(57)【要約】  パターニングされた基板を提供するための装置及び方法が記載されている。第１の方向に延在する膜と、第１の方向と交差する第２の方向に延在する膜とを選択的に堆積及びエッチングして、下にある構造をパターニングすることによって、複数のパターニングされ離間した第１のライン及び炭素材料のラインが基板表面上に形成される。【選択図】図２２Ａ
2021532596.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスを形成する方法であって、
基板を提供することであって、
第１の方向に沿って延在し、第１のスペーサ材料を含む複数の第１のラインと、
第２のスペーサ材料を含み、前記第１の方向に沿って延在する複数の第２のラインであって、前記複数の第１のラインのいずれかの側に配置され、隣接する第２のラインの間に前記基板の一部を露出させるトレンチを有する複数の第２のラインと
を含む基板を提供することと、
前記トレンチを炭素間隙充填材料で充填して前記第１の方向に沿って炭素ラインを形成し、充填された前記トレンチの前記炭素間隙充填材料と整列した開口部を有する表土炭素材料を堆積させる共形間隙充填プロセスを実施することと、
前記表土炭素材料の前記開口部を充填し、前記充填されたトレンチの前記炭素間隙充填材料及び前記表土炭素材料を覆うために、前記炭素材料上にスピンオンカーボン（ＳＯＣ）層を堆積させることと、
前記第１のスペーサ材料、前記第２のスペーサ材料、及び前記炭素間隙充填材料の上面を露出させるために、前記ＳＯＣ層及び前記表土炭素材料を除去することと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１のスペーサ材料が低温酸化物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２のスペーサ材料がホウ化ケイ素を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記炭素材料がダイヤモンドライクカーボンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＳＯＣ層及び前記表土炭素材料が、前記ＳＯＣ層及び前記表土炭素材料に対して１：１の選択比を有するエッチングプロセスによって除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のスペーサ材料、前記第２のスペーサ材料、及び前記炭素間隙充填材料の前記上面に酸化物層を堆積させることと、
第３のスペーサラインが第１のスペーサライン及び炭素ラインと交差するように、前記第１の方向とは異なる第２の方向に第３のスペーサ材料の複数の離間した第３のラインを堆積させることと
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
隣接する第４のスペーサ材料のラインの間に第２の方向に沿って延在するトレンチを残して酸化物層の上面を露出させるように、離間した第３の材料のラインのいずれかの側に第４のスペーサ材料のラインを形成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記基板の一部を露出させるために、前記トレンチを通して前記第１のスペーサ材料をエッチングすることを更に含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記トレンチを充填するために、前記基板の前記露出部分上にスピンオンカーボン膜を堆積させることを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２の方向に沿って延在するトレンチを形成するために、第３のスペーサ材料をエッチングすることを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のスペーサ材料の一部を露出させ、前記酸化物層に前記第２の方向に沿って延在するトレンチを形成するために、前記トレンチを通して前記酸化物層をエッチングすることを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記酸化物層を露出させるために、前記第４のスペーサ材料を除去することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記基板の一部を露出させ、前記第２の方向に沿って延在するトレンチを形成するために、前記スピンオンカーボン膜を除去することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の方向に沿って延在するラインの切れ目を有する前記第１の方向に沿って延在する炭素材料のラインと、前記第２の方向に沿って延在するラインの切れ目を有する前記第１の方向に沿って延在する第２のスペーサ材料のラインとを有するパターニングされた基板を形成するために、前記酸化物層及び前記第２のスペーサ材料を除去することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
半導体デバイスを形成するための処理ツールであって、
中央移送ステーションの周囲に配置された複数の処理チャンバを有する中央移送ステーションと、
前記複数の処理チャンバ間で基板を移動させるように構成された前記中央移送ステーション内のロボットと、
前記中央移送ステーションに接続され、エッチングプロセスを実施するように構成された第１の処理チャンバと、
前記中央移送ステーションに接続され、堆積プロセスを実施するように構成された第２の処理チャンバと、
前記中央移送ステーション、前記ロボット、前記第１の処理チャンバ、及び前記第２の処理チャンバのうちの１又は複数に接続されたコントローラであって、前記複数の処理チャンバ間で前記ロボット上の基板を移動させるための第１の構成、前記処理チャンバの１又は複数において共形間隙充填プロセスを実施するための第２の構成、１又は複数のエッチングプロセスを実施するための第３の構成、化学機械平坦化プロセスを実施するための第４の構成、及びリソグラフィプロセスを実施するための第５の構成から選択された１又は複数の構成を有するコントローラと
を備える、処理ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、電子デバイス製造の分野、特に３次元（３Ｄ）メモリ構造に関する。より具体的には、本開示の実施形態は、アクティブカット自己整合四重パターニング（ＳＡＱＰ）を適用するための方法を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］一般に、集積回路（ＩＣ）は、電子デバイスのセット、例えば、半導体材料、典型的にはシリコンの小さなチップ上に形成されたトランジスタを指す。通常、ＩＣは、ＩＣの電子デバイスを互いに接続し、外部接続に接続するための金属線を有するメタライゼーションの１又は複数の層を含む。通常、絶縁のために、層間誘電体材料の層がＩＣのメタライゼーション層の間に配置される。
【０００３】
［０００３］現在のダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）のアクティブカットパターニング（Ｄ１ｘ、Ｄ１ｙノード）では、交差自己整合二重パターニング（Ｘ−ＳＡＤＰ）又はリソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチング（ＬＥＬＥ）スキームが採用されている。ただし、これらのスキームを統合すると、テクノロジーノードが向上するにつれて、シャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）のアクティブアイランドエリア（アクティブエリアとも呼ばれる）が減少する。アクティブエリアが縮小すると、ワードラインのパターニングが埋もれ、歩留まりの問題が発生し得る。したがって、当技術分野では、アクティブカットエリアを改善する方法が継続的に必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
［０００４］本開示の１又は複数の実施形態は、電子デバイスを形成する方法を対象とする。処理用の基板が提供される。基板は、第１の方向に沿って延在し、第１のスペーサ材料を含む複数の第１のラインと、第２のスペーサ材料を含み、第１の方向に沿って延在する複数の第２のラインであって、複数の第１のラインのいずれかの側に配置され、隣接する第２のライン間に基板の一部を露出させるトレンチを有する複数の第２のラインとを含む。トレンチを炭素間隙充填材料で充填して第１の方向に沿って炭素ラインを形成し、充填されたトレンチの炭素間隙充填材料と整列した開口部を有する表土炭素材料を堆積させる共形間隙充填プロセスが実施される。表土炭素材料の開口部を充填し、充填されたトレンチの炭素間隙充填材料及び表土炭素材料を覆うために、炭素材料上にスピンオンカーボン（ＳＯＣ）層が堆積される。第１のスペーサ材料、第２のスペーサ材料、及び炭素間隙充填材料の上面を露出させるために、ＳＯＣ層及び表土炭素材料が除去される。
