(57)【要約】      （修正有）【課題】パターン化されたマスクを形成する新規方法をを提供する。【解決手段】第一のマスクは材料上に形成される。第一のマスクは、その中に伸長し、第一のパターンを画定するフィーチャを有する。第一のパターンは、フィーチャ１６，１８の分布にわたって第一レベルの均一性を有する。ブラシ層は、フィーチャを狭めて、第一のマスクから第二のマスクを生成するために、第一のマスクにわたって、フィーチャ内に形成される。第二のマスクは、第一レベルの均一性よりも大きい、狭められたフィーチャにわたる第二レベルの均一性を有する。パターンは、材料へと第二のマスクから転写される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンを形成する方法であって、
材料上に第一のマスクを形成することであって、前記第一のマスクは、その中に伸長し、第一のパターンを画定する複数のフィーチャを有し、前記第一のパターンは、前記複数のフィーチャの分布にわたる第一レベルの均一性を有する、ことと、
前記複数のフィーチャを狭めて、前記第一のマスクから第二のマスクを生成するために、前記複数のフィーチャ内に前記第一のマスクにわたってブラシ層を形成することであって、前記第二のマスクは、前記第一レベルの均一性よりも大きい、前記狭められた複数のフィーチャにわたる第二レベルの均一性を有する、ことと、
前記材料へ前記第二のマスクからパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第一のマスクは、周期表の１６群由来の一つ以上の元素を含む表面を含み、前記ブラシ層は、当該複数の元素による前記表面に対する複数のポリマー有機シロキサンの一つ以上の共有結合によって形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マスクは酸素含有表面を含み、前記ブラシ層は、前記酸素含有表面を有する、ポリスチレン、ポリ（ジメチルシロキサン）およびポリ（メチルメタクリレート）のうちの一つ以上を含む前駆体の反応を通して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記材料は炭素で構成され、
前記第一のマスクは酸素含有表面を含み、
前記ブラシ層は、前記酸素含有表面を有するポリ（ジメチルシロキサン）を含む前駆体の反応を通して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ポリ（ジメチルシロキサン）は、約５，０００原子質量単位から約１１０，０００原子質量単位の範囲内の分子量のポリマーで構成される、
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第一のマスクの前記複数のフィーチャは、二つ以上の異なる形状で分布され、前記ブラシ層は、当該複数の形状間の相違を軽減する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第一のマスクの前記複数のフィーチャは、不規則な周辺表面を有し、前記ブラシ層は、前記周辺表面にわたる不規則性を低減する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記転写することは、前記材料のエッチングを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記転写することは、前記材料へのドーパントの注入を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記第二のマスクの前記狭められた複数のフィーチャは、実質的に円形の周辺部を有する複数の開口である、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記転写する前に、前記ブラシ層を化学的に改変することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記化学的改変は、前記ブラシ層の酸素への暴露を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記化学的改変は、前記ブラシ層のＯ２プラズマへの暴露を含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
パターンを形成する方法であって、
半導体基板上に積層を形成することであって、前記積層は、電気的に絶縁性の材料上に炭素を含む、ことと、
前記炭素上に第一のマスクを形成することであって、前記第一のマスクは、第一のパターンを画定する、その中に伸長する複数の開口を有し、前記第一のパターンは、前記複数の開口の分布にわたって第一レベルの均一性を有する、ことと、
前記複数の開口を狭め、前記第一のマスクから第二のマスクを生成するために、前記複数の開口内、かつ前記第一のマスクにわたってブラシ層を形成することであって、前記ブラシ層は、前記炭素に対して、前記第一のマスクの材料に沿って選択的に形成され、前記第二のマスクは、前記第一レベルの均一性よりも大きい、前記狭められた複数の開口にわたる第二レベルの均一性を有する、ことと、
前記炭素および前記電気的に絶縁性の材料を通して、前記第二のマスクからパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記第一のマスクの前記複数の開口は、二つ以上の異なる形状間で分布され、前記ブラシ層は、当該複数の形状間の相違を軽減する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一のマスクの前記複数の開口は、不規則な周辺表面を有し、前記ブラシ層は、前記複数の周辺表面にわたる不規則性を低減する、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一のマスクは、無機酸化物を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一のマスクは、二酸化シリコンを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第一のマスクは、シリコン酸窒化物を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一のマスクは、酸素含有フィルムでコンフォーマルに被覆されたフォトレジストを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一のマスクは、二酸化シリコンもしくはシリコン酸窒化物でコンフォーマルに被覆されたフォトレジストを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記電気的に絶縁性の材料は、二酸化シリコンを含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記第一のマスクを前記形成することは、
前記フォトレジスト内に複数の開口の第一の配置を形成するために、フォトレジストをフォトリソグラフィーでパターン化することと、
複数の開口の第二の配置を形成するために、前記第一の配置の前記複数の開口を拡大することと、
ブラシ層前駆体と反応する反応性表面を有するスペーサ材料と前記第二の配置の複数の開口を整列させることであって、前記整列された複数の開口は、前記第一のマスクの複数の開口の前記第一のパターンである、ことと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記反応性表面は酸素を含む、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記反応性表面は、前記スペーサ材料の表面のプラズマ酸化によって形成される、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記炭素上のシリコン酸窒化物を含み、前記第一のマスクを前記形成することは、
前記フォトレジスト内の複数の開口の第一の配置を形成するために、前記フォトレジストをフォトリソグラフィーでパターン化することと、
複数の開口の第二の配置を形成するために、前記第一の配置の前記複数の開口を拡大することと、
複数の開口の前記第一のパターンを形成するために、スペーサ材料と前記第二の配置の複数の開口を整列させることと、
前記シリコン酸窒化物を通して前記第一のパターンを転写することであって、それによって、そこを通って伸長する複数の開口の前記第一のパターンを有する前記シリコン酸窒化物を含むように、前記第一のマスクを形成する、ことと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
導電性材料で前記複数の開口を充填することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２８】
前記半導体基板へと前記複数の開口を伸長することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の開口を通って、前記半導体基板へとドーパントを注入することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項３０】
パターンを形成する方法であって、
そこを通って伸長する複数の間隔をあけられた開口を有するパターン化されたフォトレジストを形成することと、
前記複数の開口を拡大することと、
