JP2023122630A - スペーサーおよび関連する構造を形成する方法 - Google Patents

スペーサーおよび関連する構造を形成する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】構造をパターン形成する、および形成する方法、ならびに関連する構造およびシステムが開示されている。【解決手段】構造を形成する方法であって、前記方法は、－反応チャンバー３に基材１を供給する工程であって、前記基材がパターン形成されたレジストを備え、前記パターン形成されたレジストが第一の金属を備え、前記パターン形成されたレジストが複数のパターン形成された形体および複数の凹部をさらに備え、前記複数の凹部が側壁および底部を備える、供給する工程と、－前記側壁上にライナーを形成する工程であって、前記ライナーが第二の金属を含む、形成する工程と、を含む、方法。【選択図】図１

Description

本開示は、概ね、リソグラフィーの分野、特に、極端紫外線リソグラフィーの分野に関する。
半導体デバイスの絶えず続くスケーリング、およびそれに伴う、それらの構成構造の限界寸法（ＣＤ）の縮小により、従来の極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィースキャナーは、解像度の限界に達し、特定のタイプの孤立した構造パターン（具体的には、ビアのコンタクトとホール）を２０ｎｍ未満の目標限界寸法で印刷できない。したがって、ＥＵＶリソグラフィー露光後の実際の限界寸法は約２０ｎｍであり、目標限界寸法（ＣＤ）よりも大きい。
ＥＵＶ形体サイズの縮小に伴い、新しいレジストタイプが最近導入された。特に、有機金属レジスト（ＭＯＲ）は、より薄いフォトレジスト層を可能にする高い耐エッチング性を示し、およびこれにより（特に最小のＣＤおよびピッチで）欠陥が少ないパターン転写が容易になるため、注目を集めている。しかしながら、これらのレジストは、Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｒｅｓｉｓｔ（ＣＡＲ）の対応物（Ｃ系のフォトレジスト）と同じＥＵＶ解像度の限界（例えば、孤立したコンタクト／ホール構造の最小印刷ＣＤサイズ約２０ｎｍ）の影響を受ける。
本開示の方法および構造は、上記の課題の少なくともいくつかに対する解決策を提供する。
本開示の様々な実施形態は、構造を形成するための方法に関する。方法は、基材を反応チャンバーに供給することを含む。基材は、パターン形成されたレジストを備える。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。複数の凹部は、側壁および底部を備える。方法は、側壁上にライナーを形成することをさらに含む。ライナーは第二の金属を含む。
基材上にパターンを形成するための方法が本明細書にさらに記載される。方法は、基材上にレジストを形成することを含む。レジストは第一の金属を含む。方法は、マスクを通して基材を放射線で部分的に露光することをさらに含む。これにより、露光されたレジスト部および未露光レジスト部が形成される。方法は、露光されたレジスト部および未露光レジスト部のうちの一つを選択的に除去することをさらに含む。したがって、パターン形成されたレジストが形成される。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。複数の凹部は、側壁および底部を備える。方法は、基材を反応チャンバーに供給することをさらに含む。方法は、側壁上にライナーを形成することをさらに含む。ライナーは第二の金属を含む。
いくつかの実施形態では、レジストはＥＵＶレジストを含み、放射線はＥＵＶ放射線を含む。
いくつかの実施形態では、第一の金属と第二の金属は同じである。
いくつかの実施形態では、ライナーは、パターン形成された形体および凹部の底部上にさらに形成される。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成する工程の後に、ライナーをエッチングすることがさらに続く。したがって、ライナーは、パターン形成された形体および凹部の底部から除去され、側壁上にスペーサーを形成する。
いくつかの実施形態では、第一の金属および第二の金属のうちの少なくとも一つは、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｈｆ、およびＺｒから選択される。
いくつかの実施形態では、ライナーとレジストは、実質的に同一の組成を有する。
いくつかの実施形態では、ライナーとレジストは、実質的に同一のエッチング速度を有する。
いくつかの実施形態では、レジストおよびライナーのうちの少なくとも一つは、プニクトゲン、カルコゲン、およびハロゲンのうちの一つまたは複数を含む。
いくつかの実施形態では、レジストとライナーは、同じ金属酸化物を含む。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、前駆体および反応物質を反応チャンバーに供給することを含む。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、プラズマを形成することを含む。
いくつかの実施形態では、前駆体および反応物質は、反応チャンバーに同時に供給される。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、周期的プロセスを実行することを含む。周期的プロセスは、前駆体パルスおよび反応物質パルスを含む。前駆体パルスは、基材を前駆体にさらすことを含む。反応物質パルスは、基材を反応物質にさらすことを含む。
いくつかの実施形態では、前駆体は、金属アルキルアミン、金属アルキル、および金属ハロゲン化物のうちの少なくとも一つを含む。
いくつかの実施形態では、反応物質は酸素を含む。
一つまたは複数の前駆体源、一つまたは複数の前駆体源と動作可能に連結する反応チャンバー、およびコントローラーを備えるシステムが本明細書にさらに記載される。コントローラーは、システムに本明細書に記載の方法を実行させるように構成される。
基材、パターン形成されたレジスト、およびライナーを備える構造が本明細書にさらに記載される。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。複数の凹部は、側壁および底部を備える。ライナーは側壁上に配置される。ライナーは第二の金属を含む。
本明細書に記載の方法によって形成される構造が本明細書にさらに記載される。
これらの実施形態および他の実施形態は、添付の図面を参照するある特定の実施形態の以下の「発明を実施するための形態」から当業者に容易に明らかとなることになり、本発明は開示されたいずれかの特定の実施形態（複数可）に必ずしも限定されない。
本開示の例示的な実施形態のより完全な理解は、以下の例示的な図に関連して考慮される場合、「発明を実施するための形態」および「特許請求の範囲」を参照することによって得ることができる。
図１は、本開示による方法の少なくとも実施形態を実施することができる反応器を示す。 図２は、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム（２００）を例示する。 図３は、ライナーおよびスペーサーを備える基材を示す。 図４は、本開示のいくつかの実施形態による例示的なパターン形成プロセスのフローチャートを示す。 図５は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成するためのプロセスのフローチャートを示す。 図６は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成するためのプロセスのフローチャートを示す。 図７は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成するためのプロセスのフローチャートを示す。 図８は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成するためのプロセスのフローチャートを示す。 図９は、本開示のいくつかの実施形態による方法で使用する例示的なパルス方式を示す。 図１０は、本開示のいくつかの実施形態による方法で使用する例示的なパルス方式を示す。 図１１は、本開示のいくつかの実施形態による方法で使用する例示的なシステムを示す。 図１２は、本開示のいくつかの実施形態による方法で使用する例示的なシステムを示す。 図１３は、本開示のいくつかの実施形態による方法で使用する例示的なシステムを示す。
