【手続補正書】
【提出日】令和2年5月11日(2020.5.11)
【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】
基板の上に配置されるマスクに最初のマスク造作を提供するステップであって、該最初のマスク造作は第1の材料を含み、前記基板は基板平面を画定するステップと、
イオンをイオンビームとして、前記基板平面に対する垂線に対して、非ゼロの入射角θで、前記最初のマスク造作へ向けるステップであって、複合マスク造作が形成され、該複合マスク造作は前記最初のマスク造作の上に配置されるキャップ材料を含み、該キャップ材料は前記イオンを含むステップと、
基板エッチングを実施するステップであって、エッチングの造作が前記基板に形成され、前記最初のマスク造作の少なくとも1部が、前記基板エッチングの後に、残り、前記基板エッチングは、前記第１の材料を第１のエッチング速度でエッチングし、前記キャップ材料を第２のエッチング速度でエッチングし、前記第１のエッチング速度は前記第２のエッチング速度より大きいステップと、を有する、基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項２】
前記キャップ材料は、Al、Ta、W、Ti、酸化アルミニウム、酸化タンタル、窒化アルミニウム、窒化タンタル、窒化タングステン又は窒化チタンを含む、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項３】
前記イオンビームを向ける前記ステップ中に、反応種の流束を前記基板へ供給するステップを更に有する、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項４】
前記基板エッチングを実施する前記ステップは、反応性エッチャントを前記基板へ向けるステップを有し、前記第１のエッチング速度は前記第２のエッチング速度より少なくとも５倍大きい、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項５】
前記イオンビームを向ける前記ステップは、金属種の第１の流束を前記基板へ供給するステップを有し、
前記方法は、更に、前記イオンビームを向ける前記ステップ中に、反応種の第２の流束を前記基板へ供給するステップを有し、
前記キャップ材料は、前記金属種から形成される酸化物、又は、前記金属種から形成される窒化物を含む、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項６】
前記イオンビームを向ける前記ステップは、
前記基板が第１の位置にあるときに、金属種の第１のドーズを含む第１の照射で、前記イオンビームを前記基板へ向けるステップと、
前記第１の位置から第２の位置へ前記垂線の周りを前記基板を回転させるステップと、
前記基板が前記第２の位置にあるときに、前記金属種の第２のドーズを含む第２の照射で、前記イオンビームを前記基板へ向けるステップと、を有する、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項７】
前記イオンビームを向ける前記ステップの前に、成形イオンビームを前記最初のマスク造作へ向けるステップを更に有し、
前記キャップ材料が形成される前に、前記最初のマスク造作の頂部部分が変えられる、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項８】
前記イオンビームは、１００eVから２０００eVのイオンエネルギーを有するイオンを含む、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項９】
前記キャップ材料は、５ｎｍから５０ｎｍの厚さを有するキャップ層を備える、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項１０】
前記マスクは前記最初のマスク造作及び少なくとも１つの追加のマスク造作を含む複数のマスク造作を備え、
前記複数のマスク造作は、造作の高さＨを備え、造作の間隔Ｓを画定し、tan(θ)＜Ｈ／Ｓである、請求項１記載の基板をパターニングするための構造を形成する方法。
【請求項１１】
基板をパターニングする方法であって、該方法は、
犠牲マスクを基板の上に形成するステップであって、該犠牲マスクは複数の最初のマスク造作を備え、該複数の最初のマスク造作の１つの最初のマスク造作は第１の材料を含み、前記基板は基板平面を画定するステップと、
イオンをイオンビームとして、前記基板平面に対する垂線に対して、非ゼロの入射角（θ）で、前記犠牲マスクへ向けるステップであって、複合犠牲マスクが形成され、該複合犠牲マスクは複数の最初のマスク造作を含み、前記複数の最初のマスク造作の１つの最初のマスク造作は、前記第１の材料を含む下部と、該下部の上に配置されるキャップ材料とを備え、該キャップ材料は前記イオンを含むステップと、
基板エッチングを実施するステップであって、複数のエッチングの造作が前記基板に形成され、前記犠牲マスクの少なくとも1部が、前記基板エッチングの後に、残るステップと、を有し、