拡大された複数の開口内にスペーサ材料を堆積し、その後、前記スペーサ材料を異方性エッチングして前記フォトレジストを除去することであって、前記異方性エッチングは、前記スペーサ材料から複数のスペーサを形成し、当該複数のスペーサは、複数の環状リングであって、二つの形状の開口を有し、そこを通って伸長するパターンを有する第一のマスクである、ことと、
前記二つの形状間の相違を軽減して前記第一のマスクから第二のマスクを形成するために、前記スペーサ材料に沿って、前記複数の開口内にブラシ層を形成することと、
前記第二のマスクから、前記第二のマスク下の第二の材料へとパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項３１】
炭素含有材料は、前記フォトレジストと前記第二の材料間にあり、前記炭素含有材料は、前記ブラシ層が形成されると、前記複数の開口の底部に露出され、前記ブラシ層は、前記炭素含有材料と比較して、前記スペーサ材料上に選択的にあるように形成され、前記パターンは前記炭素含有材料を通って、前記第二の材料へと転写される、
ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記スペーサ材料は、二酸化シリコンもしくはシリコン酸窒化物を含む、
ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記ブラシ層は、ポリマー有機シロキサンを含む前駆体から形成される、
ことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ブラシ層は、ポリ（ジメチルシロキサン）を含む前駆体から形成される、
ことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記第二の材料は、半導体ベース上の電気的に絶縁性の材料形式であって、前記パターンは、前記第二の材料を通って前記半導体ベースへと転写される、
ことを特徴とする請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
パターン形成方法。
【背景技術】
【０００２】
集積回路製造は、しばしば、その後にマスクから材料へのパターンの転写（ｔｒａｎｓｆｅｒ）が続く、材料にわたってパターン化されたマスクの形成を含む。例えば、パターン化されたマスクは、メモリ、論理などの製造用に利用されてもよい。
【０００３】
継続する目的は、集積回路の密度を増大させることである。関連する目的は、パターン化されたマスク内のフィーチャ（ｆｅａｔｕｒｅｓ）密度を増大させることである。しかしながら、マスク内に均一かつ、密集したフィーチャのパターンを生成することを試みる上で困難に遭遇することがある。したがって、パターン化されたマスクを形成する新規方法を開発することが望まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】例示的な一実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図２】例示的な一実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図３】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図４】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図５】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図５Ａ】図５の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図６】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図６Ａ】図６の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図７】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図７Ａ】図７の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図８】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図８Ａ】図８の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図９】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図９Ａ】図９の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１０】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図１０Ａ】図１０の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１１】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図１１Ａ】図１１の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１２】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図１２Ａ】図１２の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１３】例示的な別の実施形態の処理段階における、半導体構造の上面図である。
【図１３Ａ】図１３の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１４】図１３に続く例示的な処理段階における半導体構造の上面図である。
【図１４Ａ】図１４の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１５】図１３に続く別の例示的な処理段階における半導体構造の上面図である。
【図１５Ａ】図１５の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１６】図１０に続く別の例示的な処理段階における半導体構造の上面図である。
【図１６Ａ】図１６の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１７】図１６に続く例示的な処理段階における半導体構造の上面図である。
【図１７Ａ】図１７の直線Ａ−Ａに沿った断面側面図である。
【図１８】別の例示的実施形態の種々の処理段階における半導体構造の断面側面図である。
【図１９】別の例示的実施形態の種々の処理段階における半導体構造の断面側面図である。
【図２０】別の例示的実施形態の種々の処理段階における半導体構造の断面側面図である。
【図２１】実施例２に従って処理されるパターン化された基板の上面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２２】実施例３に従って処理されるパターン化された基板の上面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
【図２３】実施例４に従って処理されるパターン化された基板の上面図である。
【図２４】実施例５に従って処理されるパターン化された基板の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
幾つかの実施形態は、パターン化されたフィーチャの集合（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）にわたる均一性を改善するために、ブラシ層を利用する方法を含む。“ブラシ層”という用語は、表面に対して、ポリマー有機材料を共有結合（ｃｏｖａｒｅｎｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）することによって形成される層のことを称するために本明細書で使用される。幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、シロキサンを含んでもよく、例えば、ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ）を含む前駆体（ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ）などのシロキサン含有前駆体から形成されてもよい。幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、シロキサン含有ポリマーに加えるか、シロキサン含有ポリマーの代わりに、他の有機ポリマーを含む前駆体から形成されてもよい。例えば、ブラシ層は、ポリスチレン（ＰＳ）およびポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）のうちの一方もしくはその双方を含む前駆体を利用して形成されてもよい。ブラシ層前駆体は、表面と反応するのに適切な一つ以上の置換基を有し、それによってブラシ層を表面に対して共有結合する（即ち、グラフトする）。当該置換基は、ヒドロキシル部分、スルフヒドリル部分などを含んでもよい。
【０００６】
パターン化されたフィーチャの集合にわたる均一性を改善するためのブラシ層の例示的な利用は、図１および図２を参照して記述される。
【０００７】
