(57)【要約】基板をパターン化する方法が、表面特徴形状を基板上に用意するステップであって、表面特徴形状は、基板平面内の第１方向に沿った第１寸法、及び基板平面内の第２方向に沿った第２寸法を有し、第２方向は第１方向に直交するステップと；第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で表面特徴形状へ指向させるステップとを含み、第１照射は表面特徴形状を第１方向に沿ってエッチングし、指向させるステップ後に、表面特徴形状は第２方向に沿った第２寸法を保ち、表面特徴形状は、第１方向に沿った第１寸法とは異なる第３寸法を有する。
2018521509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板をパターン化する方法であって、
表面特徴形状を基板上に用意するステップであって、該表面特徴形状は、該基板の基板平面内の第１方向に沿った第１寸法を有し、かつ前記基板平面内の第２方向に沿った第２寸法を有し、前記第２方向は前記第１方向に直交するステップと、
第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを前記第１方向に沿って、前記基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で前記表面特徴へ指向させるステップとを含み、
前記第１照射は、前記表面特徴形状を前記第１方向に沿ってエッチングし、指向させるステップ後に、前記表面特徴形状は、前記第２方向に沿った前記第２寸法を保ち、前記表面特徴形状は、前記第１方向に沿った前記第１寸法とは異なる第３寸法を有する、基板のパターン化方法。
【請求項２】
前記表面特徴形状が、前記基板上に配置された層内の孔を含み、前記第１寸法は該孔の第１孔寸法であり、前記第２寸法は該孔の第２孔寸法であり、前記第１照射が、前記第１イオン及び前記反応性雰囲気を用いて、前記第１孔寸法を第３孔寸法まで増加させつつ、前記第２孔寸法は増加させない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記表面特徴形状がピラー構造または線構造を具え、前記第３寸法は前記第１寸法よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記表面特徴形状が、第１材料を含む第１層内に配置され、前記表面特徴形状が、第２材料を含む第２層上に配置され、前記表面特徴形状は、前記第１方向に沿って第１エッチング速度でエッチングされ、前記第２層は、前記第１エッチング速度よりも低い第２エッチング速度でエッチングされる、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１イオンが、前記第２方向に平行な長軸及び前記第１方向に平行な短軸を有するリボンビームを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記表面特徴形状が第１層内に配置され、前記方法が、
前記指向させるステップの前に、前記第１層に隣接し、前記表面特徴形状と前記基板との間に配置された少なくとも１つの追加的な層を用意するステップと、
前記第１照射後に、前記少なくとも１つの追加的な層の、前記表面特徴形状によって規定される領域内で前記少なくとも１つの追加的な層をエッチングすることによって、下側の特徴形状を形成するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つび追加的な層をエッチングすることを、前記基板の前記基板平面に直交する方向に沿った垂直方向に実行する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記表面特徴形状が、線の第１アレイの形に配置された線であり、前記第１照射の前に、前記線の第１アレイは、隣接する前記線どうしの間の第１軸に沿った第１間隔によって特徴付けられ、前記第１軸は前記第１方向に平行であり、前記第１照射後に、前記線の第２アレイを生成し、該線の第２アレイは、隣接する前記線どうしの間の前記第１軸に沿った前記第１間隔よりも大きい第２間隔によって特徴付けられる、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記第１イオンが、前記第１方向に平行な第１組の軌跡を有し、前記第１照射が、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第２イオンを、前記第１組の軌跡と逆向きの第２組の軌跡に沿って、前記直交方向に対して０でない入射角で前記表面特徴形状へ指向させるステップをさらに含み、前記線の第２アレイは、前記線の第１アレイに対して対称に変位される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基板をパターン化する方法であって、
少なくとも１つの孔を有する層を基板上に用意するステップと、
第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、前記基板の基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で前記層へ指向させるステップとを含み、
前記第１照射は、前記第１イオン及び前記反応性雰囲気を用いて、前記第１方向に沿った前記孔の第１孔寸法を増加させつつ、前記第１方向に直交する第２方向に沿った前記孔の第２孔寸法は増加させない、基板のパターン化方法。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの孔が孔のアレイで構成され、指向させるステップの前に、前記孔のアレイが、隣接する前記孔どうしの間の前記第１方向に沿った第１間隔によって特徴付けられ、指向させるステップ後に、前記孔のアレイが、前記第１方向に沿った前記第１間隔よりも小さい第２間隔によって特徴付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記指向させるステップの前に、前記層に隣接し、前記基板と第１層との間に配置された少なくとも１つの追加的な層を用意するステップと、
前記第１照射後に、前記少なくとも１つの孔によって規定される領域内で前記少なくとも１つの追加的な層をエッチングすることによって、前記少なくとも１つの追加的な層内に下側の孔を形成するステップと
をさらに含み、前記エッチングは、前記基板の前記基板平面に直交する方向に沿って行う、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記層が、酸化シリコン、窒化シリコン、シリコン、炭素、フォトレジスト、TiN、またはＡＲＣ層を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
基板をパターン化する方法であって、
リソグラフィー・プロセス用のマスクの隣接する特徴形状間の閾値間隔を定めるステップと、
基板上に層を用意するステップと、
