【手続補正書】
【提出日】平成25年7月3日(2013.7.3)
【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】
隣接するレジストフィーチャー間の第１ピッチと第１ギャップ幅により画定されるレジストフィーチャーの配列を設け、各レジストフィーチャーが上部及び側部を有する工程と、
前記レジストフィーチャーの配列に粒子を取り込ませ、前記レジストフィーチャーの配列が硬化する工程と、
前記硬化したレジストフィーチャーの配列の前記側部にサイドウォールを設ける工程と、
前記硬化したレジストフィーチャーの配列を除去し、前記基板上に配置され、分離したサイドウォールの配列が形成される工程と、を具える基板のパターニング方法。
【請求項２】
前記サイドウォールを設ける工程は、
前記上部及び前記側部にスペーサ層を設ける工程、及び、前記スペーサ層の一部を除去し、前記上部及び前記基板を露出する工程を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記方法は、
前記基板の露出した部分をエッチングする工程と、
前記サイドウォールを除去する工程と、をさらに具え、
前記エッチングされた基板が、前記第１ピッチの半分に相当する第２ピッチをもつ基板フィーチャーの配列を有する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記基板が、
ＳｉＯＮ材料を含む上層と、
該上層の下に配置されたカーボン材料を含む中間層と、
該中間層の下に配置されたハードマスク層と、
該ハードマスク層の下に配置された前記基板の下部と、
該基板の下部の下に配置された前記基板の底部と、を具える請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板がシリコンウエハーからなり、
前記下部が、ポリシリコン層、金属層及び絶縁層のうちの一種又は二種以上を含み、
前記基板フィーチャーの配列が、ポリシリコン、金属及び絶縁物のうちの一種又は二種以上を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記粒子は、荷電粒子及び非荷電粒子のうちの一種であって、前記粒子が亜原子粒子、原子粒子及び分子粒子のうちの一種である請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記粒子は、ビームラインイオン注入方式、プラズマアシスト添加（ＰＬＡＤ）方式、プラズマイオン注入（ＰＩＬＬ）方式、ファーネス、化学気相成長（ＣＶＤ）方式、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）方式、原子層成長（ＡＬＤ）方式及び分子線エピタキシー（ＭＢＥ）方式のうちの一つの手段によって、前記レジストフィーチャーの配列に取り込まれる請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記粒子は、前記レジストフィーチャーの配列に取り込まれる際、およそ100eV〜100keVの範囲の運動エネルギーを有する請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記粒子は、前記基板に対して傾斜角をもって取り込まれる請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記粒子が、ヘリウム（He）、ネオン（Ne）、アルゴン（Ar）、クリプトン（Kr）、キセノン （Xe）、ラドン（Rn）、窒素（N）、酸素（O）、ケイ素（Si）、ホウ素（B）、水素（H）、炭素（C）、 鉄（Fe）, リチウム（Li）、クロム（Cr）、ニッケル（Ni）, ヒ素（As）及びカルボランのうちの一種である請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板がシリコンを含み、前記粒子がヘリウム（He）、ネオン（Ne）、アルゴン（Ar）、クリプトン（Kr）、キセノン （Xe）、ラドン（Rn）、窒素（N）及び酸素（O） のうちの一種である請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記粒子の運動エネルギー及び前記傾斜角を設定して、前記側部と前記上部に沿って配置される硬化した外周部と、該外周部及び前記基板により画定される領域の内側に配置される実質的には硬化していない内部とを有する硬化したレジストフィーチャーを形成する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記粒子の運動エネルギー及び前記傾斜角を設定して、前記レジストフィーチャーの限界寸法の大幅な縮小をもたらし、前記粒子が前記レジストフィーチャーの配列に取り込まれた後、隣接する前記レジストフィーチャーは、第１ギャップ幅よりも大きい第２ギャップ幅によって分離される請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
