(57)【要約】ブロック共重合体などの自己組織化材料は、ピッチマルチプリケーションのためのマンドリル（１６２）として使用される。共重合体は、基板（１１０）上に堆積され、所望のパターンへと自己組織化を促される。ブロック共重合体を形成するブロックのうちの一つ（１６４）は、選択的に除去される。残っているブロックは、ピッチマルチプリケーションのためのマンドリル（１６２）として使用される。スペーサ材料は、ブロック（１６２）上にブランケット堆積される。スペーサ材料は、マンドリル（１６２）の側壁上にスペーサを形成するために、スペーサエッチングに暴露される。マンドリル（１６２）は、独立したスペーサを残すために選択的に除去される。スペーサは、下部基板（１１０）内にパターンを画定するために、ピッチ増倍化マスク機構として使用されうる。
2010531051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板をパターン化するための方法であって、
複数のブロック共重合体を含む層を提供するステップと、
前記複数のブロック共重合体のうちの他のブロックを含む、横方向に分離された複数のマンドリルを残すために、前記複数のブロック共重合体のうちの一ブロックを選択的に除去するステップと、
前記複数のマンドリル上にスペーサ材料をブランケット堆積するステップと、
前記複数のマンドリルの複数の側壁上に複数のスペーサを形成するために前記スペーサ材料をエッチングするステップと、
前記基板へと、前記複数のスペーサによって画定されるパターンを転写するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
複数のブロック共重合体で形成される前記層を提供するステップは、
前記基板上にブロック共重合体溶液を堆積するステップと、
前記基板上で前記複数の共重合体の複数のブロックによって画定される繰り返しパターンを形成するために、前記複数のブロック共重合体を構成する複数のブロックを分離するステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
複数のブロック共重合体で形成される前記層を提供するステップは、前記基板上に、横方向に間隔の開いた複数の共重合体自己組織化ガイドを提供するステップをさらに含み、前記ブロック共重合体溶液を堆積するステップは、前記複数の共重合体分離ガイド間に前記ブロック共重合体溶液を堆積するステップを含む、
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のガイドは、前記複数のブロック共重合体を形成するブロックを引き寄せる、もしくは反発する材料で形成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のガイドは、酸化シリコン、シリコン、および誘電性反射防止コーティングを含む群から選択される材料で形成される、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記基板へと前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを転写する前に、前記複数のマンドリルを除去するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを前記基板へと転写する前に、前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを下部ハードマスク層へと転写するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ハードマスク層は、非結晶性炭素を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数のスペーサ上に、選択的に画定可能な材料を堆積するステップと、
前記選択的に画定可能な材料内に他のパターンを画定するステップと、
をさらに含み、
前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを前記基板へと転写するステップは、前記パターンおよび前記他のパターンから形成される組み合わせパターンを前記基板へと転写するステップを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記選択的に画定可能な層は、前記複数のスペーサ上およびその間に堆積される、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記選択的に画定可能な層は、フォトレジストである、
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォトレジストは、ネガティブフォトレジストである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記組み合わせパターンを前記基板へと転写する前に、前記パターンと前記他のパターンから形成される、前記組み合わせパターンを下部ハードマスク層へと転写するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記組み合わせパターンを前記基板へと転写するステップは、前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを部分的に作製された集積回路の配置領域へと転写し、かつ、前記他のパターンを前記部分的に作製された集積回路の周辺領域へと転写する、
ことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のスペーサによって画定される前記パターンを、前記基板へと転写するステップは、前記基板内に複数の相互接続を画定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
基板をパターン化するためのマスクを形成するための方法であって、
自己組織化材料の層を提供するステップと、
化学種によって画定される複数のドメインを有する繰り返しパターンを形成するために、前記自己組織化材料の類似する前記化学種を集めるステップと、
間隔の開いた複数のマンドリルを形成するために、前記化学種のうちの一つを優先的に除去するステップと、
前記複数のマンドリルの複数の側壁上に複数のスペーサを形成するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記自己組織化材料は、ブロック共重合体を含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ブロック共重合体は、ジブロック共重合体である、
ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記ジブロック共重合体は、ポリスチレンを含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ジブロック共重合体は、さらに、ポリメチルメタクリレートを含む、
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記化学種によって画定される前記繰り返しパターンの高さを伸長するステップをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
