特開 2023-162142 基材処理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162142

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】基材処理方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20231031BHJP

   H01L 21/316 20060101ALI20231031BHJP

   H01L 21/318 20060101ALI20231031BHJP

   C23C 16/04 20060101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 105A

H01L21/316 X

H01L21/318 B

C23C16/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】22

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023070385

(22)【出願日】2023-04-21

(31)【優先権主張番号】63/334,838

(32)【優先日】2022-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】519237203

【氏名又は名称】エーエスエム・アイピー・ホールディング・ベー・フェー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】山田 晋矢

【テーマコード（参考）】

4K030

5F004

5F058

【Ｆターム（参考）】

4K030AA11

4K030AA13

4K030AA14

4K030AA16

4K030AA18

4K030BA29

4K030BA40

4K030BA41

4K030BA44

4K030BB12

4K030BB14

4K030CA04

4K030CA12

4K030DA05

4K030EA03

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4K030FA10

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4K030JA10

4K030JA11

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4K030LA15

5F004AA02

5F004AA06

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5F058BA08

5F058BA20

5F058BB10

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5F058BC08

5F058BC10

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5F058BF27

5F058BF29

5F058BF30

5F058BF37

5F058BF39

5F058BH16

5F058BJ10

(57)【要約】

【課題】反応器内でプラズマを使用する基材処理方法において基材の下層への損傷を最小化するための方法を提供する。
【解決手段】ライナー層がフォトレジスト下層の上に形成され、その後にＳｉＯ_２パターニング層をその上に形成することが続く、基材処理方法が提供される。実施形態によれば、ケイ素含有層を提供することによってライナー層が形成され、その後に、高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力をまとめて同時に提供することによって活性化された不活性ガスが続く。それ故に、フォトレジスト下層の損失は、デバイス性能に影響を与えない範囲内に最小化される場合があり、またライナー層の厚さが薄い一方で、ウェットエッチング特性および微細なパターン間の幅は一定に保持される場合がある。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材処理方法であって、
パターン化された構造上にライナー層を形成する第一段階と、
前記ライナー層上に堆積層を形成する第二段階と、を含み、
前記ライナー層を形成する前記第一段階が、二周波数ＲＦ電力を提供することによって実行される、基材処理方法。

【請求項2】

前記ライナー層を形成するための前記第一段階が、
パターン化された構造を有する基材を反応器に提供する第一の工程と、
第一の反応物質を前記基材に提供し、かつ第一の原料層を前記パターン化された構造上に形成する第二の工程と、
二周波数ＲＦ電力を前記第一の原料層に提供する第三の工程と、
前記第一の原料層を第二の原料層に変換する第四の工程と、を含み、
第三の反応物質が、前記第二の工程から前記第四の工程の全体を通して連続的に提供される、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項3】

二周波数ＲＦ電力を提供する前記第三の工程が、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力を同時に提供する、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項4】

ＲＦ電力の低周波が、３００ｋＨｚから～５００ｋＨｚの範囲であり、かつ
ＲＦ電力の高周波数が、５ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲である、請求項３に記載の基材処理方法。

【請求項5】

前記第一の反応物質が、ケイ素、窒素、および炭素を含む、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項6】

前記第一の反応物質が、ＴＳＡ、（ＳｉＨ_３）_３Ｎ；ＤＳＯ、（ＳｉＨ_３）_２；ＤＳＭＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＭｅ；ＤＳＥＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＥｔ；ＤＳＩＰＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｉＰｒ）；ＤＳＴＢＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｔＢｕ）；ＤＥＡＳ、ＳｉＨ_３ＮＥｔ_２；ＤＴＢＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｔＢｕ）_２；ＢＤＥＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＥｔ_２）_２；ＢＤＭＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＭｅ_２）_２；ＢＴＢＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨｔＢｕ）_２；ＢＩＴＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨＳｉＭｅ_３）_２；ＤＩＰＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｉＰｒ）_２；ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＥｔ）_４；ＳｉＣｌ_４；ＨＣＤ、Ｓｉ_２Ｃｌ_６；３ＤＭＡＳ、ＳｉＨ（Ｎ（Ｍｅ）_２）_３；ＢＥＭＡＳ、ＳｉＨ_２［Ｎ（Ｅｔ）（Ｍｅ）］_２；ＡＨＥＡＤ、Ｓｉ_２（ＮＨＥｔ）_６；ＴＥＡＳ、Ｓｉ（ＮＨＥｔ）_４；Ｓｉ_３Ｈ_８；ＤＣＳ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２；ＳｉＨＩ_３；ＳｉＨ_２Ｉ_２；またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを備える、請求項５に記載の基材処理方法。

【請求項7】

前記第一の原料層が、前記二周波数ＲＦ電力によって活性化される前記第三の反応物質によって解離され、かつ前記第二の原料層に変換される、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項8】

前記第二の原料層が、個々のケイ素元素、窒素元素、炭素元素、またはそれらの混合物を含む、請求項７に記載の基材処理方法。

【請求項9】

前記第二の原料層が、ＳｉＣＮ層を含む、請求項７に記載の基材処理方法。

【請求項10】

前記第三の反応物質が、Ａｒ、Ｈｅ、もしくはＮ_２、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項11】

前記ライナー層上に前記堆積層を形成する前記第二段階が、
第一の反応物質を提供し、かつ前記パターン化された構造上に形成された前記ライナー層上に第三の原料層を形成する第五の工程と、
第二の反応物質を前記第三の原料層に提供する第六の工程と、
前記反応器に高周波ＲＦ電力を提供し、前記第二の反応物質を活性化させる第七の工程と、
前記第三の原料層を前記第二の反応物質と反応させることによって化合物を形成するための第八の工程と、を含む、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項12】

前記第三の原料層が、前記第一の原料層と同じ材料である、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項13】