当然のことながら、図内の要素は単純化および明瞭化のために例示されており、必ずしも原寸に比例して描かれていない。例えば、図内の要素のうちの一部の寸法は、本開示の図示された実施形態の理解の向上を助けるために他の要素に対して相対的に誇張されている場合がある。
以下に提供される本発明の例示的な実施形態の記述は、単に例示的なものであり、また例示のみを目的として意図しており、以下の記述は本明細書で開示される本発明の範囲を限定することを意図していない。さらに、述べられた特徴を有する複数の実施形態の列挙は、追加的な特徴を有する他の実施形態、または述べられた特徴の異なる組み合わせを組み込む他の実施形態を除外することを意図していない。
本明細書で使用される場合、基材という用語は、一つ以上の層を含み、かつ／または一つ以上の層をその上に堆積させることができる、任意の下地材料（複数可）を指す場合がある。基材は、シリコン（例えば単結晶シリコン）などのバルク材料、ゲルマニウムなどの他の第ＩＶ族材料、またはＧａＡｓなどの複合半導体材料を含むことができ、またバルク材料の上に重なるまたはバルク材料の下にある一つ以上の層を含むことができる。例えば、基材は、バルク材料の上に重なるいくつかの層のパターニングスタックを含むことができる。パターニングスタックは用途に応じて変えることができ、ハードマスク、例えば、金属ハードマスク、酸化物ハードマスク、窒化物ハードマスク、炭化物ハードマスク、またはアモルファスカーボンハードマスクを含むことができる。さらに基材は追加的または代替的に、基材の層の少なくとも一部分の中またはその上に形成される様々な特徴部（凹部、線、およびこれに類するものなど）を含むことができる。
この開示では、ガスは、常温および常圧において気体、気化した固体、および／または気化した液体である材料を含んでもよく、また状況に依存して単一の気体または気体の混合物で構成されてもよい。プロセスガス以外のガス、すなわちガス分配アセンブリ（シャワーヘッド、他のガス分配装置、またはこれに類するものなど）を通過することなく導入されるガスが、例えば反応空間を密封するために使用されてもよく、また希ガスなどのシールガスを含んでもよい。
材料の堆積の状況においてなどの、一部の事例では、前駆体という用語は、別の化合物、そして特に膜マトリックスまたは膜の主骨格を構成する化合物を生成する化学反応に関与する化合物（複数可）を指すことができ、一方で反応物質という用語は、一部の事例では前駆体以外の、前駆体と反応する、前駆体を活性化する、前駆体を修飾する、または前駆体の反応を触媒する化合物、を指すことができ、反応物質は元素を膜に提供し、かつ膜の一部となってもよい。一部の事例では、「前駆体」および「反応物質」という用語は、互換的に使用することができる。
周期的堆積プロセス（ｃｙｃｌｉｃ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）または周期的堆積プロセス（ｃｙｃｌｉｃａｌ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ）という用語は、基材上に層を堆積するために前駆体（および／または反応物質）を反応チャンバーの中へと逐次的に導入することを指してもよく、また原子層堆積（ＡＬＤ）、周期的化学蒸着（周期的ＣＶＤ）、ならびにＡＬＤ構成要素および周期的ＣＶＤ構成要素を含むハイブリッド周期的堆積プロセスなどの処理技法を含む。他の場合では、プロセス技術は、プラズマプロセス、例えば、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）またはプラズマ増強ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）を含むことができ、これは、低温での作業を可能にするため、いくつかの実施形態では好ましい可能性がある。
原子層堆積という用語は、堆積サイクル、典型的には複数の連続的な堆積サイクルがプロセスチャンバー内で行われる、蒸着プロセスを指す場合がある。本明細書で使用される場合、「原子層堆積」という用語はまた、化学蒸着原子層堆積、原子層エピタキシー（ＡＬＥ）、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）、ガス供給源ＭＢＥ、または有機金属ＭＢＥ、ならびに前駆体（複数可）／反応性ガス（複数可）、およびパージ（例えば不活性キャリア）ガス（複数可）の交互パルスを用いて実施される場合の化学ビームエピタキシーなどの関連する用語によって示されるプロセスを含むことを意味する。
一般的に、ＡＬＤプロセスに対しては、各サイクル中に、前駆体は、反応チャンバーへと導入され、そして堆積表面（例えば、以前のＡＬＤサイクルから以前に堆積された材料または他の材料を含むことができる、基材表面）に化学吸着され、追加の前駆体と容易に反応しない材料の単分子層または準単分子層を形成する（すなわち、自己限定的な反応）。その後、一部の事例では、化学吸着した前駆体を堆積表面上で所望の材料へと変換するのに使用するために、反応物質は引き続いて、プロセスチャンバーの中へと導入されてもよい。反応物質は、前駆体とのさらなる反応の能力を有することができる。一つまたは複数のサイクル中、例えば、各サイクルの各工程中に、パージ工程を利用して、あらゆる過剰な前駆体をプロセスチャンバーから除去する、ならびに／またはあらゆる過剰な反応物質および／もしくは反応副生成物を反応チャンバーから除去することができる。
本明細書で使用される場合、パージまたはパージするという用語は、ガス流が停止される手順、または前駆体流が断続的に停止される一方で、キャリアガスの継続的な提供を伴う手順を指す場合がある。例えば、パージは、前駆体パルスと反応物質パルスとの間に提供されてもよく、それ故に、前駆体と反応物質との間の気相の相互作用を回避する、または少なくとも低減する。当然のことながら、パージは時間的に、または空間的に、または両方で達成することができる。例えば、時間的なパージの事例では、パージ工程は、例えば、前駆体を反応器チャンバーに提供し、パージガスを反応器チャンバーに提供し、そして反応物質を反応器チャンバーに提供し、層が堆積される基材は移動しないという、時系列で使用することができる。空間的パージの事例では、パージ工程は、前駆体が供給される第一の場所から、パージガスカーテンを通して、反応物質が供給される第二の場所に基材を移動させるという形態を取ることができる。
本開示では、変数のうちの任意の二つの数はその変数の実行可能な範囲を構成することができ、また示された任意の範囲は、端点を含んでもよく、または除外してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、示される変数の任意の値は、正確な値またはおよその値を指す場合があり、等価物を含んでもよく、平均値、中央値、代表値、大多数などを指す場合がある。さらに、この開示では、「含む」「によって構成される」、および「有する」という用語は、一部の実施形態では、「典型的にまたは広く含む」、「含む」、「から本質的になる」、または「からなる」を独立して指すことができる。さらに、この用語は、「からなる」、または「から本質的になる」を含むことができる。本開示の態様によると、用語の任意の定義された意味は、その用語の通常の意味および通例の意味を必ずしも除外するものではない。
構造を形成する方法が本明細書に記載されている。方法は基材を反応チャンバーに供給することを含む。基材は、パターン形成されたレジストを備える。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。凹部は、側壁および底部を備える。方法は、側壁上にライナーを形成することをさらに含む。ライナーは第二の金属を含む。
基材、例えばウェーハ上にパターンを形成する方法が、本明細書にさらに記載される。方法は、基材上にレジストを形成することを含む。例示的なレジストとしては、ＥＵＶレジスト、すなわち、極端紫外線に敏感に反応するレジストが挙げられる。レジストは第一の金属を含む。方法は、マスクを通して基材を放射線で部分的に露光することをさらに含む。基材が部分的に露光されると、基材の特定の部分が照射され、他の部分は照射されない。その結果、露光されたレジスト部および未露光レジスト部が形成される。方法は、露光されたレジスト部および未露光レジスト部のうちの一つを選択的に除去することをさらに含む。ポジ型レジストおよびネガ型レジストの両方を好適に使用することができることは言うまでもない。したがって、パターン形成されたレジストが形成される。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。複数の凹部は、側壁および底部を備える。方法は、基材を反応チャンバーに供給することをさらに含む。そして、側壁上にライナーが形成される。ライナーは第二の金属を含む。
