KR102286317B1 - 하드 마스크의 형성 방법, 하드 마스크의 형성 장치 및 기억 매체 - Google Patents
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Abstract
하드 마스크의 재료에 대한 제약을 줄이는 것이 가능한, 하드 마스크의 형성 방법, 하드 마스크의 형성 장치 및 기억 매체를 제공한다. 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 촉매를 부여한다. 이어서 기판(W)에 대하여 도금 처리를 실시함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 하드 마스크층(35)을 형성한다. 도금 불가 재료 부분(31)은, SiO2를 주성분으로 하고, 도금 가능 재료 부분(32)은, OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 주성분으로 한 금속 재료, 카본을 주성분으로 한 재료, 또는, 촉매 금속 재료를 주성분으로 한다.
Description
본 발명은 하드 마스크의 형성 방법, 하드 마스크의 형성 장치 및 기억 매체에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 미세화 및 3 차원화가 진행되고 있음에 수반하여, 반도체 디바이스를 가공할 시의 에칭에 의한 가공 정밀도를 향상시키는 것이 요구되고 있다. 이와 같이 에칭에 의한 가공 정밀도를 향상시키기 위한 방법 중 하나로서, 기판 상에 형성되는 드라이 에칭용의 하드 마스크(HM)의 정밀도를 향상시킨다고 하는 요구가 높아지고 있다.
종래, 예를 들면, 이하와 같은 단계로 기판 상에 하드 마스크를 형성하는 것이 행해지고 있다. 우선 기판 상의 전체 면에 SiN(질화 규소) 또는 TiN(질화 티탄) 등의 하드 마스크 재료를 성막하고, 이어서 하드 마스크 재료 상에 정해진 패턴을 가지는 레지스트층을 형성한다. 이어서, 레지스트층으로 덮여 있지 않은 부분의 하드 마스크 재료를 드라이 에칭에 의해 제거함으로써, 기판 상에 정해진 패턴을 가지는 하드 마스크를 형성한다. 이어서, 하드 마스크로 덮여 있지 않은 부분의 기판의 일부를 드라이 에칭에 의해 제거한다. 이 후, 하드 마스크를 웨트 세정법 등에 의해 제거한다.
그러나, 종래, 기판을 덮는 하드 마스크의 재료에는 각종 제약이 존재하고 있다. 이러한 제약으로서는, 예를 들면 (1) 하드 마스크와 기판이 높은 밀착성을 가지는 것, (2) 하드 마스크와 레지스트층이 높은 밀착성을 가지는 것, (3) 레지스트층에 패턴을 형성할 시의 열처리에 의해 하드 마스크의 재료가 영향을 받기 어려운 것, (4) 하드 마스크가 에칭될 시 레지스트층이 제거되기 어려운 것, (5) 기판을 드라이 에칭할 시 하드 마스크가 제거되기 어려운 것, (6) 기판을 드라이 에칭한 후에는 하드 마스크를 용이하게 제거할 수 있는 것을 들 수 있다. 이 때문에, 종래, 하드 마스크의 재료로서는, 상술한 SiN(질화 규소) 또는 TiN(질화 티탄) 등 한정된 재료만이 이용되고 있다.
본 발명은 이러한 점을 고려하여 이루어진 것으로, 하드 마스크의 재료에 대한 제약을 줄이는 것이 가능한, 하드 마스크의 형성 방법, 하드 마스크의 형성 장치 및 기억 매체를 제공한다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법은, 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써, 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 공정과, 상기 기판에 대하여 도금 처리를 실시함으로써, 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 공정을 구비하고, 상기 도금 불가 재료 부분은, SiO2를 주성분으로 하고, 상기 도금 가능 재료 부분은, OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 주성분으로 한 금속 재료, 촉매 금속 재료 또는 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 장치는, 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지부와, 상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써, 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 촉매 부여부와, 상기 기판에 대하여 도금액을 공급함으로써, 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 도금액 공급부를 구비하고, 상기 도금 불가 재료 부분은, SiO2를 주성분으로 하고, 상기 도금 가능 재료 부분은, OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 주성분으로 한 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 실시 형태에 따르면, 하드 마스크의 재료에 대한 제약을 줄일 수 있다.
도 1은 도금 처리 장치 및 도금 처리 장치가 구비하는 도금 처리 유닛의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도금 처리 유닛이 구비하는 도금 처리부(하드 마스크의 형성 장치)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 4의 (a) ~ (e)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 5의 (a) ~ (b)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6의 (a) ~ (c)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성된 기판을 가공하는 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 7의 (a) ~ (h)는 본 실시 형태의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8의 (a) ~ (h)는 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 9의 (a) ~ (h)는 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 도금 처리 유닛이 구비하는 도금 처리부(하드 마스크의 형성 장치)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도 4의 (a) ~ (e)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 5의 (a) ~ (b)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 6의 (a) ~ (c)는 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층이 형성된 기판을 가공하는 방법을 나타내는 개략 단면도이다.
도 7의 (a) ~ (h)는 본 실시 형태의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 8의 (a) ~ (h)는 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
도 9의 (a) ~ (h)는 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 변형예를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명한다.
<도금 처리 장치의 구성>
도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시 형태에 따른 도금 처리 장치의 구성을 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시 형태에 따른 도금 처리 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 일실시 형태에 따른 도금 처리 장치(1)는 도금 처리 유닛(2)과, 도금 처리 유닛(2)의 동작을 제어하는 제어부(3)를 구비한다.
도금 처리 유닛(2)은 기판에 대한 각종 처리를 행한다. 도금 처리 유닛(2)이 행하는 각종 처리에 대해서는 후술한다.