図１を参照すると、構造１０の一部が上面図で示される。構造は、ベース１５の上部表面にわたって形成されるマスキング材料１４のリング１２を含む。リング１２は、互いに接触して、ベース１５上の二組（ｓｅｔｓ）の開口を形成する。一組は、リングの中間内の円形開口１６に対応し、別の一組は、互いに接触する隣接する４つのリングによって画定されたダイアモンド形状の開口１８に対応する。幾つかの実施形態においては、リング１２は、ベース１５上に第一のマスクを形成すると考えられてもよく、それと共に開口１６および１８は、第一のマスクを通って伸長し、第一のパターンを画定する第一のフィーチャに対応する。当該第一のパターンは、フィーチャ１６および１８の分布にわたる第一レベルの均一性を有し、開口１６とは顕著に異なる形状である開口１８のために、当該レベルの均一性は低い。
【０００８】
図２を参照すると、ブラシ層２０は、ベース１５の材料に対して、材料１４（図１）上に選択的に形成され、それらは開口１６および１８を狭める。ブラシ層２０の形成は、図１の第一のマスクから第二のマスクを形成すると考えられてもよい。当該第二のマスクは、ブラシ層の形成を通して軽減される開口１６および１８の形状間の相違によって、第一のマスクよりも大きいレベルの均一性を有する。特に、ブラシ層は、部分的に充填された開口１６および１８を有し、当該開口間の相違を平滑化する。平滑化することによって、結果として、少なくとも部分的に、表面張力と他の力の熱力学的に望ましいバランスを達成するブラシ層を生じ、それによって、実質的に最も低い全自由エネルギーを達成するために、鎖が伸びることによる自由エネルギーの増大を伴う表面積の最小化によって抑制された自由エネルギーを実質的に最適化するように、ブラシ層の疎水性鎖が集合する。このように、他の周辺パターンよりも少ない表面領域を有する実質的に円形の周辺パターンによって、開口の内部に沿って実質的に円形の周辺パターンを形成する（“実質的に円形”という用語は、製造および測定の合理的な許容差内で円形であることを意味する）。その後の処理において、開口１６および１８のパターンは、ベース１５に転写されてもよい。
【０００９】
パターン化されたフィーチャの集合にわたる均一性を改善するためのブラシ層の別の例示的な利用は、図３および図４を参照して記述される。
【００１０】
図３を参照すると、構造３０の一部が上面図で示される。構造は、ベース１５の上部表面にわたって形成されるパターン化されたマスキング材料３２を含む。マスキング材料は、マスキング材料を通って伸長する開口に対応するフィーチャ３４を有する。当該開口は、不規則な周辺表面を有する。開口３４の集合にわたる形状および寸法の分布は、開口の不規則な周辺表面のために、低レベルの均一性を有する。
【００１１】
図４を参照すると、ブラシ層２０は、ベース１５の材料に対して、マスキング材料３４（図３）上に選択的にあるように形成される。ブラシ層は、周辺表面にわたる不規則性を低減する一方で開口３４を狭める。ブラシ層２０の形成は、図３の第一のマスクから第二のマスクを形成するものと考えられてもよい。図４の第二のマスクは、図３の第一のマスクよりも、開口３４の集合にわたる高いレベルの均一性を有する。図４の段階の後の処理において、開口３４のパターンは、ベース１５に転写されてもよい。
【００１２】
図１−図４の実施形態においては、第二のマスク（図２のマスクにおけるフィーチャ１６および１８ならびに図４のマスクにおけるフィーチャ３４）に形成される均一なフィーチャは、実質的に円形の周辺部を有する。他の実施形態においては、他のフィーチャ形状が形成されてもよい。例えば、マスク内の元のパターンが図示されたフィーチャよりも細長い場合、ブラシ層を利用して形成されるフィーチャは、円形ではなく、細長いことがある。
【００１３】
フィーチャの集合にわたる高レベルの均一性を有するマスクを形成することが望ましい多くの用途が存在する。例示的一実施形態は、図５−図１３を参照して記述される。
【００１４】
図５および図５Ａを参照すると、構造５０は、その上に積層５４を有する半導体ベース５２を含む。積層は、電気的に絶縁性の材料５６上の炭素含有材料５８を含む。フォトレジスト６２は、積層５４上にあり、示された実施形態においては、堆積された反射防止コーティング（ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ  ａｎｔｉｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ｃｏａｔｉｎｇ；ＤＡＲＣ）６０によって当該積層から間隔をあけられる。
【００１５】
ベース５２は、半導体材料を含んでもよく、幾つかの実施形態においては、単結晶シリコンを含むか、実質的に単結晶シリコンで構成されるか、単結晶シリコンで構成されることがある。幾つかの実施形態においては、ベース５２は、半導体基板を含むものと考えられてもよい。“半導体基板”という用語は、半導電性ウェーハ（単独もしくは他の材料を含むアセンブリのいずれか）および半導電性材料層（単独もしくは他の材料を含むアセンブリのいずれか）などのバルク半導電性材料を含むがそれに限定はされない半導電性材料を含む任意の構造を意味する。“基板”という用語は、上述された半導体基板を含むがそれに限定はされない任意の支持構造のことを称する。幾つかの実施形態においては、ベース５２は、集積回路製造に関連付けられる一つ以上の材料を含む半導体基板に対応することがある。材料のうちのいくつかは、ベース５２の示された領域の下にある、および／もしくはベース５２の示された領域に横方向に隣接することがあり、例えば、耐火金属材料、バリア材料、拡散材料、絶縁体材料などのうちの一つ以上に対応してもよい。
【００１６】
ベース５２は、幾つかの実施形態においては、集積回路を支持してもよい。例えば、ベース５２の上部領域は、（図示されていない）導電性ノードのアレイを含み、図５−図１３の処理は、当該導電性ノードに対する導電性接触を形成するのに適切なパターンを形成するために利用されてもよい。別の実施例として、ベース５２の上部領域は、半導体材料を含んでもよく、図５−図１３の処理は、当該導電性材料内に導電性を有するようにドープされた注入領域を形成するのに適切なパターンを形成するために利用されてもよい。さらに別の実施例として、ベース５２は、メモリアレイ（例えば、フラッシュメモリアレイ、ＤＲＡＭアレイなど）を支持してもよく、図５−図１３の処理は、個々のメモリセルに対する導電性接触を整列するために適切なパターンを形成するために利用されてもよい。
【００１７】
電気的に絶縁性の材料５６は、任意の適切な組成もしくは組成の組み合わせを含んでもよく、幾つかの実施形態においては、無機酸化物および／もしくは無機窒化物を含んでもよい。例えば、幾つかの実施形態においては、材料５６は、二酸化シリコンおよび窒化シリコンのうちの一方もしくは双方を含むか、実質的にそれらで構成されるか、それらで構成されてもよい。
【００１８】
炭素含有材料５８は、炭素を含むか、実質的に炭素で構成されるか、炭素で構成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態においては、材料５８は、透明炭素で構成されてもよい。
【００１９】
ＤＡＲＣ６０は、任意の適切な組成もしくは組成の組み合わせを含んでもよい。幾つかの実施形態においては、シリコン酸窒化物を含むか、シリコン酸窒化物で実質的に構成されるか、シリコン酸窒化物で構成されてもよい。ＤＡＲＣ６０に対して適切な材料は、適切な光学的特性（例えば、１９３ｎｍにおけるｎ＋ｋ値）および化学的特性（例えば、ブラシ層前駆体とグラフトできる表面）を有する材料を含んでもよい。
【００２０】
フォトレジスト６２は、任意の適切な組成であってもよい。
【００２１】
図６および図６Ａを参照すると、開口６４の配置は、適切なフォトリソグラフィー処理を通してフォトレジスト６２内に形成される。図示された開口６４は、例示的なフィーチャであって、他のフィーチャ形状が他の実施形態において形成されてもよい。
【００２２】
図７および図７Ａを参照すると、開口６４は拡大される。図示された実施形態においては、開口６４は、互いに接触する程度に拡大される。他の実施形態においては、開口は、互いに接触しないように、より少ない程度に拡大されてもよい。さらに他の実施形態においては、開口はそれらが互いに１つになるように、更に大きい程度に拡大されてもよい。幾つかの実施形態においては、図６および図６Ａの開口の配置は、フォトレジスト内に形成された開口の第一の配置であると考えられてもよく、図７および図７Ａの拡大された開口は、フォトレジスト内の開口の第二の配置と考えられてもよい。
【００２３】
図８および図８Ａを参照すると、開口６４は、スペーサ材料６６と整列される。スペーサ材料は、ブラシ層前駆体と反応する表面を有する。幾つかの実施形態においては、当該表面は酸素を含んでもよく、スペーサ材料は、酸素含有フィルムと称されてもよい。例えば、スペーサ材料は、例えば、二酸化シリコン、シリコン酸窒化物、酸化アルミニウムのうちの一つ以上などの、一つ以上の無機酸化物を含んでもよい。スペーサ材料は、構造５０の上部表面にわたって波状の形状を有する構成を生成するために、フォトレジスト６２をコンフォーマルに被覆する。スペーサ材料は、例えば、原子層堆積を含む任意の適切な方法を利用して形成されてもよい。
【００２４】
幾つかの実施形態においては、スペーサ材料は、酸素欠乏表面を含むように最初に形成され、その後、酸素は、例えば、酸化性プラズマなどの酸化条件を利用して当該表面に沿って導入されてもよい。
【００２５】