前記隣接する特徴形状間に前記閾値間隔以上の間隔を有する第１リソグラフィー・マスクを用いて第１組の孔を形成するステップと、
第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、前記基板の基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で前記層へ指向させるステップとを含み、
前記第１照射後に、前記第１組の孔のうち少なくとも２つの孔は、前記第１方向に沿った前記閾値間隔よりも小さい最終孔間隔によって特徴付けられる、基板のパターン化方法。
【請求項１５】
隣接する特徴形状間に前記閾値間隔以上の間隔を有する第２リソグラフィー・マスクを用いる第２リソグラフィー照射を用いて、前記層内に第２組の孔を形成するステップをさらに含み、前記第２組の孔は、前記閾値間隔よりも小さい第２最終孔間隔によって特徴付けられ、前記第２組の孔は前記第１組の孔の間に入り混じる、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトランジスタ処理技術に関するものであり、特に三次元デバイス形成用の処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、より小寸法のスケーリングになり続けるので、特徴形状をパターン化する能力はますます困難なものとなる。１つの態様では、これらの困難さは、所定の技術世代向けの特徴形状を目標サイズで得る能力を含む。他の困難さは、パターン化された特徴形状の適正な形状、並びにパッキング（詰め込み）密度を得る能力、及び前回の処理操作でパターン化された構造への適正なオーバーレイ（上載せ）を得る能力である。
【０００３】
他の例では、オーバーレイ誤差が、リソグラフィーを先進のノードに拡張するための挑戦を表す。特徴形状の線幅及び線ピッチ（間隔）低減に応えるためにマルチパターニング（多重パターン化）が用いられてきたが、オーバーレイはますます挑戦的になっている。１つの理由は、特徴形状の線／空間を低減するに連れて、オーバーレイの要求がより小さい値になることにある。第２の理由は、複数のカット・マスクが使用され始めるに連れて、これらのカット・マスクと基板上の他の特徴形状との間に複数のオーバーレイの問題が生じることにある。
【０００４】
これら及び他の考慮に関して、本改良は有用であり得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本要約は、以下の詳細な説明においてさらに説明する概念の選択を簡略化した形式で紹介するために提供する。本要約は、特許請求する主題の主要な特徴または本質的特徴を識別することは意図しておらず、本要約は、特許請求する主題の範囲を定めることに役立つことも意図していない。
【０００６】
１つの好適例では、基板をパターン化する方法が、表面特徴形状を基板上に用意するステップであって、この表面特徴形状は、基板平面内の第１方向に沿った第１寸法、及び基板平面内の第２方向に沿った第２寸法を有し、第２方向は第１方向に直交するステップと；第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で表面特徴形状へ指向させるステップとを含むことができ、第１照射は表面特徴形状を第１方向に沿ってエッチングし、指向させるステップ後に、表面特徴形状は第２方向に沿った第２寸法を保ち、表面特徴形状は、第１方向に沿った第１寸法とは異なる第３寸法を有する。
【０００７】
他の好適例では、基板をパターン化する方法が、少なくとも１つの孔を有する層を基板上に用意するステップと、第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で上記層へ指向させるステップとを含むことができ、第１照射は、第１イオン及び反応性雰囲気を用いて、第１方向に沿った孔の第１孔寸法は増加させつつ、第１方向に直交する第２方向に沿った孔の第２孔寸法は増加させない。
【０００８】
他の好適例では、基板をパターン化する方法が、リソグラフィー・プロセス用マスクの隣接する特徴形状間の閾値間隔を定めるステップと；基板上に層を用意するステップと；隣接する特徴形状間に閾値間隔以上の間隔を有する第１リソグラフィー・マスクを用いて第１組の孔を形成するステップと；第１照射において、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、第１イオンを第１方向に沿って、基板平面に直交する方向に対して０でない入射角で上記層へ指向させるステップとを含むことができ、第１照射後に、第１組の孔のうち少なくとも２つの孔は、第１方向に沿った閾値間隔よりも小さい第１孔間隔によって特徴付けられる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】本発明の種々の実施形態によるデバイス構造の処理の側面図である。
【図１Ｂ】図１のシナリオによるデバイス構造の処理後の側面図である。
【図１Ｃ】図１Ａのシナリオの上面図である。
【図１Ｄ】図１Ｂのシナリオの上面図である。
【図２Ａ】本発明の種々の実施形態によるデバイス構造の処理の側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａのシナリオによるデバイス構造の処理後の側面図である。
【図２Ｃ】図２Ａのシナリオの上面図である。
【図２Ｄ】図２Ｂのシナリオの上面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の追加的な実施形態による一次元反応性イオンエッチングの他の例を示す図である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｂは、本発明の追加的な実施形態による一次元反応性イオンエッチングの他の例を示す図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｄは、一次元反応性イオンエッチングを用いて孔のアレイを生成することができる他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明の追加的な実施形態による、一次元反応性イオンエッチングを用いて形成された接点構造を例示する図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｂは、一次元反応性イオンエッチングをメモリ構造に適用する追加的な実施形態を示す図である。
【図８】図８Ａは、ターゲット・デバイスを平面図で示して例示する図である。図８Ｂは、３つの異なるマスクを用いて線の異なるグループをパターン化する方法を示す図である。図８Ｃは、マスク構成８２０を示す図である。図８Ｄは、トレンチ構成８３０として指定する好適なトレンチ構成を示す図である。
【図９Ａ】処理前の線のアレイの上面図である。
【図９Ｂ】一実施形態による、一次元反応性イオンエッチング後の図９Ａの線のアレイの上面図である。
【図９Ｃ】他の実施形態による、一次元反応性イオンエッチング後の図９Ａの線のアレイの上面図である。
