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特許7290726傾斜イオンビームを使用した一方向の孔伸長のための技術及び装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-06-05
(45)【発行日】2023-06-13
(54)【発明の名称】傾斜イオンビームを使用した一方向の孔伸長のための技術及び装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/3065 20060101AFI20230606BHJP
H01L 21/302 20060101ALI20230606BHJP
【ＦＩ】
H01L21/302 105A
H01L21/302 201B
【請求項の数】
15
(21)【出願番号】P 2021532887
(86)(22)【出願日】2019-12-05
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-03
(86)【国際出願番号】 US2019064689
(87)【国際公開番号】W WO2020123253
(87)【国際公開日】2020-06-18
【審査請求日】2021-08-05
(31)【優先権主張番号】62/779,757
(32)【優先日】2018-12-14
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/676,857
(32)【優先日】2019-11-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】アングリン， ケヴィン
(72)【発明者】
【氏名】ラッフェル， シモン
【審査官】小▲高▼ 孔頌
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６３４６０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２００７－０４１５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２３９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５２１５０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－１５０４７９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５
Ｈ０１Ｌ ２１／３０２
Ｈ０１Ｌ ２１／４６１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板をパターニングする方法であって、前記基板に配置された層に空洞を設けることであって、前記空洞は、第１の方向に沿って第１の長さ及び前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って第１の幅を有し、前記層は前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向に沿って第１の高さを有する、前記基板に配置された層に空洞を設けることと、
第１の堆積手順において、前記空洞上に犠牲層を堆積させることと、
第１の暴露において、傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることであって、前記空洞がエッチングされ、前記第１の暴露後に、前記空洞が前記第１の方向に沿って前記第１の長さよりも長い第２の長さを有し、かつ前記空洞が前記第２の方向に沿って前記第１の幅以下の第２の幅を有し、前記第１の暴露後に、前記犠牲層が前記基板に配置された前記層の上面に保持される、第１の暴露において、傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることと
を含む方法。
【請求項2】
前記基板に配置された前記層が、前記第１の暴露後に、前記第１の高さを保持する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
第２の堆積手順において、前記空洞上に第２の犠牲層を堆積させることと、第２の暴露において、第２の傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることであって、前記空洞がエッチングされ、前記第２の暴露後に、前記空洞が前記第１の方向に沿って前記第２の長さよりも長い第３の長さを有し、かつ前記空洞が前記第２の方向に沿って前記第１の幅以下の第３の幅を有する、第２の暴露において、第２の傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることと
を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記傾斜イオンは、第１の傾斜イオンであり、前記第１の傾斜イオンは、第１の反応性環境の存在下で、前記基板の平面に対する垂線に対して第１の非ゼロの入射角で第１の軌道に沿って方向づけされ、前記第１の軌道は前記第１の方向に位置合わせされている、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記傾斜イオンが第１の反応性環境の存在下で方向づけされ、前記傾斜イオンが、前記基板の平面に対する垂線に対して第１の非ゼロの入射角で、第１の軌道を有する第１の傾斜イオンビームと、
前記基板の平面に対する垂線に対して第２の非ゼロの入射角で、第２の軌道を有する第２の傾斜イオンビームであって、前記第１の軌道と前記第２の軌道が前記第１の方向に互いに対向するように位置合わせされる、第２の軌道を有する第２の傾斜イオンビームと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記第１の傾斜イオンビーム及び前記第２の傾斜イオンビームは、それぞれ、第１のリボンビーム及び第２のリボンビームを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記犠牲層を堆積させることが、プラズマチャンバで堆積種を含むプラズマを生成することと、
