡＲＬの厚さを要求する。Ａ
ＲＬが厚くなるため、式２を満たすためには別の屈折率
ｎ及び吸収率ｋの値が必要である。この別の屈折率ｎ及
び吸収率ｋはの値は本発明により、５００〜３０００オ
ングストロームの範囲のＡＲＬの厚さに対して実現でき
る。
式１及び２で表される条件１及び２は、ＡＲＬ膜の屈折
率ｎ、吸収率ｋ及び厚さｔの適切な選択と同時に満足す
ることができる。ｍ＝３（位相差５４０゜）、ｍ＝５
（位相差９００゜）及びこれよりも高い１８０゜の奇数
倍の位相差に対する解は、式１を満足するためにはｍ＝
１の場合に比べてより厚いＡＲＬの厚さを要求する。Ａ
ＲＬが厚くなるため、式２を満たすためには別の屈折率
ｎ及び吸収率ｋの値が必要である。この別の屈折率ｎ及
び吸収率ｋはの値は本発明により、５００〜３０００オ
ングストロームの範囲のＡＲＬの厚さに対して実現でき
る。
【００７５】より厚いＡＲＬに対して屈折率及び吸収率
の値を実現することが望ましく、それは、厚さが大きく
なることが、ウエハとウエハの膜の一致性を実現するた
めのＡＲＬ製造上における大きな利点となるからであ
る。膜が厚くなれば、薄い膜よりも長い堆積時間が必要
であることから、膜の屈折率、吸収率及び厚さを良好に
制御することが可能である。例えば、ソニー社の研究者
が示唆する膜厚は、２５０オングストローム附近であ
る。堆積速度が毎分２０００オングストロームとすれ
ば、堆積時間は７．５秒であり、この時間にはプラズマ
の点火及び消失のための時間が含まれる。これらは堆積
プロセスの中で良好に制御できない部分であり、これが
一般に、ウエハ間の厚さの変動や屈折率及び吸収率を含
む膜の性質の変動に寄与することとなる。７５０オング
ストロームの膜厚を用いる場合は、膜堆積時間は２２．
５秒に増え、プラズマの点火及び消失の堆積時間への部
分的な寄与は１／３に減る。プラズマの点火及び消失の
堆積時間への部分的な寄与がこのように小さくなること
により、２５０オングストロームの膜に比べて、ウエハ
とウエハの間の屈折率、吸収率及び厚さの変動が実質的
に改善される。この内容は、ｍ＝３に限定されない。こ
れは、１８０゜の５倍、７倍及び全ての奇数倍の位相差
における式１及び２に対する解に対して有効である。
の値を実現することが望ましく、それは、厚さが大きく
なることが、ウエハとウエハの膜の一致性を実現するた
めのＡＲＬ製造上における大きな利点となるからであ
る。膜が厚くなれば、薄い膜よりも長い堆積時間が必要
であることから、膜の屈折率、吸収率及び厚さを良好に
制御することが可能である。例えば、ソニー社の研究者
が示唆する膜厚は、２５０オングストローム附近であ
る。堆積速度が毎分２０００オングストロームとすれ
ば、堆積時間は７．５秒であり、この時間にはプラズマ
の点火及び消失のための時間が含まれる。これらは堆積
プロセスの中で良好に制御できない部分であり、これが
一般に、ウエハ間の厚さの変動や屈折率及び吸収率を含
む膜の性質の変動に寄与することとなる。７５０オング
ストロームの膜厚を用いる場合は、膜堆積時間は２２．
５秒に増え、プラズマの点火及び消失の堆積時間への部
分的な寄与は１／３に減る。プラズマの点火及び消失の
堆積時間への部分的な寄与がこのように小さくなること
により、２５０オングストロームの膜に比べて、ウエハ
とウエハの間の屈折率、吸収率及び厚さの変動が実質的
に改善される。この内容は、ｍ＝３に限定されない。こ
れは、１８０゜の５倍、７倍及び全ての奇数倍の位相差
における式１及び２に対する解に対して有効である。
【００７６】ハードマスクを要求する用途に対しては、
基板上に残されたＡＲＬ膜をエッチングステップにおけ
るハードマスクとして用いることが可能となる。これ
は、膜厚が、ＡＲＬ層を完全に侵食せずに基板のエッチ
ングを可能とするよう充分である場合に、可能である。
即ち、これは式１及び２に対する高次の奇数倍の解に対
応した屈折率及び吸収率の値を有する厚いＡＲＬ膜を用
いる場合の、別に見込まれる利点となる。
基板上に残されたＡＲＬ膜をエッチングステップにおけ
るハードマスクとして用いることが可能となる。これ
は、膜厚が、ＡＲＬ層を完全に侵食せずに基板のエッチ
ングを可能とするよう充分である場合に、可能である。
即ち、これは式１及び２に対する高次の奇数倍の解に対
応した屈折率及び吸収率の値を有する厚いＡＲＬ膜を用
いる場合の、別に見込まれる利点となる。
【００７７】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ａは、ＳｉＯＮについ
て２４８ｎｍにおける式１及び２の位相差５４０゜の奇
数倍に対する解に対応した屈折率ｎ、吸収率ｋ及び厚さ
ｔの値の例を列挙する。フォトレジストに対する屈折率
ｎ及び吸収率ｋの値はそれぞれ、１．８０と０．０１１
と仮定する。Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ及び
Ａｌ−Ｃｕに対する屈折率ｎと吸収率ｋの値が示され
る。最後に、Ｗ−Ｓｉの屈折率ｎと吸収率ｋの値をそれ
ぞれ、１．９６と２．６９と仮定する。式が２つで未知
数が３つであるため、屈折率ｎ、吸収率ｋ又は厚さｔの
１つの値を選択してから、残りの２つの未知数を計算す
ることができる。上記の堆積プロセスで最適化したＳｉ
ＯＮのＡＲＬ膜の屈折率ｎの値は２４８ｎｍに対して常
に２．２〜２．３附近であるため、Ａｐｐｅｎｄｉｘ
Ａの計算全体では、屈折率ｎの値をこの範囲にあるよう
に選択する。吸収率ｋの値は上記のプロセスで広い範囲
で調節可能であることから、吸収率ｋの値は制限しな
い。
て２４８ｎｍにおける式１及び２の位相差５４０゜の奇
数倍に対する解に対応した屈折率ｎ、吸収率ｋ及び厚さ
ｔの値の例を列挙する。フォトレジストに対する屈折率
ｎ及び吸収率ｋの値はそれぞれ、１．８０と０．０１１
と仮定する。Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ及び
Ａｌ−Ｃｕに対する屈折率ｎと吸収率ｋの値が示され
る。最後に、Ｗ−Ｓｉの屈折率ｎと吸収率ｋの値をそれ
ぞれ、１．９６と２．６９と仮定する。式が２つで未知
数が３つであるため、屈折率ｎ、吸収率ｋ又は厚さｔの
１つの値を選択してから、残りの２つの未知数を計算す
ることができる。上記の堆積プロセスで最適化したＳｉ
ＯＮのＡＲＬ膜の屈折率ｎの値は２４８ｎｍに対して常
に２．２〜２．３附近であるため、Ａｐｐｅｎｄｉｘ
Ａの計算全体では、屈折率ｎの値をこの範囲にあるよう
に選択する。吸収率ｋの値は上記のプロセスで広い範囲
で調節可能であることから、吸収率ｋの値は制限しな
い。
【００７８】下記に与える解は、単純化したモデルのた
めに、ＡＲＬに対する厳密な最適値ではない。例えば、
Ａｌの自然酸化物やＷ−Ｓｉを単純に無視しており、ま
た、その厚は常に１０〜２０オングストロームの範囲に
ある。また、ＡＲＬ膜の屈折率ｎ及び吸収率ｋの値は、
膜の厚さ全体について一定であると仮定する。このよう
に、式１及び２に対する解は、所望のＡＲＬ膜の屈折率
ｎ、吸収率ｋ及び厚さに対するガイドラインを与えるの
みである。特定の用途に対する屈折率ｎ、吸収率ｋ及び
厚さの正確な値は、式１及び２からの解の値近くに最適
化することにより、実験的に決定される。
めに、ＡＲＬに対する厳密な最適値ではない。例えば、
Ａｌの自然酸化物やＷ−Ｓｉを単純に無視しており、ま
た、その厚は常に１０〜２０オングストロームの範囲に
ある。また、ＡＲＬ膜の屈折率ｎ及び吸収率ｋの値は、
膜の厚さ全体について一定であると仮定する。このよう