幾つかの実施形態においては、スペーサ材料は、酸素に加えて、もしくは酸素の代わりに、周期表の１６群由来の一つ以上の他の元素を含む表面を有してもよい。例えば、スペーサ材料は、硫黄、セレンのうちの一つ以上を含む表面を有してもよい。
【００２６】
図９および図９Ａを参照すると、スペーサ材料６６は、スペーサ６８を形成するために異方性エッチングされる。スペーサ６８は、示された構成においては、環状リングとして構成される。
【００２７】
開口６４は、ＤＡＲＣ材料６０の上部表面を露出するために、リング形状スペーサ６８の中央領域を通って伸長する。また、フォトレジスト６２（図７および図７Ａに見られる）は、リング形状スペーサ６８の外部にある開口７０の別の組を形成するために除去される。開口６４は、第一組の開口に対応すると考えられてもよく、開口７０は、第二組の開口に対応すると考えられてもよい。第一組の開口は第二組の開口とは異なる形状を有する。幾つかの実施形態においては、スペーサ６８は、積層５４上の第一のマスクを形成するように考えられてもよく、当該第一のマスクは、開口の集合にわたる第一レベルの均一性を有する。当該集合は、第一の形状の開口６４および第二の形状の開口７０を含む分布を含む。
【００２８】
示された実施形態は、スペーサ材料の単一の堆積およびエッチングを通してスペーサ６８を形成するが、他の実施形態においては、スペーサ材料の複数の堆積および／もしくはエッチングが、スペーサ６８の幅を調整するために利用されてもよい。さらには、スペーサ材料のさらなる堆積は、開口６４と開口７０の間の不均一性の幾らかを軽減してもよく、それによって、開口の分布にわたる均一性を増大させる。
【００２９】
図１０および図１０Ａを参照すると、スペーサ６８由来のパターンは、炭素含有材料５８の上部表面を露出するために、ＤＡＲＣ材料６０を通して転写される。幾つかの実施形態においては、材料６０および６６は、ともに、炭素含有材料５８上の第一のマスクを形成すると考えられてもよい。
【００３０】
図１１および図１１Ａを参照すると、ブラシ層２０は、炭素含有材料５８の表面に対して、材料６０および６６の露出された表面上に選択的に形成される。ブラシ層は、開口６４および７０の形状の間の不均一性を低減する。
【００３１】
幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、当該露出された表面に対する共有結合を形成するために、材料６０および６６の露出された表面に沿って、酸素（および／もしくは周期表の１６群由来の他の元素）と反応する適切な反応性部分を有するポリマー前駆体から形成されてもよい。例えば、幾つかの実施形態においては、ブラシ層前駆体は、例えば、ヒドロキシル、スルフヒドリルなどの適切な反応基を有するＰＳ、ＰＤＭＳおよびＰＭＭＡのうちの一つ以上を含んでもよい。ブラシ層でシロキサンを利用する利点は、（以下に記述される）その後の処理においてブラシ層に対して炭素含有材料５８を選択的に除去することを可能にすることである。ＰＤＭＳは、ポリマー有機シロキサンの一実施例であって、他の実施形態においては、ブラシ層は、他のポリマー有機シロキサンを含んでもよいし、幾つかの実施形態においては、少なくとも１７％（原子質量）シリコンを含有する炭素およびシリコンを含むポリマーを含んでもよい。
【００３２】
幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、約５，０００原子質量単位から約１１０，０００原子質量単位の分子量範囲内のポリマーで構成されるＰＤＭＳを含んでもよい。
【００３３】
幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、ＰＤＭＳを含み、炭素に対して、二酸化シリコンおよびシリコン酸窒化物のうちの一方もしくはその双方に対して選択的に結合されてもよい。
【００３４】
ブラシ層を形成するために利用される処理は、前駆体と露出された酸素含有表面の間の共有結合（例えば、縮合反応）を可能とする条件下で、ブラシ層前駆体に対して、図１０および図１０Ａに示されたタイプの構造を露出することを含んでもよい。条件は、ほぼ室温から約３５０℃の温度で構造を焼付けることを含んでもよい（例えば、ヒドロキシル部分を有するＰＤＭＳなど６０／６６に結合する反応性ヒドロキシル部分を有するブラシ層に対して）。ブラシ層が形成された後、過度の前駆体を除去するためにすすぎが実施されてもよい。その後、ブラシ層は、ガラス遷移温度（Ｔｇ）を超える温度に加熱され、表面面積を最小限化する熱力学的に望ましい状態をブラシ層が達成することを可能にし、それによって開口の分布にわたる不均一性を低減する。
【００３５】
幾つかの実施形態においては、材料６０および６６を有するブラシ層２０は、炭素含有材料５８の上部表面にわたってマスク７２を形成すると考えられてもよい。当該マスクは、図１０および図１０Ａのマスクに示された開口と比較して狭められる開口６４および７０を含む。しかしながら、図１１および図１１Ａのマスクの開口６４および７０は、互いにほぼ同一の寸法および形状である。したがって、開口６４および７０の形状間の相違は軽減され、図１１および図１１Ａのマスクは、図１０および図１０Ａのマスクよりも高レベルの均一性を有する。
【００３６】
図１１および図１１Ａの示された実施形態においては、ブラシ層２０は、炭素含有材料５８に対して、材料６０および６６に沿って選択的に形成される。したがって、炭素含有材料は、ブラシ層の形成後に開口６４および７０の底部に露出されたままである。
【００３７】
種々の材料６０、６６および５８は、例示的な材料である。幾つかの実施形態においては、類似の材料は、材料６０、６６および５８に対して特に記述されたもの以外の組成を含んでもよい。幾つかの実施形態においては、材料６６および６８は、第一の材料と称され、材料５８は第二の材料と称され、ブラシ層は、第二の材料に対して、第一の材料上に選択的に形成されると考えられてもよい。他の実施形態においては、ブラシ層は、第一および第二の材料の全ての表面に沿って形成し、その後、材料５８の表面上からブラシ層を除去し、それによって、開口６４および７０の底部において材料５８の表面を露出するために、異方性エッチングが使用されてもよい。（類似する一実施形態は、図１８−図２０を参照して以下に記述される）
【００３８】
図５−図１１の実施形態は、互いに対して異なる形状を有する開口を有するマスクにわたる均一性を改善するためにブラシ層を利用する。他の実施形態においては、開口は、開口が周辺表面にわたって（図３を参照して上述された不規則性に類似する）不規則性を有するような条件下で形成されてもよく、ブラシ層処理は、当該開口の集合にわたる不均一性を軽減するために利用されてもよい。
【００３９】
図１２および図１２Ａを参照すると、開口６４および７０は、電気的に絶縁性の材料５６の上部表面を露出するために、材料５８を通って伸長される（即ち、材料５６を通って転写される）。
【００４０】
図１３および図１３Ａを参照すると、開口６４および７０は、半導体ベース５２の上部表面を露出するために、電気的に絶縁性の材料５６を通って伸長され（即ち、材料５６を通って転写され）、材料５８、６０、６６および２０は、一つ以上の適切なエッチングで除去される。
【００４１】
材料５８、６０、６６および２０は、示された実施形態においては、図１３および図１３Ａの処理段階で除去される。他の実施形態においては、当該材料のうちの一つ以上は、図１３および図１３Ａの処理段階、および図１３および図１３Ａの後の他の処理段階でのままである。
【００４２】
図１４および図１４Ａを参照すると、導電性材料８０は、開口６４および７０内に形成され、ベース５２の上部表面へと伸長する一連の導電性接触へとパターン化される。導電性材料８０は、任意の適切な組成もしくは組成の組み合わせを含んでもよいし、幾つかの実施形態においては、種々の金属（例えば、タングステン、チタンなど）、金属含有化合物（例えば、金属窒化物、金属炭化物、金属シリカ物など）および導電性を有するようにドープされた半導体化合物（例えば、導電性を有するようにドープされたシリコン、導電性を有するようにドープされたゲルマニウムなど）のうちの一つ以上を含むか、それらで実質的に構成されるか、それらで構成されてもよい。幾つかの実施形態においては、材料８０は、開口６４および７０を満たすために堆積され、その後、過度の材料は、図１４および図１４Ａに示された構造を形成するために、化学機械研磨（ＣＭＰ）もしくは他の適切な平坦化によって除去されてもよい。幾つかの実施形態においては、導電性接触は、ベース５２の上部表面上に存在する（図示されていない）導電性ノードのアレイへと伸長してもよい。
【００４３】
図１４および図１４Ａは、開口６４および７０の形成に続く可能性のある、例示的な処理段階を示す。他の実施形態においては、開口は、集積回路製造に関連付けられる他の処理用に利用されてもよい。例えば、開口６４および７０のパターンは、ベースへと伸長する凹部を形成するために、および／もしくはベースに関連付けられた材料をパターン化するために、ベースへとエッチングすることによって、半導体ベース５２へと転写されてもよい。別の実施例として、開口６４および７０のパターンは、開口によって画定される位置内のドーパント注入領域を形成するために、開口を通ってドーパントを注入することによって、半導体ベース５２へと転写されてもよい。例えば、図１５および図１５Ａは、図１３および図１３Ａの処理段階の後の処理段階における構造５０を示し、一実施形態においては、ドーパントは、半導体ベース５２内の注入領域８４を形成するために開口を通って注入される。幾つかの実施形態においては、ベース５２の上部表面は、シリコンを含んでもよく、注入されるドーパントは、導電性を有するようにドープされた領域８４を形成するために利用されるｎ型もしくはｐ型ドーパントのいずれであってもよい。
