特許 7364688 トレンチに薄膜を堆積する方法

(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】2023-10-10

(45)【発行日】2023-10-18

(54)【発明の名称】トレンチに薄膜を堆積する方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/316 20060101AFI20231011BHJP

   H01L 21/312 20060101ALI20231011BHJP

【ＦＩ】

H01L21/316 X

H01L21/312 A

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021560868

(86)(22)【出願日】2020-02-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-06-20

(86)【国際出願番号】 US2020018798

(87)【国際公開番号】W WO2020214238

(87)【国際公開日】2020-10-22

【審査請求日】2021-12-20

(31)【優先権主張番号】62/834,832

(32)【優先日】2019-04-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/865,001

(32)【優先日】2019-06-21

(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】クオ， チンルイ

(72)【発明者】

【氏名】ゴデット， ルドヴィーク

(72)【発明者】

【氏名】マイヤー ティマーマン タイセン， ラトガー

(72)【発明者】

【氏名】シュー， ヨンアン

(72)【発明者】

【氏名】ヤン， ジェンハン

(72)【発明者】

【氏名】チェン， ジエン アン

【審査官】川原 光司

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１２２６９０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１０－００７４６７８（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００９２９３１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０６－０５３１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５２９６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－００３８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７８８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５０３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１０－５３２０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００９８６２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２５６３６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／００６２７３２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００７／００２３８７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１０／１４３２８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２７６６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１２０１６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２８５９７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３１２－２１／３２１３

Ｈ０１Ｌ ２１／４７－２１／４７５

Ｈ０１Ｌ ２１／７６８

Ｈ０１Ｌ ２３／５２２

Ｈ０１Ｌ ２３／５３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワークピースを処理するための方法であって、
基板上に配置された第１の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第１の層の第１の部分を覆い、前記第１の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、
前記第１の層の前記第２の部分上に第２の層を堆積することと、
前記第１の層の前記第１の部分から前記マスクを除去することであって、前記第１の層の前記第１の部分が曝露され、前記第１の層の前記第２の部分が、上に堆積された前記第２の層を有する、前記マスクを除去することと、
前記第２の層を硬化プロセスに曝露することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第１の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項2】

ワークピースを処理するための方法であって、
基板上に配置された第１の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第１の層の第１の部分を覆い、前記第１の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、
前記第１の層の前記第２の部分上に第２の層を堆積することと、
前記第１の層の前記第１の部分から前記マスクを除去することであって、前記第１の層の前記第１の部分が曝露され、前記第１の層の前記第２の部分が、上に堆積された前記第２の層を有する、前記マスクを除去することと、
前記第２の層を硬化プロセスに曝露することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第２の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項3】

前記硬化プロセスが、熱硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、ｅビーム処理、ベイキング処理、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記第２の層が、前記硬化プロセス中にオゾンに曝露される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記マスクの除去後、エッチングプロセス中に前記第１の層の前記第１の部分から残留材料を除去することをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項6】

ワークピースを処理するための方法であって、
未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、
前記第２の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第２の層の第１の部分を覆い、前記第２の層の第２の部分を曝露されたままにし、前記第１の層の第１の部分が、前記第２の層の前記第１の部分の下に配置され、前記第１の層の第２の部分が、前記第２の層の前記第２の部分の下に配置された、前記マスクを適用することと、
前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、前記マスクが前記第２の層の前記第１の部分を前記硬化プロセスから遮蔽し、その一方、前記第２の層の前記第２の部分が前記硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、前記硬化プロセスの後に、前記第２の層の前記第１の部分が前記未硬化組成物を含み、前記第２の層の前記第２の部分が前記未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とを前記硬化プロセスに曝露することと、
前記マスクと、前記未硬化組成物を含む前記第２の層の前記第１の部分とを除去することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第１の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項7】

ワークピースを処理するための方法であって、
未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、
前記第２の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第２の層の第１の部分を覆い、前記第２の層の第２の部分を曝露されたままにし、前記第１の層の第１の部分が、前記第２の層の前記第１の部分の下に配置され、前記第１の層の第２の部分が、前記第２の層の前記第２の部分の下に配置された、前記マスクを適用することと、
前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、前記マスクが前記第２の層の前記第１の部分を前記硬化プロセスから遮蔽し、その一方、前記第２の層の前記第２の部分が前記硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、前記硬化プロセスの後に、前記第２の層の前記第１の部分が前記未硬化組成物を含み、前記第２の層の前記第２の部分が前記未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とを前記硬化プロセスに曝露することと、
前記マスクと、前記未硬化組成物を含む前記第２の層の前記第１の部分とを除去することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第２の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項8】

前記マスクと前記第２の層の前記第１の部分とが、同じプロセス中に除去される、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項9】

前記第２の層の前記第１の部分が、エッチングプロセスにより除去される、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項10】

前記硬化プロセスが、熱硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、ｅビーム処理、ベイキング処理、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項６又は７に記載の方法。

【請求項11】

ワークピースを処理するための方法であって、
未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、
前記第２の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第２の層の第１の部分を覆い、前記第２の層の第２の部分を曝露されたままにし、前記第１の層の第１の部分が、前記第２の層の前記第１の部分の下に配置され、前記第１の層の第２の部分が、前記第２の層の前記第２の部分の下に配置された、前記マスクを適用することと、
前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することであって、前記マスクが前記第２の層の前記第１の部分をエッチングプロセスから遮蔽し、その一方、前記第２の層の前記第２の部分が前記エッチングプロセス中に少なくとも部分的にエッチングされる、前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することと、
前記マスクを除去することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第１の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項12】

ワークピースを処理するための方法であって、
未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、
前記第２の層上にマスクを適用することであって、前記マスクが、前記第２の層の第１の部分を覆い、前記第２の層の第２の部分を曝露されたままにし、前記第１の層の第１の部分が、前記第２の層の前記第１の部分の下に配置され、前記第１の層の第２の部分が、前記第２の層の前記第２の部分の下に配置された、前記マスクを適用することと、
前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することであって、前記マスクが前記第２の層の前記第１の部分をエッチングプロセスから遮蔽し、その一方、前記第２の層の前記第２の部分が前記エッチングプロセス中に少なくとも部分的にエッチングされる、前記マスクと前記第２の層の前記第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することと、
前記マスクを除去することと、
を含み、
前記第１の層の前記第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、前記第１の層の前記第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、
前記第２の複数のトレンチの少なくとも一つが、前記第１の層の表面に対して１５°から７５°の角度をなす、
方法。

