(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面に沿った幅を有する開口のパターンを基板上に形成する方法であって、
頂面および前記頂面から下方にのびる側壁を有する、互いに離間されたフィーチャを、基板上に形成することであって、前記基板は前記互いに離間されたフィーチャの間の隙間内で露出される、ことと、
前記フィーチャの前記頂面および前記側壁に渡って、有機金属を含む第一の材料を、スピンキャスティングによってコンフォーマルに形成することと、
前記第一の材料を形成した後に、前記第一の材料の一部の領域を露出させたままにしつつ、前記フィーチャの間に充填材料を提供することと、
前記第一の材料の前記露出した領域を除去して、前記開口のパターンを前記基板上に形成することと、
前記開口のパターンを形成した後に、前記充填材料の一部を除去することにより前記開口の幅を拡大させることと、
を含む方法。
【請求項２】
前記充填材料はフォトレジストを含み、かつ、前記充填材料の前記一部の前記除去はフォトリソグラフィー法によるパターン化を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記充填材料は有機ポリマーを含み、かつ、前記充填材料の前記一部の前記除去は、酸素系プラズマケミストリまたはウェットケミストリを用いて前記充填材料を横方向にトリミングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィーチャを横方向のトリミングに対して不活性にするために、前記充填材料の前記提供に先立って前記フィーチャを処理することを更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
断面に沿った幅を有する開口のパターンを基板上に形成する方法であって、
互いに離間されたフィーチャを基板上に形成することと、
前記フィーチャに渡って、および、前記フィーチャ間の空間に渡って、有機金属含有層を、スピンキャスティングによってコンフォーマルに形成することであって、前記有機金属含有層は、前記フィーチャ上に山部を有しかつ前記フィーチャの間の空間内に谷部を有する起伏のある表面形状を持つ、ことと、
前記有機金属含有層の前記山部を露出させたままにしつつ、充填材料を設けて前記谷部を充填することと、
前記有機金属含有層の露出した領域を前記充填材料および前記フィーチャに対して選択的に除去して、前記開口のパターンを前記基板上に形成することと、
前記開口のパターンを形成した後に、前記充填材料の一部を除去することにより前記開口の幅を拡大させることと、
を含む方法。
【請求項６】
前記スピンキャスティングは、プロピレングリコールおよび／または一つ以上のプロピレングリコール誘導体を含む溶液内に分散された有機金属組成物を含有する混合物のスピンキャスティングを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
断面に沿った幅を有する開口のパターンを基板上に形成する方法であって、
互いに離間されたフィーチャを基板上に形成することと、
前記フィーチャに渡って、および、前記フィーチャ間の空間に渡って、チタンを含む有機金属含有層を、スピンキャスティングによってコンフォーマルに形成することであって、前記有機金属含有層は、前記フィーチャ上に山部を有しかつ前記フィーチャの間の空間内に谷部を有する起伏のある表面形状を持つ、ことと、
前記有機金属含有層の前記山部を露出させたままにしつつ、前記充填材料を設けて前記谷部を充填することと、
前記有機金属含有層の露出した領域を前記充填材料および前記フィーチャに対して選択的に除去して、前記開口のパターンを前記基板上に形成することと、
前記充填材料を設ける前に、前記有機金属含有層を加熱して、前記チタンを酸化チタンにする、ことと、
前記開口のパターンを形成した後に、前記充填材料の一部を除去することにより前記開口の幅を拡大させることと、
を含む方法。
【請求項８】
前記互いに離間されたフィーチャを形成することは、
フォトレジストの層を前記基板上に形成することと、
前記フォトレジストをフォトリソグラフィー法によりパターン化することと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記互いに離間されたフィーチャを形成することは、
有機ポリマーの層を前記基板上に形成することと、
前記有機ポリマーをパターン化することと、
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記有機ポリマーはポリスチレンおよびポリメチル・メタクリレートのうちの一方または両方を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記互いに離間されたフィーチャはフォトレジストを含み、
前記充填材料はフォトレジストを含み、
前記フィーチャは、後に行われる前記充填材料の横方向のトリミング中に利用される条件に対して不活性となるように、前記有機金属含有層の形成に先立っておよび／または該形成中に、処理され、
前記充填材料は、前記有機金属含有層の前記露出した領域が除去された後に、横方向にトリミングされる、請求項７に記載の方法。
【請求項１２】
