(57)【要約】  本書では、パターニングされた基板の表面上にマスク層を選択的に堆積させる方法と、自己整合パターニングされたマスクとが提供される。一実施形態では、マスク層を選択的に堆積させる方法は、処理チャンバの処理空間内の基板支持体上に、パターニングされた基板を位置付けることと、パターニングされた基板の表面をパリレンモノマーガスに曝露することと、パターニングされた基板上に、パターニングされたパリレン層を含む第１の層を形成することと第１の層の上に第２の層を堆積させることとを、含む。別の実施形態では、自己整合パターニングされたマスクは、複数のパリレンフィーチャ及び複数の開口を備える、パリレン層を備え、パリレン層は、誘電体層及び複数の金属フィーチャを備えるパターニングされた基板の上に配置され、複数の金属フィーチャは、パリレン堆積抑制金属を含み、複数のパリレンフィーチャは、誘電体層の誘電体表面上に選択的に形成される。【選択図】図２
2021511660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のパターニングされた表面上にマスク層を選択的に堆積させる方法であって、
処理チャンバの処理空間内の基板支持体上に前記基板を位置付けることであって、前記基板の前記パターニングされた表面が、誘電体層と、前記誘電体層内に配置された複数の第１金属フィーチャとを備える、前記基板を位置付けることと、
前記パターニングされた表面をパリレンモノマーガスに曝露することと、
前記誘電体層の表面上に、パリレンを含む第１の層を選択的に堆積させることと、
前記複数の第１金属フィーチャ上に第２の層を堆積させることとを含む、
方法。
【請求項２】
前記パターニングされた表面を前記パリレンモノマーガスに曝露することが、前記処理空間内に配置された前記基板を回転させつつ、前記処理空間に前記パリレンモノマーガスを流入させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パリレンモノマーガスが、気相パリレンダイマーの熱分解反応生成物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の層がパリレンＮ、パリレンＤ、パリレンＣ、パリレンＨＴ、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の第１金属フィーチャが、Ｔａ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｍｏ、Ａｕ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたパリレン堆積抑制金属を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記誘電体層が、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ、一又は複数のＳｉ低誘電率ポリマー、一又は複数の高誘電率誘電体材料、又はこれらの組合せを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記誘電体層が、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、若しくはジルコニウム（Ｚｒ）の酸化物、酸窒化物、若しくはシリコン窒化物、のうちの１つ又はこれらの組合せを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記誘電体層が、ハフニウム（Ｈｆ）ベースの酸化物、酸窒化物、若しくはシリコン窒化物、のうちの１つ又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の層が金属を含み、前記第２の層を堆積させることで、前記複数の第１金属フィーチャ上に配置された複数の第２金属フィーチャが形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の第２金属フィーチャは、前記複数の第１金属フィーチャと、それらの界面において実質的に位置合わせされる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