前記基板エッチングは、前記第１の材料を第１のエッチング速度でエッチングし、前記キャップ材料を第２のエッチング速度でエッチングし、前記第１のエッチング速度は前記第２のエッチング速度より大きい、基板をパターニングする方法。
【請求項１２】
前記複数のマスク造作は、造作の高さＨを備え、造作の間隔Ｓを画定し、tan(θ)＜Ｈ／Ｓである、請求項１１記載の基板をパターニングする方法。
【請求項１３】
前記イオンビームを向ける前記ステップは、金属種の第１の流束を前記基板へ供給するステップを有し、
前記方法は、更に、前記イオンビームを向ける前記ステップ中に、反応種の第２の流束を前記基板へ供給するステップを有し、
前記キャップ材料は金属酸化物又は金属窒化物を含み、該金属酸化物及び金属窒化物は前記金属種から形成される、請求項１１記載の基板をパターニングする方法。
【請求項１４】
マスクを形成する方法であって、該方法は、
第１の材料を含み、基板平面に沿って配置される、ブランケット層を形成するステップと、
複数の最初のマスク造作を形成するために、前記ブランケット層をパターンニングするステップであって、前記複数の最初のマスク造作は前記第１の材料を含むステップと、
イオンをイオンビームとして、前記基板平面に対する垂線に対して、非ゼロの入射角（θ）で、前記複数の最初のマスク造作へ向けるステップであって、前記イオンビームを向ける前記ステップの後に、前記複数の最初のマスク造作は、前記第１の材料を含む下部と、該下部の上に配置されるキャップ材料とを備え、該キャップ材料は前記イオンを含むステップと、を有する、マスクを形成する方法。
【請求項１５】
前記複数のマスク造作は、造作の高さＨを備え、造作の間隔Ｓを画定し、tan(θ)＜Ｈ／Ｓである、請求項１４記載のマスクを形成する方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】基板をパターニングするための構造を形成する方法、基板をパターニングする方法及びマスクを形成する方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本発明の実施形態は、基板のパターニング技術に関し、特に、基板をパターニングするための構造を形成する方法、基板をパターニングする方法及びマスクを形成する方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
一実施態様において、基板をパターニングするための構造を形成する方法は、基板の上に配置されるマスクに最初のマスク造作を提供するステップであって、該最初のマスク造作は第1の材料を含み、前記基板は基板平面を画定するステップと、イオンをイオンビームとして、前記基板平面に対する垂線に対して、非ゼロの入射角θで、前記最初のマスク造作へ向けるステップであって、複合マスク造作が形成され、該複合マスク造作は前記最初のマスク造作の上に配置されるキャップ材料を含み、該キャップ材料は前記イオンを含むステップと、基板エッチングを実施するステップであって、エッチングの造作が前記基板に形成され、前記最初のマスク造作の少なくとも1部が、前記基板エッチングの後に、残り、前記基板エッチングは、前記第１の材料を第１のエッチング速度でエッチングし、前記キャップ材料を第２のエッチング速度でエッチングし、前記第１のエッチング速度は前記第２のエッチング速度より大きいステップと、を含む。
【手続補正５】
【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】
更なる実施態様において、基板をパターニングする方法は、犠牲マスクを基板の上に形成するステップであって、該犠牲マスクは複数の最初のマスク造作を備え、該複数の最初のマスク造作の１つの最初のマスク造作は第１の材料を含み、前記基板は基板平面を画定するステップと、イオンをイオンビームとして、前記基板平面に対する垂線に対して、非ゼロの入射角（θ）で、前記犠牲マスクへ向けるステップであって、複合犠牲マスクが形成され、該複合犠牲マスクは複数のマスク造作を含み、前記複数の最初のマスク造作の１つのマスク造作は、前記第１の材料を含む下部と、該下部の上に配置されるキャップ材料とを備え、該キャップ材料は前記イオンを含むステップと、基板エッチングを実施するステップであって、複数のエッチングの造作が前記基板に形成され、前記犠牲マスクの少なくとも1部が、前記基板エッチングの後に、残るステップと、を含んでもよく、前記基板エッチングは、前記第１の材料を第１のエッチング速度でエッチングし、前記キャップ材料を第２のエッチング速度でエッチングし、前記第１のエッチング速度は前記第２のエッチング速度より大きい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