断面に沿った幅を有する開口のパターンを基板上に形成する方法であって、
隙間によって互いに離間された複数のフォトレジストフィーチャを、フォトリソグラフィー法により基板上に形成することと、
前記フォトレジストフィーチャを横方向にトリミングすることと、
前記トリミングされたフォトレジストフィーチャを、後に行われる層のスピンキャスティング中に該フィーチャが不溶性になるよう、処理することと、
前記フィーチャに渡って、および、前記隙間内に、前記層をスピンキャストすることであって、該スピンキャストされた層は、前記フィーチャ上の山部と前記フィーチャの間の前記隙間内の谷部とを持つ起伏のある表面形状を有するコンフォーマル層であり、かつ、前記スピンキャストされた層は有機金属材料を含む、ことと、
前記スピンキャストされた層の前記山部を露出させたままにしつつ、前記谷部内にフォトレジスト充填物を形成することと、
前記スピンキャストされた層の露出した領域を、前記フォトレジスト充填物および前記フィーチャに対して選択的に除去して、前記基板上に前記開口のパターンを形成することと、
前記フォトレジスト充填物をパターン化し、かつ、前記フォトレジスト充填物の前記パターン化の後に露出した前記スピンキャストされた層の一部分を除去することによって、前記パターンの前記開口の幅を拡張することと、
を含む方法。
【請求項１３】
前記フォトレジスト充填物を形成することは、
前記スピンキャストされた層の前記谷部内および前記山部上に、前記フォトレジスト充填物を形成することと、
前記谷部内に前記フォトレジスト充填物を残しつつ、前記スピンキャストされた層の前記山部上から前記フォトレジスト充填物を除去するように、前記フォトレジスト充填物を平坦化することと、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記スピンキャストされた層は、プロピレングリコールおよび／または一種以上のプロピレングリコール誘導体を含む溶液内に分散された、チタン含有の有機金属を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記溶液は、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルアセテートを含有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記フォトレジスト充填物の形成に先立って、前記スピンキャストされた層を加熱して、前記チタン含有の有機金属の少なくとも一部を酸化チタンに転化することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術分野は、例えば、マスキングパターンを半導体基板上に形成する方法といった、パターンを形成する方法である。
【背景技術】
【０００２】
非常に短いピッチを有する繰返しのパターンを形成することが望ましい数多くの用途が存在する。例えば、集積回路の製造は、メモリ記憶部（例えばＮＡＮＤユニットセル、ダイナミックランダムアクセス（ＤＲＡＭ）ユニットセル、クロスポイントメモリユニットセル、その他）の繰返しのパターンの形成を含み得る。
【０００３】
集積回路の製造は、パターン化されたマスクを半導体基板上に形成することを含み得、その後にエッチングを１度かそれ以上行い、パターンがマスクから基板に転写される。基板に移されたパターンは集積回路の個々の構成部品を形成するために利用され得る。
【０００４】
パターン化されたマスクは、フォトリソグラフィーによってパターン化されたフォトレジストを含み得る。望まれるマスキングパターンをフォトリソグラフィーによってフォトレジストに作り出すために、複数の別個のフォトマスク（レティクル）が利用され得る。起り得る問題は、各フォトマスキング工程がマスクのずれの可能性を招くことである。別の問題は、製造過程において各フォトマスキング工程は別々の工程であり、これにより、より少ない工程を有する製造過程と比べて、コストが上昇し生産高が低減することがある。
【０００５】
集積回路製造の永続的な目的は集積回路の密度を上昇させることであり、したがって、個々の集積回路の構成部品のサイズを縮小させることである。したがって、個々の構成要素（フィーチャ）の密度が上昇してゆくパターン化されたマスクを形成するという永続的な目的がある。パターン化されたマスクが構成要素の繰り返しのパターンを有する場合は、より高い密度に、言い換えれば縮小したピッチに、繰返しのパターンを形成するという永続的な目的がある。繰返しのパターンが高い密度で形成されることを可能にする、パターンを形成する新しい方法を開発することが望ましいであろう。
【０００６】
コストを低減し、かつ生産高を向上させるという永続的な目的もある。したがって、比較的少ないフォトマスキング工程で繰返しのパターンが形成されることを可能とする、パターンを形成する方法を開発することが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
（本文中に発明の概要に該当する記載なし。）