前記プラズマチャンバの側面に沿って抽出開孔を設けることであって、前記堆積種は、前記抽出開孔を通って前記基板に拡散する、前記プラズマチャンバの側面に沿って抽出開孔を設けることと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記第１の暴露において傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることが、前記傾斜イオンを前記抽出開孔を通して方向づけすることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
基板をパターニングする方法であって、前記基板に配置された第１の層に空洞を設けることであって、前記空洞は、第１の方向に沿って第１の長さ及び前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って第１の幅を有し、前記第１の層は前記第１の方向及び前記第２の方向に垂直な第３の方向に沿って第１の高さを有する、基板に配置された第１の層に空洞を設けることと、
第１の堆積手順において、前記空洞上に犠牲層を堆積させることと、
第１の暴露において、傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることであって、
前記傾斜イオンが、
前記空洞の第１の側壁に方向付けされる、第１の軌道を有する第１の傾斜イオンビームと、
前記空洞の前記第１の側壁に対向する第２の側壁に方向付けされる、第２の軌道を有する第２の傾斜イオンビームと
を含み、
前記空洞がエッチングされ、前記第１の暴露後に、前記空洞が前記第１の方向に沿って前記第１の長さよりも長い第２の長さを有し、かつ前記空洞が前記第２の方向に沿って前記第１の幅以下の第２の幅を有し、前記第１の暴露後に、前記犠牲層が前記第１の層の上面に保持される、第１の暴露において、傾斜イオンを前記空洞に方向づけすることと
を含む方法。
【請求項10】
前記第１の層は、前記第１の暴露後に、前記第１の高さを保持する、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記第１の層がハードマスク層を含み、前記犠牲層がポリマー層を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項12】
前記犠牲層を堆積させることと、前記傾斜イオンを方向付けすることが、第１のエッチングサイクルを構成し、前記方法は、複数のエッチングサイクルにおいて前記第１のエッチングサイクルを少なくとも１回繰り返すことを含み、前記複数のエッチングサイクルの後に、前記空洞が、前記第１の方向に沿って前記第２の長さよりも長い第３の長さを有し、前記空洞が、前記第２の方向に沿って前記第１の幅以下の第３の幅を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記第１の暴露中に前記第１の方向に沿って前記基板を走査することを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項14】
装置であって、基板を受け入れるためのロードロックと、
前記ロードロックに結合され、真空下で前記基板を移送するように配置された移送チャンバと、
基板平面に対する法線に対して非ゼロの入射角で傾斜反応性イオンビームを前記基板に方向づけするために、前記移送チャンバに結合された傾斜イオンビームエッチングステーションと、
前記基板にポリマー層を堆積させるように配置された、前記移送チャンバに結合されたポリマー堆積チャンバと、
複数のエッチングサイクルにわたって前記基板を循環させるために、前記ポリマー堆積チャンバ、前記移送チャンバ、及び前記傾斜イオンビームエッチングステーションに結合されたコントローラであって、所与のエッチングサイクルは、前記ポリマー堆積チャンバにおける前記ポリマー層の堆積、前記傾斜イオンビームエッチングステーションにおける前記基板のエッチング、及び前記移送チャンバを介した前記ポリマー堆積チャンバと前記傾斜イオンビームエッチングステーションとの間での前記基板の輸送を含む、コントローラと
を備え、最初のエッチングサイクル後に、前記ポリマー層が前記基板の上面に保持される、装置。
【請求項15】
前記傾斜イオンビームエッチングステーションが、内部でプラズマを生成するためのプラズマチャンバと、
前記プラズマチャンバの側面に沿って配置され、前記傾斜反応性イオンビームを前記基板に方向づけするための抽出開孔を含む抽出プレートと、
第１の方向に沿って前記傾斜反応性イオンビームに対して前記基板を走査するように配置された基板ステージと
を含む、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］この出願は、２０１８年１２月１４日に出願された「傾斜イオンビームを使用した一方向の孔延長のための技術及び装置」と題し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国仮特許出願第６２／７７９，７５７号の優先権を主張するものである。
【0002】
［０００２］本実施形態は、トランジスタ処理技術、より具体的には、パターニング装置のエッチング処理に関する。
【背景技術】
【0003】
［０００３］半導体装置がより小さい寸法に縮小し続けるにつれ、特徴をパターニングする能力はますます困難になる。
【0004】
［０００４］具体的な課題の１つは、現在の技術で、空洞がナノメートル又は数十ナノメートルの規模のわずかな距離だけ離れている空洞等の小さい特徴を印刷することである。一例として、装置構造の全体的なピッチが縮小し続けるにつれ、適切な先端間距離で隣接する線形トレンチ又は孔を印刷することがますます困難になる。特に、小さな空洞を小さなピッチでリソグラフィ印刷することは、オーバーレイの問題のために確実性に乏しい場合がある。言い換えると、小さい空洞のわずかな分離を実現するには、複数のマスクが必要になる場合があり、マスク間のオーバーレイエラーにより、空洞の重なりや空洞間の過度に広い分離が発生する可能性がある。
【0005】
［０００５］単一のマスク層を使用して所与の層にそのようなパターンを生成するための１つの可能な戦略は、一連の空洞をリソグラフィでパターニングし、次に空洞をエッチングして空洞を拡大することである。特に、所与の層の空洞をエッチングすることの欠点は、エッチング中に層の厚さが失われることである。
【0006】
［０００６］これら及び他の考慮事項に関し、本改善は有用であり得る。
【発明の概要】
【0007】