したがって、スペーサーを形成する方法、および基材上にパターンを形成する方法が本明細書に記載されている。関連する構造およびシステムが本明細書にさらに記載される。スペーサーは、例えば極端紫外線（ＥＵＶ）光を使用して、半導体基材のパターニングにおいて有利に使用されることができる。特に、スペーサーは有利に、パターン形成できる形体の限界寸法を低減させることができる。したがって、２０ｎｍ未満の限界寸法を有するパターンを効率的に形成することができ、それによって現在のＥＵＶ解像度限界を回避する。
さらに、スペーサーの形成はリソグラフィーの直後に好適に実行できるため、後続のエッチング工程では「直線的な」異方性エッチング、つまり、重合ガスの使用を制限し、テーパーを付けずに基材面に垂直な異方性エッチングを使用でき、これにより、形体の均一性および配置が改善され、欠陥が制限される可能性がある。本開示の方法は、粗度が低く、コストが削減され、スループットが向上したパターンをさらにもたらすことができる。
さらに、多種多様な材料、例えば金属中心および共反応物質を使用して、ライナー組成を具体的にすることができる
本明細書に記載の方法は、任意の好適なレジストを用いることができる。いくつかの実施形態では、レジストは、極端紫外線（ＥＵＶレジスト）に敏感に反応するレジストである。好適には、放射線はマスクを通して基材を放射線で部分的に露光するために使用される。ＥＵＶフォトレジスト層は、任意の好適なフォトレジスト、例えば、分子、金属酸化物、または化学増幅型フォトレジストを含んでもよい。フォトレジストは、化学気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、およびプラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）を含む任意の好適な成膜技術を使用して形成されることができることは言うまでもない。
いくつかの実施形態では、レジストは、有機金属レジスト（ＭＯＲ）を含む。好適な有機金属レジストとしては、スズオキシカーバイドおよびインジウムオキシカーバイドレジストが挙げられる。このようなレジストは、スピンコーティング、化学気相堆積、プラズマ増強化学気相堆積、原子層堆積、分子層堆積、およびプラズマ増強原子層堆積を含む様々な技術を使用して形成されることができる。
いくつかの実施形態では、レジストは金属酸化物レジストを含む。好適な金属酸化物レジストとしては、酸化スズレジストおよび酸化インジウムレジストが挙げられる。このようなレジストは、スピンコーティング、化学気相堆積、プラズマ増強化学気相堆積、原子層堆積、分子層堆積、およびプラズマ増強原子層堆積を含む様々な技術を使用して形成されることができる。レジストは、いくつかの実施形態では、スズ、インジウム、およびアンチモンのうちの少なくとも一つのうちの酸化物を含むことができる。
好適なレジストは、物理的または化学的に変化する材料、例えば、一つまたは複数の種類の電磁放射線、例えばＥＵＶ放射線にさらすと溶解度が変化する材料を含む。
多種多様な材料（中心金属および共反応物質）により、特定のレジスト組成および後続のエッチング剤に適応するライナー層組成の特定の調整が可能になる。したがって、いくつかの実施形態では、第一と第二の金属は同じである。したがって、レジストとライナーは同じ金属を含むことができる。別の実施形態では、第一の金属と第二の金属とは異なり、すなわち、レジストとライナーは異なる金属を含むが、レジストとライナーは、例えば気相エッチングにおいて、類似または同一のエッチング速度を示す。
いくつかの実施形態では、第一の金属と第二の金属は同じである。これは、例えば、ライナーが形成されるパターン形成されたレジストと類似または同一のエッチング速度を有するライナーが形成される場合に有利であることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーは、パターン形成された形体および凹部の底部上にさらに形成される。好適には、またいくつかの実施形態では、本明細書に記載の方法は、ライナーを異方性エッチングする工程、それによりパターン形成された形体および底部からライナーを除去し、側壁にスペーサーを形成する工程を含む。
ライナーの密度および耐エッチング性は、成膜パラメーター（例えば、成膜温度、圧力、プラズマ組成等）、前駆体の選択、反応物質組成等を適合させることによって調整できることは言うまでもない。
いくつかの実施形態では、第一の金属および第二の金属のうちの少なくとも一つは、Ｓｂ、Ｉｎ、およびＳｎから選択される。
いくつかの実施形態では、レジストおよびライナーのうちの少なくとも一つは、プニクトゲン、カルコゲン、およびハロゲンのうちの一つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、レジストおよびライナーのうちの少なくとも一つは、金属プニクトゲン、金属カルコゲン、または金属ハロゲン化物を含む。好適な金属プニクトゲンとしては、金属窒化物が挙げられる。好適な金属カルコゲンとしては、金属酸化物、金属硫化物、金属セレン化物、および金属テルル化物が挙げられる。
好適な前駆体としては、金属前駆体、例えば、スズ前駆体、アンチモン前駆体、およびインジウム前駆体が挙げられる。いくつかの実施形態では、前駆体は、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｈｆ、およびＺｒからなるリストから選択される元素を含む。金属前駆体は、例えば、アルキルアミン、アルキル、またはハロゲン化物を含むことができる。いくつかの実施形態では、前駆体は、スズアルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズを含む。いくつかの実施形態では、前駆体は、インジウムアルキル、例えばトリメチルインジウムを含む。いくつかの実施形態では、前駆体は、ハロゲン化スズ、例えばＳｎＩ４を含む。いくつかの実施形態では、前駆体は、ハロゲン化アンチモン、例えばＳｂＣｌ５を含む。
好適な反応物質には、前駆体と反応する、あるいは相互作用することができる気体の化合物および元素ガスが含まれる。反応物質と前駆体との間の反応は、熱的であるか、または何らかの活性化手段、例えばプラズマ、熱線、もしくはＵＶ光によって活性化されることができるか、のどちらかである。
いくつかの実施形態では、反応物質は酸素を含む。したがって、いくつかの実施形態では、反応物質は酸素反応物質を含む。好適な酸素反応物質としては、Ｏ２、Ｏ３、およびＨ２Ｏが挙げられる。
いくつかの実施形態では、反応物質は、ハロゲン化物、例えばＦ、Ｃｌ、Ｂｒ、およびＩのうちの一つまたは複数を含む。いくつかの実施形態では、反応物質は、ハロゲン化水素、例えば、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩを含む。いくつかの実施形態では、反応物質は、元素ハロゲン、例えばＦ２、Ｃｌ２、Ｂｒ２、またはＩ２を含む。
いくつかの実施形態では、反応物質は窒素反応物質を含む。好適な窒素反応物質としては、Ｎ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ２、およびフォーミングガスが挙げられる。
いくつかの実施形態では、反応物質は炭素反応物質を含む。好適な炭素反応物質としては、ＣＨ４などのアルキルが挙げられる。
いくつかの実施形態では、反応物質は還元反応物質を含む。好適な還元反応物質としては、Ｈ２が挙げられる。