の第２金属フィーチャが、下に配置された前記複数の第１金属フィーチャの表面上で実質的に中央に配置される、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２の層が誘電体材料を含み、前記第２の層を堆積させることで、前記複数の第１金属フィーチャ上に配置された複数の誘電体フィーチャが形成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の誘電体フィーチャは、前記複数の第１金属フィーチャと、それらの界面において実質的に位置合わせされる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
パターニングされた基板の表面の直上に堆積されたパリレン層を備える、自己整合パターニングされたマスクであって、前記パリレン層が、複数のパリレンフィーチャ及び複数の開口を備え、
前記パターニングされた基板が、誘電体層及び複数の金属フィーチャを備え、前記複数の金属フィーチャが、パリレン堆積抑制金属を含み、前記複数のパリレンフィーチャが、前記誘電体層の誘電体表面の直上に選択的に形成されている、
自己整合パターニングされたマスク。
【請求項１５】
前記パリレン層がパリレンＮを含む、請求項１４に記載の自己整合パターニングされたマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本書に記載の実施形態は、概して半導体デバイス製造の分野に関し、詳細には、本書の実施形態は、パターニングされたパリレン（ｐａｒｙｌｅｎｅ）マスク層、及びパターニングされたパリレンマスク層を形成する方法に関する。
【０００２】
関連技術の説明
ハーフミクロン未満単位のフィーチャ（特徴部位）や更に小型のフィーチャを確実に作製することは、半導体デバイスの次世代の超大規模集積（ＶＬＳＩ）及び極超大規模集積（ＵＬＳＩ）のための、重要な技術的課題の１つである。回路技術の限界が拡大するにつれ、ＶＬＳＩ・ＵＬＳＩ技術の寸法が縮小することにより、処理能力に対する要求が増しつつある。
【０００３】
次世代デバイスの回路密度が増加するにつれ、相互接続部（ビア、トレンチ、接点、ゲート構造物、及びその他のフィーチャなど）の幅が、２２ｎｍ以下の寸法まで減少している。フィーチャ間に配置される誘電体材料の寸法も同様に縮小しており、従来型のリソグラフィ法に関連するエッジ配置エラー（ＥＰＥ）が、ますます問題となってきている。従来型のリソグラフィ法は、一般に、基板のパターニングされるべき表面上にマスク層を堆積させることと、パターニングされたマスク層を形成するために、マスク層に複数の開口を形成することと、パターニングされたマスク層の開口を通じて、基板の表面から材料を除去すること又は基板の表面上に材料を堆積させることによって、基板上にパターニングされた表面を形成することとを、含む。半導体デバイスは、典型的には、複数のパターニングされた材料層を備え、パターニングされた材料層の各々は、その内部又は表面上に複数のフィーチャが形成されており、各層は、複数のリソグラフィステップを使用して形成される。マスクに形成された開口（したがって、それを通じて形成されたフィーチャ）の実際の場所が意図された場所とは異なる場合、エッジ配置エラーが発生し、これにより、複数の層に形成されたフィーチャ同士の間に位置不整合（ｍｉｓａｌｉｇｎｍｅｎｔ）が生じる。不運にも、回路密度が増大し、フィーチャサイズが縮小するにつれ、エッジ配置エラーの許容誤差の縮小は、従来型のリソグラフィプロセスの限界を超えつつある。
【０００４】
したがって、当該技術分野においては、多層半導体デバイスの形成中のフィーチャの位置整合におけるエラーをなくし、かつ／又は大幅に減少させるパターニングされたマスク、及びかかるパターニングされたマスクを形成する方法が、必要とされている。
【発明の概要】
【０００５】
本開示は概して、自己整合パターニングされたパリレンマスク層、及びパターニングされたパリレンマスク層を形成する方法を提供する。
【０００６】