【０００５】
［０００５］本開示の追加の実施形態は、電子デバイスを形成する方法を対象とする。第１の方向に沿って延在する複数の第１のラインと、第１の方向に沿って延在する複数の炭素材料のラインであって、各炭素材料のラインが隣接する第１のラインから第２のラインによって分離されている、複数の炭素材料のラインと、第１のライン、第２のライン、及び炭素材料のライン上の酸化物層と、酸化物層上の複数の第３のラインであって、第１の方向とは異なる第２の方向に沿って延在し、隣接する第３のライン間にトレンチを形成するために離間している複数の第３のラインとを含む基板が提供される。隣接する第３のライン間のトレンチを第４のスペーサ材料で充填するために、共形間隙充填プロセスが実施される。第４のスペーサ材料の複数の第４のラインを得るために、第４のスペーサ材料の一部が除去される。各第４のラインは、各第３のラインがそのいずれかの側に第４のラインを有し、酸化物層を露出させる開口部を形成するように第３のラインに隣接している。酸化物層と、酸化物層の下の第１のライン及び炭素材料のラインの一部とを除去して第２のラインを残すために、第１のカットエッチングプロセスが実施される。
【０００６】
［０００６］本開示の更なる実施形態は、半導体デバイスを形成するための処理ツールを対象とする。処理ツールは、中央移送ステーションの周囲に配置された複数の処理チャンバを有する中央移送ステーションを備える。ロボットは中央移送ステーション内にあり、複数の処理チャンバ間で基板を移動させるように構成されている。第１の処理チャンバは中央移送ステーションに接続されている。第１の処理チャンバは、エッチングプロセスを実施するように構成されている。第２の処理チャンバは中央移送ステーションに接続されている。第２の処理チャンバは、堆積プロセスを実施するように構成されている。コントローラは、中央移送ステーション、ロボット、第１の処理チャンバ、及び／又は第２の処理チャンバのうちの１又は複数に接続されている。コントローラは、複数の処理チャンバ間でロボット上の基板を移動させるための第１の構成、処理チャンバの１又は複数において共形間隙充填プロセスを実施するための第２の構成、１又は複数のエッチングプロセスを実施するための第３の構成、化学機械平坦化プロセスを実施するための第４の構成、及びリソグラフィプロセスを実施するための第５の構成から選択された１又は複数の構成を有する。
【０００７】
［０００７］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、実施形態の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。本明細書に記載の実施形態は、例として示されており、同様の参照が同様の要素を示す添付の図面の図に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】一実施形態に係る電子デバイス構造を示す等角図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図２Ａ】一実施形態に係る共形スペーサ堆積プロセス後の、図１Ａと同様の図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図３Ａ】一実施形態に係るスペーサエッチングプロセス後の、図２Ａと同様の図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図４Ａ】一実施形態に係るマンドレル引抜きプロセス後の、図３Ａと同様の図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図５Ａ】一実施形態に係るスペーサオンスペーサ堆積プロセス後の、図４Ａと同様の図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図６Ａ】一実施形態に係る第２のスペーサエッチングプロセス後の、図５Ａと同様の図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図７Ａ】一実施形態に係る間隙充填プロセス後の、図６Ａと同様の図である。
【図７Ｂ】図７Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図８Ａ】一実施形態に係るスピンオン材料堆積プロセス後の、図７Ａと同様の図である。
【図８Ｂ】図８Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図９Ａ】一実施形態に係るエッチバックプロセス後の、図８Ａと同様の図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図１０Ａ】一実施形態に係る酸化物層堆積プロセス後の、図９Ａと同様の図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図１１Ａ】一実施形態に係る窒化物層堆積プロセス後の、図１０Ａと同様の図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａに示す電子デバイス構造を示す正面図である。
【図１２Ａ】一実施形態に係る第３のラインの形成後に９０°回転させた、図１１Ａと同様の図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１２Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１２Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１２Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１２Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１３Ａ】一実施形態に係る共形スペーサ堆積後の、図１２Ａと同様の図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１３Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１３Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１３Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１３Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１４Ａ】一実施形態に係るスペーサエッチングプロセス後の、図１３Ａと同様の図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１４Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１４Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１４Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１４Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１５Ａ】一実施形態に係る第１のカットプロセス後の、図１４Ａと同様の図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１５Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１５Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１５Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１５Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１６Ａ】一実施形態に係るスピンオン材料堆積後の、図１５Ａと同様の図である。