【図１０】好適な処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで、本発明の実施形態を、添付した図面を参照しながら以下により十分に説明し、これらの図面にはいくつかの実施形態を示す。本発明の主題は、多数の異なる形態で具体化することができ、本明細書中に記載する実施形態に限定されるものと解釈するべきでない。これらの実施形態は、本発明が完全で完成したものとなるように提供し、その主題の範囲を当業者に伝える。図面全体を通して、同様な番号は同様な要素を参照する。
【００１１】
本実施形態は、基板をパターン化する新規な技術を提供し、特に、表面特徴形状のような、基板上に配置された特徴形状をエッチングする新規な技術を提供する。本明細書中に用いる「基板」とは、半導体ウェハー、絶縁ウェハー、セラミックのような実体、並びにその上に配置されたあらゆる層または構造を参照し得る。このため、表面特徴形状、層、一連の層、または他の実体が、基板上に配置されるものと考えることができ、基板は、シリコンウェハー、酸化物層、等のような構造の組合せを表し得る。
【００１２】
種々の実施形態では、表面特徴形状を用いて、当該表面特徴形状の真下に配置された層をパターン化することができる。層内に形成された表面特徴形状の例は、ビア（貫通孔）またはトレンチ（溝）のような孔を含む。他の例では、表面特徴形状は、ピラー（柱状体）、線構造（線）、あるいは基板上に延びる他の特徴形状とすることができる。「孔」とは、ビアのように層全体を通って延びる構造を称し得る。「孔」とは、窪みまたは凹部のように層内に形成されるが層の厚さ全体を通って延びない構造も称し得る。さらに、本明細書中に用いる「層」とは、連続層、ブランケット領域及び分離した特徴形状の領域を有する半連続層、あるいは概ね同じ材料で組成され共通の層または基板上に配置された分離した特徴形状のグループを称し得る。
【００１３】
種々の実施形態では、リソグラフィー処理を実行した後に表面特徴形状を修正して表面特徴形状を形成する技術が提供される。こうしたリソグラフィー後の処理は、特に、２nm〜１００nmの範囲内の最小寸法を有する特徴形状のようなナノメートル・スケールにおいて、既知のリソグラフィーの不足を克服することができる。
【００１４】
種々の実施形態によれば、イオンが第１方向または目標方向に沿って層へ指向される。イオンの目標方向は、イオンが表面特徴形状の所定表面へ指向されて所定表面をエッチングしつつ他の表面はエッチングしないように設計することができる。
【００１５】
図１Ａに、本発明の種々の実施形態によるデバイス構造１００の処理の側面図を示す。図１Ｃに、図１Ａのシナリオの上面図を示す。デバイス構造１００は、第１層１０２、第２層１０４、第３層１０６、及び第４層１０８を含むことができる。これらの層は基板１５０上に配置されている。第４層１０８は孔１１０を含むことができ、孔１１０は第４層１０８の全体を通って延びることができる。孔１１０は、既知のリソグラフィー技術を用いて第４層１０８内に形成することができる。孔１１０を用いて、第４層１０８の真下に配置された第１層１０２、第２層１０４、第３層１０６のような少なくとも１つの追加的な層をパターン化することができる。第４層１０８の例は、フォトレジスト、反射防止コーティング（ＡＲＣ：antireflective coating）層、窒化シリコン、酸化シリコン、シリコン、または他の層を含む。第３層１０６、第２層１０４、または第１層１０２の例は、反射防止コーティング（ＡＲＣ）層、窒化シリコン、酸化シリコン、シリコン、炭素（カーボン）、フォトレジスト、またはTiNを含む。実施形態はこの関係に限定されない。特に、ＡＲＣ層またはコーティングは、炭素、シリコン、窒素、水素、及び酸素のうち１つ以上を含むことができる。
【００１６】
下にある層をパターン化するために、孔１１０に適切な寸法を設け、これらの寸法は、図示するデカルト座標系のＹ軸に沿った方向のような第１方向に沿った第１寸法を含む。孔１１０は、Ｘ軸のような第２方向に沿った第２寸法を有することもできる。一部の例では、孔１１０の寸法を、第１方向に沿って選択的に増加させ第１方向に直交する第２方向に沿って増加させないことが有用であり得る。図１Ａ及び図１Ｃの例では、孔１１０が、基板平面１１８に平行な平面を表すＸ−Ｙ平面内に長方形の形状を有することができる。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｃは、孔１１０の第１孔寸法をＹ軸に平行な方向に沿って増加させる好適な方法を例示する。特に、図１Ｃに示すように、イオン１１２が、第１方向に沿って、即ちＹ軸に平行な方向に沿って第４層１０８へ指向される。図１Ａに示すように、イオン１１２は、基板平面１１８に対して角度θとして示す０でない入射角をなす軌跡にも沿って指向される。これらの軌跡は、イオン１１２が側壁１１４に当たりつつ側壁１１６には当たらないことを可能にし、側壁１１６はＹ−Ｚ平面に平行に広がる。その結果、側壁１１４からの材料をエッチングしつつ側壁１１６からの材料はエッチングしないことができる。
【００１８】
図１Ｂに、図１Ａのシナリオによるデバイス構造１００の処理後の側面図を示す。図１Ｄに、図１Ｂのシナリオの上面図を示す。図示するように、（Ｙ軸に平行な）第１方向に沿って、孔１１０は第１孔寸法よりも大きい第３孔寸法を有するのに対し、（Ｘ方向に平行な）第２方向に沿った第２孔寸法は不変のままである。従って、孔１１０のサイズは、Ｙ軸のみに沿って選択的に拡張させＸ軸に沿って拡張させないことができる。
【００１９】
種々の実施形態によれば、黒点で例示する反応種１２２として示す反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で、イオン１１２を第４層１０８へ指向させることができる。イオン１１２及び反応種１２２は、反応種並びにイオンのビームを提供することができる適切な装置によって提供することができる。こうした装置の例は、抽出開口を通してイオンを抽出してこれらのイオンを基板へ指向させる抽出システムを有するプラズマ系の装置を含む。図１Ａは、イオン１１２をプラズマ１３４から抽出してイオン１１２を第４層１０８へ指向させるための抽出開口１３２を含む抽出プレート１３０の例を示す。直交方向１２０に対するイオンの入射角は、既知のようにプラズマシステムのパラメータを制御することによって制御することができ、これらのパラメータは、複数の因子のうちとりわけ、プラズマ電力、ガス圧、開口サイズ、及び抽出プレートの異なる部分間の変位を含む。一部の例では、互いに平行な軌跡、あるいは±５度だけ互いに異なる軌跡を有するイオンを抽出することができる。このことは、イオン１１２が目標方向に沿ったイオンの平行ビームとして指向されることを可能にする。
【００２０】