本書に記載されている一又は複数の別の実施形態と組み合わされうる一部の実施形態では、基板のパターニングされた表面上にマスク層を選択的に堆積させる方法は、処理チャンバの処理空間内の基板支持体に基板を位置付けることであって、基板のパターニングされた表面が、誘電体層と、誘電体層内に配置された複数の第１金属フィーチャとを備える、基板を位置付けることと、パターニングされた表面をパリレンモノマーガスに曝露することと、誘電体層の表面上に、パリレンを含む第１の層を選択的に堆積させることと、複数の第１金属フィーチャ上に第２の層を堆積させることとを、含む。
【０００７】
本書に記載されている一又は複数の別の実施形態と組み合わされうる一部の実施形態では、基板のパターニングされた表面上にマスク層を選択的に堆積させる方法は、処理チャンバの処理空間内の基板支持体上にパターニングされた基板を位置付けることであって、パターニングされた基板の表面が、誘電体層と、誘電体層内に配置された複数の第１金属フィーチャとを含み、複数の第１金属フィーチャが、Ｔａ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｏ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されたパリレン堆積抑制金属を含む、パターニングされた基板を位置付けることと、処理空間内に配置されたパターニングされた基板を回転させつつ、処理空間にパリレンモノマーガスを流入させることと、パターニングされた基板の表面をパリレンモノマーガスに曝露することと、パターニングされた基板上に、パターニングされたパリレン層を含む第１の層を形成することであって、パターニングされたパリレン層を形成することが、誘電体層の誘電体表面上に複数のパリレンフィーチャを選択的に堆積させることを含む、第１の層を形成することと、第１の層の上に第２の層を堆積させることとを、含む。
【０００８】
本書に記載されている一又は複数の別の実施形態と組み合わされうる一部の実施形態では、自己整合パターニングされたマスクは、パターニングされた基板の表面の直上に堆積されたパリレン層を特徴としており、このパリレン層は、複数のパリレンフィーチャ及び複数の開口を備え、パターニングされた基板は、誘電体層及び複数の金属フィーチャを備え、複数の金属フィーチャはパリレン堆積抑制金属を含み、複数のパリレンフィーチャは、誘電体層の誘電体表面の直上に、選択的に形成されている。
【０００９】
本開示の上述の特徴を詳しく理解しうるように、上記で簡単に要約した本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られる。一部の実施形態は、付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面はこの開示の典型的な実施形態のみを示しており、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いことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一部の実施形態による、本書に記載の方法を実践するために使用される例示的な処理チャンバの概略図である。
【図２】一部の実施形態による、パターニングされた基板の表面上にマスク層を選択的に堆積させる方法のフロー図である。
【図３Ａ−３Ｃ】図２に明示されている方法の一又は複数の実施形態を概略的に示す。
【図３Ｄ−３Ｅ】図２に明示されている方法の一又は複数の実施形態を概略的に示す。
【図４Ａ−４Ｃ】図２に明示されている方法の一又は複数の実施形態を概略的に示す。
【図５Ａ−５Ｃ】図２に明示されている方法の一又は複数の実施形態を概略的に示す。
【図６】一部の実施形態による、本書に明示されている方法を実践するために使用されうる例示的なマルチチャンバ処理システムの概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
理解が容易になるよう、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ために同一の参照番号を使用した。１つの実施形態で開示されている要素は、具体的な記載がなくとも、他の実施形態で有益に利用されうると想定される。
【００１２】
本書に記載の実施形態は、概して半導体デバイス製造の分野に関し、詳細には、本書の実施形態は、半導体デバイスの製造に使用されうるパターニングされたパリレンマスク層、及びかかるパターニングされたパリレンマスク層を形成する方法に関する。