いくつかの実施形態では、反応物質は、ジオール、例えば脂肪族または芳香族ジオールを含む。好適なジオールとしては、エチレングリコールおよびヒドロキノンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、反応物質は、イオンおよびラジカルのうちの少なくとも一つを含む。イオンおよびラジカルは、プラズマで、例えば、反応チャンバー内のプラズマで、または反応チャンバーから特定の距離にあるリモートプラズマで生成されることができる。プラズマを反応チャンバー内で発生させる場合、プラズマは、直接または間接プラズマとすることができる。直接プラズマは、基材と直接接触する。間接プラズマは、開口部を備えるセパレーター、例えばメッシュプレートまたは有孔プレートによって基材から分離される。いくつかの実施形態では、プラズマは、希ガスを含むプラズマガス、または希ガスおよび酸素含有ガスを含むプラズマガス、またはＡｒおよびＯ２を含むプラズマガス、またはＯ２を含むプラズマガス、またはＨｅおよびＯ２を含むプラズマガス、またはＡｒを含むプラズマガスを使用する。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、原子層堆積プロセスを実行することを含む。このような実施形態では、ライナーは、基材を前駆体および反応物質に順次さらすことによって形成される。基材および反応物質の曝露は、パージによって分離されることができる。前駆体は、アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、アルキル、例えばトリメチルインジウム、またはハロゲン化物、例えばＳｎＩ４もしくはＳｂＣｌ５を含むことができる。反応物質は、水および酸素を含む反応物質、例えばＨ２ＯまたはＨ２Ｏ２を含むことができる。このような原子層堆積プロセスは、例えば、プラズマ増強化学気相堆積プロセスを使用して堆積された有機金属レジスト上にライナーを形成するために有用である。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、分子層堆積プロセスを実行することを含む。このような実施形態では、ライナーは、基材を前駆体および反応物質に順次さらすことによって形成される。基材および反応物質の曝露は、パージによって分離されることができる。前駆体は、アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、アルキル、例えばトリメチルインジウム、またはハロゲン化物、例えばヨウ化物、臭化物、もしくは塩化物を含むことができる。好適なヨウ化物としては、ＳｎＩ４が挙げられる。好適な塩化物としては、ＳｂＣｌ５が挙げられる。反応物質は、ジオール、例えば、脂肪族ジオール、例えばエチレングリコール、または芳香族ジオール、例えばハイドロキノンを含むことができる。このような分子層堆積プロセスは、例えば、スピンコーティングを使用して形成された有機金属レジスト上にライナーを形成するのに有用である。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、プラズマ増強原子層堆積プロセスを実行することを含む。このような実施形態では、ライナーは、基材を前駆体および反応物質に順次さらすことによって形成される。このような実施形態では、反応物質は、プラズマを使用して生成された活性種、例えばイオンおよびラジカルを含む。基材および反応物質の曝露は、パージによって分離されることができる。前駆体は、アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、アルキル、例えばトリメチルインジウム、またはハロゲン化物、例えばヨウ化物、臭化物、もしくは塩化物を含むことができる。好適なヨウ化物としては、ＳｎＩ４が挙げられる。好適な塩化物としては、ＳｂＣｌ５が挙げられる。前記のように、イオンおよびラジカルは、プラズマで、例えば、反応チャンバー内のプラズマで、または反応チャンバーから特定の距離にあるリモートプラズマで生成されることができる。プラズマを反応チャンバー内で発生させる場合、プラズマは、直接または間接プラズマとすることができる。いくつかの実施形態では、プラズマは、希ガスを含むプラズマガス、または希ガスおよび酸素含有ガスを含むプラズマガス、またはＡｒおよびＯ２を含むプラズマガス、またはＯ２を含むプラズマガス、またはＨｅおよびＯ２を含むプラズマガス、またはＡｒを含むプラズマガスを使用する。このようなプラズマ増強原子層堆積プロセスは、例えば、プラズマ増強化学気相堆積プロセスを使用して堆積された有機金属レジスト上にライナーを形成するのに有用である。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、前駆体および反応物質を反応チャンバーに供給することを含む。
例示的な堆積方法は、周期的堆積方法、例えばＡＬＤおよびパルスＣＶＤ法とすることができ、またはそれらを含むことができ、またいくつかの有用な実施形態では、間接、直接、およびリモートプラズマ法を含むことができ、方法は、（例えば、吸収体もしくは下地層等の望ましい元素の望ましい量または濃度を達成するために）サブサイクルを選択的に繰り返して調整を強化することができるスーパーサイクルプロセスを含んでもよい。本明細書に記載のライナーは、熱化学気相堆積（ＣＶＤ）、パルスＣＶＤ、熱原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ増強ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、またはプラズマ増強ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）を使用して形成されることができる。これらの方法はすべて、不均一性の低い薄い（５ｎｍ以下）ライナーを好適に堆積させることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーは周期的プロセス、例えば金属前駆体と炭素反応物質との交互パルスを使用する分子層堆積プロセスよって堆積される。好適には、金属前駆体は、金属アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズを含むことができ、炭素反応物質は、脂肪族ジオール、例えばエチレングリコールまたは芳香族ジオール、例えばヒドロキノンを含むことができる。このようなライナーは、例えば、スズオキシカーバイドレジスト上で好適に使用されることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーは、周期的プロセス、例えば金属前駆体と炭素反応物質との交互パルスを含む分子層堆積プロセスまたは原子層堆積プロセスによって堆積される。好適には、金属前駆体は、金属アルキル、例えばトリメチルインジウムを含むことができ、炭素反応物質は、脂肪族ジオール例えばエチレングリコールまたは芳香族ジオール、例えばヒドロキノンを含むことができる。このようなライナーは、例えば、インジウムオキシカーバイドレジスト上で好適に使用されることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、プラズマを形成することを含む。様々なプラズマ、例えば直接プラズマ、間接プラズマ、およびリモートプラズマを使用することができる。プラズマは、連続的にまたは断続的に発生させることができる。
いくつかの実施形態では、前駆体および反応物質は、反応チャンバーに同時に供給される。いくつかの実施形態では、ライナーを形成している間は、プラズマを発生させない。いくつかの実施形態では、基材を前駆体および反応物質に連続的にさらすことができる。別の実施形態では、基材を前駆体および反応物質に交互にさらすことができる。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、周期的プロセスを含む。周期的プロセスは、前駆体パルスおよび反応物質パルスを含む。前駆体パルスは、基材を前駆体にさらすことを含む。反応物質パルスは、基材を反応物質にさらすことを含む。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、熱周期的プロセス、例えば熱原子層堆積プロセスを含む。周期的プロセスは、前駆体パルスおよび反応物質パルスを含む。前駆体パルスは、基材を前駆体にさらすことを含む。反応物質パルスは、基材を反応物質にさらすことを含む。熱周期的プロセスの間、基材は、プラズマによって生成される活性種、例えば、プラズマによって生成されるイオンにもラジカルにもさらされない。
熱周期的プロセスでは、好適な前駆体としては、金属アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、金属アルキル、例えばトリメチルインジウム、ならびに金属ハロゲン化物、例えば四ヨウ化スズおよび五塩化アンチモンが挙げられる。
熱周期的プロセスでは、好適な反応物質としては、酸素および水素含有ガスまたは蒸気、Ｈ２ＯおよびＨ２Ｏ２が挙げられる。他の好適な反応物質としては、酸素含有ガス、例えばＯ２およびＯ３が挙げられる。
好適には、金属前駆体および水素を含む反応物質を使用する熱周期的プロセスにより、金属酸化物含有レジストと同様の耐エッチング性を有するライナーが得られる。例えば、このようなライナーは、プラズマ増強化学気相堆積を使用して堆積されるパターン形成された金属酸化物レジスト上に好適に形成されることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、分子層堆積プロセスを含む。分子層堆積プロセスは、特定の周期的堆積プロセスである。分子層堆積プロセスは、前駆体パルスおよび反応物質パルスを含む。前駆体パルスは、基材を前駆体にさらすことを含む。反応物質パルスは、基材を反応物質にさらすことを含む。分子層堆積プロセスの間、基材は、プラズマによって生成される活性種、例えば、プラズマによって生成されるイオンにもラジカルにもさらされない。
