【手続補正書】
【提出日】平成23年1月13日(2011.1.13)
【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】
被エッチング膜を有する基板上の第１領域及び第２領域にハードマスク層を形成するハードマスク層形成段階と、
前記第１領域では第１パターン密度を有し、前記第２領域では前記第１パターン密度より大きい第２パターン密度を有して反復して形成される複数のマスクパターンと、前記第２領域で前記複数のマスクパターンの両側壁を所定の幅で覆うバッファ層と、を前記ハードマスク層上に形成する、マスクパターン及びバッファ層形成段階と、
前記複数のマスクパターンをエッチングマスクとして前記第１領域で前記被エッチング膜の第１表面が露出されるまで、第１エッチング雰囲気下で、前記第１領域及び第２領域で前記バッファ層及びハードマスク層をＲＩＥ（ｒｅａｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｅｔｃｈｉｎｇ）方式でエッチングする第１エッチング段階と、
前記第１領域では前記被エッチング膜の第１表面が露出されており、前記第２領域では前記被エッチング膜が露出されていない状態で、前記複数のマスクパターンをエッチングマスクとして、前記第１エッチング雰囲気下よりポリマー副産物発生量の多い第２エッチング雰囲気下で、前記第１領域で露出されている前記被エッチング膜の第１表面上にポリマー副産物を堆積させつつ、前記第２領域では前記ハードマスク層を前記被エッチング膜の第２表面が露出されるまでエッチングしてハードマスクパターンを形成する第２エッチング段階と、
前記被エッチング膜の第１表面を露出するまで前記第１表面上に堆積されたポリマー副産物を除去するポリマー副産物除去段階と、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記被エッチング膜の露出された第１表面及び第２表面をエッチングして被エッチング膜パターンを形成する被エッチング膜パターン形成段階と、
を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項２】
前記マスクパターン及びバッファ層形成段階は、
前記第２領域で前記複数のマスクパターンの両側壁をそれぞれａ及びｂの幅で覆うように前記バッファ層を形成し、
前記第１領域で相互に隣接した２個の前記マスクパターン間の間隔は２（ａ＋ｂ）より大きく形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項３】
前記第１エッチング雰囲気及び前記第２エッチング雰囲気は、それぞれＯ２を含む同じエッチングガス成分からなり、
前記第２エッチング雰囲気でのＯ２流量は前記第１エッチング雰囲気でのＯ２流量より少ないことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項４】
前記第１エッチング雰囲気及び前記第２エッチング雰囲気は、それぞれ同じエッチングガス成分からなり、
前記第２エッチング雰囲気の温度は、前記第１エッチング雰囲気の温度より低いことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項５】
前記バッファ層及び前記ハードマスク層は酸化膜からなり、
前記マスクパターンは、ポリシリコン膜からなり、
前記第１エッチング雰囲気及び前記第２エッチング雰囲気は、ＣｘＦｙ（ｘ及びｙは、それぞれ１〜１０の整数）、Ｏ２及びＡｒの混合ガスからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項６】
前記第１エッチング段階の後、前記第２エッチング段階の前に、前記被エッチング膜の第１表面が露出されたとき、前記第１エッチング雰囲気を前記第２エッチング雰囲気に切り換える切り換え段階をさらに含み、
前記切り換え段階における前記第２エッチング雰囲気の条件は、Ｏ２の流量を除き第１エッチング雰囲気と同一に維持しつつ、Ｏ２の流量を減らすことを特徴とする請求項３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項７】
前記第１エッチング段階の後、前記第２エッチング段階の前に、前記被エッチング膜の第１表面が露出されたとき、前記第１エッチング雰囲気を前記第２エッチング雰囲気に切り換える切り換え段階をさらに含み、
前記切り換え段階における前記第２エッチング雰囲気の条件は、エッチング温度を除き第１エッチング雰囲気と同一に維持しつつ、前記第２エッチング雰囲気でのエッチング温度を前記第１エッチング雰囲気でのエッチング温度より低くすることを特徴とする請求項４に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項８】
前記ポリマー副産物除去段階は、プラズマ方式のドライエッチング工程を用いて前記ポリマー副産物を除去することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項９】
前記ポリマー副産物除去段階は、ＣＨＦ３及びＣＨ２Ｆ２のうちから選択された少なくとも１つのガス、Ｏ２及びＡｒの混合ガスを使用するプラズマ方式のドライエッチング工程を用いて前記ポリマー副産物を除去することを特徴とする請求項５に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１０】
前記ポリマー副産物除去段階は、アッシング及びストリップ工程を用いて前記ポリマー副産物を除去することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１１】
前記第１エッチング段階は、前記第１領域には前記複数のマスクパターンの間に前記ハードマスク層が露出しており、前記第２領域には前記複数のマスクパターンの間に前記バッファ層が露出している状態で行なわれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１２】
前記被エッチング膜は、金属、半導体、または絶縁物質からなることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１３】
前記複数のマスクパターンは、前記第１領域及び第２領域にそれぞれ形成される第１マスクパターンと、前記第２領域にのみ形成される第２マスクパターンと、を含み、
前記マスクパターン及びバッファ層形成段階は、
前記第１領域では前記第１マスクパターンは前記第１パターン密度を有する所定のピッチで反復形成され、前記第２領域では前記第１マスクパターンは前記第２パターン密度より２倍大きい第３パターン密度を有する第１ピッチで反復形成される、複数の第１マスクパターンを形成する段階と、
前記第１マスクパターンの上面及び側壁と前記ハードマスク層の上面を覆う前記バッファ層を形成する段階と、
前記第２領域で前記複数の第１マスクパターンのうち、相互に隣接した２個の第１マスクパターン間に１個ずつ位置する複数の第２マスクパターンを前記バッファ層上に形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１４】
前記バッファ層は、前記複数の第１マスクパターンのうち、相互に隣接した２個の第１マスクパターン間の位置にリセスが形成された上面を有して形成され、
前記第２マスクパターンは、前記バッファ層の上面に形成された前記リセス内に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１５】
前記第２マスクパターンは、前記第１マスクパターンと同じ水平面上に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１６】
前記第２マスクパターンが形成された後、前記第１マスクパターンの上面が露出されるまで前記バッファ層の一部を除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１７】
前記複数の第１マスクパターンを形成した後、前記バッファ層を形成する前に、前記複数の第１マスクパターンの間に露出された前記ハードマスク層をその上面から第１厚さ除去して、前記ハードマスク層の上面に低い表面部を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１８】
前記第１厚さは、前記第２領域における前記第１マスクパターンの幅と同じ寸法を有することを特徴とする請求項１７に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項１９】
前記第２領域における前記第１マスクパターンは、前記第１ピッチの１／４の幅を有して形成されることを特徴とする請求項１３に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
【請求項２０】
前記第１マスクパターン及び第２マスクパターンは、ポリシリコン膜からなり、前記バッファ層及びハードマスク層は、酸化膜からなることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。