【００１３】
図１は、一又は複数の実施形態による、本書に記載の方法を実践するために使用される例示的な処理システムの概略図である。処理チャンバ１００は、処理空間１０４を画定するチャンバ本体１０２を含む。チャンバ本体１０２の中に配置された基板支持体１０６は、基板１０８の処理中に、基板１０８を支持し、軸１１０を中心に基板１０８を回転させるよう、構成される。本書では、基板支持体１０６は、その内部に配置された一又は複数の冷却チャネル１１２であって、第１冷却剤源１１４（例えば、比較的高い電気抵抗を有する冷媒（ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ）又は水のソース）に流体連結され、かつ第１冷却剤源と流体連通している、冷却チャネル１１２を含む。一部の実施形態では、基板支持体は、ヒータ（例えば、基板支持体の材料内に埋め込まれた抵抗性加熱素子１１６）を更に含む。
【００１４】
本書では、処理空間１０４と流体連通している前駆体源１１８を使用して、処理空間１０４に前駆体ガスが提供される。前駆体源１１８は、気化器１２０と、気化器１２０に流体連結された分解チャンバ１２２とを含む。気化器１２０は、熱気化及び／又は真空気化のプロセスを使用して、固体相の前駆体（本書では、パリレンＮダイマー、パリレンＤダイマー、パリレンＣダイマー、パリレンＨＴダイマー、又はこれらの組み合わせといった、パリレンダイマー）を気化し、かつ／又は昇華させて気相にするために使用される。典型的には気化器１２０は、本書に記載の堆積プロセスにおいて、約７０℃と約２００℃との間の温度に、かつ約１ｍＴｏｒｒと約１Ｔｏｒｒとの間の圧力に維持される。一部の実施形態では、気化器１２０は第１ガス源１２４に流体連結され、第１ガス源１２４は、第１キャリアガス（Ｎ２など）を、約０．５ｓｃｃｍと約１０００ｓｃｃｍとの間の（例えば、約０．５ｓｃｃｍと約１００ｓｃｃｍとの間の）流量で、気化器１２０内に提供する。一部の実施形態では、第２ガス源１２６によって提供される第２キャリアガス（Ａｒ又はＮ２など）が、気化器１２０の排出物に導入されて、気相前駆体及び第１キャリアガスと混ざり合い、その後、結果として生じた気相前駆体とキャリアガスとの混合物が、分解チャンバ１２２に流入する。分解チャンバ１２２は、気相前駆体とキャリアガスとの混合物を、約５５０℃と約７００℃との間の温度に加熱し、熱分解（ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）反応を通じて、好適なパリレンモノマージラジカル（パラキシリレンなど）を含む前駆体ガスを作り出す。前駆体ガスは、分解チャンバ１２２から、チャンバ本体１０２の処理空間１０４に流入する。処理空間１０４において、基板１０８のパターニングされた表面がこの前駆体ガスに曝露され、パターニングされた表面上に重合パリレン層が堆積される。一部の実施形態では、コモノマー源１２８によって提供される気相コモノマーが、分解チャンバ１２２と処理空間１０４とを流体連結する供給ライン１３０内で、前駆体ガスと混合される。
【００１５】
一部の実施形態では、基板は、パリレン層の堆積中、室温（例えば約２０℃と約３０℃との間、例としては約２５度）に置かれる。一部の実施形態では、基板支持体１０６は、基板１０８を、約−１０℃と約１５０℃との間（例えば約０℃と約５０℃との間、例えば約２０℃と約３０℃との間）の、望ましい温度に維持するよう構成される。本書では、チャンバ本体１０２に熱的に連結されたヒータ１３２は、チャンバ本体１０２を望ましい温度に維持して、チャンバ本体１０２の内部表面上への不要なパリレン堆積を大幅に減少させるよう、構成される。
【００１６】