前記第一の反応物質が、ＴＳＡ、（ＳｉＨ_３）_３Ｎ；ＤＳＯ、（ＳｉＨ_３）_２；ＤＳＭＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＭｅ；ＤＳＥＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＥｔ；ＤＳＩＰＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｉＰｒ）；ＤＳＴＢＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｔＢｕ）；ＤＥＡＳ、ＳｉＨ_３ＮＥｔ_２；ＤＴＢＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｔＢｕ）_２；ＢＤＥＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＥｔ_２）_２；ＢＤＭＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＭｅ_２）_２；ＢＴＢＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨｔＢｕ）_２；ＢＩＴＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨＳｉＭｅ_３）_２；ＤＩＰＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｉＰｒ）_２；ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＥｔ）_４；ＳｉＣｌ_４；ＨＣＤ、Ｓｉ_２Ｃｌ_６；３ＤＭＡＳ、ＳｉＨ（Ｎ（Ｍｅ）_２）_３；ＢＥＭＡＳ、ＳｉＨ_２［Ｎ（Ｅｔ）（Ｍｅ）］_２；ＡＨＥＡＤ、Ｓｉ_２（ＮＨＥｔ）_６；ＴＥＡＳ、Ｓｉ（ＮＨＥｔ）_４；Ｓｉ_３Ｈ_８；ＤＣＳ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２；ＳｉＨＩ_３；ＳｉＨ_２Ｉ_２；またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを備える、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項14】

前記第二の反応物質が、Ｏ_２、Ｏ_３、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項15】

前記第二の反応物質が、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_２、Ｎ_２Ｈ_４、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項16】

前記化合物が、酸化ケイ素または窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項17】

前記ライナー層のうちの少なくとも一部が、活性化された第二の反応物質によって化合物に変換される、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項18】

前記ライナー層全体が、活性化された第二の反応物質によって化合物に変換される、請求項１７に記載の基材処理方法。

【請求項19】

前記ライナー層の前記厚さが、１０Åである、または１０Åより大きい、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項20】

前記パターン化された構造の損失が、５Å未満である、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項21】

前記パターン化された構造が、フォトレジスト、炭素材料、または非晶質ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項22】

前記パターン化された構造の幅が、ほぼ同じである、請求項１１に記載の基材処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、基材を処理するための方法に関し、より具体的には、反応器内でプラズマを使用する処理中の基材の下層への損傷を最小化するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体回路のライン幅が縮小するにつれ、従来の熱的なプロセスにおいて熱履歴から半導体デバイスを保護するために低温プロセスに対する要求が増加してきている。

【0003】

プラズマ強化原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）法は、反応物質ガスを活性化し、低温で三次元パターン構造上の膜厚さおよび均一性の正確な制御を容易にするためにプラズマを使用するため、ＰＥＡＬＤ法は、低温プロセスでしばしば使用されている。例えば、ＰＥＡＬＤ法は、プラズマによって酸素反応物質ガスを活性化することによって、低温においてパターニング層としてのＳｉＯ_２層形成を容易にする。

【0004】

酸化物層（例えば、ＳｉＯ_２層）が、炭素を含むフォトレジスト（ＰＲ）パターン構造の上にＰＥＡＬＤ法によって堆積されたパターニング層として使用される時、フォトレジスト下層は、酸素ラジカルの強い反応性に起因して損傷される場合がある。下層への損傷は、ＳｉＯ_２層がある特定の厚さに堆積されるまで継続する場合がある。一般的に、５Å未満の下層の損傷は、デバイス性能に著しく影響を与えない範囲内である場合があるため、許容される場合がある。しかしながら、ウェットエッチング耐性が高いＳｉＯ_２層を堆積させるために高強度のＲＦ電力が印加される場合、下層の損傷はデバイス性能に著しい影響を与える場合がある。それ故に、高いＲＦ電力が印加されるプロセス条件の場合には、下層の損傷が最小化され、かつ損傷がデバイス性能に著しく影響を与えない範囲内である基材処理方法が必要とされる場合がある。

【0005】

従来の基材処理方法では、保護層としてのライナー膜が、その問題を解決するためにフォトレジスト上に形成される場合がある。ライナー層は、酸素ラジカルを提供することなく、フォトレジスト上に原料材料を吸着することによって形成される。例えば、アミノシランケイ素原料が提供され、続いて活性化Ａｒガスの提供が続いてもよい。ライナー層がフォトレジスト上に形成される際に、活性化Ａｒガスは、ケイ素原料ガスおよびＳｉＣＮ層を解離する。その後、Ｓｉ原料と酸素プラズマとが交互かつ連続的に提供されて、ＳｉＣＮ層上のパターニング層としてＳｉＯ_２層を形成し、またＳｉＣＮ層の少なくとも一部は、酸素ラジカルと反応することによってＳｉＯ_２層に変換される。しかしながら、フォトレジスト下層は、高活性の酸素ラジカルによって依然として損傷される。この問題を解決するには、ＳｉＣＮ層の厚さを増加してもよいが、これはＳｉＣＮ層をＳｉＯ_２層に混合させることにもなり、結果的にＳｉＯ_２層全体を通して不均一なＳｉＯ_２層特性をもたらす。結果として、異なる組成を有する２つの膜が積み重ねられるため、膜のウェットエッチング特性は膜全体を通して均一にならない場合がある。また、半導体デバイスがさらに縮小し、かつ半導体デバイスのパターン化された構造間の間隔がより狭くなるにつれて、より薄いＳｉＯ_２パターニング層が、パターン化された構造上に形成されることも必要とされる場合がある。したがって、ＳｉＣＮ層が厚くなる場合、ＳｉＯ_２層全体は、ＳｉＣＮ層と、ＳｉＣＮ層から完全に変換されないＳｉＯ_２層とを一緒に含むようになり、それ故にＳｉＯ_２層のウェットエッチング特性は均一ではない。加えて、ＳｉＯ_２層の厚さは、必要とされる薄い厚さを超える場合がある。逆に、ＳｉＣＮ層が薄い場合、フォトレジスト下層は、フォトレジスト層の損失、フォトレジストの部分的な変形などによって示されるように、活性酸素ラジカルから直接的に損傷される場合がある。