に、式１及び２に対する解は、所望のＡＲＬ膜の屈折率
ｎ、吸収率ｋ及び厚さに対するガイドラインを与えるの
みである。特定の用途に対する屈折率ｎ、吸収率ｋ及び
厚さの正確な値は、式１及び２からの解の値近くに最適
化することにより、実験的に決定される。
【００７９】ｍ＝３について、深いＵＶ（２４８ｎｍ）
フォトリソグラフィーを有するＡｌ基板に対して、屈折
率ｎの適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な
値は０．３附近、適切な厚さの値は８００オングストロ
ーム附近である。これらの解は位相差５４０゜の８゜の
範囲内に対して式１を満たすことが示されている。式２
に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度
の５％附近である。ｍ＝３について、深いＵＶフォトリ
ソグラフィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率
ｎの適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値
は０．３附近、適切な厚さの値は８００オングストロー
ム附近である。これらの解は位相差５４０゜から８゜の
範囲内に対して式１を満たすことが示されている。式２
に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度
の５％未満である。
フォトリソグラフィーを有するＡｌ基板に対して、屈折
率ｎの適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な
値は０．３附近、適切な厚さの値は８００オングストロ
ーム附近である。これらの解は位相差５４０゜の８゜の
範囲内に対して式１を満たすことが示されている。式２
に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度
の５％附近である。ｍ＝３について、深いＵＶフォトリ
ソグラフィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率
ｎの適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値
は０．３附近、適切な厚さの値は８００オングストロー
ム附近である。これらの解は位相差５４０゜から８゜の
範囲内に対して式１を満たすことが示されている。式２
に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度
の５％未満である。
【００８０】ｍ＝５について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１７附
近、適切な厚さの値は１３５０オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差９００゜の８゜の範囲内に対
して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝５について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
８附近、適切な厚さの値は１３５０オングストローム附
近である。これらの解は位相差９００゜の８゜の範囲内
に対して式１を満たすことが示されている。式２に対し
ては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％
未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１７附
近、適切な厚さの値は１３５０オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差９００゜の８゜の範囲内に対
して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝５について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
８附近、適切な厚さの値は１３５０オングストローム附
近である。これらの解は位相差９００゜の８゜の範囲内
に対して式１を満たすことが示されている。式２に対し
ては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％
未満である。
【００８１】ｍ＝７について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１３附
近、適切な厚さの値は１９００オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差１２６０゜の８゜の範囲内に
対して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝７について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
３附近、適切な厚さの値は１９００オングストローム附
近である。これらの解は位相差１２６０゜の８゜の範囲
内に対して式１を満たすことが示されている。式２に対
しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５
％未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１３附
近、適切な厚さの値は１９００オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差１２６０゜の８゜の範囲内に
対して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝７について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
３附近、適切な厚さの値は１９００オングストローム附
近である。これらの解は位相差１２６０゜の８゜の範囲
内に対して式１を満たすことが示されている。式２に対
しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５
％未満である。
【００８２】ｍ＝９について、深いＵＶフォトリソグラ
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１０附
近、適切な厚さの値は２４３０オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差１６２０゜の８゜の範囲内に
対して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝９について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
０附近、適切な厚さの値は２４３０オングストローム附
近である。これらの解は位相差１６２０゜の８゜の範囲
内に対して式１を満たすことが示されている。式２に対
しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５
％未満である。
フィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な値
は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１０附
