(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の工程：
−  凹部（２１ａ、２１ｃ）を含む第１のマスク（２０）を基板（３０）の表面上に形成する工程であって、前記マスクの凹部は金属化すべき少なくとも２つの領域を画定する（Ｆ１からＦ３）工程、
−  第１のマスク（２０）の上方にアセンブリガイド（２３ａ）を、このアセンブリガイドが、２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および当該２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）の間に配置される第１のマスク（２０）のベタ領域を覆う表面を画定するように、形成する工程であって、上記２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）は金属化すべき２つの領域にそれぞれ属する（Ｆ４からＦ６）工程、
−  該表面上にブロックコポリマー層（４６）を堆積させる（Ｆ７）工程、
−  ブロックコポリマー層（４６）を再組織化する（Ｆ７）工程、
−  再組織化されたブロックコポリマー層（４６）の相の１つを除去して、２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および第１のマスク（２０）の上記ベタ領域の上方のブロックコポリマー層（４６）に延びる複数の孔（２４’）を生じる（Ｆ８）工程、
−  連続トレンチ（２５ａ）が２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および第１のマスク（２０）の上記ベタ領域の上方のブロックコポリマー層（４６）の内部に形成されるまで、ブロックコポリマー層（４６）の孔（２４’）をエッチングすることによって拡大する（Ｆ９）工程、
−  第１のマスク（２０）の上記凹部（２１ａ、２１ｃ）を介して、前記２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）の上方に位置する連続トレンチ（２５ａ）の第１および第２の部分を基板（３０）の表面に転写して、これによりパターン（４７）が得られる工程であって、前記第１のマスク（２０）の前記ベタ領域は当該第１のマスク（２０）の当該ベタ領域の上方に位置する連続トレンチ（２５ａ）の第３の部分の前記基板の表面への転写を防止する（Ｆ１０からＦ１１）工程
を含むブロックコポリマーの自己組織化による基板（３０）の表面にパターン（４７）を製造する方法。
【請求項２】
以下の工程：
−  第１のマスク（２０）上に平坦化層（３９）、および平坦化層（３９）上に第２のマスクを形成することを意図した少なくとも１つの層（４１）を堆積させる工程であって、アセンブリガイド（２３ａ）およびブロックコポリマー層（４６）が第２のマスクを形成することを意図した該層（４１）上に形成される（Ｆ４）工程、
−  ブロックコポリマー層（４６）および第２のマスク（４１）中に連続トレンチ（２５ａ）を同時に形成する工程、および
−  第２のマスクの連続トレンチ（２５ａ）を第１のマスク（２０）まで平坦化層（３９）に転写する（Ｆ１０）工程
をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第２のマスクは、窒化物層（４２）と酸化物層（４１）とを含むスタックから形成される請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第２のマスクにおけるトレンチ（２５ａ）の形成は、ブロックコポリマー層（４６）を介した窒化物層（４２）の異方性エッチング工程、窒化物層（４２）の等方性エッチング工程、窒化物層（４２）を介した酸化物層（４１）の異方性エッチング工程、および酸化物層（４１）の等方性エッチング工程を連続的に含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ブロックコポリマー層（４６）の孔（２４’）を拡大することは、窒化物層（４２）および酸化物層（４１）の等方性エッチング工程の間に起こる請求項４に記載の方法。
【請求項６】
アセンブリガイド（２３ａ）は直線的であり、２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）がアセンブリガイド（２３ａ）によって画定される表面の端部を占めるように配置される請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
アセンブリガイド（２３ａ）がグラフォエピタキシーによって形成され、方法は、アセンブリガイドの側壁および底部にグラフト層を堆積させる工程をさらに含む請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ブロックコポリマー（４６）がポリスチレンおよびポリメチルメタクリレートを含み、グラフト層がホモポリスチレンに基づく請求項７に記載の方法。
【請求項９】
再組織化されたブロックコポリマー層（４６）の相の１つが除去された直後に、酸素を含むプラズマによってグラフト層をエッチングする工程を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
基板（３０）は、相互接続層（３１）、および相互接続層（３１）を覆い、その中に前記パターン（４７）が形成される誘電体材料層（３２）を含む請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
基板（３０）の表面上のパターンは、誘電体材料層（３２）を相互接続層（３１）まで横切る相互接続孔（４７）である請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
−  凹部（２１ａ、２１ｃ）を含む第１のマスク（２０）を基板（３０）の表面上に形成する工程であって、前記マスクの凹部は金属化すべき少なくとも２つの領域を画定する（Ｆ１からＦ３）工程、
−  第１のマスク（２０）の上方にアセンブリガイド（２３ａ）を、このアセンブリガイドが、２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および当該２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）の間に配置される第１のマスク（２０）のベタ領域を覆う表面を画定するように、形成する工程であって、上記２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）は金属化すべき２つの領域にそれぞれ属する（Ｆ４からＦ６）工程、
