【手続補正書】
【提出日】令和3年4月26日(2021.4.26)
【手続補正１】
【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】
半導体基板を処理する方法であって、
リソグラフィによって第１ハードマスク材料に形成された第１フィーチャおよび第２フィーチャを有する基板を提供し、
前記第１フィーチャは、前記リソグラフィによって部分的に形成され、底部を備え、前記第１ハードマスク材料は、前記第１フィーチャのフィーチャ開口部および前記第２フィーチャのフィーチャ開口部の間にフィールド領域を備え、
前記第１フィーチャ内の前記第２ハードマスク材料の厚さよりも大きい厚さまで前記フィールド領域上に前記第２ハードマスク材料を選択的に形成するのに十分な期間にわたって、前記第１ハードマスク材料の上に第２ハードマスク材料を蒸着させ、
前記第１フィーチャの前記底部の材料を除去するために、前記第２ハードマスク材料を方向性エッチングし、前記第１フィーチャの前記底部の前記材料は、前記第１ハードマスク材料または前記第２ハードマスク材料であること、
を備える、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記方向性エッチングは、前記第２ハードマスク材料を貫通エッチングして、前記第１フィーチャの前記底部の前記第１ハードマスク材料の下の第３ハードマスク材料を露出させるために実行される、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記第２フィーチャの底部は、前記第１ハードマスク材料の下の第３ハードマスク材料を含む、方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記第１フィーチャおよび第２フィーチャ内に蒸着される前記第２ハードマスク材料の量は、前記第１フィーチャのアスペクト比および前記第２フィーチャのアスペクト比によって決まる、方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、方向性エッチングは、前記第１および第２フィーチャのアスペクト比とは無関係に実行される、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記第１フィーチャのアスペクト比は、前記第２フィーチャのアスペクト比と異なる、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記第１フィーチャの深さは、前記第２フィーチャの深さと異なる、方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記第１フィーチャは、リソグラフィ中に露光不足となる、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記蒸着および前記方向性エッチングの後の前記第１フィーチャのクリティカルディメンションは、前記蒸着および前記方向性エッチングの前の前記第２フィーチャのクリティカルディメンションの約０．５％〜約１％の範囲内である、方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって、前記蒸着および前記方向性エッチングの後の前記第１フィーチャのアスペクト比は、前記蒸着および前記方向性エッチングの前の前記第２フィーチャのアスペクト比の約１％〜約１０％の範囲内である、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、蒸着および方向性エッチングの後の前記第１および第２フィーチャの平均クリティカルディメンションは、少なくとも約１５ｎｍである、方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、前記蒸着および前記方向性エッチングの後の前記基板上の前記第１および第２フィーチャにおけるクリティカルディメンションの変動は、リソグラフィによって規定された後の前記第１および第２フィーチャにおけるクリティカルディメンションの変動よりも小さい、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、前記第１フィーチャの前記底部の前記第１ハードマスク材料を除去するために、前記第２ハードマスク材料の蒸着と、前記第２ハードマスク材料の方向性エッチングとを、十分なサイクルだけ繰り返す、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、前記第２フィーチャに各サイクルで蒸着された前記第２ハードマスク材料は、前記第１ハードマスク材料の下層の材料をエッチングから保護し、各サイクルの前記方向性エッチングは、前記第１フィーチャの深さと前記第２フィーチャの深さとの間の差が０に近づくように、前記第１フィーチャの前記底部の第１ハードマスク材料を除去する、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料に対する方向性エッチングは、改質表面を形成するために前記第２ハードマスク材料をエッチング種に暴露し、前記改質表面を除去するためにバイアスを印加しつつ前記エッチング種なしに不活性ガス環境でプラズマを点火することによって実行される、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、前記プラズマに暴露された時に、前記第２ハードマスク材料の前記改質表面において約５ｎｍ〜約１０ｎｍの間の材料を除去するために十分な期間にわたって、前記エッチング種に暴露される、方法。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料の蒸着は、化学蒸着によって形成される、方法。