前記化学種によって画定される前記繰り返しパターンの前記高さを伸長するステップは、
前記化学種によって画定される前記繰り返しパターン上に、追加自己組織化材料を堆積するステップと、
前記化学種によって画定される前記複数のドメインで、前記追加自己組織化材料の類似する複数の化学的部位を調整するステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記自己組織化材料、および前記追加自己組織化材料は、複数のブロック共重合体である、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記自己組織化材料、および前記追加自己組織化材料は、同一の複数のブロック共重合体である、
ことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記化学種のうちの一つを優先的に除去するステップは、前記追加自己組織化材料の類似する複数の化学的部位をエッチングするステップと、前記化学種のうちの一つをエッチングするステップを含む、
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
集積回路作製のための方法であって、
ブロック共重合体層内に独立した、均一に間隔の開いた、間隔の開いた、複数のプレースホルダーを画定するために、前記ブロック共重合体層をウェットエッチングへと暴露するステップと、
前記複数のプレースホルダーの複数の側壁上に複数のスペーサを形成するステップと、
前記複数のスペーサに由来するパターンを下部基板へと転写するステップと、
を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項２７】
前記ウェットエッチングは、酢酸を含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ブロック共重合体は、ポリスチレンとポリメチルメタクリレートの複数のブロックを含む、
ことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数のプレースホルダーは、約１００ｎｍ以下のピッチを有する、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数のプレースホルダーは、約５０ｎｍ以下のピッチを有する、
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記、独立した、間隔の開いた複数のプレースホルダーは、垂直のラメラを含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記、独立した、間隔の開いた複数のプレースホルダーは、垂直に伸長する分離された複数の支柱を含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記パターンを転写する前記ステップは、部分的に作製された集積回路の配置領域内に均一に間隔の開いた複数の機構を画定するステップを含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
複数のスペーサを形成するステップは、
前記複数のプレースホルダー上にスペーサ材料の層をブランケット堆積するステップと、
スペーサ材料の前記層を異方性エッチングするステップと、
を含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記ブロック共重合体層を前記ウェットエッチングへと暴露するステップの前に、
前記基板上に複数のブロック共重合体の溶液を堆積するステップと、
均一に間隔の開いた複数のブロックドメインへと、前記複数のブロック共重合体の自己組織化を引き起こすために、前記ブロック共重合体溶液をアニールするステップと、
をさらに含む、
ことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、2006年3月23日に出願された、Gurtej SandhuによるU.S. Patent Application No. 11/389,581、 Topography Directed Patterning（代理人整理番号MICRON.342A）と、2006年6月2日に出願された、Gurtej SandhuによるU.S. Patent Application No. 11/445,907、 Topography Based Patterning（代理人整理番号MICRON.349A）に関連する。これらの各参照の全開示は、本明細書に参照によって組み入れられる。
【０００２】
［技術分野］
本発明は、集積回路作製のためのプリンティング技術を含む、マスク形成に関する。
【背景技術】
【０００３】
［関連技術の記述］
携帯性、計算能力、メモリ容量およびエネルギー効率の増大のための要求を含む、多くの要因の結果として、集積回路はそのサイズが今なお縮小し続けている。集積回路を形成する構成要素機構（例えば、電子デバイスおよび相互接続配線）のサイズもまた、サイズ縮小を容易にするために絶えず縮小している。
【０００４】
機構サイズの縮小傾向は、例えば、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭｓ）、フラッシュメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭｓ）、強誘電体（ＦＥ）メモリなどのメモリ回路、もしくはデバイスにおいて明白である。一例をあげると、ＤＲＡＭは、典型的には、メモリセルとして知られる、無数の同質の回路素子を含む。メモリセルは、典型的には、二つの電子デバイス：ストレージキャパシタおよびアクセス電界効果トランジスタから成る。各メモリセルは、１ビット（２進数）のデータを格納しうるアドレス可能な記憶場所である。ビットは、トランジスタを介してセルへと書き込まれ、かつ、キャパシタ内の電荷をセンスすることによって読み出されうる。メモリ技術の中には、記憶デバイスとスイッチの両方として作用する素子を使用するものもあり（例えば、銀をドープされたカルコゲニドガラスを使用するデンドリティックメモリ）、不揮発性メモリの中には、各セルのためのスイッチを必要としないもの（例えば、磁気抵抗ＲＡＭ）、もしくは、メモリ素子の中にスイッチを組み込むもの（例えば、フラッシュメモリのためのＥＥＰＲＯＭ）もある。
【０００５】
別の例においては、フラッシュメモリは、典型的には、電荷を保持しうる浮遊ゲート電界効果トランジスタを含む、無数のフラッシュメモリセルを含む。浮遊ゲート内に電荷が存在するか否かは、メモリセルの論理状態を決定する。ビットは、セルへと電荷を注入することによって、もしくはセルから電荷を除去することによって、セルに書き込まれうる。フラッシュメモリセルは、各々がビットを読み出すための異なるスキームを備える、異なるアーキテクチャ構造で接続されうる。“ＮＯＲ”アーキテクチャ構造においては、各メモリセルは、ビット線へと結合され、個々に読み出されうる。“ＮＡＮＤ”アーキテクチャ構造においては、メモリセルは、セルの“ストリング”に配列され、セルストリングのうちの一つ内のデータにアクセスするために、全ビット線が活性化される。
【０００６】