【請求項13】

前記マスクを前記第２の層上に適用する前に、硬化プロセスを用いて前記第２の層を硬化することをさらに含む、請求項１１又は１２に記載の方法。

【請求項14】

前記硬化プロセスが、熱硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、ｅビーム処理、ベイキング処理、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施態様は、概して、方法、より具体的には、トレンチに薄膜を堆積する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

仮想又は拡張現実セットなどの光学装置では、仮想の画像を結合し、内部全反射を通じてガラス基板の内部に光を運び、そして観察者の目の位置に到達したときに画像を結合するのに、導波結合器が使用されることが多い。光の結合及び分離について、導波結合器の傾斜した特徴部及びトレンチは通常、光回折の格子として適用される。ライン（フィン）の配向が光の伝搬方向を制御するのに対し、傾斜角は所望の回折次数の効率を制御する。

【0003】

トレンチでの選択的堆積は、光学装置にとって重要な産業上の利用可能性を有する。これらの装置の適切な機能を確実にするためには、堆積された膜の材料特性、例えば屈折率を正確に制御することが必要である。さらに、光学構造体上への入射光の適切な回折、反射、及び屈折を確実にするためには、望ましくないボイド又は孔を伴わない膜の成長が必要とされる。よって、構造体の正しい部分が所望の材料特性を有する膜を確実に受け取るために、選択性とともに、膜の成長さえも必要とされる。

【0004】

従来の選択的堆積プロセスは、余剰の膜成長を除去し、膜成長が確実にワークピースの所望の部分でのみ生じるように、化学機械研磨（ＣＭＰ）技法を含むことが多い。しかしながら、ＣＭＰ技法は表面レベルの技法であるため、ＣＭＰ技法はトレンチにおける膜成長を除去することができない。また、ＣＭＰ中の厳しい機械的条件は、ワークピース上の下層構造を損傷する可能性がある。

【0005】

したがって、トレンチを有するワークピース上に層を選択的に堆積するための改善された方法が必要である。

【発明の概要】

【0006】

一又は複数の実施態様では、基板上に配置された第１の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第１の層の第１の部分を覆い、第１の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、第１の層の第２の部分上に第２の層を堆積することと、第１の層の第１の部分からマスクを除去することであって、第１の層の第１の部分が曝露され、第１の層の第２の部分が、上に堆積された第２の層を有する、マスクを除去することと、第２の層を硬化プロセスに曝露することと、を含む、ワークピースを処理するための方法が提供される。

【0007】

他の実施態様では、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分を硬化プロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分が硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、硬化プロセスの後に、第２の層の第１の部分が未硬化組成物を含み、第２の層の第２の部分が未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することと、マスクと未硬化組成物を含む第２の層の第１の部分とを除去することと、を含む、ワークピースを処理するための方法が提供される。

【0008】

他の実施態様では、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分をエッチングプロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分がエッチングプロセス中に少なくとも部分的にエッチングされる、マスクと第２の層の第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することと、マスクを除去することと、を含む、ワークピースを処理するための方法が提供される。

【0009】

開示される方法は、ＣＭＰプロセスを必要とすることなく、トレンチでの選択的堆積を可能にする。本明細書に記載される選択的堆積は、一部のトレンチでの堆積を可能にし、他のトレンチでの堆積を防止する。

【0010】

本開示の上述の特徴を詳細に理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施態様を参照することによって得られ、それらの実施態様の一部が添付図面に示される。しかし、添付図面は例示的な実施態様を示しているにすぎず、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施態様も許容され得ることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1A-1D】本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスクの堆積を含む処理中に異なる間隔で処理されるワークピースの概略図を示す。

【図2】本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスクを使用してワークピース上に第２の層を堆積させるための方法工程のフロー図である。

【図3A-3E】本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスクの硬化を含む処理中に異なる間隔で処理されるワークピースの概略図を示す。

【図4】本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、硬化プロセス及びマスクを使用してワークピース上に第２の層を堆積させるための方法工程のフロー図である。

【図5A-5G】本明細書中に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスクのエッチングを含む処理中に異なる間隔で処理されるワークピースの概略図を示す。

【図6】本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様によるエッチング処理、マスク及びエッチングプロセスを使用してワークピース上に第２の層を堆積させるための方法工程のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

理解を容易にするために、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。一又は複数の実施態様の要素及び特徴は、他の実施態様に有益に組み込まれ得ると考えられる。

【0013】

本開示の実施態様は、概して、複数の特徴部及びトレンチを有するワークピースを処理することに関する。マスクと硬化とエッチングとの組み合わせは、ワークピースのさまざまな部分への選択的堆積を可能にする。膜は、ワークピースの特定の部分上にのみ選択的に堆積され、一部のトレンチを充填し、他は充填しない。本明細書で開示される実施態様は、特定のトレンチに膜材料を選択的に堆積し、その一方、他のトレンチへの堆積を防止することに特に有用であるが、これに限定されない。

【0014】

本明細書で使用される場合、「約」という用語は、公称値から＋／－１０％の変動を指す。そのような変動は本明細書で提供される任意の値に含まれ得ることを理解されたい。

【0015】

マスク堆積とそれに続く第２の層の堆積
図１Ａは、基板１０２上に配置された第１の層１１０を含むワークピース１００を示す。第１の層１１０は、単結晶シリコン（Ｓｉ）、ポリシリコン、非晶質シリコン、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、溶融シリカ、一又は複数の金属酸化物、それらのドープされた誘導体、又はそれらの組み合わせを含み得る。第１の層１１０は、中に形成された複数の構造体１１４、１１５を含み得る。複数の構造体１１４、１１５は、垂直フィン、傾斜フィン、又はピラー（例えばナノピラー）を含み得る。

【0016】

複数のトレンチ１１２、１１３は、第１の層１１０内で及び構造体１１４、１１５間で、形成されるかそうでなければ規定される。トレンチ１１２、１１３は、一又は複数の通路、バイアス、空間、間隙、ボイド、又は構造体１１４、１１５のいずれかに隣接する孔を含む。トレンチ１１２、１１３は、第１の層１１０の表面に対して角度θ、例えば約１５°から約７５°であり得る。いくつかの実施態様では、角度θは、約１５°、約２０°、約２５°、又は約３０°から約４５°、約５５°、約６５°、又は約７５°であり得る。各トレンチ１１２、１１３は、隣接するトレンチ間で同じ又は異なる間隔を有し得る。各トレンチ１１２、１１３は、他のトレンチと同じ又は異なる幅を有し得る。各トレンチ１１２、１１３は、他のトレンチと同じ又は異なる深さを有し得る。各トレンチ１１２、１１３は、他の空間と同じ又は異なる角度θを有し得る。トレンチ１１２、１１３の深さは、約１００ｎｍから約１ｕｍまでさまざまである可能性があり、トレンチの深さ及びトレンチからトレンチの間隔は、約５０ｎｍから約６００ｎｍである。