【００４４】
図１１および図１１Ａの実施形態は、材料６６および６０上のブラシ層を形成するが、他の実施形態においては、スペーサ材料６６は、ブラシ層の形成前に除去されてもよい。ブラシ層は、その後、下にある炭素含有材料５８に対して、シリコン酸窒化物材料６０上に選択的に形成されてもよい。当該処理の一実施例は、図１６および図１７を参照して記述される。
【００４５】
図１６および図１６Ａは、図１０および図１０Ａの処理段階に続く可能性のある処理段階における構造５０を示し、特に、炭素含有材料５８上のパターン化された材料６０を残すために除去される材料６６を示す。
【００４６】
続いて図１７および図１７Ａを参照すると、ブラシ層２０は、炭素含有材料５８の露出された表面に対して、シリコン酸窒化物６０の露出された表面にわたって選択的に形成され、開口６４および７０の間の相違を低減する。図１２−図１５を参照して上述された種々の処理に類似する処理は、図１７および図１７Ａの処理段階の後に実施されてもよい。
【００４７】
図１１および図１１Ａを参照して上述されたように、幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、複数の材料上に非選択的に形成され、その後、その後の処理段階に適切なフィーチャ（例えば、スペーサ）を形成するために異方性エッチングされてもよい。図１８−図２０は、ブラシ層が複数の材料にわたって非選択的に形成される例示的一実施形態を示す。
【００４８】
図１８を参照すると、構造１００は、第一の材料１０２上のパターン化された第二の材料１０４を含むように示される。第一および第二の材料は、互いに異なる構成であってもよい。
【００４９】
図１９を参照すると、ブラシ層２０は、材料１０４および１０２の表面に沿って非選択的に形成される。幾つかの実施形態においては、材料１０２および１０４の表面は、酸素を含んでもよく、ブラシ層は、当該酸素含有表面とブラシ層前駆体の反応によって形成されてもよい。
【００５０】
図２０を参照すると、ブラシ層は、スペーサ１０６を形成するために異方性エッチングされる。当該スペーサは、その後、本開示の前述の図面を参照して上述された処理に類似する、その後の処理に利用されてもよい（他の実施形態においては、図示されていないが、ブラシ層２０は図１９の処理段階における材料１０４のみの上に選択的に形成し、その場合、図２０の異方性エッチングが省略されることがある）。
【００５１】
幾つかの実施形態においては、ブラシ層の化学的特性を変化させて、それによってブラシ層をハードマスクとしての適合性を改善するために、ブラシ層を化学的に改変することが望まれることがある。例えば、幾つかの実施形態においては、ブラシ層は、シリコン含有ポリマー（例えば、［原子質量で］少なくとも約１７％のシリコンを含む可能性がある）を含んでもよく、ブラシ層へ酸素を組み入れることが望まれることがある。幾つかの実施形態においては、化学的改変は、図２０に記述された異方性エッチングの前に実施されてもよいし、幾つかの実施形態においては、化学的改変は、図１１および図１１Ａを参照して上述されたのと類似する選択的堆積後に実施されてもよい。図１１および図１１Ａに類似する堆積は、（材料５８の表面に類似する）露出された表面を残すために、材料６６に類似するマスキング材料に沿った選択的な堆積を含んでもよく、露出された表面は、炭素含有材料であってもよいし、そうでなくてもよい。幾つかの実施形態においては、化学的改変は、ブラシ層を酸化物フィルムへと変換するために、Ｏ２プラズマに対するブラシ層の暴露を含んでもよい。当該暴露は、幾つかの用途においては、ブラシ層と整列された開口を縮小および平坦化してもよい。
【００５２】
幾つかの実施形態においては、有機ブラシ層は、スペーサを形成するために利用されてもよい。例えば、有機ブラシ層（例えば、ポリスチレン）は、（幾つかの実施形態においては、図９および図９Ａのフィーチャ６８のような）ＳｉＯ２フィーチャに適用されてもよく、その後、ＳｉＯ２フィーチャは、ブラシ層の有機材料を含むスペーサを残すために除去されてもよい。このように、ブラシ層の有機材料は、幾つかの実施形態においては、スピンオンスペーサを形成してもよい。
【００５３】
他に明示されない限り、本明細書で記述される種々の材料、物質、組成などは、例えば、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）などを含む既知もしくは未開発のいずれかの任意の適切な方法で形成されてもよい。
【００５４】
“誘電性”および“電気的に絶縁性”という用語は、双方とも、電気的な絶縁特性を有する材料を記述するために使用される。双方の用語は、本開示において同義と考えられる。幾つかの実施例における“誘電性”という用語の用法と、他の実施例における“電気的に絶縁性”という用語の用法は、以下の請求項内の前提とする基礎を簡略化するために、本開示内での言語変形を提供するためのものであって、任意の顕著な化学的もしくは電気的相違を示すために使用されるものではない。
【００５５】
図面における種々の実施形態の特定の方向は、例示的な目的のためだけのものであって、実施形態は、幾つかの用途においては、示された方向に対して回転されてもよい。本明細書で提供された記述およびそれに続く請求項は、構造が図面の特定の方向にあるか、または当該方向に対して回転されているか否かに関わらず、種々のフィーチャ間の記述された関係を有する任意の構造に関する。
【００５６】
添付の図面の断面図は、断面平面内のフィーチャのみを示しており、図面を簡略化するために、断面平面よりも背後の材料は示していない。
【００５７】
ある構造が別の構造“上（ｏｎ）”もしくは“相対して（ａｇａｉｎｓｔ）”いるものとして上記で称されるとき、他の構造上に直接存在するか、または、中間構造が存在してもよい。対照的に、ある構造が別の構造の“直接上（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｏｎ）”もしくは“直接相対して（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ａｇａｉｎｓｔ）”いるものとして称されるとき、中間構造は存在しない。ある構造が、別の構造に対して“接続される（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）”もしくは“結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）”ものとして称されるとき、別の構造に対して直接接続されるか結合されるか、または中間構造が存在してもよい。対照的に、ある構造が別の構造に対して、“直接接続される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）”か“直接結合される（ｄｉｒｅｃｔｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ）”ものとして称されるとき、中間構造は存在しない。
【００５８】
幾つかの実施形態は、パターンを形成する方法を含む。第一のマスクは、材料上に形成される。第一のマスクは、その中に伸長し、第一のパターンを画定するフィーチャを有する。第一のパターンは、フィーチャの分布にわたる第一レベルの均一性を有する。ブラシ層は、フィーチャを狭めて、第一のマスクから第二のマスクを生成するために、第一のマスクにわたって、かつフィーチャ内に形成される。第二のマスクは、第一レベルの均一性よりも大きい、狭められたフィーチャにわたる第二レベルの均一性を有する。パターンは、材料へと第二のマスクから転写される。
【００５９】
幾つかの実施形態は、パターンを形成する方法を含む。積層は半導体基板上に形成される。積層は、電気的に絶縁性の材料上に炭素を含む。第一のマスクは、炭素上に形成される。第一のマスクは、その中に伸長する開口を有し、開口は、第一のパターンを画定する。第一のパターンは、開口の分布にわたって第一レベルの均一性を有する。ブラシ層は、開口を狭めて、第一のマスクから第二のマスクを生成するために、第一のマスクにわたって、かつ開口内に形成される。ブラシ層は、炭素に対して、第一のマスクの材料に沿って選択的に形成される。第二のマスクは、第一レベルの均一性よりも大きい狭められた開口にわたる第二レベルの均一性を有する。パターンは、炭素および電気的に絶縁性の材料を通って第二のマスクから転写される。
【００６０】
幾つかの実施形態は、パターンを形成する方法を含む。パターン化されたフォトレジストは、そこを通って伸長する複数の間隔をあけられた開口を有するように形成される。開口は拡大される。スペーサ材料は、拡大された開口内に堆積される。スペーサ材料は、異方性エッチングされてフォトレジストは除去される。異方性エッチングは、スペーサ材料からスペーサを形成する。スペーサは、環状リングであって、二つの形状の開口を有する、そこを通って伸長するパターンを有する第一のマスクである。ブラシ層は、二つの形状間の相違を軽減し、第一のマスクから第二のマスクを形成するために、スペーサ材料にわたって開口内に形成される。パターンは、第二のマスクから、第二のマスク下の第二の材料へと転写される。
【００６１】
幾つかの実施例は、本発明の幾つかの態様を理解するうえで読者を助けるために以下に提供される。実施例の特定のパラメータは、以下に続く請求項において当該パラメータがもし明確な記述がある場合には、その範囲を超えて、ともあれ、本発明を限定するものではない。
