JP5516717B2 - 基板上にパターンを形成する方法 - Google Patents

Description

本明細書中で開示する実施形態は、基板上にパターンを形成する方法に関わる。

集積回路は、シリコンウエハーまたは他の半導体材料などの半導体基板の上に通常形成される。一般的に、半導体、導体または絶縁体である様々な材料の層を使用して集積回路を形成する。例えば、これら様々な材料を様々なプロセスを使ってドープ、イオン注入、堆積、エッチング、成長等させる。半導体加工における継続的な目標は、個々の電子部品のサイズを小さくするべく努力を重ねてより小さくより高密度の集積回路を実現可能にすることである。

半導体基板をパターン化し加工する一つの技術として、フォトリソグラフィがある。このような技術は、一般的にフォトレジストとして知られる、パターン化が可能なマスキング層の堆積を含む。このような材料を加工して溶媒におけるそれら材料の溶解度を変更することができ、それにより基板上にパターンを形成するために直ちに使用することができる。例えば、マスクまたはレチクルなどの照射パターン化ツールの開口部分を通して、フォトレジスト層を部分的に光化学エネルギーに露光し、堆積されたままの状態での溶解度に比べて、露光されていない領域に対して露光された領域の溶解度を変更することができる。その後、フォトレジストの種類に応じて、露光されたか露光されていない領域を除去することができ、それにより基板上にフォトレジストのマスキングパターンを残す。下地基板のマスキングされた部分に隣接する領域を、例えばエッチングまたはイオン注入により加工することができ、マスキング材料に隣接する基板を所望どおりに加工することができる。いくつかの例においては、フォトレジストおよび・またはフォトレジストと非照射感応性マスキング材料との組み合わせの複数の異なる層を使用する。さらに、フォトレジストを使用せずにパターンを基板上に形成してよい。

フィーチャサイズを継続して小さくすることは、フィーチャを形成するために使用する技術にさらに高い要求を突きつける。例えば、フォトリソグラフィを通常使用して、導電線などのパターン化したフィーチャを形成する。通常“ピッチ”と呼ばれる考え方を使って、フィーチャに直に隣接するスペースと組み合わせて、繰り返しフィーチャのサイズを表すことができる。ピッチを、直線の断面における繰り返しパターンの二つの隣り合うフィーチャの同一点の間の距離として定義してよく、それによりフィーチャの最大幅と、次の直に隣接するフィーチャへの間隔（スペース、空間）を含む。しかし、光学的、および光または照射波長などの要因のために、フォトリソグラフィ技術は最小ピッチを持つ傾向があり、最小ピッチより小さいと特定のフォトリソグラフィ技術がフィーチャを確実に形成することができない。したがって、フォトリソグラフィ技術の最小ピッチが、フォトリソグラフィを使ったフィーチャサイズの継続的な削減への障害となっている。

ピッチの倍増またはピッチの増倍は、フォトリソグラフィ技術の能力を、その最小ピッチを越えて拡張する、一つの提案された方法である。このような方法により、通常、一つ以上のスペーサー形成層を堆積して、最小可能フォトリソグラフィフィーチャサイズよりも狭い横（側面）方向の合計の厚さにすることにより、最小フォトリソグラフィ分解能よりも狭いフィーチャが形成する。一般的に、スペーサー形成層を異方的にエッチングしてサブ・リソグラフィフィーチャを形成し、次に最小フォトリソグラフィフィーチャサイズで形成されたフィーチャを基板からエッチングする。

実際にはピッチを半分にするこのような技術の使用、即ちこのようなピッチのサイズ削減は、従来よりピッチ“倍増”と呼ばれている。より一般的には、“ピッチ増倍”はピッチを２倍以上、および整数以外の分数の値のピッチにすることを意味する。このように、従来より、ある係数によるピッチの“増倍”は、実際にはその係数によるピッチの削減を意味する。