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図２】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図３】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図４】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図５】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図６】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図７】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図８】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図９】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【０００９】
【図１０】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。図１０のプロセス段階は図２のプロセス段階の後のプロセス段階であって、図３のプロセス段階の代替のプロセス段階である。
【図１１】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図１２】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【００１０】
【図１３】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。図１３のプロセス段階は図２のプロセス段階の後のプロセス段階である。
【図１４】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図１５】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図１６】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図１７】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【図１８】実施形態の、種々のプロセス段階における半導体ウェハの部分の断面略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
いくつかの実施形態は、開口のパターンを半導体基板上に形成する方法を含む。開口は半導体基板の一つ以上の材料をパターン化するために後に利用され得る。例えば、開口は、ＤＲＡＭ構成部品、ＮＡＮＤ構成部品、ＳＲＡＭ構成部品、その他、をパターン化するために利用され得る。
【００１２】
実施形態は、フォトリソグラフィー法を用いてパターン化された構成要素を基板上へ形成すること、および犠牲スペーサー材料を整列させるための構成要素をその後に利用することを含み得る。犠牲スペーサー材料の一部はその後、開口のパターンを基板上に残すために除去され得る。いくつかの実施形態では犠牲スペーサー材料は金属を含み得る。例えば、犠牲スペーサー材料は有機金属組成物を含み得る。いくつかの実施形態では、スペーサー材料は構成要素に渡って回転形成（スピンキャスト）される。そのような実施形態において、スペーサー材料はスペーサー材料が構成要素に渡って均一かつコンフォーマルに（ｃｏｎｆｏｒｍａｌｌｙ）提供され得るように、適切な粘度を有する溶液内で分散され得る。例えば、有機金属組成物は、当該有機金属組成物のコンフォーマルな堆積（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）にとって適切な粘度を生み出す程度に十分な量のプロピレングリコールおよび／または一つ以上のプロピレングリコール誘導体を有する流動体内で分散され得る。
【００１３】
例示的実施形態が図１から図１８を参照しながら記載される。
【００１４】
図１は半導体構造体１０の一部を示す。半導体構造体は、互いに離間された複数の構成要素（フィーチャ）１４、１６および１８をその上に持つ半導体基板１２を含む。
【００１５】
半導体基板１２は、例えばバックグランドｐ型ドーパントを低濃度ドープされた単結晶シリコンを含み得、これらから実質的に成り得、あるいは、これらから（のみ）成り得る（ｍａｙ  ｃｏｍｐｒｉｓｅ，  ｃｏｎｓｉｓｔ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ  ｏｆ，  ｏｒ  ｃｏｎｓｉｓｔ  ｏｆ）。「半導体構造体」（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）、「半導体基板」（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ、またはｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）という語は、半導体ウェハ（単体であるか、他の材料を上に載せることで組み合わせの状態になっているかを問わない）といったバルク半導体材料、および半導体材料層（単体であるか、他の材料を含む組み合わせの状態になっているかを問わない）を非限定的に含む半導体材料を含む任意の構造体を意味する。「基板」という語は、上記された半導体基板を非限定的に含む任意の支持材料を指す。いくつかの実施形態では、基板はレティクル基板で有り得、特に、レティクルまたはフォトマスクに組み込まれることになる基板であり得る。