【図１６Ｂ】図１６Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１６Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１６Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１６Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１６Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１７Ａ】一実施形態に係るエッチバックプロセス後の、図１６Ａと同様の図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１７Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１７Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１７Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１７Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１８Ａ】一実施形態に係るマンドレル引抜きプロセス後の、図１７Ａと同様の図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１８Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１８Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１８Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１８Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１９Ａ】一実施形態に係る酸化物エッチングプロセス後の、図１８Ａと同様の図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図１９Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図１９Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図１９Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図１９Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２０Ａ】一実施形態に係る、第４のラインを除去するエッチバックプロセス後の、図１９Ａと同様の図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図２０Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図２０Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２０Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図２０Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２１Ａ】一実施形態に係るアッシングプロセス後の、図２０Ａと同様の図である。
【図２１Ｂ】図２１Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図２１Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図２１Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２１Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図２１Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２２Ａ】一実施形態に係る、基板上にパターニングされたラインを形成する酸化物除去プロセス後の、図２１Ａと同様の図である。
【図２２Ｂ】図２２Ａに示す電子デバイス構造を示す正面の断片である。
【図２２Ｃ】ｙ−ｚ平面において線Ｃ−Ｃに沿って切り取られた、図２２Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２２Ｄ】ｙ−ｚ平面において線Ｄ−Ｄに沿って切り取られた、図２２Ａに示す電子デバイス構造の断片である。
【図２３】本開示の１又は複数の実施形態で使用するための処理ツールを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［００７５］本開示の幾つかの例示的な実施形態を説明する前に、本開示は、以下の説明に記載される構築又はプロセスステップの詳細に限定されないことを理解されたい。本開示は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。
【００１０】
［００７６］本明細書で使用する「基板」は、製造プロセス中に膜処理が実施される基板上に形成されたすべての基板又は材料表面を指す。例えば、処理が行われ得る基板表面には、用途に応じて、シリコン、酸化ケイ素、歪みシリコン、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素がドープされた酸化ケイ素、アモルファスシリコン、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、ガラス、サファイア等の材料、及び金属、金属窒化物、金属合金等の他の材料、及びその他の導電性材料が含まれる。基板には、半導体ウエハが含まれるが、これに限定されない。基板は、基板表面を研磨、エッチング、還元、酸化、ヒドロキシル化、アニーリング、及び／又は焼成するための前処理プロセスに暴露され得る。基板自体の表面上で直接膜処理することに加えて、本開示では、開示される膜処理ステップのいずれも、以下により詳細に開示するように、基板上に形成された下層上で実施され得る。「基板表面」という用語は、文脈が示すように上記下層を含むと意図される。したがって、例えば、膜／層又は部分的な膜／層が基板表面上に堆積された場合、新たに堆積された膜／層の露出面が基板表面になる。
【００１１】
［００７７］本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する「前駆体」、「反応物」、「反応性ガス」等の用語は、基板表面と反応し得るすべてのガス種を指すために交換可能に使用される。
【００１２】
［００７８］本開示の１又は複数の実施形態は、マルチカラーアプローチを使用するＤＲＡＭシャロートレンチアイソレーション（ＳＴＩ）アクティブカットのための統合スキームを対象とする。このように使用する場合の「マルチカラー」という用語は、互いにエッチング選択的である複数の膜を指す。本開示の幾つかの実施形態は、最大２５％改善されたシャロートレンチアイソレーションエリア（アクティブエリア）を有利に提供する。幾つかの実施形態は、埋込みワードラインパターニングのマージンが増加した方法を有利に提供する。本開示の１又は複数の実施形態は、アクティブエリアパターニング用の新たな間隙充填材料（炭素ベース）、及び高アクティブエリアを達成するためのマルチカラーアプローチを使用する新規の自己整合二重パターニングプロセスを提供する。
【００１３】
［００７９］本開示の幾つかの実施形態は、間隙充填材料を使用するアクティブエリアパターニングに自己整合四重パターニング（ＳＡＱＰ）及びマルチカラーアプローチを使用する交差自己整合二重パターニング（Ｘ−ＳＡＤＰ）を使用する統合スキームを対象とする。間隙充填アプローチを使用したＳＡＱＰは、スピンオン材料に対する１：１の選択比から恩恵を受ける。これは、例えば、Ｈ２／Ｎ２プラズマによって達成され得る。例えば、Ｘ−ＳＡＤＰの幾つかの実施形態は、材料Ａが材料Ｂ及び材料Ｃに対して選択的であるマルチカラーアプローチを使用する。本開示の幾つかの実施形態は、パターニングのステップとコストの数値を削減する、アクティブエリアパターニングのためのスペーサオンスペーサスキームを提供する。幾つかの実施形態は、パターニングのステップとコストの数値を削減する、アクティブカットパターニングのためのスペーサオンスペーサスキームを提供する。本開示の幾つかの実施形態は、アクティブエリアを約１０％、１５％、２０％又は２５％以上増加させる。
【００１４】
［００８０］幾つかの実施形態では、多色膜は、高ＳＰ３炭素（Ｃ）、スピンオン炭素（ＳＯＣ）、ホウ化ケイ素（ＳｉＢ）、物理的気相堆積（ＰＶＤ）窒化ケイ素（ＳｉＮ）、低温酸化物（ＬＴＯ）のうちの１又は複数から選択される。幾つかの実施形態では、１又は複数の多色膜は、存在する他の膜に対して＞１０：１のエッチング選択比を有する。
【００１５】