【発明の概要】

【0006】

本開示は、反応器内でプラズマを使用する基材処理方法において基材の下層への損傷を最小化するための方法を提供する。

【0007】

１つ以上の実施形態では、基材処理方法は、ライナー層を形成する第一段階および堆積層を形成する第二段階を含んでもよい。

【0008】

１つ以上の実施形態では、ライナー層を形成する第一段階は、第一の反応物質および第三の反応物質を、パターン化された構造に提供することと、パターン化された構造の表面上に第一の原料層を形成することからなる。

【0009】

１つ以上の実施形態では、ライナー層を形成する第一段階において、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力が第一の原料層に同時に提供され、一方で第三の反応物質が提供され、また第一の原料層は解離され、活性化された第三の反応物質によって第二の原料層に変換される。

【0010】

１つ以上の実施形態では、堆積層を形成する第二段階は、第一の反応物質を提供し、かつライナー層上に第三の原料層を形成することと、第三の原料層に第二の反応物質を提供することからなる。

【0011】

１つ以上の実施形態では、堆積層を形成する第二段階では、第二の反応物質が提供される間に高周波ＲＦ電力が提供され、第三の原料層を活性化された第二の反応物質と反応させることによって化合物を形成する。

【0012】

１つ以上の実施形態では、ライナー層の少なくとも一部は、活性化された第二の反応物質によって化合物に変換される。

【0013】

もう１つの実施形態では、活性化された第二の反応物質によるパターン化された構造の損失は、５Å未満である。

【図面の簡単な説明】

【0014】

本開示のある特定の実施形態の上記およびその他の態様、特徴、および利点は、添付図面と併せて以下の記述からより明らかとなる。

【0015】

【図1】図１は、本開示の基材処理方法のフローチャートである。

【図2】図２は、図１によるプロセスタイミンググラフである。

【図3A】図３Ａは、既存のプロセスによる下層の損失の図である。

【図3B】図３Ｂは、既存のプロセスによる下層の損失の図である。

【図3C】図３Ｃは、本開示の基材処理方法による下層の損失の図である。

【図4】図４は、ＳｉＣＮライナー層の厚さによる、様々なプロセス条件による炭素損失の図である。

【図5】図５は、フォトレジストを含むパターン化された構造上にＳｉＯ_２パターニング層を形成する図である。

【図6】図６は、本開示の基材処理方法を実行するための基材処理装置の図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本開示は、上述の問題を解決する方法に関し、より具体的には、保護層として薄い厚さを有するライナー層を形成して、下層への損傷を最小化する方法に関する。

【0017】

本開示の実施形態では、二周波数ＲＦ電力が、炭素含有フォトレジスト層上にライナー層を形成するために提供されてもよい。より具体的には、ライナー層は、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力を同時に提供することによって形成されてもよい。低周波ＲＦ電力の供給は、ライナー層の密度および硬度が改善されうるという点で技術的利点を有する場合があり、一方で下層の損傷を最小化する場合がある。高周波ＲＦ電力の供給は、ラジカル生成を促進し、かつ高い均一性および高い膜成長速度を達成する技術的利点を有する場合がある。

【0018】

図１は、本開示による基材処理方法のフローチャートを示す。より具体的には、図１は、基材上に形成されたパターン化された構造上にライナー層および堆積層を形成する方法を示す。パターン化された構造は、フォトレジストのうちの少なくとも１つを含んでもよい。例えば、フォトレジストは、炭素材料（ハードマスクおよびスピンオン炭素など）または非晶質ケイ素のうちの少なくとも１つを含んでもよい。図１では、一例として、パターン化された構造がフォトレジストとして図示されている。ライナー層は保護層であってもよく、また堆積層はパターニング層であってもよい。各工程の記述は、以下のようにより詳細に提供される。

【0019】

第一の工程Ｓ１：基材が反応器に装填される。基材は、その上に形成されたパターン化された構造を含んでもよく、またパターン化された構造は、炭素含有フォトレジストを備えてもよい。

【0020】

第二の工程Ｓ２：第一の原料層は、第一の反応物質を供給することによって形成されてもよい。第一の反応物質は、ケイ素含有ガスであってもよい。例えば、第一の反応物質は、アミノシラン、ヨードシラン、またはハロゲン化物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。第一の原料層は、フォトレジスト上に第一の反応物質を吸着することによって形成されてもよい。また、第三の反応物質は、プロセス全体を通して、すなわち、第二の工程から第八の工程まで全体を通して、一緒に連続的に提供されてもよい。第三の反応物質は、Ａｒ、Ｈｅ、またはＮ_２などの不活性ガスを含んでもよい。第三の反応物質は、第一の反応物質を基材へ運んでもよく、または第一の反応物質の反応空間への均一な供給を容易にしてもよい。

【0021】

第三の工程Ｓ３：低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力が同時に提供され、第三の反応物質の活性化がもたらされる。

【0022】

第四の工程Ｓ４：活性化された第三の反応物質は、フォトレジスト上に吸着された第一の原料層を解離させる場合がある。次いで、解離された第一の原料層は、第二の原料層に変換されてもよい。第二の原料層は、第一の反応物質の分子の断片からなってもよい。例えば、アミノシラン原料ガス（第一の反応物質として）が提供され、第一の原料層としてフォトレジスト上に吸着される場合、第二の原料層は、個々のケイ素元素、炭素元素、窒素元素、水素元素、およびリガンド（アルキル基など）の断片を含有してもよい。第一の原料層は、解離されて、第二の原料層に変換されてもよく、また第二の原料層は、活性化された第三の反応物質のイオン衝撃効果に起因して、フォトレジスト上で高密度化されてもよい。