【００６２】
［実施例］
【００６３】
以下の材料は、以下に記述される特定の実施例１−５で使用される前に、アクティブ化されたＡ２グレードのアルミナで充填されたカラムを通される。即ち、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）（Ａｌｄｒｉｃｈから市販された９９．９％純度）、スチレン（Ａｌｄｒｉｃｈから市販されている）およびシクロヘキサン（Ｆｉｓｃｈｅｒから市販されているＨＰＬＣグレード）。Ｍｎ＝１０ｋｇ／ｍｏｌおよびＭＷ／Ｍｎ＝１．１０のヒドロキシル終端ポリ（ジメチルシロキサン）（ＰＤＭＳ−ＯＨ）は、Ｇｅｌｅｓｔから購入して、一般的に使用されるように使用された。以下に記述される特定の実施例１−５で使用される他の全ての材料は、一般的に使用されるように使用された市販の材料であった。
【００６４】
実施例１−５で報告される平均分子量ＭＮおよび多分散性値は、Ａｇｉｌｅｎｔ  １１００シリーズ屈折率およびＭｉｎｉＤＡＷＮ光散乱検出器（Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｃｏ．）を備えたＡｇｉｌｅｎｔ１１００シリーズ液体クロマトグラフィー（ＬＣ）システムにおけるゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定された。サンプルは、約１ｍｇ／ｍＬの濃度でＨＰＬＣグレードのＴＨＦに溶解され、二つのＰＬＧｅｌ３００×７．５ｍｍＭｉｘｅｄ  Ｃ  カラム（５ｍｍ、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）に対する注入前に、０．２０μｍシリンジでフィルタ処理された。１ｍＬ／分の流速および３５℃の温度が維持された。カラムは、狭い分子量ＰＳ標準（ＥａｓｉＣａｌ  ＰＳ−２，Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ，Ｉｎｃ．）で較正された。
【００６５】
以下の実施例において言及されるプロトン核磁気共鳴（１ＨＮＭＲ）分光法の結果は、定量的な積分のために、プロトンの完全な緩和を保証するために、１０秒の遅延時間を使用するＶａｒｉａｎ  ＩＮＯＶＡ  ４００  ＭＨｚＮＭＲ  スペクトロメータにおいてなされた。化学的シフトは、テトラメチルシランと比較して報告される。
【００６６】
［実施例１：ＰＤＭＳ−ＯＨ合成］
【００６７】
トリメチルシリルリチウムシラノレート（０．０６０ｇ，０．６２ｍｍｏｌ）は、２０ｍＬバイアルへと秤量されて、２ｇ乾燥ＴＨＦ内に溶解された。続いて、新たに昇華されたヘキサメチル（シクロトリシロキサン）モノマー（Ｄ３，９．７ｇ，４４ｍｍｏｌ）は、２００ｍＬジャーに秤量され、その後、４８ｇのＴＨＦに溶解された。リチウムシラノレート溶液は、撹拌バーとともにＤ３溶液にくわえられ、内容物が〜１／２ｍＬクロロジメチルシランでクエンチされる前に、１時間室温（ＲＴ）で撹拌された。反応混合物は、一晩撹拌され、その後、６００ｍＬＭｅＯＨへと沈殿された。ＭｅＯＨは、デカントされ、一晩空気乾燥された粘性液を残し、その後、６０℃で真空オーブン内でさらに乾燥され、ＮＭＲによって判定されるように、Ｍｎ〜１４，６００ｇ／ｍｏｌでの６．８ｇのＳｉ−Ｈ終端ＰＤＭＳを生じる。Ｓｉ−Ｈ終端ＰＤＭＳをＰＤＭＳ−ＯＨへと変換するために、Ｓｉ−Ｈ終端ＰＤＭＳ（４．０ｇ）およびアリルアルコール（０．２９ｇ，４．９ｍｍｏｌ，シランに基づく１８ｅｑ．）は、２０ｍＬバイアル内で一緒にされた。バイアルは、Ｎ２のブランケット下に配置され、一すくいの５％Ｐｔ／Ｃがそこに加えられた。バイアルはキャップを付けられ、加熱ブロック内で１５時間１１０℃へと加熱された。反応の後の１ＨＮＭＲによる分析は、シランの完全な変換を示した。粗悪な反応混合物は、残留Ｐｔ／Ｃ触媒を除去するために、ヘキサンを利用してフリットおよび１μｍフィルタを通ってフィルタ処理された。ポリマーは、真空下において６０℃で乾燥することによって分離された。
【００６８】
［実施例２：基板準備およびイメージング］
【００６９】
炭素フロア上のＳｉＯ２ラインのパターンは、標準的ンリソグラフィーおよびエッチング技術を利用して準備された。小片は、ウェーハから切断されて、実施例２において基板として使用された。処理前に、小片は、両面炭素テープによって２５ｍｍ×６ｍｍアルミニウムサンプルスタブ上にマウントした後で、顕微鏡法によって評価された。トップダウン走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、０．２から２ｋＶ加速電圧および４００，０００の倍率で動作する、Ｈｉｔａｃｈｉ  ＣＧ４０００  ＳＥＭ（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｃｏ．，Ｊａｐａｎ）によって記録された。断面（ＳＥＭ）画像は、１５ｋＶ加速電圧および４００，０００の倍率で動作する、Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｓ−４８００  ＦＥ−ＳＥＭ（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｃｏ．，Ｊａｐａｎ）によって記録された。限界寸法（ＣＤ）、ライン幅粗さ（ＬＷＲ）およびラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）値は、ＨｉｔａｃｈｉのターミナルＰＣデータ処理ソフトウェア、Ｖ５．０４〜、およびターミナルＰＣオフラインＣＤ測定ソフトウェア、Ｖ５．０３〜を利用して測定され、５画像の平均値として報告される。代表的な画像は、図２１に示される。入射パターン化された基板は、垂直プロファイル、ＣＤ＝１５ｎｍ、ＬＷＲ  ３σ＝２．９ｎｍおよびＬＥＲ  ３σ＝５．２ｎｍを有するラインを有していた。
【００７０】
［実施例３：ＰＤＭＳ−ＯＨブラシグラフト］
【００７１】
ＰＤＭＳ−ＯＨ溶液は、１．３重量％溶液を生成するために、ヘプタン内にＰＤＭＳ−ＯＨを溶解することによって準備された。溶液は、０．２μｍ  Ｗｈａｔｍａｎシリンジフィルタを通って手動でフィルタ処理され、製品濾過材料は、パターン化された小片を被覆するために利用された。ＰＤＭＳ−ＯＨの薄膜は、ＮａｎｏＳｐｅｃ／ＡＦＴ  ２１００  Ｆｉｌｍ  Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ツールを利用して測定されたように、非パターン化されたシリコン基板上の２１ｎｍフィルムを与える条件を利用して、溶液をスピンコーティングすることによってパターン化された基板上に形成され、その後、残留溶媒を除去するために、１５０℃で６０秒間ソフトベークされる。被覆された基板は、その後、グラフトを誘導するために、２５０℃で１２０秒間第二の焼付けに晒された。残留したグラフトされていないＰＤＭＳ−ＯＨは、その後、ヘプタンのパドル（水溜）で洗浄して、スピン乾燥することによって除去され、残留溶媒を除去するために、１５０℃で６０秒間再度ソフトベークされる。小片は、その後、両面炭素テープによって、２５ｍｍ×６ｍｍアルミニウムサンプルスタブ上にマウントした後、顕微鏡法によって評価された。トップダウン走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、０．２から２ｋＶ加速電圧および４００，０００の倍率で動作する、Ｈｉｔａｃｈｉ  ＣＧ４０００  ＳＥＭ（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｃｏ．，Ｊａｐａｎ）によって記録された。断面（ＳＥＭ）画像は、１５ｋＶ加速電圧および４００，０００の倍率で動作する、Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｓ−４８００  ＦＥ−ＳＥＭ（Ｈｉｔａｃｈｉ  Ｃｏ．，Ｊａｐａｎ）によって記録された。限界寸法（ＣＤ）、ライン幅粗さ（ＬＷＲ）およびラインエッジ粗さ（ＬＥＲ）値は、ＨｉｔａｃｈｉのターミナルＰＣデータ処理ソフトウェア、Ｖ５．０４〜、およびターミナルＰＣオフラインＣＤ測定ソフトウェア、Ｖ５．０３〜を利用して測定され、５画像の平均値として報告された。代表的な画像は、図２２に示される。ＰＤＭＳ−ＯＨ処理の後、ＣＤが増大した基板上のラインは、著しく滑らかであり、かつ、フーティングなしで垂直プロファイルを維持された。ラインは、ＣＤ＝２８ｎｍ、ＬＷＲ  ３σ＝１．４ｎｍおよびＬＥＲ  ３σ＝２．５ｎｍで特徴づけられた。
【００７２】
［実施例４：基板準備およびイメージング］
【００７３】