［０００７］一実施形態では、基板をパターニングする方法が提供される。本方法は、基板に配置された層に空洞を設けることを含み得、空洞は、第１の方向に沿って第１の長さ及び第１の方向に垂直な第２の方向に沿って第１の幅を有し、層は第１の方向及び第２の方向に垂直な第３の方向に沿って第１の高さを有する。本方法は、第１の堆積手順において、空洞上に犠牲層を堆積させることと、第１の露光において、傾斜イオンを空洞に方向づけすることとを含み得、空洞がエッチングされ、第１の露光後に、空洞が第１の方向に沿って第１の長さよりも長い第２の長さを有し、空洞が第２の方向に沿って第１の幅以下の第２の幅を有する。
【0008】
［０００８］別の実施形態では、基板をパターニングする方法は、基板に配置された第１の層に空洞を設けることを含み得、空洞は、第１の方向に沿って第１の長さ及び第１の方向に垂直な第２の方向に沿って第１の幅を有し、層は第１の方向及び第２の方向に垂直な第３の方向に沿って第１の高さを有する。本方法は、第１の堆積手順において、空洞上に犠牲層を堆積させることと、第１の露光において、傾斜イオンを空洞に方向づけすることとを含み得る。傾斜イオンは、空洞の第１の側壁に方向付けされる、第１の軌道を有する第１の傾斜イオンビームと、空洞の第１の側壁に対向する第２の側壁に方向付けされる、第２の軌道を有する第２の傾斜イオンビームとを含み得る。したがって、空洞がエッチングされ、第１の露光後に、空洞が第１の方向に沿って第１の長さよりも長い第２の長さを有し、空洞が第２の方向に沿って第１の幅以下の第２の幅を有する。
【0009】
［０００９］更なる実施形態では、装置が提供される。本装置は、基板を受け入れるためのロードロックと、ロードロックに結合され、真空下で基板を移送するように配置された移送チャンバとを含み得る。本装置は、基板平面に対する法線に対して非ゼロの入射角で傾斜反応性イオンビームを基板に方向づけするために、移送チャンバに結合された傾斜イオンビームエッチングステーションを含み得る。本装置は、基板にポリマー層を堆積させるように配置された、移送チャンバに結合されたポリマー堆積チャンバと、ポリマー堆積チャンバ、移送チャンバ、及び傾斜イオンビームエッチングステーションに結合されたコントローラとを含み得る。コントローラは、複数のエッチングサイクルにわたって基板を循環させるように配置され得、所与のエッチングサイクルは、ポリマー堆積チャンバにおけるポリマー層の堆積、傾斜イオンビームエッチングステーションにおける基板のエッチング、及び移送チャンバを介したポリマー堆積チャンバと傾斜イオンビームエッチングステーションとの間での基板の輸送を含む。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A-E】本開示の実施形態に係る、基板の処理の様々な段階を示す側面図である。
【図2A】本開示の幾つかの実施形態に係る、空洞の選択的伸長の実験結果を示す図である。
【図2B】本開示の他の実施形態に係る、空洞の選択的伸長の更なる実験結果を示す図である。
【図2C】本開示の他の実施形態に係る、空洞の選択的伸長の更なる実験結果を示す図である。
【図3A-E】本開示の他の実施形態に係る、基板の処理の様々な段階を示す側面図である。
【図4A】本開示の更なる実施形態に係る、別の処理装置を示すブロック図である。
【図4C】本開示の更なる実施形態に係る、別の処理装置を示すブロック図である。
【図5】本開示の追加の実施形態に係る、別の処理装置を示す図である。
【図6】一実施形態に係る、例示的なプロセスフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
［００２２］ここで本実施形態を、幾つかの実施形態を示す添付の図面を参照しながら、以下により完全に説明する。本開示の主題は、多くの異なる形態で具体化することが可能であり、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本開示が徹底的かつ完全であり、当業者に主題の範囲を完全に伝えるように提供される。図面において、同様の番号は全体を通して同様の要素を指すものである。
【0012】
［００２３］本実施形態は、基板をパターニングするための新規の技術及び装置、特に、設計された方向に沿って、基板に配置された空洞をエッチングするための新規の技術を提供するものである。上記処理は、ビア又はトレンチ等の特徴が初期の形状及びサイズを有するように形成され得、その後、一連のエッチング工程を使用して設計された方向に沿って伸長され得る、伸長パターニングと見なされ得る。設計された方向は、基板の平面内の水平方向に対応し得る。様々な実施形態によれば、特徴の伸長は、設計された方向（第１の方向）に沿って起こり得るが、空洞は、拡大されない又は、基板の平面の設計された方向に垂直な方向（第２の方向）に沿ってしか拡大されない。このように、空洞は、一方向のみに沿って選択的に伸長され得、本明細書に開示するように、基板をパターニングするための様々な付随する利点を提供する。
【0013】
［００２４］特定の実施形態では、所与の層内の一方向の空洞の伸長は、新規の堆積及びエッチング工程を使用して達成される。一方向の空洞の伸長は、デカルト座標系のＹ軸に沿って等の選択された方向に沿った空洞（又は孔）の寸法の選択的な伸長を指していてよく、伸長は、Ｘ軸に沿って及びＺ軸に沿って等、直交する方向に沿っては起きない。幾つかの実施形態では、空洞は、空洞を含む層の（Ｚ方向に沿った）元の厚さは維持され得るが、他の方向ではなく一方向のみに沿って層の平面内で空洞がエッチングされるように、処理され得る。
【0014】
［００２５］特定の実施形態では、空洞は、空洞が第１の方向に沿って第１の長さを有するように、層に設けられる。第１の工程では、第１の堆積手順において、空洞上に犠牲層を堆積させることを含み、第２の工程は、空洞がエッチングされる第１の露光において、傾斜イオンを空洞に方向づけすることを含む。第１の露光後、空洞は、第１の方向に沿って第１の長さよりも長い第２の長さに達することができ、空洞は第２の幅又は第１の幅以下の第２の方向に沿って最終的な幅を有する。場合によっては、最終的な幅は第１の幅と同じである。
【0015】
【0016】
［００２７］本開示の幾つかの実施形態に係る、基板１００における基板パターンの実装中の一連の例を示す図１Ａ～図１Ｅを参照する。様々な実施形態によれば、堆積工程とエッチング工程の組み合わせが、順次に実行される。背景として、基板１００は、特徴のアレイを含んでいてよく、空洞１１０として示す１つの特徴のみが図示されている。例えば、特徴の横方向の寸法は、場合によっては３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、５ｎｍ、又は３ｎｍの規模であり得るが、特徴間の設計分離は、同様の値を有し得る。上記特徴を正確に生成するために、堆積及びエッチング工程の新規の組み合わせが提供され、トレンチ又はビア等の特徴のサイズが選択的に変更される。特に、トレンチ又はビアは、対象の方向に沿って選択的に伸長され、トレンチ又はビアの設計された形状及びサイズが生成され、同時に、設計された分離を達成するためにトレンチ間の分離が調整され得る。同時に、対象の方向に直交する方向への特徴の望ましくない拡大を回避しながら、特徴を含む層の層厚が維持され得る。