【請求項１８】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料の蒸着は、プラズマ強化化学蒸着によって形成される、方法。
【請求項１９】
請求項１ないし１６のいずれかに記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、炭素含有材料である、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記炭素含有材料は、ＩＩＩ族、ＩＶ族、Ｖ族、ＶＩ族、または、ＶＩＩ族、もしくは、それらの組み合わせから選択された元素でドープされた非晶質炭素である、方法。
【請求項２１】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、シリコン含有材料およびスズ含有材料からなる群より選択される、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記シリコン含有材料は、二酸化シリコンおよび窒化シリコンからなる群より選択される、方法。
【請求項２３】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、前記第１ハードマスク材料とは異なる組成を有する、方法。
【請求項２４】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、前記第１ハードマスク材料とは異なる格子構造を有する、方法。
【請求項２５】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記基板は、前記第１ハードマスク材料の下層に第３ハードマスク材料を備える、方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料は、前記第２ハードマスク材料のエッチング速度が前記第３ハードマスク材料の少なくとも３倍になるような、前記第３ハードマスク材料に対するエッチング選択比を有する、方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法であって、前記第３ハードマスク材料は、酸窒化シリコン、シリコン含有反射防止コーティング材料、スピンオンガラス、底部反射防止コーティング、酸化スズ、窒化スズ、硫化スズ、酸化鉛、窒化鉛、硫化鉛、および、それらの組み合わせ、からなる群より選択される、方法。
【請求項２８】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２フィーチャのフィーチャ開口部の幅は、約１５ｎｍ〜約１００ｎｍの間である、方法。
【請求項２９】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記フィールド領域に蒸着された前記第２ハードマスク材料は、前記第２ハードマスク材料の前記方向性エッチング中に前記第１ハードマスク材料を保護する、方法。
【請求項３０】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料の蒸着および前記方向性エッチングは、同じツール内で実行される、方法。
【請求項３１】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第２ハードマスク材料の蒸着および前記方向性エッチングは、真空を中断することなしに実行される、方法。
【請求項３２】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第１ハードマスク材料は、フォトレジストおよびスピンオン炭素からなる群より選択される、方法。
【請求項３３】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第１および第２フィーチャは、極紫外線リソグラフィによって形成される、方法。
【請求項３４】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記第１および第２フィーチャは、液浸リソグラフィによって形成される、方法。
【請求項３５】
半導体基板を処理する方法であって、
パターニングされたフォトレジストを有する基板を提供し、前記パターニングされたフォトレジストは、第１フィーチャおよび第２フィーチャを備え、前記第１フィーチャは、部分的に規定され、前記第１フィーチャの底部にフォトレジストを備え、
前記基板の提供の後に、前記第１フィーチャの前記底部よりも前記第２フィーチャの底部に多くの炭素含有材料が蒸着されるように、前記フォトレジスト上に炭素含有材料を選択的に蒸着させ、
前記炭素含有材料を蒸着させた後に、前記基板の露出面に原子層エッチングを実行することを、
備える、方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法であって、前記原子層エッチングは、前記基板の前記露出面の表面を改質して改質表面を形成するために、前記基板の前記露出面をエッチング種に暴露させてバイアスを印加しつつプラズマを点火し、前記改質表面を除去するために十分な期間にわたって前記改質表面を第２プラズマに暴露させることによって実行される、方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法であって、前記改質表面を前記第２プラズマに暴露させる時に、バイアスが印加される、方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法であって、前記改質表面は、前記改質表面の下層の材料をスパッタリングすることなしにエッチングされる、方法。