処理チャンバ１００は、処理空間１０４と処理空間１０４と流体連通している分解チャンバ１２２及び気化器１２０とを準大気圧に維持するために処理空間１０４に流体連結された、排気アセンブリ１３４を更に含む。排気アセンブリ１３４は更に、処理空間１０４から未反応のパリレンモノマー及び／又はその他のガスを排出するためにも使用される。本書では、排気アセンブリ１３４は、一又は複数の専用真空ポンプ（例えばターボポンプ１３６及びラフポンプ１３８）と、処理空間１０４と一又は複数の専用真空ポンプとの間に配置された冷却トラップ１４０とを含む。本書では、冷却トラップ１４０は、第２冷却剤源１４２（例えば液体Ｎ２のソース）に熱的に連結されており、未反応の前駆体ガス（例えば未反応のパリレンモノマーガス）が一又は複数の専用真空ポンプ１３６、１３８に到達して、ポンプ内の表面上にパリレンを不要に堆積させることを防止するために使用される。本書では、処理空間１０４は、約１Ｔｏｒｒ未満（例えば約０．５Ｔｏｒｒ未満、例えば約０．１Ｔｏｒｒ未満、例としては約０．５Ｔｏｒｒ）の圧力である。
【００１７】
一部の実施形態では、チャンバ本体１０２（例えばチャンバ本体１０２のチャンバリッド）は、電源（例えばＲＦ電源１４４）に連結され、この電源は、容量結合のエネルギーにより、一又は複数の前駆体ガス又は前駆体ガスの混合物のプラズマに点火し、このプラズマを維持するために使用される。
【００１８】
図２は、一実施形態による、パターニングされた基板の表面上にパリレンマスク層を選択的に堆積させる方法のフロー図である。図３Ａ〜図３Ｄ、図４〜図４Ｂ、及び図５Ａ〜図５Ｂは、図２に明示されている方法２００を示している。方法２００は、活動（ａｃｔｉｖｉｔｙ）２０５において、処理チャンバ（例えば、図１に記載の処理チャンバ１００）の処理空間内の基板支持体上に、パターニングされた基板（例えば、図３Ａ〜図３Ｄ、図４Ａ〜図４Ｂ、及び図５Ａ〜図５Ｂに示しているパターニングされた基板３００）を位置付けることを含む。パターニングされた基板３００は、基板３０１（例えば、シリコン基板又は他の任意の好適な材料で形成された基板）と、基板３０１上に配置された誘電体層３０３と、誘電体層３０３内に配置された複数の第１金属フィーチャ３０５とを含む。
【００１９】
本書の実施形態では、複数の第１金属フィーチャ３０５は、その上での望ましいパリレン層の重合（したがって堆積）を抑制する金属（これより「パリレン堆積抑制金属」と称する）を含む。典型的なパリレン堆積抑制金属は、Ｔａ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｗ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、又はこれらの組み合わせを含む。一部の実施形態では、誘電体層３０３は、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ低誘電率ポリマー（例えばポリアミド）、高誘電率誘電体材料、又はこれらの組み合わせを含む材料で形成される。本書の高誘電率誘電体材料は、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、若しくはジルコニウム（Ｚｒ）をベースとする酸化物、酸窒化物、及び／又はシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含み、単独構造物であるか、又は積層構造物（例えばＳｉＯ２／ｈｉｇｈ−ｋ／ＳｉＯ２）である。一部の実施形態では、複数の第１金属フィーチャ３０５のうちの一又は複数の幅Ｗは、約５０ｎｍ未満（例えば約２２ｎｍ未満）である。
【００２０】
方法２００は、活動２１０において、パターニングされた基板３００の表面を、パリレンモノマーを含む前駆体ガスに曝露することを含む。一部の実施形態では、パターニングされた基板３００の表面を前駆体ガスに曝露することは、パターニングされた基板３００を回転させつつ、処理チャンバの処理空間に前駆体ガスを流入させることを含む。一部の実施形態では、パリレンモノマーガスは、気相パリレンダイマーの熱分解反応生成物を含む。典型的には、処理空間は、約１Ｔｏｒｒ未満の（例えば約０．５Ｔｏｒｒ未満、例えば約０．１Ｔｏｒｒ未満、例としては約０．５Ｔｏｒｒ）の圧力に維持され、パターニングされた基板の温度は、ほぼ室温（例えば約２０℃と約３０℃との間、例としては約２５℃）である。
【００２１】