分子層堆積プロセスでは、好適な前駆体としては、金属アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、金属アルキル、例えばトリメチルインジウム、ならびに金属ハロゲン化物、例えば四ヨウ化スズおよび五塩化アンチモンが挙げられる。
分子層堆積プロセスでは、好適な反応物質としては、アルキルジオール、例えばエチレングリコール、２－ブテン－１，４－ジオール、およびマレイン酸、ハロゲン化アシル、例えば塩化スクシニル、フマリルクロリド、ならびに芳香族ジオールまたはトリオール、例えばハイドロキノンおよびベンゼン－１，３，５－トリオールが挙げられる。
好適には、本明細書に記載の分子層堆積プロセスは、金属酸化物レジストの耐エッチング性と有機レジストの耐エッチング性との間の耐エッチング性を有するライナーを得ることができる。例えば、このようなライナーは、金属、酸素、および必要に応じて炭素を含むパターン形成されたレジスト、例えば、スピンコーティング技術を使用して堆積されるレジスト、または金属イオンおよび配位有機配位子を含む有機金属構造体レジスト上に好適に形成されることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成することは、プラズマベースの周期的プロセス、例えばプラズマ増強原子層堆積プロセスを含む。プラズマ増強原子層堆積プロセスは、前駆体パルスおよびプラズマパルスを含む。前駆体パルスは、基材を前駆体にさらすことを含む。プラズマパルスは、プラズマを発生させ、プラズマによって生成される活性種、例えばイオンまたはラジカルに基材をさらすことを含む。
プラズマベースの周期的プロセス、例えばプラズマ増強原子層堆積プロセスでは、好適な前駆体としては、金属アルキルアミン、例えばテトラキス（ジメチルアミド）スズ、金属アルキル、例えばトリメチルインジウム、ならびに金属ハロゲン化物、例えば四ヨウ化スズおよび五塩化アンチモンが挙げられる。
プラズマパルスの間、直接プラズマまたは間接プラズマを使用してもよい。好適なプラズマとしては、希ガスプラズマ、例えばＨｅおよびＡｒプラズマが挙げられる。他の好適なプラズマとしては、Ｏ２プラズマ、およびプラズマガスがＯ２および希ガス、例えばＨｅまたはＡｒの混合物を含むプラズマが挙げられる。
好適には、本明細書に記載のプラズマ増強周期的堆積プロセスは、金属酸化物レジストの耐エッチング性と有機レジストの耐エッチング性との間の耐エッチング性を有するライナーを得ることができる。例えば、このようなライナーは、金属、酸素、および必要に応じて炭素を含み、プラズマ増強堆積技術、例えばプラズマ増強化学気相堆積で堆積されたパターン形成されたレジスト上に好適に形成されることができる。
いくつかの実施形態では、ライナーを形成する工程の後に、ライナーをエッチングする工程がさらに続く。必要に応じて、ライナーを形成する工程は、レジストを部分的にエッチングすることを含む。好適には、ライナーを形成する工程は、異方性エッチング、すなわち、基材表面に平行な方向と比較して、基材表面に垂直な方向により高いエッチング速度を有するエッチングを使用する。したがって、ライナーは、パターン形成された形体および凹部の底部から除去され、スペーサーは側壁上に形成される。
いくつかの実施形態では、ライナーとレジストは、実質的に同一の組成を有する。ライナーおよびレジストはさらに、類似の微構造を有することができる。例えば、レジストおよびライナーは両方とも非晶質であってもよく、または両方とも微結晶構造を有していてもよく、または両方とも多結晶構造を有していてもよい。有利なことに、微構造および組成が類似している、または、実質的に同一である場合、レジストおよびライナーは、使用されるエッチング液に関係なく、類似のエッチング速度を有することができる。
いくつかの実施形態では、例えば、エッチング液、例えばＮＦ３、ＢＣｌ３、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＳＦ６、ＨＢｒ、Ｃｌ２、およびそれらの混合物にさらされた場合、ライナーとレジストは実質的に同一のエッチング速度を有する。このようなエッチング液を、容量結合プラズマ（ＣＣＰ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、またはリモートプラズマチャンバー内でＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いて使用できる。同一のエッチング速度は、例えば希釈したＨＦまたは水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）を用いたウェットエッチングでも得られる可能性がある。
いくつかの実施形態では、ライナーとレジストは、組成は異なるが、エッチング速度は同一である。
いくつかの実施形態では、前駆体は、金属アルキルアミン、金属アルキル、および金属ハロゲン化物のうちの少なくとも一つを含む。
ライナーを形成している間、反応チャンバーは、例えば、少なくとも２０℃から最大で２００℃まで、または少なくとも５０℃から最大で３００℃までの温度に維持されることができる。ライナーを形成している間、反応チャンバーは、例えば、少なくとも１４０Ｐａから最大で１３００Ｐａの圧力に維持されることができる。前駆体および反応物質のうちの少なくとも一つは、例えば、少なくとも２００から最大で２０００ｓｃｃｍの流量で供給されることができる。いくつかの実施形態では、前駆体パルスは、少なくとも０．１秒から最大で１５秒持続する。
好適には、反応チャンバーの温度および圧力のうちの少なくとも一方は、本明細書に記載の方法により一定値に、例えば最大で１０％の誤差範囲内に維持されることができる。
一つまたは複数の前駆体源、一つまたは複数の前駆体源と動作可能に連結する反応チャンバー、およびコントローラーを備えるシステムが本明細書にさらに記載される。コントローラーは、システムに本明細書に記載の方法を実行させるように構成される。
本明細書において、構造についてさらに説明する。構造は、基材、パターン形成されたレジスト、およびライナーを備える。パターン形成されたレジストは、第一の金属を含む。パターン形成されたレジストは、複数のパターン形成された形体と複数の凹部とをさらに備える。複数の凹部は、側壁および底部を備える。ライナーは側壁に配置される。ライナーは第二の金属を含む。有利なことには、必須ではないが、第一の金属と第二の金属とは同一である。いくつかの実施形態では、第一の金属および第二の金属は、Ｓｎである。いくつかの実施形態では、第一の金属および第二の金属は、Ｓｂである。いくつかの実施形態では、第一の金属および第二の金属は、Ｉｎである。いくつかの実施形態では、構造は、本明細書に記載の方法によって形成される。
本提供の方法は、図１に示すような反応器を備える任意の好適な装置で実行されることができる。同様に、本提供の構造は、図１に示すような反応器を備える任意の好適な装置で製造されることができる。図１は、本発明のいくつかの実施形態で使用可能な、以下に記載のシーケンスを実行するようにプログラムされた制御装置と望ましくは一体化したプラズマ増強原子層堆積（ＰＥＡＬＤ）装置の概略図である。図１では、反応チャンバー（３）の内部１１（反応ゾーン）に一対の導電性平板電極（２、４）を互いに平行に対向させて設け、電源（２５）から（例えば、１３．５６ＭＨｚおよび／または２７ＭＨｚの）ＲＦ電力を一方の側に印加し、他方の側（１２）を電気的に接地することにより、プラズマが電極間で励起される。温度調整器を、下部ステージ（２）、すなわち下部電極に設けてもよい。基材（１）がその上に配置され、その温度は所定の温度で一定に維持される。上部電極（４）はシャワープレートとしても機能し、反応物質ガスおよび／または希釈ガスがあればそれら、ならびに前駆体ガスは、それぞれ第一のガスライン（２１）および第二のガスライン（２２）を通り、そしてシャワープレート（４）を通って反応チャンバー（３）内に導入される。さらに、反応チャンバー（３）内には、排気ライン（１７）を有する円形ダクト（１３）が設けられており、これを通って反応チャンバー（３）の内部（１１）内のガスが排気される。さらに、搬送チャンバー（５）は、反応チャンバー（３）の下方に配置され、かつ搬送チャンバー（５）には、搬送チャンバー（５）の内部（１６）を経由して反応チャンバー（３）の内部（１１）の中へシールガスを導入するためにガスシールライン（２４）が設けられ、反応ゾーンと搬送ゾーンとを分離するための分離プレート（１４）が設けられている。ウェーハを搬送チャンバー（５）に搬入出するためのゲートバルブは、この図から省略してあることに留意されたい。搬送チャンバーにはまた、排気ライン（６）が設けられている。