【請求項３９】
請求項３６に記載の方法であって、前記基板の前記露出面の前記エッチング種に対する暴露は、さらに、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン、および、キセノン、からなる群より選択された不活性希釈ガスを導入することを含む、方法。
【請求項４０】
請求項３５に記載の方法であって、前記基板は、さらに、前記フォトレジストに隣接して前記フォトレジストの下にある下層を備え、前記炭素含有材料は、前記下層の露出領域上に蒸着しないように選択的に蒸着される、方法。
【請求項４１】
請求項３５に記載の方法であって、前記フォトレジスト上に選択的に蒸着された前記炭素含有材料は、前記原子層エッチングが施された時に、前記フォトレジストよりも遅いエッチング速度を有する、方法。
【請求項４２】
請求項３５に記載の方法であって、原子層エッチング中の前記フォトレジストのエッチング速度は、前記炭素含有材料のエッチング速度よりも速い、方法。
【請求項４３】
請求項３５に記載の方法であって、前記原子層エッチングは、フォトレジストを異方的に除去する、方法。
【請求項４４】
請求項３５に記載の方法であって、前記第１および第２フィーチャにおける蒸着厚さは、前記第１および第２フィーチャのアスペクト比に依存する、方法。
【請求項４５】
請求項３５から４４のいずれか一項に記載の方法であって、前記フォトレジストは、深紫外線リソグラフィによってパターニングされる、方法。
【請求項４６】
請求項３５から４４のいずれか一項に記載の方法であって、前記フォトレジストは、極紫外線リソグラフィによってパターニングされる、方法。
【請求項４７】
請求項３５から４４のいずれか一項に記載の方法であって、前記フォトレジストは、液浸リソグラフィによってパターニングされる、方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法であって、前記液浸リソグラフィは、前記フォトレジストをフッ化アルゴンに暴露させることを含む、方法。
【請求項４９】
請求項３５から４４のいずれか一項に記載の方法であって、前記基板上の前記フォトレジストに対する前記炭素含有材料の選択的な蒸着は、さらに、メタンを導入することを含む、方法。
【請求項５０】
請求項３５から４４のいずれか一項に記載の方法であって、選択的な蒸着および原子層エッチングの実行は、前記第１フィーチャが前記第２フィーチャと同じクリティカルディメンションを持つまで循環的に繰り返される、方法。
【請求項５１】
半導体基板を処理する方法であって、
パターニングされたフォトレジストを有する基板を提供し、前記パターニングされたフォトレジストは、第１フィーチャおよび第２フィーチャを備え、前記第１フィーチャのフィーチャ深さは前記パターニングされたフォトレジストの厚さよりも小さく、
前記基板の提供後に、プラズマ強化化学蒸着によって、前記パターニングされたフォトレジストの上に炭素含有材料を蒸着させ、
前記基板上の露出面の表面を改質して改質表面を形成するために、前記炭素含有材料の蒸着の後に、前記基板をエッチングし、前記改質表面をエッチングすること、
を備える、方法。
【請求項５２】
請求項５１に記載の方法であって、さらに、前記基板の提供の前に、極紫外線リソグラフィによって、前記パターニングされたフォトレジストを形成することを備える、方法。
【請求項５３】
請求項５１に記載の方法であって、さらに、各サイクルが、前記第１フィーチャの前記フィーチャ深さを前記パターニングされたフォトレジストの前記厚さに近づけるように、前記蒸着および前記エッチングを循環的に繰り返すことを備える、方法。
【請求項５４】
半導体基板を処理するための装置であって、
各々がチャックを備えている１または複数の処理チャンバと、
前記処理チャンバおよび関連する流量制御ハードウェアへの１または複数のガス流入口と、
プラズマ発生器と、
少なくとも１つのプロセッサおよびメモリを有するコントローラと、
を備え、
前記少なくとも１つのプロセッサおよび前記メモリは、互いに通信可能に接続され、
前記少なくとも１つのプロセッサは、前記流量制御ハードウェアと少なくとも動作可能に接続され、
前記メモリは、
ハードマスク蒸着前駆体を導入させ、
前記ハードマスク蒸着前駆体の導入後に、前記ハードマスク蒸着前駆体の前記導入を停止させ、
前記ハードマスク蒸着前駆体の前記導入の停止後に、改質ガスを導入させ、
前記改質ガスの導入後に、不活性ガスを導入させて、プラズマを生成させることにより、前記流量制御ハードウェアを少なくとも制御するように前記少なくとも１つのプロセッサを制御するためのコンピュータ実行可能な命令を格納し、
前記ハードマスク蒸着前駆体、改質ガス、および、不活性ガスの導入は、真空を中断することなしに実行される、装置。
【請求項５５】
請求項５４に記載の装置であって、前記装置は、さらに、前記ハードマスク蒸着前駆体、改質ガス、および、不活性ガスの導入を２サイクル以上繰り返すための命令を備える、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
様々な実施形態において、蒸着および方向性エッチングの後の第１フィーチャのアスペクト比は、蒸着および方向性エッチングの前の第２フィーチャのアスペクト比の約１％〜約１０％の範囲内である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