一般的には、メモリセルを構成する電子デバイスのサイズ、およびメモリセルにアクセスする導線のサイズを縮小させることによって、メモリデバイスはより小さく形成されうる。さらには、記憶容量は、メモリデバイスの任意の領域に、より多くのメモリセルを割り当てることによって増加しうる。しかしながら、汎用および専用プロセッサを含む集積回路へとより一般的に適用可能であるような、機構サイズにおける縮小の必要性がある。
【０００７】
機構サイズにおけるさらなる縮小は、機構を形成するために使用される技術に対して、より大きな要求をする。例えば、フォトリソグラフィーは、これらの機構をパターン化するために通常使用される。典型的には、フォトリソグラフィーは、レチクルを通して光を通過させるステップと、光化学的に活性のあるフォトレジスト材料上に光の焦点を合わせるステップとを含む。スライドがスクリーン上に投影されるべき像を有するように、レチクルは、典型的には、基板へと転写されるべきパターンを有する。レチクルを通して光もしくは放射を方向づけることによって、レチクル内のパターンは、フォトレジスト上に焦点を合わせられうる。光もしくは放射は、フォトレジストの照射部分内に化学変化を引き起こし、それによって、影になった部分に対して、その部分を（ポジティブフォトレジストとネガティブフォトレジストのいずれが使用されているかに依存して）選択的に保持するかもしくは除去することが可能になる。このように、暴露部分および非暴露部分は、フォトレジスト内にパターンを形成する。
【０００８】
リソグラフィーは、典型的には、光もしくは放射を基板上に投影することによって成し遂げられるため、特定のリソグラフィー技術の最終的な解像度は、光学、ならびに、光もしくは放射の波長などの要因に依存する。例えば、レジスト上の明確に画定されたパターンに焦点を当てる能力は、機構のサイズ、およびレチクルを通して投影される放射の波長に依存する。解像度は、とりわけ回折によって、波長の増加とともに減少することを理解されたい。このように、より短い波長放射は、典型的には、機構のサイズが減少するにつれて、良好な解像度を有する機構を形成するために使用される。
【０００９】
特定の波長放射と併せて、フォトリソグラフィーは、放射と適合するフォトレジストを使用する。現像された後に、フォトレジストは、下部材料へパターンを転写するためのマスクとして作用する。フォトレジストは、変形することなく現像ステップを持ちこたえるほど十分に頑強であり、かつ、下部材料へとマスクパターンを転写するためのエッチングを持ちこたえるほど十分頑強でもある。しかしながら、機構サイズが縮小するにつれて、フォトレジストマスク機構の幅もまた縮小するが、典型的には、これらのマスク機構の高さにおいては、対応するような縮小はない。これらのマスク機構の高アスペクト比によって、現像およびパターン転写ステップの間、これらの薄いマスク機構の構造的な完全性を保持することが困難でありうる。結果として、機構サイズが縮小するにつれて、十分に頑強なフォトレジスト材料の有用性によって、機構をプリントするためのフォトリソグラフィーの能力が制限されうる。
【００１０】
したがって、微小な機構をパターン化するための高解像度な方法の必要性が引き続き存在する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の幾つかの実施形態に係る、被覆マスキング層を備える基板の概要断面図である。
【図２】図２は、本発明の幾つかの実施形態に係る、選択的に画定可能な層をパターン化した後の、図１の構造の概要断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係る、ハードマスク層を介してエッチングされた後の図２の構造の概要断面図である。
【図４】図４は、本発明の幾つかの実施形態に係る、選択的に画定可能な層を除去した後の、図３の構造の概要断面図である。
【図５】図５は、本発明の幾つかの実施形態に係る、ハードマスク層内の機構間のスペースを拡張した後の、図４の構造の概要断面図である。
【図６】図６は、本発明の幾つかの実施形態に係る、自己組織化材料溶液の層を堆積した後の、図５の構造の概要断面図である。
【図７】図７は、本発明の幾つかの実施形態に係る、自己組織化材料の自己組織化後の、図６の構造の概要断面図である。
【図８】図８は、本発明の幾つかの実施形態に係る、自己組織化材料の自己組織化の結果として生じる材料のドメインの配置を示す、図７の構造の概要俯瞰図である。
【図９】図９は、本発明の幾つかの実施形態に係る、マンドリルを形成するために、自己組織化材料の幾つかのドメインを選択的に除去した後の、図７の構造の概要断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の幾つかの実施形態に係る、スペーサ材料層を堆積した後の、図９の構造の概要断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の幾つかの実施形態に係る、スペーサエッチング後の、図１０の構造の概要断面図である。
【図１２】図１２は、本発明の幾つかの実施形態に係る、独立したスペーサのパターンを残すためにマンドリルを除去した後の、図１１の構造の概要断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の幾つかの実施形態に係る、下部基板へと独立したスペーサによって形成されるパターンを転写した後の、図１２の構造の概要断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の幾つかの実施形態に係る、スペーサ上に平坦化層を堆積した後の、図１２の構造の概要断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の幾つかの実施形態に係る、平坦化層をパターン化した後の、図１４の構造の概要断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ブロック共重合体の自己組織化する能力は、マスクパターンを形成するために使用されうる。ブロック共重合体は、二つ以上の化学的に異なるブロックから形成される。例えば、各ブロックは、異なる単量体で形成されうる。ブロックは非混和性もしくは熱力学的に非相溶、例えば、一方のブロックが極性を有し、他方は無極性である。熱力学的効果によって、共重合体は溶液内で自己組織化して、典型的には、システム全体としてのエネルギーを最小限化する。これは、例えばブロックがともに集合するなどの、共重合体のお互いに対する移動を引き起こし、それによって各ブロックタイプもしくは各ブロック種を含む交互領域を形成する。例えば、共重合体が極性および無極性ブロックで形成される場合、無極性ブロックは他の無極性ブロックと集合し、極性ブロックは他の極性ブロックと集合するように、ブロックは分離する。全体として分子集団の移動率を増加するために熱が適用されうるが、特定の個々の分子の移動を方向づけるための外部力の能動的な適用なく、ブロックがパターンを形成するために移動することが可能であるため、ブロック共重合体は自己組織化材料として記述されうることを理解されたい。
【００１３】