［００８１］以下の説明では、本開示の１又は複数の実施形態の完全な理解を提供するために、特定の材料、化学、要素の寸法等の多くの特定の詳細が示されている。しかしながら、本開示の１又は複数の実施形態がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることは当業者には明らかであろう。他の例では、半導体製造プロセス、技術、材料、機器等は、この説明を不必要に曖昧にすることを避けるために、詳細には説明していない。当業者は、含まれる説明を用いて、過度の実験なくとも、適切な機能性を実施することができるであろう。
【００１６】
［００８２］本開示の特定の例示的な実施形態を添付の図面に記載及び図示したが、上記実施形態は単なる例示であり、現在の開示を限定するものではなく、本開示は、当業者による修正が可能であるため、図示した特定の構造及び配置に限定されないことを理解されたい。
【００１７】
［００８３］本明細書全体における「一実施形態」、「別の実施形態」、又は「実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明した特定の特徴、構造、又は特性が本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体の様々な場所での「１つの実施形態では」、又は「実施形態では」等の句の出現は、必ずしもすべて本開示の同じ実施形態を指すとは限らない。更に、１又は複数の実施形態において特定の特徴、構造、又は特性を任意の適切な方法で組み合わせることができる。
【００１８】
［００８４］本開示の１又は複数の実施形態に係るプロセスを示す図１Ａから図２２Ｄを参照する。当業者は、図示した実施形態が１つの可能な方法の単なる例示であり、変形及び修正が本開示の範囲内にあることを認識するであろう。更に、当業者は、本方法が、図示した電子デバイスのいずれかからでも開始できることを認識するであろう。例えば、本方法は、記載した実施形態と同様のデバイスがさらなる処理のために提供される図６Ａ及び図６Ｂに示す電子デバイスから開始することができる。
【００１９】
［００８５］図１Ａから図１１Ｂに提示した図は、本開示の１又は複数の実施形態に係る方法のアクティブエリア部分を示している。これらの図のそれぞれにおいて、「Ａ」図（例えば、図１Ａ）は、電子デバイス構造の等角図を提供し、「Ｂ」図（例えば、図１Ｂ）は、ｘ−ｚ平面に沿って切り取られたそれぞれの「Ａ」図の電子デバイス構造の正面図を提供し、ｙ軸は図のページに垂直に延在する。図１Ａから図１１Ｂの座標軸は、図１Ａ及び図１Ｂにのみ示されている。しかしながら、当業者は、図２Ａから図１１Ｂの「Ａ」図及び「Ｂ」図のそれぞれの座標軸がそれぞれ図１Ａ及び図１Ｂに図示されていることを認識するであろう。
【００２０】
［００８６］図１Ａは、一実施形態に係る電子デバイス構造を示す等角図１００である。図１Ｂは、図１Ａに示す電子デバイスの正面図１１０である。基板１０１は、その上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）１０３を備えたスペーサ材料１０２を有する。一実施形態では、基板１０１は、半導体材料、例えば、シリコン（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、インジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）、アルミニウムインジウムヒ素（ＩｎＡｌＡｓ）、その他の半導体材料、又はそれらの任意の組み合わせを含む。一実施形態では、基板１０１は、バルク下部基板、中間絶縁層、及び上部単結晶層を含む半導体オンアイソレータ（ＳＯＩ）基板である。上部単結晶層は、上記に挙げた任意の材料、例えばシリコンを含み得る。様々な実施形態では、基板１０１は、例えば、有機基板、セラミック基板、ガラス基板、又は半導体基板であり得る。基板１０１を形成し得る材料の幾つかの例をここで説明するが、受動及び能動電子デバイス（例えば、トランジスタ、メモリ、コンデンサ、インダクタ、抵抗器、スイッチ、集積回路、増幅器、光電子デバイス、又は他の任意の電子デバイス）が構築され得る基礎として機能し得る任意の材料は、本開示の精神及び範囲内に含まれる。
【００２１】
［００８７］幾つかの実施形態のスペーサ材料１０２は、スピンオンカーボン（ＳＯＣ）を含む。幾つかの実施形態の反射防止コーティング１０３は、シリコンＡＲＣを含む。スペーサ材料１０２及びＡＲＣ１０３の幅は、最終構造の目標幅と実施されたマルチパターニング工程に応じて、任意の適切な幅にすることができる。
【００２２】
［００８８］スペーサ材料１０２及びＡＲＣ１０３は、当業者に周知の任意の適切なプロセスによって形成され得る。一実施形態では、スペーサ材料１０２及び／又はＡＲＣ１０３は、非限定的に、化学気相堆積（「ＣＶＤ」）、物理的気相堆積（「ＰＶＤ」）、分子ビームエピタキシ（「ＭＢＥ」）、有機金属化学気相堆積（「ＭＯＣＶＤ」）、原子層堆積（「ＡＬＤ」）、スピンオン、又はマイクロ電子デバイス製造の当業者に周知の他の絶縁堆積技術等の堆積技術のうちの１つを使用して独立して堆積される。
【００２３】
［００８９］図２Ａは、一実施形態に係る、スペーサ材料１０２及びＡＲＣ１０３のスタック上に第１のスペーサ材料２０１を共形堆積させた後の、図１Ａの等角図１００と同様の図２００である。図２Ｂは、図２Ａに示す電子デバイスの正面図２１０である。
【００２４】
［００９０］幾つかの実施形態の第１のスペーサ材料２０１は、ホウ化物膜を含む。幾つかの実施形態では、第１のスペーサ材料２０１は、ホウ化ケイ素を含む、又は本質的にホウ化ケイ素で構成される、又はホウ化ケイ素で構成される。このように使用する場合の「本質的に構成される」という用語は、指定された膜又は材料が、記載された材料の約９５％、９８％、９９％、又は９９．５％以上であることを意味する。
【００２５】
［００９１］第１のスペーサ材料２０１は、当業者に周知の任意の適切な共形堆積技術によって堆積させることができる。例えば、第１のスペーサ材料２０１は、ＡＬＤ又はＣＶＤプロセスによって堆積させることができる。
【００２６】
［００９２］図３Ａは、一実施形態に係る、第１のスペーサ材料２０１及びＡＲＣ１０３のエッチング後の、図２Ａの等角図２００と同様の図３００である。図３Ｂは、図３Ａに示す電子デバイスの正面図３１０である。第１のスペーサ材料２０１及びＡＲＣ１０３の一部が除去された結果、第１のスペーサ材料を含む複数の第１のライン３０１が形成される。第１のライン３０１は、第１の方向に延在する。図は、Ｙ軸に沿って延在する第１の方向を示している。第１のライン３０１の上面３０２及びＡＲＣ１０３の上面１０４が、除去プロセスによって露出している。第１のスペーサ材料２０１及びＡＲＣ１０３は、当業者に周知の任意の適切なプロセスによって除去され得る。幾つかの実施形態では、第１のスペーサ材料２０１及びＡＲＣ１０３は、エッチング液により制御された方法で第１のスペーサ材料２０１及びＡＲＣ１０３の上部が選択的に除去され、第１の材料の第１のライン３０１が残る選択的エッチングプロセスによって除去される。
【００２７】
［００９３］図４Ａは、一実施形態に係る、スペーサ材料１０２の除去後の、図３Ａの等角図３００と同様の図４００である。図４Ｂは、図４Ａに示す電子デバイスの正面図４１０である。図４Ａ及び図４Ｂに示すプロセスは、マンドレル引抜きプロセスと称され得る。スペーサ材料１０２が除去されることにより、基板１０１の上面１０５が第１のライン３０１間で露出したままとなる。
【００２８】
［００９４］スペーサ材料１０２は、プロセスが第１のライン３０１に対してスペーサ１０２を選択的に除去する選択的エッチング又はアッシングプロセスを含むがこれらに限定されない任意の適切なプロセスによって除去され得る。幾つかの実施形態では、スペーサ材料１０２はスピンオンカーボンを含み、第１のライン３０１はホウ化ケイ素を含み、エッチング液はスピンオンカーボンに対して選択的であり、ホウ化ケイ素の第１のラインが残される。
【００２９】
［００９５］図５Ａは、１又は複数の実施形態による、スペーサ材料５０１が第１のライン３０１上に共形堆積された後の、図４Ａの等角図４００と同様の図５００である。図５Ｂは、図５Ａに示す電子デバイスの正面図５１０である。このプロセスは、スペーサオンスペーサ堆積とも称され得る。第２のスペーサ材料５０１は、低温酸化膜を含むがこれに限定されない任意の適切な組成物であり得る。幾つかの実施形態では、第２のスペーサ材料５０１は、ＡＬＤ又はＣＶＤプロセスの１又は複数によって堆積される。
【００３０】
