KR100538839B1 - 하드 마스크 사용을 통한 임계치수 성장 억제방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 기판(56)상의 피처의 임계치수 성장을 억제하기 위한 하나의 방법으로, 반응성 금속 또는 산화된 금속으로 구성되는 하드마스크(52)를 구비한 기판을 챔버 내에 위치시키고 웨이퍼를 에칭하는 방법이다. 상기 방법은 낮은 스퍼터 수율과 공정에서 에칭제에 대한 낮은 반응성을 갖는 하드마스크를 사용하는 것을 추가적으로 포함한다.
Description
본 발명은 반도체 웨이퍼와, 기타 반도체 공정 기술을 사용하여 구성될 수 있는 기타 다른 제품들, 예컨데, 디스크 드라이브용 마그네틱 헤드와 평판 디스플레이와 같은 제품들상의 피처(feature)의 임계치수 성장을 최소화하고 억제하기 위한 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼 또는 반도체 공정 기술을 사용하여 제조되는 임의의 제품상의 피처의 임계치수(critical dimension, CD)는 그 피처의 폭이다. 피치(pitch)는 임계치수에 다음 피처까지의 거리를 더한 것으로 정의되는 것이 일반적이다.
에칭 기술을 사용하는 반도체 공정 방법들에서는, 예컨데, 포토레지스트 층과 같은 리소그래픽(lithographic) 마스킹 층이 에칭될 물질의 상면에 형성될 수 있다. 포토레지스트 층들은 원하는 피처들을 규정하면서, 아래에 놓인 층의 에칭되지 않을 부분을 마스킹하고, 노출될 부분은 에칭되도록 한다. 에칭 공정 시에는, 에칭 가스들, 리소그래픽 마스크 그리고 에칭될 층의 물질들의 다양한 조합에 의해 형성된 혼합물은 물론, 층의 에칭된 부분으로부터의 물질들이 원하는 피처 및 리소그래픽 마스크의 측면에 쉽게 코팅되는 경향이 있을 수 있고, 그에 의해서 피처의 임계치수가 리소그래픽 마스크 바로 아래에 규정된 임계치수보다 증가될 수 있다. 그러한 임계치수의 성장은 피처들 사이의 공간을 불리하게 감소시킬 수 있고, 그에 의해서 피처들의 기능성에 악영향을 미치게 된다.
이 분야의 종래 기술에서 알려진 바와 같이, 리소그래픽 마스크는, 예컨데, (1) 포토레지스트 마스크, 전자빔(e-beam)레지스트 마스크, 엑스레이레지스트 마스크 및 싱크로트론(syncrotron) 입자가속 레지스트 마스크와 같은 소프트 마스크와, (2) 금속류 또는 이산화규소(SiO2)와 같은 금속산화물류 등과 같은 하드마스크 등이 있다. 그러나, 그러한 소프트 혹은 하드마스크들은 임계치수의 성장을 억제하는데는 특별히 유용하지 않은 것으로 판명되고 있다.
따라서, 에칭 공정 시에 피처의 임계치수의 성장을 야기함이 없이 원하는 피처들이 적절하게 에칭될 수 있도록 하는 반도체 공정 방법에 대한 요구가 있어 왔다.
도 1은 하드마스크가 에칭될 재료 위에 위치되고 초기 포토레지스트 패턴이 하드마스크 위에 위치되어진 웨이퍼의 측면을 개략적으로 보인 것이다.
도 2는 하드마스크 층을 한정하기 위하여 에칭된, 도 1과 유사한 것을 나타내는 것이다.
도 3은 하드마스크 아래에 놓여진 재료 내의 패턴을 한정하기 위하여 에칭된, 도 2와 유사한 것을 나타내는 것이다.
도 4는 본 발명의 방법이 수행될 수 있는 어떤 에칭 리액터를 개략적으로 보인 것이다.
본 발명은 에칭 공정시 피처의 임계치수의 성장을 억제하고 최소화하면서 피처를 에칭하는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하기 위한 것이다. 이 방법은, 예컨데, 칩 제품, 디스크 드라이브용 마그네틱 헤드, 평판 디스플레이를 생산하기 위하여 반도체 웨이퍼를 제조하는데 유용하다.