方法２００は、活動２１５において、パターニングされた基板３００上に第１の層を形成することを含み、この第１の層は、パターニングされたパリレン層（例えば、図３Ｂに示しているパターニングされたパリレン層３０７、又は図５Ａに示しているパターニングされたパリレン層５０７）を含む。本書では、パターニングされたパリレン層３０７又は５０７を形成することは、誘電体層３０３の誘電体表面の直上に、パリレンを選択的に堆積させることを含む。パターニングされたパリレン層３０７、５０７は、パリレンモノマーガスの重合された反応生成物（例えば、パリレンＮ、パリレンＤ、パリレンＣ、パリレンＨＴ、これらのブロックコポリマー及びランダムコポリマー、並びにこれらの組み合わせ）を含む。一実施形態では、パターニングされたパリレン層３０７、５０７はパリレンＮを含む。本書では、パターニングされたパリレン層３０７、５０７は、誘電体層３０３の誘電体表面上に選択的に堆積された複数のパリレンフィーチャ（例えば、図３Ｂ〜図３Ｄに示しているパリレンフィーチャ３０９、又は図４Ａ〜図４Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示しているパリレンフィーチャ４０９）と、複数の第１金属フィーチャ３０５のそれぞれの上の複数の開口３１１、４１１とを含む。一実施形態では、複数のパリレンフィーチャ（例えば複数のパリレンフィーチャ３０９）は、図３Ｂに示しているように、誘電体層３０３の誘電体表面と、実質的に位置合わせされる。一部の実施形態では、パリレンフィーチャ３０９の一又は複数の表面（本書では複数の垂直面）は、パターニングされた基板３００の表面に対して実質的に直角である。他の実施形態では、パリレンフィーチャの異方性堆積による横方向の過成長が、パリレンフィーチャ（例えば図４Ａ〜図４Ｂ及び図５Ａ〜図５Ｂに示しているパリレンフィーチャ４０９）の少なくとも一部分を、第１金属フィーチャ３０５の部分の上に拡張させうる。一部の実施形態では、パターニングされたパリレン層３０７、５０７は、約５０Åを上回る（例えば約７５Åを上回る、例えば約１００Åを上回る）厚さＴを有する。
【００２２】
一部の実施形態では、方法２００は、パターニングされたパリレン層３０７の上に第２の層３１３（例えば、図３Ｃ及び図４Ａに示している第２の層３１３）を堆積させる、活動２２０を更に含む。一部の実施形態では、第２の層３１３は、金属（例えば、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、及び／又は本書に列挙している金属のいずれか）を含む。他の実施形態では、第２の層３１３は、酸化ケイ素（例えば、Ｓｉ、ＳｉＯ２若しくはＳｉＮｘＯｙ）、又はＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳＩＣ、Ｓｉ低誘電率ポリマー（ポリアミドなど）、高誘電率材料、又はこれらの組み合わせ）を含む。
【００２３】
本書では、パターニングされたパリレン層３０７はマスク層であり、第２の層３１３は、複数の開口３１１を通じて複数の第１金属フィーチャ３０５上に堆積されて、複数の第１金属フィーチャ上に配置された複数の第２のフィーチャ３１５（例えば複数の第２金属フィーチャ又は複数の誘電体フィーチャ）を形成する。一部の実施形態（図３Ｃ及び図４Ａにおけるものなど）では、第２の層３１３は、パリレンフィーチャ３０９の表面上にも堆積され、その上に次の層材料が形成されうる前に、パリレンフィーチャ３０９の表面から除去される必要がある。したがって、一部の実施形態では、方法２００は更に、パターニングされたパリレン層３０７の平面（ｆｉｅｌｄ  ｓｕｒｆａｃｅ）から、第２の層の不要な材料（例えば金属又は誘電体材料）を除去して、図３Ｄ及び４Ｂに示している平坦化表面を形成することを含む。一部の実施形態では、不要な材料は、化学機械平坦化（ＣＭＰ）プロセスを使用して、パターニングされたパリレン層３０７の平面から除去される。他の実施形態では、不要な材料は、従来型のエッチングプロセスを使用して、パターニングされたパリレン層３０７の平面から除去される。一部の実施形態では、複数の第２フィーチャ３１５は、図３Ｄに示しているように、複数の第１金属フィーチャ３０５と、それらの界面において実質的に位置合わせされる。他の実施形態では、複数の第２フィーチャ（例えば、図４Ｂに示している複数の第２フィーチャ４１５）は、その下に配置された複数の第１金属フィーチャ３０５の表面上で、実質的に中央に配置される。
【００２４】