［００９６］図６Ａは、１又は複数の実施形態に係る第２のスペーサエッチングを実施した後の、図５Ａの等角図５００と同様の図６００である。図６Ｂは、図６Ａに示す電子デバイスの正面図６１０である。第２のスペーサ材料５０１をエッチングして、第１のライン３０１の上面３０２及び基板１０１から第２のスペーサ材料５０１を除去して、基板表面１０５の一部を露出させる。第２のスペーサエッチングにより、第１の方向に沿って延在する第２のスペーサ材料の複数の第２のライン６０１が形成される。第２のライン６０１は、第１のライン３０２のそれぞれのいずれかの側に配置され、隣接する第２のライン６０１は、基板表面１０５が露出するライン間にトレンチ６０２が形成されるように離間している。
【００３１】
［００９７］図７Ａは、１又は複数の実施形態に係る間隙充填プロセスを実施した後の、図６Ａの等角図６００と同様の図７００である。図７Ｂは、図７Ａの電子デバイスの正面図７１０である。間隙充填プロセスは、トレンチ６０２を炭素間隙充填材料７０３で充填して、隣接する第２のライン６０１間の第１の方向に沿って延在する炭素ラインを形成し得る炭素材料７０１を堆積させる。表土炭素材料７０４は、第１のライン３０１及び第２のライン６０１の上面に形成され得る。幾つかの実施形態では、間隙充填プロセスは、トレンチ６０２を充填し、表土材料７０３を形成する。
【００３２】
［００９８］間隙充填プロセスは、共形間隙充填プロセス、ボトムアップ間隙充填プロセス、又は非共形間隙充填プロセスであり得る。幾つかの実施形態では、間隙充填プロセスは、流動性膜を使用してトレンチ６０２を充填する。図示した実施形態では、間隙充填プロセスは、共形プロセスで炭素間隙充填材料７０３及び表土炭素材料７０４を形成し、その結果、炭素材料７０１に開口部７０２が形成される。炭素材料７０１の開口部７０２は、炭素間隙充填材料７０３で充填されたトレンチ６０２と整列している。表土炭素材料７０４の開口部７０２は、トレンチ６０２と同じ幅でよく、図示したように、より狭くてもよい。
【００３３】
［００９９］幾つかの実施形態の炭素材料７０１は、ダイヤモンドライクカーボン材料である。ダイヤモンドライクカーボン材料の場合、間隙充填に求められるバルク特性には、高密度及び弾性率（例えば、より高いｓｐ３含有量、よりダイヤモンド状）及び低応力（例えば、＜−５００ＭＰａ）が含まれ得るが、これらに限定されない。ダイヤモンドライクカーボン膜の幾つかの実施形態は、１又は複数の高密度（例えば、＞１．８ｇ／ｃｃ）、高弾性率（例えば、＞１５０ＧＰａ）及び／又は低応力（例えば、＜−５００ＭＰａ）を有する。幾つかの実施形態に係る炭素材料７０１は、低応力及び高ｓｐ３炭素含有量を有する。
【００３４】
［００１００］幾つかの実施形態では、本明細書に記載の炭素材料７０１は、間隙充填前駆体を使用する化学気相堆積（プラズマ及び／又は熱）プロセスによって形成され得る。幾つかの実施形態では、間隙充填前駆体は炭化水素を含み、間隙充填はダイヤモンドライクカーボン材料を含む。幾つかの実施形態では、炭化水素は、Ｃ２Ｈ２、Ｃ３Ｈ６、ＣＨ４、Ｃ４Ｈ８、１，３−ジメチルアダマンタン、ビシクロ［２．２．１］ヘプタ−２，５−ジエン（２，５−ノルボルナジエン）、アダマンチン（Ｃ１０Ｈ１６）、ノルボルネン（Ｃ７Ｈ１０）、又はそれらの組み合わせで構成される群から選択される。
【００３５】
［００１０１］炭素材料７０１の堆積は、摂氏−５０度から摂氏６００度の範囲の温度で実行され得る。堆積プロセスは、処理領域において０．１ｍＴｏｒｒから１０Ｔｏｒｒの範囲の圧力で実行され得る。間隙充填前駆体は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｎ２、Ｈ２のいずれか１つ又はそれらのいずれかの組み合わせを更に含み得る。
【００３６】
［００１０２］幾つかの実施形態では、炭素材料７０１の前駆体は、膜の品質を改善するために、Ｃｌ２、ＣＦ４、ＮＦ３等のエッチャントガスを更に含み得る。プラズマ（例えば、容量結合プラズマ）は、上部電極と下部電極又は側面電極のいずれかから形成され得る。電極は、基板の特徴に間隙充填材料を堆積させるために、本明細書に記載されている反応ガスのいずれか又はすべてとともに、ＣＶＤシステムにおいて交互又は同時に使用されている、シングルパワード電極、デュアルパワード電極、又はこれらに限定されないが、３５０ｋＨｚ、２ＭＨｚ、１３．５６ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、及び１００ＭＨｚ等の複数の周波数を有する複数の電極から形成され得る。
【００３７】
［００１０３］幾つかの実施形態では、炭素材料７０１の堆積中に遠隔プラズマ源（ＲＰＳ）を介して水素ラジカルが供給される。ＲＰＳ水素ラジカルは、ｓｐ２混成炭素原子を選択的にエッチングして、炭素材料７０１のｓｐ３混成炭素原子の割合を増加させ得る。
【００３８】
［００１０４］図８Ａは、１又は複数の実施形態に係る、炭素材料７０１上にスピンオンカーボン（ＳＯＣ）層８０１を堆積させた後の、図７Ａの等角図７００と同様の図８００である。図８Ｂは、図８Ａの電子デバイスの正面図８１０である。ＳＯＣ層８０１は、バルク堆積、共形堆積、流動性膜堆積を含むがこれらに限定されない、当業者に周知の任意の適切な技術によって堆積され得る。ＳＯＣ層８０１は、開口部７０２を炭素材料８０２で充填し、充填されたトレンチの炭素材料及び表土炭素材料を覆う。
【００３９】
［００１０５］図９Ａは、１又は複数の実施形態に係る、表土炭素材料及びＳＯＣ層８０１を除去した後の、図８Ａの等角図８００と同様の図９００である。図９Ｂは、図９Ａの電子デバイスの正面図９１０である。ＳＯＣ層８０１及び表土炭素材料７０１は、任意の適切な技術によって除去され得る。幾つかの実施形態では、ＳＯＣ層８０１及び表土炭素材料７０１は、１：１選択的であるエッチングプロセスによって除去される。このように使用される場合の「１：１選択的」という用語は、エッチングプロセスが、単位時間あたり実質的に等しい量のＳＯＣ層８０１及び表土炭素材料７０１を除去することを意味する。このように使用される場合の「実質的に等しい量」は、エッチングプロセスによって除去されるＳＯＣ層８０１の任意の量（例えば、厚さ）に対し、同時に除去される表土炭素材料７０１の量が除去されるＳＯＣ層８０１の量の約９０％から約１１０％の範囲であることを意味する。幾つかの実施形態では、表土炭素材料７０１及びＳＯＣ層８０１は、Ｈ２／Ｎ２プラズマ又はＣＦ４／Ｏ２プラズマによってエッチングされる。幾つかの実施形態では、表土材料７０１は、スピンオンカーボンを含み、選択的エッチングは、分子水素（Ｈ２）及び分子窒素（Ｎ２）のプラズマ混合物を使用して実施される。幾つかの実施形態では、表土材料７０１は、シリコン反射防止コーティング（ＳｉＡＲＣ）を含み、選択的エッチングは、四フッ化炭素（ＣＦ４）と分子状酸素（Ｏ２）とのプラズマ混合物を使用して実施される。幾つかの実施形態では、ＳＯＣ層８０１及び表土炭素材料７０１は、化学機械平坦化（ＣＭＰ）プロセスによって除去される。除去後、基板１０１は、すべて第１の方向に沿って延在する、第１のライン３０１、第２のライン６０１、およびラインを形成している炭素間隙充填材料７０３を有する。
【００４０】
［００１０６］図１０Ａは、１又は複数の実施形態に係る酸化物層１００１の堆積後の、図９Ａの等角図９００と同様の図１０００である。図１０Ｂは、図１０Ａの電子デバイスの正面図１０１０である。幾つかの実施形態の酸化物層１００１は、酸化ケイ素膜又は誘電体材料を含む。酸化物層１００１は、当業者に周知の任意の適切な技術によって堆積させることができる。
【００４１】
［００１０７］図１１Ａは、１又は複数の実施形態に係る窒化物層１１０１の堆積後の、図１０Ａの等角図１０００と同様の図１１００である。図１０Ｂは、図１１Ａの電子デバイスの正面図１１１０である。幾つかの実施形態の窒化物層１１０１は、窒化ケイ素膜を含む。窒化物層１１０１は、当業者に周知の任意の適切な技術によって堆積させることができる。
【００４２】
［００１０８］図１Ａから図１１Ｂのプロセスは、図１２Ａから図２２Ｄに続く。説明のために、図１Ａから図１１Ｂに示す電子デバイス構造を、図１２Ａから図２２Ｄでは、ｚ軸を中心に９０°回転させている。第１のライン３０１、第２のライン６０１、及び炭素材料のライン７０３が依然としてｙ軸の長さに沿って延在する第１の方向。図１２Ａから２２Ｄの場合、各「Ａ」図は、電子デバイスの等角図を示し、各「Ｂ」図は、対応する「Ａ」図のｙ−ｚ平面に沿って切り取られた図示の等角図の前部における電子デバイスの断片を示す。各「Ｃ」図は、ラインＣ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面に沿って切り取られた対応する「Ａ」図の電子デバイスの断片を示し、各「Ｄ」図は、ラインＤ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面に沿って切り取られた対応する「Ａ」図の電子デバイスの断片を示す。「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」図に示す断片は断面図ではなく、図示した平面の前後にある電子デバイスの部分は図示していない。「Ｂ」図に示す断片は、第２のライン６０１に沿って切り取られたデバイスを示す。「Ｃ」図に示す断片は、第１のライン３０１に沿って切り取られたデバイスを示す。「Ｄ」図に示す断片は、炭素材料のライン７０３に沿って切り取られたデバイスを示す。