【００１６】
半導体基板は同種のものからなり得、あるいは、集積回路（ＩＣ）および／または微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）製造に関係する任意の数の層および材料を含み得る。例えば、半導体基板は、ＤＲＡＭ製造、ＮＡＮＤ製造、および／または、ＳＲＡＭ製造に関連する複数の層および材料を含み得る。
【００１７】
構成要素１４、１６および１８は材料２０を含む。材料２０は任意の適切な組成物または任意の適切な組成物の組み合わせであり得、ある実施形態では有機ポリマーを含み得、これらから実質的に成り得、あるいは、これらから（のみ）成り得る（例えば、材料２０はフォトレジスト、ポリスチレン、およびポリメチルメタクリレートのうちの一つ以上を含み得、これらから実質的に成り得、あるいは、これらから（のみ）成り得る）。材料２０がフォトレジストから成る場合、構成要素１４、１６、および１８は基板１２の表面上にフォトレジストの層を最初に形成し、その後にフォトマスクを使用してフォトレジストをフォトリソグラフィー法によってパターン化し、それによって構成要素を作り出すことによって形成され得る。材料２０がフォトレジスト以外の組成物を含む場合、構成要素１４、１６、および１８は、基板１２の表面上に材料２０の層を最初に形成し、層の上にフォトリソグラフィー法によってパターン化されたフォトレジストマスクを形成し、その後にマスクから層にパターンを転写して構成要素を作り出すことによって形成され得る。構成要素１４、１６および２０は同種のものからなるものとして示されているが、他の実施形態ではこれら構成要素は２つ以上の異なる材料を含み得る。
【００１８】
構成要素１４、１６および１８は隙間２２、２４、２６、および２８によって互いに離間されている。このような隙間は基板１２の上面までのびている。
【００１９】
個々の構成要素は頂面１５と、その頂面から半導体基板１２の上面までのびる側面１７を有する。
【００２０】
次に図２を参照する。構成要素１４、１６および１８は、図示されている断面に沿ったこのような構成要素の横方向の寸法を縮減するために横方向にトリミングされる。言い換えれば、構成要素１４、１６、および１８は、図１のプロセス段階での第一の横幅を持ち、その後、その横幅を図２に示される第二の横幅まで縮減するために、プロセスされる。横方向のトリミングは図示される断面に沿った隙間２２、２４、２６および２８の幅を拡大させる。
【００２１】
構成要素１４、１６および１８の横方向のトリミングは、任意の適切なプロセスを利用することで成され得る。例えば、構成要素１４、１６および１８がフォトレジスト（あるいは他の有機ポリマー）から成る場合、横方向のトリミングは酸素系プラズマ（Ｏ２−ｂａｓｅｄ ｐｌａｓｍａ）を利用することによって成され得る。いくつかの実施形態では、横方向のトリミングでは、酸素プラズマが（例えばＣＨ２Ｆ２といった）一つ以上の安定化添加剤との組み合わせで利用され得る。他の実施形態では、横方向のトリミングは、材料２０の最も外側の部分を除去する湿式化学処理法を利用し得る。横方向のトリミングに使用され得る湿式ケミストリの例は、材料２０の最も外側の部分に初期の酸処理を施し、その後に酸処理された領域を、塩基水溶液（例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム）で可熔化することを含み得る。
【００２２】
図２の横方向にトリミングされた構成要素は長方形のブロックとして示されているが、いくつかの実施形態では、横方向のトリミングは、他の幾何学的な形状を作り出し得る。例えば、横方向のトリミングは、図１の構成要素１４、１６、および１８をドーム型の構成要素に変形させ得る。
【００２３】
図２の横方向にトリミングされた構成要素１４、１６、および１８は頂面１５および側面１７を残しているが、そのような面のうちの少なくともいくつかの面の位置は、横方向のトリミング以前の当該面の位置と比べると、横方向のトリミングを受けた構成要素内で、ずれている。
【００２４】
構成要素１４、１６、および１８の横方向のトリミングは、いくつかの実施形態では省略され得、従って、図２のプロセス段階はいくつかの実施形態では省略され得る。
【００２５】
構成要素１４、１６、および１８が（フォトレジストで有り得、またはフォトレジストでない場合が有り得、またいくつかの実施形態ではポリスチレンおよびポリメチルメタクリレートのうちの一方または両方を含み得、これから実質的に成り得、あるいは、これから（のみ）成り得る）有機ポリマーである場合、これらの構成要素は、それら構成要素がキャスト溶液の溶剤で可溶であれば材料３０（図３０を参照して下記に記される）のその後の回転形成の間にこれらの物質を不溶性にするために処理され得る。
【００２６】