임계치수 성장 억제를 위한 상기 방법은, 에칭될 층위에 증착되며, 반응성 금속(reactive metal)으로 만들어진 하드마스크를 가지는 웨이퍼를 리액터(reactor)에 위치시키는 단계와 상기 리액터 내에서 웨이퍼를 에칭하는 단계를 포함한다. 상기 위치시키는 단계는 어떤 반응성 금속으로 혹은 어떤 반응성 금속의 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물, 붕소화물로 또는 어떤 반응성 금속의 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물 및/또는 붕소화물의 어떤 조합으로 만들어진 하드마스크를 위치시키는 것을 추가적으로 포함한다. 그러한 조합은, 예컨데 어떤 반응성 금속의 산질화물(oxinitride), 산붕화물(oxiboride), 산불화물 (oxifluoride), 또는 산탄화물(oxicarbide)을 포함할 수 있고, 또는 어떤 반응성 금속을 산소, 질소, 불소, 붕소, 및/또는 탄소의 임의의 조합들의 이온들(또는 라디칼들)에 노출시킴으로서 형성된 임의의 다른 조합물 또는 화합물을 포함할 수 있다.
상기 위치시키는 단계는 티타늄, 알루미늄, 탄탈륨, 텅스텐, 코발트, 또는 몰디브덴, 또는 상기 반응성 금속들의 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물 또는 붕소화물 중의 하나로 구성되는 하드마스크를 구비한 웨이퍼를 위치시키는 것을 추가적으로 포함한다.
상기 하드마스크는 구리, 철 및 니켈과 그들의 화합물들과 같은 기타의 반응성 금속들을 포함할 수 있다.
상기 방법은 또한 상기 반응성 금속과의 화합물을 형성하기 위하여 에칭단계 전에 또는 에칭단계 동안에 리액터 내에서 하드마스크를 산소, 질소, 불소, 붕소 또는 탄소와 같은 산화가스의 흐름에 노출시키는 것을 포함한다.
상기 방법은 또한 상기 반응성 금속상에 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물 또는 탄화물 또는 그것들의 어떤 조합을 형성시키기 위하여 에칭단계 전에 또는 에칭단계 동안에 리액터 내에서 하드마스크를 산소, 질소, 불소, 붕소 또는 탄소의 이온 또는 라디칼에 노출시키는 것을 포함한다.
상기 하드마스크는 또한 여기에서 기술된 특징들을 가지는 반도체 제조 공정 그리고 반도체 제조 기구들 및 장비들과 호환되는 임의의 재료들을 포함할 수 있다.
본 발명은 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물, 또는 붕소화물, 또는 반응성 금속의 어떤 조합을 가지는 또는 현상할 수 있는 하드마스크를 선택하는 것을 추가적으로 포함한다.
본 발명의 다른 측면에서, 상기 방법은 하드마스크의 침식률(rate of erosion)을 늦추기 위하여 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물 또는 탄화물 중 하나가 하드마스크상에 형성되는 속도를 증가시키는 것을 포함한다.
상기 발명은 낮은 스퍼터 수율(sputter yield)을 갖는 금속으로 만들어진 하드마스크를 선택하는 것을 추가적으로 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은, 예컨데, 반도체 제품, 마그네틱 헤드 또는 평판 디스플레이를 만들기 위한 것으로, 에칭되기 위한 층 위에 놓여진 하드마스크를 가지는 웨이퍼 또는 다른 기판을 리액터 내에 위치시키는 단계를 포함하되, 여기서의 하드마스크는 에칭 공정의 화학 에칭제(etch chemistry)에 대한 낮은 반응성과 낮은 스퍼터 수율 중 하나 이상을 가지는, 에칭 공정시의 임계치수 성장을 억제하기 위한 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명의 하나의 목적은 에칭되는 피처의 임계치수 성장을 억제, 제어 및 최소화하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은 에칭 공정이 (대기압 보다)낮은 압력에서 행해지든 대기압에서 행해지든, 또는 (대기압 보다)높은 압력에서 행해지든 간에, 에칭 공정시의 피처의 임계치수 성장을 억제하고 최소화하는 방법론을 수행하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들과, 이점들과 특징들은 여기에서 설명되고 청구범위와 도면들에서 명확하게 될 것이다.