図１は、本発明の実施形態による加工中の基板の断面図である。 図２は、図１に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図1の基板を示す。 図３は、図２に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図２の基板を示す。 図４は図３の基板の一部を拡大した図である。 図５は、図４の基板とスケール（縮尺）と位置において対応する他の実施形態の基板を示す。 図６は、図４の基板とスケールと位置において対応する他の実施形態の基板を示す。 図７は、図４の基板とスケールと位置において対応する他の実施形態の基板を示す。 図８は、図３に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図３の基板を示す。 図９は他の実施形態の基板を示す。 図１０は、図８に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図８の基板を示す。 図１１は、図１０に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１０の基板を示す。 図１２は他の実施形態の基板を示す。 図１３は、図１２に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１２の基板を示す。 図１４は、図１３に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１３の基板を示す。 図１５は、図１４に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１４の基板を示す。 図１６は他の実施形態の基板を示す。 図１７は、図１６に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１６の基板を示す。 図１８は、図１７に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１７の基板を示す。 図１９は、図１８に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１８の基板を示す。 図２０は、図１９に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図１９の基板を示す。 図２１は、図２０に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図２０の基板を示す。 図２２は、図２１に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図２１の基板を示す。 図２３は、図２２に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図２２の基板を示す。 図２４は、図２３に示した加工ステップの次の加工ステップにおける図２３の基板を示す。

本発明のいくつかの実施形態による、基板上にパターンを形成する方法の例を図１から図２４を参照しながら説明する。図１において、基板片の一部を参照番号１０で示す。このような基板片は半導体または他の基板を備えてよい。本明細書中、用語“半導体基板(semiconductor substrateまたはsemiconductive substrate)”を、半導体ウェハー（単体または他の材料を備える集合体）などのバルク半導体材料を含むがこれに限定されない半導体材料、および半導体材料層（単体または他の材料を備える集合体）を備える、如何なる構造物も意味するものと定義する。用語“基板”は、前記した半導体基板を含むがこれに限定されない、如何なる支持構造体も意味する。

基板片１０は、例えば均質または非均質であってよく、導体、半導体、絶縁材料のいずれかを含んでよい基板材料１２を備える。このような基板片１０は、例えば集積回路の製造に使用されるかもしれない。間隔を置いた（離間された）第一フィーチャ１４を基板１２の上に形成した。これら間隔を置いた第一フィーチャ１４も均質または非均質であってよい。このようなフィーチャは、一部または全部が犠牲的であってよく、したがって回路が製造されている完成された回路構造体の一部を構成していてもいなくてもよい。間隔を置いた第一フィーチャ１４を、任意の既存または未開発の技術で製造してよい。これらの技術の例は、フォトリソグラフィなどのリソグラフィを含む。間隔を置いた第一フィーチャ１４を、基板１０が製造される最小フォトリソグラフィ分解能と同じか、大きいかまたは小さい分解能でパターン化してよい。間隔を置いた第一フィーチャ１４を、同じ形で互いに間隔を置き、断面が一般的には長方形であるとして図示している。他の形、フィーチャ間で異なる形、および２つ以上の異なる間隔を使用してよい。個々の前記間隔を置いた第一フィーチャ１４を、対向する（相対する）側壁（側面側壁）１６と高さ方向最外部に頂上部の壁または平面１８を備えるとみなしてよい。一実施形態において、側壁１６は一般的に平行である。一実施形態において、側壁１６は一般的には互いに平行であり、基板１２に対して一般的には直交する。

図２において、間隔を置いた第一フィーチャ１４の対向する側壁１６の上と、間隔を置いた第一フィーチャ１４の高さ方向最外部の表面・頂上壁１８の上に材料２０を形成した。材料２０は均質であってもなくてもよく、これとは別に、集積回路が製造されている完成された集積回路の構造物の一部を形成していてもいなくてもよい。これとは別に、対向する側壁１６でそれぞれに受けられる材料２０の部分の組成は、対向する側壁１６のそれぞれの組成と異なる。さらに、最外部の表面・頂上壁１８の上で材料２０を受け止める所では、表面・壁１８で受けられる材料２０の部分の組成は、表面・壁１８の組成とは異なっていてよい。以下の説明において、材料２０と、間隔を置いた第一フィーチャ１４とを、境界面２２それぞれで互いに接触しているとみなしてよい。このような境界面２２で接触する材料２０の部分と間隔を置いた第一フィーチャ１４の組成の例を以下で詳細に述べる。