特定の実施形態において、基板をパターニングするための構造を形成するために、方法が提供される。一実施形態において、基板をパターニングするための構造を形成する方法は、基板の上に配置されるマスクに、１つの最初のマスク造作又は複数のマスク造作を提供することを含むことができ、最初のマスク造作は最初の材料で形成される。最初のマスク造作は、炭素含有の「ハードマスク」、フォトレジスト又は他の材料などの既知のマスク材料で形成することができる。方法は、さらに、金属種を含むイオンビームを、基板平面に垂直に対して非ゼロの入射角θで、最初のマスク造作へ向けることを含むことができる。このように、複合マスク造作を形成することができ、複合マスク造作は最初のマスク造作の上に配置されるキャップ材料を含む。特に、キャップ材料は金属種を含むことができる。そのため、複合マスク造作は犠牲マスクとして用いることができ、マスクの一部は、基板をパターニングするための後続の処理において、消耗することができる。例えば、特定の実施形態において、基板をパターニングするための構造を形成する方法は、さらに、基板のエッチングの実施の動作を含むことができ、エッチングの造作は基板に形成され、最初のマスク造作の少なくとも１部は基板のエッチング後に残っている。
【手続補正７】
【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】
以下に詳細に説明するように、複合マスク造作は、１つの材料の層だけで形成されるマスクなどの従来のマスクより、いくつかの優位性を提供することができる。さらに、本実施形態は、既知の方法により達成されない、そのような複合マスク造作を形成するための技術を提供する。
【手続補正８】
【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】
さて、図１Ｄを見るに、複合マスク造作１１２の存在で基板１０２をエッチングするために、基板エッチングが実施される後続の動作が示される。エッチング中、イオン１１４はデバイス構造１００へ向けられる。イオン１１４は、反応性イオン・エッチングプロセスなどの、シリコン、窒化シリコン又は酸化シリコンをエッチングするための既知のエッチング組成を含む、任意の既知の反応性エッチャントを表すことができる。例えば、図１Ｄの動作中、基板１０２を収容するプラズマチャンバの中に、反応性イオン・エッチング環境を生成するために、ＣＦｘガスを含むガス組成を用いることができる。実施形態は本文脈に限定されない。上記のように、図１Ｄに示すエッチングプロセスは、Ｘ軸又はＹ軸に沿ってエッチングしないで、Ｚ軸に沿って垂直方向に基板１０２をエッチングするように、高度｛こうど｝に異方性にすることができる。エッチングが進むにつれて、基板１０２は、空間１０９の下に浸食され得る。
【手続補正９】
【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】
図５は、本発明の追加の実施形態による、例示的プロセスフロー５００を示す。ステップ５０２において、基板が提供され、基板は基板平面を画定する。ステップ５０４において、基板の上に配置されるマスクに最初のマスク造作が提供される。最初のマスク造作は既知のリソグラフィープロセスにより画定することができる。ステップ５０６において、金属種を含むイオンビームは、基板平面に対する法線に対して、非ゼロの入射角で、最初のマスク造作へ向けられる。最初のマスク造作の頂部部分の上でターゲットの厚さを有するキャップ層を含む複合マスクを生成するために、十分な時間、イオンビームを向けることができる。いくつかの実施形態において、造作の高さＨにより画定され、造作の間隔Ｓにより画定され、tan(θ)＜Ｈ／Ｓである、複数のマスク造作を有するマスクに、非ゼロの入射角（θ）を提供することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
ステップ５０８において、基板エッチングが実施され、エッチングの造作が基板に形成され、最初のマスク造作の少なくとも1部が、基板エッチングの後に、残る。基板エッチングは、いくつかの例において、既知のＲＩＥプロセスを用いて実施することができる。基板エッチングは、キャップ層の1部を除去することができ、キャップ層の全体を除去することができ、又は、最初のマスク造作の1部を除去することができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
図６は、本発明の追加の実施形態による、例示的プロセスフロー６００を示す。ステップ６０２において、基板が提供され、基板は基板平面を画定する。ステップ６０４において、ブランケット層が形成され、ブランケットは基板の上に形成され、基板平面に沿って配置される。ステップ６０６において、マスクを形成するためにブランケット層がパターン化され、マスクは複数の最初のマスク造作を含む。マスクは、炭素含有「ハードマスク」材料、フォトレジスト又は他の材料などの第1の材料から形成することができる。ステップ６０８において、金属種を含むイオンビームは、垂線に対して、非ゼロの入射角で、複数の最初のマスク造作へ向けられる。いくつかの実施形態において、金属種は、アルミニウム、タンタル、タングステン又はチタンにすることができる。実施形態は本文脈に限定されない。金属種は、キャップ層を第1の材料に形成するために、適切なドーズを供給することができ、キャップ層は金属種を含む。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019526927.tif 000001
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2019526927.tif 000002