(57)【要約】【課題】  半導体素子製造中のエッチング関連フォトレジスト収縮の影響を低減する方法を提供する。【解決手段】  半導体素子、及び線屈曲を低減した半導体素子を製造する方法。本方法は、第１の層を形成する段階、及び第１の層上にフォトレジスト層を堆積させる段階を含むことができる。フォトレジスト層には、コーナ特徴部（２５０）の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持特徴部（２７１）を含むようなパターン化を行うことができる。【選択図】      図２Ａ
2008547231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線屈曲を低減した半導体素子を製造する方法であって、
第１の層を形成する段階と、
フォトレジスト層を前記第１の層上に堆積させる段階と、
コーナ特徴部の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持特徴部を含むパターン化により、前記フォトレジスト層をパターン化する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子製造中のエッチング処理に関する。より具体的には、本発明は、半導体素子製造中のエッチング関連フォトレジスト収縮の影響を低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ投影装置（器具）は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に用いることができる。様々な器具を用いる時、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを含むマスクを用いることができ、このパターンは、フォトレジストのような放射線感受性材料の層で被覆した、シリコン又は半導体を含む他のウェーハのような基板上のターゲット部分（例えば、１つ又はそれよりも多くのダイを含む）上に画像化することができる。フォトレジストは、紫外線光のような放射線に選択的に露出され、次に、パターン化レジストを形成するために現像される。パターン化レジストは、マスク画像がレジスト内に複製されるように、理想的には露出放射線に応答すべきである。パターン化レジストはまた、理想的には、エッチングのような次の処理段階中に下層材料を保護すべきである。
【０００３】
半導体素子は、サイズが小さくなり続けた結果、より短い波長の光リソグラフィ（フォトリソグラフィ）技術が発達した。例えば、１９３ｎｍ技術（フォトレジストを現像するのに１９３ｎｍの波長を有する放射線源を用いる技術）が用いられ、１ギガバイトＤＲＡＭ及び最小特徴部が１４０から１８０ｎｍである先端ＣＭＯＳマイクロプロセッサの製造に必要とされる寸法まで光リソグラフィが拡張される。更に、１５７ｎｍ技術を用いる次世代フォトリソグラフィ技術を開発するために、作業は現在進行中である。
【０００４】
１９３ｎｍ技術によって、より小型構造でレジストをパターン化することができる一方、ウェット又はドライエッチングに露出された時に、レジストは、収縮を受けるので問題が生じる。図１Ａは、コーナ特徴部１５０を含むマスク画像１００の一部を示している。コーナ構造体の製造は、コーナ特徴部１５０を複製するためにフォトレジストをパターン化することによって達成される。図１Ｂは、層１１０の上にコーナ特徴部１５０を複製するためにパターン化されたフォトレジスト１５１の断面図を示している。層１１０がエッチングされてコーナ構造体１１１を形成すると、フォトレジスト収縮によって線屈曲を生じる場合がある。再び図１Ａを参照すると、レジスト収縮がコーナを内側に引っ張り、コーナ付近の線を強制的に曲げる。力は、図１Ａに矢印１、２、及び３で描かれている。図１Ｃに示すように、フォトレジスト収縮は、コーナ構造体１１１の片側をエッチング剤に露出する。線屈曲は、シリコン（ポリ）線損傷及び／又は腐食に至り、最終的には、装置欠陥及び収率損失を生じる可能性がある。
従って、従来技術のこれら及び他の問題を克服し、エッチング中のフォトレジスト収縮の影響を低減する方法を提供する必要性が存在する。
【発明の開示】
【０００５】
様々な実施形態によって、本教示は、線屈曲を低減した半導体素子を製造する方法を含む。本方法は、第１の層を形成する段階と、第１の層上にフォトレジスト層を堆積させる段階とを含むことができる。フォトレジスト層は、パターン化することができ、パターン化は、コーナ特徴部の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持特徴部を含む。
他の様々な実施形態によって、本教示は、低減した線屈曲を有する半導体素子を形成する方法を含む。本方法は、第１の層を形成する段階と、第１の層上にパターン化マスク層を形成する段階とを含むことができ、パターン化マスク層は、コーナ特徴部の外側に配置された少なくとも１つの支持特徴部を含むマスクパターンを有する。本方法は、更に、第１の層にマスクパターンを複製するために第１の層をエッチングする段階を含むことができる。