図３および図４において、側壁１６で受けられる材料２０の部分と間隔を置いた第一フィーチャ１４の少なくとも一方を緻密化（高密度化、ｄｅｎｓｉｆｙ）して材料２０のその部分と間隔を置いた第一フィーチャ１４の少なくとも一方を他方から離して移動し、対向する側壁１６のそれぞれとそれまで側壁１６で受けられていた材料２０の部分との間に空隙空間２５を形成する。図３および図４は、材料２０と間隔を置いた第一フィーチャ１４の双方を、それぞれの材料が境界面２２から離れて横方向に移動するように緻密化した例を示す。図３は、空隙空間２５が間隔を置いた第一フィーチャ１４のそれぞれの頂上壁１８上の全体にわたって延在するように行われる、頂上壁１８で受けられた材料２０の部分と間隔を置いた第一フィーチャ１４の少なくとも一方の緻密化も示す。一実施形態において、例えば図３に示すように、図示された断面の例において、空隙空間２５が（ベース２７を持つ）逆Ｕ字型になり間隔を置いた第一フィーチャ１４それぞれで受けられるように基板１０を処理した。この緻密化の後の材料２０の組成および・または間隔を置いた第一フィーチャ１４の材料の組成は、一方が緻密化される前の組成と同じかまたは異なっていてよい。これとは別に、様々な材料の組成によっては、形成される空隙空間は、フィーチャ１４の上部に形成されずに、一つまたは双方の側壁１６と、それまで側壁１６で受けられていた材料２０の部分との間でのみで受けられてよい。

これとは別に、図３は基板１２上に形成されたパターン２８の例を示す。パターン２８を、材料２０を備える、連結されて間隔を置いた第二フィーチャ３０を備えるとみなしてよい。これら間隔を置いた第二フィーチャ３０は、間隔を置いた第一フィーチャ１４から間隔を置かれ、かつ、間隔を置いた第一フィーチャ１４間で受けられる。

図５および６は、別の実施形態の基板部分１０ａ、１０ｂの例を示す。前記最初に述べた実施形態と同様の参照番号を、それぞれ接尾辞“ａ”と“ｂ”で示している構造上の違いと共に適切な箇所に使用した。図５は、境界面２２でそれまで受けられていた材料２０の部分のみを、もう一方の、間隔を置いた第一フィーチャ材料１４から離して横方向に移動して空隙空間２５ａを形成した例を示す。図６は、境界面２２でそれまで受けられていた間隔を置いた第一フィーチャ１４材料のみを境界面２２から離して横方向に移動した例を示す。したがって、緻密化（高密度化）して移動させることによる空隙空間２５ａまたは２５ｂの形成は、図３および図４の実施形態に示されているように双方に対してではなく、一つの材料のみを他方に対して緻密化し移動させる結果生じる。

図７は、基板部分１０ｃの他の実施例を示す。前記実施形態と同様の参照番号を、接尾辞“ｃ”で示している構造上の違いと共に適切な箇所に使用した。図７において、間隔を置いた第一フィーチャ１４ｃの材料を実際に拡張してその密度を低くし、それまで境界面２２で受けられていた材料２０の部分に向かって移動させた。空隙空間２５が形成されるように、材料２０の緻密化（高密度化）の度合いをフィーチャ１４ｃ材料の拡張よりも大きくした。勿論この逆でもよく、例えば、（図示されていないが）材料２０を拡張し、空隙空間を形成するために、材料２０を拡張するよりも大きい割合で材料１４を緻密化する。

当業者は、材料２０と間隔を置いた第一フィーチャ１４の材料に対して異なる組成を選び、空隙空間が作られるように一方または双方の材料を他方に対して緻密化できるようにしてよい。さらに、選択した材料に応じて緻密化（高密度化）を異なる方法で行ってよい。例えば、間隔を置いた第一フィーチャ１４と材料２０の一方または双方は、異なる組成のフォトレジストを備えてよい。空隙空間を形成するための一方または双方の他方に対する緻密化を、例えば、図２の例の基板を光化学的に照射して行い、および・または緻密化を図２の基板を加熱することによって行ってよい。理想的には、空隙空間の形成が緻密化によってのみ行われるように、基板１０の材料をエッチングせずに緻密化を行う。