図１Ｃに抽出プレート１３０の変形例を示し、この変形例では、抽出開口１３２がＸ軸に平行な第２方向に沿って細長く延び、このことは、抽出開口１３２のＸ軸に沿った寸法が抽出開口１３２のＹ軸に沿った寸法よりも大きいことを意味する。一部の例では、抽出開口１３２のＸ軸に沿った寸法を１００mmよりも大きくすることができるのに対し、抽出開口１３２のＹ軸に沿った寸法は３０mm未満である。実施形態はこの関係に限定されない。従って、図示するように、イオン１１２は、Ｘ軸に沿って高度な均一性を有するリボンビームを形成することができ、イオン１１２の軌跡はＹ軸に沿って高度に整列している。換言すれば、イオン１１２は、第１方向（Ｙ軸）に平行な短軸及び第２方向（ＸＸ軸）に沿った長軸を有するリボンビームを形成することができ、第２方向は第１方向に直交する。
【００２１】
これに加えて、反応種１２２は、中性粒子、イオン、ラジカル、あるいは中性粒子、イオン、及びラジカルの組合せとして提供することができる。イオン１１２自体は、不活性イオンとすることができ、あるいは反応種を含むことができる。イオン１１２と反応種１２２との組合せは、酸化シリコン層、窒化シリコン層、シリコン層、炭素層、及び他の材料系を含む材料の反応性イオン・エッチングを実行するための既知のレシピを含むことができる。
【００２２】
イオン１１２を、反応性イオン・エッチングを促進するように設計された反応種１２２と共に用いる際には、この構成は、新規な「一次元反応性イオン・エッチング」プロセスを可能にし、反応性イオン・エッチングは基板表面上の目標の特徴形状に限定しつつ、他の特徴形状には影響を与えないことができる。この一次元反応性イオン・エッチングは、従来の反応性イオン・エッチングと異ならせることができ、従来の反応性イオン・エッチングでは、指向されたイオンが、縦方向に沿って、並びに縦方向に直交する基板の平面内の１つ以上の方向に沿って材料をエッチングすることができるる。例えば、層内に形成されたビア構造の従来の反応性イオン・エッチング（アッシング）では、ビア構造の直径をＸ方向及びＹ方向に沿って非選択的な方法で増加させることができる。
【００２３】
図１Ａ及び図１Ｃの例では、反応種１２２並びにイオン１１２が存在する選択された材料の表面上でエッチングを行うことができる。特に、反応種１２２の少なくとも一部は、当該反応種が抽出開口１３２を通過することはできるが特定の方向性を有さない中性粒子とすることができ、そして第４層１０８の種々の表面及び孔１１０内の第３層１０６に衝突することができる。上述したように、そして種々の実施形態によれば、イオン１１２を、第３層１０６の側壁１１４、上面１２４、並びに第３層１０６の表面１２６に当たるように制限することができる。表面１２６に関しては、イオン１１２及び反応種１２２を、第４層１０８の材料を第３層１０６の材料に対して選択的にエッチングするように設計することができ、このことは第４層１０８のエッチング速度が第３層１０６のエッチング速度と異なることを意味する。１つの特定例では、第４層１０８を酸化シリコンとすることができ、第３層１０６を窒化シリコンとすることができる。従って、図１Ａ〜図１Ｄのシナリオでは、イオン１１２及び反応種１２２は表面１２６に衝突することができるが、孔１１０内での第３層１０６のエッチングは少量しか、あるいは全く行われることがない。従って、図１Ａ及び１Ｃに示すイオン１１２による第１照射後に、層１０８はＹ軸に沿って細長く延びる孔１１０を呈することができ、ここでは第４層１０８の厚さも低減される。一部の実施形態では、その後の処理において第４層１０８の全体を除去することができる。従って、イオン１１２による照射中の第４層１０８の厚さの損失は、その後の処理において第３層１０６のような下にある層をパターン化するための適切な厚さが残る程度までは許容可能である。これに加えて、第４層１０８の材料が反応性イオン・エッチング・プロセスによって除去されているので、一旦除去された第４層１０８の材料を揮発したままにすることができ、孔１１０の他の領域のようなデバイス構造１００の他の表面上に再堆積させないことができる。
【００２４】
図２Ａに、本発明の種々の実施形態によるデバイス構造２００の処理の側面図を示す。図２Ｃに、図２Ａのシナリオの上面図を示す。デバイス構造２００は、第１層１０２、第２層１０４、第３層１０６、及び第３層１０６上に配置されたピラー２０２として示すピラー構造を含むことができる。単一のピラー構造を示しているが、種々の実施形態では、ピラー２０２と同様な複数のピラー構造を第３層１０６上に設けることができる。ピラー構造２０２は、第３層１０６上に配置されたブランケット領域を含む追加的な層内に配置することができる。これらの層は基板１５０上に配置することもできる。ピラー２０２を用いて、第１層１０２、第２層１０４、または第３層１０６のような第４層１０８の真下に配置された１つ以上の層をパターン化することができる。このことは、ピラー２０２を直交方向１２０に沿った縦方向にエッチングすることにより、第１層１０２、第２層１０４、または第３層１０６内または層上に配置された下方の特徴形状を形成することによって達成することができる。
【００２５】
ピラー２０２を用いて、ピラー２０２と同様な寸法を有するデバイス構造を、下にある層内に規定することができるので、ピラー２０２の寸法の精密な制御が有用であり得る。種々の実施形態では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿ったピラー２０２の寸法を、ナノメートルまたは何十ナノメートルのオーダーにすることができる。一部の例では、既知のリソグラフィー・プロセスを用いてピラー２０２を形成することができる。リソグラフィー・プロセスが完了した後に、Ｘ−Ｙ平面内のピラー２０２の相対寸法は図２Ｂに示すようにすることができ、Ｙ軸に沿った寸法はＸ軸に沿った寸法よりも大きい。図示するように、ピラー２０２は、Ｘ−Ｙ平面内に正方形でない長方形の形状を有する。ピラー２０２の目標形状が正方形である際には、本発明の一実施形態によれば、図２Ａ及び図２Ｃに示すようにイオン２０４をピラー２０２へ指向させることができる。イオン２０４は、図１Ａ及び１Ｃに関して概略的に上述した方法で提供することができ、イオン２０４の軌跡は、Ｙ軸に平行にすることができ、そして直交方向１２０に対して角度θで示す０でない入射角をなすことができる。このことは、側壁２０６はエッチングされつつ側壁２０８はエッチングされないままであることを保証することができる。その結果、ピラー２０２のＹ軸に沿った寸法は選択的に低減することができるのに対し、ピラー２０２のＸ軸に沿った寸法は同じままである。図２Ｄの例では、イオン２０４による照射が、Ｘ−Ｙ平面内で正方形の形状をピラー２０２に生成することをもたらすことができる。これに加えて、イオン２０４は反応種１２２の存在下で提供されるので、イオン２０４は、第３層１０６をエッチングしないか、ピラー２０２のエッチングの速度よりもずっと低い速度で第３層１０６をエッチングするように、ピラー２０２を選択的にエッチングすることができる。他の実施形態では、線のアレイが基板上に形成され、線のアレイの短手方向に沿った線のアレイの幅は目標線幅よりも大きい。この線のアレイは、一次元反応性イオン・エッチングを施すことができ、一次元反応性イオン・エッチングでは、イオンが線のアレイの長手方向に直交する方向に、線のアレイに向けて指向される。このことは、線のアレイの短手方向に沿った線のアレイの線幅は選択的に低減することができるのに対し、線の長さは低減せず、隣接する線どうしの間の近接した先端間の間隔は可能にしつつ、目標線幅を生成することができる。