構成要素１４、１６、および１８が（フォトレジストで有り得、またはフォトレジストでない場合が有り得、またいくつかの実施形態ではフォトレジストを含み得、これから実質的に成り得、あるいは、これから（のみ）成り得る）有機ポリマーである場合、そのような構成要素は、追加の有機ポリマーのその後の横方向のトリミング（その後のそのような横方向のトリミングは、例えば、図７を参照して下記されるプロセス段階で発生し得る）の間に利用されるケミストリに対してこれらの物質を不活性にするために処理され得る。この処理は、例えば、構成要素１４、１６、および１８の露出した面に沿った保護材料（図示せず）の薄膜の形成；構成要素１４、１６、および１８を通した（架橋結合といった）化学変化の誘発；および／または、これら構成要素の露出した外側の面に沿った（プラズマにおけるハロゲンへの露出を通してといった）化学変化の誘発、を含み得る。いくつかの実施形態では、構成要素の処理の内のすくなくともいくつかは（図３を参照して下記される）材料３０の形成および／または処理の間に起こり得る。たとえば、構成要素の処理が架橋結合を含む場合、それら架橋結合のうちの少なくとも一部は、材料３０を金属酸化物（下記する）に転化するために利用される材料３０の熱処理（例えばベーキング）の間に誘発され得る。
【００２７】
図３を参照する。材料３０が構成要素１４、１６、および１８上および、構成要素の間にある隙間２２、２４、２６および２８内に形成されている。材料３０は構成要素に対してコンフォーマルであり、従って、構成要素上に山（ｐｅａｋ）３２および、構成要素の間にある隙間内に谷３４を含む起伏のある表面形状を呈する。
【００２８】
いくつかの実施形態では、材料３０は回転形成（スピンキャスト）層に相当し得る。当該層は、図示されるコンフォーマルな層を形成するために適切な粘度を有する混合物を回転形成（スピンキャスト）することによって形成される。粘度は、プロピレングリコールおよび／または一つ以上のプロピレングリコール誘導体を回転形成に利用される混合物内に含ませることによって調整され得る。プロピレングリコール誘導体の一例は、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルアセテートである。いくつかの実施形態では、回転形成される混合物は、プロピレングリコールおよび／または一つ以上のプロピレングリコール誘導体を含む溶液中に分散された有機金属を含み得る。例えば、溶液は、プロピレン・グリコール・モノメチル・エーテルアセテートを約１重量パーセントから約５重量パーセントまでの濃度で含む溶液内で分散されたチタン含有の有機金属を含み得る。回転形成される材料が、チタン含有の有機金属を含む場合、そのような有機金属はその後に、そのチタンの内の少なくとも一部を酸化チタンに転化する条件の下で処理され得、またいくつかの実施形態ではそのような有機金属は材料３０の全体を酸化チタンに変化させる条件の下で処理され得る。そのような条件は、例えば約８０°Ｃから約１４０°Ｃまでの温度での処理といった、熱処理を含み得る。そのような加熱はゾル−ゲル反応を通して酸化チタンを形成し得る。
【００２９】
材料３０は、任意の適切な厚さに形成され得、また、いくつかの実施形態では約５０ナノメートル以下、約４０ナノメートル以下、約３０ナノメートル以下、あるいは約２０ナノメートル以下の厚さにまでさえ形成され得る。
【００３０】
基板１２までのびる開口を形成するために材料３０の一部が後に除去（そのような除去は図６を参照して下記される）されるという意味で、材料３０は犠牲材料と呼ばれ得る。
【００３１】
図４を参照する。充填材料３６が材料３０上に形成される。この充填材料は、材料３０の起伏のある表面形状の溝３４を充填し、図示される実施形態では、そのような起伏のある表面形状の先端部３２を覆いもする。充填材料３６は任意の適切な材料を含み得、またいくつかの実施形態では、有機ポリマーを含み得、これらから実質的に成り得、あるいは、これらから（のみ）成り得る。いくつかの実施形態では、材料３６はフォトレジスト、ポリスチレン、およびポリメチルメタクリレートのうちの１つ以上を含み得、これらから実質的に成り得、あるいは、これらから（のみ）成り得る。
【００３２】
図５を参照する。構造体１０は、材料３０の起伏のある表面形状の先端部３２上の材料３６を除去し、そのような起伏のある表面形状の溝３４内の材料３６は残すプロセスを受ける。プロセスは、エッチングを含み得、および／または平坦化を含み得る。図示された実施形態では、材料３６の除去によって材料３６の上面が材料３０の上面と対比してくぼみになっている。他の実施形態（図示せず）では、材料３６の上面は、材料３６の一部を除去した後でも材料３０の上面と対比してくぼみにならないことが有り得、その代わりに材料３０の上面と同じ高さになり得、あるいは材料３０の上面より高い位置になり得る。図５のプロセス段階で残留している材料３６は材料３０の起伏のある表面形状の溝３４を充填し、そのような起伏のある表面形状の先端部３２は露出させたまま残す。
【００３３】
図６を参照する。基板１２の上面までのびる開口４０、４２、４４、４６、４８および５０を作り出すために、材料３０の露出している部分が、基板１２の表面および材料２０および３６に対して選択的に除去される。材料３０の除去は異方性エッチングを含み得る。材料３０が酸化物である実施形態では、基板１２の表面はシリコンから成り、材料２０および３６はフォトレジストであり、材料３０の選択的な除去はフッ素系ケミストリ（ｆｌｕｏｒｉｎｅ−ｂａｓｅｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）を利用し得る。
【００３４】