図２は、本開示の別の例示的な実施形態によるシステム（２００）を例示する。システム（２００）を使用して、本明細書に記載の方法を実行し、および／または本明細書に記載の構造を形成することができる。
図示した例では、システム（２００）は、一つまたは複数の反応チャンバー（２０２）、前駆体ガス源（２０４）、反応物質ガス源（２０５）、および必要に応じて追加のガス源（２０６、２０８）を備える。当然のことながら、システム（２００）は、必要に応じてさらに多くのガス源（図示せず）を備えることができる。システムは、排気（２１０）およびコントローラー（２１２）をさらに備える。
反応チャンバー（２０２）は、任意の好適な反応チャンバー、例えばＡＬＤまたはＣＶＤ反応チャンバーを含み得る。
ガス源（２０４～２０８）のいずれか一つは、容器と、本明細書に記載の一つまたは複数の前駆体、反応物質、または他のガスとを含むことができる。ガス源（２０４～２０８）は、必要に応じて、前駆体を一つまたは複数のキャリアガス（例えば、希ガス）と混合するための混合ユニット備えることができる。パージガス源（図示せず）は、例えば、本明細書に記載の一つまたは複数の希ガスを含むことができる。四つのガス源（２０４～２０８）で示されているが、システム（２００）は任意の好適な数のガス源を備えることができる。ガス源（２０４～２０８）は、一つまたは複数の反応チャンバー（２０２）にライン（２１４～２１８）を介して連結することができ、それらはフローコントローラー、バルブ、ヒーター等を備えることができる。
排気（２１０）は、一つまたは複数の真空ポンプを備えることができる。
コントローラー（２１２）は、システム（２００）に含まれるバルブ、マニホールド、ヒーター、ポンプ、および他の構成要素を選択的に動作させる電子回路ならびにソフトウェアを含む。このような回路および構成要素は、前駆体、反応物質、およびパージガスを、それぞれの供給源（２０４～２０８）から導入するように動作する。コントローラー（２１２）は、ガスパルスシーケンスのタイミング、基材および／または反応チャンバーの温度、反応チャンバー内の圧力、ならびに様々な他の動作を制御して、システム（２００）を適切に動作させ得る。
コントローラー（２１２）は、反応チャンバー（２０２）内外への前駆体、反応物質、およびパージガスの流れを制御するために、バルブを電気的にまたは空気圧で制御する制御ソフトウェアを備えることができる。コントローラー（２１２）は、特定のタスクを実行するソフトウェアまたはハードウェアコンポーネント、例えばＦＰＧＡまたはＡＳＩＣ等のモジュールを含むことができる。モジュールは、有利には、制御システムのアドレス指定可能な記憶媒体上に存在するように構成され、一つ以上のプロセスを実行するように構成され得る。
異なる数および種類の前駆体源および反応物質源を備え、かつ一つまたは複数のパージガス源を備える、システム（２００）の他の構成が可能である。さらに、反応チャンバー（２０２）内へ選択的にガスを供給するという目的を達成するために使用されることができるバルブ、導管、前駆体源、およびパージガス源の多くの配置があることが理解されるであろう。さらに、システムの概略図として、説明を簡単にするために多くの構成要素が省略されている。このような構成要素としては、例えば、様々なバルブ、マニホールド、精製器、ヒーター、容器、通気孔、および／またはバイパスを挙げることができる。
反応器システム（２００）の作動中に、半導体ウェーハなどの基材（図示せず）が、例えば基材ハンドリングシステムから反応チャンバー（２０２）へ搬送される。基材が反応チャンバー（２０２）に搬送されると、ガス源（２０４～２０８）からの一つまたは複数のガス、例えば前駆体、反応物質、キャリアガス、および／またはパージガスが、反応チャンバー（２０２）内に導入される。
場合によっては、一部のガス、例えば、Ｏ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｈｅ、およびＡｒは、非常に一般的であり、かつ製造全体にわたって使用されることが理解されるであろう。このため、これらは必ずしも装置内部の容器内に保管されなくてもよく、その代わりに、本明細書に記載のシステムへのガスラインを介して中央保管ユニット（図示せず、加圧容器であってもよい）から供給されてもよい。
図３は、パネルａ）およびパネルｂ）の二つのパネルを示す。図３のパネルａ）およびｂ）は、本明細書に開示の方法の実施形態によって形成されることができる構造を示す。パネルａ）の構造は、ハードマスク（３１０）が形成される基材（３００）を備える。好適な基材としては、一つまたは複数のパターン形成されたまたはパターン形成されていない層および構造が形成されたシリコンウェーハが挙げられる。ハードマスク（３１０）は、例えば、金属、金属合金、半導体、いくつかの半導体の合金、アモルファスカーボン、窒素および炭素含有材料、金属窒化物、金属炭化物、金属酸化物、または別の好適な材料を含むことができる。好適には、およびいくつかの実施形態では、ハードマスクは、少なくとも１．０ｎｍから最大で１０．０ｎｍまでの厚さを有することができる。下地層（３２０）はハードマスク（３１０）上に配置される。下地層（３２０）は、例えば、酸素、および炭素に加えて、金属、例えばＳｎ、Ｓｂ、またはＩｎを含むことができる。したがって、下地層（３２０）は、金属オキシカーバイドを含むことができる。追加的にまたは代替的に、下地層（３２０）は、シリコンオキシカーバイドを含むことができる。下地層は、１０ｎｍ未満または約５ｎｍ未満（例えば、２～３ｎｍ以上）の厚さを有することができる。下地層（３２０）の上にあるのは、パターン形成されたレジスト（３３０）である。好適には、パターン形成されたレジストは、本明細書に記載のＥＵＶレジストを含むことができる。パターン形成されたレジスト（３３０）は、複数のパターン形成された形体（３３１）および複数の凹部（３３２）を備え、複数の凹部は側壁（３３３）および底部（３３４）を備える。
図３のパネルｂ）の構造は、前述のように、構造が、基材（３００）、ハードマスク（３１０）、下地層（３２０）、およびパターン形成されたレジスト（３３０）も備えるという意味で、図３のパネルａ）の構造と類似している。違いは、図３パネルｂ）の構造の形成中に、ライナーが異方性エッチングされて複数のスペーサー（３４５）を形成したという点にある。エッチングは、本明細書の他の箇所で説明したように、好ましくは基材に対して垂直方向に材料をエッチングする異方性エッチングであった。ライナーはパターン形成されたレジストの側壁でより厚いので、ウェーハに垂直な方向から見た場合、異方性エッチングにより、前述のスペーサー構造が形成され、関連する前述の凹部の幅が減少する。したがって、パターン形成された構造の限界寸法を有利に縮小することができる。
図４は、本開示のいくつかの実施形態による例示的なパターン形成方法のフローチャートを示す。具体的には、方法は、基材を供給する工程（４１０）を含む。次に、方法は、ハードマスクを形成する工程（４２０）を含む。次に、方法は、下地層を形成する工程（４３０）を含む。次に、方法は、パターン形成されたレジストを形成する工程（４４０）を含む。次に、方法は、ライナーを形成する工程（４５０）を含む。次に、方法は、スペーサーを形成する工程（４６０）を含む。
図５は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成する方法の実施形態のフローチャートを示す。この実施形態は、ライナーを形成する熱周期的プロセス、例えば原子層堆積プロセスを示す。方法は、基材を反応チャンバーに供給することから始まる（５１１）。次に、方法は、反応チャンバー内に前駆体を導入することを含む、前駆体パルス（５１２）を含む。必要に応じて、次に、反応チャンバーは、パージガス、例えば前駆体とも反応物質とも実質的に反応しない希ガスまたは別のガスを使用してパージされる（５１３）。次に、方法は、反応物質を反応チャンバーに供給することを含む反応物質パルス（５１４）を含む。次に、必要に応じて、反応チャンバーはパージガスを使用してパージされる（５１５）。前駆体パルス（５１２）、反応物質パルス（５１４）、および必要に応じてパージ工程（５１３、５１５）は、必要に応じてもう一度繰り返すことができ（５１６）、このように一つまたは複数の堆積サイクルを実行する。所定数の堆積サイクルが実行された後、方法は終了する（５１７）。
本明細書に記載のライナーを形成する原子層堆積プロセスの例示的な実施形態では、金属前駆体はテトラキス（ジメチルアミド）スズを含み、反応物質はＨ２Ｏを含み、基材は１２５℃の温度で維持され、反応チャンバーは５Ｔｏｒｒの圧力で維持される。