제어부(3)는 예를 들면 컴퓨터이며, 동작 제어부와 기억부를 구비한다. 동작 제어부는 예를 들면 CPU(Central Processing Unit)로 구성되어 있고, 기억부에 기억되어 있는 프로그램을 읽어내어 실행함으로써, 도금 처리 유닛(2)의 동작을 제어한다. 기억부는 예를 들면 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 하드 디스크 등의 기억 디바이스로 구성되어 있고, 도금 처리 유닛(2)에 있어서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램을 기억한다. 또한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기록된 것이어도 되고, 그 기억 매체로부터 기억부에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들면 하드 디스크(HD), 플렉시블 디스크(FD), 콤팩트 디스크(CD), 마그넷 옵티컬 디스크(MO), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 기록 매체에는, 예를 들면 도금 처리 장치(1)의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때, 컴퓨터가 도금 처리 장치(1)를 제어하여 후술하는 도금 처리 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된다.
<도금 처리 유닛의 구성>
도 1을 참조하여, 도금 처리 유닛(2)의 구성을 설명한다. 도 1은 도금 처리 유닛(2)의 구성을 나타내는 개략 평면도이다.
도금 처리 유닛(2)은 반입반출 스테이션(21)과, 반입반출 스테이션(21)에 인접하여 마련된 처리 스테이션(22)을 구비한다.
반입반출 스테이션(21)은 배치부(211)와, 배치부(211)에 인접하여 마련된 반송부(212)를 구비한다.
배치부(211)에는 복수 매의 기판(W)을 수평 상태로 수용하는 복수의 반송 용기(이하 '캐리어(C)'라고 함)가 배치된다.
반송부(212)는 반송 기구(213)와 전달부(214)를 구비한다. 반송 기구(213)는 기판(W)을 유지하는 유지 기구를 구비하고, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하게 되도록 구성되어 있다.
처리 스테이션(22)은 도금 처리부(5)를 구비한다. 본 실시 형태에 있어서, 처리 스테이션(22)이 가지는 도금 처리부(5)의 수는 2 이상이지만, 1이어도 된다. 도금 처리부(5)는 정해진 방향으로 연장되는 반송로(221)의 양측에 배열되어 있다.
반송로(221)에는 반송 기구(222)가 마련되어 있다. 반송 기구(222)는 기판(W)을 유지하는 유지 기구를 구비하고, 수평 방향 및 연직 방향으로의 이동 그리고 연직축을 중심으로 하는 선회가 가능하게 되도록 구성되어 있다.
도금 처리 유닛(2)에 있어서, 반입반출 스테이션(21)의 반송 기구(213)는 캐리어(C)와 전달부(214)와의 사이에서 기판(W)의 반송을 행한다. 구체적으로, 반송 기구(213)는 배치부(211)에 배치된 캐리어(C)로부터 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 전달부(214)에 배치한다. 또한, 반송 기구(213)는 처리 스테이션(22)의 반송 기구(222)에 의해 전달부(214)에 배치된 기판(W)을 취출하고, 배치부(211)의 캐리어(C)에 수용한다.
도금 처리 유닛(2)에 있어서, 처리 스테이션(22)의 반송 기구(222)는 전달부(214)와 도금 처리부(5)와의 사이, 도금 처리부(5)와 전달부(214)와의 사이에서 기판(W)의 반송을 행한다. 구체적으로, 반송 기구(222)는 전달부(214)에 배치된 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 도금 처리부(5)로 반입한다. 또한, 반송 기구(222)는 도금 처리부(5)로부터 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 전달부(214)에 배치한다.
<도금 처리부의 구성>
이어서 도 2를 참조하여, 도금 처리부(5)(하드 마스크의 형성 장치)의 구성을 설명한다. 도 2는 도금 처리부(5)의 구성을 나타내는 개략 단면도이다.
도금 처리부(5)는, 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)에 대하여 도금 처리를 행함으로써, 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층(35)을 형성하는 것이다(후술하는 도 3 내지 도 6 참조). 도금 처리부(5)가 행하는 기판 처리는 적어도 촉매 부여 처리와 무전해 도금 처리를 포함하는데, 촉매 부여 처리 및 무전해 도금 처리 이외의 기판 처리가 포함되어 있어도 된다.
도금 처리부(5)는 상술한 무전해 도금 처리를 포함하는 기판 처리를 행하는 것이며, 챔버(51)와, 챔버(51) 내에 배치되고 기판(W)을 유지하는 기판 유지부(52)와, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 도금액(M1)을 공급하는 도금액 공급부(53)를 구비하고 있다.
이 중 기판 유지부(52)는 챔버(51) 내에서 연직 방향으로 연장되는 회전축(521)과, 회전축(521)의 상단부에 장착된 턴테이블(522)과, 턴테이블(522)의 상면 외주부에 마련되고 기판(W)의 외연부를 지지하는 척(523)과, 회전축(521)을 회전 구동하는 구동부(524)를 가진다.
기판(W)은 척(523)에 지지되고, 턴테이블(522)의 상면으로부터 약간 이간된 상태에서 턴테이블(522)에 수평 유지된다. 본 실시 형태에 있어서, 기판 유지부(52)에 의한 기판(W)의 유지 방식은 가동의 척(523)에 의해 기판(W)의 외연부를 파지하는 이른바 메커니컬 척 타입인 것이지만, 기판(W)의 이면을 진공 흡착하는 이른바 진공 척 타입인 것이어도 된다.
회전축(521)의 기단부는 구동부(524)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 회전축(521)의 선단부는 턴테이블(522)을 수평으로 지지한다. 회전축(521)이 회전하면, 회전축(521)의 상단부에 장착된 턴테이블(522)이 회전하고, 이에 의해, 척(523)에 지지된 상태로 턴테이블(522)에 유지된 기판(W)이 회전한다.
도금액 공급부(53)는, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 도금액(M1)을 토출하는 노즐(531)과, 노즐(531)로 도금액(M1)을 공급하는 도금액 공급원(532)을 구비한다. 도금액 공급원(532)이 가지는 탱크에는 도금액(M1)이 저류되어 있고, 노즐(531)에는, 도금액 공급원(532)으로부터, 밸브(533) 등의 유량 조정기가 개재 마련된 공급관로(534)를 통하여 도금액(M1)이 공급된다.