【0017】
［００２８］図１Ａ及び図１Ｆに、堆積種を方向づけするだけでなく、種を基板１００にエッチングするための抽出システム１２０を示す。抽出システム１２０は、幾つかの実施形態では、プラズマベースのツールに実装され得る。他の実施形態では、抽出システム１２０は省略されてもよい。図１Ａに示すように、プラズマ１２２が生成される。プラズマ１２２は、幾つかの実施形態では、ポリマータイプの膜を堆積させるための堆積種を生成し得る。ＣＨ３Ｆ又はＣＨ４等のガス状種又は他の既知のポリマー形成化学種が提供され、プラズマ１２２中で反応し、抽出開孔１２８を通って抽出システム１２０を出ていくことができる。これらの種は、反応性堆積種１３２を形成することができ、この種は、基板１００に衝突する。この例では、空洞１１０は、層１１６に形成され、層１１６は、保存されるべきハードマスク層、ソフトマスク層、又はデバイス層であり得る。したがって、空洞１１０は、図示したデカルト座標系のＹ軸に沿ったＬ１、Ｚ軸に沿ったＨ１、及びＸ軸に沿ったＷ１を含む、異なる方向に沿った寸法によって画定され得る。反応性堆積種は、図１Ａ及び図１Ｆに示すように、空洞１１０の側壁１１４Ａ、側壁１１４Ｃ、及び側壁１１４Ｂを含む層１１６に堆積し得る。幾つかの実施形態では、基板１００は、プラズマ１２２に対して、例えば、－２００Ｖ、－１００Ｖ、－５０Ｖ、又は－２０Ｖで負にバイアスされ得る。実施形態は、この文脈に限定されない。したがって、ポリマー層は、基板１００に堆積する傾向があり、図１Ｂ及び図１Ｇに示す犠牲層１１５が形成される。堆積プロセスは、プラズマ１２２から来るラジカル種及び中性種（反応性堆積種１３２によって表される）のフラックスの立体角が高いため、垂直面（側壁）よりも上部水平面に、又は空洞１１０内に、より厚いポリマーを有利に堆積させ得る。
【0018】
［００２９］図１Ｂ及び図１Ｇに続いて、方向性反応性イオンエッチング工程が、犠牲層１１５の堆積の完了後に実行され、Ｙ軸に沿って空洞を伸長する。図１Ｂの段階では、犠牲層１１５が、第１の側壁１１４Ａ及び第２の側壁１１４Ｃと同様に、層１１６の上面をコーティングする。反応性イオンエッチング化学は、層１１６、ならびにポリマー層、犠牲層１１５の性質に従って選択される既知のエッチング化学であり得る。例えば、層１１６がＳｉＯＮ層である場合、エッチング化学は、基板ベース層１１８等の他の材料に対してＳｉＯＮを選択的にエッチングするように選択され得る。エッチング工程は、プラズマ１４２を形成し、基板１３０の平面に対する垂線１３４に対して非ゼロの入射角（θ）で斜反応性イオンビーム１５０を方向づけすることを含み、この平面は、ウエハの上部主面を表し得る。適切な反応性種１５２が反応性環境に存在していてよく、既知の反応性イオンビームエッチングレシピのように、傾斜反応性イオンビーム１５０を伴い得る。幾つかの実施形態では、エッチング工程は、図１Ａの堆積工程と同じ装置及び同じチャンバで実行することができ、傾斜反応性イオンビーム１５０が、抽出部分１２６と抽出部分１２４との間の抽出開孔１２８を通してプラズマ１４２から抽出される。図１Ｅに示すように、異なる非限定的な実施形態において、抽出開孔１２８が、Ｘ方向に沿ったサイズがＹ方向に沿ったサイズの３倍、５倍、１０倍、２０倍、又は５０倍になるように、Ｘ方向に沿って伸長され得る。
【0019】
［００３０］幾つかの非限定的な実施形態では、この入射角の値は、１５度から７５度の範囲であり得る。そのため、水平面と垂直面の両方がイオンに暴露され得、エッチングされ得る。ここで、層１１６の上面１２５に配置された保護ポリマー（犠牲層１１５）があるため、このエッチングは結果的に、パターンが伸長されるときの層１１６の厚さ損失の減少（又は層１１６の垂直エッチングの減少）をもたらす。側壁にもいくらかのポリマー堆積があることを考えると、横方向のエッチング速度も低下する可能性がある。
【0020】
［００３１］図１Ｂのエッチング工程の更なる段階での基板１００の構造を示す図１Ｃ及び図１Ｈを参照する。この段階において、傾斜反応性イオンビーム１５０によって、材料が水平面に沿って犠牲層１１５の上面から除去されており、犠牲層１１５は、第１の側壁１１４Ａから完全に除去されている。
【0021】
［００３２］図１Ｃのエッチング工程の更なる段階での基板１００の構造（明確にするために傾斜反応性イオンビーム１５０が取り除かれている）を示す図１Ｄ及び図１Ｉを参照する。この段階において、傾斜反応性イオンビーム１５０によって、より多くの材料が犠牲層１１５の上面から除去されており、犠牲層１１５は、第１の側壁１１４Ａから完全に除去されている。図示したように、犠牲層１１５の角は、傾斜イオンのエッチングのために丸くなり得、一方、層１１６は、上面で保護されたままである。空洞１１０は、Ｙ軸に沿って第１の側壁１１４Ａの一部を長さＬ２にエッチングすることによって伸長され、空洞１１０の幅はＷ１の値のままであり、層１１６の厚さはＨ１のままである。
【0022】
［００３３］図１Ｄのエッチング工程の完了後の基板１００の構造を示す図１Ｅ及び図１Ｊを参照する。空洞１１０は、Ｙ軸に沿って長さＬ３まで伸長されているが、空洞１１０の幅は、Ｗ１の値のままであり、層１１６の厚さは、Ｈ１のままである。より具体的には、図１Ｅの段階では、空洞１１０は、傾斜反応性イオンビーム１５０によって第１の側壁１１４Ａをエッチングすることによって更に伸長されている。続いて、傾斜反応性イオンビーム１５０を使用するエッチングの完了時に、犠牲層１１５の一部が残り得、その残りは、例えば、層１１６の材料に対してポリマー材料を優先的にエッチングするように設計された適切なウェットエッチング又はドライエッチングによって除去され得る。したがって、ポリマー層の除去後、空洞１１０の角は、犠牲層１１５を使用しない場合に発生するよりも少ない丸みを示し得る。
【0023】