近、適切な厚さの値は２４３０オングストローム附近で
ある。これらの解は位相差１６２０゜の８゜の範囲内に
対して式１を満たすことが示されている。式２に対して
は、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％附
近である。ｍ＝９について、深いＵＶフォトリソグラフ
ィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの適切
な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．１
０附近、適切な厚さの値は２４３０オングストローム附
近である。これらの解は位相差１６２０゜の８゜の範囲
内に対して式１を満たすことが示されている。式２に対
しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５
％未満である。
【００８３】ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグ
ラフィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な
値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．０８
１附近、適切な厚さの値は２９６５オングストローム附
近である。これらの解は位相差１９８０゜の８の範囲内
に対して式１を満たすことが示されている。式２に対し
ては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％
附近である。ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグ
ラフィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの
適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は
０．０８１附近、適切な厚さの値は２９６５オングスト
ローム附近である。これらの解は位相差２９６５゜の８
゜の範囲内に対して式１を満たすことが示されている。
式２に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射
強度の５％未満である。
ラフィーを有するＡｌ基板に対して、屈折率ｎの適切な
値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は０．０８
１附近、適切な厚さの値は２９６５オングストローム附
近である。これらの解は位相差１９８０゜の８の範囲内
に対して式１を満たすことが示されている。式２に対し
ては、光線３及び５の間の強度の差は、入射強度の５％
附近である。ｍ＝１１について、深いＵＶフォトリソグ
ラフィーを有するＷ−Ｓｉ基板に対しては、屈折率ｎの
適切な値は２．３附近であり、吸収率ｋの適切な値は
０．０８１附近、適切な厚さの値は２９６５オングスト
ローム附近である。これらの解は位相差２９６５゜の８
゜の範囲内に対して式１を満たすことが示されている。
式２に対しては、光線３及び５の間の強度の差は、入射
強度の５％未満である。
【００８４】ｍ＝１３、１５、１７等の高次の奇数倍に
対する解は、式１を満たすＡＲＬの厚さを厚くする事を
伴うことが見出されている。この厚さの増加により、式
２を満たす適切な吸収率ｋの値が決定できる。
対する解は、式１を満たすＡＲＬの厚さを厚くする事を
伴うことが見出されている。この厚さの増加により、式
２を満たす適切な吸収率ｋの値が決定できる。
【００８５】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｂは、用いる種々のプ
ロセスパラメータの好ましい範囲の幾つかと、堆積した
ＡＲＬの化学的性質及び光学的性質に対するシランと、
ＮＨ3 と、温度の効果を示す特性チャートである。この
チャートの後のグラフ（図１１〜２５）は、反射率対波
長、屈折率ｎ対波長及び吸収率ｋ対波長が、ＳｉＨ4流
量、支持体とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ
電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、Ｈｅ流量、全ガス流量、
温度が、中心値から変動した場合に、どのように変動す
るかを示している。シラン流量、支持体とマニホールド
の間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流
量、Ｈｅ流量、全ガス流量、温度の中心値は、それぞれ
順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６トール、
１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２００
０ｓｃｃｍ、３５０℃である。これらの値は、これらの
プロセスパラメータの１つが変化したときに一定に保た
れているそれぞれのプロセスパラメータの値にも対応し
ている。
ロセスパラメータの好ましい範囲の幾つかと、堆積した
ＡＲＬの化学的性質及び光学的性質に対するシランと、
ＮＨ3 と、温度の効果を示す特性チャートである。この
チャートの後のグラフ（図１１〜２５）は、反射率対波
長、屈折率ｎ対波長及び吸収率ｋ対波長が、ＳｉＨ4流
量、支持体とマニホールドの間隔、チャンバ圧力、ＲＦ
電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流量、Ｈｅ流量、全ガス流量、
温度が、中心値から変動した場合に、どのように変動す
るかを示している。シラン流量、支持体とマニホールド
の間隔、チャンバ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ 流量、Ｎ2 流
量、Ｈｅ流量、全ガス流量、温度の中心値は、それぞれ
順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６トール、
１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃｍ、２００
０ｓｃｃｍ、３５０℃である。これらの値は、これらの
プロセスパラメータの１つが変化したときに一定に保た
れているそれぞれのプロセスパラメータの値にも対応し
ている。
【００８６】Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｃは、チャンバ圧力、
ＲＦ電力、支持体とマニホールドの間隔、ＳｉＨ4 流
量、Ｎ2Ｏ 流量、Ｈｅ流量、Ｎ2 流量が、ＡＲＬを堆積
するためのプロセスの堆積速度に与える影響と、堆積し
たＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び均一性に与える影響
とを示している。これらのグラフでは、言及しない限
り、シラン流量、支持体とマニホールドの間隔、チャン
バ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ流量、Ｎ2 流量、Ｈｅ流量は
それぞれ順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６
トール、１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃ
ｍ、２０００ｓｃｃｍで一定に維持される。
ＲＦ電力、支持体とマニホールドの間隔、ＳｉＨ4 流
量、Ｎ2Ｏ 流量、Ｈｅ流量、Ｎ2 流量が、ＡＲＬを堆積
するためのプロセスの堆積速度に与える影響と、堆積し
たＡＲＬの屈折率ｎ、吸収率ｋ及び均一性に与える影響
とを示している。これらのグラフでは、言及しない限
り、シラン流量、支持体とマニホールドの間隔、チャン
バ圧力、ＲＦ電力、Ｎ2Ｏ流量、Ｎ2 流量、Ｈｅ流量は
それぞれ順に、５１ｓｃｃｍ、５００ｍｉｌｓ、４．６
トール、１６０ワット、３０ｓｃｃｍ、２００ｓｃｃ
ｍ、２０００ｓｃｃｍで一定に維持される。
【００８７】当業者に理解されるように、本発明の範囲
及び本質的な特徴から離れることなく、本発明を別の特
定の形態に具体化することが可能である。従って、前出
の説明は好ましい具体例を例示するためのものであり、
特許請求の範囲が本発明の範囲を述べると解されるべき
である。
及び本質的な特徴から離れることなく、本発明を別の特
定の形態に具体化することが可能である。従って、前出
の説明は好ましい具体例を例示するためのものであり、
特許請求の範囲が本発明の範囲を述べると解されるべき
である。
【００８８】
【数１】
【００８９】
【数２】
【００９０】
【数３】
【００９１】
【数４】
【００９２】
【数５】
【００９３】
【数６】
【００９４】
【数７】
【００９５】
【数８】
【００９６】
【図１】本発明に従ったアンチレフレクティブコーティ
ングの処理のために用いる単純化した化学気相堆積装置
の１つの具体例の縦断面図である。
ングの処理のために用いる単純化した化学気相堆積装置
の１つの具体例の縦断面図である。
【図２】フォトリソグラフィープロセス中の多層半導体
デバイスの表面に入射する入射光ビームの反射及び屈折
光の経路の縦断面図である。
デバイスの表面に入射する入射光ビームの反射及び屈折
光の経路の縦断面図である。
【図３】本発明に従ってアンチレフレクティブ層を用い
る効果を示す。
る効果を示す。
【図４】本発明のアンチレフレクティブ層堆積のプロセ
スの傾向のチャートである。
スの傾向のチャートである。
【図５】本発明に従ったアンチレフレクティブコーティ
ングの処理のために用いる単純化した化学気相堆積装置
（ＣＶＤ）の１つの具体例の縦断面図である。
ングの処理のために用いる単純化した化学気相堆積装置
（ＣＶＤ）の１つの具体例の縦断面図である。
【図６】フォトリソグラフィープロセス中の多層半導体
デバイスの表面に入射する入射光ビームの反射及び屈折
光の経路の縦断面図である。
デバイスの表面に入射する入射光ビームの反射及び屈折
光の経路の縦断面図である。
【図７】本発明に従ってアンチレフレクティブ層を用い
る効果を示す。
る効果を示す。
【図８】本発明のアンチレフレクティブ層堆積のプロセ
スの傾向のチャートである。
スの傾向のチャートである。
【図９】「Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｂ」と称する表であり、
ＡＲＬ膜のＲＢＳ／ＨＦＳサンプルの結果を示す。
ＡＲＬ膜のＲＢＳ／ＨＦＳサンプルの結果を示す。
【図１０】「Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｂ」と称する表であ
り、ＡＲＬ膜のＲＢＳ／ＨＦＳサンプルの別の結果を示
す。
り、ＡＲＬ膜のＲＢＳ／ＨＦＳサンプルの別の結果を示
す。
【図１１】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１２】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１３】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１４】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１５】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１６】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１７】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１８】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図１９】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２０】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２１】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。波長に対して反射
率、ｎの値、ｋの値の変動をそれぞれ示すグラフを含ん
でいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。波長に対して反射
率、ｎの値、ｋの値の変動をそれぞれ示すグラフを含ん
でいる。
【図２２】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２３】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２４】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２５】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２６】波長に対して反射率、ｎの値、ｋの値の変動
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
をそれぞれ示すグラフを含んでいる。
【図２７】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図２８】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図２９】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３０】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３１】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３２】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３３】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３４】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３５】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３６】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３７】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３８】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図３９】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図４０】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図４１】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