他の実施形態では、複数の第２フィーチャ（例えば、図５Ｂに示している複数の第２フィーチャ５１５）が、選択的原子層堆積（ＡＬＤ）プロセスを使用して、複数の第１金属フィーチャ３０５のそれぞれの上に形成される。典型的には、選択的ＡＬＤプロセスは、パターニングされたパリレン層３０７、５０７が上に配置されているパターニングされた基板３００（本書ではマスクされた基板）を、第１の前駆体に、続いて第２の前駆体に、連続的かつ周期的に曝露することを含む。最初に、マスクされた基板は、第１金属フィーチャ３０５の表面と反応するか又はかかる表面に吸着されて第１の単層を形成する、第１の先駆体に曝露される。このマスクされた基板は次いで、第１の単層と反応して第２の単層を形成する、第２の前駆体に曝露される。典型的には、マスクされた基板を第１の前駆体と第２の前駆体に曝露するＡＬＤシーケンスは、堆積された材料が望ましい厚さに到達するまで、複数のサイクルにわたって反復される。一部の実施形態では、第１の前駆体と第２の前駆体の一方又は両方が、（パリレンフィーチャの表面が疎水性であるために）パリレンフィーチャの表面と反応せず、かつ／又はパリレンフィーチャの表面に吸着されないので、選択的ＡＬＤプロセスが可能になり、望ましくは、パターニングされたパリレン層３０７、５０７の平面から、堆積した不要なバルク材料を除去する必要性がなくなる。
【００２５】
一部の実施形態では、方法２００は、パリレン層を基板上に堆積させる前に、予洗浄チャンバ内で基板を予洗浄することを更に含む。典型的には、予洗浄チャンバ及びパリレンマスク層を堆積させるために使用されるチャンバは、マルチチャンバ処理システム（例えば、図６の記載に示しているマルチチャンバ処理システム６００）の一部である。ここで、基板を予洗浄することは、大気条件に曝露したことにより表面基板上に形成されているかもしれない残留物及び／又は自然酸化物を、除去することを含む。一部の実施形態では、基板表面を予洗浄することは、基板を加熱すること、及び／又は、遠隔又はインシトゥ（その場）のプラズマ（アルゴンプラズマなど）に基板を曝露することを含む。
【００２６】
一部の実施形態では、方法２００は、複数のパリレンフィーチャ３０９、４０９を、ドライプラズマエッチング（例えば、アルゴンベース又は酸素ベースのプラズマエッチング）に曝露することにより除去して、図３Ｅ、図４Ｃ、及び図５Ｃにそれぞれ示しているように、複数の第２フィーチャ３１５、４１５、及び５１５の間に介在する、複数の開口３１７、４１７、及び５１７又は一又は複数の連続した開口を形成することを、更に含む。一部の実施形態では、複数のパリレンフィーチャを除去することは、パリレンマスクを堆積させるために使用されるのと同じマルチチャンバ処理システム（例えば、図６のマルチチャンバ処理システム６００）の一部である、エッチングチャンバ内で行われる。
【００２７】
本書に記載の方法は、後続して堆積される層の堆積を阻止するのに適した、選択的に堆積された自己パターニングパリレンマスクの形成を可能にする。選択的に堆積されたパリレンマスクは、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）すなわち基板表面に結合された組織化有機分子の単一層の代わりに、堆積阻止材料として使用されうる。典型的には、ＳＡＭは、シランベースのＳＡＭ（例えば、オクタデシルトリクロロシランから形成されるＯＴＳベースのＳＡＭ）、チオールベースのＳＡＭ、ホスホネートベースのＳＡＭ、若しくはこれらの組み合わせ、のうちの１つ、又はこれらの組み合わせといった、基板表面の材料に対して親和性を示す有機材料で形成される。ゆえに、本書における一部の実施形態では、パリレンマスクは、誘電体表面上に配置された自己組織化単分子層（例えば、シランベースのＳＡＭ、チオールベースのＳＡＭ、ホスホネートベースのＳＡＭ、又はこれらの組合せ）を含まない、パターニングされた基板の誘電体表面の直上に、選択的に堆積される。例えば、誘電体表面が、Ｓｉ、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ、ＳｉＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＣ、Ｓｉ低誘電率ポリマー、又は高誘電率材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、若しくはジルコニウム（Ｚｒ）をベースとする、酸化物、酸窒化物、及び／又はシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ））で形成される場合などの一部の実施形態では、パリレンマスクは誘電体表面の直上に堆積される。