［００３４］上記の例に示すように、本アプローチは、空洞を含む層の厚さを維持しながら、空洞が一方向のみに沿って拡大される方法で、空洞１１０等の構造のエッチングを容易にする。図１Ａの工程で堆積されたポリマーの正確な量及び図１Ｂのエッチング工程の持続時間に応じて、一方向エッチングの程度が調整され得る。ＣＦ４／Ｏ２プラズマベースの１ｋＶイオンビームにおけるエッチング時間の関数としての空洞の寸法の相対的変化を示す図２Ａを参照する。イオンビームは、上記のように、本実施形態に係る傾斜イオンを形成する。寸法は、基板の絶縁層に形成された空洞のアレイ内の空洞に対するものであり、空洞は、５０ｎｍの規模の初期厚さを有する層内に形成された、２５ｎｍの規模の初期横方向寸法を有する。この例では、エッチングの前に、エッチングプロセスの前にポリマー層が堆積される。ポリマー層は、ＣＨ３Ｆによって生成されたプラズマから空洞に堆積され、基板とプラズマチャンバとの間にゼロバイアスが適用される。ポリマー層は空洞のアレイの水平面で（Ｚ方向に）１０ｎｍをわずかに上回る厚さを有するが、側壁に堆積されたポリマーの幅は、水平面のポリマー層の厚さの約半分であった。したがって、初期の空洞の幅と長さは、エッチングの前に減少した。曲線１７０は、空洞を含む元の層の厚さＨを表し、曲線１７２は、Ｙ軸に沿った長さを表し、曲線１７４は、Ｚ軸に沿った幅を表す。この例では、空洞の長さＬは１．８分のエッチング時間後に約２５％増加するが、幅Ｗはまったく増加しない。Ｈにおける総厚さの損失は１０ｎｍ未満である。ポリマー層は、エッチングの最後に消費され、空洞を含む元の層の数ｎｍも消費された。
【0024】
［００３５］図２Ｂは、図２Ａの例と同様の寸法を有する空洞のアレイのエッチングのデータを提示するものである。この例では、曲線１８０は、空洞を含む元の層の厚さＨを表し、曲線１８２は、Ｙ軸に沿った長さを表し、曲線１８４は、Ｚ軸に沿った幅を表す。エッチングする前に、１５ｎｍをわずかに上回るポリマー層が空洞のアレイに堆積される。余分な厚さのポリマーを堆積させれば、１．８分間のエッチング後に元の層の厚さが実際上失われない。同様に、幅Ｗの変化は観察されないが、長さＬは約２０％増加する。
【0025】
［００３６］図２Ａ及び図２Ｂの結果は、堆積及び傾斜反応性イオンビームエッチングの組み合わせが、一方向エッチングを最適化するように調整され得ることを示している。特に、本発明者らは、図１Ｂのように、ポリマー層が空洞に堆積されず、選択的伸長エッチングが所与の方向に沿って実行される場合、一方向エッチングが初期期間後に停止することを観察した。つまり、エッチングは最初はＹ軸に沿って進行するが、数分等の誘導期間の後にエッチングがＸ軸に沿っても進行し、設計された拡大方向に直交する方向に空洞の望ましくない拡大がもたらされる。初期期間の長さは、エッチングされる膜スタックと使用されるエッチング化学に依存し得る。
【0026】
［００３７］この現象を説明するために、図１Ａ及び図１Ｂの工程が、空洞の直交エッチングが始まる前に、空洞上のポリマーコーティングを補充する方法で周期的に繰り返され得る。図２Ｃは、更なる実施形態に係る、傾斜イオンを使用するＣＦ４／Ｏ２プラズマベースのイオンビームにおけるエッチング時間の関数としての空洞の寸法の相対的変化を示すデータを提示するものである。この場合、初期空洞条件は、図２Ａの例と同じであり、エッチング前に、厚さ１０ｎｍよりわずかに大きい（Ｚ方向に）第１のポリマー層が空洞に堆積される。特に、約１．８分のエッチング持続時間の後、第２のポリマー層が同様の厚さで堆積され、続いて第２のエッチング又は約１．８分の持続時間が続く。続いて、第３のポリマー堆積が実行されて、他の堆積と同様の厚さのポリマー層が形成され、第３のエッチングが更に１．８分間実行される。図示したように、曲線１９０は、空洞を含む元の層の厚さＨを表し、曲線１９２は、Ｙ軸に沿った長さを表し、曲線１９４は、Ｚ軸に沿った幅を表す。この例では、空洞の長さＬは１．８分のエッチング時間後に約７０％増加するが、幅Ｗはまったく増加しない。Ｈにおける総厚さの損失は１０％未満である。工程が３サイクルの周期で行われたため、直交エッチング（Ｘ軸に沿って）が開始する前に各サイクルにおいてエッチングを停止させた。したがって、合計５．４分のエッチング後、直交エッチングは観察されなかった。これは、空洞がＸ軸に沿って拡大されなかったことを意味する。様々な実験で、１６ｎｍまでの空洞の伸長が観察された。 しかしながら、図２Ｃの結果を拡張して、単により多くのサイクルを実行することによって、より大きな伸長を生じさせることができる。同様に、図２Ｂに反映されるように、ポリマー堆積プロセスを調整し、適切なエッチング時間を選択することにより、原則として、空洞を含む層の厚さを失うことなくＹ軸が伸長される一方向エッチングを実現することができ、空洞はＸ軸に沿っては伸長されない。比較として、図１Ｂに概して示すようなイオンビームを使用して、薄いポリマー層の事前の堆積なしで方向性エッチングが実行される場合、直交エッチングが、初期のエッチング期間の後に開始する。曲線１９６は、エッチング前にポリマー層が堆積されていない条件下で、図２Ｃの他のデータのように一般的に配置された空洞に対して実行されるエッチングのエッチング時間の関数としてのＸ軸に沿った空洞の幅の変化を示す。曲線１９６に示すように、初期の２分間は、Ｘ軸に沿った幅は変化しないが、２．５分後は、エッチング時間の増加とともに幅が増加する。したがって、薄いポリマー層の堆積がない場合、一方向エッチングは、エッチングの初期期間を超えて保持されない。
【0027】
［００３８］図３Ａから図３Ｅは、本開示の実施形態に係る、基板の処理の様々な段階を示す側面図である。図３Ｆから図３Ｊは、それぞれの図３Ａから図３Ｅに対応する段階を示す上面図である。図３Ａから図３Ｊの工程は、一般に、図１Ａ～図１Ｊに示すものと同様であるが、１つの違いは、第１の軌道に沿った傾斜反応性イオンビーム１５０Ａと、第１の軌道に対向する第２の軌道に沿った傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂの提供である。この構成は、２つの傾斜リボンイオンビームを画定するために、第１の抽出開孔１２８Ａ及び第２の抽出開孔１２８Ｂを画定するためのビームブロッカ１２９を配設することによって達成され得る。これらのリボンビームは、第１の側壁１１４Ａ、第２の側壁１１４Ｃとして示す空洞の対向する表面に衝突し得、その結果、ポリマーは、図３Ｅ及び図３Ｊに示すように、両方の側壁から等しく除去され、空洞が対称的に伸長される。
【0028】