【図４２】２００ｎｍＡＲＬプロセスの傾向を示すグラ
フを含んでいる。
フを含んでいる。
１０…ＰＥＣＶＤシステム、１１…マニホールド、１２
…支持体、１３…サポート、１４…処理のポジション、
１５…真空チャンバ、１８…ライン、１９…ガス混合チ
ャンバ、２１，２２…矢印、２３…ポート、２４…真空
マニホールド、２５…ＲＦ電源、３１…真空ライン、３
２…絞り弁、３４…プロセッサ。
…支持体、１３…サポート、１４…処理のポジション、
１５…真空チャンバ、１８…ライン、１９…ガス混合チ
ャンバ、２１，２２…矢印、２３…ポート、２４…真空
マニホールド、２５…ＲＦ電源、３１…真空ライン、３
２…絞り弁、３４…プロセッサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョー フェン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， サンタ クララ， サラトガ アヴェニュ ー 444， ナンバー17エル (72)発明者 ジュディ エイチ． ウォン アメリカ合衆国， カリフォルニア州， ロス ガトス， レロイ アヴェニュー 16788 (72)発明者 ウェイ−ファン ヤウ アメリカ合衆国， カリフォルニア州， マウンテン ヴュー， グレーテル レー ン 1568
Claims (79)
- 【請求項１】 処理チャンバ内でアンチレフレクティブ
層の堆積中に、プロセスに対するプラズマの安定性を実
現するための方法であって、前記プラズマ安定性は、均
一な膜の堆積を確保するものであり、前記方法は、 前記プロセスにある量の不活性ガスを添加して、所望の
チャンバ圧力を実現するステップと、 前記プロセスに添加する不活性ガスの前記量を制御し
て、前記処理チャンバの圧力を制御するステップとを有
する方法。 - 【請求項２】 前記不活性ガスがヘリウムガスを備える
請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 薄膜堆積で安定性及び良好な厚さ制御を
実現するために、プラズマ励起プロセスを制御するため
の方法であって、 所望の安定性及び厚さを実現するために要求される不活
性ガスの量を決めるステップと、 前記プロセスに前記不活性ガスを添加するステップと、 前記不活性ガスの添加を制御して前記量を実現し、前記
プロセスの堆積速度を下げるステップとを有する方法。 - 【請求項４】 前記不活性ガスがヘリウムガスを備える
請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記プロセスが、プラズマ励起シラン酸
化物プロセスを有する請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記プロセスが、プラズマ励起シランオ
キシナイトライドプロセスを有する請求項３に記載の方
法。 - 【請求項７】 前記プロセスが、プラズマ励起シランナ
イトライドプロセスを有する請求項３に記載の方法。 - 【請求項８】 更に、 チャンバ圧力を１〜６トールに設定して維持するステッ
プと、 ５０〜５００ワットの電力を供給する能力を有する電源
に、前記チャンバを接続させるステップと、 支持体上に前記基板を支持するステップと、 前記基板を、２００〜４００℃の範囲の温度まで加熱す
るステップと、 前記支持体を、ガス散布システムから、２００〜６５０
ｍｉｌｓの範囲の間隔を備えた距離のところに配置する
ステップと、 流量５〜３００ｓｃｃｍでＳｉＨ4 を前記チャンバに導
入するステップと、 流量５〜３００ｓｃｃｍでＮ2Ｏ を前記チャンバに導入
するステップと、 流量０〜２００ｓｃｃｍでＮＨ3 を前記チャンバに導入
するステップと、 流量０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 を前記チャンバに導入
するステップと、を有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 更に、 Ａｌ−Ｓｉ基板の上に前記アンチレフレクティブ層を形
成するステップと、 前記アンチレフレクティブ層の上にフォトレジストを形
成するステップとを有し、 前記アンチレフレクティブ層は、波長約２４８ｎｍでの
露光に対して、前記フォトレジストと前記アンチレフレ
クティブ層の界面からの第１の反射光の位相が、前記ア
ンチレフレクティブ層と前記Ａｌ−Ｓｉ基板の界面から
の第２の反射光と５４０゜ずれており、前記第１の反射
光は、前記第２の反射光と同じ強度を有して前記第２の
反射光を実質的に打ち消す、独自の膜の性質を有してい
る膜を備え、 前記アンチレフレクティブ膜は、２．１〜２．４の範囲
の反射屈折率ｎと、０．２〜０．５の範囲の吸収屈折率
ｋと、５００〜１０００オングストロームの範囲の厚さ
とを有している請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 半導体処理チャンバで基板上にアンチ
レフレクティブ層を堆積するためのプロセスであって、
前記プロセスは、前記アンチレフレクティブ膜の光学的
性質及び化学的性質の両方を正確に制御することを可能
にし、前記プロセスは、 チャンバ圧力を１〜６トールに設定し維持するステップ
と、 ５０〜５００ワットの電力を供給する能力を有する電源
に、前記チャンバを接続させるステップと、 支持体上に前記基板を支持するステップと、 前記基板を、２００〜４００℃の範囲の温度まで加熱す
るステップと、 前記支持体を、ガス散布システムから、２００〜６５０
ｍｉｌｓの範囲の間隔を備えた距離のところに配置する
ステップと、 流量５〜３００ｓｃｃｍでＳｉＨ4 を前記チャンバに導
入するステップと、 流量５〜３００ｓｃｃｍでＮ2Ｏ を前記チャンバに導入
するステップとを有するプロセス。 - 【請求項１１】 流量５〜２００ｓｃｃｍでＮＨ3 を前
記チャンバに導入して、ｎ及びｋの更なる自由度及び更
に精密な調整を可能にするステップを更に有する請求項
１０に記載のプロセス。 - 【請求項１２】 流量１０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 を
前記チャンバに導入して、ｎ及びｋの更なる自由度及び
更に精密な調整を可能にするステップを更に有する請求
項１０に記載のプロセス。 - 【請求項１３】 流量５００〜４０００ｓｃｃｍでヘリ
ウムを前記チャンバに導入して、前記プロセスを安定化
させ且つ良好に制御するステップを更に有する請求項１
０に記載のプロセス。 - 【請求項１４】 更に、 流量５〜２００ｓｃｃｍでＮＨ3 を前記チャンバに導入
するステップと、 流量１０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 を前記チャンバに導
入するステップとを有し、ＮＨ3 及びＮ2 の両方が、ｎ
及びｋの更なる自由度及び更に精密な調整を可能にする
請求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項１５】流量５〜２００ｓｃｃｍでＮＨ3 を前記
チャンバに導入して、ｎ及びｋの更なる自由度及び更に