さらなる例として、キャスト成型されたポリマーをそのまま収縮させ、溶媒をポリマーから除去するアニーリングによって緻密化してよい。例えば、第一フィーチャ１４は、任意の適切なフォトレジストを含み、その上に形成される材料２０がポリメチルメタクリレートを含んでもよい。例えば、ポリメチルメタクリレート２０とフォトレジスト１４で構成された図２の基板を、少なくとも摂氏５０度（理想的には摂氏１００度から１３０度）の温度で約６０秒から９０秒の間加熱することにより双方が緻密化され、それに対応して空隙空間２５が形成される。さらに、例えば、第一フィーチャ１４がレジストまたはなんらかのポリマーである場合、材料２０が溶媒（スピン）キャスト成型される時には、その材料が溶媒キャスト成型される溶媒において第一フィーチャ１４が不溶性になるように、第一フィーチャ１４を材料２０がその上に形成される前に処理してもしなくてもよい。処理の例としては、例えば熱架橋結合、光架橋結合、光誘起酸触媒重合に続く酸の熱生成、または、例えば不溶性ケミカルコーティングの形成あるいは、例えば酸化物の原子層堆積による薄い不溶性コーティングの形成などの、第一フィーチャ１４上での保護封止層の形成等の、ダブルパターニングで使用される従来のレジストフリージング技術を含む。

対応する体積変化を伴う緻密化を、例えばポリ−ｔｅｒｔ−ブチルアクリレートのポリアクリル酸への変形等のように、熱分解開裂または酸加水分解などの、材料の反応によって行ってもよい。反応時に緻密化し体積変化する材料の他の例としては、例えばビニールエステル、不飽和ポリエステル、それらの混合物などの熱硬化エポキシレジンを含む。このような材料は、例えば、摂氏１００度かまたはそれより下で適切に上昇させた温度で硬化させてよい。他のエポキシレジンおよびそれらの混合物は、例えば、より高い摂氏１２０度から５００度の温度で硬化されてよい。このような緻密化を材料の全てまたは一部に使用する場合、第一フィーチャ１４は、溶融せずにこのような温度で加工できないフォトレジストまたは他の材料を備えなくてよい。したがって、このような場合には、間隔を置いた第一フィーチャ１４は、フォトリソグラフィおよび・または他の方法を使って従来パターン化されていた、任意の適切な既存または未開発のハードマスク材料で製造されるかもしれない。

緻密化とそれに対応する体積変化を、光活性化したラジカルまたはカチオン開始剤の存在下で、アクリレートまたはエポキシ・モノマーまたはプレポリマーの光重合などの、光化学照射によって行ってもよい。例えば、ウレタン・ジメタクリレートを可視光と光重合して緻密化させ、５．３パーセント体積を縮小させる。同様に、モノマーまたはプレモノマーは感光性であってよく、別の開始剤種はなくてよい。例としては、完全にイミド化され、水溶性かつ自己感光性のポリイミドを含む。また、そのような例のフォトレジストはポジ型であってもネガ型であってもよい。

さらなる例として、ポジ型フォトレジストは、レジスト分子からの保護基の除去を含む、光化学プロセスの副産物のガス放出によって収縮されてよい。例としては、tert-ブトキシカルボニル基、アセタールまたはtert-ブチルアクリレート基の脱保護基であり、例えばヒドロキシスチレン・モノマーで構成された、それらのコポリマー（共重合体）を含む。光開裂または酸開裂した保護基は、露光の間および・または露光後ベーク（焼き締め）の間にレジストフィルムからガス放出されてよい。ガス放出によるポジ型フォトレジストの緻密化のさらなる例としては、化学増幅型レジストの光酸発生プロセスにおける副産物の形成を含む。例えば、光酸発生器の分子は、スルホニウム・ペルフルオロスルホン酸塩などのオニウム塩であり、光分解の間に生成されるアニオンと、反応したカチオンの残りが、露光の間および・または露光後ベークの間にレジストフィルムからガス放出されてよい。

適切に処理した時に起こる緻密化とそれに対応する体積変化が可能な材料の他の例としては、例えば、ポリ（Ｎ-イソプロピルアクリルアミド）等のヒドロゲルなどの熱応答性ポリマーゲルを含む。熱応答性ヒドロゲルは、その下限臨界溶液温度よりも低い温度で膨張し、それよりも高い温度で収縮する。ポリ（Ｎ-イソプロピルアクリルアミド）に関しては、このような膨張と収縮は温度変化と共に、NHまたはC=O基とその周囲の水分子との間の水素結合が可逆的に形成され開裂することによって起こる。熱応答性ヒドロゲルに関する他の（温度以外の）ヒドロゲルトリガ刺激としては、電界、pＨおよび・または第３体溶質濃度を含む。