도금액(M1)은 자기 촉매형(환원형) 무전해 도금용의 도금액이다. 도금액(M1)은 코발트(Co) 이온, 니켈(Ni) 이온, 텅스텐(W) 이온 등의 금속 이온과, 차아인산, 디메틸 아민보란 등의 환원제를 함유한다. 또한, 자기 촉매형(환원형) 무전해 도금에서는, 도금액(M1) 중의 금속 이온이 도금액(M1) 중의 환원제의 산화 반응으로 방출되는 전자에 의해 환원됨으로써, 금속으로서 석출되어 금속막(도금막)이 형성된다. 도금액(M1)은 첨가제 등을 함유하고 있어도 된다. 도금액(M1)을 사용한 도금 처리에 의해 발생하는 금속막(도금막)으로서는, 예를 들면 CoB, CoP, CoWP, CoWB, CoWBP, NiWB, NiB, NiWP, NiWBP 등을 들 수 있다. 금속막(도금막) 중의 P는, P를 포함하는 환원제(예를 들면 차아인산)에 유래하고, 도금막 중의 B는, B를 포함하는 환원제(예를 들면 디메틸 아민보란)에 유래한다.
노즐(531)은 노즐 이동 기구(54)에 연결되어 있다. 노즐 이동 기구(54)는 노즐(531)을 구동한다. 노즐 이동 기구(54)는 암(541)과, 암(541)을 따라 이동 가능한 구동 기구 내장형의 이동체(542)와, 암(541)을 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구(543)를 가진다. 노즐(531)은 이동체(542)에 장착되어 있다. 노즐 이동 기구(54)는 노즐(531)을, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 중심의 상방의 위치와 기판(W)의 주연의 상방의 위치와의 사이에서 이동시킬 수 있고, 또한 평면에서 봤을 때 후술하는 컵(57)의 외측에 있는 대기 위치까지 이동시킬 수 있다.
챔버(51) 내에는, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 각각, 촉매액(N1), 세정액(N2) 및 린스액(N3)을 공급하는 촉매액 공급부(촉매 부여부)(55a), 세정액 공급부(55b) 및 린스액 공급부(55c)가 배치되어 있다.
촉매액 공급부(촉매 부여부)(55a)는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 촉매액(N1)을 토출하는 노즐(551a)과, 노즐(551a)로 촉매액(N1)을 공급하는 촉매액 공급원(552a)을 구비한다. 촉매액 공급원(552a)이 가지는 탱크에는 촉매액(N1)이 저류되어 있고, 노즐(551a)로는 촉매액 공급원(552a)으로부터 밸브(553a) 등의 유량 조정기가 개재 마련된 공급관로(554a)를 통하여 촉매액(N1)이 공급된다.
세정액 공급부(55b)는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 세정액(N2)을 토출하는 노즐(551b)과, 노즐(551b)로 세정액(N2)을 공급하는 세정액 공급원(552b)을 구비한다. 세정액 공급원(552b)이 가지는 탱크에는 세정액(N2)이 저류되어 있고, 노즐(551b)로는 세정액 공급원(552b)으로부터 밸브(553b) 등의 유량 조정기가 개재 마련된 공급관로(554b)를 통하여 세정액(N2)이 공급된다.
린스액 공급부(55c)는 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)에 대하여 린스액(N3)을 토출하는 노즐(551c)과, 노즐(551c)로 린스액(N3)을 공급하는 린스액 공급원(552c)을 구비한다. 린스액 공급원(552c)이 가지는 탱크에는 린스액(N3)이 저류되어 있고, 노즐(551c)로는 린스액 공급원(552c)으로부터 밸브(553c) 등의 유량 조정기가 개재 마련된 공급관로(554c)를 통하여 린스액(N3)이 공급된다.
촉매액(N1)은 도금액(M1) 중의 환원제의 산화 반응에 대하여 촉매 활성을 가지는 금속 이온을 함유한다. 무전해 도금 처리에 있어서, 도금액(M1) 중의 금속 이온의 석출이 개시되기 위해서는, 초기 피막 표면(즉, 기판의 피도금면)이 도금액(M1) 중의 환원제의 산화 반응에 대하여 충분한 촉매 활성을 가지는 것이 필요하다. 이러한 촉매로서는, 예를 들면 철족 원소(Fe, Co, Ni), 백금속 원소(Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), Cu, Ag 또는 Au를 포함하는 것을 들 수 있다. 촉매 활성을 가지는 금속막의 형성은 치환 반응에 의해 발생한다. 치환 반응에서는 기판의 피도금면을 구성하는 성분이 환원제가 되어, 촉매액(N1) 중의 금속 이온(예를 들면 Pd 이온)이 기판의 피도금면 상에 환원 석출된다. 또한 촉매액(N1)으로서는 나노 입자 형상의 금속 촉매를 포함하고 있어도 된다. 구체적으로, 촉매액(N1)은 나노 입자 형상의 금속 촉매와 분산제와 수용액을 포함하고 있어도 된다. 이러한 나노 입자 형상의 금속 촉매로서는, 예를 들면 나노 입자 형상 Pd을 들 수 있다.
세정액(N2)으로서는, 예를 들면 포름산, 사과산, 호박산, 구연산, 마론산 등의 유기산, 기판의 피도금면을 부식시키지 않을 정도의 농도로 희석된 불화 수소산(DHF)(불화 수소의 수용액) 등을 사용할 수 있다.
린스액(N3)으로서는, 예를 들면 순수 등을 사용할 수 있다.