【００２８】
一部の実施形態において、自己パターニングパリレン層３０７、５０７の堆積、及びその上の第２の層（例えば、上述した金属又は誘電体の層）の後続堆積は、マルチチャンバ処理システム（すなわちクラスタツール）を使用して実施される。マルチチャンバ処理システムにより、堆積チャンバがスタンドアロンのチャンバ又は別個のマルチチャンバ処理システムの部分であれば使用されたであろう、基板のローディング工程及びアンローディング工程がなくなる。例えば、マルチチャンバ処理システムにより、基板を大気条件に曝露することのない連続的な処理工程、ひいては全体的な基板処理時間の削減が、可能になる。本書に明示されている方法を実践するために使用されうる例示的なマルチチャンバ処理システムは、図６に更に記載されている。
【００２９】
図６は、一部の実施形態による、本書に明示されている方法を実践するために使用されうる例示的なマルチチャンバ処理システムの概略平面図である。ここで、マルチチャンバ処理システム６００は、複数の処理チャンバ６０１Ａ〜Ｅと、一又は複数のロードロックチャンバ６０２と、ロボットハンドラ６０４が内部に配置されている移送チャンバ６０３（カバーを取り外した状態で図示されている）とを、含む。典型的には、処理チャンバ６０１Ａ〜Ｅのうちの少なくとも１つは、基板表面上にパリレンを堆積させるよう構成される（例えば、図１の記載に明示されている処理チャンバ１００）。一部の実施形態では、処理チャンバ６０１Ａ〜Ｅは、予洗浄チャンバ、ＡＬＤチャンバ、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ、及びプラズマエッチングチャンバのうちの１つ、又はこれらの組合せを、更に含む。
【００３０】
本書における方法は、選択的に堆積された、自己整合型のパリレンのパターニングされたマスクの形成を実現し、かかるマスクにより、多層半導体デバイスの形成中のフィーチャの位置整合におけるエラーがなくなり、かつ／又は大幅に減少する。有利には、本書で提供される方法により、ＳＡＭ形成された阻止マスクと比較して、密度及び厚さが所望通りに向上し、ピンホール形成が大幅に減少しているか又は実質的になくなっている、堆積阻止材料の層の形成が可能になる。典型的には、記載されているパリレン堆積阻止マスクは、１００℃を超える温度でＳＡＭを形成するために必要とされる、典型的には数時間の長さにわたるプロセスと比較すると、大幅に短い処理時間及び大幅に低い温度で堆積されうる（例えば、約２０分未満で、約３０℃未満に維持された基板に約２００Åの厚さの層が堆積される）。更に、コストも時間もかかる好適な有機溶媒中での基板の液浸及び超音波処理を要しうる、残留ＳＡＭ材料の除去と比較すると、純粋な炭素及び水素のパリレンマスク材料は、従来型のドライエッチング法（ドライプラズマエッチングなど）を使用して基板から除去するのが比較的容易である。
【００３１】
上記の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱しなければ、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてよく、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。
【図１】
2021511660.tif 000003
【図２】
2021511660.tif 000004
【図３Ａ−３Ｃ】
2021511660.tif 000005
【図３Ｄ−３Ｅ】
2021511660.tif 000006
【図４Ａ−４Ｃ】
2021511660.tif 000007
【図５Ａ−５Ｃ】
2021511660.tif 000008
【図６】
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【国際調査報告】
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