開口４０、４２、４４、４６、４８および５０を形成することによって、もともとあった構成要素（フィーチャ）１４、１６、および１８と交互に並ぶ、複数の付加的構成要素５２、５４、５６および５８が作り出される。
【００３５】
開口４０、４２、４４、４６、４８および５０は基板１２に渡って形成される開口のパターンに対応する。後に続くプロセスにおいて、そのような開口のパターンは一つ以上のＩＣ構成部品を半導体基板１２内に製造する間に利用され得る。例えば、望ましいドーパントパターンを基板１２内に形成するために開口を通してドーパントが移り得、および／または望ましいパターンを半導体基板１２に転写するためにエッチングが開口を通じて行われ得る。その代わりに、開口のパターンを変えるために材料３６および３０に対して追加のプロセスが行われ得る。例えば、図７は、図示された断面に沿った充填材料の横幅を縮小する条件に充填材料３６が曝された後の構造体１０を示す。
【００３６】
充填材料３６がフォトレジストである場合、充填材料の横幅を縮小するために利用される条件はフォトリソグラフィー法を使った充填材料のパターン化に対応し得、および／または充填材料の酸素系プラズマケミストリ（Ｏ２−ｂａｓｅｄ ｐｌａｓｍａ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）または湿式ケミストリを用いた横方向のトリミングに対応し得る。材料２０がフォトレジストである実施形態では、図２を参照して上述された、横方向のトリミングの間に材料２０を不活性にするための材料２０の処理のために、構成要素１４、１６、および１８が充填材料３６の横方向のトリミングの間に実質的に変化せずにいることが可能であり得る。
【００３７】
充填材料３６の横幅の縮小によって、付加的構成要素５２、５４、５６および５８内の材料３０の一部分が露出する。図８は、そのような一部分の除去（これは付加的構成要素５２、５４、５６および５８内の材料３０の領域の横方向のトリミングに事実上相当する）の後の構造体１０を示す。材料３０および３６の横方向のトリミングは付加的構成要素５２、５４、５６および５８の横方向のトリミングと、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０の図示された断面に沿った横方向の拡張につながる。付加的構成要素５２、５４、５６および５８は構成要素１４、１６、および１８の間の概ね中心に図示されているが、他の実施形態では、付加的構成要素は構成要素１４、１６、および１８の間の隙間内でずれて置かれ得る。また、付加的構成要素５２、５４、５６および５８は、構成要素１４、１６、および１８と概ね同一の幅を有するものとして図示されているが、他の実施形態では付加的構成要素は最初の構成要素１４、１６、および１８とは異なる幅を有し得る。加えて、図示の実施形態は（ピッチを二倍にするために）もともとあった構成要素１４、１６、および１８のそれぞれの間に一つだけ付加的構成要素を形成しているが、他の実施形態では、元のピッチが三倍、四倍、あるいはその他になり得るように、元の構成要素の間に複数の付加的構成要素が形成され得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、図３から図８のプロセスによって、構成要素（フィーチャ）１４、１６および１８を最初に形成するのに使用される工程とは別の付加的なフォトマスキング工程（すなわち図１を参照して記載されたフォトマスキング）を利用することなく、付加的（追加の）構成要素５２、５４、５６および５８はもともとあった構成要素１４、１６および１８と位置整合する。これは、付加的なフォトマスクを利用するプロセスと比べて、マスクのずれのリスクを低減し得、また付加的なフォトマスクを利用するプロセスと比べて生産高を向上させ得る。
【００３９】
開口４０、４２、４４、４６、４８および５０は、基板１２に渡って伸びる開口のパターンである。そのような開口のパターンは、下にある基板１２内に望まれるパターンを作り出すために利用され得る。例えば、図９は、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０を基板１２内までのばすためにエッチングが利用された後の構造体１０を示す。基板１２内のパターンの形成は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、および／またはＮＡＮＤと関連する様々な構成部品のパターン化に対応し得る。例えば、パターン化は基板１２内にＮＡＮＤゲートを作り出すために利用され得る。
【００４０】
図９は基板１２内へのエッチングの間に開口４０、４２、４４、４６、４８および５０が使用された後の構造体１０を示すが、他の実施形態では、エッチングに代わる、またはエッチングに付け加える、他のプロセスのために開口が使用され得る。例えば、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０は、基板１２内にドーパントの堆積のための位置を画定するために利用され得る。
【００４１】
開口４０、４２、４４、４６、４８および５０の最初のサイズ（すなわち、図６のプロセス段階における開口のサイズ）は、開口の形成中に利用されるコンフォーマルな犠牲層（例えば、図３から図６の実施形態で利用される材料３０）の厚さによって決定され得る。図１０から図１２は、図３から図６の本発明の実施形態と同様の実施形態を示すが、異なる厚さのコンフォーマルな材料が開口を作り出すために利用されている。