도금 처리부(5)는 노즐(551a ~ 551c)을 구동하는 노즐 이동 기구(56)를 가진다. 노즐 이동 기구(56)는 암(561)과, 암(561)을 따라 이동 가능한 구동 기구 내장형의 이동체(562)와, 암(561)을 선회 및 승강시키는 선회 승강 기구(563)를 가진다. 노즐(551a ~ 551c)은 이동체(562)에 장착되어 있다. 노즐 이동 기구(56)는 노즐(551a ~ 551c)을 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)의 중심의 상방의 위치와 기판(W)의 주연의 상방의 위치와의 사이에서 이동시킬 수 있고, 또한 평면에서 봤을 때 후술하는 컵(57)의 외측에 있는 대기 위치까지 이동시킬 수 있다. 본 실시 형태에 있어서, 노즐(551a ~ 551c)은 공통의 암에 의해 유지되어 있지만, 각각 별도의 암에 유지되어 독립하여 이동할 수 있도록 되어 있어도 된다.
기판 유지부(52)의 주위에는 컵(57)이 배치되어 있다. 컵(57)은 기판(W)으로부터 비산한 각종 처리액(예를 들면 도금액, 세정액, 린스액 등)을 받아 챔버(51)의 외방으로 배출한다. 컵(57)은 컵(57)을 상하 방향으로 구동시키는 승강 기구(58)를 가지고 있다.
<기판의 구성>
이어서, 본 실시 형태에 따른 하드 마스크의 형성 방법에 의해 하드 마스크층을 형성하는 기판의 구성에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크층이 형성되는 기판(W)은 그 표면에 각각 형성된 도금 불가 재료 부분(31) 및 도금 가능 재료 부분(32)을 가지고 있다. 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)은 각각 기판(W)의 표면측에 노출되어 있으면 되며, 그 구체적인 구성은 상관없다. 본 실시 형태에 있어서는, 기판(W)은 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42)와, 하지재(42) 상에 돌출 마련되고 패턴 형상으로 형성된 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 심재(41)를 가지고 있다.
도금 불가 재료 부분(31)은, 본 실시 형태에 따른 도금 처리가 실시되었을 시, 실질적으로 도금 금속이 석출되지 않고, 하드 마스크층(35)이 형성되지 않은 영역이다. 이 경우, 도금 불가 재료 부분(31)은 SiO2를 주성분으로 하는 재료로 이루어져 있다.
도금 가능 재료 부분(32)은, 본 실시 형태에 따른 도금 처리가 실시되었을 시, 도금 금속이 선택적으로 석출되고, 이에 의해 하드 마스크층(35)이 형성되는 영역이다. 본 실시 형태에 있어서, 도금 가능 재료 부분(32)은, (1) OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, (2) Si계 재료를 주성분으로 한 금속 재료, (3) 촉매 금속 재료를 주성분으로 하는 재료, 또는, (4) 카본을 주성분으로 한 재료 중 어느 하나로 이루어져 있다.
(1) 도금 가능 재료 부분(32)의 재료가 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료를 주성분으로 하는 경우, 그 재료로서는 Si-OCHx기 또는 Si-NHx기를 포함하는 재료, 예를 들면 SiOCH 또는 SiN를 들 수 있다.
(2) 도금 가능 재료 부분(32)의 재료가 Si계 재료를 주성분으로 한 금속 재료인 경우, 도금 가능 재료 부분(32)의 재료로서는 B 또는 P가 도프된 Poly-Si, Poly-Si, Si를 들 수 있다.
(3) 도금 가능 재료 부분(32)이 촉매 금속 재료를 주성분으로 하는 재료를 주성분으로 하는 경우, 도금 가능 재료 부분(32)의 재료로서는, 예를 들면 Cu, Pt를 들 수 있다.
(4) 도금 가능 재료 부분(32)이 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 경우, 도금 가능 재료 부분(32)의 재료로서는, 예를 들면 아몰퍼스 카본을 들 수 있다.
이어서 도 3에 나타내는 기판(W)을 제작하는 방법에 대하여 설명한다. 도 3에 나타내는 기판(W)을 제작하는 경우, 우선, 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42)를 준비한다. 하지재(42)는, 상술한 바와 같이 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si계 재료를 주성분으로 한 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 재료로 이루어진다.
이어서 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42) 상의 전체 면에, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 도금 불가 재료 부분(31)을 구성하는 재료(31a)를 성막한다. 재료(31a)는, 상술한 바와 같이 SiO2를 주성분으로 하는 재료로 이루어진다.
이어서 도 4의 (c)에 나타내는 바와 같이, 도금 불가 재료 부분(31)을 구성하는 재료(31a)의 표면 전체에 감광성 레지스트(33a)를 도포하고, 이를 건조한다. 이어서 도 4의 (d)에 나타내는 바와 같이, 감광성 레지스트(33a)에 대하여 포토마스크를 개재하여 노광하고, 현상함으로써, 원하는 패턴을 가지는 레지스트막(33)이 형성된다.
이 후, 도 4의 (e)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(33)을 마스크로서 재료(31a)를 드라이 에칭한다. 이에 의해, 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 심재(41)가 레지스트막(33)의 패턴 형상과 대략 동일한 형상으로 패터닝된다. 이 후, 레지스트막(33)을 제거함으로써, 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)이 얻어진다.
<하드 마스크의 형성 방법>
이어서, 도금 처리 장치(1)를 이용한 하드 마스크의 형성 방법에 대하여 설명한다. 도금 처리 장치(1)에 의해 실시되는 하드 마스크의 형성 방법은 상술한 기판(W)에 대한 도금 처리를 포함한다. 도금 처리는 도금 처리부(하드 마스크의 형성 장치)(5)에 의해 실시된다. 도금 처리부(5)의 동작은 제어부(3)에 의해 제어된다.
우선, 예를 들면 상술한 도 4의 (a) ~ (e)에 나타내는 방법에 의해, 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)을 준비한다(도 5의 (a) 참조).