【0017】

ワークピース１００は、第２の複数の構造体１１４と、第１の層１１０の第２の部分１１８に配置された第２の複数のトレンチ１１２とを有し、構造体はトレンチによって分離される。第１の複数のトレンチ１１３は、本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、第１の層１１０の表面１１０Ｓに対して約１５°から約７５°の角度θをなす少なくとも１つのトレンチを有する。第２の複数のトレンチ１１２は、本明細書に記載及び検討される一又は複数の実施態様による、第１の層１１０の表面に対して約１５°から約７５°の角度θをなす少なくとも１つのトレンチを有する。第１のトレンチ１１３及び第２のトレンチ１２の角度θは、互いに同じであっても又は異なっていてもよい。

【0018】

いくつかの実施態様では、第１の層１１０は、基板１０２の表面であり、基板１０２は、一又は複数の構造体１１４、１１５を含み得る。基板１０２は、上に堆積される材料、層、膜等を有することができるウエハ又はパネル基板を含み得る。基板１０２は、シリコン（ドープされているか又はされていない）、結晶シリコン、酸化ケイ素、ドープされているかされていないポリシリコンなど、ゲルマニウム（Ｇｅ）基板、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板などのＩＩＩ－Ｖ族化合物基板、炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板、パターン化又は非パターン化シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板、炭素がドープされた酸化物、窒化ケイ素、太陽電池アレイ、ソーラーパネル、発光ダイオード（ＬＥＤ）基板、又は、金属、金属合金、及び他の導電性材料などの、任意の他の材料を含み得る。いくつかの例では、基板１０２は、基板ホルダ又は基板ペデスタル、チャックプレートなどの上に配置され得る。基板１０２は、複数の層又は膜、例えば半絶縁性材料及び半導体材料を含むことができ、ここで、半絶縁性材料は半導体材料よりも高い抵抗率を有する。基板１０２は、特定の大きさ又は形状（例えば、円形、長方形、又は正方形）に限定されない。いくつかの例では、基板１０２は円形であり、約１００ｍｍから約４５０ｍｍの直径を有する。

【0019】

図２は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスク１２０を使用して第１の層１１０上に第２の層１３０を堆積させるための方法工程１５０のフロー図である。方法１５０の工程は図１Ａ－１Ｄ及び２を参照しつつ説明されているが、当業者は、方法工程を任意の順序で実施するよう構成されたいかなるシステムも本明細書で記載されている実施態様の範囲に含まれることを理解するであろう。

【0020】

方法１５０は、工程１５２で開始し、ここで、マスク１２０は、図１Ｂに示すとおり、第１の層１１０上に適用され、設置され、堆積され、形成され、そうでなければ配置される。マスク１２０は、下層、例えば第１の層１１０に置き換えられ得る所定のパターンを有する。マスク１２０は、第１の層１１０の第１の部分１１６を覆い、第１の層の第２の部分１１８を曝露されたままにする。マスク１２０は、コンタクトマスク、近接マスク、プロジェクションマスク、又はダイシングテープであり得るか又はそれを含み得る。マスク１２０は、処理チャンバから分離され得るか、又は可動部分として処理チャンバの内部にあり得る。いくつかの例では、マスク１２０は、ＵＶ硬化プロセスにおいてフォトマスクであり得るか又はそれを含み得、ＵＶチャンバ又はフォトリソグラフィツール中に組み込まれ得る。

【0021】

マスク１２０は、約１０μｍから約１ｍｍ、例えば、約１００μｍから約５００μｍの厚さを有する。マスク１２０の厚さは、マスクのエッジ近くに非均一な堆積を生成し得るシャドーイング効果を低減するよう設計され得る。例えば、マスク１２０は、比較的小さな厚さ、例えば約１００μｍから約１５０μｍを有して、シャドーイング効果を低減する。

【0022】

方法１５０の工程１５４では、第２の層１３０は、図１Ｃに示すように、マスク１２０と同様に、第１の層１１０の第２の部分１１８上に堆積される。第２の層１３０は、第２の複数のトレンチ１１２内に少なくとも部分的に堆積される。マスク１２０は、第１の層１１０の第１の部分１１６を覆い、第１の部分１１６上に堆積している第２の層１３０から第１の層１１０の第１の部分１１６を実質的に又は完全に保護又は遮蔽することができる。いくつかの例では、第２の層１３０の材料の残量は、第１の層１１０の第１の部分１１６を最終的に汚染し得る。また、第２の層１３０の組成と第２の層１３０を堆積させるか層でなければ形成するのに使用される特定の堆積プロセスとに応じて、マスク１２０は、第２の層１３０と同じ材料の層１３２を含む可能性があり、かつ／又はさまざまな副生成物、微粒子、及び／又はその上の他の汚染物質を含有する可能性がある。

【0023】

第２の層１３０は、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマＣＶＤ（ＰＥ－ＣＶＤ）、準大気圧ＣＶＤ（ＳＡ－ＣＶＤ）、高密度プラズマＣＶＤ（ＨＤＰ－ＣＶＤ）、流動性ＣＶＤ（ＦＣＶＤ（登録商標）プロセス）、原子層堆積（ＡＬＤ）、炉ＡＬＤ、熱ＡＬＤ、プラズマＡＬＤ（ＰＥ－ＡＬＤ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）、イオンビーム堆積、スピンコーティング、又はそれらの任意の組み合わせによって堆積される。第２の層１３０は、スピンオンカーボン、エポキシ、ナフタレン樹脂（Ｃ_１０Ｈ_８）、有機平坦化層（ＯＰＬ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリシラザン、ポリシロキサン、フォトレジスト、又は電子ビーム（ｅビーム）レジストなどのコーティング材料を含む。第２の層１３０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸炭化ケイ素（ＳｉＯＣ）、シリコンヒドロキシニトリド（ｓｉｌｉｃｏｎ ｈｙｄｒｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）（ＳｉＯＨＮ）、アモルファスシリコン（α－Ｓｉ）、ポリシリコン、シリコン含有反射防止コーティング（ＳｉＡＲＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、炭素（Ｃ）、カーボンヒドロキシド（ｃａｒｂｏｎ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）（ＣＯＨ）、それらの合金、それらのドープされた誘導体、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。一又は複数の例では、第２の層１３０は、約１．０５から約４．５０の屈折率（ＲＩ）を有し得る。第２の層１３０の光学特性及び間隙充填特性は、ポリマー型及び官能基によって調整することができる。例えば、メチル（ＣＨ_３－）基又はケージ状水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）基は、第２の層１３０のＲＩを低下させると知られている。