第１ピリオドの間に、前記粒子が前記基板に対して第１ねじり角をもって取り込まれる請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１ピリオドの後、これに続く一又は二以上の各ピリオドにおいて、前記基板が回転されて第２ねじり角を形成し、第１ねじり角とともに０°より大きく９０°までの角度を形成する請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記基板が、
反射防止層と、
該反射防止層の下に配置されたＳｉＯＮ材料を含む上層と、
該上層の下に配置されたカーボン材料を含む中間層と、
該中間層の下に配置されたハードマスク層と、
該ハードマスク層の下に配置された前記基板の下部と、
該基板の下部の下に配置された前記基板の底部と、を具える請求項３に記載の方法。
【請求項１７】
隣接するレジストフィーチャー間の第１ピッチと少なくとも第１ギャップ幅により画定されるレジストフィーチャーの配列を設け、各レジストフィーチャーが上部及び側部を有する工程と、
傾斜角が５〜８５°、ねじり角が５〜８５°で粒子の流束を受けるよう基板を設定する工程と、
高温でのプロセスに耐えうるレジストフィーチャーの硬化した外周部の層を形成するのに十分な粒子の運動エネルギー及びドーズ量を規定する工程と、
前記レジストフィーチャーの限界寸法の大幅な縮小をもたらすよう十分な粒子の流束を規定し、粒子の流束にさらされた後、隣接する前記レジストフィーチャーが前記第１ギャップ幅よりも大きい第２ギャップ幅によって分離される工程と、を具える基板のパターニング方法。
【請求項１８】
前記方法は、
前記レジストフィーチャーの縮小が横方向優先となるよう前記傾斜角及びねじり角を設定する工程、及び
レジストフィーチャーの硬さが非対称になるよう前記傾斜角及びねじり角を設定する工程、のうち一又は二以上をさらに具える請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
レジストフィーチャーの配列についてＣＤ値のセットを受けるように設定され、該レジストフィーチャーの配列が隣接するレジストフィーチャー間の第１ピッチと少なくとも第１ギャップ幅により画定され、各レジストフィーチャーが上部及び側部を有するユーザーインターフェイスと、
ＣＤ値の該セットに基づき、粒子照射パラメータのセットをディスプレイに出力する操作が可能であり、該照射パラメータが、基板との傾斜角、基板とのねじり角、粒子のエネルギー及び粒子のドーズ量のうちの一又は二以上を含むプログラムと、を具える基板のパターニングを制御するためのコンピュータシステム。
【請求項２０】
前記コンピュータシステムが、粒子照射を実行するために設定されたツールへ前記照射パラメータを自動的に出力するよう設定された請求項１９に記載のコンピュータシステム。
【請求項２１】
前記ユーザーインターフェイスが、さらに熱パラメータのセットを受けるように設定され、前記プログラムが、該熱パラメータにより前記粒子照射パラメータを調整するように設定された請求項１９記載のコンピュータシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
その後、パターンを施した第２ＡＣＬフィルム１１４を除去し（図１ｉ）、第１ＳｉＯＮフィルム１１２及び第１ＡＣＬフィルム１１０をエッチングし（図１ｊ）、第３幅１２０ｃを有するギャップにより互いに分離されたカラムを形成する。その後、ハードマスク層１０８及び基板１０１の多結晶又は金属ゲート層１０６がエッチングされ、図１ｊに示したカラムのパターンが転写される。その後、ハードマスク層１０８は、多結晶又は金属ゲート層１０６から除去され、図１ｋに示されているように、所望のフィーチャーサイズの多結晶又は金属ゲート層１０６を有する、パターンを施した基板１０１が形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図１ａで示された島１１８のように、島２１８はパターンを施したレジストフィーチャーの理想化した断面を示すものであり、平面図では、延長された「線」、長方形、正方形又は他の形に見えることもある。その上、島２１８は、図２ａに示されたものと同様に配設された多くの上記島を有する配列を含み得る。島２１８は、第１ギャップ幅２２０ａ−ｉにより分離される。加えて、島２１８は、配列ピッチ（単に「ピッチ」ともいう）２２３により特徴付けられる。ここで使用されるように、「ピッチ」という用語は、隣接する島間のギャップ（又はスペース）の値と島の幅の合計となる距離を示している。それ故、図２ａで、ピッチ２２３は、ギャップ幅２２０ａ−ｉに島の幅２２６ａに加えたものからなり、ある一つの島２１８の左側からすぐ隣の島２１８の左側までとして示されている。ピッチ２２３は、隣接する島２１８の中心間距離として示され得ることは、当業者により容易に理解されるであろう。規則的な島の配列では、ピッチは連続する島の間で一定となる。それ故、例えば数百、数千、数百万の島を有する規則的な配列では、名目上の距離２２３が隣接する島のそれぞれの中心間で一定となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