ブロック種間の相互作用に加えて、ブロック共重合体の自己組織化は、ブロック共重合体が堆積される表面上の段差のような地形的特徴によって影響されうる。例えば、ジブロック共重合体（二つの異なるブロック種から形成される共重合体）は、実質的に異なるブロック種で各々形成されるような、交互ドメインもしくは領域を形成しうる。ブロック種の自己組織化が階段の壁間の領域内で生じるとき、例えば、ブロックによって形成される交互領域の各々が、壁に対して平行に方向づけられた機構と均一なパターンを形成させられるように、階段はブロックと相互作用しうる。さらには、StoykovichらによるScience 308, 1442 (2005)、KimらによるNature 424, 411 (2003)、EdwardsらによるAdv. Mater. 16, 1315 (2004)に開示されるように、ブロック共重合体の自己組織化は、表面に段差を形成することなく、表面をフォトリソグラフィーで改変することによって誘導されうる。これらの参照の各々の全開示は、参照によって本明細書に組み込まれている。
【００１４】
このように、半導体作製プロセスの間、自己組織化は機構をパターン化するためのマスクを形成する上で有用でありうる。例えば、交互ドメインのうちの一つが除去され、それによって、他の領域を形成する材料が残されて、マスクとして機能する。マスクは、下部半導体基板内の電子デバイスなどの機構をパターン化するために使用されうる。共重合体マスクを形成するための方法は、2006年3月23日に出願された、Gurtej SandhuによるU.S. Patent Application No. 11/389,581、 Topography Directed Patterning（代理人整理番号MICRON.342A、Micron Ref. No.2005-0865）と、2006年6月2日に出願された、Gurtej SandhuによるU.S. Patent Application No. 11/445,907、 Topography Based Patterning（代理人整理番号MICRON.349A、Micron Ref. No.05-0865）に開示され、これらの全開示は、本明細書に参照によって組み入れられている。自己組織化材料は、比較的小さなマスク機構を形成するために使用されうるが、絶えず続く集積回路の微細化によって、マスク機構のサイズにおける更なる縮小が望まれている。
【００１５】
さらには、ブロック共重合体の長さは、それらのブロック共重合体のブロックによって形成されるドメインのサイズに対する本質的な制限となりうる。例えば、共重合体は、ドメインの所望のパターンへの自己組織化が容易になるような長さで選択され、より短い共重合体は所望の場合には、自己組織化しなくてもよい。
【００１６】
本発明の実施形態は、ブロック重合体のみで形成されうるものよりも、より小さい機構の形成を可能にする。本発明の実施形態においては、異なる化学種で形成される自己組織化材料は、類似する化学種から成るドメインを形成するための組織化を許容される。それらのドメインのうちのいくつかは、マンドリルもしくは一時的なプレースホルダーを形成するために選択的に除去される。ピッチマルチプリケーションプロセスは、続いて、自己組織化材料から形成されるマンドリルを使用して実施される。マンドリルのピッチよりも小さいピッチを有する機構はマンドリルから導かれる。幾つかの実施形態においては、スペーサは、マンドリルの側壁上に形成され、マンドリルは選択的に除去される。スペーサ、もしくはスペーサ由来の他のマスク機構は、例えば、集積回路の作製の間、下部材料をパターン化するためのマスクの一部として使用される。
【００１７】
マスク機構を形成しうる本発明の実施形態は、最新で、比較的複雑かつ費用のかかるリソグラフィー技術を使用することなく形成され、フォトレジストの頑強さに対する負荷は、軽減されうる。例えば、マスク内の比較的柔軟で構造的に繊細なフォトレジストを使用するのではなく、スペーサもしくはスペーサに由来するマスク機構がマスクとして使用されうる。スペーサの使用は、スペーサのための種々の材料の選択を可能にし、材料は、プロセスフロー内で使用される下部材料との適合性および頑強さによって選択されうる。さらには、共重合体材料は下部層をパターン化するためのマスクとしては使用されないため、共重合体材料は、例えば、その頑強さおよびマスキング層を形成するための適合性に関わりなく選択されうる。むしろ、共重合体材料は、その自己組織化挙動とマンドリル内で使用するための適合性に基づいて選択され、それによってプロセスの許容範囲を増加させる。さらには、ブロック共重合体などの材料の自己組織化挙動は、非常に微細な機構の信頼性の高い形成を可能にし、それによって非常に微細な機構サイズを有するマスクの形成を容易にする。例えば、約１ｎｍから約１００ｎｍ、約３ｎｍから約５０ｎｍ、もしくは約５ｎｍから約３０のクリティカルディメンジョンを有する機構が形成されうる。
【００１８】
以下には図面に関する言及がなされ、その図面を通して、類似する参照番号は類似する部分に対するものである。図面は必ずしも一定の縮尺ではないことを理解されたい。
【００１９】
幾つかの実施形態に係る方法のうちの第一の段階においては、複数のマンドリルがブロック共重合体などの自己組織化材料から形成される。図１−図８は、自己組織化を誘導するためのガイドもしくは段差機構を使用して所望のパターンへと自己組織化材料を自己組織化するための方法を示す。他の実施形態においては、自己組織化材料の自己組織化は、本技術分野で既知のいかなる方法によってでも方向づけされうることを理解されたい。
【００２０】
図１に関連して、部分的に形成された集積回路１００の断面図が示される。マスキング層１２０、１３０は、共重合体自己組織化のためのガイドを形成するために、基板１１０上に提供されうる。基板１１０を覆う層１２０、１３０のための材料は、使用されるべきブロック共重合体材料とその層との相互作用、本明細書で記述される種々のパターン形成およびパターン転写ステップの化学的性質および処理条件を考慮して選択される。例えば、より上部の層内のパターンは、より下部の層へと転写されるため、より下部のマスキング層１３０は他の露出された材料のうちの少なくとも幾つかに対して、選択的にエッチングされうるように選択される。材料にとってのエッチング速度が、周囲の材料のエッチング速度よりも、少なくとも約２−３倍大きいか、少なくとも約１０倍大きいか、少なくとも約２０倍大きいか、少なくとも約５０倍大きいときには、その材料は選択的に、もしくは優先的にエッチングされると考えられることを理解されたい。
【００２１】
パターンが転写される“基板”は、単一の材料、異なる材料から成る複数の層、その中に異なる材料もしくは異なる構造の領域を有する層、または複数の層などを含みうることを理解されたい。これらの材料は、半導体、絶縁体、導体、もしくはそれらの組み合わせを含みうる。例えば、基板は、ドープされたポリシリコン、単一の結晶電子デバイス活性領域、シリサイド、またはタングステン、アルミニウムもしくは銅層などの金属層、またはそれらの組み合わせを含みうる。幾つかの実施形態においては、以下に記述されるマスク機構は、基板内の相互接続などの導電性機構の所望の配置に直接対応しうる。他の実施形態においては、基板は、絶縁体であり、マスク機構の位置は、ダマシンメタライゼーションなどの導電性機構間の絶縁体の所望の位置に対応しうる。マスク機構は、ハードマスクとして使用され、基板を直接エッチングするか、または、別の下部層（例えば、基板などの一つ以上の下部層へとパターンを転写するためにその後使用される透過性炭素層などの炭素層）へとパターンを転写するために使用されうる。
【００２２】