【0024】

シリコン前駆体、例えば、トリシリルアミン（ＴＳＡ）（Ｎ（ＳｉＨ_３）_３）、シラン、テトラシラン（Ｓｉ_４Ｈ_１０）、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ）、又はオクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）は、シリコンを含有する第２の層１３０、例えば、ケイ素、酸化ケイ素、又は酸窒化ケイ素を、ＣＶＤプロセス中に堆積するのに使用され得る。トリシリルアミン（ＴＳＡ）などのシリコン前駆体と、アンモニア（ＮＨ_３）などの窒素前駆体は、ＣＶＤプロセス中に酸窒化ケイ素層を堆積するのに使用され得る。ポリシロキサンなどのシリコン前駆体は、スピンオンプロセス中に酸化ケイ素層を堆積するのに使用され得る。

【0025】

第２の層１３０の堆積は、約２３℃から約４００℃の基板温度又は処理チャンバ温度で実施され得る。例えば、ＣＶＤ又はＡＬＤプロセスは、約２３℃から約１００℃の基板温度又は処理チャンバ温度で実施され得る。スピンコーティングプロセスは、約２３℃の基板温度又は処理チャンバ温度で実施され得る。ウェットエッチングは、マスク１２０の下に存在する第２の層の残留堆積物を除去するために、第２の層１３０の堆積後に実施され得る。

【0026】

方法１５０の工程１５６では、マスク１２０は、第１の層１１０の第１の部分１１６から除去される。その後、第１の層１１０の第１の部分１１６は、曝露されるか又はむき出しのままにされ、第１の層１１０の第２の部分１１８は、図１Ｄに示すとおり、上に堆積される第２の層１３０を有する。さまざまな材料（例えば層１３２）、微粒子、又はマスク１２０上に含有される他の汚染物質は、マスク１２０を除去する前及び／又は同時に除去され得る。マスク１２０及び第２の層１３０の第１の部分１１６は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様に従って、同じ処理工程で除去される。マスク１２０及び第２の層１３０の第１の部分１１６は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様に従って、異なる処理工程で連続的に除去される。

【0027】

一又は複数の実施態様では、方法１００は、マスク１２０の除去に続くエッチングプロセス中に、残留材料を第１の層１１０の第１の部分１１６から除去することを含み得る。エッチングプロセスは、ウェットエッチングプロセスを含むことができ、残留材料を、フッ化水素酸（ＨＦ）、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）、一又は複数の水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ））、又はそれらの塩を含有する溶液に曝露することを含む。約５０：１から約１，０００：１（水中）の濃度を有する希釈フッ化水素酸（ＤＨＦ）溶液は、例えばＳｉＯＮを含む第２の層１３０の場合など、エッチングプロセス中に使用され得る。エッチングプロセスは、ドライエッチングプロセスであり得、残留材料を、ＳｉＯＮを含む第２の層１３０の場合など、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、それらの化合物、それらのイオン、又はそれらの任意の組み合わせを含有するプラズマに曝露することを含む。

【0028】

方法１５０の工程１５８では、第２の層１３０は、図１Ｅに示すとおり、硬化組成物１３１に変換される。硬化プロセスは、第２の層１３０から望ましくない溶媒を排除し、第２の層を固化及び安定化し、また第２の層の化学的及び光学的特性を改質し、第２の層を硬化組成物１３１に変換することができる。硬化プロセス又は処理は、いくつかの実施態様に従って、熱硬化プロセス、紫外線（ＵＶ）硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、電子ビーム（ｅビーム）処理、又はそれらの任意の組み合わせであり得るか又はそれらを含み得る。

【0029】

硬化プロセスは、約２３℃から約４００℃の温度で実施され得る。ＵＶ光が適用される場合、ＵＶ波長は、約１９０ｎｍから約５００ｎｍの広帯域波長、又は約１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、又は３６５ｎｍの波長を有する単一波長エキシマレーザであり得る。ＵＶ硬化時間は、約１分から約１０分の間で変動し得る。第２の層１３０は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様に従って、硬化プロセス中にオゾン（Ｏ_３）に曝露される。いくつかの実施態様では、硬化プロセスは、処理又はプロセス中に第２の層１３０を一又は複数の処理ガス又は化合物、例えば、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、酸素（Ｏ_２）、オゾン、水素ガス（Ｈ_２）、窒素ガス（Ｎ_２）、アンモニア、水、エチレン（Ｃ_２Ｈ_４）、アセチレン（Ｃ_２Ｈ_２）、又はそれらの任意の組み合わせに曝露することを含み得る。硬化プロセスは、特定の用途に必要な第２の層１３０の膜組成及び応力を改質するために使用される。第２の層１３０の光学特性は、材料設計（ポリマー及び官能基、結合剤、並びに溶媒の選択）によって調整し、架橋、溶媒蒸発、及びナノ細孔性の形成を制御することができる。さらに、硬化組成物１３１は、未改質の第２の層１３０よりも、ワークピース１００からの除去が容易であるか又は困難である。

【0030】

例えば、ＦＣＶＤ堆積ＳｉＯＮＨを含む第２の層１３０は、ＳｉＯを含む硬化組成物１３１に硬化され得る。さらなる例では、スピンコーティング堆積ポリマーを含む第２の層１３０と溶媒層は、ＣＨＯを含む硬化組成物１３１に硬化され得る。ここで、硬化組成物は架橋ポリマーを含む。

【0031】

一又は複数の実施態様では、第２の層１３０は、約２３℃から約１００℃の温度でＴＳＡ／ＮＨ_３／Ｏ_２前駆体を使用するＦＣＶＤを使用して堆積され、第２の層は、オゾンが適用される間に、約２３℃から約４００℃の間の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、ＤＨＦを含むウェットエッチングが適用される。

【0032】

他の実施態様では、第２の層１３０はスピンコーティングを使用して堆積され、第２の層は、Ｃ及びＨを含むポリマーを含む有機平坦化層（ＯＰＬ）を含み、第２の層は、約２５０℃から約４００℃の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、硫酸過酸化物混合物（ｓｕｌｆｕｒｉｃ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｍｉｘ）（ＳＰＭ）を含むウェットエッチングが適用される。

【0033】

上記のとおり、マスクは第１の層上に堆積される。第２の層は、ワークピース上に堆積されるが、マスクは、マスクの下に配置された第１の複数のトレンチへの第２の層の堆積を防止する。マスクは除去され、よって、第２の層は、第２の層の材料が第２の複数のトレンチには存在するが、第１の複数のトレンチには存在しないように、成長する。