精密な調整を可能にするステップと、 流量１０〜４０００ｓｃｃｍでヘリウムを前記チャンバ
に導入して、前記プロセスを安定化させ且つ良好に制御
するステップとを更に有する請求項１０に記載のプロセ
ス。 - 【請求項１６】流量１０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 を前
記チャンバに導入して、ｎ及びｋの更なる自由度及び更
に精密な調整を可能にするステップと、 流量５００〜４０００ｓｃｃｍでヘリウムを前記チャン
バに導入して、前記プロセスを安定化させ且つ良好に制
御するステップとを更に有する請求項１０に記載のプロ
セス。 - 【請求項１７】流量５〜２００ｓｃｃｍでＮＨ3 を前記
チャンバに導入するステップと、 流量１０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 を前記チャンバに導
入するステップとを有して、ＮＨ3 及びＮ2 の両方が、
ｎ及びｋの更なる自由度及び更に精密な調整を可能に
し、且つ、 流量５００〜４０００ｓｃｃｍでヘリウムを前記チャン
バに導入して、前記プロセスを安定化させ且つ良好に制
御するステップを有する請求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項１８】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記ＮＨ3 を前記チャンバに導入する前記
流量を上昇させて、前記ｎ及び前記ｔの値を増加させ前
記ｋ及び前記ｒの値を減少させるステップを有する請求
項１７に記載のプロセス。 - 【請求項１９】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記Ｎ2 を前記チャンバに導入する前記流
量を上昇させて、前記ｎ、前記ｋ及び前記ｒの値を減少
させ前記ｔの値を増加させるステップを有する請求項１
７に記載のプロセス。 - 【請求項２０】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記ヘリウムを前記チャンバに導入する前
記流量を上昇させて、前記ｎ、前記ｋ及び前記ｒの値を
増加させ前記ｔの値を減少させるステップを有する請求
項１７に記載のプロセス。 - 【請求項２１】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記基板加熱温度を上昇させて、前記ｎ、
前記ｋ、前記ｔ及び前記ｒの値を増加させるステップを
有する請求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項２２】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記チャンバ圧力を上昇させて、前記ｎ、
前記ｋ、前記ｔ及び前記ｒの値を減少させるステップを
有する請求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項２３】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記チャンバに供給する電力を上昇させ
て、前記ｎ、前記ｋ及び前記ｒの値を減少させ前記ｔの
値を増加させるステップを有する請求項１０に記載のプ
ロセス。 - 【請求項２４】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記支持体と前記ガス散布システムとの間
の間隔を広げて、前記ｎ、前記ｋ、前記ｔ及び前記ｒの
値を減少させるステップを有する請求項１０に記載のプ
ロセス。 - 【請求項２５】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記ＳｉＨ4 を前記チャンバに導入する前
記流量を上昇させて、前記ｎ、前記ｔ、前記ｋ及び前記
ｒの値を増加させるステップを有する請求項１０に記載
のプロセス。 - 【請求項２６】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記Ｎ2Ｏ を前記チャンバに導入する前記
流量を上昇させて、前記ｎ、前記ｋ及び前記ｒの値を減
少させ前記ｔの値を増加させるステップを有する請求項
１０に記載のプロセス。 - 【請求項２７】 前記アンチレフレクティブ層が、屈折
率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、前記プロ
セスが更に、前記チャンバに導入する全ガス流量を上昇
させて、前記ｎ、前記ｔ、前記ｋ及び前記ｒの値を増加
させるステップを有する請求項１０に記載のプロセス。 - 【請求項２８】 更に、 Ａｌ−Ｓｉ基板の上に前記アンチレフレクティブ層を形
成するステップと、 前記アンチレフレクティブ層の上にフォトレジストを形
成するステップとを有し、 前記アンチレフレクティブ層は、波長約２４８ｎｍでの
露光に対して、前記フォトレジストと前記アンチレフレ
クティブ層の界面からの第１の反射光の位相が、前記ア
ンチレフレクティブ層と前記Ａｌ−Ｓｉ基板の界面から
の第２の反射光と５４０゜ずれており、前記第１の反射
光は、前記第２の反射光と同じ強度を有して前記第２の
反射光を実質的に打ち消す、独自の膜の性質を有してい
る膜を備え、 前記アンチレフレクティブ膜は、２．１〜２．４の範囲
の反射屈折率ｎと、０．２〜０．５の範囲の吸収屈折率
ｋと、５００〜１０００オングストロームの範囲の厚さ
とを有している請求項８に記載の方法。 - 【請求項２９】 フォトレジストのパターンを形成する
方法であって、 基板上に、膜を備えるアンチレフレクティブ層を形成す
るステップと、 前記アンチレフレクティブ膜の上にフォトレジストを形
成するステップであって、前記フォトレジストと前記ア
ンチレフレクティブ層の界面からの第１の反射光の位相
が前記アンチレフレクティブ層と前記基板の界面からの
第２の反射光と５４０゜ずれており、前記第１の反射光
は前記第２の反射光とほぼ同じ強度を有して前記第２の
反射光を実質的に打ち消すような、厚さと屈折率を前記
膜が有する、前記ステップとを有し前記厚さと前記屈折
率は、ある範囲内にあり、且つ、露光波長が与えられた
とき正確に決定することができ、前記厚さと前記屈折率
は信頼性及び反復性をもって実現可能である方法。 - 【請求項３０】 前記基板がＡｌ−Ｓｉ基板を備え、前
記Ａｌ−Ｓｉ基板が波長約２４８ｎｍに露光され、前記
アンチレフレクティブ膜は、２．１〜２．４の範囲の反
射屈折率ｎと、０．２〜０．５の範囲の吸収屈折率ｋ
と、５００〜１０００オングストロームの範囲の厚さと
を有している請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３１】 前記基板が、Ａｌ、Ａｌ−Ｃｕ及びＡ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕを備える請求項３０に記載の方法。 - 【請求項３２】 前記第１の反射光と前記第２の反射光
との位相シフトが５４０゜よりも大きい請求項２９に記
載の方法。 - 【請求項３３】 前記露光波長が、１９０〜９００ｎｍ
の範囲にある請求項２９に記載の方法。 - 【請求項３４】Ａｌ−Ｓｉ基板の上に前記アンチレフレ
クティブ層を形成するステップと、 前記アンチレフレクティブ層の上にフォトレジストを形
成するステップとを有し、 前記アンチレフレクティブ層は、波長約２４８ｎｍでの