【0023】

第二の工程Ｓ２から第四の工程Ｓ４は、複数回、例えば、Ｍ回繰り返されてもよく、また第三の反応物質は、第二の工程Ｓ２から第四の工程Ｓ４の全体を通して連続的に提供されてもよい。第二の工程Ｓ２から第四の工程Ｓ４は、ライナー層を形成するための段階と称される場合がある。ライナー層は、堆積層を形成するための以下の段階において、活性種からフォトレジスト下層を保護するための保護層であってもよい。例示的な実施形態では、パージ工程は、第二の工程Ｓ２と第三の工程Ｓ３との間、および第三の工程Ｓ３と第四の工程Ｓ４との間に提供されてもよい。

【0024】

第五の工程Ｓ５：第三の原料層は、第一の反応物質を第二の原料層に供給することによって第二の原料層上に形成されてもよい。第一の反応物質は、ケイ素含有ガスであってもよく、またアミノシラン、ヨードシラン、またはハロゲン化物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。第三の原料層は、第一の反応物質を第二の原料層上に吸着することによって形成されてもよい。第三の原料層は、第一の原料層と同じ材料であってもよく、また第三の反応物質が一緒に供給されてもよい。第三の反応物質は、ＡｒまたはＮ_２などの不活性ガスであってもよく、また第一の反応物質を基材へ運び、反応空間における第一の反応物質の均一な供給を容易にする場合がある。

【0025】

第六の工程Ｓ６：第二の反応物質が、反応器に提供されてもよい。第二の反応物質は、第三の原料層と化学的に反応しない場合があるが、活性化された時には、第三の原料層と化学的に反応する場合がある。それ故に、第二の反応物質は、反応性パージガスと称されてもよい。

【0026】

本開示の１つの実施形態では、第二の反応物質は、酸素を含有してもよい。例えば、第二の反応物質は、Ｏ_２、ＣＯ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、Ｏ_３、Ｈ_２Ｏ、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0027】

本開示の別の実施形態では、第二の反応物質は窒素を含有してもよい。例えば、第二の反応物質は、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_２、Ｎ_２Ｈ_４、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。第三の反応物質は、第六の工程Ｓ６から第七の工程Ｓ７まで連続的に提供されてもよい。

【0028】

第七の工程Ｓ７：高周波ＲＦ電力が、反応器に提供されてもよい。高ＲＦ電力は、第二の反応物質を活性化してもよい。代替的な実施形態では、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力は一緒に提供されてもよい。

【0029】

八工程Ｓ８：活性化された第二の反応物質および第三の原料層は、互いに化学的に反応し、第二の原料層上に堆積層を形成する。１つの実施形態では、堆積層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_×）層または窒化ケイ素（Ｓｉ_×Ｎ_ｙ）または任意の絶縁材料層などのパターニング層であってもよい。別の実施形態では、第六の工程Ｓ６から八工程Ｓ８は、同時に実行されてもよい。

【0030】

第五の工程Ｓ５および八工程Ｓ８は、複数回、例えば、Ｎ回繰り返されてもよく、また第三の反応物質は、第二の工程Ｓ５から第四の工程Ｓ８まで全体を通して連続的に提供されてもよい。第五の工程Ｓ５から八工程Ｓ８は、堆積層を形成するための段階と称される場合がある。選択的な実施形態では、パージ工程が、第四の工程Ｓ４と第五の工程Ｓ５との間、および第五の工程Ｓ５と第六の工程Ｓ６との間、および第六の工程Ｓ６と第七の工程Ｓ７との間、および第七の工程Ｓ７と八工程Ｓ８との間、および八工程Ｓ８の後に提供されてもよい。別の実施形態では、第二の反応物質および第三の反応物質は、第五の工程Ｓ５から八工程Ｓ８の全体を通して連続的に提供されてもよい。

【0031】

第九の工程Ｓ９：第一の工程Ｓ１～Ｓ４、すなわち、ライナー層を形成するための段階、および第五の工程Ｓ５～八工程Ｓ８、すなわち、堆積層を形成するための段階が完了した後、基材処理プロセスは終了してもよい。

【0032】

図１に記述される開示の実施形態によれば、ライナー層を形成する段階において形成されるライナー層のうちの少なくとも一部は、堆積層を形成する段階の間に提供される酸素ラジカルに曝露され、かつ化学反応してもよく、またライナー層の一部の化学組成は変化してもよい。例えば、ライナー層は、第二の原料層からなる要素だけでなく、酸素ラジカルと反応することによって形成される化合物も含んでもよい。

【0033】

図２は、本開示の一実施形態によるプロセスタイミンググラフの図である。

【0034】

図２の第一段階は、図１の工程２（Ｓ２）から工程４（Ｓ４）、ライナー層を形成するための段階に対応する。より詳細には、図２のタイミング工程Ｔ１およびタイミング工程Ｔ３は、図１の第二の工程Ｓ２および第三の工程Ｓ３にそれぞれ対応してもよい。

【0035】

図２の第二段階は、図２の工程５（Ｓ５）から工程８（Ｓ８）、堆積層を形成するための段階に対応する。より詳細には、図２のタイミング工程Ｔ２およびＴ７は、図１の第五の工程Ｓ５および第七の工程Ｓ７にそれぞれ対応してもよい。代替的な実施形態では、低周波ＲＦ電力だけでなく、高周波ＲＦ電力も、第二段階のタイミング工程Ｔ７の間に一緒に提供されてもよい。例えば、低周波ＲＦ電力は、３００ｋＨｚ～５００ｋＨｚのＲＦ電力、または好ましくは３２０ｋＨｚ～４７０ｋＨｚ、またはより好ましくは３４０ｋＨｚ～４３０ｋＨｚであってもよく、また高周波ＲＦ電力は、５ＭＨｚ～６０ＭＨｚのＲＦ電力、または好ましくは７ＭＨｚ～４５ＭＨｚ、またはより好ましくは１０ＭＨｚ～３０ＭＨｚであってもよい。