【0034】

マスクは、第１の複数のトレンチが第２の層で充填されることから保護し、その一方、第２の複数のトレンチが第２の層で充填されることは依然として可能にする。上記の方法は、ワークピースから除去するために硬化を必要としない膜にうまく機能する。

【0035】

第２の層の堆積に続くマスクの堆積
図３Ａは、ワークピース２００を示し、ワークピース２００は、図１Ａでワークピース１００について上で討論されているように、基板１０２上に配置され、複数のトレンチ１１２、１１３と一又は複数の構造体１１４、１１５とを有する第１の層１１０を含む。

【0036】

図４は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスク１２０を硬化及び使用することを含むワークピース２００上に第２の層２３０を堆積するための方法２５０の工程のフロー図である。方法２５０の工程は図３Ａ－３Ｅ及び４を参照しつつ説明されているが、当業者は、方法工程を任意の順序で実施するよう構成されたいかなるシステムも本明細書で記載されている実施態様の範囲に含まれることを理解するであろう。

【0037】

方法２５０は工程２５２で開始する。ここで、未硬化組成物を含有する第２の層２３０は、図３Ｂに示すとおり、第１の層１１０上に堆積される。第２の層２３０は、第１の複数のトレンチ１１３及び第２の複数のトレンチ１１２を充填する。第２の層２３０はまた、第１の層１１０に沿って延び、第１の層１１０を覆う。第２の層２３０は、上の図１Ｂの第２の層１３０の堆積についての討論で開示される方法のいずれかによって堆積される。第２の層２３０の材料は、上記の第２の層１３０のものと類似している。第２の層２３０の堆積は、上記の第２の層１３０のものと類似する基板温度又は処理チャンバ温度で実施され得る。

【0038】

方法２５０の工程２５４では、マスク１２０は、図３Ｃに示すとおり、第２の層２３０上に適用され、設置され、堆積され、そうでなければ配置される。マスク１２０の含有量及びマスクの適用は、上記の工程１５２のものと類似している。

【0039】

方法２５０の工程２５６では、マスク１２０と第２の層２３０の第２の部分２１８とを含むワークピース２００は、図３Ｄに示すとおり、硬化プロセスに曝露される。マスク１２０は、硬化プロセスから第２の層２３０の第１の部分２１６を遮蔽又はそうでなければ保護し、その一方、第２の層２３０の第２の部分２１８は、硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化されるか、実質的に硬化されるか、又は完全に硬化される。硬化プロセスの後、第２の層２３０の第１の部分２１６は、未硬化組成物を含有する。第２の層２３０の第２の部分２１８は、硬化プロセス中に未硬化組成物から形成される硬化組成物２３１を含有する。硬化プロセスは、上記の工程１５８のものと類似している。

【0040】

方法２５０の工程２５８では、マスク１２０と未硬化組成物を含有する第２の層２３０の第１の部分２１６とは、図３Ｅに示すとおり、ワークピース２００から除去される。マスク１２０は、第２の層２３０の第１の部分２１６の除去前に除去され得る。マスク１２０と第２の層２３０の第１の部分２１６とは、同じプロセス中に除去され得る。層の第１の部分２１６は、エッチングプロセスによって除去され得る。エッチングプロセスは、ウェットエッチングプロセスを含むことができ、未硬化材料を、フッ化水素酸、リン酸、一又は複数の水酸化物（例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム）、又はそれらの塩を含有する溶液に曝露することを含む。一又は複数の例では、約５０：１から約１，０００：１（水中）の濃度を有するＤＨＦ溶液が、エッチングプロセス中に使用される。エッチングプロセスは、ドライエッチングプロセスを含むことができ、未硬化材料を、酸素、フッ素、塩素、それらの化合物、それらのイオン、又はそれらの任意の組み合わせを含有するプラズマに曝露することを含む。

【0041】

他の実施態様では、第２の層３３０は、約２３℃から約１００℃の温度でＴＳＡ／ＮＨ_３／Ｏ_２前駆体を使用するＦＣＶＤを使用して堆積され、第２の層は、紫外線（ＵＶ）光が約１分間から約１０分間、約１９３ｎｍから約５００ｎｍの波長である間に、約０℃から約４００℃の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、ドライエッチング又はＤＨＦを含むウェットエッチングが適用される。

【0042】

他の実施態様では、第２の層３３０は、約２３℃から約１００℃の温度でＯＭＣＴＳ／ＴＭＯＳ／Ｏ_２前駆体を使用するＦＣＶＤを使用して堆積され、第２の層は、紫外線（ＵＶ）光が約１分間から約１０分間、約１９３ｎｍから約５００ｎｍの波長で適用される間に、約０℃から約４００℃の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、酸素プラズマを含むドライエッチングが実施される。

【0043】

上記のとおり、第２の層は、第１の層上に堆積され、第１の複数のトレンチと第２の複数のトレンチとの両方を充填する。マスクは、第２の層の第１の部分の上方に設置され、マスクは、硬化プロセスから第１の層を保護する。硬化プロセスは、第２の層の曝露された第２の部分を硬化組成物に変換する。マスクが除去されると、第２の層の第１の部分はマスクと共に除去される。残存する硬化組成物は第２の複数のトレンチを充填するが、第１の複数のトレンチは空である。

【0044】

マスクは、第１の複数のトレンチが第２の層で硬化されることから保護し、その一方、第２の複数のトレンチが硬化された第２の層で充填されることは依然として可能にする。上記の方法は、堆積後に硬化を必要とする膜にうまく機能する。

【0045】

エッチングプロセスに続く第２の層の堆積
図５Ａは、ワークピース３００を示し、ワークピース３００は、図１Ａでワークピース１００について上で討論されているように、基板１０２上に配置され、複数のトレンチ１１２、１１３と複数の構造体１１４、１１５とを有する第１の層１１０を含む。

【0046】

図６は、本明細書で記載及び検討される一又は複数の実施態様による、マスク１２０及びエッチングプロセスを使用することを含むワークピース３００上に第２の層３３０を堆積するための方法３５０の工程のフロー図である。方法３５０の工程は図５Ａ－５Ｇ及び６を参照しつつ説明されているが、当業者は、方法工程を任意の順序で実施するよう構成されたいかなるシステムも本明細書で記載されている実施態様の範囲に含まれることを理解するであろう。

【0047】

方法３５０は工程３５２で開始する。ここで、未硬化組成物を含有する第２の層３３０は、図５Ｂに示すとおり、第１の層１１０上に堆積され、形成され、設置され、又はそうでなければ配置される。第２の層３３０は、第１の複数のトレンチ１１３及び第２の複数のトレンチ１１２を充填する。第２の層３３０はまた、第１の層１１０に沿って延び、第１の層１１０を覆う。第２の層３３０は、上の図１Ｂの討論で開示される方法のいずれかによって堆積される。第２の層３３０の材料は、上記の第２の層１３０のものと類似している。第２の層３３０の堆積は、上記の第２の層１３０のものと類似する基板温度又は処理チャンバ温度で実施され得る。