更に別の様々な実施形態によって、本教示は、第１の層と第１の層上のパターン化マスクとを含む半導体素子を含む。パターン化マスク層は、コーナ構造体を形成し、かつコーナ構造体の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持構造体を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本明細書で用いる「マスク」という用語は、基板のターゲット部分に生成されるべきターゲットパターンに対応するパターン化断面を入射ビームに与えるように用いることができる一般的パターン手段を意味するように広く解釈されるべきであり、フォトレジストを含むがこれに限定されない。本明細書で用いるように及び他に特に規定がなければ、「特徴部」という用語は、マスクによって定められるパターンを意味する。例えば、ゲート構造体は、ゲート特徴部によってマスク画像に形成することができる。本明細書で用いるように及び他に特に規定がなければ、「構造体」という用語は、パターン化マスクの下にある層に形成されるパターンを意味する。例えば、ゲート構造体は、パターン化レジストの下にあるポリシリコン層のような層をエッチングすることによって形成されるゲートとすることができる。
【０００７】
図２Ａから図３は、支持特徴部を含む例示的なマスク画像、支持構造体を含む半導体構造体、並びに例示的な特徴部及び構造体を製造する方法を示している。支持特徴部は、レイアウト及び／又はマスク画像に含まれ、支持特徴部をコーナ特徴部の外側に隣接して位置決めするようにフォトレジストをパターン化することによって形成することができる。エッチング中、支持特徴部は、コーナ特徴部の内側の力を相殺し、線屈曲を低減することができる。支持特徴部を形成するための例示的な方法は、例えば、垂直に配向された領域ポリシリコン構造体に接続されて水平に配向された領域ポリシリコン構造体のようなポリシリコンコーナ構造体のパターン化及びエッチングを参照して以下で説明する。本発明に関連する当業者は、例示的な方法は、ポリシリコンにコーナ特徴部をエッチングすることに限定されず、エッチング用マスクとしてフォトレジスト材料を用いるあらゆる半導体処理において線屈曲を低減するために用いることができることを理解するであろう。
【０００８】
図２Ａの上面図を参照すると、マスク画像２００の一部が示されている。マスク画像の一部は、例えば、垂直に配向された領域ポリシリコン特徴部を形成する第１の部分２５４、及び例えば水平に配向された領域ポリシリコン特徴部を形成する第２の部分２５２を含むコーナ特徴部２５０を含む。エッチング中に線屈曲を低減するために、１つ又はそれよりも多くの支持特徴部２７１及び２７２を形成することができる。１つ又はそれよりも多くの支持特徴部２７１及び２７２は、例えば、コーナ特徴部２５０の外側に位置決めすることができる。様々な実施形態では、１つ又はそれよりも多くの支持特徴部２７１及び２７２は、ゲート構造体２５４の幅ｗ2に等しいか又はそれよりも大きい幅ｗ1を有することができる。
【０００９】
コーナ特徴部２５０の製造を図２Ｂに示している。フォトレジスト層を層２１０上に形成することができる。層２１０は、エッチングによってその中にパターンを形成することができる半導体素子製造に用いられるあらゆる材料で形成することができる。層２１０の材料の例は、銅及びアルミニウムのような金属と、酸化物及び窒化物のような誘電体と、結晶シリコン、ポリシリコン、及びアモルファスシリコンのような半導体とを含むがこれらに限定されない。フォトレジストは、放射線感受性マスクとしてリソグラフィに用いられるあらゆる材料で形成することができる。１９３ｎｍ光リソグラフィ技術のためのフォトレジストは、例えば、「ＪＳＲ  ＡＲ１３９５Ｊ」、「ＪＳＲ  ＡＲ２３７」、及び「ＴＯＫ  ＴＡＲＦ６０７１」を含むことができる。フォトレジスト層は、コーナ特徴部２５０を複製するマスク２５１を形成するためにパターン化することができる。例えば、マスク２５１は、コーナ特徴部２５０の第１の部分２５４に対応する第１の区画２５６、コーナ特徴部２５０の第２の部分２５２に対応する第２の区画２５７、及び支持特徴部２７２に対応する第３の区画２５８を含むことができる。支持特徴部２７１に対応する第４の区画を含むこともできる（図示せず）。
【００１０】
マスク２５１は、次に、層２１０にマスク２５１のパターンを複製するために用いることができる。図２Ｃを参照すると、コーナ構造体２１１は、エッチングから生じる力に対向するために配置された支持特徴部２７１及び２７２を有する層２１０をエッチングすることによって形成することができる。エッチングは、当業者に公知の従来方法によることができる。結果として生じる構造体は、線屈曲が低減し、レイアウト２１０のコーナ特徴部２１０に対応するコーナ構造体２５０を含むことができる。結果として生じる構造体は、更に、層２１０の支持特徴部２７２に対応する支持構造体２１２及び支持特徴部２７１に対応する支持構造体（図示せず）を含む。
【００１１】