본 발명의 방법은 도 4에 도시된 에칭 리액터와 같은 에칭 리액터 내에서 행해질 수 있다. 본 발명의 요지와 범위 내에서, 기타의 에칭 리액터들을 포함하는 그러나 그에 한정되지 않는 다른 에칭 리액터들이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4의 에칭 리액터는 참조번호 20으로 나타 내고, 다중 주파수의 3전극 리액터(multi-frequency, tri-electrode reactor)로 형성된다. 상기 에칭 장치(20)는 하우징(22)과 에칭 챔버(24)를 포함한다. 하나의 웨이퍼(26)가 하부 전극 내로 통합된 척크(28)상에 위치한다. 상기 챔버(24)는 추가적으로 하나의 측변 전극(side peripheral electrode)(30)과 하나의 상부 전극(32)을 포함한다. 하나의 바람직한 실시예에서, 상기 측변 전극(30)은 접지되거나 또는 챔버(24) 내에 전개된 플라즈마의 결과로서 부동 전위(floating electrical potential)를 확립하도록 할 수 있다. 상기 상부 전극(32)은 일반적으로 접지되나, 부동 전위를 가지도록 설계될 수도 있다. 전형적인 동작에서는, 상기 측변 전극(30) 및 상부 전극(32)은 도 4에 도시된 바와 같이 접지된다.
바람직하게는 두개의 교류 전원 즉, 제 1 전원(34)과 제 2 전원(36)이 적당한 전기회로(38)를 통해 하부 전극(28)에 연결된다. 상기 적당한 전기회로(38)는 예컨데, 매칭 네트워크(matching network)와 컴바이너(combiner)를 포함할 수 있다. 추가적으로 컨트롤러(40)가 제 1 및 제 2 교류전원(34,36)의 시퀀싱(sequencing)을 제어한다. 이 특별한 예에 대해서만 전형적으로, 상기 제 1 전원(34)은 킬로헤르쯔 범위에서 작동하고 적당히는 약 450 KHz 에서, 전형적으로는 500 KHz 보다 작은 범위에서 제공된다. 상기 제 2 전원(36)은 메가헤르쯔 범위에서 작동하고, 비록 약 1 MHz 이상의 다른 주파수 및 13.56 MHz의 배수가 본 발명에 사용될 수 있으나, 전형적으로는 약 13.56 MHz 범위에서 작동한다. 본 예에서 상기 전원(34)은 200와트에서, 그리고 상기 제 2 전원(36)은 500와트에서 동력을 공급받는다. 이온 에너지는 킬로헤르쯔 범위쪽으로 증가하는 반면에 이온 밀도는 메가헤르쯔 범위쪽으로 증가한다.
추가적으로, 리액터(20)는 가스 입구 헤드(42)와 가스 출구 포트(44)를 포함한다. 그리고 더 나아가, 바람직하게는, 상기 척크(28)는 그 위에 놓여진 웨이퍼 자체가 공정중에 약 80℃ 내지 약 300℃의 범위에서 가열될 수 있도록 가열된다.
임계치수의 성장은, 에칭 물질들, 마스크 물질들, 및/또는 에칭 물질들, 마스크 물질들의 화합물의 증착에 기인 및/또는 에칭되고 있는 피처의 측벽들에서의 공정가스와 소프트 및/또는 하드마스크들에서의 공정 가스에 기인한다. 예컨데, 염소가스로 백금을 에칭하기 위한 리액터 내에서, 측벽들에 부착될 수 있는 물질들은 일반적으로 이염화백금(PtCl2), 삼염화백금(PtCl3), 및/또는 기타의 화합물들을 포함한다. 본 공정은 백금(Pt), 구리(Cu), 이리듐(Ir), 이산화이리듐(IrO2), 납 지르코늄 티타네이트(PZT), 루테늄(Ru), 이산화루테늄(RuO2), 바륨 스트론튬 티타네이트 (BST), 그리고 비스무스 스트론튬 탄탈레이트(Y-1 또는 SBT)로 구성되는 필름들을 에칭하는데 보다 유리하게 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 에칭되는 물질들은 낮은 휘발성을 갖는 금속 또는 화합물들이다. 또 다른 필름들 그리고 또 다른 반도체 및 비반도체 공정들도 이 방법으로부터 수혜를 받을 수 있다.
도 1 내지 도 3은 도 4의 리액터를 사용하는 본 발명의 에칭 방법에서의 여러 단계들을 보인 것이다. 도 1은 주사전자현미경 사진(SEM)을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1에서, 개별 수직 구조물들은 리소그래픽 마스크(소프트 마스크 그리고 본 예에서는 특히 포토레지스트 마스크)(50)를 나타내는데, 상기 리소그래픽 마스크는 아직 에칭되지 않은 하드마스크(52) 위에서 패터닝된다. 상기 하드마스크(52)는 층(54)상에 증착되는데, 상기 층은 궁극적으로 에칭될 물질이다. 층 또는 필름(54)은 기판(56)상에 증착된다.