【0048】

方法３５０の任意選択的な工程３５４では、第２の層３３０は、硬化プロセスに曝露され、図５Ｃに示すとおり、第２の層を改質された第２の層３３１に変換する。硬化プロセスは、上記の工程１５８に記載されるものと類似している。以下の工程は改質された第２の層３３１について言及するが、同じプロセスが、上記の硬化プロセスを伴わずに、堆積された第２の層３３０に適用することができることを理解されたい。

【0049】

方法３５０の工程３５６では、マスク１２０は、図５Ｄに示すとおり、第２の層３３０上に適用され、設置され、堆積され、そうでなければ配置される。マスク１２０の堆積は、上記の工程１５２に記載されるものと類似している。

【0050】

方法３５０の工程３５８では、マスク１２０と改質された第２の層３３１の第２の部分３１８とを含むワークピース３００は、図５Ｅに示すとおり、エッチングプロセスに曝露される。マスク１２０は、エッチングプロセスから第２の層２３０の第１の部分３１６を遮蔽又はそうでなければ保護し、その一方、改質された第２の層３３１の第２の部分３１８は、少なくとも部分的にエッチングにより除去される。エッチングプロセスの後、改質された第２の層３３１の第１の部分３１６は、完全には除去されない。改質された第２の層３３１の第２の部分３１８は、少なくとも部分的に除去され、改質された第２の層は、第２の複数のトレンチ１１２から少なくとも部分的に除去される。

【0051】

エッチングプロセスは、ウェットエッチング及び／又はドライエッチングを含み得る。ウェットエッチングは、ワークピース３００をエッチング化学物質に曝露することを含み、これには、ＤＨＦ、ＫＯＨ、硫酸過酸化物混合物（ｓｕｌｌｆｕｒｉｃ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｍｉｘ）（ＳＰＭ）、リン酸、又は上記の任意の組み合わせが含まれ得る。ドライエッチングは、ワークピース３００をエッチング化学物質に曝露することを含み、これには、フッ素系化学物質、塩素系化学物質、酸素系化学物質、又は上記の任意の組み合わせが含まれ得る。エッチングは、約２３℃から約２００℃の温度で実施され得る。

【0052】

エッチング化学は、除去される改質された第２の層３３１の組成に基づく。例えば、ＤＨＦ又はヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）は、ＳｉＯを含む改質された第２の層３３１を除去するために使用することができ、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）は、ＳｉＮを含む改質された第２の層を除去するために使用することができ、硫酸過酸化物混合物（ＳＰＭ）又は酸素プラズマは、炭素を含む改質された第２の層を除去するために使用することができる。

【0053】

方法３５０の工程３６０では、マスク１２０は、図５Ｆに示すとおり、ワークピース３００から除去される。マスク１２０は、上の工程１５６に記載されるプロセスと同様に除去される。

【0054】

一又は複数の実施態様では、第２の層３３０は、スピンコーティングを使用して堆積され、第２の層は、ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）及び／又はノボラックを含み、第２の層は、紫外線（ＵＶ）光が約１分間から約１０分間、約１９３ｎｍから約５００ｎｍの波長で適用される間に硬化され、酸素プラズマを含むドライエッチングが適用される。

【0055】

他の実施態様では、第２の層３３０は、スピンコーティングを使用して堆積され、第２の層は、ポリシロキサン又はポリシラザンを含み、第２の層は、紫外線（ＵＶ）光が約１分間から約１０分間、約１９３ｎｍから約５００ｎｍの波長で適用される間に、約０℃から約４００℃の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、ドライエッチング又はウェットエッチングが実施される。

【0056】

他の実施態様では、第２の層３３０はスピンコーティングを使用して堆積され、第２の層は、Ｃ及びＨを含むポリマーを含む有機平坦化層（ＯＰＬ）を含み、第２の層は、約２５０℃から約４００℃の温度でベイキングプロセスを使用して硬化され、酸素プラズマを含むドライエッチングが適用される。

【0057】

上記のとおり、第２の層は、第１の層上に堆積され、第１の複数のトレンチと第２の複数のトレンチとの両方を充填する。第２の層は硬化プロセスに曝露され、第２の層を改質された第２の層に変換する。マスクは、第２の層の第１の部分の上方に設置される。ワークピースは、エッチングプロセスに曝露され、これは、改質された第２の層の第２の部分を除去する。最終的に、マスクが除去される。残存する硬化組成物は第１の複数のトレンチを充填するが、第２の複数のトレンチは空である。

【0058】

マスクは、第２の複数のトレンチが硬化された第２の層で充填されることから保護し、その一方、第１の複数のトレンチが硬化された第２の層で充填されることは依然として可能にする。上記の方法は、エッチングされる硬化を必要とする膜にうまく機能する。

【0059】

一又は複数の実施態様では、プロセス１５０及び／又は２５０及び／又は３５０並びにそれらの任意の工程又は部分は、熱ＣＶＤチャンバ、ＰＥ－ＣＶＤチャンバ、高密度プラズマＣＶＤチャンバ、低圧ＣＶＤチャンバ、減圧ＣＶＤチャンバ、又は大気圧ＣＶＤチャンバなどの、ＣＶＤチャンバ内で実施され得る。他の実施態様では、プロセス１５０及び／又は２５０及び／又は２５０並びにそれらの任意の工程又は部分は、ＰＶＤチャンバ、ＡＬＤチャンバ、ＰＥ－ＡＬＤチャンバ、エッチングチャンバ（熱又はプラズマ）、エピタキシチャンバ、アニールチャンバ、又は温度のモニタリングが有用であり得る任意の他の処理チャンバ内で実施され得る。処理チャンバの例には、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から市販されている、ＡＫＴ（登録商標）ＰＥＣＶＤチャンバ、ＰＲＯＤＵＣＥＲ^ＴＭチャンバ、Ｅｔｅｒｎａ ＦＣＶＤ（登録商標）チャンバ、及びＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ５０００（登録商標）チャンバなどの、ＣＶＤチャンバが含まれ得る。