さらに図１に関連して、選択的に画定可能な層１２０は、基板１１０を覆うハードマスク、もしくはエッチストップ層１３０を覆う。選択的に画定可能な層１２０は、感光性であり、例えば、本技術分野で既知のあらゆるフォトレジストを含むフォトレジストから形成されうる。例えば、フォトレジストは、極紫外線システム（例えば１３．４ｎｍ波長システム）、１５７ｎｍ、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、もしくは３６５ｎｍ波長システム、もしくは１９３ｎｍ波長浸漬システムと適合するあらゆるフォトレジストでありうる。フォトレジスト材料の実施例は、フッ化アルゴン（ＡｒＦ）感受性フォトレジスト（すなわち、ＡｒＦ光源と使用するために適切なフォトレジスト）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）感受性フォトレジスト（すなわち、ＫｒＦ光源と使用するために適切なフォトレジスト）を含む。ＡｒＦフォトレジストは、比較的短い波長の光、例えば１９３ｎｍを使用するフォトリソグラフィーシステムで使用される。ＫｒＦフォトレジストは、２４８ｎｍシステムなど、より長い波長のフォトリソグラフィーシステムで使用される。さらには、本発明の実施形態における自己組織化材料およびピッチマルチプリケーションの使用が、（１３．４ｎｍ波長システムを含む）極紫外システムもしくは電子ビームリソグラフィックシステムなどの、費用がかかり比較的新規の直接形成技術で、極めて微細な機構を画定する必要性を除く一方で、所望の場合にはこれらのシステムが使用されてもよい。さらには、マスクレスリソグラフィーもしくはマスクレスフォトリソグラフィーは選択的に画定可能な層１２０を画定するために使用されてもよい。他の実施形態においては、層１２０およびそれに続くあらゆるレジスト層は、例えば、レジスト内のパターンを形成するためのモールドもしくは機械力を使用することによって、ナノインプリントリソグラフィーによってパターン化されうるレジストで形成されうる。
【００２３】
ハードマスク層１３０のための材料は、重合体ではない無機材料を含みうる。典型的な材料は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン、シリコンもしくは、シリコンリッチ酸窒化シリコンなどの、誘電性反射防止コーティング（ＤＡＲＣ）を含む。ハードマスク層１３０は、示される実施形態においては、窒化シリコンを含む。ハードマスク層１３０のための材料は、自己組織化材料の自己組織化を所望のパターンへと方向づけるために、直前に堆積された自己組織化材料と相互作用するように選択される。
【００２４】
図２に関連して、感光性層１２０は、レチクルを通して放射に暴露され、その後、感光性材料で形成されるパターン含有機構１２２を残すように現像される。結果として生じる機構１２２（例えば配線）のピッチは、配線１２２の幅と隣接する空間１２４の幅の合計に等しいことを理解されたい。幾つかの実施形態においては、機構１２２のピッチは、例えば、約４００ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、もしくは約１００以下でありうる。典型的な実施形態においては、機構１２２は約１４０ｎｍのクリティカルディメンジョンと約２８０ｎｍのピッチを有しうる。
【００２５】
図３に関連して、感光性層１２０内のパターンは、ハードマスク層１３０へと転写され、それによって、ハードマスク層１３０内にハードマスク機構１３２を形成する。ハードマスク層１３０が十分に薄い場合にはウェット（等方性）エッチングも適しているが、パターン転写は、フッ化炭素プラズマを使用するエッチングなどの異方性エッチングを使用して達成されうる。典型的なフッ化炭素プラズマエッチング化学は、ＣＦＨ３、ＣＦ２Ｈ２、ＣＦ３ＨおよびＣＦ４／ＨＢｒを含む。図４に関連して、感光性層１２０を形成するレジストは、例えばプラズマ灰化によっても除去されうる。
【００２６】
図５に関連して、ハードマスク機構１３２（図４）は、共重合体が自己組織化するためのガイド１３４を形成するためにトリミングされる。ハードマスク機構１３２は、他の露出された材料に対して、ハードマスク材料を選択的にエッチングするようなウェットもしくはドライエッチングを使用してトリミングされうる。トリムエッチングは、例えばＳＯ２／Ｏ２／Ａｒプラズマを使用して実施されうる。トリミングによって、従来のフォトリソグラフィーを使用して容易に形成されうるものよりも、より小さいクリティカルディメンジョンを有する機構の形成が可能になる。例えば、約１４０ｎｍのクリティカルディメンジョンと約２８０ｎｍのピッチを有するハードマスク機構１３２は、約３５ｎｍのクリティカルディメンジョンと約２８０ｎｍの同一のピッチを有する共重合体自己組織化ガイド１３４を形成するためにトリミングされうる。他の実施形態においては、フォトレジスト機構１２２（図２）は、ハードマスク機構１３２に加えて、もしくはハードマスク機構１３２の代わりにトリミングされ、それによって、ハードマスク機構１３２をトリミングする必要なく、所望のサイズのガイド１３４を形成することが可能になる。
【００２７】
自己組織化材料、例えばブロック共重合体が続いて適用されて、自己組織化が可能になり、基板１１０上にマスクパターンを形成する。自己組織化されたブロック共重合体パターンを形成するための方法は、2004年 9月のBlock, IEE Transaction in Nanotechnology, Vol.3, No.3, とU. S. Patent Application Nos. 11/389,581および 11/445,907に開示されており、各々の全開示は、本明細書に参照によって組み入れられている。
【００２８】
図６に関連して、ブロック共重合体材料のフィルム１６０は、ガイド１３４の間およびその上に堆積される。共重合体は、お互いに対して選択的にエッチングされ、所望のかつ予測通りの方法で自己組織化しうる（例えば、ブロックは混合せず、適切な条件下で集合して、主として単一のブロック種を含むドメインを形成する）ような、重合体材料のブロックを含む。典型的に示される実施形態においては、共重合体はジブロック共重合体であり、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む。ジブロック共重合体は、例えばトルエンなどの溶媒中に溶解されて提供されうる。各ジブロック共重合体の総サイズと構成ブロックおよび単量体の比率は、自己組織化を容易にするために、かつ、所望の寸法を有する組織化されたブロックドメインを形成するために選択されうることを理解されたい。例えば、ブロック共重合体は、ブロックドメインのサイズを左右する、あらゆる螺旋、もしくは捻れを含む、フィルム内の共重合体の平均的な末端間の長さと、固有の重合体長さスケールを有することを理解されたい。より長い共重合体を有する共重合体溶液は、より大きなドメインを形成するために使用され、より短い共重合体を有する共重合体溶液は、より小さなドメインを形成するために使用されうる。幾つかの実施形態においては、スペーサ１７５（図１２）間に均一な空間を提供するマンドリルを提供するために、共重合体が選択される。他の実施形態においては、所望のパターンへの自己組織化を容易にするためにブロック共重合体が選択され、マンドリルは、例えばウェットもしくはドライエッチングによってトリミングされて、マンドリル間に所望の空間を提供する。ブロック共重合体は、例えば、スピンオンコーティング、スピンキャスティング、ブラッシュコーティングもしくは蒸着を含む、種々の方法によって堆積されうる。