［００３９］図３Ａ及び図３Ｆに、堆積種、ならびにエッチング種を基板１００に方向づけするための抽出システム１２０Ａを示す。抽出システム１２０Ａは、幾つかの実施形態では、プラズマベースのツールに実装され得る。他の実施形態では、抽出システム１２０Ａは省略されてもよい。図３Ａに示すように、プラズマ１２２が生成される。プラズマ１２２は、幾つかの実施形態においてポリマータイプの膜を堆積させるための堆積種を生成し得る。ＣＨ３Ｆ又はＣＨ４等のガス状種又は他の既知のポリマー形成化学種が提供され、プラズマ１２２中で反応し、抽出開孔１２８Ａ及び抽出開孔１２８Ｂを通って抽出システム１２０Ａを出ていくことができる。これらの種は、反応性堆積種１３２を形成し得、この種が、基板１００に衝突する。この例では、空洞１１０が層１１６に形成され、層１１６は、保存されるべきハードマスク層、ソフトマスク層、又はデバイス層であり得る。したがって、空洞１１０は、図示したデカルト座標系のＹ軸に沿ったＬ１、Ｚ軸に沿ったＨ１、及びＸ軸に沿ったＷ１を含む、異なる方向に沿った寸法によって画定され得る。反応性堆積種は、図３Ｂ及び図３Ｇに示すように、空洞１１０の第１の側壁１１４Ａ及び第２の側壁１１４Ｃを含む層１１６に堆積され得る。幾つかの実施形態では、基板１００は、プラズマ１２２に対して、例えば、－２００Ｖ、－１００Ｖ、－５０Ｖ、又は－２０Ｖで負にバイアスされ得る。実施形態は、この文脈に限定されない。したがって、ポリマー層は、基板１００に堆積する傾向があり、図３Ｂ及び図３Ｇに示す犠牲層１１５が形成される。堆積プロセスは、プラズマ１２２から来るラジカル種及び中性種（反応性堆積種１３２によって表される）のフラックスの立体角が高いため、垂直面（側壁）よりも上部水平面に、又は空洞１１０内に、より厚いポリマーを有利に堆積させ得る。
【0029】
［００４０］図３Ｂ及び図３Ｇに続いて、方向性反応性イオンエッチング工程が、犠牲層１１５の堆積の完了後に実行され、Ｙ軸に沿って空洞が伸長される。図３Ｂの段階では、犠牲層１１５が、第１の側壁１１４Ａ及び第２の側壁１１４Ｃと同様に、層１１６の上面をコーティングする。反応性イオンエッチング化学は、層１１６、ならびにポリマー層、犠牲層１１５の性質に従って選択される既知のエッチング化学であり得る。例えば、層１１６がＳｉＯＮ層である場合、エッチング化学は、基板ベース層１１８等の他の材料に対してＳｉＯＮを選択的にエッチングするように選択され得る。エッチング工程は、基板１３０の平面に対する垂線に対して非ゼロの入射角（θ）で一対の傾斜反応性イオンビームを方向づけすることを含み、この平面は、ウエハの上部主面を表し得る。これらの傾斜反応性イオンビームは、第１の軌道に沿って方向づけされた傾斜反応性イオンビーム１５０Ａ、及び第２の軌道に沿って方向づけされた傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂとして示されている。前述のように、この構成は、２つの傾斜リボンイオンビームを画定するために、抽出開孔１２Ａ及び抽出開孔１２８Ｂとして示す第１の開孔及び第２の開孔を画定するビームブロッカを配設することによって達成され得る。
【0030】
［００４１］適切な反応種１５２は、既知の反応性イオンビームエッチングレシピのように、傾斜反応性イオンビームを伴い得る。幾つかの実施形態では、エッチング工程は、図３Ａの堆積工程と同じ装置及び同じチャンバで実行され得、傾斜反応性イオンビーム１５０Ａ及び傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂが、抽出部分１２６Ａと抽出部分１２４Ａとの間にある抽出開孔１２８Ａ及び抽出開孔１２８Ｂを通して抽出される。図３Ｇに示すように、抽出開孔１２８Ａ及び抽出開孔１２８Ｂは、Ｘ方向に沿ったサイズが異なる非限定的な実施形態におけるＹ方向に沿ったサイズの３倍、５倍、１０倍、２０倍、又は５０倍であるように、Ｘ方向に沿って伸長され得る。
【0031】
［００４２］幾つかの非限定的な実施形態では、傾斜イオン１５２Ａ及び傾斜イオン１５２Ｂの入射角の値は、１５度から７５度の範囲であり得る。そのため、水平面と垂直面の両方がイオンに暴露され得、エッチングされ得る。この時点で、保護ポリマー（犠牲層１１５）が層１１６の上面１２５に配置されているため、パターンが伸長されるときの、このエッチングによる層１１６の厚さ損失が減少（又は層１１６の垂直エッチングが減少）する。側壁にもいくらかのポリマー堆積があることを考えると、横方向のエッチング速度も低下する可能性がある。
【0032】
［００４３］図３Ｂのエッチング工程の更なる段階での基板１００の構造を示す図３Ｃ及び図３Ｈを参照する。この段階で、材料が犠牲層１１５の上面から除去され、犠牲層１１５が、傾斜反応性イオンビーム１５０Ａによって第１の側壁１１４Ａから完全に除去され、犠牲層１１５が、傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂによって第２の側壁１１４Ｃから完全に除去されている。犠牲層１１５は依然として層１１６の上部に沿って残る。
【0033】
［００４４］図３Ｃのエッチング工程の更なる段階での基板１００の構造を示す（明確にするために、傾斜反応性イオンビーム１５０Ａ及び傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂが除去されている）図３Ｄ及び図３Ｉを参照する。この段階で、犠牲層１１５の上面からより多くの材料が除去され、第１の側壁１１４Ａ及び第２の側壁１１４Ｃが、Ｌ１よりも長い空洞１１０の長さＬ４が生じるように伸長されている。図示したように、犠牲層１１５の角は、傾斜イオンのエッチングのために丸くなり得、層１１６は、上面で保護されたままである。空洞１１０の幅はＷ１の値のままであり、層１１６の厚さはＨ１のままであるが、空洞１１０は伸長されている。特に、図３Ｄの構造は、傾斜反応性イオンビーム１５０Ａ及び傾斜反応性イオンビーム１５０Ｂを使用してエッチングが完了した後の空洞１１０を表し得る。
【0034】
［００４５］例えば、層１１６の材料に対してポリマー材料を優先的にエッチングするように設計された、適切なウェットエッチング又はドライエッチングによって犠牲層１１５を除去した後の基板１００の構造を示す図３Ｅ及び図３Ｊを参照する。したがって、ポリマー層の除去後、空洞１１０の角は、犠牲層１１５を使用しない場合に生じるよりも少ない丸みを呈し得る。
【0035】
［００４６］ここで、概略形態で描かれた処理装置２００を示す図４Ａを参照する。処理装置２００は、空洞を選択的にさせる等、基板の一部を選択的にエッチングするための処理装置を表す。処理装置２００は、当技術分野で周知の任意の便利な方法によってプラズマ２０４を生成するためのプラズマチャンバ２０２を有するプラズマベースの処理システムであり得る。電源２３０は、例えば、プラズマ２０４を生成するためのＲＦ電源であり得る。図示したように、側壁層を選択的に除去するために選択的エッチングが実行され得る、抽出開孔２０８を有する抽出プレート２０６が設けられ得る。図１Ｂに示す前述の構造を有する基板１００等の基板が、プロセスチャンバ２２２に配置される。基板１００の基板平面は、図示したデカルト座標系のＸ－Ｙ面によって表され、基板１００の平面に対する垂線は、Ｚ軸（Ｚ方向）に沿っている。