露光に対して、前記フォトレジストと前記アンチレフレ
クティブ層の界面からの第１の反射光の位相が、前記ア
ンチレフレクティブ層と前記Ａｌ−Ｓｉ基板の界面から
の第２の反射光と５４０゜ずれており、前記第１の反射
光は、前記第２の反射光とほぼ同じ強度を有して前記第
２の反射光を実質的に打ち消す、独自の膜の性質を有し
ている膜を備え、 前記アンチレフレクティブ膜は、２．１〜２．４の範囲
の反射屈折率ｎと、０．２〜０．５の範囲の吸収屈折率
ｋと、５００〜１０００オングストロームの範囲の厚さ
とを有している方法。 - 【請求項３５】 薄膜干渉を実質的に排除する独自の性
質を有するアンチレフレクティブ層であって、前記層
は、 １．７〜２．９の範囲の反射屈折率ｎと、０〜１．３の
範囲の吸収屈折率ｋと、２００〜３０００オングストロ
ームの範囲の厚さとを有するアンチレフレクティブ膜を
備え、 露光波長３６５ｎｍ以下に対して、前記フォトレジスト
と前記アンチレフレクティブ層の界面からの第１の反射
光と前記アンチレフレクティブ層と前記基板の界面から
の第２の反射光との間に、１８０゜の奇数倍の位相シフ
トが存在し、前記第１の反射光は前記第２の反射光とほ
ぼ同じ強度を有して前記第２の反射光を実質的に打ち消
す、アンチレフレクティブ層。 - 【請求項３６】 前記基板が、Ａｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｃｕ及びＷ−Ｓｉを備える請求項３５に記載の
アンチレフレクティブ層。 - 【請求項３７】 基板処理システムであって、 真空チャンバと、 真空チャンバ内に配置される、基板を支持するための基
板支持体と、 チャンバ内にプロセスガスを導入するためのガスマニホ
ールドと、 ガス源からガスマニホールドへプロセスガスを散布する
ための、ガスマニホールドにつながったガス散布システ
ムと、 基板支持体とチャンバの間につながる電源と真空チャン
バ内の圧力を制御するための真空システムと、 コンピュータを有する、ガス散布システムと電源と真空
システムとを制御するためのコントローラと、 基板処理システムの動作を支持するためのコンピュータ
読み出し可能プログラムコードを有するコンピュータ使
用可能媒体を備えるコントローラであって、前記コンピ
ュータ読みだし可能プログラムコードは、 ガス散布システムにＳｉＨ4 とＮ2Ｏ との混合物を備え
る第１のプロセスガスをチャンバに導入させてウエハの
上にプラズマ励起ＣＶＤ層を堆積させるための、コンピ
ュータ読み出し可能プログラムコードと、 ガス散布システムにＨｅを備える第２のプロセスガスを
チャンバに導入させて第１の層の堆積速度を制御するた
めの、コンピュータ読み出し可能プログラムコードとを
備える、前記コントローラとを備える基板処理システ
ム。 - 【請求項３８】 ガス散布システムにＳｉＨ4 とＮ2Ｏ
との混合物を備える第１のプロセスガスをチャンバに導
入させる該コンピュータ読み出し可能プログラムコード
が、ＳｉＨ4 の導入量を５〜３００ｓｃｃｍに制御し、
且つ、Ｎ2Ｏの流量を５〜３００ｓｃｃｍに制御する、
請求項３７に記載の基板処理システム。 - 【請求項３９】 ガス散布システムにＨｅを備える第２
のプロセスガスをチャンバに導入させる該コンピュータ
読み出し可能プログラムコードが、チャンバ圧力を約１
〜６トールに制御する請求項３８に記載の基板処理シス
テム。 - 【請求項４０】 ガス散布システムにＳｉＨ4 とＮ2Ｏ
との混合物を備える第１のプロセスガスをチャンバに導
入させる該コンピュータ読み出し可能プログラムコード
が、ＳｉＨ4 の導入量をＮ2Ｏ の量の約０．５〜３倍の
比に制御する請求項３９に記載の基板処理システム。 - 【請求項４１】 更に、 ガス散布システムにＮＨ3 を備える第３のプロセスガス
をチャンバに導入させるコンピュータ読み出し可能プロ
グラムコードと、 ガス散布システムにＮ2 を備える第４のプロセスガスを
チャンバに導入させるコンピュータ読み出し可能プログ
ラムコードとを備える請求項３７に記載の基板処理シス
テム。 - 【請求項４２】ガス散布システムにＮＨ3 を備える第３
のプロセスガスをチャンバに導入させる該コンピュータ
読み出し可能プログラムコードが、ＮＨ3 の導入量を流
量０〜３００ｓｃｃｍの間に制御し、 ガス散布システムにＮ2 を備える第４のプロセスガスを
チャンバに導入させる該コンピュータ読み出し可能プロ
グラムコードが、Ｎ2 の導入量を流量０〜４０００ｓｃ
ｃｍの間に制御する請求項４１に記載の基板処理システ
ム。 - 【請求項４３】 ガス散布システムを所定の時間の間動
作させるコンピュータ読み出し可能プログラムコードを
更に備える請求項３７に記載の基板処理システム。 - 【請求項４４】 ガス散布システムを所定の時間の間動
作させる該コンピュータ読み出し可能プログラムコード
が、第１のプラズマ励起ＣＶＤ層に対するその後のプロ
セスで用いる露光波長の１より大きい奇数倍である厚さ
に、第２のプラズマ励起ＣＶＤ層を形成させるための、
コンピュータ読み出し可能プログラムコードを備える請
求項４３に記載の基板処理システム。 - 【請求項４５】 ガス散布システムにＳｉＨ4 とＮ2Ｏ
との混合物を備える第１のプロセスガスをチャンバに導
入させる該コンピュータ読み出し可能プログラムコード
が、ＳｉＨ4 の導入量を１５〜１６０ｓｃｃｍに制御
し、且つ、Ｎ2Ｏ の流量を１５〜１６０ｓｃｃｍに制御
する、請求項３８に記載の基板処理システム。 - 【請求項４６】 更に、 ガス散布システムにＮＨ3 を備える第３のプロセスガス
を流量１５０ｓｃｃｍ未満でチャンバに導入させるコン
ピュータ読み出し可能プログラムコードと、 ガス散布システムにＮ2 を備える第４のプロセスガスを
流量３００ｓｃｃｍ未満でチャンバに導入させるコンピ
ュータ読み出し可能プログラムコードとを備える請求項
４５に記載の基板処理システム。 - 【請求項４７】 処理チャンバ内でアンチレフレクティ
ブ層の堆積中にプロセスのためのプラズマの安定を実現
するための方法であって、 ある量の不活性ガスをプロセスに添加して所望のチャン
バ圧力を実現するステップと、 プロセスに添加される不活性ガスの量を制御して、処理
チャンバ圧力を制御するステップとを有する方法。 - 【請求項４８】 不活性ガスがヘリウムを備え、処理チ
ャンバ圧力が４．５〜５．５トールである請求項４７に
記載の方法。 - 【請求項４９】 プラズマ励起プロセスを制御して薄膜
堆積の厚さ制御を実現する方法であって、 所望の低い堆積速度に要する不活性ガスの量を決定する
ステップと、 不活性ガスをプロセスに添加するステップと、 不活性ガスをプロセスに添加するステップを制御して所
望の低い堆積速度を実現するステップとを有する方法。 - 【請求項５０】 不活性ガスがヘリウムを備える請求項
４９に記載の方法。 - 【請求項５１】 プロセスがプラズマ励起シラン酸化物
プロセスを有する請求項４９に記載の方法。 - 【請求項５２】 プロセスがプラズマ励起シランオキシ
ナイトライドプロセスを有する請求項４９に記載の方
法。 - 【請求項５３】 プロセスがプラズマ励起シランナイト
ライドプロセスを有する請求項４９に記載の方法。 - 【請求項５４】 更に、 チャンバ圧力を１〜６トールの範囲に維持するステップ
と、 チャンバをＲＦ電源に接続するステップと、 基板を支持体上に支持するステップと、 基板を加熱するステップと、 ＳｉＨ4 を流量５〜３００ｓｃｃｍでチャンバに導入す
るステップと、 Ｎ2Ｏ を流量５〜３００ｓｃｃｍでチャンバに導入する
