【手続補正書】
【提出日】平成30年12月20日(2018.12.20)
【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】
基板上にパターニングフィーチャーを提供することと、
第１の露光中に第１のイオン種を前記パターニングフィーチャー内に注入することと、
第２の露光中に第２のイオン種を前記パターニングフィーチャー内に注入することと、を含み、
前記パターニングフィーチャーは側壁を有し、
前記第１のイオン種は第１の注入深さを有し、
前記第２のイオン種は、前記第１の注入深さよりも小さい第２の注入深さを有する、基板を加工する方法。
【請求項２】
前記パターニングフィーチャーが第１のパターニングフィーチャーであり、
前記側壁が第１の側壁プロファイルを有し、
該第１の側壁プロファイルは、第２のパターニングフィーチャー上に形成された第２の側壁プロファイルよりも、リエントラント性が低く、前記第２の側壁プロファイルは、前記第２の露光を用いた前記第２のイオン種によって注入され、且つ前記第１の露光を用いた前記第１のイオン種で注入されていない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の露光が前記第２の露光より前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の露光が前記第２の露光と同時に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のイオン種が３ダルトン超の質量を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第２のイオン種が、前記パターニングフィーチャーの内側部分内の第２の密度よりも大きい第１の密度を有する前記パターニングフィーチャーの外側部分内に緻密層を生成するように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のイオン種が、水素イオン、ヘリウムイオン、炭素イオン、ホウ素イオン又は窒素イオンを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記パターニングフィーチャーが、中間層に隣接して配置されたフォトレジストフィーチャーであり、
前記第１の注入深さが、前記第１のイオン種の少なくとも一部を前記中間層内に配置するように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のイオン種及び前記第２のイオン種が同じイオン種を含み、
前記第１の露光が第１のイオンエネルギーを含み、且つ、前記第２の露光が前記第１のイオンエネルギーよりも小さい第２のイオンエネルギーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターニングフィーチャーが、パターン化された反射防止コーティング（ＡＲＣ）フィーチャーであり、
前記パターン化されたＡＲＣフィーチャーを形成するために、パターン化されたフォトレジストフィーチャーを、ＡＲＣ層が該パターン化されたフォトレジストフィーチャーの下に配置されたときに、エッチングすることを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
第１の露光で第１の種を提供することと、
第２の露光中に第２の種をパターニングフィーチャー内に注入することと、を含み、
前記第１の種は、前記パターニングフィーチャーを第１の深さまで貫通するように構成され、且つ、前記パターニングフィーチャーを軟化させるように更に構成され、    前記第２の種は、前記第１の深さよりも小さい浅型注入深さを有するイオンを含み、
前記第２の種は、前記パターニングフィーチャーの内側部分内の第２の密度よりも大きい第１の密度を有する前記パターニングフィーチャーの外側部分内に緻密層を生成するように構成される、側壁を有するパターニングフィーチャーを加工する方法。
【請求項１２】
前記パターニングフィーチャーが第１のパターニングフィーチャーであり、
前記側壁が第１の側壁プロファイルを有し、
該第１の側壁プロファイルは、第２のパターニングフィーチャー上に形成された第２の側壁プロファイルよりも、リエントラント性が低く、前記第２の側壁プロファイルは、前記第２の露光を用いた前記イオンによって注入され、且つ前記第１の露光を受けていない、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の露光が、イオン、真空紫外線及び電子：のうち少なくとも一つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の露光が第１のイオンを含み、
前記イオンが前記第１のイオンよりも大きい質量を有する第２のイオンを含み、
前記第１のイオンが、前記第２のイオンの前記浅型注入深さよりも大きい深型注入深さを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
基板上にフォトレジストフィーチャーを提供することと、
第１のイオン種を前記フォトレジストフィーチャー内に注入することと、
前記第１のイオン種を注入後、第２のイオン種を前記フォトレジストフィーチャー内に注入することと、を含み、
前記第１のイオン種が、第１の注入深さを生成するように構成された第１のイオンエネルギーを有し、
前記第２のイオン種が、前記第１の注入深さよりも小さい第２の注入深さを有し、
前記第１のイオン種及び前記第２のイオン種を注入後、前記フォトレジストフィーチャーがシェル及び内側部分を含み、
前記シェルが、前記内側部分よりも、高密度で且つより架橋されている、
基板をパターニングする方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