이어서, 이와 같이 하여 얻어진 기판(W)이 도금 처리부(5)로 반입되고, 기판 유지부(52)에 유지된다(도 2 참조). 그 동안, 제어부(3)는 승강 기구(58)를 제어하여, 컵(57)을 정해진 위치까지 강하시킨다. 이어서, 제어부(3)는 반송 기구(222)를 제어하여, 기판 유지부(52)에 기판(W)을 배치한다. 기판(W)은 그 외연부가 척(523)에 의해 지지된 상태로, 턴테이블(522) 상에 수평 유지된다.
이어서, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)이 세정 처리된다. 이 때, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 세정액 공급부(55b)를 제어하여 노즐(551b)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551b)로부터 기판(W)에 대하여 세정액(N2)을 공급한다. 기판(W)에 공급된 세정액(N2)은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 표면에 확산된다. 이에 의해, 기판(W)에 부착된 부착물 등이 기판(W)으로부터 제거된다. 기판(W)으로부터 비산한 세정액(N2)은 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이어서, 세정 후의 기판(W)이 린스 처리된다. 이 때, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 린스액 공급부(55c)를 제어하여 노즐(551c)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551c)로부터 기판(W)에 대하여 린스액(N3)을 공급한다. 기판(W)에 공급된 린스액(N3)은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 표면에 확산된다. 이에 의해, 기판(W) 상에 잔존하는 세정액(N2)이 씻겨내진다. 기판(W)으로부터 비산한 린스액(N3)은 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이어서, 린스 후의 기판(W)에 대하여 촉매 부여 처리를 행한다. 이 때 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 촉매액 공급부(55a)를 제어하여 노즐(551a)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551a)로부터 기판(W)에 대하여 촉매액(N1)을 공급한다. 기판(W)에 공급된 촉매액(N1)은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 표면에 확산된다. 기판(W)으로부터 비산한 촉매액(N1)은 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이에 의해, 기판(W)의 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 촉매가 부여되고, 도금 가능 재료 부분(32)에 촉매 활성을 가지는 금속막이 형성된다. 한편, 기판(W) 중, SiO2를 주성분으로 하는 도금 불가 재료 부분(31)에는 실질적으로 촉매가 부여되지는 않고, 촉매 활성을 가지는 금속막은 형성되지 않는다. 이러한 촉매 활성을 가지는 금속으로서는, 예를 들면 철족 원소(Fe, Co, Ni), 백금속 원소(Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), Cu, Ag 또는 Au를 들 수 있다. 상기 각 금속은, 도금 가능 재료 부분(32)을 구성하는 재료(예를 들면, OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료)에 대하여 높은 흡착성을 가지는 한편, 도금 불가 재료 부분(31)을 구성하는 재료인 SiO2에 대해서는 흡착하기 어렵다. 이 때문에, 상기 각 금속을 이용함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 도금 금속을 석출시키는 것이 가능해진다. 또한 촉매액(N1)에는, 상기 촉매 활성을 가지는 금속의 흡착을 촉진하는 흡착 촉진제가 포함되어 있어도 된다.
이어서, 도금 가능 재료 부분(32)에 선택적으로 촉매가 부여된 기판(W)이 린스 처리된다. 그 동안, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 린스액 공급부(55c)를 제어하여 노즐(551c)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551c)로부터 기판(W)에 대하여 린스액(N3)을 공급한다. 기판(W)에 공급된 린스액(N3)은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 표면에 확산된다. 이에 의해, 기판(W) 상에 잔존하는 촉매액(N1)이 씻겨내진다. 기판(W)으로부터 비산한 린스액(N3)은 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이어서, 기판(W)에 대하여 도금 처리가 행해지고, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 도금이 실시된다. 이에 의해, 도금 가능 재료 부분(32) 상에 하드 마스크층(35)이 형성된다(도 5의 (b) 참조). 하드 마스크층(35)은, 도금 가능 재료 부분(32) 중 도금 불가 재료 부분(31)이 마련되어 있지 않은 부분에 형성된다. 이 때, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 혹은 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정지한 상태로 유지하면서, 도금액 공급부(53)를 제어하여 노즐(531)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(531)로부터 기판(W)에 대하여 도금액(M1)을 공급한다. 이에 의해, 기판(W)의 도금 가능 재료 부분(32)(구체적으로, 도금 가능 재료 부분(32)의 표면에 형성된 촉매 활성을 가지는 금속막)에 선택적으로 도금 금속이 석출되고, 하드 마스크층(35)이 형성된다. 한편, 기판(W) 중 도금 불가 재료 부분(31)에는 촉매 활성을 가지는 금속막이 형성되어 있지 않기 때문에, 도금 금속이 실질적으로 석출되지 않고, 하드 마스크층(35)은 형성되지 않는다.
이러한 하드 마스크층(35)은 B 또는 P를 포함하는 Co, Co 합금 또는 Ni계 재료를 주성분으로 한다. 이 중 B 또는 P를 포함하는 Co, Co 합금으로서는, 예를 들면 CoB, CoP, CoWP, CoWB, CoWBP를 들 수 있다. 또한, Ni계 재료로서는 NiWB, NiB, NiWP, NiWBP를 들 수 있다.
이와 같이 하여 도금 처리가 종료된 후, 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)이 세정 처리된다. 이 때, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 세정액 공급부(55b)를 제어하여 노즐(551b)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551b)로부터 기판(W)에 대하여 세정액(N2)을 공급한다. 기판(W)에 공급된 세정액(N2)은 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)의 표면에 확산된다. 이에 의해, 기판(W)에 부착된 이상 도금막 또는 반응 부생성물 등이 기판(W)으로부터 제거된다. 기판(W)으로부터 비산한 세정액(N2)은 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이어서, 제어부(3)는 구동부(524)를 제어하여 기판 유지부(52)에 유지된 기판(W)을 정해진 속도로 회전시키면서, 린스액 공급부(55c)를 제어하여 노즐(551c)을 기판(W)의 상방에 위치시키고, 노즐(551c)로부터 기판(W)에 대하여 린스액(N3)을 공급한다. 이에 의해, 기판(W) 상의 도금액(M1), 세정액(N2) 및 린스액(N3)은, 기판(W)의 회전에 수반하는 원심력에 의해 기판(W)으로부터 비산하고, 컵(57)을 거쳐 배출된다.