【００２６】
図３Ａ〜図３Ｄに、本発明の追加的な実施形態による一次元反応性イオン・エッチングの他の例を示す。図３Ａは、本発明の種々の実施形態によるデバイス構造３００の初期状態の側面図を示す。図３Ｂは、図３Ａのシナリオの上面図を示す。図３Ｃは、図１Ａ〜２Ｄに関して概略的に上述したイオンによる処理後の、デバイス構造３００の最終状態の側面図を示す。図３Ｄは、図３Ｃのシナリオの上面図を示す。図３Ａ〜３Ｂに示す初期状態では、デバイス構造３００が、基板１５０、第１層３０２、第２層３０４、第３層３０６、及び第４層３０８を含む。孔３１０として示す一対の孔が第４層３０８内に設けられている。孔３１０は、第４層３０８の全体を通って延びるビアとして設けることができる。孔３１０は、図示するようにＸ−Ｙ平面内に円形形状を有することができる。イオンによる処理（明瞭にするために図示せず）後に、図３Ｂ及び３Ｄに示すように、孔３１０の寸法はＹ方向に沿って選択的に増加するのに対し、Ｘ軸に沿って増加しない。
【００２７】
図４Ａ及び図４Ｂに、本発明の追加的な実施形態による一次元反応性イオン・エッチングの他の例を示す。図４Ａは、本発明の種々の実施形態による、図１Ａ〜２Ｄに関して上述した一次元反応性イオン・エッチングを施した後の、デバイス構造４００の最終状態の側面図を示す。図４Ｂは、図４Ａのシナリオの上面図を示す。デバイス構造４００は、基板１５０、第１層４０２、第２層４０４、第３層４０６、及び第４層４０８を含む。孔４１０として示す一対の孔が第４層４０８内に設けられている。孔４１０は、第４層４０８の全体を通って延びるビアとして設けることができる。例えば、孔４１０の初期状態は、例えば図３Ａ及び図３Ｂに示すように、Ｘ−Ｙ平面内に円形形状を有することができる。本実施形態では、前の実施形態と異なり、イオン（図示せず）を、Ｙ軸及びＸ軸に対して角度φとして示す０でない角度をなす方向４１２に沿って指向させることができる。一例では、この角度を４５度にすることができ、従って孔４１０はＸ軸またはＹ軸に対して４５度に配向された長軸を有する楕円形状を有する。以上の方法で、Ｘ−Ｙ格子に沿って配置された孔のアレイを、Ｘ軸またはＹ軸に対して目標角度をなす任意方向に沿って長く伸ばすことができる。異なる実施形態によれば、このことは、基板をＺ軸の周りに目標角度をなすまで回転させることによって達成することができる。
【００２８】
種々の実施形態では、基板が複数の層を含むことができる上述した図１Ａ〜４Ｂの実施形態を含めて、一次元反応性イオン・エッチングを任意の層内で実行することができる。例えば、再び図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、ピラー２０２の形状を基板１５０内に転写することを目標とすることができる。従って、図２Ａに示すピラー２０２から開始して、一次元反応性イオン・エッチングをピラー２０２に対して実行するのではなく、既知の垂直反応性エッチング・プロセスを実行することができ、ここではイオンをＺ軸に沿って指向させて、図２Ａのピラー２０２の形状及びサイズを第３層１０６内に転写する。その後に、第３層１０６内に形成された、図２Ａのピラー２０２の形状及びサイズを有するピラーに一次元反応性イオン・エッチングを施して、図２Ｂのピラー２０２の形状及びサイズを有するピラーを第３層１０６内に生成することができる。次に、第３層１０６内のこのピラーを、垂直反応性イオン・エッチングによって、第２層１０４、第１層１０２、及び最終的に基板１５０に転写することができる。その代わりに、図２Ａの構造から開始して、第３層１０６及び第２層１０４に垂直反応性イオン・エッチングを施して、第２層１０４内にピラー構造を形成することができる。次に、第２層１０４内のピラー構造に一次元反応性イオン・エッチングを施して、図２Ｂのピラー２０２の形状及びサイズを有するピラーを形成することができる。その後に、追加的な垂直反応性イオン・エッチングを実行して、第２層１０４のピラーを第１層１０２及び基板１５０内に転写することができ、等である。
【００２９】
同様に、一次元反応性イオン・エッチングを用いて細長い孔を生成する実施形態では、こうした細長い孔を積層の任意の所定層内に形成することができると共に、垂直エッチングを用いて、こうした細長い孔の形状及びサイズを有する下側の孔を、細長い孔の真下に配置された層内に形成することができる。
【００３０】
本発明の追加的な実施形態では、Ｙ軸のような共通軸に平行に指向される一対のイオンビームを用いて一次元反応性イオン・エッチングを実行することができる。この一対のイオンビームは、Ｘ−Ｚ平面を中心とした鏡像を形成することができ、従ってイオンビームは表面特徴形状の互いに反対側の表面に当たる。例えば、既知のプラズマ装置を用いて表面特徴形状をエッチングすることができ、プラズマ装置は２本の平行な細長い開口を提供し、イオンは、直交方向１２０に対して＋ｑ及び−ｑの入射角でプラズマから抽出される。再び図２Ｃ及び図２Ｄに戻れば、イオンを図の左側からＹ軸に沿って指向させて、側壁２１０並びに側壁２０６に当てることができる。このようにして、ピラー２０２を互いに反対側からエッチングすることができる。他の実施形態では、同様な手順を用いて孔の互いに反対側をエッチングすることができる。
【００３１】
図５Ａ〜５Ｄに他の実施形態を示し、ここでは一次元反応性イオン・エッチングを用いて目標寸法を有するアレイを生成する。既知のリソグラフィー技術が遭遇する１つの問題は、マスク形状に基づいて目標形状を層内に生成する能力である。目標形状とは異なる形状を有するマスクを層内に生成するために近接効果補正を用いることが多い。図５Ａは、基板上の層内に与えるべき目標形状５０２を示し、この場合長方形である。図５Ａは、目標形状５０２を生成するために使用される、近接効果補正されたマスク特徴形状であるマスク特徴形状５０４も示す。マスク特徴形状５０４は、マスク特徴形状５０４内に骨の形状を作り出す末端部５０８を含む。これに加えて、マスク特徴形状５０４の幅Ｄ２は目標形状の幅Ｄ１よりも大きい。マスク特徴形状５０４と目標形状５０２とのこうしたサイズ及び形状の相違は、既知の光学的効果に起因し得る。図５Ａは、さらに、マスク特徴形状５０４によって生成される最終形状５０６を示し、最終形状５０６は目標形状５０２を近似する。一例では、最終形状５０６は、マスク特徴形状５０４を用いてパターン化されたトレンチの形状とすることができる。図示するように、最終形状の幅はＤ１とすることができ、マスク特徴形状５０４の幅Ｄ２よりも小さくすることができる。
【００３２】