更なる実施形態では、基板をパターニングする方法は、前記基板上にフォトレジストフィーチャーを提供することと、第１のイオン種を前記フォトレジストフィーチャー内に注入することと、前記第１のイオン種を注入後、第２のイオン種を前記フォトレジストフィーチャー内に注入することとを含み、ここで前記第１のイオン種が、第１の注入深さを生成するように構成された第１のイオンエネルギーを有し、前記第２のイオン種が、前記第１の注入深さよりも小さい第２の注入深さを有し、前記第１のイオン種及び第２のイオン種を注入後、前記フォトレジストフィーチャーがシェル及び内側部分を含み、前記シェルが前記内側部分よりも高密度で且つより架橋されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
特定の実施形態では、第２の露光で提供される上記第２のイオンは、上記第１のイオンよりも高い質量を有していてもよい。例示的な第２のイオンとしては、アルゴンなどの不活性ガスイオン、シリコンイオン、シリコン含有イオン又は炭素が挙げられる。第２のイオンの他の例としては、クリプトンイオン、キセノンイオン、又はゲルマニウムイオンが挙げられる。上記実施形態はこの文脈に制限されない。例えば、一実施形態では、炭素が２０ｋｅＶのエネルギーにて注入される第１のイオンとして使用され得ると共に、炭素が１ｋｅＶにて注入される第２のイオンとしても使用される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
多重露光方法の例示的な実施形態では、第１の露光は、水素又はヘリウムのイオンなどの比較的軽いイオンを含んでもよく、イオン線量は１×１０14／ｃｍ2〜２×１０16／ｃｍ2の範囲にわたって、より具体的には１×１０14／ｃｍ2〜５×１０15／ｃｍ2の範囲で、１ｋｅＶ〜２０ｋｅＶのイオンエネルギーで提供される。第２の露光は、第２のイオン種に対する露光を含んでもよく、第２のイオン種は３ダルトンより大きい質量を含む。例えば、第２の露光は、アルゴンイオン又はシリコンイオンなどの比較的重いイオンを含んでもよく、イオン線量は１×１０15／ｃｍ2〜３×１０16／ｃｍ2の範囲にわたって、より具体的には５×１０15／ｃｍ2〜３×１０16／ｃｍ2の範囲で、０．５ｋｅＶ〜３ｋｅＶのイオンエネルギーで提供される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
続く図面では、本開示内容の実施形態に従った、フォトレジストフィーチャーの加工の実験例が示されている。図２Ａ〜２Ｂは、本開示内容の追加の実施形態に従った、フォトレジストフィーチャーを加工する方法による２つの異なる例における、例示的なフォトレジスト構造の断面顕微鏡写真を示している。図２Ｃは、単独注入プロセスを使用した加工後におけるフォトレジスト構造の断面顕微鏡写真を示している。図２Ａでは、フォトレジストフィーチャー２００は約７０ｎｍの幅Ｗ１を有する。当該レジストフィーチャーのプロファイルは、わずかにリエントラントしている（内側に凹んでいる）。図２Ｂには、本開示内容の実施形態に従った多重露光後でフォトレジストフィーチャー２００を加工することを表すフォトレジストフィーチャー２１０が示されている。この例では、フォトレジストフィーチャー２１０に、ビームラインイオン注入装置内でＨ+イオンの第１の露光を施し、また、それに続いてＳｉイオンの第２の露光を施した。明白なことに、ライン幅又は幅Ｗ２はＷ１よりも小さい。加えて、フォトレジストフィーチャー２１０のプロファイルは滑らかで凸状である。図２Ｃには、水素イオンへの露光を省くことを除いて、図２Ｂと同じ処理の下でのシリコンイオンへの露光後にフォトレジストフィーチャー２００を加工することを表すフォトレジストフィーチャー２２０が示されている。この例では、フォトレジストフィーチャー２２０のプロファイルは、幅Ｗ３として示されているように、縮小された幅を示している。加えて、フォトレジストフィーチャー２２０は、「マッシュルーム」形状をもたらしてフォトレジストフィーチャー２２０に対する不良なエッチング特性を生じるネッキングによって特徴づけられる、リエントラント性（内側への凹み）プロファイルを示す。このように、フォトレジストフィーチャー２１０の幅は、フォトレジストフィーチャー２１０の上部からフォトレジストフィーチャー２１０の下部にわたって減少しないので、フォトレジストフィーチャー２１０の側壁プロファイルは、フォトレジストフィーチャー２２０の側壁プロファイルよりもリエントラント性が低い（内側への凹みが小さい）とみなされ得る。明白なことに、フォトレジストフィーチャー２２０の幅は、フォトレジストフィーチャー２２０の上部から下部にわたって減少している。
【手続補正６】
【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】
様々な実施形態では、過剰なスパッタリング及びエッチングを回避するために、第１の露光で提供する水素イオンなどのイオンの線量を制御してもよい。このことは、フリーラジカルもまたフォトレジストフィーチャー上に衝突し得るプラズマツールによって第１の露光を提供する際に、特に有用となるかも知れない。イオンエネルギー及び他の加工パラメータもまた、種の種類を第１の露光においてフォトレジストフィーチャーに提供される水素種などに最適化するために、プラズマツール内で注意深く制御してもよい。例えば、プラズマを基礎とするツール内では、Ｈ+イオンに加えて二量体（Ｈ2+）及び三量体（Ｈ3+）がよく生成されるので、ビームラインイオン注入装置を用いて行われた純粋なＨ+注入と比較して、フォトレジストフィーチャー内部に異なるイオンプロファイルを作製する。様々な実施形態において、ガス流量及び高周波電力（RF power）といった注入パラメータの選択は、異なる水素イオンの比率を変えるように選んでもよい。例えば、二量体及び三量体は、それらの増加した質量が原因で、所定の注入エネルギーに対するＨ+ほどは深くフォトレジストフィーチャー内に貫通しないので、Ｈ+に対するＨ2+及びＨ3+の濃度を下げることは有用であり得る。従って、プラズマツール内においてＨ2+及びＨ3+を用いてフォトレジストフィーチャーを加工することにより与えられ得る深い注入と関連した恩恵は、より少ないかも知れず、従って、上記プラズマツール内での加工パラメータを適切に選択することにより、Ｈ2+及びＨ3+を用いたフォトレジストフィーチャーの加工を低減できるかも知れない。