【0036】
［００４７］指向性エッチング工程中、傾斜イオンビーム２１０が、図示したように、抽出開孔２０８を通して抽出される。一実施形態では、傾斜イオンビーム２１０は、上記の傾斜反応性イオンビーム１５０を表し得る。既知のシステムのように、プラズマチャンバ２０２と基板１００との間にバイアス電源２２０を使用して電圧差が印加されると、傾斜イオンビーム２１０が抽出され得る。バイアス電源２２０は、例えば、プロセスチャンバ２２２と基板１００とが同じ電位に保持されている、プロセスチャンバ２２２に結合され得る。様々な実施形態では、傾斜イオンビーム２１０は、既知のシステムのように、連続ビーム又はパルスイオンビームとして抽出され得る。例えば、バイアス電源２２０は、プラズマチャンバ２０２とプロセスチャンバ１２２との間の電圧差をパルスＤＣ電圧として供給するように構成され得、パルス電圧の電圧、パルス周波数、及びデューティサイクルは、互いに独立して調整され得る。
【0037】
［００４８］抽出開孔２０８に対して、したがって傾斜イオンビーム２１０に対して、走査方向２１６に沿って、基板１００を含む基板ステージ２１０を走査することによって、傾斜イオンビーム２１０が、図４Ｂに更に示すように、空洞１１０等の構造の標的面が例えば走査方向２１６に対して垂直に配向されている場合、上記構造をエッチングし得る。様々な実施形態では、例えば、傾斜イオンビーム２１０は、図４Ｂに示すデカルト座標系のＸ方向に沿って延びる長軸を有するリボンイオンビームとして提供され得る。基板１００は、例えば、空洞１１０の１組の側壁（第１の側壁１１４Ａを参照）が傾斜イオンビーム２１０に暴露されるように配置され得る。こうすれば、図４Ａに示すように、（基板平面に対する法線の）Ｚ軸に対して非ゼロの入射角を形成する傾斜イオンビーム２１０が、注記したように、ＸＺ平面に沿って配向された側壁に衝突し得る。この形状は、Ｙ－Ｚ側壁をエッチングせずに、Ｘ－Ｚ側壁の反応性イオンエッチングを容易にし、したがって、図１Ｃ又は図１Ｆに示すように、空洞１１０を選択的に伸長させて、空洞１１０の細長い構造を生成する。様々な実施形態では、非ゼロの入射角の値は、１０度から７５度まで変化し得、一方、幾つかの実施形態では、値は、２０度から６０度の間の範囲であり得る。実施形態は、この文脈に限定されない。傾斜イオンビーム２１０は、不活性ガス、反応性ガスを含む任意の便利なガス混合物から構成され得、幾つかの実施形態では、他のガス種と組み合わせて提供され得る。ガスは、ガス源２２４から提供され得、ガス源２２４は、プラズマチャンバ２０２に複数の異なるガスを提供するように結合されたガスマニホールドであり得る。特定の実施形態では、傾斜イオンビーム２１０及び他の反応種は、基板１００のパターニング層の標的側壁の指向性反応性イオンエッチングを実行するために、エッチングレシピとして基板１００に提供され得る。上記のように、エッチングレシピは、基板ベース層１１８をエッチングせずに、又は、基板ベース層１１８をより少ない程度でエッチングして、ポリマー層（犠牲層１１５）及び層１１６の材料を除去するように、基板ベース層１１８の材料に対して選択的であり得る。
【0038】
［００４９］図４Ｂの例では、傾斜イオンビーム２１０は、Ｘ方向に沿ったビーム幅に延びるリボンイオンビームとして提供され、ビーム幅は、Ｘ方向に沿った最も広いところでも、基板１００の全幅を暴露するのに十分である。例示的なビーム幅は、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、又はそれ以上の範囲であり得るが、Ｙ方向に沿った例示的なビーム長は、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、又は２０ｍｍの範囲であり得る。実施形態は、この文脈に限定されない。
【0039】
［００５０］図４Ｂにも示すように、基板１００は、走査方向２１６に走査され得、走査方向２１６は、Ｙ方向に沿って等、Ｘ－Ｙ平面にある。特に、走査方向２１６は、Ｙ方向に沿った２つの対向する（１８０度）方向での基板１００の走査、又は単に左への走査又は右への走査を表し得る。図３Ｂに示すように、傾斜イオンビーム２１０の長軸は、走査方向２１６に垂直に、Ｘ方向に沿って延びる。したがって、基板１００の走査が、図４Ｂに示すように、基板１００の左側から右側への適切な長さまで走査方向２１６に沿って行われるとき、基板１００全体が傾斜イオンビーム２１０に暴露され得る。
【0040】
［００５１］ここで、概略形態で描かれた別の処理装置２４０を示す図４Ｃを参照する。処理装置２４０は、基板の傾斜イオン処理を実行するための処理装置を表し、以下で説明する違いを除いて、処理装置２００と実質的に同じであり得る。特に、処理装置２４０は、抽出開孔２０８に隣接して配置されたビームブロッカ２３２を含む。ビームブロッカ２３２は、第１の開孔２０８Ａ及び第２の開孔２０８Ｂを画定するようにサイズ設定及び配置され、第１の開孔２０８Ａは第１の傾斜イオンビーム２１０Ａを形成し、第２の開孔２０８Ｂは第２の傾斜イオンビーム２１０Ｂを形成する。２つの傾斜イオンビームは、垂線２２６に対して、大きさが等しく、方向が反対の入射角を画定し得る。一実施形態では、第１の傾斜イオンビーム２１０Ａは、傾斜反応性イオンビーム１５０Ａを表し得、第２の傾斜イオンビーム２１０Ｂは、傾斜反応性イオンビーム１５０を表す。抽出プレート２０６に対してＺ軸に沿ってオフセットされたビームブロッカは、傾斜イオンビームの角度を画定するのに役立ち得る。したがって、第１の傾斜イオンビーム２１０Ａ及び第２の傾斜イオンビーム２１０Ｂは、図４Ｃにおおよそ示すように、半導体フィンの対向する側壁を同様に同時に処理し得る。図４Ｂのようにリボンビームの形状に構成された場合、これらの傾斜イオンビームは、図示したように基板プラテン２１４を走査することによって、基板１００全体を、基板１００全体のデバイスに分散された空洞１１０の反応性イオンエッチングに暴露し得る。この構成では、空洞１１０の対向する側壁を同時にエッチングすることができ、１回の走査工程で空洞１１０をＹ軸に沿って２つの対向する方向に伸長させる。
【0041】