材料のさらなる例として、収縮ラップ材などの熱によって収縮してよい材料を含む。このような材料は、フィルムキャスティングの間にシア・シニングによって起こる延伸で堆積されてよい。材料の例としては、ポリ塩化ビニル、またはポリエチレンなどのポリオレフィンのような直鎖分子を含む。さらなる例としては、例えばエチレンとビニールアセテートのコポリマー、およびそれらの混合物などの、セグメント化されたブロック・コポリマーとエラストマ・プラスチック混合物を含む。空隙空間を形成するための緻密化とそれに対応する体積変化が、例えば延伸したポリマー分子に移動性を与え、それらのポリマー分子が収縮して平衡なコイル状の構成になるようなコーティング後加熱ベークの間に行われてよい。

処理されて緻密化され、それにより体積が変化して空隙空間を形成する素材のさらなる例としては、例えばポリピロールなどの可逆的にドープされた共役ポリマーを含む。このような材料は、そのドープの間およびアンドープの間に可逆的な体積変化をする。例えば、ポリピロールなどの導電性可逆ドープ共役ポリマーを、電解質溶液に浸してよい。そのポリマーに適切な電圧（電界）を印加すると、ポリマーと電解質との間でイオンが交換される。電荷と物質が移行する結果、緻密化によりポリマーは最大数パーセント体積が変化する。ポリピロールにおいては、例えば、ドーパントの注入または抽出による鎖の物理的分離が主因で体積変化が起こる。イオンがポリマーから排出されると、ポリマーは収縮し密度が高くなる。

例えば、前記した様々な材料と技術を、少なくとも、境界面２２において互いに接触する、間隔を置いた第一フィーチャ１４の部分と材料２０に対して選択してよく、結果として適切な空隙空間２5、２５ａ、２５ｂ、２５ｃが所望したように形成される。これとは別に、収縮プロセスの間に、空隙空間形成の核となる境界面２２が、理想的にはディウェッティング（脱濡れ）または分離を促進するか、または少なくとも、一つの材料が他の材料に対して強く固着することを防ぐ。一つの例においては、空隙空間形成の核となる境界面は、理想的には、緻密化プロセスの間に異なる組成の材料のディウェッティングまたは分離を促進するように化学的に特異的である。例えば、対向する側壁１６および・または頂上壁１８を、その上に材料２０を堆積する前またはその間に処理してよい。表面１６，１８の化学的な製造は、フッ素プラズマエッチングを利用した選択的なフッ化炭素ポリマー形成を含んでよい。さらに、多くのフォトレジスト材料のフッ素化された成分の拡散および表面移動により、ディウェッティングまたは分離が本質的に容易になる。さらにまたは代わりに、材料２０を堆積する前に、機能化され自己組織化されたモノマーを、間隔を置いた第一フィーチャ１４の表面上に選択的に堆積してよい。理想的には、収縮する材料と下地基板との間の境界面は、収縮材料と下地基板との接触角が約９０度であり、これは緻密化される材料を別々に化学的に機能化することにより実現されてもされなくてもよい。

図３は最初の形成時の空隙空間２５が図示された断面において、材料２２により外側で封止されている例を示す。図８において、最初に形成された後に材料２０の一部が除去されて空隙空間２５が外側に開口された。このようにして、間隔を置いた第二フィーチャ３０を、間隔を置いた第一フィーチャ１４から切り離して間隔を置き、第一フィーチャ１４と交互になるパターン３２を形成する。したがって、図８は基板１２上にパターン３２を形成するための、図３のパターン２８の修正を示す。また、別の加工がなされてもよい。

例えば、図２から図４は、空隙空間２５を形成するための緻密化を行っている間、間隔を置いた第一フィーチャ１４の高さ方向最外表面１８上で材料２０が受けられる実施形態を示す。あるいは材料２０を除去して、緻密化（高密度化）の間に間隔を置いた第一フィーチャ１４の高さ方向最外表面上で受けられないようにしてもよい。その例として、図９は基板部分１０ｄを示す。前記最初に述べた実施形態と同様の参照番号を、接尾辞“ｄ”で示している構造上の違いと共に適切な箇所に使用した。この図は、図２に示した加工の次の加工、すなわち材料２０を、少なくとも間隔を置いた第一フィーチャ１４の高さ方向最外表面１８まで中の方に化学的にエッチング、研磨、または除去した加工を示す。図９の基板を緻密化する処理が、その後行なわれて、図８の基板を直接製造することができるであろう。したがって、このような実施例においては、作られた空隙空間２５が最初の形成時に断面において高さ方向において外側に開口されており、これは、例えば、緻密化の間に間隔を置いた第一フィーチャ１４の高さ方向最外表面１８上で受ける材料がない場合に行われるであろう。