【0060】

他の実施態様では、プロセス１５０及び／又は２５０及び／又は３５０並びにそれらの任意の工程又は部分、ワークピース２００の表面は、ドライクリーニング処理に曝露されて、酸化物、炭素、微粒子、及び／又は他の汚染物質が除去される。ワークピース１００、２００、３００を有意に損傷することなく基板から酸化物を除去する任意の適切なドライクリーニング処理プロセスが使用され得る。適切なドライクリーニング処理プロセスには、スパッタエッチングプロセス、プラズマベースの酸化物エッチングプロセス、又はそれらの組み合わせが含まれる。ドライクリーニング処理は、ワークピース１００、２００、３００を、エッチャント及びプラズマ、イオン、ラジカル、又はそれらの組み合わせに曝露することを含み得る。エッチャントは、一又は複数の酸素、フッ素、塩素、窒素、それらのプラズマ、それらのイオン、それらのラジカル、又はそれらの任意の組み合わせであり得るか又はそれらを含み得る。ドライクリーニング処理は、ワークピース１００、２００、３００を、三フッ化窒素（ＮＦ_３）とアンモニア（ＮＨ_３）の組み合わせから生成されたフッ素プラズマに曝露することを含む。他の考慮されるエッチングプロセスは、ＮＦ_３／ＮＨ_３誘導結合プラズマプロセス又はＮＦ_３／ＮＨ_３容量結合プラズマプロセスを含む。

【0061】

一又は複数の実施態様では、ドライクリーニング処理は、ＮＦ_３及びＮＨ_３プラズマ副生成物への基板の同時曝露を含む、遠隔プラズマ支援型ドライエッチングプロセスである、プラズマベースの酸化物エッチング処理である。いくつかの例では、プラズマベースの酸化物エッチングプロセスは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．から市販されているＳＩＣＯＮＩ（登録商標）エッチングプロセスを含み得る。ＳＩＣＯＮＩ（登録商標）エッチングプロセスは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．から市販されているＳＩＣＯＮＩ（登録商標）Ｐｒｅｃｌｅａｎチャンバ内で実施され得る。

【0062】

遠隔プラズマを使用するいくつかの例では、ガス核種の励起により、プラズマ損傷のない基板処理が可能になる。遠隔プラズマエッチングは、酸化ケイ素層に対して、概ね共形であり、選択的であり得、よって、ケイ素がアモルファス、結晶性、又は多結晶性であるかに関わらず、ケイ素を容易にエッチングしない。遠隔プラズマプロセスは概して、材料が除去されるにつれて、ワークピース１００、２００、３００の表面上で成長する固体副生成物を生成する。その後、固体副生成物は、ワークピース１００、２００、３００の温度が上昇（例えば、約３００℃まで）するときに、昇華によって除去することができる。プラズマエッチングプロセスは、ワークピース１００、２００、３００の表面からの酸化物、微粒子、及び他の汚染物質の除去をもたらす。

【0063】

いくつかの例では、ドライクリーニング処理プロセスは、遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）を使用して又はそれと流体的に結合して、処理チャンバ内でワークピース１００、２００、３００に対して実施され得る。例えば、処理チャンバは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．から市販されているＡＫＴＩＶ Ｐｒｅ－Ｃｌｅａｎ（登録商標）チャンバであり得る。他の例では、ドライクリーニング処理プロセスは、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）源を使用してエッチングチャンバ内で実施され得る。例えば、エッチングチャンバは、カリフォルニア州サンタクララのＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、Ｉｎｃ．から市販されているＣｅｎｔｕｒａ（登録商標）Ａｄｖａｎｔｅｄｇｅ（登録商標）Ｍｅｓａ（登録商標）Ｅｔｃｈチャンバであり得る。あるいは、洗浄プロセスは、ラジカルベースの化学を利用してエッチングチャンバ内で実施され得る。ワークピース１００、２００、３００は、ドライクリーニング処理プロセス中にエッチャントに曝露されて、約２０分間以内、例えば約１０分間の期間、汚染物質を除去する。

【0064】

一又は複数の例では、堆積された膜の化学的特性は、フォトレジスト／ハードマスクに依拠する代わりに、選択性及びパターンを生成するのに利用される。一又は複数の例では、マスクは、ワークピース及び／又は基板を有する処理チャンバへ移す別個の、除去可能な、かつ／又は再利用可能な部品であり得るか、又は、ツール及び／又は処理チャンバ中のハードウェア部品として組み込まれ得る。他の実施態様では、２成分マスクは、ワークピース上に設置され、一緒に処理チャンバへ移されるか又は処理チャンバ設計に組み込まれる、コンタクトマスクであり得る。

【0065】

本開示の実施態様は、以下の条項１－３３のうちの一又は複数にさらに関する。

【0066】

１． ワークピースを処理するための方法であって、基板上に配置された第１の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第１の層の第１の部分を覆い、第１の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、第１の層の第２の部分上に第２の層を堆積することと、第１の層の第１の部分からマスクを除去することであって、第１の層の第１の部分が曝露され、第１の層の第２の部分が、上に堆積された第２の層を有する、マスクを除去することと、を含む、方法。

【0067】

２．ワークピースを処理するための方法であって、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分を硬化プロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分が硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、硬化プロセスの後に、第２の層の第１の部分が未硬化組成物を含み、第２の層の第２の部分が未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することと、マスクと、未硬化組成物を含む第２の層の第１の部分とを除去することと、を含む、方法。

【0068】

３．ワークピースを処理するための方法であって、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することであって、第１の層がその中に形成された一又は複数の構造体を含み、一又は複数の構造体が、垂直フィン、傾斜フィン、又はピラーを含む、第２の層を第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分を硬化プロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分が硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、硬化プロセスの後に、第２の層の第１の部分が未硬化組成物を含み、第２の層の第２の部分が未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することと、マスクと、未硬化組成物を含む第２の層の第１の部分とを除去することと、を含む、方法。

【0069】

４．ワークピースを処理するための方法であって、基板上に配置された第１の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第１の層の第１の部分を覆い、第１の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、第１の層の第２の部分上に第２の層を堆積することと、第１の層の第１の部分からマスクを除去することであって、第１の層の第１の部分が曝露され、第１の層の第２の部分が、上に堆積された第２の層を有する、マスクを除去することと、第２の層を硬化プロセスに曝露することと、を含む、方法。

【0070】

５．ワークピースを処理するための方法であって、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分を硬化プロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分が硬化プロセス中に少なくとも部分的に硬化され、硬化プロセスの後に、第２の層の第１の部分が未硬化組成物を含み、第２の層の第２の部分が未硬化組成物から形成された硬化組成物を含む、マスクと第２の層の第２の部分とを硬化プロセスに曝露することと、マスクと、未硬化組成物を含む第２の層の第１の部分とを除去することと、を含む、方法。