【００２９】
共重合体フィルム１６０の厚さは、共重合体によって形成されるべき所望のパターンに基づいて選択されうる。重合体長さスケールと、重合体が配置される環境に関連する特定の厚さ（例えば、ガイド１３４の高さ間の距離）まで、共重合体は、典型的には、俯瞰図（図８）に示されるような、平行線を形成する、交互の、実質的なラメラドメインを形成するために、配向されることを理解されたい。このようなラメラは、例えば相互接続などのパターンを形成するために使用さるか、または、ラメラの外側延長部は、例えばトランジスターゲートなどの分離された機構を形成するために制限されうる。幾つかの状態下においては、フィルム１６０の厚さ、重合体長さスケール、および重合体が配置される環境に関連して、共重合体は、円柱もしくは球体などの垂直に伸長する支柱を形成するために適応されうる。
【００３０】
ラメラを形成するために、共重合体フィルムの厚さは、フィルムを形成する共重合体のおおよその長さスケールよりも小さくなりうる。例えば、共重合体の長さスケールが約３５ｎｍの場合には、フィルムの厚さは約３５ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、もしくは約２５ｎｍ以下である。
【００３１】
フィルム１６０の厚さは、ガイド１３４の高さよりも大きいか、等しいか、もしくはそれよりも小さいことを理解されたい。以下にさらに示され、記述されるように、ガイド１３４の高さよりも大きい厚さは、共重合体貯留層を提供するために使用されうる。他の実施形態においては、ガイド１３４の高さと等しいかそれよりも小さい厚さは、ガイド１３４間に共重合体の分離されたアイランドを形成するために使用され、それによってアイランド間に共重合体が交差拡散するのを防ぐ。
【００３２】
本発明は理論により制約を受けない限り、異なるブロック種は、材料の相分離に類似するプロセスにおいて、熱力学的考察により、自己集合すると考えられることを理解されたい。自己組織化は、ガイド１３４によって誘導され、それによって、ブロック共重合体の構成ブロックが、界面相互作用によって、ガイド１３４の長さに沿って、自身を方向づけることが促進される。自己組織化は、結果として共重合体種のより効率的な充填をもたらしうることを理解されたい。結果として、幾つかの場合においては、共重合体フィルム１６０が拡張を大きく超えて伸長する場合には、自己組織化に利用可能な自由な共重合体は、消耗し、拡張の中間部領域は組織化された共重合体がない状態で形成されうるか、または、不完全に組織化された共重合体で形成されうる。したがって、幾つかの実施形態においては、共重合体フィルム１６０は、ガイド１３４間に生じる自己組織化のための共重合体の貯留層を提供するために、ガイド１３４上に伸長するための十分な厚さを有する。さらには、拡張部を大きく超えて生じうる消耗の影響を最小限化するために、ガイド１３４間の距離は、十分に小さくするように選択されうる。
【００３３】
図７に関連して、共重合体フィルム１６０内のブロック共重合体は、自己組織化することが可能になる。自己組織化は、部分的に作製された集積回路１００をアニールすることによって容易にされ、かつ、促進されうる。アニールの温度は、ブロック共重合体もしくは部分的に作製された集積回路１００へと悪影響を及ぼすことを防ぐために十分に低くなるよう選択されうる。幾つかの実施形態においては、アニールは、約２５０℃より低い温度、約２００℃より低い温度、もしくは約１８０℃で実施されうる。アニールは、共重合体の架橋結合を引き起こすためにも使用され、それによって、後のエッチングおよびパターン転写ステップで共重合体を安定化させる。
【００３４】
アニール後の結果として生じるラメラのパターンは、図７に示される。あるブロック種（例えばＰＳ）のドメイン１６２と他のブロック種（例えばＰＭＭＡ）のドメイン１６４は、ガイド１３４間で交互に並ぶ。ブロックドメインのサイズはそれらを形成するブロック種のサイズによって決定されることを理解されたい。
【００３５】
図８に関連して、図７の部分的に作製された集積回路の俯瞰図が示される。ＰＳドメイン１６２は、ＰＭＭＡドメイン１６４と交互であることがわかる。ドメイン１６２とドメイン１６４の両者は、ガイド１３４の長さに沿って伸長する。
【００３６】
図９に関連して、ドメイン１６４は選択的に除去されて、ドメイン１６２と（図示されていない）ガイド１３４を残し、それらはピッチマルチプリケーションのためのマンドリルとして機能しうる。ドメイン１６４は、単一のエッチング化学を使用して単一ステップで除去されうるか、もしくは、異なるエッチング化学を伴う複数のエッチングを使用して除去されうる。例えば、ドメイン１６４はＰＭＭＡで形成され、ドメイン１６２はＰＳで形成される場合、ドメイン１６４は、例えば、エッチャントとして酢酸を使用して、選択的なウェットエッチングの実施によって除去されうる。他の実施形態においては、ドメインのうちの一つが他よりもより速い速度でエッチングされうる場合には、ドライもしくは異方性エッチングが適切でありうる。結果として生じる機構の寸法は、使用される共重合体のサイズとプロセス条件に依存して変化しうることを理解されたい。幾つかの実施形態においては、結果として生じるパターンは、約５０ｎｍから約２ｎｍ、約３５ｎｍ以下から約３ｎｍのクリティカルディメンジョンと、約１００ｎｍから約４ｎｍ、もしくは約７０ｎｍから約６ｎｍのピッチを有するＰＳドメインを含みうる。他の実施形態においては、ドメイン１６２および／もしくはガイド１３４が代わりに除去されてもよく、それによってガイド１３４とともに、もしくはガイド１３４なしでドメイン１６４を残すことを理解されたい。
【００３７】
続いて、図１０に関連して、スペーサ材料の層１７０は、基板１１０を含む露出された表面上に沿ってブランケット堆積される。スペーサ材料は、下部材料へとパターンを転写するためのマスクとして作用しうる、あらゆる材料でありうる。スペーサ材料は、１）良好な段差被覆率で堆積され、２）マンドリル１６２と適合する温度で堆積され、３）マンドリル１６２、（もし存在するならば）ガイド１３４、および下部基板１１０に対して選択的にエッチングされうる。スペーサ材料は、シリコン含有材料などの無機材料、もしくは、重合体などの有機材料でありうるが、そのいずれにも限定されない。シリコン含有スペーサ材料は、シリコン、酸化シリコン、および窒化シリコンでありうるが、そのいずれにも限定はされない。示される実施形態においては、スペーサ材料は酸化シリコンである。
【００３８】
スペーサ材料堆積のための方法は、原子層成長法（例えば、シリコン前駆体との自己制御式堆積と、各々、シリコン酸化物および窒化物を形成するための酸素もしくは窒素前駆体への暴露を使用する）を含む。ＡＬＤは、相対的に低い温度（例えば、約２００℃より低い、もしくは約１００℃より低い温度）で実施され、それによって下部の熱的に感受性の高い材料への熱的損傷を防ぎうる。例えば、ＡＬＤは、ブロックドメイン１６２を形成する重合体材料への損傷を防ぐために使用されうる。他の実施形態においては、化学気相成長法がスペーサ材料を堆積するために使用される。
【００３９】