基板１０上に形成されたパターン３２は、基板１０の完成された構造物の一部を構成してもいなくてもよい。さらに、これとは別にパターン３２をそれ以降修正してもよい。例えば、図８の間隔を置いた第一フィーチャ１４と間隔を置いた第二フィーチャ３０の一方または双方を横方向にトリミングして、それぞれの幅を狭くしてよい。図１０は、間隔を置いた第二フィーチャ３０と間隔を置いた第一フィーチャ１４のそれぞれの幅を、（例えば適切なウェットおよび・またはドライケミカルエッチングにより）横方向にトリミングしてそれぞれの幅を狭くした実施例のパターン３４を示す。図８における間隔を置いた第一フィーチャ１４と間隔を置いた第二フィーチャ３０の組成によっては、図１０の横方向へのトリミングを、一種類のケミカルエッチングを使って同時に行ってよい。代わりにまたはさらに、間隔を置いた第一フィーチャ１４と間隔を置いた第二フィーチャ３０の側面に沿ったトリミングを、異なるケミカルエッチングを使って、例えば一方の前に他方を行うといったように、異なる時に行ってもよい。さらに、これらの間隔を置いたフィーチャの一方のみをトリミングするか、または双方をトリミングしなくともよい。さらに、図１の間隔を置いた第一フィーチャ１４を、形成した後であってその上に材料２０を堆積する前に横方向にトリミングしてよい。

本発明の実施形態は、間隔を置いた第一フィーチャ、および間隔を置いた第二フィーチャが形成される材料を備えるマスクパターンを使用した基板の加工も備えてよい。図１１は、パターン３４で構成されたマスクパターンを使って基板１０を加工し、材料１２にエッチングした一例を示す。例えば、ドーピング、イオン注入、選択的堆積などの、如何なる既存または未開発の加工をさらにまたは代わりに行っても良い。

図１２から１５における基板１０ｅに対して代わりにまたはさらに行われる加工を、次に説明する。前記第一実施形態と同様の参照番号を、接尾辞“ｅ”または異なる参照番号で示している構造上の違いと共に適切な箇所に使用した。図１２において、間隔を置いた第一フィーチャ１４ｅおよび間隔を置いた第二フィーチャ３０ｅを備えるパターン３４ｅを形成した。このようなパターンを、間隔を置いた第一フィーチャ１４および間隔を置いた第二フィーチャ３０に関する前記技術のいずれかにしたがって製造してよい。

図１３において、スペーサー形成層４０をフィーチャ１４ｅと３０ｅの上に堆積させた。このような層は、フィーチャ１４ｅと３０ｅが選択的にエッチングされてよい材料を備えてよい。本明細書において、選択的エッチングとは、一つの材料を他の材料に対して少なくとも２：１の割合で除去する必要がある。スペーサー形成層４０を、スペーサー１４ｅと３０ｅとの間で直に隣接するスペースを満たさないような厚さに堆積した。

図１４において、スペーサー形成層４０を異方的にエッチングして、第一フィーチャ１４ｅと第二フィーチャ３０ｅの材料の側壁上に間隔を置いたスペーサー４２を形成した。

図１５において、例えば、材料１４ｅ、３０ｅと４２の組成に応じてなんらかの適切なエッチングケミストリを使用することにより、（図示されない）間隔を置いた第一フィーチャ１４ｅと（図示されない）間隔を置いた第二フィーチャ３０ｅを、間隔を置いたスペーサー４２に対して選択的に基板から除去した。それにより、基板１２上にパターン４４が形成された。基板１２のそれ以降の加工において、このようなパターンをマスクパターンとして使用してもしなくてもよい。