이 후, 하드 마스크층(35)이 형성된 기판(W)은 도금 처리부(5)로부터 반출된다. 이 때, 제어부(3)는 반송 기구(222)를 제어하여 도금 처리부(5)로부터 기판(W)을 취출하고, 취출한 기판(W)을 전달부(214)에 배치하고, 또한 반송 기구(213)를 제어하여 전달부(214)에 배치된 기판(W)을 취출하고, 배치부(211)의 캐리어(C)에 수용한다.
이어서, 도금 처리부(5)로부터 취출된 기판(W) 중, 도금 불가 재료 부분(31)을 선택적으로 제거한다(도 6의 (a)). 한편, 도금 가능 재료 부분(32) 상에 형성된 하드 마스크층(35)은 제거되지 않고 잔존한다. 이와 같이 하여, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42)와, 하지재(42) 상에 패턴 형상으로 형성된 하드 마스크층(35)을 가지는 기판(W)이 얻어진다. 하지재(42) 상으로서, 하드 마스크층(35)으로 덮여 있지 않은 영역으로부터는, 하지재(42)(도금 가능 재료 부분(32))가 노출되어 있다.
이어서 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크층(35)을 마스크로서 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42)를 드라이 에칭한다. 이에 의해, 하지재(42) 중 하드 마스크층(35)으로 덮여 있지 않은 부분이 정해진 깊이까지 에칭되고, 패턴 형상의 오목부가 형성된다.
이 후, 도 6의 (c)에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크층(35)을 웨트 세정법에 의해 제거함으로써, 패턴 형상의 오목부가 형성된 하지재(42)가 얻어진다. 또한, 하드 마스크층(35)은 웨트 세정법에 의해 제거할 수 있으므로, 하드 마스크층(35)을 용이하게 제거할 수 있다. 이러한 웨트 세정법에서 이용되는 약액으로서는, 산성 용매가 이용된다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 기판(W)에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하고, 이 후, 기판(W)에 대하여 도금 처리를 실시함으로써 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 하드 마스크층(35)을 형성한다. 이와 같이 하드 마스크에 대한 패턴 전사 프로세스를 불필요하게 함으로써, 하드 마스크를 형성하는 공정을 간략화할 수 있고, 또한 하드 마스크를 형성할 시 하드 마스크의 패턴 형상이 변화하는 문제를 억제할 수 있다. 또한, 레지스트층에 패턴을 형성할 시의 열처리에 의해 하드 마스크의 재료가 영향을 받을 우려도 없다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 도금에 의해 하드 마스크층(35)을 형성하므로, 도금의 두께를 두껍게 함으로써 하드 마스크층(35)을 두껍게 형성할 수 있다. 이에 의해, 드라이 에칭 시에 하드 마스크층(35)도 함께 에칭되었다 하더라도, 에칭이 종료되었을 때 하드 마스크층(35)을 잔존시킬 수 있다.
또한 본 실시 형태에 따르면, 하드 마스크층(35) 상에 레지스트를 형성하지 않으므로, 하드 마스크층(35)을 구성하는 재료와 하지재(42)(도금 가능 재료 부분(32))의 재료와의 밀착성만을 고려하면 되며, 하드 마스크층(35)을 구성하는 재료와 레지스트 재료와의 밀착성을 고려할 필요가 발생하지 않는다. 따라서, 하드 마스크층(35)의 재료로서의 제약이 적어져, 다양한 재료를 선택하는 것이 가능해진다.
하드 마스크의 형성 방법의
변형예
이어서, 도 7의 (a) ~ (h)에 의해 하드 마스크의 형성 방법의 변형예에 대하여 설명한다. 도 7의 (a) ~ (h)는 본 변형예에 따른 하드 마스크의 형성 방법을 나타내는 도이다. 도 7의 (a) ~ (h)에 나타내는 변형예에 있어서, 주로, 하지재(42)가 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지고, 심재(41)가 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 점이 상기 본 실시 형태와 상이하다.
도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 우선, SiO2를 주성분으로 하는 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 하지재(42)를 준비한다. 이어서 도 7의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 하지재(42) 상의 전체 면에, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 도금 가능 재료 부분(32)을 구성하는 중간층(43)을 성막한다. 중간층(43)의 재료는 상관없지만, 예를 들면 일반적인 하드 마스크의 재료로서 이용되는 SiN를 들 수 있다.
이어서 도 7의 (c)에 나타내는 바와 같이, 중간층(43)의 표면 전체에 감광성 레지스트(33a)를 도포하고, 이를 건조한다. 이어서 도 7의 (d)에 나타내는 바와 같이, 감광성 레지스트(33a)에 대하여 포토마스크를 개재하여 노광하고 현상함으로써, 원하는 패턴을 가지는 레지스트막(33)이 형성된다.
이어서 도 7의 (e)에 나타내는 바와 같이, 중간층(43)에 대하여 레지스트막(33)을 개재하여 드라이 에칭을 실시함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)이 원하는 패턴 형상으로 형성된다. 이 후, 레지스트막(33)을 제거함으로써, 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 하지재(42)와, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 심재(41)를 가지는 기판(W)이 얻어진다.
이어서, 기판(W)의 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 촉매를 부여한다. 이어서 도 7의 (f)에 나타내는 바와 같이, 기판(W)에 대하여 도금 처리를 실시함으로써, 도금 가능 재료 부분(32)에 대하여 선택적으로 하드 마스크층(35)을 형성한다.
이어서 도 7의 (g)에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크층(35)을 마스크로서 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 하지재(42)를 드라이 에칭한다. 이에 의해, 하지재(42) 중 하드 마스크층(35)으로 덮여 있지 않은 부분에 패턴 형상의 오목부가 형성된다.