層１７０の厚さは、スペーサ１７５（図１２）の所望の幅に基づいて決定される。例えば、幾つかの実施形態においては、層１７０は、約１０−８０ｎｍ、もしくは約２０−５０ｎｍの厚さへと堆積され、ほぼ類似する幅のスペーサを形成する。段差被覆率は、約８０％以上および、約９０％以上である。
【００４０】
図１１に関連して、シリコン酸化物スペーサ層１７０は、続いて、異方性エッチングへと暴露され、部分的に形成された集積回路１００の水平表面１８０からスペーサ材料を除去する。このようなエッチングは、スペーサエッチングとしても知られているが、フッ化炭素プラズマ（例えばＣＦ４、ＣＨＦ３および／もしくはＮＦ３含有プラズマ）を使用して実施されうる。
【００４１】
図１２に関連して、ブロックドメイン１６２および残りのあらゆるガイド１３４は除去され、独立したスペーサ１７５を残す。ブロックドメイン１６２およびガイド１３４は、スペーサ１７５に対してそれらの機構を選択的に除去するような、ウェットもしくはドライエッチングによって除去されうる。エッチングは、ブロックドメイン１６２およびガイド１３４を下部基板１１０に対しても選択的に除去しうる。ブロックドメイン１６２およびガイド１３４を形成する材料に依存して、同一のもしくは異なるエッチング化学が適用されうる。エッチング化学は、ＰＳブロックドメイン１６２を除去するためのＯ２ベースカーボントリップエッチング、およびシリコン窒化物ガイド１３４を除去するためのリン酸ベースウェットエッチングを含むが、そのいずれにも限定はされない。
【００４２】
このようにして、ピッチ増倍化マスク機構は形成された。示される実施形態においては、スペーサ１７５のピッチは、ブロック共重合体によって形成されるブロックドメイン１６２（図９）のピッチのほぼ半分である。例えば、ブロックドメイン１６２が約２００ｎｍｍのピッチを有する場合には、約１００ｎｍ以下のピッチを有するスペーサ１７５が形成され、ブロックドメイン１６２が約６０ｎｍｍ以下のピッチを有する場合には、約３０ｎｍ以下のピッチを有するスペーサ１７５が形成されうる。スペーサ１７５はブロックドメイン１６２の側壁上に形成されるため、スペーサ１７５は、一般的にはブロックドメイン１６２の外形に従い、ゆえに典型的には閉ループを形成する。スペーサ１７５は、第一のパターン１７７を形成する。幾つかの実施形態においては、他のスペーサもしくはマスク機構を形成するためのマンドリルとしてスペーサ１７５を使用することによって、より高次のピッチマルチプリケーションが達成されうることを理解されたい。
【００４３】
図１３に関連して、パターン１７７は、基板１１０へと転写される。パターン転写は、スペーサ１７５に対して、基板１１０の材料もしくは複数の材料を選択的にエッチングするために適切なエッチング化学を使用して達成されうる。当業者は、基板材料にとっての適切なエッチング化学を容易に決定することが可能である。基板１１０が異なる材料の層を含むときは、単一の化学が全ての異なる材料をエッチングするのに十分でない場合に、連続した異なるエッチング化学（例えば、ドライ−エッチング化学）がこれらの異なる層を通して連続的にエッチングするために使用されてもよいことを理解されたい。使用される化学もしくは複数の化学に依存して、スペーサ１７５はエッチングされうることをも理解されたい。示される実施形態においては、スペーサ１７５は、完全に磨滅することなく基板１１０のエッチングを完了するほど十分な高さを有する。
【００４４】
図１４に関連して、基板１１０を覆うマスクは、ドメイン１６２とガイド１３４を含むが、むき出しにされて、パターン化された基板１１０を残す。パターン転写の後、部分的に作製された集積回路１００は、その後の処理ステップ（補助的電子デバイスおよび電子相互接続の形成を含む）を経て、例えばメモリチップなどの完成された集積回路を形成する。
【００４５】
示された実施形態の種々の改変の可能性があることを理解されたい。例えば、図解および記述を容易にするためにジブロック共重合体の例として説明されたが、共重合体は二つ以上のブロック種で形成されてもよい。さらには、示された実施形態のブロック種は、異なる単量体で各々形成されたが、ブロック種は（複数の）単量体を共有してもよい。例えば、ブロック種は、異なる単量体の組（そのうちの幾つかが同一である）で形成されてもよいし、または同一の単量体で形成され、各ブロック内では異なる分布であってもよい。異なる単量体の組は、共重合体の自己組織化を駆動しうる、異なる特性を有するブロックを形成する。
【００４６】
幾つかの実施形態においては、自己組織化材料の追加層１８０が、ブロックドメイン１６２、１６４およびガイド１３４の上に堆積され、それらのブロックドメインおよびガイド１３４によって画定されるパターンを垂直に伸長する。追加層１８０を形成する自己組織化材料は、ブロック共重合体などの共重合体でありうる。追加層１８０を形成する材料は、ドメイン１６２、１６４およびガイド１３４が自己組織化材料の組織化を方向づけることが可能なように、ブロックドメイン１６２、１６４およびガイド１３４と相互作用するように選択される。例えば、ブロックドメイン１６２、１６４およびガイド１３４は、極性、および無極性ブロック種を含み、層１８０もまた、極性および無極性ブロック種を有しうる。幾つかの実施形態においては、層１８０を形成する追加ブロック共重合体は、フィルム１６０のブロック共重合体と同一である。自己組織化材料で形成されるパターンを垂直に伸長するための方法は、2006年6月2日に出願されたGurtej SandhuによるU.S. Patent Application No. 11/445,907、 Topography Based Patterning（代理人整理番号MICRON.349A）に開示され、その全開示は本明細書に参照によって組み入れられている。
【００４７】
マスクパターン１７７を基板１１０へと転写する前、もしくは転写した後に、追加マスクパターンがマスクパターン１７７（図１１）へと重ね合わせられうることを理解されたい。例えば、平坦化材料はスペーサ１７５の間およびその上に堆積され、平坦化材料は追加パターンを形成するためにパターン化されうる。マスクパターン１７７と組み合わせパターンを形成する、追加パターンは、下部基板１１０へと転写されうる。図１５に関連して、平坦化材料はネガティブ、もしくはポジティブフォトレジストなどのフォトレジストでありうる。図１６に関連して、フォトレジストは、追加パターンを形成するための放射に対する暴露によってパターン化されうる。ネガティブフォトレジストは、マスクパターン１７７の機構が非常に密接している（例えば、約４０ｎｍ以下のピッチを有する）実施形態において使用されうる。ポジティブフォトレジストは、フォトレジストを光に対して完全に暴露させることが困難であるため、このような微細なピッチのスペーサ間で除去することは困難でありうることがわかっている。一方で、光強度の増加は、酸化シリコンなどの幾つかの透過性スペーサ材料による光学的増幅によって、望ましくないフォトレジストの重合を引き起こしうる。ネガティブフォトレジストは、除去のために光へと暴露される必要がなく、それゆえ、スペーサ間のフォトレジストの除去、およびマスクパターン１７７との組み合わせにおける清浄なパターン形成が容易になる。
【００４８】
幾つかの実施形態においては、基板を覆うハードマスク層１３０は、省略されうる。例えば、感光性材料は、共重合体の自己組織化のための温度および他の条件と適合する材料で形成されうるか、もしくは置換されうる。ならびに／または、スペーサ１７５は、基板１１０のための十分な選択性を有するエッチングが利用可能な基板１１０のエッチングのためのマスクとして使用されうる。