参考として、既知の処理方法では、近接効果補正マスクによって特徴形状のアレイを生成し、特徴形状のアレイが密集している際に、問題に遭遇し得る。例えば、幅Ｄ１が幅Ｄ２を超えるので、近接マスク特徴形状５０４を互いに隣接して配置する際に、近接マスク特徴形状によってパターン化された隣接した特徴形状間の最小間隔はおよそ２×(Ｄ２−Ｄ１)となる。この問題を図５Ｂにさらに例示する。図５Ｂには、マスク特徴形状５０４の二次元アレイを含む近接マスク５１０が示されている。２列のマスク特徴形状５０４が示され、左列内のマスク特徴形状５０４は、右列内の対応するマスク特徴形状と端部どうしが合うように隣接して配置されている。図５Ｃは、複数のトレンチを有するパターン化（された）層５２０を例示し、このパターン化層は近接マスク５１０を用いて形成されている。図示するように、幅Ｄ１を有する２列のトレンチ５２２が上述したように形成されている。Ｄ１はＤ２よりも小さいので、近接マスク５１０のマスク特徴形状５０４どうしが互いに接しているものと仮定すれば、（Ｙ軸に沿った）同じ行内の列は、隣接する列からおよそ２×(Ｄ２−Ｄ１)に等しい間隔Ｓ１だけ分離されている。
【００３３】
一部の用途では、図５Ｃに示すトレンチ５２２の間隔は、図５Ｄに関して説明する間隔Ｓ２のように、デザインルールまたは目標間隔を超えることができる。既知の処理方法は、この問題に対する適切な解決策を提供しない。本発明の一実施形態によれば、一次元反応性イオン・エッチングを用いて、トレンチ５２２をＹ軸に沿って選択的に拡幅しつつ、Ｘ軸に沿ってトレンチを拡幅しないことができる。図５Ｄに、以上に詳述したように一次元反応性イオン・エッチングを図５Ｃのパターン化層５２０に適用することによって生成されるパターン化層５２０の最終構造の例を示す。図示するように、トレンチ５２２は、今度はＤ１よりも大きい幅Ｄ３を有し、隣接するトレンチ間に間隔Ｓ１よりも小さい間隔Ｓ２を生成する役目を果たす。以上のようにして、本実施形態は、トレンチのような表面特徴形状の所定方向に沿ったより密な詰め込みを提供しつつ、これらのトレンチを直交する方向に沿って過度に拡幅しない。
【００３４】
種々の追加的な実施形態では、トレンチの互いに反対側の端部に指向されるイオンを提供することによって、トレンチの長さを左右対称に延長することができ、あるいは、トレンチの選択した端部だけに指向されるイオンを提供することによって、トレンチの長さを一方の端部または他方の端部のみに沿って延長することができる。他の種類の孔にも同じことが当てはまる。孔の対称な延長の場合、ウェハーのような基板に指向されるイオンビームによって第１イオン照射を行って、トレンチの第１端部をエッチングすることができる。次に、ウェハーを１８０度回転させてイオンビームによる第２照射を行い、トレンチの第２端部をエッチングし、その間にイオンビームはこれらの照射間で同じ入射角θを保つ。その代わりに、Ｘ−Ｚ平面を中心とした鏡像を形成する一対のイオンビームを単一回の照射の形で提供して、これらのイオンビームがトレンチの互いに反対側の端部に当たることができる。
【００３５】
図６に、本発明の追加的な実施形態による一次元反応性イオン・エッチングを用いて形成される接点構造を例示する。図６には、デバイス構造６００の上面図が示されている。デバイス構造６００は、トランジスタのソース／ドレイン（Ｓ／Ｄ：source/drain）接点構造を表す。図６ａの例では、ソース／ドレイン６０２が、Ｙ軸に沿った細長い狭幅の形状を有する。図６は、コンタクトビア（接点貫通孔）６０４として示すコンタクトホール（接点孔）のアレイも示し、コンタクトビア６０４は、ソース／ドレイン領域６０２と接触するために使用される金属接点を含むことができる。本発明の一実施形態によれば、パターン化層（図示せず）内に初期に形成されるコンタクトビア６０６は、円形形状を初期に有することができる。円形形状を有する初期のコンタクトビアの直径は、ソース／ドレイン領域６０２の幅Ｄ４によって制限することができる。このことにより、コンタクトビア６０６を用いて形成される円形接点は、ソース／ドレイン領域６０２への低い接触抵抗を生成するには不十分な接触面積を有することがある。一次元反応性イオン・エッチングを用いてコンタクトビアのサイズをＹ軸に沿って増加させて、コンタクトビア６０６をコンタクトビア６０４に変形させることができる。図示するように、コンタクトビア６０４は、楕円形状、及びコンタクトビア６０６よりも大きい総面積を有する。これに加えて、イオンをＹ軸に平行に指向させることによってエッチングを実行するので、コンタクトビア６０４は、Ｘ軸に沿ってソース／ドレイン領域６０２を超えて延長されない。
【００３６】
図７Ａ及び図７Ｂに、本発明の追加的な実施形態を示し、ここでは一次元反応性イオン・エッチングを用いてメモリ構造内の接点を改良することができる。図７Ａには、メモリアレイ７０２の平面図が示され、メモリアレイ７０２は、図面中で横に延びるワード線７０８、及び縦に延びるビット線７１０を含む。このメモリアレイは、ビット線接点７０６及び記憶ノード接点７０４をさらに含む。メモリアレイ７０２内では、アクティブ領域７１６が、縦または横方向に対して０でない角度をなす方向に沿って細長く延びる。図８Ｂは、２つのアクティブ領域７１６を示す拡大図を示す。記憶ノード接点７０４のような接点は、アクティブ領域７１６を規定するために使用されるマスクとは異なるマスクを用いて層をパターン化して形成されるので、記憶ノード接点７０４のオーバーレイ及び配置が関心事となり得る。図８Ｂは、既知のリソグラフィー・パターン化によって形成される初期のコンタクトホール７１２の形状の概略を示す。初期のコンタクトホールは、本発明の実施形態による一次元反応性イオン・エッチングを実行することによって選択的な方法でサイズを増加させることができる。例えば、イオン（図示せず）を方向７２０に沿って提供して、初期のコンタクトホール７１２のサイズを増加させて、コンタクトホール７１４として示す細長いコンタクトホールを生成することができる。コンタクトホール７１４は、記憶ノード接点７０４の面積を増加させると共に、アクティブ領域７１６とのオーバーラップ（重複）を増加させることができるが、初期コンタクトホール７１２のサイズを、方向７２０に直交する方向には増加させない。このことは、所定のコンタクトホールが隣接するアクティブ領域とオーバーラップしないことを保証する。従って、初期のコンタクトホール７１２の一次元反応性イオン・エッチングは、増加した面積に起因してより低い接触抵抗を生成すると共に、初期のコンタクトホール７１２とアクティブ領域７１６とのミスアライメント（不整合）の補正を生じさせることができる。
【００３７】