이 후 도 7의 (h)에 나타내는 바와 같이, 하드 마스크층(35)을 웨트 세정에 의해 제거하고, 또한 도금 가능 재료 부분(32)을 예를 들면 산성 용매에 의해 제거함으로써, 패턴 형상의 오목부가 형성된 하지재(42)가 얻어진다.
본 변형예에 있어서도, 하드 마스크에 대한 패턴 전사 프로세스를 불필요하게 함으로써 하드 마스크를 형성하는 공정을 간략화할 수 있고, 레지스트층에 패턴을 형성할 시의 열처리에 의해 하드 마스크의 재료가 영향을 받을 우려도 없다.
기판의 제조 방법의
변형예
이어서, 도 8의 (a) ~ (h)에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 변형예에 대하여 설명한다. 도 8의 (a) ~ (h)는 도 3에 나타내는 기판(W)을 제작하는 방법의 변형예를 나타내는 도이다.
우선, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42)를 준비한다. 하지재(42)는, 상술한 바와 같이 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si계 재료를 주성분으로 한 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 재료로 이루어진다.
이어서 도 8의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42) 상의 전체 면에, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 희생 하드 마스크를 구성하는 희생 하드 마스크용 재료층(46a)을 성막한다. 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은, 예를 들면 카본을 주성분으로 한 재료, 보다 구체적으로 아몰퍼스 카본으로 이루어져 있어도 된다. 혹은, 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은 티탄 나이트라이드 또는 텅스텐 등으로 이루어져 있어도 된다. 또한, 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은 1 층에 한정되지 않고, 다층으로 이루어져 있어도 된다. 예를 들면, 하지재(42) 상의 SiN(질화 규소)층과 SiN층 상의 아몰퍼스 카본층을 포함하고 있어도 된다.
이어서, 도 8의 (c)에 나타내는 바와 같이, 희생 하드 마스크용 재료층(46a) 상에 원하는 패턴을 가지는 레지스트막(33)을 형성한다.
이어서 도 8의 (d)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(33)을 마스크로서 희생 하드 마스크용 재료층(46a)을 드라이 에칭한다. 이에 의해, 레지스트막(33)의 패턴 형상과 대략 동일한 형상으로 패터닝된 희생 하드 마스크층(46)이 얻어진다. 이 후, 도 8의 (e)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(33)을 제거한다.
이어서 도 8의 (f)에 나타내는 바와 같이, 희생 하드 마스크층(46)과 희생 하드 마스크층(46)의 개구 부분으로부터 노출되는 하지재(42)를 덮도록, 도금 불가 재료 부분(31)을 구성하는 재료(31a)를 성막한다. 재료(31a)는, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 희생 하드 마스크층(46) 및 하지재(42)의 전체 면에 걸쳐 형성된다. 재료(31a)는, 상술한 바와 같이 SiO2를 주성분으로 하는 재료로 이루어진다.
이어서 도 8의 (g)에 나타내는 바와 같이, 재료(31a)를 희생 하드 마스크층(46)의 표면이 노출될 때까지 두께 방향으로 제거한다. 이에 의해, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 하지재(42) 상에, 원하는 두께를 가지는 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 심재(41)가 형성된다. 심재(41)의 패턴은 레지스트막(33)의 개구 부분의 형상과 대략 동일한 형상으로 형성된다.
이 후, 도 8의 (h)에 나타내는 바와 같이, 희생 하드 마스크층(46)을 예를 들면 플라즈마 에칭법을 이용하여 완전하게 제거함으로써, 도 3에 나타내는, 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)이 얻어진다.
본 변형예에 따르면, 에칭 내성이 높은 희생 하드 마스크층(46)을 이용하여 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 심재(41)의 패턴을 형성하므로, 심재(41)의 패턴을 보다 미세화하는 것이 가능해진다.
기판의 제조 방법의 다른
변형예
이어서, 도 9의 (a) ~ (h)에 의해 하드 마스크층이 형성되는 기판의 제조 방법의 다른 변형예에 대하여 설명한다. 도 9의 (a) ~ (h)는 표면에 도금 불가 재료 부분(31) 및 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)을 제조하는 방법의 다른 변형예를 나타내는 도이다.
우선, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기판 본체(47)를 준비한다. 기판 본체(47)의 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 도금 불가 재료 부분(31)과 마찬가지로, SiO2를 주성분으로 하는 재료여도 된다. 혹은, 기판 본체(47)는, 예를 들면 도금 가능 재료 부분(32)과 마찬가지로, OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si계 재료를 주성분으로 한 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 주성분으로 한 재료를 주성분으로 하는 재료로 이루어져 있어도 된다.
이어서 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 기판 본체(47) 상의 전체 면에, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 희생 하드 마스크를 구성하는 희생 하드 마스크용 재료층(46a)을 성막한다. 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어져 있다. 이 경우, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은, 예를 들면 카본을 주성분으로 한 재료, 예를 들면 아몰퍼스 카본으로 이루어져 있어도 된다. 또한, 희생 하드 마스크용 재료층(46a)은 1 층에 한정되지 않고, 다층으로 이루어져 있어도 된다. 예를 들면, 기판 본체(47) 상의 SiN(질화 규소)층과, SiN층 상의 아몰퍼스 카본층을 포함하고 있어도 된다.
이어서 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 희생 하드 마스크용 재료층(46a) 상에 원하는 패턴을 가지는 레지스트막(33)을 형성한다.
이어서 도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(33)을 마스크로서 희생 하드 마스크용 재료층(46a)을 드라이 에칭한다. 이에 의해, 레지스트막(33)의 패턴 형상과 대략 동일한 형상으로 패터닝된 희생 하드 마스크층(46)이 얻어진다. 이 후, 도 9의 (e)에 나타내는 바와 같이, 레지스트막(33)을 제거한다.