ＳｉＯＮクラウンのパターンは、標準的リソグラフィー技術を利用して、間隔をあけられた複数の穴を有するパターン化されたフォトレジストをまず形成することによって、準備された。穴は、その後、拡大され、ＳｉＯＮスペーサ材料は、拡大された開口内に堆積された。基板は、その後、二つの形状の開口を有する環状リングのパターンを形成するために、フォトレジストを除去するために異方性エッチングされた。小片は、その後、ウェーハから切断されて、実施例２において基板として利用された。処理前に、小片は、両面炭素テープによって２５ｍｍ×６ｍｍアルミニウムサンプルスタブ上にマウントした後、顕微鏡法によって評価された。Ｄｅｎｔｏｎ  Ｖａｃｕｕｍ  ＤＶ−５０２Ａプラズマコーターは、電子ビーム下でサンプルを導電性にさせるために、イリジウムのコーティング（４ｎｍ）をスパッタするために利用された。トップダウン走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、〜１０ｍｍの動作距離下で、１５ｋＶで動作するＡＭＲＡＹ  ４２００によって記録された。画像は、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを利用して解析された。代表的画像は図２３に示される。パターンは、二つの形状の開口を有する環状リングで構成され、円形穴は、フォトレジスト内の元の穴および隣接するクラウンが互いに集まって接触するクラウン周囲の領域におけるダイアモンド形状の穴に対応する。円形穴は、３４．７±１．５ｎｍと測定され、ダイアモンド形状の穴の端から端までの平均距離は、３２．３±１．４ｎｍと測定された。
【００７４】
［実施例５：ＰＤＭＳ−ＯＨブラシグラフト］
【００７５】
ＰＤＭＳ−ＯＨの溶液（０．８重量％）は、ヘプタン内に準備され、０．２μｍ細孔サイズを有するＴｅｆｌｏｎフィルタを通ってフィルタ処理される。フィルタ処理された溶液は、１５００ｒｐｍでのスピンコーティングによって、実施例４由来のクラウンテンプレートの小片上に被覆される。被覆されたウェーハは、その後、３００℃で１２０秒間、Ｎ２下でアニールされた。基板は、その後、以下のプロセスを利用して、ヘプタンで二回洗浄することによって、未反応のＰＤＭＳ−ＯＨを除去するために処理された。つまり、ウェーハ上のヘプタンをパドルにすることと、６０秒間その上に置いておくこと、３０００ｒｐｍで６０秒以上ウェーハを遠心脱水することと、このヘプタンパドルプロセスを繰り返すことと、その後、１５０℃で６０秒間残留ヘプタンを除去するために基板を焼付けることである。処理された小片は、その後、両面炭素テープによって、２５ｍｍ×６ｍｍアルミニウムサンプルスタブ上にマウントした後、顕微鏡法によって評価された。Ｄｅｎｔｏｎ  Ｖａｃｕｕｍ  ＤＶ−５０２Ａプラズマコーターは、電子ビーム下でサンプルを導電性にさせるために、イリジウムのコーティング（４ｎｍ）をスパッタするために利用された。トップダウン走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像は、〜１０ｍｍの動作距離下において１５ｋＶで動作するＡＭＲＡＹ  ４２００によって記録された。画像は、ＩｍａｇｅＪソフトウェアを利用して解析された。代表的画像は図２４に示される。処理後に、穴は、より小さく、より均一な寸法（２８．０±１．３ｎｍ）となり、識別できる相違がなくなる。なぜなら、ブラシプロセスが、凸状ダイアモンド形状穴を円形穴へと有効に丸くするからである。
【００７６】
法律を遵守するうえで、本明細書で開示された本発明の主題は、構造的、方法的特性に対して、多かれ少なかれ具体的に言語で記述されてきた。しかしながら、請求項は、示され記述された具体的特徴に限定されることはないことを理解されたい。なぜなら、本明細書で開示された手段は、例示的実施形態を含むからである。したがって、請求項は、言語による表現として全範囲を与えられ、均等物の教義に従って適切に解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
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【図７Ａ】
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【図８】
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【図８Ａ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１１】
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【図１１Ａ】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
2015149473.tif 000023
【図１３Ａ】
2015149473.tif 000024
【図１４】
2015149473.tif 000025
【図１４Ａ】
2015149473.tif 000026
【図１５】
2015149473.tif 000027
【図１５Ａ】
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【図１６】
2015149473.tif 000029
【図１６Ａ】
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【図１７】
2015149473.tif 000031
【図１７Ａ】
2015149473.tif 000032
【図１８】
2015149473.tif 000033
【図１９】
2015149473.tif 000034
【図２０】
2015149473.tif 000035
【図２１】
2015149473.tif 000036
【図２２】
2015149473.tif 000037
【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年2月19日(2015.2.19)
【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】
パターンを形成する方法であって、
材料上に第一のマスクを形成することであって、前記第一のマスクは、その中に伸長し、第一のパターンを画定する複数のフィーチャを有し、前記第一のパターンは、前記複数のフィーチャの分布にわたる第一レベルの均一性を有する、ことと、
前記複数のフィーチャを狭めて、前記第一のマスクから第二のマスクを生成するために、前記複数のフィーチャ内に前記第一のマスクにわたってブラシ層を形成することであって、前記第二のマスクは、前記第一レベルの均一性よりも大きい、前記狭められた複数のフィーチャにわたる第二レベルの均一性を有する、ことと、
前記材料へ前記第二のマスクからパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第一のマスクは、周期表の１６群由来の一つ以上の元素を含む表面を含み、前記ブラシ層は、当該複数の元素による前記表面に対する複数のポリマー有機シロキサンの一つ以上の共有結合によって形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記マスクは酸素含有表面を含み、前記ブラシ層は、前記酸素含有表面を有する、ポリスチレン、ポリ（ジメチルシロキサン）およびポリ（メチルメタクリレート）のうちの一つ以上を含む前駆体の反応を通して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記材料は炭素で構成され、
前記第一のマスクは酸素含有表面を含み、
前記ブラシ層は、前記酸素含有表面を有するポリ（ジメチルシロキサン）を含む前駆体の反応を通して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第一のマスクの前記複数のフィーチャは、二つ以上の異なる形状で分布され、前記ブラシ層は、当該複数の形状間の相違を軽減する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第一のマスクの前記複数のフィーチャは、不規則な周辺表面を有し、前記ブラシ層は、前記周辺表面にわたる不規則性を低減する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
パターンを形成する方法であって、
半導体基板上に積層を形成することであって、前記積層は、電気的に絶縁性の材料上に炭素を含む、ことと、
前記炭素上に第一のマスクを形成することであって、前記第一のマスクは、第一のパターンを画定する、その中に伸長する複数の開口を有し、前記第一のパターンは、前記複数の開口の分布にわたって第一レベルの均一性を有する、ことと、
前記複数の開口を狭め、前記第一のマスクから第二のマスクを生成するために、前記複数の開口内、かつ前記第一のマスクにわたってブラシ層を形成することであって、前記ブラシ層は、前記炭素に対して、前記第一のマスクの材料に沿って選択的に形成され、前記第二のマスクは、前記第一レベルの均一性よりも大きい、前記狭められた複数の開口にわたる第二レベルの均一性を有する、ことと、
前記炭素および前記電気的に絶縁性の材料を通して、前記第二のマスクからパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
前記第一のマスクの前記複数の開口は、二つ以上の異なる形状間で分布され、前記ブラシ層は、当該複数の形状間の相違を軽減する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第一のマスクの前記複数の開口は、不規則な周辺表面を有し、前記ブラシ層は、前記複数の周辺表面にわたる不規則性を低減する、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第一のマスクは、酸素含有フィルムでコンフォーマルに被覆されたフォトレジストを含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第一のマスクを前記形成することは、
前記フォトレジスト内に複数の開口の第一の配置を形成するために、フォトレジストをフォトリソグラフィーでパターン化することと、