도 1의 실시예에서, 상기 리소그래픽 마스크(소프트 마스크)(50)는 하드마스크(52)상에 위치하며, 상기 하드마스크는 질화티타늄(TiN)으로 구성되어 있다. 상기 하드마스크(52)는 에칭될 층(54)위에 증착되는데 본 실시예에서 상기 층은 백금(Pt)이다. 층(54)은 기판(56) 위에 증착되는데 상기 기판은 예컨데, 실리콘을 포함할 수 있다. 본 공정에서의 첫번째 단계는 상기 하드마스크(52)를 에칭하여 포토레지스트 마스크(50)에 의해 나타 내어진 원하는 패턴으로 만드는 것이다. 이 공정의 결과는 도 2에서 보여질 수 있다. 도 3은 백금층이 오버-에칭(over-etch)된 것을 나타낸다. 아래의 표 1은 4개의 도면에 대한 프로파일, 피치, 피처, 및 스페이스의 치수에 있어서의 변화를 기록하고 있는데, 여기서 피치는 피처의 치수에 스페이스의 치수를 더한 것과 같다. 변화값은 도 1의 피처 치수에 대해 상대적으로 측정되었다.
[표 1]
오버-에칭되는 Pt 에칭 공정
79°프로파일이 되는 0.025μCD 이득(gain)
| 프로파일 | 피치 | 피처 | 스페이스 | 변화값 | |
| 초기 레지스트 마스크 층 CD(도 1) | 79.2° | 0.564μ | 0.307μ | 0.257μ | - |
| 초기 TiN 마스크 층 CD(도 2) | 66.7° | 0.557μ | 0.317μ | 0.240μ | +0.010μ |
| 백금 층 CD(도 3) | 78.9° | 0.555μ | 0.332μ | 0.227μ | +0.025μ |
도 4의 리액터를 사용하는 표 1에 대한 작업 파라미터들은 다음과 같다.
압력: 1 내지 50 밀리토르
MHz동력: 110 내지 1500 와트
KHz동력: 0 내지 500 와트
총유량: 10 내지 500 SCCM
HBR유량: 0 내지 200 SCCM
Cl2유량: 0 내지 200 SCCM
O2유량: 0 내지 200 SCCM
하나의 비슷한 백금 공정은 CD 이득이 없고 84°의 프로파일을 산출하였다. 하드마스크를 위한 출발 물질은 티나늄이었다. 이 에칭 공정에 대한 치수 피처들이 아래의 표 2에 보여진다. 에칭은 오버-에칭까지 진행되게 하였다. 이 특정한 공정에 대한 작업 파라미터들은 표 1에서의 그것들과 같다. 표 2는 본 발명이 임계치수가 일정하게 유지되면서 에칭 공정 동안에 어떠한 실질적인 성장도 없는 것을 보여준다.
[표 2]
오버-에칭되는 Pt 에칭 공정
84°프로파일이 되는 0.00μCD 이득(gain)
| 프로파일 | 피치 | 피처 | 스페이스 | 변화값 | |
| 초기 레지스트 마스크층 CD | 79.2° | 0.564μ | 0.307μ | 0.257μ | - |
| 초기 Ti 마스크층 CD | 66.7° | 0.557μ | 0.317μ | 0.240μ | +0.010μ |
| Pt 층 CD | 84° | 0.555μ | 0.310μ | 0.254μ | +0.003μ |
상기로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 에칭 공정 중에 웨이퍼상에 위치되는 피처의 임계치수 성장을 억제하기 위한 방법을 포함하는데, 여기에서 웨이퍼는 반응성 금속 또는 에칭될 층 위에 증착되는 반응성 금속의 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물, 또는 탄화물, 및/또는 그것들의 조합으로 구성되는 하드마스크를 포함한다. 상기 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물 또는 탄화물 또는 그것들의 조합은 (1)층으로 증착되거나 또는 (2)에칭 공정 전이나 에칭 공정 동안에 상기 반응성 금속을 산소, 질소, 불소, 붕소 또는 탄소 및/또는 그것들의 이온들 또는 라디칼들의 흐름에 노출시키는 것에 의해 원위치(in-situ)에 형성된다. 상기 하드마스크 층은 그렇게 하여 자기 패시베이션 층(self-passivation layer)으로 작용한다. 일반적으로, 본 발명에 가장 적합한 반응성 금속들의 클래스는 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 및 탄탈륨(Ta)을 포함한다. 다른 반응성 금속들로는 구리(Cu), 텅스텐(W), 철(Fe), 니켈(Ni) 코발트(Co), 및 몰리브덴(Mo)을 포함할 수 있다. 가장 적당한 산화물과 질화물로는 산화티타늄(TiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 질화티타늄 (TiN), 산화탄탈륨 (tantalum pentoxide, Ta2O5), 및 질화탄탈륨(TaN)이 있다. 불화물, 붕소화물, 및 탄화물들인 금속 유사물들(metal analogs)도 또한 적합하다.