이어서 도 9의 (f)에 나타내는 바와 같이, 희생 하드 마스크층(46)과, 희생 하드 마스크층(46)의 개구 부분으로부터 노출되는 기판 본체(47)를 덮도록, 도금 불가 재료 부분(31)을 구성하는 재료(31a)를 성막한다. 재료(31a)는, 예를 들면 CVD법 또는 PVD법에 의해 희생 하드 마스크층(46) 및 기판 본체(47)의 전체 면에 걸쳐 형성된다. 재료(31a)는, 상술한 바와 같이 SiO2를 주성분으로 하는 재료로 이루어진다.
이어서 도 9의 (g)에 나타내는 바와 같이, 재료(31a)를 희생 하드 마스크층(46)의 표면이 노출될 때까지 두께 방향으로 제거한다. 이에 의해, 기판 본체(47) 상에, 원하는 두께를 가지는 도금 불가 재료 부분(31)으로 이루어지는 심재(41)가 형성된다. 심재(41)의 패턴은 레지스트막(33)의 개구 부분의 형상과 대략 동일한 형상으로 형성된다.
이 후, 도 9의 (h)에 나타내는 바와 같이, 희생 하드 마스크층(46)을 예를 들면 플라즈마 에칭법에 의해 두께 방향으로 일부만 제거한다. 이 때, 기판 본체(47) 상에, 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 희생 하드 마스크층(46)을 부분적으로 잔존시킨다. 이에 의해, 기판 본체(47)의 표면에 도금 불가 재료 부분(31)과 도금 가능 재료 부분(32)이 형성된 기판(W)이 얻어진다.
본 변형예에 따르면, 에칭 내성이 높은 도금 가능 재료 부분(32)으로 이루어지는 희생 하드 마스크층(46)을 이용함으로써, 심재(41)의 패턴을 보다 미세화하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것이 아니고, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적절한 조합에 의해, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 실시 형태에 나타나는 전체 구성 요소로부터 몇 개의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 상이한 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.
1 : 도금 처리 장치
2 : 도금 처리 유닛
3 : 제어부
5 : 도금 처리부
31 : 도금 불가 재료 부분
32 : 도금 가능 재료 부분
33 : 레지스트막
35 : 하드 마스크층
41 : 심재
42 : 하지재
43 : 중간층
51 : 챔버
52 : 기판 유지부
53 : 도금액 공급부
54 : 노즐 이동 기구
55a : 촉매액 공급부
55b : 세정액 공급부
55c : 린스액 공급부
56 : 노즐 이동 기구
57 : 컵
58 : 승강 기구
2 : 도금 처리 유닛
3 : 제어부
5 : 도금 처리부
31 : 도금 불가 재료 부분
32 : 도금 가능 재료 부분
33 : 레지스트막
35 : 하드 마스크층
41 : 심재
42 : 하지재
43 : 중간층
51 : 챔버
52 : 기판 유지부
53 : 도금액 공급부
54 : 노즐 이동 기구
55a : 촉매액 공급부
55b : 세정액 공급부
55c : 린스액 공급부
56 : 노즐 이동 기구
57 : 컵
58 : 승강 기구
Claims (10)
- 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 준비하는 공정과,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 공정과,
상기 기판에 대하여 도금 처리를 실시함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 포함하는 금속 재료, 또는, 카본을 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 준비하는 공정과,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 공정과,
상기 기판에 대하여 도금 처리를 실시함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 Si-OCHx기 또는 Si-NHx기를 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하드 마스크층은 B 또는 P를 포함하는 Co, Co합금, 또는 Ni계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 촉매는 철족 원소, 백금속 원소, Cu, Ag 또는 Au를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 준비하는 공정과,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 공정과,
상기 기판에 대하여 도금 처리를 실시함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 공정을 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 포함하는 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 포함하는 재료를 포함하며,
상기 기판은 상기 도금 가능 재료 부분으로 이루어지는 하지재와, 상기 하지재 상에 돌출 마련되고 상기 도금 불가 재료 부분으로 이루어지는 심재를 가지는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판은 상기 도금 불가 재료 부분으로 이루어지는 하지재와, 상기 하지재 상에 돌출 마련되고 상기 도금 가능 재료 부분으로 이루어지는 심재를 가지는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 방법. - 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 촉매 부여부와,
상기 기판에 대하여 도금액을 공급함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 도금액 공급부를 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 포함하는 금속 재료, 또는, 카본을 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 장치. - 하드 마스크의 형성 장치의 동작을 제어하기 위한 컴퓨터에 의해 실행되었을 때 상기 컴퓨터가 상기 하드 마스크의 형성 장치를 제어하여 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 하드 마스크의 형성 방법을 실행시키는 프로그램이 기록된 기억 매체.
- 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 촉매 부여부와,
상기 기판에 대하여 도금액을 공급함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 도금액 공급부를 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 Si-OCHx기 또는 Si-NHx기를 포함하는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 장치. - 표면에 도금 불가 재료 부분과 도금 가능 재료 부분이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지부와,
상기 기판에 대하여 촉매 부여 처리를 행함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 촉매를 부여하는 촉매 부여부와,
상기 기판에 대하여 도금액을 공급함으로써 상기 도금 가능 재료 부분에 대하여 선택적으로 하드 마스크층을 형성하는 도금액 공급부를 구비하고,
상기 도금 불가 재료 부분은 SiO2를 포함하고,
상기 도금 가능 재료 부분은 OCHx기 및 NHx기 중 적어도 일방을 포함하는 재료, Si를 포함하는 금속 재료, 촉매 금속 재료, 또는, 카본을 포함하는 재료를 포함하고,
상기 기판은 상기 도금 가능 재료 부분으로 이루어지는 하지재와, 상기 하지재 상에 돌출 마련되고 상기 도금 불가 재료 부분으로 이루어지는 심재를 가지는 것을 특징으로 하는 하드 마스크의 형성 장치.
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