【0071】

６．ワークピースを処理するための方法であって、未硬化組成物を含む第２の層を基板上に配置された第１の層上に堆積することと、第２の層上にマスクを適用することであって、マスクが、第２の層の第１の部分を覆い、第２の層の第２の部分を曝露されたままにする、マスクを適用することと、マスクと第２の層の第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することであって、マスクが第２の層の第１の部分をエッチングプロセスから遮蔽し、その一方、第２の層の第２の部分がエッチングプロセス中に少なくとも部分的にエッチングされる、マスクと第２の層の第２の部分とをエッチングプロセスに曝露することと、マスクを除去することと、を含む、方法。

【0072】

７．第１の層の第２の部分が、第２の複数のトレンチを含み、第２の複数のトレンチの少なくとも一つが、第１の層の表面に対して約１５°から約７５°の角度をなす、条項１から６のいずれか一項に記載の方法。

【0073】

８．第１の層の第１の部分が、第１の複数のトレンチを含み、第１の複数のトレンチの少なくとも一つが、第１の層の表面に対して約１５°から約７５°の角度をなす、条項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【0074】

９．硬化プロセスが、熱硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、ｅビーム処理、ベイキング処理、及びそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、条項１から８のいずれか一項に記載の方法。

【0075】

１０．第２の層が硬化プロセス中にオゾンに曝露される、条項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【0076】

１１．マスクの除去後、エッチングプロセス中に第１の層の第１の部分から残留材料を除去することをさらに含む、条項１から１０のいずれか一項に記載の方法。

【0077】

１２．マスクと第２の層の第１の部分とが、同じプロセス中に除去される、条項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【0078】

１３．第２の層の第１の部分が、エッチングプロセスによって除去される、条項１から１２のいずれか一項に記載の方法。

【0079】

１４．マスクを第２の層上に適用する前に、硬化プロセスを用いて第２の層を硬化することをさらに含む、条項１から１３のいずれか一項に記載の方法。

【0080】

１５．マスクの除去後、エッチングプロセス中に第１の層の第１の部分から残留材料を除去することをさらに含む、条項１から１４のいずれか一項に記載の方法。

【0081】

１６．エッチングプロセスが、ウェットエッチングプロセスであり、フッ化水素酸、リン酸、水酸化物、又はそれらの塩を含む溶液に残留材料を曝露することを含む、条項１から１５のいずれか一項に記載の方法。

【0082】

１７．エッチングプロセスが、ドライエッチングプロセスであり、フッ素、塩素、それらの化合物、それらのイオン、又はそれらの任意の組み合わせを含むプラズマに残留材料を曝露することを含む、条項１から１６のいずれか一項に記載の方法。

【0083】

１８．熱硬化プロセス、紫外線硬化プロセス、プラズマ支援処理プロセス、イオンビーム処理プロセス、ｅビーム処理処理、又はそれらの任意の組み合わせ中に、第２の層を硬化することをさらに含む、条項１から１７のいずれか一項に記載の方法。

【0084】

１９．第２の層が硬化プロセス中にオゾンに曝露される、条項１から１８のいずれか一項に記載の方法。

【0085】

２０．第１の層がその中に形成される一又は複数の構造体を含む、条項１から１９のいずれか一項に記載の方法。

【0086】

２１．一又は複数の構造体が、垂直フィン、傾斜フィン、又はピラーを含む、条項１から２０のいずれか一項に記載の方法。

【0087】

２２．一又は複数の構造体が、第１の層の第２の部分内にある、条項１から２１のいずれか一項に記載の方法。

【0088】

２３．第２の層が、一又は複数の構造体の間の空間内に堆積される、条項１から２２のいずれか一項に記載の方法。

【0089】

２４．第２の層が、化学気相堆積、原子層堆積、物理的気相堆積、イオンビーム堆積、スピンコーティング、又はそれらの任意の組み合わせによって堆積される、条項１から２３のいずれか一項に記載の方法。

【0090】

２５．第２の層が、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素、窒化ケイ素、酸炭化ケイ素、アモルファスシリコン、ポリシリコン、それらの合金、それらのドーパント誘導体、又はそれらの任意の組み合わせを含む、条項１から２４のいずれか一項に記載の方法。

【0091】

２６．マスクが、コンタクトマスク、近接マスク、プロジェクションマスク、又はダイシングテープを含む、条項１から２５のいずれか一項に記載の方法。

【0092】

２７．マスクが約１０μｍから１ｍｍ未満の厚さを有する、条項１から２６のいずれか一項に記載の方法。

【0093】

２８．マスクが約５０μｍから約９００μｍの厚さを有する、条項１から２７のいずれか一項に記載の方法。

【0094】

２９．マスクが約１００μｍから約５００μｍの厚さを有する、条項１から２８のいずれか一項に記載の方法。

【0095】

３０．第１の層が基板の表面である、条項１から２９のいずれか一項に記載の方法。

【0096】

３１．第２の層の第１の部分の除去前にマスクが除去される、条項１から３０のいずれか一項に記載の方法。

【0097】

３２．マスクと第２の層の第１の部分とが、同じプロセス中に除去される、条項１から３１のいずれか一項に記載の方法。

【0098】

３３．第２の層の第１の部分が、エッチングプロセスによって除去される、条項１から３２のいずれか一項に記載の方法。

【0099】

以上の説明は本開示の実施態様を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなしに、他の実施態様及びさらなる実施態様が考案されてよい。本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本文と矛盾しない範囲で、優先権書類及び／又は検査手順を含む、本明細書に記載されるすべての文書は、参照により本明細書に援用される。前述の一般的な記載及び具体的な実施態様から明らかなように、本開示の形態が図示及び説明されているが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、さまざまな修正を行うことができる。したがって、本開示がそれによって限定されることを意図するものではない。同様に、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、米国法の目的上、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」と同義であると考えられる。同様に、構成、要素、又は要素のグループの前に「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という移行句が付いている場合は常に、構成、要素、又は複数の要素の列挙に先行する移行句「本質的に～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」、「～からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、「～からなる群より選択される（ｓｅｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｇｒｏｕｐ ｏｆ ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」、又は「～である（ｉｓ）」がついている同じ構成又は要素のグループも考慮すること、またその逆も同様であることが理解される。

【0100】

特定の実施態様及び特徴部は、一組の数値上限及び一組の数値下限を使用して説明されてきた。任意の２つの値の組み合わせ、例えば、任意の下限値と任意の上限値の組み合わせ、任意の２つの下限値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上限値の組み合わせを含む範囲は、別途明記しない限り考慮されることを理解されたい。特定の下限値、上限値、及び範囲は、以下の一又は複数の請求項に記載される。

【図1A-C】

【図1D-E】

【図2】

【図3A-C】

【図3D-E】

【図4】

【図5A-C】

【図5D-F】

【図6】