반응성이며 쉽게 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물 또는 탄화물을 형성하는 기타의 금속들도 본 발명의 요지와 범위 내에 있다. 더 나아가, 이들 금속들은 바람직하게는 에칭제(etchants)로 할 경우 낮은 스퍼터링 수율을 가지며, 이에 따라 임계치수 성장 억제를 더욱 향상시킨다. 아래의 표 3은 600 전자볼트(eV)에서의 아르곤 이온 충격(bombardment)에 대한 이들 물질들의 스퍼터링 수율을 백금 및 이산화규소와 비교한다.
[표 3]
| 600 eV 이온에너지의 아르곤 충격 | |
| Pt | 1.56 |
| SiO2 | 1.34 |
| Ti | 0.58 |
| TiO2 | 0.96 |
| Al | 1.24 |
| Al2O3 | 0.18 |
| Ta | 0.62 |
| Ta2O5 | 0.15 |
| TiN | 1.60 |
| W | 0.62 |
산소와 같은 산화제를 공정 가스에 가하는 것, 특히 티타늄 또는 알루미늄으로 구성된 하드마스크에 대하여 산소와 같은 산화제를 공정 가스에 가하는 것은 하드마스크의 표면에 산화물이 형성되도록 하여 결국 하드마스크가 보다 적게 침식되도록 하고 임계치수의 성장을 최소화한다. 이러한 금속의 산화는 보다 적은 스퍼터링을 낳고, 이는 하드마스크 그 자체가 보다 얇아 질 수 있음을 의미한다. 반응성 금속들의 질화물, 탄화물, 및/또는 붕소화물, 및/또는 그것들의 어떠한 조합물에도 이와 유사한 이점들이 있다.
따라서, 산화물, 질화물, 불화물, 붕소화물 및/또는 탄화물의 피막을 형성하는 반응성 금속들은 본 발명의 방법에 유리하다는 것을 알 수 있다. 더 나아가, 웨이퍼의 표면에서의 온도를 높이는 것, 바람직하게는 80℃ 내지 300℃ 범위에서 온도를 높이는 것은, 하드마스크의 침식 속도를 완화시키는 산화의 속도를 증가시킨다. 또 다시, 반응성 금속들의 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물, 및/또는 붕소화물, 및/또는 그것들의 조합물들에도 유사한 결과가 관찰된다.
그러므로, 위로 부터, 반응성 금속으로부터 또는 반응성 금속의 적당한 산화물, 질화물, 불화물, 탄화물, 붕소화물, 또는 그것들의 어떤 조합물로부터 선택되며, 바람직하게는 낮은 스퍼터 수율을 갖는 물질은 본 발명의 하드마스크용으로 적당한 물질임을 알 수 있다. 그러한 방법은 서브미크론(submicron) 피처, 특히 0.5μ미만의 피치를 갖는 피처에 대한 임계치수 성장을 제어하는데 특히 중요하다.
더 나아가, 위의 바람직한 하드마스크를 위해서는 낮은 스퍼터 수율 및 공정 가스들과의 낮은 화학적 반응성이 고려사항이라는 것을 이해할 것이다. 예컨데, 표 3에서 보면, 0.58의 스퍼터 수율을 갖는 티타늄이 0.96의 스퍼터 수율을 갖는 산화티타늄 보다 적당한 하드마스크라고 생각될 수 있다. 그러나, 염소를 에칭 가스로 하는 경우에는, 티타늄이 산화티타늄 보다 반응성이 크고 따라서, 산화티타늄이 비록 높은 스퍼터 수율을 갖지만 보다 우수한 임계치수 성장 억제를 제공할 수 있는 것이다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 방법은 서브미크론 치수 제품들에 대한 피처를 만들기 위하여 임계치수 성장을 억제하면서 에칭 또는 기타의 반도체 공정 단계들을 수행하는데 유용하다.
본 발명의 다른 특징들과, 측면들과 목적들은 도면과 청구범위를 살펴보면 알 수 있다.