【0036】

タイミング工程Ｔ１およびＴ５の間に提供される第一の反応物質は、アミノシラン、ヨードシラン、またはハロゲン化物などのケイ素（Ｓｉ）を含有してもよい。例えば、第一の反応物質は、ＴＳＡ、（ＳｉＨ_３）_３Ｎ；ＤＳＯ、（ＳｉＨ_３）_２；ＤＳＭＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＭｅ；ＤＳＥＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＥｔ；ＤＳＩＰＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｉＰｒ）；ＤＳＴＢＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｔＢｕ）；ＤＥＡＳ、ＳｉＨ_３ＮＥｔ_２；ＤＴＢＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｔＢｕ）_２；ＢＤＥＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＥｔ_２）_２；ＢＤＭＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＭｅ_２）_２；ＢＴＢＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨｔＢｕ）_２；ＢＩＴＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨＳｉＭｅ_３）_２；ＤＩＰＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｉＰｒ）_２；ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＥｔ）_４；ＳｉＣｌ_４；ＨＣＤ、Ｓｉ_２Ｃｌ_６；３ＤＭＡＳ、ＳｉＨ（Ｎ（Ｍｅ）_２）_３；ＢＥＭＡＳ、ＳｉＨ_２［Ｎ（Ｅｔ）（Ｍｅ）］_２；ＡＨＥＡＤ、Ｓｉ_２（ＮＨＥｔ）_６；ＴＥＡＳ、Ｓｉ（ＮＨＥｔ）_４；Ｓｉ_３Ｈ_８、ＤＣＳ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２；ＳｉＨＩ_３；ＳｉＨ_２Ｉ_２；またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0037】

それ故に、保護層としてのＳｉＣＮライナー層は、図１および図２の実施形態による第一段階の間、フォトレジスト上に形成されてもよい。

【0038】

図２のタイミング工程Ｔ２とＴ５との間に提供される第二の反応物質は、酸素（Ｏ）を含有してもよい。例えば、第二の反応物質は、化合物、すなわち酸化物層を形成するために、Ｏ_２、Ｏ_３、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを含んでもよい。別の実施形態では、図２のタイミング工程Ｔ２およびＴ５の間に提供される第二の反応物質は、窒素（Ｎ）を含有してもよい。例えば、第二の反応物質は、化合物、すなわち、窒化層を形成するために、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_２、Ｎ_２Ｈ_４、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0039】

タイミング工程Ｔ１～Ｔ８の間に提供される第三の反応物質は、不活性ガスであってもよい。例えば、第三の反応物質は、Ａｒ、Ｈｅ、またはＮ_２、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含んでもよい。

【0040】

ライナー層を形成するための段階の間に提供される高周波ＲＦ電力は、活性化された第三の反応物質（Ａｒイオンなど）のイオン密度を増加させる場合があり、また一緒に提供される低周波ＲＦ電力は、イオン衝撃効果に起因してライナー層の膜の高密度化に寄与する場合がある。結果として、フォトレジストの下にある層への損傷を最小化することに貢献する。それ故に、本開示による基材処理方法は、（１）ライナー層がイオン密度の増加に起因して高密度化される場合がある、（２）パターン化された構造上の膜のコンフォーマル性が改善される場合がある、および（３）高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力を同時に提供することによって、下層の損傷が減少する場合がある、という点で、技術的利点を有する場合がある。

【0041】

図２の実施形態によれば、基材上に形成されたＳｉＣＮライナー層の一部は、堆積層形成段階の間に酸素ラジカルと反応してもよく、また化学組成が変化してもよい。例えば、ＳｉＣＮライナー層の少なくとも一部は、ＳｉＯ_２層に変換されてもよい。

【0042】

図３Ａ、図３Ｂ、および図３Ｃは、従来の基材処理方法および本開示の基材処理方法による、下層の損失の程度を示す。

【0043】

図３Ａおよび図３Ｂは、ＳｉＯ_２パターニング層が、従来の基材処理方法によって、パターン化された構造のフォトレジスト層上に形成されることを示す。図３Ｃは、ＳｉＯ_２パターニング層が、本開示の基材処理方法によってフォトレジスト層上に形成されることを示す。

【0044】

図３Ａでは、高周波ＲＦ電力のみを提供することによって、ＰＥＡＬＤによってフォトレジスト層上にライナー層を形成することなくＳｉＯ_２層が形成される場合、ＳｉＯ_２層に面するライナー層の一部は、酸素ラジカルによって損傷され、それ故に、フォトレジストを構成する炭素元素は失われ、またＳｉＯ_２層が、酸素ラジカルによってフォトレジスト層内に形成される。その場合、ＳｉＯ_２層のその後の選択的なエッチングプロセスでは、フォトレジスト層の一部は一緒にエッチングされて失われる場合があり、微細なパターン間の幅は均一でない場合があり、またデバイスの欠陥につながる場合がある。

【0045】

図３Ｂでは、第一段階の間に高周波ＲＦ電力のみを提供することによってフォトレジスト層上に１０ÅのＳｉＣＮライナー層が形成され、その後、第二段階の間にその上にＳｉＯ_２パターニング層の堆積が続く。図３ａと比較する場合、ＳｉＣＮライナー層は、酸素ラジカルに起因してＳｉＯ_２層に変換され、１０Åの薄いＳｉＣＮ層厚さに起因して、変換されたＳｉＯ_２層内にはいかなる残留ＳｉＣＮ層も残留しない。しかし、フォトレジスト層は依然として酸素ラジカルによって損傷され、それ故にフォトレジスト層の中の炭素元素は、酸素ラジカルと反応してＣＯ_２を形成して失い、ＳｉＯ_２層がフォトレジスト層内に形成される。その場合、ＳｉＯ_２層のその後の選択的なエッチングプロセスでは、フォトレジスト層の一部は一緒にエッチングされて失われる場合があり、微細なパターン間の幅は均一でない場合があり、またデバイスの欠陥につながる場合がある。