【００４３】
［００１０９］図１２Ａは、デバイスがｚ軸を中心に９０°回転した、図１１Ａと同様の電子デバイス構造を示す図１２００である。幾つかの実施形態では、本方法は、図１２Ａ〜図１２Ｄに示すデバイスから開始する。図１２Ａのものと同様の基板が処理のために提供され得る。幾つかの実施形態の基板は、第１の方向に沿って延在する複数の第１のライン３０１、第１の方向に沿って延在する複数の炭素材料のライン７０３、及び第１の方向に沿って延在する複数の第２のライン６０１を含む。各第１のライン３０１は、そのいずれかの側に第２のライン６０１を有する。第１のライン３０１及び隣接する炭素材料のライン７０３は、第２のライン６０１によって分離されている。酸化物層１００１は、第１のライン３０１、第２のライン６０１、及び炭素材料のライン７０３上にある。第１の方向とは異なる第２の方向に沿って延在する複数の第３のライン１２０１は、酸化物層１００１上にある。第３のライン１２０１は、隣接する第３のラインとの間にトレンチ１２０３が形成されるように離間されている。
【００４４】
［００１１０］図１３Ａは、隣接する第３のライン１２０１と第４のスペーサ材料１３０１との間のトレンチ１２０３を充填するために、スペーサ堆積プロセスを実施した後の、図１２Ａの等角図１２００と同様の図１３００である。図１３Ｂは、図１３Ａの正面を示す図１３１０である。図１３Ｃは、図１３Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１３２０である。図１３Ｄは、図１３Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１３３０である。図示したプロセスは、図２Ａのプロセスと同様であり、図２Ａのプロセスに垂直な方向にある。
【００４５】
［００１１１］スペーサ堆積プロセスは、第３のラインの上部１２０２及び酸化物層１００１の上面１１０２を覆う第４のスペーサ材料１３０１の膜を形成する。第４のスペーサ材料１３０１は、第３のライン１２０１の間に形成された間隙１３０２を有する。
【００４６】
［００１１２］第４のスペーサ材料１３０１は、第３のスペーサ材料に対してエッチング選択的である任意の適切なスペーサ材料であり得る。幾つかの実施形態では、第４のスペーサ材料は、ホウ化物膜を含む。１又は複数の実施形態では、第４のスペーサ材料１３０１は、ホウ化ケイ素を含む、又は本質的にホウ化ケイ素で構成される、又はホウ化ケイ素で構成される。
【００４７】
［００１１３］図１４Ａは、第４のスペーサ材料の複数の第４のライン１４０１を得るために、第４のスペーサ材料１３０１の一部を除去した後の、図１３Ａの等角図１３００と同様の図１４００である。図１４Ｂは、図１４Ａの正面を示す図１４１０である。図１４Ｃは、図１４Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１４２０である。図１４Ｄは、図１４Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１４３０である。第４のスペーサ材料１３０１の一部を除去した後に、複数の第４のライン１４０１が、複数の第３のライン１２０１のそれぞれに隣接してそのいずれかの側に形成され、第３のライン１２０１の上部１２０２が露出し、隣接する第４のライン１３０１間に開口部１４０２が残される。第４のスペーサ材料１３０１の一部の除去は、任意の適切なプロセスによって行われ得る。幾つかの実施形態では、第４のスペーサ材料１３０１の一部の除去は、エッチングプロセスによって行われる。
【００４８】
［００１１４］図１５Ａは、１又は複数の実施形態に係る第１のカットエッチングプロセス後の、図１４Ａの等角図１４００と同様の図１５００である。図１５Ｂは、図１５Ａの正面を示す図１５１０である。図１５Ｃは、図１５Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１５２０である。図１５Ｄは、図１５Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１５３０である。
【００４９】
［００１１５］第１のカットエッチングプロセスは、開口部１４０２を通して、酸化物層１００１と、酸化物層１００１の下の第２のライン６０１及び炭素材料のライン７０３の一部とを除去する。図１５Ｂ及び図１５Ｄはそれぞれ、基板表面１０５を露出させる第２のライン６０１及び炭素材料のライン７０３の除去を示している。このプロセスは、図１５Ｃに示すように、第１のライン３０１に対してエッチング選択的であり、その結果、第１のライン３０１は、エッチングによって実質的に影響を受けず、上面３０２が残される。第１のカットエッチングプロセスは、当業者に周知の任意の適切な技術によって行われ得る。
【００５０】
［００１１６］幾つかの実施形態では、第１のカットエッチングプロセスによってエッチングされる膜は、酸化ケイ素又は低温酸化物の１又は複数を含む。幾つかの実施形態では、第１のカットエッチングプロセスの影響を受けない膜は、窒化ケイ素（ＣＶＤ又はＰＶＤ）又は臭化ケイ素の１又は複数を含む。
【００５１】
［００１１７］図１６Ａは、１又は複数の実施形態に係るスピンオン材料１６０１の堆積後の、図１５Ａの等角図１５００と同様の図１６００である。図１６Ｂは、図１６Ａの正面を示す図１６１０である。図１６Ｃは、図１６Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１６２０である。図１６Ｄは、図１６Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１６３０である。
【００５２】
［００１１８］スピンオン材料１６０１により第１のカットエッチングプロセスで形成された開口部１５０１が充填され、第２のライン６０１及び炭素材料のライン７０３の一部の除去によってできた空間が充填される。図１６Ａ〜図１６Ｄに示す実施形態では、スピンオン材料１６０１は、第３のライン１２０１及び第４のライン１４０１の上部に表土１６０２を形成する。
【００５３】
［００１１９］スピンオン材料１６０１は、当業者に周知の任意の適切な技術によって堆積された任意の適切な材料であり得る。幾つかの実施形態では、スピンオン材料１６０１は、スピンオン炭素膜を含む。
【００５４】
［００１２０］幾つかの実施形態では、スピンオン材料１６０１の堆積は、第３のライン１２０１の上面１２０２及び第４のライン１４０１の上面１４０３を露出したままにする。表土１６０２が形成される実施形態では、表土は、エッチバックプロセスで除去される。図１７Ａは、１又は複数の実施形態に係るエッチバックプロセス後の、図１６Ａの等角図１６００と同様の図１７００である。図１７Ｂは、図１７Ａの正面を示す図１７１０である。図１７Ｃは、図１７Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１７２０である。図１７Ｄは、図１７Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１７３０である。
【００５５】
［００１２１］エッチバックプロセスは、任意の適切なプロセスであり得る。幾つかの実施形態では、エッチバックプロセスは、第３のライン１２０１又は第４のライン１４０１に影響を与えることなく、スピンオン材料１６０１を除去する選択的エッチングプロセスである。幾つかの実施形態では、エッチバックプロセスは、当業者によって理解されるように、アッシングプロセスを含み、スピンオン材料１６０１の上面１７０１が、露出した第３のライン１２０１の上面１２０２及び第４のライン１４０１の上面１４０３と同じ高さ、又はわずかに下になる。
【００５６】
［００１２２］図１８は、１又は複数の実施形態に係るマンドレル引抜きプロセス後の、図１７Ａの等角図１７００と同様の図１８００である。図１８Ｂは、図１８Ａの正面を示す図１８１０である。図１８Ｃは、図１８Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１８２０である。図１８Ｄは、図１８Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１８３０である。
【００５７】