様々な実施形態によって、支持特徴部は、１８０度よりも小さい角度を有するあらゆるコーナ構造体の形成中に線屈曲を低減するために用いることができる。例えば、９０度又は１３５度の角度を有するコーナ構造体は、支持特徴部を含むパターン化フォトレジストを用いて形成することができる。支持特徴部は、コーナ構造体を形成するコーナ特徴部の外側でパターン化フォトレジストに位置決めすることができる。
【００１２】
ゲートポリＳｉエッチングを参照して例示的な実施形態を説明したが、浅溝分離エッチング及び相互接続溝エッチングを含むがこれらに限定されない他の実施形態が想定されることを当業者は理解するであろう。
当業者は、支持構造体を形成するために支持特徴部として他の幾何学的形状を用いることができることを理解するであろう。例えば、図３は、コーナ特徴部３５０及び支持特徴部３７０を含むレイアウト３００の一部を示している。
本発明に関連する当業者は、請求した発明の範囲内で説明した例示的な実施形態に様々な追加、削除、置換、及び他の修正を行うことができることを認めるであろう。
以上の開示に関連して、以下を開示する。
［発明１］
線屈曲を低減した半導体素子を製造する方法であって、
第１の層を形成する段階と、
フォトレジスト層を前記第１の層上に堆積させる段階と、
コーナ特徴部の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持特徴部を含むパターン化により、前記フォトレジスト層をパターン化する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
［発明２］
前記少なくとも１つの支持特徴部は、前記コーナ特徴部の線幅に等しいか又はそれよりも大きい幅を有することを特徴とする発明１に記載の方法。
［発明３］
プラズマエッチングで前記第１の層をエッチングし、該第１の層にマスクパターンを複製する段階を更に含むことを特徴とする発明１に記載の方法。
［発明４］
前記少なくとも１つの支持特徴部は、前記コーナ特徴部の外側の第１の側面に隣接して配置された第１の支持特徴部と、該コーナ特徴部の外側の第２の側面に隣接して配置された第２の支持特徴部とを含むことを特徴とする発明１、発明２、又は発明３に記載の方法。
［発明５］
前記少なくとも１つの支持特徴部は、線屈曲を引き起こす力の方向と反対の位置に配置されていることを特徴とする発明１、発明２、又は発明３に記載の方法。
［発明６］
第１の層を形成する段階と、
コーナ特徴部の外側に配置された少なくとも１つの支持特徴部を含むマスクパターンを有するパターン化マスク層を前記第１の層上に形成する段階と、
前記第１の層をエッチングして該第１の層に前記マスクパターンを複製する段階と、
を含む段階によって形成された、低減された線屈曲を有する半導体素子。
［発明７］
第１の層と、
コーナ構造体を形成する、前記第１の層上のパターン化マスク層と、
を含み、
前記パターン化マスク層は、前記コーナ構造体の外側に隣接して配置された少なくとも１つの支持構造体を形成する、
ことを特徴とする半導体素子。
［発明８］
前記少なくとも１つの支持特徴部は、前記コーナ特徴部の線幅に等しいか又はそれよりも大きい幅を有することを特徴とする発明７に記載の半導体素子。
［発明９］
前記少なくとも１つの支持特徴部は、前記コーナ特徴部の外側の第１の側面に隣接して配置された第１の支持特徴部と、該コーナ特徴部の外側の第２の側面に隣接して配置された第２の支持特徴部とを含むことを特徴とする発明７に記載の半導体素子。
［発明１０］
コーナの外側に隣接して配置された支持構造体を含むパターン化された第１の層を更に含むことを特徴とする発明７に記載の半導体素子。
［発明１１］
前記コーナ構造体は、１８０度よりも小さい角度を有することを特徴とする発明７から発明１０のいずれか１項に記載の半導体素子。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】コーナ特徴部を含むマスク画像の例示的な部分を示す図である。
【図１Ｂ】コーナ特徴部を製造するために用いられる例示的なパターン化フォトレジストを示す図である。
【図１Ｃ】従来の方法によって製造されたコーナ構造体の線屈曲を示す図である。
【図２Ａ】本教示によるコーナ特徴部を含むマスク画像の例示的な部分を示す図である。
【図２Ｂ】本教示によってコーナ特徴部を製造するために用いられる支持特徴部を含む例示的なパターン化フォトレジストを示す図である。
【図２Ｃ】本教示によって線屈曲を低減するために支持特徴部を用いて製造された例示的なコーナ構造体を示す図である。
【図３】別の例示的な支持特徴部を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
２５０  コーナ特徴部
２７１  支持特徴部
【図１Ａ】
2008547231.tif 000003
【図１Ｂ】
2008547231.tif 000004
【図１Ｃ】
2008547231.tif 000005
【図２Ａ】
2008547231.tif 000006
【図２Ｂ】
2008547231.tif 000007
【図２Ｃ】
2008547231.tif 000008
【図３】
2008547231.tif 000009
【国際調査報告】
2008547231.tif 000010