［００５２］本開示の様々な実施形態によれば、処理装置２００又は処理装置２４０はまた、上で詳述したように、ポリマー膜を堆積させるように配置され得る。したがって、エッチング工程が開始される前に、Ｃｈ３Ｆ等の適切な種がプラズマチャンバに提供され、基板１００にポリマー層が堆積され得る。堆積後、ガス化学を切り替えて、場合によっては、傾斜イオンビーム２１０又は傾斜イオンビーム（２１０Ａ、２１０Ｂ）を使用して傾斜反応性イオンビームエッチングが実行され得る。
【0042】
［００５３］他の実施形態では、上で詳述した堆積及びエッチング工程は、クラスタツールの別々のステーションで実行され得る。図５は、本開示の実施形態に係る、システム３００として示す例示的なシステムの上面図（Ｘ－Ｙ平面）を提示するものである。システム３００は、本明細書に開示の実施形態に係る、傾斜イオンエッチング工程、ならびに垂直入射エッチング工程を実行するために使用され得る。システム３００は、基板１００を様々な処理チャンバ間で輸送するためのロードロック３０２及び移送チャンバ３０４を含むクラスタツールとして構成され得る。移送チャンバ３０４及び処理チャンバは、真空条件下、又は制御された周囲条件下で、移送チャンバ３０４及び以下に説明する他の処理チャンバを維持するための既知のポンプシステム（図示せず）等の排気装置に結合され得る。したがって、基板１００は、周囲に暴露されることなく、様々な処理チャンバと移送チャンバ３０４との間で輸送され得る。システム３００は、移送チャンバ３０４に結合された傾斜イオンビームエッチングステーション３０６を含み得、基板１００は、基板平面の法線に対して非ゼロの入射角で方向づけされ、図１Ａ～図１Ｃ又は図３Ａ～図３Ｃにおおよそ示す形状と一致するイオンに暴露される。傾斜イオンビームエッチングステーション３０６は、概して上述したプラズマチャンバ及び抽出プレートを構成し得る、又は上記のプラズマチャンバ、抽出プレート、ならびにプロセスチャンバを構成し得る。システム３００は、移送チャンバ３０４に結合され、薄いポリマー層の堆積を実行するように配置されたポリマー堆積チャンバ３０８を更に含み得る。したがって、図１Ａ～図１Ｅに示す一連の工程を実行するために、基板１００は、工程間で真空が破壊されることなく、傾斜イオンビームエッチングステーション３０６とポリマー堆積チャンバ３０８との間で順に輸送され得る。図５の構成の利点は、同じプロセスが特定の専用チャンバで繰り返され得ることで、図１Ａ～図１Ｅのプロセスがサイクルで繰り返され、所定のチャンバ内の化学を変更する必要なく、空洞１１０上の薄いポリマー層を定期的に補充することによって一方向エッチングが維持され得ることである。指向性イオンビームチャンバでエッチングされている空洞上に犠牲ポリマー層を迅速に補充する能力により、層１１６等のエッチングされる主層のエッチングを一方向のみに沿って進行させることができ、その一方で、ポリマー層が繰り返し補充されるため、層１１６の上部はエッチングされない。この繰り返しの補充により、例えば、層１１６に生じる角の丸みが防止され得る又は最小限に抑えられ得る。
【0043】
［００５４］図６は、例示的なプロセスフロー４００を示す図である。ブロック４０２において、空洞が、基板に配置された少なくとも１つの層内に設けられる。幾つかの実施形態では、所与の層内に空洞が形成され得る。幾つかの実施形態では、空洞は、第１の方向に沿った第１の長さ、及び第１の方向に垂直な第２の方向に沿った第１の幅によって特徴付けられ得る。層は、第１の高さによって特徴付けられ得る。ブロック４０４において、犠牲層が堆積される。幾つかの実施形態では、犠牲層は薄いポリマー層であり得る。犠牲層は、空洞の上の水平面により厚い層を形成し、空洞の垂直面に比較的薄い層を形成するように堆積され得る。
【0044】
［００５５］ブロック４０６において、空洞は、空洞が第１の方向に沿って第２の長さまで伸長されるが、空洞は第２の方向に沿って第１の幅以下の第２の幅を有するような反応性イオンエッチング工程等において、傾斜イオンに暴露される。
【0045】
［００５６］ブロック４０８において、第２の犠牲層が堆積される。幾つかの実施形態では、第２の犠牲層は、薄いポリマー層であり得る。第２の犠牲層は、空洞の上の水平面により厚い層を形成し、空洞の垂直面に比較的薄い層を形成するように堆積され得る。
【0046】
［００５７］ブロック４１０において、空洞は、空洞が第１の方向に沿って第２の長さよりも長い第３の長さまで伸長されるが、空洞は第２の方向に沿って第１の幅以下の第３の幅を有するような反応性イオンエッチング工程等において、傾斜イオンに暴露される。
【0047】
［００５８］本実施形態は、基板の特徴を画定するために、従来の処理に勝る様々な利点を提供する。１つの利点は、第１の方向に垂直な第２の方向に沿った空洞の寸法を維持しながら、一方向のみに沿って空洞を選択的に伸長させる能力にある。別の利点は、既知のリソグラフィプロセスによって達成される間隔を下回るように空洞を縮小する能力である。この能力の例は、接触トレンチ等の隣接するトレンチ間のチップ間分離の減少である。本実施形態によって提供される別の利点は、ハードマスクの過度の厚さ損失を防止し、ハードマスク層に形成された空洞の角の丸みを低減する一方で、標的方向に沿って空洞を選択的に伸長させる能力である。更なる利点は、特徴のパターンを生成するために使用されるマスクの数を減らす能力であり、特徴は、単一のマスクによって達成可能な閾値分離よりも短い距離に分離され得る。このマスクの数を減らすことは、特徴のパターンの印刷におけるオーバーレイエラーを減らすという更に有利な効果を有する。
【0048】
［００５９］本開示は、本明細書に記載の特定の実施形態によって範囲が限定されるべきではない。実際、本明細書に記載されたものに加えて、本開示の他の様々な実施形態及び修正は、前述の説明及び添付の図面から当業者には明らかであろう。したがって、そのような他の実施形態及び修正は、本開示の範囲内に入る傾向がある。更に、本開示は、特定の目的のための特定の環境における特定の実装態様の文脈で本明細書に記載されているが、当業者は、有用性がそれに限定されず、本開示が任意の数の目的のための任意の数の環境において有益に実装され得ることを認識するであろう。したがって、以下に記載される特許請求の範囲は、本明細書に記載される本開示の全幅及び主旨を考慮して解釈されるべきである。
【図1A-E】
【図1F-J】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A-E】
【図3F-J】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】