［００１２３］マンドレル引抜きプロセスは、第３のライン１２０１を選択的に除去して、開口部１８０１を通して酸化物層１００１の上面１１０２を露出させる。幾つかの実施形態のマンドレル引抜きプロセスは、第３のライン１２０１に対してエッチング選択的である。幾つかの実施形態では、第３のラインは窒化ケイ素を含む。幾つかの実施形態では、引抜き後に残っている膜は、ホウ化物（例えば、ホウ化ケイ素）、スピンオン材料（例えば、スピンオンカーボン）、又は酸化物（例えば、酸化ケイ素）のうちの１又は複数を含む。
【００５８】
［００１２４］図１９は、１又は複数の実施形態に係る酸化物エッチングプロセス後の、図１８Ａの等角図１８００と同様の図１９００である。図１９Ｂは、図１９Ａの正面を示す図１９１０である。図１９Ｃは、図１９Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１９２０である。図１９Ｄは、図１９Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図１９３０である。
【００５９】
［００１２５］酸化物エッチングプロセスは、マンドレルの引抜きにおいて形成された開口部１８０１を通して酸化物層１００１を除去する。酸化物層１００１の除去により、第２のライン６０１（図１９Ｂ）の上面６０３、第１のライン３０１（図１９Ｃ）の上面３０２、及び炭素材料のライン７０３（図１９Ｄ）の上面７０５が露出する。
【００６０】
［００１２６］酸化物の除去は、当業者に周知の任意の適切なプロセスによって実施され得る。幾つかの実施形態では、酸化膜は、酸化ケイ素又は低温酸化物材料のうちの１又は複数である。幾つかの実施形態では、酸化物のエッチング後に残る膜（すなわち、選択的膜）は、ホウ化物（例えば、ホウ化ケイ素）、スピンオン材料（例えば、スピンオンカーボン）、窒化物（例えば、窒化ケイ素）又は低温酸化物のうちの１又は複数を含む。
【００６１】
［００１２７］図２０は、１又は複数の実施形態に係る第４のライン１４０１を除去した後の、図１９Ａの等角図１９００と同様の図２０００である。図２０Ｂは、図２０Ａの正面を示す図２０１０である。図２０Ｃは、図２０Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２０２０である。図２０Ｄは、図２０Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２０３０である。
【００６２】
［００１２８］第４のライン１４０１が除去されると、第３のライン１２０１の上面１２０２が露出する。幾つかの実施形態では、第４のライン１４０１は、化学機械平坦化プロセスによって除去され、その結果、スピンオン材料１６０１の上面１７０１は、第３のライン１２０１の上面１２０２と同じ高さのままである。幾つかの実施形態では、図２０Ｃに示すように、基板１０１の上面１０５は、開口部２００１を通して露出している。
【００６３】
［００１２９］図２１は、１又は複数の実施形態に係るスピンオン材料１６０１の除去後の、図２０Ａの等角図２０００と同様の図２１００である。図２１Ｂは、図２１Ａの正面を示す図２１１０である。図２１Ｃは、図２１Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２１２０である。図２１Ｄは、図２１Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２１３０である。
【００６４】
［００１３０］スピンオン材料１６０１の除去により、開口部２１０１を通して基板１０１の表面１０５が露出する。断片の図からわかるように、基板１０１の表面１０５は、交互の開口部を通して露出し得る。基板１０１の表面１０５は、第１のライン３０１の開口部２００１を通して、及び炭素材料のライン７０３及び第２のライン６０１の開口部２１０１を通して露出している。
【００６５】
［００１３１］除去プロセスは、当業者に周知の任意の適切なプロセスであり得る。幾つかの実施形態では、除去プロセスは、他の材料に影響を与えることなくスピンオン材料１６０１を除去するアッシングプロセスを含む。
【００６６】
［００１３２］図２２は、１又は複数の実施形態に係る酸化物層の除去後の、図２１Ａの等角図２１００と同様の図２２００である。図２２Ｂは、図２２Ａの正面を示す図２２１０である。図２２Ｃは、図２２Ａの線Ｃ−Ｃに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２２２０である。図２２Ｄは、図２２Ａの線Ｄ−Ｄに沿ってｙ−ｚ平面で切り取られた断片を示す図２２３０である。
【００６７】
［００１３３］酸化物層１００１は、当業者に周知の任意の適切な技術によって除去され得る。幾つかの実施形態では、酸化物層１００１は、ＣＭＰプロセスによって除去される。幾つかの実施形態では、酸化物層１００１は、ホウ化物材料、スピンオン材料、又は窒化物材料のうちの１又は複数と比較して酸化物層１００１に対して選択的である選択的エッチングプロセスによって除去される。
【００６８】
［００１３４］酸化物層１００１を除去すると、第２のライン６０１も同時に除去され得る。幾つかの実施形態では、第２のライン６０１は、酸化物層１００１の除去とは別のプロセスで除去される。酸化物層１００１及び第２のライン６０１の除去により、パターニングされた第１のライン２２０１及びパターニングされた炭素材料のライン２２０２を備えた基板１０１が得られる。
【００６９】
［００１３５］図２３を参照すると、本開示の追加の実施形態は、本明細書に記載の方法を実行するための処理ツール２３００を対象とする。図２３は、本開示の一実施形態に係る基板を処理するのに使用され得るシステム２３００を示している。システム２３００は、クラスタツールと称され得る。システム２３００は、その中にロボット２３１２を備えた中央移送ステーション２３１０を含む。ロボット２３１２は、シングルブレードロボットとして示されている。しかしながら、当業者は、他のロボット２３１２構成が本開示の範囲内にあることを認識するであろう。ロボット２３１２は、中央移送ステーション２３１０に接続されたチャンバ間で１又は複数の基板を移動するように構成される。
【００７０】
［００１３６］少なくとも１つの前洗浄／バッファチャンバ２３２０が中央移送ステーション２３１０に接続されている。前洗浄／バッファチャンバ２３２０は、ヒータ、ラジカル源又はプラズマ源の１又は複数を含み得る。前洗浄／バッファチャンバ２３２０は、個々の半導体基板又は処理用のウエハのカセットのための保持エリアとして使用され得る。前洗浄／バッファチャンバ２３２０は、前洗浄プロセスを実施し得る、又は処理のために基板を予熱し得る、又は単にプロセスシーケンスのステージングエリアであり得る。幾つかの実施形態では、中央移送ステーション２３１０に接続された２つの前洗浄／バッファチャンバ２３２０が存在する。
【００７１】
［００１３７］図２３に示す実施形態では、前洗浄チャンバ２３２０は、ファクトリインターフェース２３０５と中央移送ステーション２３１０との間の通過チャンバとして機能し得る。ファクトリインターフェース２３０５は、基板をカセットから前洗浄／バッファチャンバ２３２０に移動させるための１又は複数のロボット２３０６を含み得る。次に、ロボット２３１２は、基板を前洗浄／バッファチャンバ２３２０からシステム２３００内の他のチャンバに移動させ得る。
【００７２】
［００１３８］第１の処理チャンバ２３３０は、中央移送ステーション２３１０に接続され得る。第１の処理チャンバ２３３０は、エッチングチャンバとして構成され得、１又は複数の反応性ガス源と流体連結していてよく、第１の処理チャンバ２３３０に反応性ガスの１又は複数の流れを提供し得る。基板は、絶縁バルブ２３１４を通過するロボット２３１２によって処理チャンバ２３３０に、及び処理チャンバ２３３０から移動され得る。
【００７３】
［００１３９］処理チャンバ２３４０も、中央移送ステーション２３１０に接続され得る。幾つかの実施形態では、処理チャンバ２３４０は、堆積チャンバを含み、１又は複数の反応性ガス源と流体連結して、反応性ガスの流れを処理チャンバ２３４０に提供し、１又は複数の堆積プロセスを実施する。基板は、絶縁バルブ２３１４を通過するロボット２３１２によって、堆積チャンバ２３４０に、及び堆積チャンバ２３４０から移動され得る。堆積チャンバ２３４０の数及びタイプは、実施されている特定のプロセスに応じて変更可能である。幾つかの実施形態では、堆積チャンバは、原子層堆積チャンバ、化学気相堆積チャンバ、エピタキシャル成長チャンバ、又は物理的気相堆積チャンバのうちの１又は複数から選択される。
【００７４】