【0046】

図３Ｃでは、第一段階の間に高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力を同時に提供することによってフォトレジスト層上に１０ÅのＳｉＣＮライナー層が形成され、その後、第二段階の間にその上にＳｉＯ_２パターニング層の堆積が続く。図３Ａおよび図３Ｂと比較した時、ＳｉＣＮライナー層から変換されたＳｉＯ_２層が１０Åと薄いにもかかわらず、デバイス性能に影響を与えない範囲内で、下層の損失が著しく低減される。したがって、本開示の基材処理方法は、フォトレジスト下層の損失が著しく低減し、またいかなる残留ＳｉＣＮ層もＳｉＯ_２層内に残らないという技術的利点を有する場合がある。それ故に、パターン化された構造上に形成されたＳｉＯ_２パターニング層間の均一なウェットエッチング特性が達成されてもよく、また微細なパターン構造の幅は、後続の選択的なエッチングプロセスにおいて一定に保持される場合があり、またデバイス欠陥が防止される場合がある。

【0047】

図４は、ライナー層が形成されていない場合、高周波ＲＦ電力のみを提供してライナー層が形成される場合、および高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力を同時に提供してライナー層が形成される場合の、ＳｉＣＮライナー層の厚さによる様々なプロセス条件による、フォトレジスト下層における炭素損失の図である。

【0048】

図４では、６００ÅのＳｉＯ_２パターニング層が、ＳｉＣＮライナー層なしで、またはそれぞれ５Å、１０Å、および２０ÅのＳｉＣＮライナー層を有して、カーボンハードマスク膜上に形成される。５Å未満の下層の損失がデバイス性能に影響を与えないと仮定する場合、高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力を一緒に提供することによって、１０ÅのＳｉＣＮライナー層が形成され、その後ＰＥＡＬＤによってその上にＳｉＯ_２パターニング層の形成が続くプロセス条件は、４．２Åの下層の損失を示す。すなわち、５Å未満では、それ故に下層の損失が、デバイス性能に影響を与えない範囲を下回って制御される場合がある。

【0049】

加えて、ＳｉＣＮライナー層がより厚い時、例えば、２０Åであり、かつＳｉＣＮライナー層が、高周波ＲＦ電力のみ、または高周波ＲＦ電力および低周波ＲＦ電力を一緒に提供することによって形成され、その後ＰＥＡＬＤによってその上にＳｉＯ_２パターニング層の形成が続く時、下層の損失は、それぞれ５Åおよび１Å未満である場合がある。すなわち、５Å未満では、それ故に下層の損失が、デバイス性能に影響を与えない範囲を下回って制御される場合がある。

【0050】

図５は、本開示によるフォトレジストを備えるパターン化された構造上にＳｉＯ_２パターニング層を形成する図を図示する。

【0051】

図５の工程１では、ケイ素原料ガスおよびＡｒガスが、基材上に形成されたパターン化された構造１に供給される。パターン化された構造は、フォトレジストであってもよく、また炭素元素からなってもよい。ケイ素原料分子は、パターン化された構造の表面上に熱的にかつコンフォーマルに吸着され、パターン化された構造の表面に沿って原料層（第一の原料層）３を形成する。Ａｒガスは、図５ａから図５ｄの全体を通して連続的に供給される。

【0052】

図５の工程２では、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力が同時に提供され、基材上にＡｒプラズマをその場で生成する。活性化されたＡｒラジカルおよびイオンは原料層３のケイ素原料分子を攻撃し、かつ解離し、原料層３は、第二の層５、すなわちＳｉＣＮライナー層に変換される。ＳｉＣＮライナー層は、１０Åまたは１０Åより大きい厚さを有してもよい。第二の原料層は、ケイ素元素、炭素元素、水素元素、およびリガンドからなるアルキル基などのケイ素原料分子の成分の混合物である。第二の原料層は、Ａｒラジカルおよびイオンの衝撃効果によって高密度化される。

【0053】

図５の工程３では、ケイ素原料ガスおよびＡｒガスが、第二の原料層５、すなわち、パターン化された構造１上に形成されたライナー層上に供給されて吸着され、第三の原料層７を形成する。第三の原料層７は、第一の原料層３と同じであってもよい。第三の原料層７のケイ素原料分子は、パターン化された構造１の表面に沿って第二の原料層５の表面上に熱的に、かつコンフォーマルに吸着される。

【0054】

図５の工程４では、酸素ガスが反応器に供給され、反応器に供給される高周波ＲＦ電力によって活性化される。第三の原料層は、酸素ラジカルおよびイオンと反応し、また堆積層９（すなわち、ＳｉＯ_２層）に変換される。この工程では、第二の原料層５、すなわち、ＳｉＣＮライナー層は、酸素ラジカルおよびＳｉＣＮ層の中に浸透したイオンによって堆積層ＳｉＯ_２に変換される場合があり、いかなるＳｉＣＮ層も残らない。しかし、ケイ素原料ガスおよび酸素ガスを繰り返し供給することによって形成されたＳｉＯ_２層の増加した厚さによるシールド効果に起因して、フォトレジスト下層１は失われない。すなわち、パターン化された構造の幅はほぼ同じである（Ｗ１＝Ｗ２＝Ｗ３＝Ｗ４）。

【0055】

表１は、本開示の１つの実施形態による、ＳｉＣＮライナー層およびＳｉＯ_２堆積層のためのプロセス条件を示す。

【表1】

【0056】

図６は、本開示の基材処理方法を実行するための基材処理装置の概略図である。

【0057】

図６では、基材４０は基材支持体３０上に配置されてもよく、またガス供給ユニット２０は、基材４０にガスを供給するように構成された反応器１０に提供される。基材支持体３０は、基材４０に熱エネルギーを供給する加熱ブロックを備えてもよい。ガス供給ユニット２０は、シャワーヘッドであってもよい。ガスは、外側からガス供給ユニット２０を通して基材４０に供給されてもよい。

【0058】

プロセスガスは、排気ポンプであってもよい排気ユニット８０を通して排出される。ガス供給ユニット２０は、ＲＦ電力供給ユニットに接続される。ＲＦ電力供給ユニットは、マッチングネットワーク５０、高周波ＲＦ電力発生器６０、および／または低周波ＲＦ電力発生器７０を備えてもよい。ＲＦ電力は、反応器に提供されてもよく、また本開示によるＲＦ電力の強度は、ＰＣコントローラ（図示せず）などのプログラマブル制御ユニットによって工程別に制御されてもよい。