追加的な実施形態では、一次元反応性イオン・エッチングを用いて、デバイス構造の所定集合を生成するために使用されるマスクの数を低減することを含めて、プロセスの複雑性を低減することができる。参考として、既知の処理方法では、特に、何十ナノメートル以下のオーダーの寸法及び間隔を有する小型で密に詰め込まれた構造をパターン化するためには、デバイス構造の所定集合を所定レベル内に生成することが、複数のマスクを使用することを必要とし得る。このことは、特徴形状間の目標間隔が、単一のマスクを照射することによって実現可能な間隔よりも小さくなり得るためである。所定マスク上の特徴形状どうしを所定間隔以下に離間させると、これらの特徴形状が所定のレジスト層内に適切に結像されないことがある。従って、目標の特徴形状をフォトレジストのような層内に適切に規定するために、マスク用のデザインルールは、マスク特徴形状の閾値間隔Ｓｒを指定することができる。例えば、局所的相互接続の特徴形状の密なアレイを生成するためのマスクについては、閾値間隔は、所定のリソグラフィー・ツール、所定のレジスト層に対して１０nmとすることができる。一旦、閾値間隔を指定または決定すると、層をパターン化するための所定マスクは、少なくともＳｒの距離だけ間隔をおいたマスク特徴形状を含むことができる。デバイス特徴形状のグループを基板内の所定レベルに生成し、デバイス特徴形状の少なくとも一部の目標間隔がＳｒよりも小さい際には、デバイス特徴形状の完成したグループを、層を複数のマスクで照射することによって生成することができ、第１マスクによって生成される特徴形状を第２マスクによって生成される特徴形状と交互に配置しつつ、所定マスク内の特徴形状間の間隔はＳｒを下回らせないことができる。従来の処理では、この方法の欠点は、複数のマスクを用いてデバイス特徴形状を所定レベル内に生成することができるが、コスト及び複雑性が加わるためである。
【００３８】
図８Ａに、目標デバイス構成を例示し、デバイス構成８００として平面図で示す。一部の例では、デバイス構成８００は、集積回路デバイスの所定レベル上に形成された局所的相互接続パターンを表すことができる。図示するように、デバイス構成８００は、長方形（または「線」）のアレイを含み、線のサイズ及び隣接する線どうしの間の距離は変化させることができる。さらに図示するように、隣接する線どうしの間の距離はＳｒよりも小さくすることができ、隣接する２本の線どうしの間の距離Ｓ４で示す。従って、単一マスクを用いてデバイス構成８００を生成することは、隣接する線どうしの近接に起因して困難であり得る。図８Ｂに、３つの異なるマスクを用いて線の異なるグループをパターン化することによってこの問題に応えるための初期の方法を示し、ここでは線の異なるグループが一緒になって、デバイス構成８００内の線のグループを構成する。これら３つの異なるマスクは、マスク１、マスク２、及びマスク３として示す。マスク１は、例えば、少なくともＳｒに及ぶ距離だけ互いに間隔をおいた５本の線を有することができる。これらの線は、Ｘ軸及びＹ軸の両方に沿ってＳrよりも大きい距離だけ互いに間隔をおくことができる。マスク２は３本の線を有することができ、マスク３も３本の線を有し、これらの線も、所定マスク内で互いに間隔をおき、この間隔はＳＴ以上である。異なるマスクによる線のパターンは互いに変位して、デバイス構成８００を生成する。従って、１つのマスクによる線は、他のマスクによって形成される線からＳｒよりも小さい間隔をおいて配置することができる、というのは、これらの線は異なるマスク内に形成されているからである。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば、一次元反応性イオン・エッチングを用いることによって、デバイス構成８００を生成するためのマスクの数を低減することができる。ここで図８Ｃを参照すれば、マスク構成８２０が示されている。マスク構成８２０は、２つの異なるマスク、即ちマスク４及びマスク５により形成された線のパターンを含む。これら２つの異なるマスクによる異なる線を用いて、デバイス構成８００を次の方法で生成することができる。図示するように、マスク構成８２０内の線どうしは、矢印で示すように互いに間隔をおき、所定マスク内の隣接する線どうしの間の矢印の方向に沿った先端間の距離は少なくともＳｒに及ぶ。マスク４の線をマスク５の線と入り混じらせて、所定マスク内の隣接する線どうしの間に、矢印の方向に直交する方向に適切な間隔を設けることができる。従って、従来のリソグラフィーによってマスク構成８２０を用いて、マスク８２０の線と同じ形状、サイズ、及び間隔を有するトレンチのパターンを生成することができる。こうしたトレンチのパターンは、２つのマスク、即ちマスク４及びマスク５だけを用いて生成することができる。デバイス構成８００に整合するトレンチのパターンを生成するために、マスク構成８２０によって表現されるトレンチのパターンに、一次元反応性イオン・エッチングを施すことができ、ここでイオンは図８Ｃの矢印の方向に沿って指向される。
【００４０】
図８Ｄに、トレンチ構成８３０として指定する好適なトレンチ構成を示し、ここではマスク構成８２０の初期構造を有するトレンチがエッチングされて、矢印の方向に沿った寸法が増加している。このようにして、隣接する線どうしの間の最終的な先端間の間隔をＳTよりも小さくすることができる。トレンチ構成８３０はデバイス構成８００に整合するように見ることができる。これに加えて、エッチングは矢印に直交する方向には行われないので、矢印に直交する方向に沿ったトレンチの幅は維持することができる。従って、デバイス構成８００を生成するために使用するマスクの数を、一次元反応性イオン・エッチングの能力を利用することによって低減して、隣接する特徴形状どうしの先端間の間隔を減少させることができる。プロセスの複雑性を減少させることに加えて、マスクの数の低減は、異なるマスクレベル間のオーバーレイの問題を回避するのに役立つ。マスク毎の所定のオーバーレイ誤差に対して、マスクの数の低減は、異なるマスクレベル間のオーバーレイの問題を回避するのに役立つ、というのは、オーバーレイ誤差は異なるマスク間で加法的に蓄積されるからである。
【００４１】
追加的な実施形態では、所定の構成を所定のレベルで生成するために使用されるマスク集合の数を、２マスクから１マスクに低減することができ、あるいは４マスクから３マスクに低減することができる。実施形態はこの関係に限定されない。より一般的には、本発明の実施形態は、第１リソグラフィ・マスクを用いた第１リソグラフィ照射を用いて第１組の孔を形成する方法を含み、第１組の孔のうち少なくとも２つの孔は、第１方向に沿った、第１リソグラフィ照射を用いて第１層内にパターン化される特徴形状についての閾値間隔よりも小さい最終孔間隔によって特徴付けられる。上述したように、この最終孔間隔は、例えば図８Ａ〜８Ｄに関して以上に詳述した一次元反応性イオン・エッチングを用いて孔をエッチングすることによって閾値間隔未満に低減することができる。これに加えて、追加的な実施形態では、上記方法が、第１リソグラフィ・マスクに加えて、第２リソグラフィ・マスクを用いた第２リソグラフィ照射を用いて第１層内に第２組の孔を規定するステップを含み、第２組の孔は第１組の孔と入り混じっている。第２組の孔は、第２リソグラフィ照射を用いて第１層内にパターン化される特徴形状についての閾値間隔よりも小さい第２最終孔間隔によって特徴付けられる。
【００４２】