他の実施例を図１６から図２４の基板１０ｆを参照しながら説明する。前記第一実施形態と同様の参照番号を、接尾辞“ｆ”または異なる参照番号で示している構造上の違いと共に適切な箇所に使用した。図１６は、例えば、フォトレジストを備えるか、フォトレジストで実質的に構成されるか、またはフォトレジストで構成される、間隔を置いたマスクフィーチャ５０の形成を示す。マスクフィーチャ５０を、ピッチ“P”の繰り返しパターンで基板１２上に製造した。マスクフィーチャ５０はフォトレジスト以外の材料を備えてよい。これとは別に、ピッチPは、基板１０ｆが製造される最小フォトリソグラフィ分解能に等しいか、大きいかまたは小さくてよい。

図１７において、マスクフィーチャ５０を側面に沿ってトリミングしてそれぞれの幅を狭くした。

図１８において、スペーサー形成層５２を、間隔を置いたフィーチャ５０の上を含む、基板１２の上に堆積した。

図１９において、スペーサー形成層５２を異方的にエッチングして、間隔を置いたフィーチャ５０の側壁に間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆを形成した。

図２０において、（図示されない）間隔を置いたフィーチャ５０を、間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆに対して基板から選択的に除去した。

図２１において、材料２０ｆを形成した。間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆの材料５２と材料２０ｆの組成は、前記した材料１４と２０の組成に対応する。

図２２において、材料５２に隣接する材料２０ｆの部分と間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆの少なくとも一方を緻密化して、境界面から離して横方向に移動した。これにより、少なくとも、間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆの対向する側壁のそれぞれと材料２０ｆの間で受けられる空隙空間２５を形成し、パターン２８ｆを形成する。

図２３において、材料２０ｆの最外部分を除去して空隙空間２５ｆを外側に開口した。このようにして、切り離されたスペーサー３０ｆとパターン３２ｆが形成される。

図２４において、材料２０ｆを横方向にトリミングしてそれぞれの幅を狭くした。間隔を置いた第一フィーチャ１４ｆを、横方向にトリミングしていないように図示している。これとは別に、パターン６０を、基板１２上に形成したとして図示している。パターン６０を、図１６における間隔を置いたマスクフィーチャ５０のピッチ“Ｐ”の４分の１（４の整数因子）であるピッチを持つように図示している。

前記した実施形態のいずれかにおいて任意の程度にピッチを削減する事（整数ではない分数の削減も含む）は、もし行われるのであれば、当然の事ながら堆積した層の厚さに加えて、間隔を置いたフィーチャそれぞれに行われてよい任意の、横方向へのトリミングの程度によって主に決定され、フィーチャおよびフィーチャ間の空間が生成される。

Claims (19)