【0059】

当然のことながら、本明細書に記述される実施形態は、限定の目的でではなく、記述的な意味でのみ考慮される。各実施形態内の特徴または態様の記述は、典型的に、他の実施形態における他の類似の特徴または態様のために使用可能なものとして考慮されるべきである。図面を参照しながら１つ以上の実施形態が記述されているが、当業者であれば、以下の特許請求の範囲によって定義されるような本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態および詳細の様々な変更が、その中でなされてもよいことを理解するであろう。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2023-10-30

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0029】

第八の工程Ｓ８：活性化された第二の反応物質および第三の原料層は、互いに化学的に反応し、第二の原料層上に堆積層を形成する。１つの実施形態では、堆積層は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_×）層または窒化ケイ素（Ｓｉ_×Ｎ_ｙ）または任意の絶縁材料層などのパターニング層であってもよい。別の実施形態では、第六の工程Ｓ６から第八の工程Ｓ８は、同時に実行されてもよい。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0030】

第五の工程Ｓ５および第八の工程Ｓ８は、複数回、例えば、Ｎ回繰り返されてもよく、また第三の反応物質は、第五の工程Ｓ５から第八の工程Ｓ８まで全体を通して連続的に提供されてもよい。第五の工程Ｓ５から第八の工程Ｓ８は、堆積層を形成するための段階と称される場合がある。選択的な実施形態では、パージ工程が、第四の工程Ｓ４と第五の工程Ｓ５との間、および第五の工程Ｓ５と第六の工程Ｓ６との間、および第六の工程Ｓ６と第七の工程Ｓ７との間、および第七の工程Ｓ７と第八の工程Ｓ８との間、および第八の工程Ｓ８の後に提供されてもよい。別の実施形態では、第二の反応物質および第三の反応物質は、第五の工程Ｓ５から第八の工程Ｓ８の全体を通して連続的に提供されてもよい。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0031】

第九の工程Ｓ９：第一の工程Ｓ１～Ｓ４、すなわち、ライナー層を形成するための段階、および第五の工程Ｓ５～第八の工程Ｓ８、すなわち、堆積層を形成するための段階が完了した後、基材処理プロセスは終了してもよい。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0034】

図２の第一段階は、図１の第二の工程Ｓ２から第四の工程Ｓ４、ライナー層を形成するための段階に対応する。より詳細には、図２のタイミング工程Ｔ１およびタイミング工程Ｔ３は、図１の第二の工程Ｓ２および第三の工程Ｓ３にそれぞれ対応してもよい。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0035】

図２の第二段階は、図１の第五の工程Ｓ５から第八の工程Ｓ８、堆積層を形成するための段階に対応する。より詳細には、図２のタイミング工程Ｔ５およびＴ７は、図１の第五の工程Ｓ５および第七の工程Ｓ７にそれぞれ対応してもよい。代替的な実施形態では、低周波ＲＦ電力だけでなく、高周波ＲＦ電力も、第二段階のタイミング工程Ｔ７の間に一緒に提供されてもよい。例えば、低周波ＲＦ電力は、３００ｋＨｚ～５００ｋＨｚのＲＦ電力、または好ましくは３２０ｋＨｚ～４７０ｋＨｚ、またはより好ましくは３４０ｋＨｚ～４３０ｋＨｚであってもよく、また高周波ＲＦ電力は、５ＭＨｚ～６０ＭＨｚのＲＦ電力、または好ましくは７ＭＨｚ～４５ＭＨｚ、またはより好ましくは１０ＭＨｚ～３０ＭＨｚであってもよい。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0051】

図５の工程１では、ケイ素原料ガスおよびＡｒガスが、基材上に形成されたパターン化された構造１に供給される。パターン化された構造は、フォトレジストであってもよく、また炭素元素からなってもよい。ケイ素原料分子は、パターン化された構造の表面上に熱的にかつコンフォーマルに吸着され、パターン化された構造の表面に沿って原料層（第一の原料層）３を形成する。Ａｒガスは、図５の工程１から工程４の全体を通して連続的に供給される。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0052】

図５の工程２では、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力が同時に提供され、基材上にＡｒプラズマをその場で生成する。活性化されたＡｒラジカルおよびイオンは第一の原料層３のケイ素原料分子を攻撃し、かつ解離し、第一の原料層３は、第二の原料層５、すなわちＳｉＣＮライナー層に変換される。ＳｉＣＮライナー層は、１０Åまたは１０Åより大きい厚さを有してもよい。第二の原料層は、ケイ素元素、炭素元素、水素元素、およびリガンドからなるアルキル基などのケイ素原料分子の成分の混合物である。第二の原料層は、Ａｒラジカルおよびイオンの衝撃効果によって高密度化される。

【手続補正8】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材処理方法であって、
パターン化された構造上にライナー層を形成する第一段階と、
前記ライナー層上に堆積層を形成する第二段階と、を含み、
前記ライナー層を形成する前記第一段階が、二周波数ＲＦ電力を提供することによって実行される、基材処理方法。

【請求項2】

前記ライナー層を形成するための前記第一段階が、
前記パターン化された構造を有する基材を反応器に提供する第一の工程と、
第一の反応物質を前記基材に提供し、かつ第一の原料層を前記パターン化された構造上に形成する第二の工程と、
前記二周波数ＲＦ電力を前記第一の原料層に提供する第三の工程と、
前記第一の原料層を第二の原料層に変換する第四の工程と、を含み、
第三の反応物質が、前記第二の工程から前記第四の工程の全体を通して連続的に提供される、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項3】

前記二周波数ＲＦ電力を提供する前記第三の工程が、低周波ＲＦ電力および高周波ＲＦ電力を同時に提供する、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項4】