隣接下層が第１ハードマスク層に対してエッチング選択性を有するか否かは、動作３１４に関して後に詳述する方向性エッチングの実行に関係する。いくつかの実施形態において、隣接下層のための特定のエッチング選択材料を用いると、基板への応力の増加、ひいては、かかる膜を蒸着するために用いられる蒸着技術によって引き起こされる隣接下層または第１ハードマスクのいずれかへの応力の影響を引き起こす可能性があり、蒸着された膜の厚さが、本明細書に記載するように欠陥の修復に利用されるエッチング動作および蒸着動作の効果に不利に働く。いくつかの方法は、ＳＣＤおよびＡＬＥの組みあわせを含む。様々な実施形態において、リソグラフィエッチングを受けた基板が、不完全的にエッチングされたフィーチャおよび完全にエッチングされたフィーチャを含みうる。リソグラフィエッチングを受けた基板の一例の概略図を、図１Ｂに示す。様々な実施形態において、基板は、ＥＵＶリソグラフィによって、リソグラフィ的にエッチング、または、ＥＵＶリソグラフィ的に規定される。いくつかの実施形態において、基板は、ＤＵＶリソグラフィによって、リソグラフィ的にエッチング、または、ＥＵＶリソグラフィ的に規定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０６】
第２ハードマスク材料は、アスペクト比依存の蒸着物のための任意の適切な技術によって蒸着されてよい。例えば、ＰＥＣＶＤにおいて、第２ハードマスク材料は、第１ハードマスク材料を炭素含有前駆体および還元剤に暴露させて炭素を蒸着することによって蒸着されてよい。例えば、炭素含有前駆体の一例は、メタンである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０８】
図４Ａ〜図４Ｄは、本明細書に記載の様々な動作を受ける基板の例を示した概略図である。図４Ａにおいて、基板（図１Ｂに示した基板など）が提供されている。基板は、第１ハードマスク材料４２１を備えており、第１ハードマスク材料４２１は、第２フィーチャ４４０および第１フィーチャ４４２を形成するためにリソグラフィによって規定されている。リソグラフィでパターニングされた第１ハードマスク材料４２１は、隣接下層４１３、下層４１５、下層４１７、および、対象層４１９など、１または複数の層の上にあってよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
図４Ｂ〜図４Ｄは、特定の開示された実施形態の動作を受ける基板の例を示す。図４Ｂは、対象層４１９、下層４１７、下層４１５、隣接下層４１３、パターニングされた第１ハードマスク層４２１、および、第２ハードマスク材料４３２（ＡＬＥによって方向性エッチングされてる）を有する基板を示す。様々な実施形態において、これは、図３の動作３１４を受けた基板の一例である。点線４２２ｌは、エッチングの前の第２ハードマスク層４３２の厚さを示しており、実線で示す第２ハードマスク層４３２は、ＡＬＥによるエッチング後の第２ハードマスク材料４３２の厚さを示している。第２フィーチャ４５０の底部４５０ｂでの膜の厚さｍｉは、ＡＬＥの前の第２フィーチャ４５０の底部４５０ｂでの厚さであり、第２フィーチャ４５０の底部４５０ｂでの膜の厚さｍｊは、ＡＬＥ実行後の厚さである。同様に、第１フィーチャ４５２の底部４５２ｂでの膜の厚さｎｉは、ＡＬＥの前の厚さであり、厚さｎｊは、ＡＬＥ後の厚さである。様々な実施形態において、ｍｉ−ｍｊは、おおよそｎｉ−ｎｊに等しいことが理解される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
図４Ｅは、蒸着およびエッチングの様々なサイクル後の基板を示す。第１ハードマスク材料４４１は、隣接下層４１３を露出させるために、第１フィーチャ４８２の底部４８２ｂでエッチングされる。同様に、第２フィーチャ４８０の底部４８０ｂも、隣接下層４１３を露出させる。基板のプロファイルは、点線４２２１と比較され、点線は、第２ハードマスク材料４９２の蒸着後で、エッチングの前、かつ、複数サイクルの蒸着およびエッチングの前の基板のプロファイルを示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
いくつかの実施形態において、チャンバは、動作５０３および５０５の実行の合間にパージされてもよい。いくつかの実施形態において、基板は、記載されている動作の実行の合間に１または複数回にパージされてもよい。様々な実施形態において、動作５０３および５０５は、任意選択的に、循環的に繰り返されてもよく、それらのサイクルは、動作５０３および５０４の実行の合間にパージ動作ありまたはパージなしで実行されてよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｂ】
2020521320.tif 000001
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｃ】
2020521320.tif 000002
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｄ】
2020521320.tif 000003
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４Ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４Ｅ】
2020521320.tif 000004