複数の開口の第二の配置を形成するために、前記第一の配置の前記複数の開口を拡大することと、
ブラシ層前駆体と反応する反応性表面を有するスペーサ材料と前記第二の配置の複数の開口を整列させることであって、前記整列された複数の開口は、前記第一のマスクの複数の開口の前記第一のパターンである、ことと、
を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
前記炭素上のシリコン酸窒化物を含み、前記第一のマスクを前記形成することは、
前記フォトレジスト内の複数の開口の第一の配置を形成するために、前記フォトレジストをフォトリソグラフィーでパターン化することと、
複数の開口の第二の配置を形成するために、前記第一の配置の前記複数の開口を拡大することと、
複数の開口の前記第一のパターンを形成するために、スペーサ材料と前記第二の配置の複数の開口を整列させることと、
前記シリコン酸窒化物を通って前記第一のパターンを転写することであって、それによって、そこを通って伸長する複数の開口の前記第一のパターンを有する前記シリコン酸窒化物を含むように、前記第一のマスクを形成する、ことと、
を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１３】
導電性材料で前記複数の開口を充填することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記半導体基板へと前記複数の開口を伸長することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の開口を通って、前記半導体基板へとドーパントを注入することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１６】
パターンを形成する方法であって、
そこを通って伸長する複数の間隔をあけられた開口を有するパターン化されたフォトレジストを形成することと、
前記複数の開口を拡大することと、
拡大された複数の開口内にスペーサ材料を堆積し、その後、前記スペーサ材料を異方性エッチングして前記フォトレジストを除去することであって、前記異方性エッチングは、前記スペーサ材料から複数のスペーサを形成し、当該複数のスペーサは、複数の環状リングであって、二つの形状の開口を有し、そこを通って伸長するパターンを有する第一のマスクである、ことと、
前記二つの形状間の相違を軽減して前記第一のマスクから第二のマスクを形成するために、前記スペーサ材料に沿って、前記複数の開口内にブラシ層を形成することと、
前記第二のマスクから、前記第二のマスク下の第二の材料へとパターンを転写することと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
炭素含有材料は、前記フォトレジストと前記第二の材料間にあり、前記炭素含有材料は、前記ブラシ層が形成されると、前記複数の開口の底部に露出され、前記ブラシ層は、前記炭素含有材料と比較して、前記スペーサ材料上に選択的にあるように形成され、前記パターンは前記炭素含有材料を通って、前記第二の材料へと転写される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記スペーサ材料は、二酸化シリコンもしくはシリコン酸窒化物を含む、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ブラシ層は、ポリマー有機シロキサンを含む前駆体から形成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ブラシ層は、ポリ（ジメチルシロキサン）を含む前駆体から形成される、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記第二の材料は、半導体ベース上の電気的に絶縁性の材料形式であって、前記パターンは、前記第二の材料を通って前記半導体ベースへと転写される、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【外国語明細書】
【発明の名称】
METHODS OF FORMING PATTERNS
【技術分野】
【０００１】
2015149473.tif 000040
【背景技術】
【０００２】 
2015149473.tif 000041
【図面の簡単な説明】
【０００３】 
2015149473.tif 000042
2015149473.tif 000043
【発明を実施するための形態】
【０００４】
2015149473.tif 000044
2015149473.tif 000045
2015149473.tif 000046
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2015149473.tif 000048
2015149473.tif 000049
2015149473.tif 000050
2015149473.tif 000051
2015149473.tif 000052
2015149473.tif 000053
2015149473.tif 000054
2015149473.tif 000055
2015149473.tif 000056
【実施例】
【０００５】
2015149473.tif 000057
2015149473.tif 000058
【実施例１】
【０００６】
2015149473.tif 000059
【実施例２】
【０００７】
2015149473.tif 000060
2015149473.tif 000061
【実施例３】
【０００８】 
2015149473.tif 000062
2015149473.tif 000063
【実施例４】
【０００９】
2015149473.tif 000064
【実施例５】
【００１０】
2015149473.tif 000065
2015149473.tif 000066
2015149473.tif 000067
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2015149473.tif 000069
2015149473.tif 000070
2015149473.tif 000071
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2015149473.tif 000073
【要約】 
2015149473.tif 000074
【選択図】図１
【図１】
2015149473.tif 000075
【図２】
2015149473.tif 000076
【図３】
2015149473.tif 000077
【図４】
2015149473.tif 000078
【図５】
2015149473.tif 000079
【図５Ａ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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【図７】
2015149473.tif 000083
【図７Ａ】
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【図８】
2015149473.tif 000085
【図８Ａ】
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【図９】
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【図９Ａ】
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【図１０】
2015149473.tif 000089
【図１０Ａ】
2015149473.tif 000090
【図１１】
2015149473.tif 000091
【図１１Ａ】
2015149473.tif 000092
【図１２】
2015149473.tif 000093
【図１２Ａ】
2015149473.tif 000094
【図１３】
2015149473.tif 000095
【図１３Ａ】
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【図１４】
2015149473.tif 000097
【図１４Ａ】
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【図１５】
2015149473.tif 000099
【図１５Ａ】
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【図１６】
2015149473.tif 000101
【図１６Ａ】
2015149473.tif 000102
【図１７】
2015149473.tif 000103
【図１７Ａ】
2015149473.tif 000104
【図１８】
2015149473.tif 000105
【図１９】
2015149473.tif 000106
【図２０】
2015149473.tif 000107
【図２１】
2015149473.tif 000108
【図２２】
2015149473.tif 000109
【図２３】
2015149473.tif 000110
【図２４】
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