追加的な実施形態では、一次元反応性イオン・エッチングを、他の層の上方に延びる線、メサ（丘状体）、またはピラーのような特徴形状のアレイに適用することができる。一部の例では、一次元反応性イオン・エッチングを一方向または一対の方向に沿って適用することができ、イオンは、上述した実施形態のＹ軸のような軸に平行に、互いに逆向きに指向される。特定実施形態では、一次元反応性イオン・エッチングを適用して、線のアレイ内の線の長さのような線の長さを変化させることができる。このことは、アレイ内の隣接する線どうしの間の先端間の間隔を調整することを促進することができる。図９Ａに、処理前の線のアレイの上面図を示す。この例では、線９０４のアレイ９０６が基板９０２上に配置されている。アレイ９０６は、図２Ａのピラー構造２０２について示すように、Ｚ軸に沿って基板の層の上方に延びることができる。アレイ９０６は二次元アレイであり、Ｘ軸並びにＹ軸に沿った隣接体を有する。線９０４は、Ｙ軸に沿った相対的に大きい寸法を有し、Ｙ軸に沿って延びるものと考えることができる。線９０４は、間隔Ｓ５として示す先端間の間隔によって特徴付けられる。アレイ９０６は、上述したリソグラフィー・プロセスによって形成することができる。間隔Ｓ５は、Ｓ６として指定する目標の先端間の間隔とは異なることができる。先端間の間隔を調整するために、以上に詳述した本発明の実施形態による一次元反応性イオン・エッチングにおいてイオンを指向させることができる。一例では、イオンをＹ軸に関して互いに逆向きの軌跡に沿って指向させることができ、イオンの軌跡はＹ軸に平行である。イオン軌跡は、直交方向１２０（図２Ａ参照）に対して０でない入射角をなすことができ、従って線の両端部にイオンが衝突する。
【００４３】
図９Ｂに、一次元反応性イオン・エッチング後の、図９Ａの線のアレイの上面図を示す。この例では、イオン９０８が、右に向かう矢印で示すようにＹ軸に平行な一組の軌跡に沿って指向されるのに対し、イオン９１０は、左向きの矢印で示すようにＹ軸に平行な第１組の軌跡とは逆向きの第２組の軌跡に沿って指向される。図示するように、線９０４の先端間の間隔は、目標の先端間の間隔を表す間隔Ｓ６まで増加している。イオン９１０とイオン９０８とは互いに逆向きの軌跡に沿って線９０４へ指向されるので、線９０４の互いに反対側の先端を同等にエッチングすることができる。図９Ａに示すように、線９０４の左列は初期に右側の先端を位置Ｐ０に有するのに対し、線９０４の右列は初期に左側の先端を位置Ｐ１に有する。図９Ｂのシナリオによるエッチング後には、線９０４の左列は、右側の先端を、Ｐ０に対してＹ軸に沿って左にシフトした位置Ｐ２に有するのに対し、線９０４の右列は、左側の先端を、Ｐ１に対してＹ軸に沿って右にシフトした位置Ｐ３に有する。このようにして、線９０４のアレイ９１６が生み出され、隣接する線どうしの間のＹ軸に沿った先端間の間隔は、アレイ９０６に対して対称な様式で調整される。
【００４４】
図９Ｃに、他の実施形態による一次元反応性イオン・エッチング後の、図９Ａの線のアレイの上面図を示す。この例では、イオン９１０だけがＹ軸に平行な第２組の軌跡に沿って指向される。図示するように、線９０４間の先端間の間隔も、目標の先端間の間隔を表す間隔Ｓ６まで増加している。イオン９１０だけが線９０４の右側の先端へ指向されるので、線９０４の右側の先端だけをエッチングすることができるのに対し、線９０４の左側の先端はエッチングされないままである。図９Ｃのシナリオによるエッチング後に、線９０４の左列は、右側の先端をＰ０に対してＹ軸に沿って左にシフトした位置Ｐ４に有するのに対し、線９０４の右列は、左側の先端を位置Ｐ１に有し、線９０４の右列の左側の先端の元の位置に対してシフトされないままである。このようにして、線９０４のアレイ９２６が生み出され、隣接する線どうしの間のＹ軸に沿った先端間の間隔は、アレイ９０６に対して対称な様式で調整される。図９Ｃのこうした後者のシナリオは、特徴形状のグループ全体の平均位置をシフトしつつ特徴形状間の間隔も調整する環境において有用であり得る。
【００４５】
図１０に好適な処理の流れ（プロセスフロー）１０００を示す。ブロック１００２では、表面特徴形状を基板上に用意するステップを実行し、この表面特徴形状は、第１方向に沿った第１寸法、及び第１方向に直交する第２方向に沿った第２寸法を有する。この表面特徴形状は、例えば線、ピラー、メサ、孔、または他の特徴形状とすることができる。ブロック１００４では、第１照射において、第１イオンを第１方向に沿って、基板表面に直交する方向に対して０でない入射角で表面特徴形状へ指向させるステップを実行する。第１イオンを指向させるステップは、反応種を含有する反応性雰囲気の存在下で実行し、指向させるステップ後に、表面特徴形状は第２方向に沿った第２寸法を保ち、表面特徴形状は、第１方向に沿った第１寸法とは異なる第３寸法を有する。
【００４６】
本発明の実施形態は、特徴形状を基板内に規定するための従来の処理に対して種々の利点を提供する。１つの利点は、表面特徴形状の一次元トリミング（調整）を実行する能力にあり、表面特徴形状の第２寸法は第１寸法に直交する。例えば、線の幅は低減しつつ線の長さは低減しないことができる。他の利点は、隣接する特徴形状間の間隔を、既知のリソグラフィ・プロセスによって実現される間隔未満に低減する能力である。この能力の例は、接点トレンチのような隣接するトレンチどうしの間の先端間の間隔の低減である。追加的な利点は、特徴形状のパターンを生成するために使用するマスクの数を低減する能力であり、特徴形状は、単一のマスクによって実現可能な閾値間隔よりも小さい距離だけ分離することができる。このようにマスクの数を低減することは、特徴形状のパターンを印刷するためにオーバーレイ誤差を低減する追加的な有利な効果を有する。
【００４７】
本発明は、本明細書中に記載した特定実施形態によって範囲を限定されない。実際に、以上の説明及び添付した図面より、本発明の他の種々の実施形態、及び本発明に対する変更は、本明細書中に記載したものに加えて、当業者にとって明らかである。従って、こうした他の実施形態及び変更は、本発明の範囲内に入ることを意図している。さらに、本明細書では、本発明を、特定目的での特定環境内の特定の実現に関連して説明してきたが、本発明の有用性はそれらに限定されず、本発明は任意数の目的で任意数の環境内で有益に実現することがっできることは、通常の当業者の認める所である。従って、以下に記載する特許請求の範囲は、本明細書中に説明する本発明の全幅及び全精神を考慮して解釈するべきである。
【図１Ａ−１Ｂ】
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【図１Ｃ−１Ｄ】
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【図２Ａ−２Ｂ】
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【図２Ｃ−２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ−５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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