［００１４０］処理チャンバ２３４５も、中央移送ステーション２３１０に接続され得る。幾つかの実施形態では、処理チャンバ２３４５は、処理チャンバ２３４０と同じプロセスを実施するように構成された同じタイプの処理チャンバ２３４０である。この配置は、処理チャンバ２３４０で行われるプロセスが、処理チャンバ２３３０でのプロセスよりもはるかに長い時間がかかる場合に有用であり得る。
【００７５】
［００１４１］幾つかの実施形態では、処理チャンバ２３６０は、中央移送ステーション２３１０に接続され、選択的エッチング処理チャンバとして機能するように構成される。処理チャンバ２３６０は、１又は複数の異なる選択的エッチングプロセスを実施するように構成され得る。
【００７６】
［００１４２］幾つかの実施形態では、処理チャンバ２３３０、２３４０、２３４５、及び２３６０はそれぞれ、処理方法の異なる部分を実施するように構成される。当業者は、ツール上の個々の処理チャンバの数及び配置が変更可能であり、図２３に示す実施形態は単に１つの可能な構成を表すものであることを認識するであろう。
【００７７】
［００１４３］少なくとも１つのコントローラ２３５０が、中央移送ステーション２３１０、前洗浄／バッファチャンバ２３２０、処理チャンバ２３３０、２３４０、２３４５、又は２３６０のうちの１又は複数に連結される。幾つかの実施形態では、個々のチャンバ又はステーションに接続された２つ以上のコントローラ２３５０があり、一次制御プロセッサが、システム２３００を制御するために別個のプロセッサのそれぞれに連結されている。コントローラ２３５０は、様々なチャンバ及びサブプロセッサを制御するための、産業環境で使用され得る、任意の形態の汎用コンピュータプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ等のうちの１つであり得る。
【００７８】
［００１４４］少なくとも１つのコントローラ２３５０は、プロセッサ２３５２、プロセッサ２３５２に結合されたメモリ２３５４、プロセッサ２３５２に結合された入力／出力デバイス２３５６、及び異なる電子部品間の通信のための支援回路２３５８を有し得る。メモリ２３５４は、一過性メモリ（例えば、ランダムアクセスメモリ）及び非一過性メモリ（例えば、ストレージ）の１又は複数を含み得る。
【００７９】
［００１４５］プロセッサのメモリ２３５４、又はコンピュータ可読媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又は他の任意の形態のローカル又はリモートのデジタルストレージ等の容易に利用可能なメモリのうちの１又は複数であり得る。メモリ２３５４は、システム２３００のパラメータ及び構成要素を制御するためにプロセッサ２３５２によって動作可能な命令セットを保持し得る。支援回路２３５８は、従来の方法でプロセッサを支援するように、プロセッサ２３５２に結合される。回路は、例えば、キャッシュ、電源、クロック回路、入力／出力回路、サブシステム等を含み得る。
【００８０】
［００１４６］プロセスは、一般に、プロセッサによって実行されると、プロセスチャンバに本開示のプロセスを実施させるソフトウェアルーチンとしてメモリに格納され得る。ソフトウェアルーチンはまた、プロセッサによって制御されているハードウェアから離れて位置する第２のプロセッサ（図示せず）によって格納及び／又は実行され得る。本開示の方法のいくつか又は全てもまた、ハードウェアで実施され得る。したがって、プロセスは、ソフトウェアで実装され、コンピュータシステムを使用して、例えば、特定用途向け集積回路又は他のタイプのハードウェア実装としてのハードウェアで、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせとして実行され得る。ソフトウェアルーチンは、プロセッサによって実行されると、汎用コンピュータを、プロセスが実施されるようにチャンバの動作を制御する特定目的のコンピュータ（コントローラ）に変換する。
【００８１】
［００１４７］幾つかの実施形態では、コントローラ２３５０は、方法を実施するために個々のプロセス又はサブプロセスを実行するための１又は複数の構成を有する。コントローラ２３５０は、方法の機能を実施するために中間構成要素を操作するように接続及び構成され得る。例えば、コントローラ２３５０は、ガスバルブ、アクチュエータ、モータ、スリットバルブ、真空制御等のうちの１又は複数を制御するように接続及び構成され得る。
【００８２】
［００１４８］幾つかの実施形態のコントローラ２３５０は、複数の処理チャンバ間でロボット上の基板を移動させる構成；マンドレル引抜きプロセスを実施するための構成；共形堆積プロセスを実施するための構成；等方性エッチングプロセスを実施するための構成；異方性エッチングプロセスを実施するための構成；間隙充填プロセスを実施するための構成；スピンオン堆積プロセスを実施するための構成；エッチバックプロセスを実施するための構成；酸化物層堆積プロセスを実施するための構成；窒化物層堆積プロセスを実施するための構成；スペーサ堆積プロセスを実施するための構成；スペーサエッチングプロセスを実施するための構成；第１のカットプロセスを実施するための構成；第３のラインのマンドレル引抜きプロセスを実施するための構成；酸化物エッチングプロセスを実施するための構成；スピンオン材料エッチングプロセスを実施するための構成；ホウ化物膜エッチングプロセスを実施するための構成；アッシングプロセスを実施するための構成及び／又は酸化物除去プロセスを実施するための構成から選択される１又は複数の構成を有する。
【００８３】
［００１４９］前述の明細書では、本開示の実施形態がその特定の例示的な実施形態を参照しながら説明されてきた。以下の特許請求の範囲に記載されるように、本開示の実施形態のより広い精神及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を加えることができることは明らかであろう。したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で見なされるべきである。
【図１Ａ】
2021532596.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
2021532596.tif 000034
【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
2021532596.tif 000036
【図１５Ａ】
2021532596.tif 000037
【図１５Ｂ】
2021532596.tif 000038
【図１５Ｃ】
2021532596.tif 000039
【図１５Ｄ】
2021532596.tif 000040
【図１６Ａ】
2021532596.tif 000041
【図１６Ｂ】
2021532596.tif 000042
【図１６Ｃ】
2021532596.tif 000043
【図１６Ｄ】
2021532596.tif 000044
【図１７Ａ】
2021532596.tif 000045
【図１７Ｂ】
2021532596.tif 000046
【図１７Ｃ】
2021532596.tif 000047
【図１７Ｄ】
2021532596.tif 000048
【図１８Ａ】
2021532596.tif 000049
【図１８Ｂ】
2021532596.tif 000050
【図１８Ｃ】
2021532596.tif 000051
【図１８Ｄ】
2021532596.tif 000052
【図１９Ａ】
2021532596.tif 000053
【図１９Ｂ】
2021532596.tif 000054
【図１９Ｃ】
2021532596.tif 000055
【図１９Ｄ】
2021532596.tif 000056
【図２０Ａ】
2021532596.tif 000057
【図２０Ｂ】
2021532596.tif 000058
【図２０Ｃ】
2021532596.tif 000059
【図２０Ｄ】
2021532596.tif 000060
【図２１Ａ】
2021532596.tif 000061
【図２１Ｂ】
2021532596.tif 000062
【図２１Ｃ】
2021532596.tif 000063
【図２１Ｄ】
2021532596.tif 000064
【図２２Ａ】
2021532596.tif 000065
【図２２Ｂ】
2021532596.tif 000066
【図２２Ｃ】
2021532596.tif 000067
【図２２Ｄ】
2021532596.tif 000068
【図２３】
2021532596.tif 000069
【国際調査報告】
2021532596.tif 000070
2021532596.tif 000071
2021532596.tif 000072
2021532596.tif 000073
2021532596.tif 000074