本明細書に記載のライナーを形成する原子層堆積プロセスの別の例示的な実施形態では、金属前駆体はトリメチルインジウムを含み、反応物質はＨ２Ｏを含み、基材は１２５℃の温度で維持され、反応チャンバーは５Ｔｏｒｒの圧力で維持される。
図６は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成する方法の実施形態の別のフローチャートを示す。この実施形態は、ライナーを形成する熱化学気相堆積プロセスを例示する。方法は、基材を反応チャンバーに供給することから始まる（６１１）。次に、方法は、反応チャンバー内に前駆体を導入するおよび必要に応じて反応物質を導入する工程（６１２）を含む。それにより、ライナーは基材上に形成される。基材が前駆体および必要に応じて反応物質に所定時間さらされた後、本方法は終了する（６１３）。
図７は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成する方法の別の実施形態のフローチャートを示す。この実施形態は、ライナーを形成する周期的プロセスを例示する。この実施形態では、周期的プロセスは、プラズマ、例えばリモートプラズマ、間接プラズマ、または直接プラズマを発生させることを含む。好適なプラズマ増強プロセスとしては、プラズマ増強およびラジカル増強原子層堆積プロセスが挙げられる。方法は、基材を反応チャンバーに供給することから始まる（７１１）。次に、方法は、反応チャンバー内に前駆体を導入することを含む、前駆体パルス（７１２）を含む。必要に応じて、次に、反応チャンバーは、パージガス、例えば前駆体と実質的に反応しない希ガスまたは別のガスを使用してパージされる（７１３）。次に、本方法は、プラズマを発生させることを含むプラズマパルス（７１４）を含む。プラズマを、プラズマと基材との間にセパレーターを全く使用せずに、反応チャンバー自体内で発生させることができるが、これは、直接プラズマ構成と呼ばれる。あるいは、プラズマを、プラズマと基材との間にセパレーターを用いて反応チャンバー自体内で発生させることができるが、これは間接プラズマチャンバーと呼ばれる、さらに別の代替手段として、プラズマを、反応チャンバーから特定の距離、例えば少なくとも０．２ｍの距離に配置される別個のプラズマチャンバー内で発生させることができ、これはリモートプラズマ構成と呼ばれる。特定の構成にかかわらず、プラズマパルス（７１４）は、プラズマによって生成される種、例えば、イオンまたはラジカルに基材をさらすことを含む。次に、必要に応じて、反応チャンバーはパージガスを使用してパージされる（７１５）。前駆体パルス（７１２）、プラズマパルス（７１４）、および必要に応じてパージ工程（７１３、７１５）は、必要に応じてもう一度繰り返すことができ（７１６）、このように一つまたは複数の堆積サイクルを実行する。所定数の堆積サイクルが実行された後、方法は終了する（７１７）。
図８は、本開示のいくつかの実施形態によるライナーを形成する方法の実施形態のさらに別のフローチャートを示す。この実施形態は、ライナーを形成するプラズマ増強化学気相堆積プロセスを例示する。方法は、基材を反応チャンバーに供給することから始まる（８１１）。次に、方法は、プラズマを発生させながら反応チャンバーに前駆体を導入する工程（８１２）を含む。本明細書に記載の直接、間接、およびリモートプラズマ構成など、様々なプラズマ構成が可能である。それにより、ライナーは基材上に形成される。所定の時間にわたって、前駆体にさらし、そしてプラズマを発生させた後、方法は終了する（８１３）。
図９は、本明細書に記載の方法の一つまたは複数の実施形態においてライナーを形成するために使用できる例示的なパルス方式を示す。これらの実施形態のそれぞれにおいて、プラズマを必要に応じて発生させることができ、例えば、直接、間接、またはリモート構成で使用することができる。プラズマを、連続的にまたはパルス方式で動作させることができる。図９は、具体的には三つのパネル、すなわちパネルａ）、ｂ）、およびｃ）を含む。図９のパネルａ）は、前駆体および反応物質が反応チャンバーに連続的に供給される、すなわち、前駆体流も反応物質流もパルス状ではないフロースキームを示す。熱およびプラズマ増強化学気相堆積法の両方が、このような前駆体または反応物質の連続供給を採用することができる。図９のパネルｂ）は、前駆体流がパルス状であり、反応物質流が連続的であるフロースキームを示す。図９のパネルｃ）は、前駆体流が連続的であり、反応物質流がパルス状であるパルス方式を示す。図９のパネルｂ）およびｃ）のフロースキームは、ライナーを形成するパルス方式熱またはプラズマ増強化学気相堆積法で使用することができる。
図１０は、本明細書に記載の方法の一つまたは複数の実施形態においてライナーを形成するために使用できる別の例示的なパルス方式を示す。図１０のパネルａ）およびｂ）の実施形態の両方において、基材は、それぞれ、重ならない前駆体パルスおよび反応物質パルスにおいて、前駆体および反応物質にさらされる。必要に応じて、前駆体パルスおよび反応物質パルスは、パージによって分離される。いくつかの実施形態では（図示せず）、前駆体パルスと反応物質パルスとは部分的に重なる。図１０パネルａ）の実施形態では、プラズマを発生させ、例えば、直接、間接、またはリモート構成で使用されることができる。プラズマパルスの間、基材は、プラズマによって生成される活性種、例えばイオンまたはラジカルにさらされる。いくつかの実施形態では、プラズマパルスは、前駆体パルスおよび反応物質パルスのうちの少なくとも一つと少なくとも部分的に重なる。示される実施形態では、プラズマパルスは、反応物質パルスと重なる。すなわち、プラズマは、反応物質が供給されるのと同時に発生する。図１０のパネルｂ）の実施形態は、ライナーを形成するためにプラズマを使用しない熱プロセスを示す。
図１１は、本明細書に記載の製造プロセスまたは方法を実行するための動作可能または制御可能な直接プラズマシステム（１１００）の実施形態の概略図を示す。システム（１１００）は、プラズマ（１１２０）を発生させる反応チャンバー（１１１０）を備える。具体的には、プラズマ（１１２０）は、シャワーヘッドインジェクター（１１３０）と、基材またはウェーハ（１１４１）を支持する基材支持体（１１４０）との間に発生する。
示される構成では、システム（１１００）は、二つの交流（ＡＣ）電源、すなわち、高周波電源（１１２１）および低周波電源（１１２２）を備える。示される構成では、高周波電源（１１２１）は、高周波（ＲＦ）電力をシャワーヘッドインジェクターに供給し、また低周波電源（１１２２）は、交流信号を基材支持体（１１４０）に供給する。高周波電力を、例えば１３．５６ＭＨｚ以上の周波数で供給することができる。低周波交流信号を、例えば２ＭＨｚ以下の周波数で提供することができる。
前駆体、反応物質、またはその両方を含むプロセスガスは、ガスライン（１１６０）を通して円錐形ガス分配器（１１５０）へ供給される。次いで、プロセスガスは、シャワーヘッドインジェクター（１１３０）内のスルーホール（１１３１）を経由して、反応チャンバー（１１１０）へ通る。一方で、高周波電源（１１２１）は、シャワーヘッドインジェクターに電気的に接続されているように示され、また低周波電源（１１２２）は、基材支持体（１１４０）に電気的に接続されているものとして示されているが、他の構成も可能である。例えば、いくつかの実施形態では（図示せず）、高周波電源および低周波電源の両方をシャワーヘッドインジェクターに電気的に接続することができ、高周波電源および低周波電源の両方を基材支持体に電気的に接続することができ、または高周波電源を基材支持体に電気的に接続することができ、かつ低周波電源をシャワーヘッドインジェクターに電気的に接続することの両方ができる。
図１２は、本明細書に記載の方法を実行するために動作可能または制御可能な間接プラズマシステム（１２００）の別の実施形態の概略図を示す。システム（１２００）は、プラズマ（１２２０）を発生させるプラズマ発生空間（１２２５）から分離された反応チャンバー（１２１０）を備える。特に、反応チャンバー（１２１０）は、シャワーヘッドインジェクター（１２３０）によってプラズマ発生空間（１２２５）から分離され、またプラズマ（１２２０）を、シャワーヘッドインジェクター（１２３０）とプラズマ発生空間の天井（１２２６）との間に発生させる。
示された構成では、システム（１２００）は、三つの交流（ＡＣ）電源、すなわち高周波電源（１２２１）および二つの低周波電源（１２２２）、（１２２３）（すなわち、第一の低周波電源（１２２２）および第二の低周波電源（１２２３））を備える。示された構成では、高周波電源（１２２１）は、高周波（ＲＦ）電力をプラズマ発生空間の天井に供給し、第一の低周波電源（１２２２）は交流信号をシャワーヘッドインジェクター（１２３０）に供給し、また第二の低周波電源（１２２３）は交流信号を基材支持体（１２４０）に供給する。基材（１２４１）は、基材支持体（１２４０）上に設けられる。高周波電力を、例えば１３．５６ＭＨｚ以上の周波数で供給することができる。第一の低周波電源（１２２２）および第二の低周波電源（１２２３）の低周波交流信号を、例えば、２ＭＨｚ以下の周波数で提供することができる。