【００４９】
幾つかの実施形態においては、追加マスキングレベルが基板１１０上に提供されうる。例えば、追加ハードマスク層はスペーサ１７５と基板１１０との間に提供されうる。パターン１７７は、基板１１０へと転写される前に、一つ以上の追加ハードマスク層へと転写されうる。追加ハードマスク層は、基板をエッチングするために使用されるエッチングに対して、より高い抵抗性を提供するために選択されうる。例えば、パターン１７７は、基板１１０へと転写される前に、非結晶性炭素層へと転写されうる。非結晶性炭素は、種々のシリコン含有材料をエッチングするためのハードマスクとして適切であることがわかっている。
【００５０】
また、マスク層を介する“プロセッシング（処理）”は、下部層をエッチングすることを包含し、マスク層を介するプロセッシングは、マスク層の下部の層をあらゆる半導体作製プロセスへと晒すことを含みうる。例えば、プロセッシングは、マスク層を介して、かつ、下部層上でなされる、イオン注入、拡散ドーピング、堆積、（特に重合体マスク下のハードマスクを使用する）酸化、窒化などを含みうる。さらには、マスク層は、化学機械研磨（ＣＭＰ）のためのストップもしくはバリアとして使用されるか、または、ＣＭＰは、下部層の平坦化およびエッチングの両方を可能にするための層のうちのいずれにおいても実施されうる。そのことは、2005年8月31日に出願されたU.S. Patent Application No. 11/216,477に記述されており、その全開示は本明細書に参照によって組み入れられている。
【００５１】
さらには、示された実施形態は集積回路を作製するために適用されうるが、本発明の実施形態は、非常に微細な加工でのパターン形成が望まれるような、種々の他の用途においても適用されてもよい。例えば、本発明の実施形態は、格子、ディスクドライブ、記憶媒体もしくは、他のリソグラフィー技術（Ｘ線もしくはインプリントリソグラフィーを含む）のためのテンプレートもしくはマスクを形成するために適用されうる。例えば、位相シフトフォトマスクは、位相シフト材料コーティングを有するフィルムスタックを有する基板をパターン化することによって形成されうる。
【００５２】
結果として、本明細書の記述から、本発明は種々の実施形態を含むことを理解されたい。例えば、本発明の幾つかの実施形態に係り、半導体基板をパターン化するための方法が提供される。方法は、ブロック共重合体を含む層を提供するステップを含む。ブロック共重合体のうちの１ブロックは選択的に除去され、ブロック共重合体のうちの他のブロックを含む横方向に分離されたマンドリルを残す。スペーサ材料はマンドリル上にブランケット堆積する。スペーサ材料は、エッチングされて、マンドリルの側壁上にスペーサを形成する。スペーサによって画定されるパターンは、基板へと転写される。
【００５３】
本発明の他の実施形態に係り、基板をパターン化するためのマスクを形成するための方法が提供される。方法は、自己組織化材料の層を提供するステップを含む。自己組織化材料の類似する化学種は化学種によって画定されるドメインを有する繰り返しパターンを形成するために集合する。化学種のうちの一つは、間隔の開いたマンドリルを形成するために優先的に除去される。スペーサはマンドリルの側壁上に形成される。
【００５４】
本発明のさらに他の実施形態に係り、集積回路作製のための方法が提供される。方法は、ブロック共重合体層において、独立した、均一に間隔が開いた、間隔の開いたプレースホルダーを画定するためにウェットエッチングへとブロック共重合体層を暴露するステップを含む。スペーサは、プレースホルダーの側壁上に形成される。スペーサ由来のパターンは、下部基板へと転写される。
【００５５】
上記の記述に加えて、本発明の範囲から逸脱することなく、上述された方法および構造に対して、種々の削除、付加および改変がなされてもよいことを当業者には理解されたい。そのような全ての改変および変更は、付随する請求項によって定義されるような、本発明の範囲内に収まることを意図される。
【図１】
2010531051.tif 000003
【図２】
2010531051.tif 000004
【図３】
2010531051.tif 000005
【図４】
2010531051.tif 000006
【図５】
2010531051.tif 000007
【図６】
2010531051.tif 000008
【図７】
2010531051.tif 000009
【図８】
2010531051.tif 000010
【図９】
2010531051.tif 000011
【図１０】
2010531051.tif 000012
【図１１】
2010531051.tif 000013
【図１２】
2010531051.tif 000014
【図１３】
2010531051.tif 000015
【図１４】
2010531051.tif 000016
【図１５】
2010531051.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月12日(2010.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
マスク機構を形成しうる本発明の実施形態は、最新で、比較的複雑かつ費用のかかるリソグラフィー技術を使用することなく形成され、フォトレジストの頑強さに対する負荷は、軽減されうる。例えば、マスク内の比較的柔軟で構造的に繊細なフォトレジストを使用するのではなく、スペーサもしくはスペーサに由来するマスク機構がマスクとして使用されうる。スペーサの使用は、スペーサのための種々の材料の選択を可能にし、材料は、プロセスフロー内で使用される下部材料との適合性および頑強さによって選択されうる。さらには、共重合体材料は下部層をパターン化するためのマスクとしては使用されないため、共重合体材料は、例えば、その頑強さおよびマスキング層を形成するための適合性に関わりなく選択されうる。むしろ、共重合体材料は、その自己組織化挙動とマンドリル内で使用するための適合性に基づいて選択され、それによってプロセスの許容範囲を増加させる。さらには、ブロック共重合体などの材料の自己組織化挙動は、非常に微細な機構の信頼性の高い形成を可能にし、それによって非常に微細な機構サイズを有するマスクの形成を容易にする。例えば、約１ｎｍから約１００ｎｍ、約３ｎｍから約５０ｎｍ、もしくは約５ｎｍから約３０ｎｍのクリティカルディメンジョンを有する機構が形成されうる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図２に関連して、感光性層１２０は、レチクルを通して放射に暴露され、その後、感光性材料で形成されるパターン含有機構１２２を残すように現像される。結果として生じる機構１２２（例えば配線）のピッチは、配線１２２の幅と隣接する空間１２４の幅の合計に等しいことを理解されたい。幾つかの実施形態においては、機構１２２のピッチは、例えば、約４００ｎｍ以下、約３００ｎｍ以下、約２００ｎｍ以下、もしくは約１００ｎｍ以下でありうる。典型的な実施形態においては、機構１２２は約１４０ｎｍのクリティカルディメンジョンと約２８０ｎｍのピッチを有しうる。
【国際調査報告】
2010531051.tif 000018
2010531051.tif 000019