図２ａで示されるように、島２１８は第１幅２２０ａ−ｉ〜第３幅２２０ａ−ｉｉｉをそれぞれ有するギャップにより、特徴付けられる。第２幅２２０ａ−ｉｉは、左側の島２１８とその左外側ですぐ隣にくる島（ただし、示されてはいない）との間のギャップを示すことを意図したものである。同様に、第３幅２２０ａ−ｉｉｉは、右側の島２１８とその右外側ですぐ隣にくる島（ただし、示されてはいない）との間のギャップを示すことを意図したものである。本実施形態では、第１幅２２０ａ−ｉ〜第３幅２２０ａ−ｉｉｉの値は同じでも異なっていてもよく、同じものと異なるものの組み合わせであってもよい。これは、中心間距離（ピッチ）２２３が一連の隣接する島２１８の間で一定となるが、個々の島２１８の実際の幅（例えば、２２６ａや２２６ｂ）は可変であり、それによって隣接する島間の一連のギャップ２２０ａも変化するからである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
典型的な方法では、図２ｄの最適なサイドウォール構造の製造を確実にするため、図２ｂ及び２ｃにそれぞれ一般的に示される粒子の照射及びサイドウォールの積層プロセスが、連動して調整される。図２ｄの一様な形状、適切な間隔をとったサイドウォールの形成には、スペーサ材２２２の積層の間、島２１８の形状及び大きさが変わらないことが必要であるため、島２１８は、図２ｃの工程で、島にかかる熱量（スペーサ積層温度及び積層持続時間の組み合わせ）に耐える程度十分に硬化させることが望ましい。それ故、スペーサの積層プロセスが比較的高い熱量のプロセスである場合には、比較的高い島の硬度を生じさせるべく、図２ｂで示される工程で使用される粒子照射パラメータを選択することができる。逆に、スペーサの積層プロセスが比較的低い熱量のプロセスである場合には、スペーサの積層プロセスに耐えるに十分な比較的低い島の硬度を生じさせるべく、粒子照射パラメータを選択することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
その後、レジスト２１８は除去され（図２ｅ）、ＳｉＯＮフィルム２１２及びＡＣＬフィルム２１０がハードマスク層２０８にエッチングされ、第７幅２２０ｃ−１〜第１１幅〜２２０ｃ−５を有するギャップにより互いに分離される柱状物を形成する（図２ｆ）。当業者は、第７幅２２０ｃ−１〜第１１幅〜２２０ｃ−５が同じでも異なっていてもよく、またその両方の組み合わせであってもよいことを認識するであろう。そのプロセスにおいて、スペーサ２２２のパターンはＳｉＯＮフィルム２１２とＡＣＬフィルム２１０に転写されてもよい。図で示すように、スペーサは、一定の距離があるため、レジスト島の数の倍となり、それ故ピッチの倍加がなされる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
基板のパターニングに関する本技術は、いくつかの有利な点を提供している。例えば、粒子２２４をレジスト２１８にどのように取り込ませるかを制御することにより、レジスト２１８の特徴を正確に制御できる。粒子２２４を取り込むことにより、本技術ではレジスト２１８を硬化させ、レジスト２１８がエッチングや積層といったデバイスの製造に含まれるプロセスに関連する極端な条件でも耐え得るようにしている。加えて、粒子２２４がレジスト島２１８に取り込まれる角度を制御することによって、パターンを施したレジスト島２１８の特徴を、対称又は非対称に変更できる。例えば、粒子２２４の入射角は、レジスト２１８が優先的に横方向に縮小するよう、つまりレジストの高さよりも幅が減少することを示すよう、制御される。例えば、上面イメージングレジスト又は上部をコーティングしたレジストが使用される場合、レジストの側部は異なるものでもよく、垂直方向よりも水平方向が縮小するよう、順に注入される。いくつかの実施形態では、４つの粒子照射の一連を使用することで、レジストの上面では有効に４つの照射が「当たる」一方、サイドウォールは２つの照射のみが当たる。基板のねじりを利用する場合、２つの照射は、レジスト島２１８の４つ全ての側面（レジスト島２１８の背面は示されていない）をさらすよう、使用されてもよい。レジスト島２１８の全ての側面をさらすように２つの粒子照射が使用される場合、上面は両方の照射に当たる一方、それぞれのレジストのサイドウォールは１つの照射のみが当たる。傾斜角が十分に大きい場合、上面の相対的なエッチングレートは、側面のエッチングレートと比べて大幅に異なってもよく、それが上記した島２１８の横方向の縮小差を導くことになる。また、所望であれば、非対称な硬度を生じさせるよう、入射角を制御してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ａ】
2013502726.tif 000001
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ａ１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ａ１】
2013502726.tif 000002
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２ｂ】
2013502726.tif 000003