ステップとを有する請求項４９に記載の方法。 - 【請求項５５】 該加熱のステップでは、２００〜４０
０℃の範囲の温度に基板を加熱する操作を有する請求項
５４に記載の方法。 - 【請求項５６】 該基板支持ステップが、支持体をガス
散布システムから２００〜６００ｍｉｌｓの範囲の距離
のところに配置する操作を有する請求項５４に記載の方
法。 - 【請求項５７】 更に、 ＮＨ3 を流量３００ｓｃｃｍ未満でチャンバに導入する
ステップと、 Ｎ2 を流量４０００ｓｃｃｍ未満でチャンバに導入する
ステップとを有する請求項４９に記載の方法。 - 【請求項５８】 更に、 基板の上にアンチレフレクティブ層を形成するステップ
と、 アンチレフレクティブ層の上に付加材料の層を形成する
ステップと、を有し、 所与の露光波長に対して、付加材料層とアンチレフレク
ティブ層の第１の界面からの第１の反射光とアンチレフ
レクティブ層と基板の第２の界面からの第２の反射光と
を有する膜であって、第２の反射光は第１の反射光と
は、１８０゜に少なくとも３である奇数を乗じただけ位
相がずれ、前記第１の反射光と前記第２の反射光とは互
いに少なくとも部分的に打ち消し合う、前記膜を、アン
チレフレクティブ層が備える請求項４９に記載の方法。 - 【請求項５９】 付加材料がフォトレジストを備える請
求項５８に記載の方法。 - 【請求項６０】 アンチレフレクティブ層が、２．１〜
２．４の範囲の屈折率と、０．２〜０．５の範囲の吸収
率を有する請求項５９に記載の方法。 - 【請求項６１】 アンチレフレクティブ層が５００〜１
０００オングストロームの厚さを有する請求項６０に記
載の方法。 - 【請求項６２】 半導体処理チャンバ内で基板上にアン
チレフレクティブ層を堆積するためのプロセスであっ
て、 Ｈｅを用いて１〜６トールの範囲のチャンバ圧力を与え
るステップと、 チャンバをＲＦ電源に接続して、５０〜５００ワットを
受容するステップと、 基板をチャンバ内で支持するステップと、 基板を２００〜４００℃の範囲の温度に加熱するステッ
プと、 ガス散布システムを介して流量５〜３００ｓｃｃｍでＳ
ｉＨ4 を導入するステップと、 ガス散布システムを介して流量５〜３００ｓｃｃｍでＮ
2Ｏ を導入するステップとを有するプロセス。 - 【請求項６３】 流量０〜３００ｓｃｃｍでＮＨ3 をチ
ャンバに導入するステップを更に有する請求項６２に記
載のプロセス。 - 【請求項６４】 流量０〜４０００ｓｃｃｍでＮ2 をチ
ャンバに導入するステップを更に有する請求項６３に記
載のプロセス。 - 【請求項６５】 流量５〜５０００ｓｃｃｍでＨｅをチ
ャンバに導入するステップを更に有する請求項６２に記
載のプロセス。 - 【請求項６６】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、ＮＨ3 をチャンバに導入する流量を上昇させて、
屈折率ｎ及び厚さｔを増加させ吸収率ｋ及び反射率ｒを
減少させるステップを有する請求項６２に記載のプロセ
ス。 - 【請求項６７】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、Ｎ2 をチャンバに導入する流量を上昇させて、屈
折率ｎ、吸収率ｋ及び反射率ｒを減少させ厚さｔを増加
させるステップを有する請求項６３に記載のプロセス。 - 【請求項６８】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、Ｈｅをチャンバに導入する流量を上昇させて、屈
折率ｎ、吸収率ｋ及び反射率ｒを増加させ厚さｔを減少
させるステップを有する請求項６３に記載のプロセス。 - 【請求項６９】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、温度を上昇させて、屈折率ｎ、吸収率ｋ、反射率
ｒ及び厚さｔを増加させるステップを有する請求項６２
に記載のプロセス。 - 【請求項７０】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、チャンバ圧力を上昇させて、屈折率ｎ、吸収率
ｋ、反射率ｒ及び厚さｔを減少させるステップを有する
請求項６２に記載のプロセス。 - 【請求項７１】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、チャンバに供給される電力を上昇させて、屈折率
ｎ、吸収率ｋ及び反射率ｒを減少させ厚さｔを増加させ
るステップを有する請求項６２に記載のプロセス。 - 【請求項７２】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、支持体とガス散布支持体の間の距離を増加させ
て、屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを減少さ
せるステップを有する請求項６２に記載のプロセス。 - 【請求項７３】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、ＳｉＨ4 をチャンバに導入する流量を上昇させ
て、屈折率ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを増加さ
せるステップを有する請求項６２に記載のプロセス。 - 【請求項７４】 アンチレフレクティブ層が、屈折率
ｎ、吸収率ｋ、厚さｔ及び反射率ｒを有し、プロセスが
更に、Ｎ2Ｏ をチャンバに導入する流量を上昇させて、
屈折率ｎ、吸収率ｋ及び反射率ｒを減少させ厚さｔを増
加させるステップを有する請求項６２に記載のプロセ
ス。 - 【請求項７５】 フォトレジストパターンを形成する方
法であって、 基板上にアンチレフレクティブ層を形成するステップ
と、 アンチレフレクティブ層上にフォトレジストの層を形成
するステップであって、フォトレジストとアンチレフレ
クティブ層の界面からの第１の反射光の位相がアンチレ
フレクティブ層と基板の界面からの第２の反射光と５４
０゜ずれているような、厚さと屈折率を該層が有する、
前記ステップとを有する方法。 - 【請求項７６】基板がＡｌを備え、 第１の反射光及び第２の反射光が波長約２４８ｎｍの光
であり、 前記アンチレフレクティブ膜は、２．１〜２．４の範囲
の反射屈折率ｎと、０．２〜０．５の範囲の吸収屈折率
ｋと、５００〜１０００オングストロームの範囲の厚さ
とを有している請求項７５に記載の方法。 - 【請求項７７】 基板がＳｉとＣｕの少なくともいずれ
かを更に備える請求項７６に記載の方法。 - 【請求項７８】 光を用いてフォトレジストを露光し、
この光が１９０〜９００ｎｍの範囲の波長を有する請求
項７５に記載の方法。 - 【請求項７９】 半導体デバイスの製造に用いるための
改良されたアンチレフレクティブ層であって、 １．７〜２．９の範囲の反射屈折率ｎと、０〜１．３の
範囲の吸収屈折率ｋと、２００〜３０００オングストロ
ームの範囲の厚さとを有する、ＳｉＯＮを備える層を備
え、 露光波長３６５ｎｍ以下に対して、その上の層とアンチ
レフレクティブ層の界面からの第１の反射光とアンチレ
フレクティブ層と基板の界面からの第２の反射光との間
に、１８０゜に少なくとも３より大きな奇数を乗じた位
相シフトが存在し、第１の反射光は第２の反射光とほぼ
同じ強度を有して第２の反射光を実質的に打ち消す、ア
ンチレフレクティブ層。
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