【００４２】
図１０を参照する。図２のプロセス段階の後のプロセス段階であり、図３のプロセス段階に代わるプロセス段階における構造体１０が示されている。具体的には、図１０は、コンフォーマルな材料６０の比較的薄い膜が構成要素１４、１６、および１８をまたぎかつ構成要素の間の隙間２２、２４、２６、および２８をまたぎ形成されるプロセス段階における構造体１０を示す。材料６０は任意の適切な組成物を含み得、また、材料３０に関して上記された組成物のうちの任意の組成物を、例えば、含み得る。コンフォーマルな材料６０は材料３０の回転形成（スピンキャスティング）に関して上記された方法に類似する方法で回転形成によって形成され得る。
【００４３】
図１１を参照する。充填材料３６が隙間２２、２４、２６、および２８内に形成され、構成要素１４、１６、および１８上の材料６０が露出するプロセス段階での構造体１０が示される。そのようなプロセス段階は図５を参照して上記されたプロセス段階と類似し得え、また、図４および図５を参照して上記されたプロセスに類似するプロセスを用いて形成され得る。
【００４４】
図１２を参照する。材料６０の露出された領域は、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０を形成するために、また、材料６０および３６を有する構成要素５２、５４、５６、および５８を形成するために、除去される。図１２のプロセス段階における開口４０、４２、４４、４６、４８および５０は材料３０より薄い材料６０のために、図６のプロセス段階における類似する開口よりも狭い。図３から図６および図９から図１１のプロセスは、開口を作り出す間に利用されるコンフォーマルな材料の厚みを適合させることによって、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０の横幅は適合され得ることを示す。
【００４５】
図１から１２のプロセスは、構成要素（１４、１６および１８）をまたぎかつ構成要素の間の隙間（隙間２２、２４、２６および２８）をまたぎ形成されたコンフォーマルな材料（３０および６０）を利用する。その後のプロセスが構成要素１４、１６、および１８に沿って形成された開口をのばすために利用された場合、（例えば、図７および図８を参照して上記された、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０をのばすためのプロセス）、そのようなプロセスでは、充填材料（３６）と充填材料の下にあるコンフォーマルな材料（例えば、図７および図８のコンフォーマルな材料３０）の両方を横方向にエッチングする。いくつかの実施形態では、後続のプロセスでそのようなコンフォーマルな材料の横方向のエッチングが避け得るように構成要素１４、１６および１８の間の隙間に渡ってコンフォーマルな材料を形成することを避けることが有利であり得る。図１３から図１８は、基板１２の露出した表面にわたる形成と比べて、構成要素１４、１６、および１８に沿ってコンフォーマルな材料が選択的に形成される例示的実施形態を示す。
【００４６】
図１３を参照する。図２のプロセス段階に類似するプロセス段階における構造体１０が示される。この構造体は、隙間２２、２４、２６および２８によって互いから間隔を置いた構成要素１４、１６、および１８を含む。構成要素は、後のプロセス段階で、当該構成要素を認識する上で助けとなるための陰影が付けられた形で示されている。陰影は構成要素の構成を示すために使用されているわけではなく、具体的には、陰影は、図１３の構成要素１４、１６、および１８が図２の構成要素１４、１６、および１８と異なるということを示すために使用されているわけではない。
【００４７】
図１４を参照する。コンフォーマルな材料７０が、基板１２の露出した表面に対して、構成要素１４、１６、および１８の頂面１５および側面１７に沿って選択的に形成される。従って、コンフォーマルな材料は構成要素１４、１６、および１８の表面に沿ってのびるが、これらは、隙間２２、２４、２６および２８内の基板１２の表面の大半の部分に渡ってはのびない。しかし、構成要素１４、１６、および１８の側面１７から横方向外側に向かって材料７０がのびるために、そのような隙間内の基板１２に沿って材料７０がいくらかの量は存在する。
【００４８】
材料７０は、任意の適切な方法によって形成され得、またいくつかの実施形態では選択的原子層堆積（ＡＬＤ）、 選択的蒸着 その他によって形成され得る。小さい構成要素の寸法を正確に制御するために、材料７０は、例えばＡＬＤあるいは同様の技術といった、自己制限堆積技術（Ｓｅｌｆ−ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）を用いて堆積（ｄｅｐｏｓｉｔ）されることが望ましくあり得る。そのような技術によって可能とされ得る厚さとコンフォーマル性の正確な制御によって、材料７０は高い精度で堆積されることが可能となり、これによって、パターン形成に利用される限界寸法の適切な制御が可能となり得る。
【００４９】