前駆体、反応物質、またはその両方を含むプロセスガスは、プラズマ発生空間の天井（１２２６）を貫通するガスライン（１２６０）を通して、プラズマ発生空間（１２２５）へ供給される。活性種、例えばプロセスガスからプラズマ（１２２０）によって生成されるイオンおよびラジカルは、シャワーヘッドインジェクター（１２３０）のスルーホール（１２３１）を経由して反応チャンバー（１２１０）へ通る。
図１３は、本明細書に記載の製造方法またはプロセスを実行するために動作可能または制御可能なリモートプラズマシステム（１３００）の実施形態の概略図を示す。システム（１３００）は、プラズマ（１３２０）を発生させるリモートプラズマ源（１３２５）に動作可能に接続する反応チャンバー（１３１０）を備える。任意の種類のプラズマ源、例えば、誘導結合プラズマ、容量結合プラズマ、またはマイクロ波プラズマを、リモートプラズマ源（１３２５）として使用することができる。特に、活性種は、プラズマ源（１３２５）から反応チャンバー（１３１０）へ、活性種ダクト（１３６０）を経由して、円錐形分配器（１３５０）へ、シャワープレートインジェクター（１３３０）のスルーホール（１３３１）を経由して、反応チャンバー（１３１０）へ、供給される。したがって、活性種は、均一なやり方で反応チャンバーへと供給されることができる。
示された構成では、システム（１３００）は、三つの交流（ＡＣ）電源、すなわち高周波電源（１３２１）および二つの低周波電源（１３２２、１３２３）（例えば、第一の低周波電源（１３２２）および第二の低周波電源（１３２３））を備える。示された構成では、高周波電源（１３２１）は、高周波（ＲＦ）電力をプラズマ発生空間の天井に供給し、第一の低周波電源（１３２２）は交流信号をシャワーヘッドインジェクター（１３３０）に供給し、また第二の低周波電源（１３２３）は交流信号を基材支持体（１３４０）に供給する。基材（１３４１）は、基材支持体（１３４０）上に設けられる。高周波電力を、例えば１０ＭＨｚ以上の周波数で供給することができる。第一の低周波電源（１３２２）および第二の低周波電源（１３２３）の低周波交流信号を、例えば２ＭＨｚ以下の周波数で供給することができる。
いくつかの実施形態では（図示せず）、別の高周波電源を基材支持体に電気的に接続することができる。したがって、直接プラズマを反応チャンバー内で発生させることができる。前駆体、反応物質、またはその両方を含むプロセスガスは、ガスライン（１３６０）によってプラズマ源（１３２５）に供給される。プロセスガスからプラズマ（１３２０）によって生成されるイオンおよびラジカルなどの活性種は、反応チャンバー（１３１０）へ導かれる。
これらの実施形態は、本発明の実施形態の単なる実施例にすぎないので、上述の本開示の例示の実施形態は、本発明の範囲を限定しない。任意の均等な実施形態は、本発明の範囲内であることが意図される。実際、記述された要素の代替的な有用な組み合わせなど、本明細書に示されかつ記述された実施形態に加えて、本開示の様々な修正は、記述から当業者に明らかになる場合がある。こうした修正および実施形態も、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図される。

Claims (20)

  1. 構造を形成する方法であって、前記方法は、
    － 反応チャンバーに基材を供給する工程であって、前記基材がパターン形成されたレジストを備え、前記パターン形成されたレジストが第一の金属を備え、前記パターン形成されたレジストが複数のパターン形成された形体および複数の凹部をさらに備え、前記複数の凹部が側壁および底部を備える、供給する工程と、
    － 前記側壁上にライナーを形成する工程であって、前記ライナーが第二の金属を含む、形成する工程と、を含む、方法。
  2. 基材上にパターンを形成する方法であって、前記方法は、
    － 基材上にレジストを形成する工程であって、前記レジストが第一の金属を含む、形成する工程と、
    － マスクを通して前記基材を放射線で部分的に露光し、それにより露光されたレジスト部および未露光レジスト部を形成する工程と、
    － 前記露光されたレジスト部および未露光レジスト部のうちの一つを選択的に除去し、それによってパターン形成されたレジストを形成する工程であって、前記パターン形成されたレジストが前記第一の金属を含み、前記パターン形成されたレジストが複数のパターン形成された形体および複数の凹部をさらに備え、前記複数の凹部が側壁および底部を備える、形成する工程と、
    － 前記基材を反応チャンバーに供給する工程と、
    － 前記側壁上にライナーを形成する工程であって、前記ライナーが第二の金属を含む、形成する工程と、を含む、方法。
  3. 前記レジストがＥＵＶレジストを含み、前記放射線がＥＵＶ放射線を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 前記第一の金属と前記第二の金属が同じである、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記ライナーが、前記パターン形成された形体および前記凹部の前記底部上にさらに形成される、請求項１または２に記載の方法。
  6. 前記ライナーを形成する工程の後に、前記ライナーをエッチングし、それにより、前記パターン形成された形体および前記凹部の前記底部から前記ライナーを除去し、前記側壁上にスペーサーを形成することがさらに続く、請求項５に記載の方法。
  7. 前記第一の金属および前記第二の金属のうちの少なくとも一つは、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｈｆ、およびＺｒから選択される、請求項６に記載の方法。
  8. 前記ライナーおよび前記レジストが、実質的に同一の組成を有する、請求項１または２に記載の方法。
  9. 前記ライナーおよび前記レジストが、実質的に同一のエッチング速度を有する、請求項１または２に記載の方法。
  10. 前記レジストおよび前記ライナーのうちの少なくとも一つが、プニクトゲン、カルコゲン、およびハロゲンのうちの一つまたは複数を含む、請求項１または２に記載の方法。
  11. 前記レジストと前記ライナーが、同じ金属酸化物を含む、請求項１０に記載の方法。
  12. 前記ライナーを形成することが、前駆体および反応物質を前記反応チャンバーに供給することを含む、請求項１または２に記載の方法。
  13. 前記ライナーを形成することが、プラズマを形成することを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記前駆体および前記反応物質が、前記反応チャンバーに同時に供給される、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記ライナーを形成することが周期的プロセスを含み、前記周期的プロセスが前駆体パルスおよび反応物質パルスを含み、前記前駆体パルスが前記基材を前記前駆体にさらすことを含み、前記反応物質パルスが前記基材を前記反応物質にさらすことを含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 前記前駆体が、金属アルキルアミン、金属アルキル、および金属ハロゲン化物のうちの少なくとも一つを含む、請求項１２に記載の方法。
  17. 前記反応物質が酸素を含む、請求項１２に記載の方法。
  18. 一つまたは複数の前駆体源、前記一つまたは複数の前駆体源と動作可能に連結する反応チャンバー、およびコントローラーを備えるシステムであって、前記コントローラーが前記システムに請求項１または２に記載の方法を実行させるように構成される、システム。
  19. 基材、パターン形成されたレジスト、およびライナーを備える構造であって、
    － 前記パターン形成されたレジストが第一の金属を含み、前記パターン形成されたレジストが複数のパターン形成された形体および複数の凹部をさらに備え、前記複数の凹部が側壁および底部を備え、
    － 前記ライナーが前記側壁上に配置され、前記ライナーが第二の金属を含む、構造。
  20. 請求項１または２に記載の方法によって形成される、請求項１９に記載の構造。
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