청구된 발명의 요지와 범위 내에서 본 발명의 다른 실시예들이 얻어 질 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (41)
- 피가공물의 층상의 에칭될 피처 폭의 임계치수 성장 억제방법에 있어서,에칭될 층과, 상기 에칭될 층 위에 증착되어 상기 에칭될 층의 적어도 일부분을 보호하는 하드마스크를 갖는 피가공물을 선택하는 단계-상기 하드마스크는 (가) 티타늄을 제외한 반응금속 혹은 반응금속의 산화물, 질화티타늄을 제외한 반응금속의 질화물, 반응금속의 불화물, 반응금속의 붕소화물 또는 반응금속의 탄화물과, (나) 반응금속의 산화물, 불화물, 질화물, 탄화물, 및 붕소화물중 어느 조합으로 되는 화합물중 적어도 하나로 구성되며-와; 그리고에칭 단계와 상기 하드마스크를 사용하여 리액터 내에서 상기 피가공물을 처리함으로써 상기 에칭 단계동안 상기 층상에서 에칭되는 피처 폭의 임계치수 성장이 억제되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 피가공물의 층상의 에칭될 피처 폭의 임계치수 성장 억제방법에 있어서,상기 피처를 한정하기 위하여, 상기 에칭될 층의 적어도 일부분 위에 증착되어 이 부분을 보호하며 반응금속으로 구성되는 하드마스크를 선택하는 단계와; 그리고에칭 단계 동안 상기 하드마스크의 침식률을 늦추기 위하여, 상기 하드마스크의 산화율이 증가되도록 상기 리액터에 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 피가공물의 층상의 에칭될 피처의 임계치수 성장 억제방법에 있어서,상기 층에 피처를 한정하기 위하여, 상기 에칭될 층의 적어도 일부분 위에 증착되어 이 부분을 보호하며 반응금속으로 구성되는 하드마스크를 갖는 피가공물을 선택하는 단계와;에칭 단계와 하드마스크를 사용하여 리액터 내에서 피가공물을 처리함으로써 상기 에칭 단계 동안 상기 층상의 피처의 임계치수 성장이 억제되도록 하는 단계와; 그리고상기 하드마스크의 침식률을 늦추기 위하여, 상기 하드마스크의 산화율이 증가되도록 상기 리액터에 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 에너지 제공 단계는 상기 리액터 내에서 상기 피가공물이 약80℃로부터 약300℃의 범위 내의 온도로 가열되게 하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 피가공물의 층상에 에칭될 피처의 임계치수 성장 억제방법에 있어서,상기 에칭될 층의 적어도 일부분 위에 증착되어 이 부분을 보호하는 하드마스크를 갖는 피가공물을 선택하는 단계-상기 하드마스크는 낮은 스퍼터 수율과 에칭공정의 화학 에칭제에 대해 낮은 반응률을 가지며-와;상기 층상의 상기 피처를 한정하기 위해 상기 층이 식각되도록 상기 화학 에칭제를 사용하고 또한 상기 층상의 상기 피처의 임계치수 성장이 억제되도록 상기 하드마스크를 사용하여 리액터 내에서 상기 피가공물을 처리하는 단계와; 그리고상기 하드마스크의 침식률을 늦추기 위하여, 상기 하드마스크의 산화율이 증가되도록 상기 리액터에 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 제 5 항에 있어서,상기 에너지 제공 단계는 상기 리액터 내에서 상기 피가공물이 약80℃로부터 약300℃의 범위 내의 온도로 가열되게 하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
- 피가공물의 층상에 에칭될 피처의 임계치수 성장 억제방법에 있어서,에칭될 층과, 상기 에칭될 층 위에 증착되어 상기 에칭될 층의 적어도 일부분을 보호하는 하드마스크를 갖는 피가공물을 선택하는 단계-상기 하드마스크는 (가)반응금속 혹은 반응금속의 산화물, 반응금속의 질화물, 반응금속의 불화물, 반응금속의 붕소화물 또는 반응금속의 탄화물과, (나)반응금속의 산화물, 불화물, 질화물, 탄화물, 및 붕소화물중 어느 조합으로 되는 화합물중 적어도 하나로 구성되며-와;에칭 단계와 상기 하드마스크를 사용하여 리액터 내에서 상기 피가공물을 처리함으로써 상기 층상의 피처의 임계치수 성장이 억제되도록 하는 단계와; 그리고상기 에칭단계동안 상기 하드마스크의 침식률을 늦추기 위하여, 상기 하드마스크의 산화율이 증가되도록 상기 리액터에 에너지를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임계치수 성장 억제방법.
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