材料２０、基板１２の上面および材料７０の組成物は、基板１２の上面と比べて材料７０が材料２０の表面に選択的に堆積されることが可能となるように選択され得る。いくつかの実施形態では、構成要素１４、１６、および１８の材料２０はフォトレジストを含み得、基板１２の上面はシリコンを含み得、材料７０は（Ｓｈｉｒａｉ等によって、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ第８巻１４１ページから１４４ページ（１９９５）に記載された方法と類似の方法を利用して）ポリシロキサンを含み得る。いくつかの例示的実施形態では、構成要素１４、１６、および１８の材料２０は窒化チタンを含み得、基板１２の上面はほうりんけい酸ガラスを含み得、および材料７０は（Ｐａｒｋ等によってＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｋｏｒｅａｎ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ、第３９巻１０７６ページから１０８０ページ（２００１）に記載された方法に類似する方法を利用して）銅を含み得る。いくつかの例示的実施形態では、材料７０は、（Ｓａｎｋｉｒ等によってＪｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、第１９６巻１５５ページから１５９ページ（２００８）に記載された方法に類似する方法を利用して、）選択的に堆積された金属を含み得る。いくつかの例示的実施形態では、材料７０は（Ｌｅｅ等によってＳｅｍｉｃｏｎｄ．Ｓｃｉ  Ｔｅｃｈｎｏｌ．第１８巻、ページＬ４５からページＬ４８（ｐｐ  Ｌ４５−４８）（２００３）に記載された方法に類似する方法を利用して）選択的に堆積された二酸化ケイ素を含み得る。いくつかの例示的実施形態では、材料７０は（Ｃｈｅｎ等によって、Ｍａｔ．Ｒｅｓ．Ｓｏｃ．Ｓｙｍｐ．Ｐｒｏｃ．第９１７巻１６１ページから１６６ページ（２００６）に記載される技術に類似する方法を利用して）選択的に堆積されたＨＦＯを含み得る。いくつか例示的の実施形態では、材料７０は、（米国特許Ｎｏ．５，８６９，１３５に記載された方法に類似する方法を利用して）選択的に堆積されるポリマーを含み得る。
【００５０】
図１５を参照する。充填材料３６は、材料７０上であって、構成要素１４、１６、および１８の間の隙間２２、２４、２６および２８内に形成される。
【００５１】
図１６を参照する。材料３６の一部は、構成要素１４、１６、および１８上の材料７０を露出させるために除去される。そのような除去は、図４、および図５を参照して上記されたプロセスに類似するプロセスを利用して、成され得る。
【００５２】
図１７を参照する。基板１２までのびる開口４０、４２、４４、４６、４８および５０を形成するために材料７０が除去される。材料７０の除去は、図示される実施形態における基板１２の上面に沿った材料との関係におけるのと同様に、材料２０および３０との関係において選択的である。そのような選択的な除去は任意の適切なプロセスによって成され得る。開口４０、４２、４４、４６、４８および５０の形成によって、これらの構成要素が、充填材料３６を含んだ状態で残される。
【００５３】
図１８を参照する。図示される断面に沿った構成要素５２、５４、５６および５８の横幅は縮小され、結果として、開口４０、４２、４４、４６、４８および５０が横方向に拡張される。材料３６がフォトレジストを含む場合、構成要素５２、５４、５６および５８の横幅の縮小は、フォトリソグラフィーによるプロセスおよび／または図２を参照して上記された横方向のトリミングの方法によって行われ得る。
【００５４】
図１７および図１８のプロセスと図６から図８のプロセスの相違点は、図６から図８のプロセスで材料３６および３０が除去されるのとは異なり図１７および図１８のプロセスでは材料３６のみが除去されるという点である。そのようなことによって、いくつかの実施形態では図１３から図１８のプロセスの利用が、図６から図８のプロセスの利用と比べて、少なくとも一つのプロセス段階を省くという点で、有利になる。
【００５５】
開口４０、４２、４４、４６、４８および５０は、基板１２のその後のプロセスであって、図９を参照して上記したプロセスに類似するプロセスのために利用され得る。
【図１】
0005333978.tif 000002
【図２】
0005333978.tif 000003
【図３】
0005333978.tif 000004
【図４】
0005333978.tif 000005
【図５】
0005333978.tif 000006
【図６】
0005333978.tif 000007
【図７】
0005333978.tif 000008
【図８】
0005333978.tif 000009
【図９】
0005333978.tif 000010
【図１０】
0005333978.tif 000011
【図１１】
0005333978.tif 000012
【図１２】
0005333978.tif 000013
【図１３】
0005333978.tif 000014
【図１４】
0005333978.tif 000015
【図１５】
0005333978.tif 000016
【図１６】
0005333978.tif 000017
【図１７】
0005333978.tif 000018
【図１８】
0005333978.tif 000019