前記低周波ＲＦ電力が、３００ｋＨｚから～５００ｋＨｚの範囲であり、かつ
前記高周波ＲＦ電力が、５ＭＨｚ～６０ＭＨｚの範囲である、請求項３に記載の基材処理方法。

【請求項5】

前記第一の反応物質が、ケイ素、窒素、および炭素を含む、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項6】

前記第一の反応物質が、ＴＳＡ、（ＳｉＨ_３）_３Ｎ；ＤＳＯ、（ＳｉＨ_３）_２；ＤＳＭＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＭｅ；ＤＳＥＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＥｔ；ＤＳＩＰＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｉＰｒ）；ＤＳＴＢＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｔＢｕ）；ＤＥＡＳ、ＳｉＨ_３ＮＥｔ_２；ＤＴＢＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｔＢｕ）_２；ＢＤＥＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＥｔ_２）_２；ＢＤＭＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＭｅ_２）_２；ＢＴＢＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨｔＢｕ）_２；ＢＩＴＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨＳｉＭｅ_３）_２；ＤＩＰＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｉＰｒ）_２；ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＥｔ）_４；ＳｉＣｌ_４；ＨＣＤ、Ｓｉ_２Ｃｌ_６；３ＤＭＡＳ、ＳｉＨ（Ｎ（Ｍｅ）_２）_３；ＢＥＭＡＳ、ＳｉＨ_２［Ｎ（Ｅｔ）（Ｍｅ）］_２；ＡＨＥＡＤ、Ｓｉ_２（ＮＨＥｔ）_６；ＴＥＡＳ、Ｓｉ（ＮＨＥｔ）_４；Ｓｉ_３Ｈ_８；ＤＣＳ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２；ＳｉＨＩ_３；ＳｉＨ_２Ｉ_２；またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを備える、請求項５に記載の基材処理方法。

【請求項7】

前記第一の原料層が、前記二周波数ＲＦ電力によって活性化される前記第三の反応物質によって解離され、かつ前記第二の原料層に変換される、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項8】

前記第二の原料層が、個々のケイ素元素、窒素元素、炭素元素、またはそれらの混合物を含む、請求項７に記載の基材処理方法。

【請求項9】

前記第二の原料層が、ＳｉＣＮ層を含む、請求項７に記載の基材処理方法。

【請求項10】

前記第三の反応物質が、Ａｒ、Ｈｅ、もしくはＮ_２、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の基材処理方法。

【請求項11】

前記ライナー層上に前記堆積層を形成する前記第二段階が、
第一の反応物質を提供し、かつ前記パターン化された構造上に形成された前記ライナー層上に第三の原料層を形成する第五の工程と、
第二の反応物質を前記第三の原料層に提供する第六の工程と、
前記反応器に高周波ＲＦ電力を提供し、前記第二の反応物質を活性化させる第七の工程と、
前記第三の原料層を前記第二の反応物質と反応させることによって化合物を形成するための第八の工程と、を含む、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項12】

前記第三の原料層が、前記第一の原料層と同じ材料である、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項13】

前記第一の反応物質が、ＴＳＡ、（ＳｉＨ_３）_３Ｎ；ＤＳＯ、（ＳｉＨ_３）_２；ＤＳＭＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＭｅ；ＤＳＥＡ、（ＳｉＨ_３）_２ＮＥｔ；ＤＳＩＰＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｉＰｒ）；ＤＳＴＢＡ、（ＳｉＨ_３）_２Ｎ（ｔＢｕ）；ＤＥＡＳ、ＳｉＨ_３ＮＥｔ_２；ＤＴＢＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｔＢｕ）_２；ＢＤＥＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＥｔ_２）_２；ＢＤＭＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＭｅ_２）_２；ＢＴＢＡＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨｔＢｕ）_２；ＢＩＴＳ、ＳｉＨ_２（ＮＨＳｉＭｅ_３）_２；ＤＩＰＡＳ、ＳｉＨ_３Ｎ（ｉＰｒ）_２；ＴＥＯＳ、Ｓｉ（ＯＥｔ）_４；ＳｉＣｌ_４；ＨＣＤ、Ｓｉ_２Ｃｌ_６；３ＤＭＡＳ、ＳｉＨ（Ｎ（Ｍｅ）_２）_３；ＢＥＭＡＳ、ＳｉＨ_２［Ｎ（Ｅｔ）（Ｍｅ）］_２；ＡＨＥＡＤ、Ｓｉ_２（ＮＨＥｔ）_６；ＴＥＡＳ、Ｓｉ（ＮＨＥｔ）_４；Ｓｉ_３Ｈ_８；ＤＣＳ、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２；ＳｉＨＩ_３；ＳｉＨ_２Ｉ_２；またはその混合物もしくは誘導体のうちの少なくとも１つを備える、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項14】

前記第二の反応物質が、Ｏ_２、Ｏ_３、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ、ＮＯ_２、Ｎ_２Ｏ、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項15】

前記第二の反応物質が、Ｎ_２、Ｎ_２Ｏ、ＮＯ_２、ＮＨ_３、Ｎ_２Ｈ_２、Ｎ_２Ｈ_４、またはそれらの混合物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項16】

前記化合物が、酸化ケイ素または窒化ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項17】

前記ライナー層のうちの少なくとも一部が、前記活性化された第二の反応物質によって化合物に変換される、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項18】

前記ライナー層全体が、前記活性化された第二の反応物質によって化合物に変換される、請求項１７に記載の基材処理方法。

【請求項19】

前記ライナー層の前記厚さが、１０Åである、または１０Åより大きい、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項20】

前記パターン化された構造の損失が、５Å未満である、請求項１１に記載の基材処理方法。

【請求項21】

前記パターン化された構造が、フォトレジスト、炭素材料、または非晶質ケイ素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の基材処理方法。

【請求項22】

前記第一の工程において前記パターン化された構造の幅が、前記第二の工程において前記パターン化された構造の幅とほぼ同じである、請求項１１に記載の基材処理方法。

【外国語明細書】