1. 基板上にパターンを形成する方法であって、
   基板上に、間隔を置いた第一フィーチャを形成することであって、前記間隔を置いた第一フィーチャは相対する側壁を備える、ことと、
   前記間隔を置いた第一フィーチャの前記相対する側壁の上に材料を形成することであって、前記材料のうち前記相対する側壁のそれぞれで受けられた部分の組成は前記相対する側壁のそれぞれの組成とは異なる、ことと、
   前記材料の前記部分と前記間隔を置いた第一フィーチャのうちの少なくとも一方を緻密化し、前記少なくとも一方を他方から横方向に離れるよう移動させて、前記相対する側壁のそれぞれと前記材料の前記部分との間に空隙空間を形成することと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記間隔を置いた第一フィーチャと前記材料のうちの少なくとも一方がフォトレジストを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記間隔を置いた第一フィーチャと前記材料のどちらもフォトレジストを含まない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記緻密化と前記移動は前記一方のみの緻密化と移動である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記緻密化と前記移動は前記一方と前記他方の両方の緻密化と移動である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記緻密化は加熱を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記緻密化は光化学照射を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記空隙空間は、断面において高さ方向外側が、前記材料によって封止される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記材料の一部を除去して、前記空隙空間の高さ方向外側を開口させ、かつ、前記間隔を置いた第一フィーチャから間隔を置き且つ前記間隔を置いた第一フィーチャと交互に並ぶ、切り離された、間隔を置いた第二フィーチャを形成すること、を更に含む、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記空隙空間は、断面において高さ方向外側が開口している、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記緻密化の後に、前記材料の側壁の上と、前記第一フィーチャの前記相対する側壁の上に、間隔を置いたスペーサーを形成することと、
    前記材料と前記第一フィーチャを、前記間隔を置いたスペーサーに対して選択的に前記基板から除去することと、
    前記除去の後に、前記間隔を置いたスペーサーを備えるマスクパターンを介して前記基板を加工することと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 基板上にパターンを形成する方法であって、
    基板上に、間隔を置いた第一フィーチャを形成することであって、前記間隔を置いた第一フィーチャは相対する側壁と頂上壁とを備える、ことと、
    前記間隔を置いた第一フィーチャの前記相対する側壁及び前記頂上壁の上に材料を形成することであって、前記材料のうち前記相対する側壁のそれぞれと前記頂上壁とで受けられた部分の組成は前記相対する側壁のそれぞれ及び前記頂上壁の組成とは異なる、ことと、
    前記材料の前記部分と前記間隔を置いた第一フィーチャのうちの少なくとも一方を緻密化して、少なくとも一つの断面において前記間隔を置いた第一フィーチャのそれぞれの周囲に逆Ｕ字形の空隙空間を形成することと、
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記逆Ｕ字形の空隙空間は、前記少なくとも一つの断面において、前記相対する側壁に沿って延びる一対の脚部と、該一対の脚部を互いに連結する、前記頂上壁に沿って延びるベースと、を備え、
    前記方法は、前記逆Ｕ字形の空隙空間の前記ベースを除去して、前記間隔を置いた第一フィーチャから間隔を置き且つ前記間隔を置いた第一フィーチャと交互に並ぶ、切り離された、間隔を置いた第二フィーチャを形成すること、を更に含む、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 基板上にパターンを形成する方法であって、
    基板上に、間隔を置いた第一フィーチャを形成することであって、前記間隔を置いた第一フィーチャは、互いに略平行である相対する側壁を備える、ことと、
    前記間隔を置いた第一フィーチャの前記相対する側壁の上に材料を形成することであって、前記材料のうち前記相対する側壁のそれぞれで受けられる部分の組成は前記相対する側壁のそれぞれの組成とは異なる、ことと、
    前記材料を含み且つ前記間隔を置いた第一フィーチャから間隔を置かれ且つ前記間隔を置いた第一フィーチャの間で受けられる、間隔を置いた第二フィーチャを、前記基板上に形成することであって、前記間隔を置いた第二フィーチャの前記形成は、前記材料の前記部分と前記間隔を置いた第一フィーチャのうちの少なくとも一方を緻密化し、前記少なくとも一方を他方から横方向に離れるよう移動させて、前記相対する側壁のそれぞれと前記材料の前記部分との間に空隙空間を形成する、ことと、
    を含むことを特徴とする方法。
15. 前記間隔を置いた第一フィーチャの高さ方向最外表面の上を覆って前記材料を形成することを更に含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記材料は、前記緻密化中に、前記間隔を置いた第一フィーチャの前記高さ方向最外表面上で受けられる、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記緻密化の前に、前記間隔を置いた第一フィーチャの前記高さ方向最外表面上で受けられている前記材料を除去すること、を更に含む、ことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. 前記間隔を置いた第二フィーチャを形成した後に、前記間隔を置いた第一フィーチャを横方向にトリミングして、それぞれの幅を狭くすることと、
    前記緻密化を完了した後に、前記間隔を置いた第二フィーチャを横方向にトリミングして、それぞれの幅を狭くすることと、
    を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
19. 基板上にパターンを形成する方法であって、
    基板上に、間隔を置いた第一フィーチャを形成することであって、前記間隔を置いた第一フィーチャは相対する側壁を備える、ことと、
    前記間隔を置いた第一フィーチャの前記相対する側壁の上に材料を形成することであって、前記材料のうち前記相対する側壁のうちの少なくとも一方の側壁で受けられた部分の組成は、前記相対する側壁のうちの前記少なくとも一方の側壁の組成とは異なる、ことと、
    前記材料の前記部分と前記間隔を置いた第一フィーチャの前記少なくとも一方の側壁のうちの少なくとも一方を緻密化し、前記部分と前記少なくとも一方の側壁のうちの前記少なくとも一方を、前記部分と前記少なくとも一方の側壁のうちの他方から横方向に離れるよう移動させて、前記少なくとも一方の側壁と前記材料の前記部分との間に空隙空間を形成することと、
    を含むことを特徴とする方法。

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