−  該表面上にブロックコポリマー層（４６）を堆積させる（Ｆ７）工程、
−  ブロックコポリマー層（４６）を再組織化する（Ｆ７）工程、
−  再組織化されたブロックコポリマー層（４６）の相の１つを除去して、２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および第１のマスク（２０）の上記ベタ領域の上方のブロックコポリマー層（４６）に延びる複数の孔（２４’）を生じる（Ｆ８）工程、
−  ブロックコポリマー層（４６）の前記孔（２４’）をエッチングすることによって拡大し、下にある第２のマスク（４０）内部のブロックコポリマー層の前記拡大された孔を転写し（Ｆ８）、連続トレンチ（２５ａ）が２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）および第１のマスク（２０）の上記ベタ領域の上方の前記下にある第２のマスクの内部に形成されるまで、前記転写された孔をエッチングすることによって拡大する（Ｆ９）工程、
−  第１のマスク（２０）の上記凹部（２１ａ、２１ｃ）を介して、前記２つの接点領域（２２ａ、２２ｃ）の上方に位置する連続トレンチ（２５ａ）の第１および第２の部分を基板（３０）の表面に転写して、これによりパターン（４７）が得られる工程であって、前記第１のマスク（２０）の前記ベタ領域は当該第１のマスク（２０）の当該ベタ領域の上方に位置する連続トレンチ（２５ａ）の第３の部分の前記基板の表面への転写を防止する（Ｆ１０からＦ１１）工程
を含むブロックコポリマーの自己組織化による基板（３０）の表面にパターン（４７）を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非常に高い解像度および密度のパターンを生成するためのブロックコポリマーの指向性自己組織化（ＤＳＡ）技術に関する。本発明は、より詳細には、ブロックコポリマーを用いて、基板の表面にコンタクトホールまたはトレンチのようなパターンを形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の小型化の傾向により、ナノメートル寸法のパターンを作成する方法の必要性が急激に増加している。
【０００３】
最初、パターンは光学投影リソグラフィによって作成された。この製造方法では、感光層を基板上に堆積させた後、パターンを画定するマスクを通して紫外線に暴露する。作ることができる最小のパターンのサイズ（クリティカルディメンション「ＣＤ」とも呼ばれる）は、使用されるビームの波長に密接に関連しており、即ち、波長が短い程、製造されるパターンが細かくなり、集積回路におけるこれらのパターンの集積密度が高くなる。
【０００４】
フォトリソグラフィに使用される紫外線ビームは、伝統的に１９３ｎｍまたは２４８ｎｍの波長を有する。パターンを画定するこの方法は、他の方法、特に電子リソグラフィ方法よりも十分に制御され、安価であるという利点を有する。それにもかかわらず、このような波長では、露光手段の解像度は制限される。
【０００５】
より微細でより良好な解像パターンを作り、それにより集積密度をさらに高めるために、二重パターニングフォトリソグラフィ、極紫外線リソグラフィ（ＥＵＶ）および電子ビーム（ｅ−ビーム）リソグラフィのような新しい方法が開発された。
【０００６】
新たに出現したリソグラフィ技術の中で、ブロックコポリマーの指向性自己組織化（ＤＳＡ）技術を挙げることも可能である。ブロックコポリマーは、モノマーＡおよびモノマーＢの２つの繰り返し単位が、共有結合によって互いに結合した鎖を形成するポリマーである。例えば、ブロックコポリマーを加熱することにより、鎖に十分な移動性が与えられると、鎖Ａおよび鎖Ｂは、相またはブロックに分離し、それらを特定の立体配座に再組織化する傾向を有し、立体配座はモノマーＡとモノマーＢとの間の比に特に依存する。この比の関数として、例えば、モノマーＢのマトリックス中にモノマーＡの球体を有するか、または代わりにＢのマトリックス中にＡの円柱を有するか、または代わりにインターカレートされたラメラＡおよびラメラＢを有することが可能である。従って、ブロックコポリマーは、モノマーの比を使用して制御することができるパターンを形成する特性を有する。次いで、コポリマーの２つの相のうちの１つ（例えば、Ａの円柱）を選択的に除去することによって、モノマーのこれらのパターンを空洞に変換することができる。
【０００７】
ブロックコポリマーの自己組織化の既知の技術は、２つのカテゴリー、即ち、グラフォエピタキシーとケミエピタキシーとに分類することができ、いずれも、論文［「Ｇｕｉｄｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  ｂｌｏｃｋ−ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏｒ  ＣＭＯＳ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：  ａ  ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｇｒａｐｈｏ−ｅｐｉｔａｘｙ  ａｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、Ｌ．  Ｏｒｉａら、ＳＰＩＥ  ２０１１、７９７０−２４巻］に詳細に記載されている。
【０００８】
グラフォエピタキシーは、基板の表面上にガイドと呼ばれる主パターンを形成することにあり、前記ガイドはブロックコポリマー層が内部に堆積される領域を画定する。これらのガイドにより、コポリマーのブロックの組織を制御して、これらの領域内により高い解像度の二次パターンを形成することが可能になる。あるいは、ケミエピタキシーは、基板の特定の部分の化学的性質を改変して、これらの部分の間にコポリマーのブロックの組織を押し出すことにある。グラフォエピタキシーによって形成されたガイドと同様に、基板のこれらの化学的に改質された部分は、従来のフォトリソグラフィ工程によって画定される。
【０００９】
その高解像度により、最近、集積回路の接点の穴を形成するためにＤＳＡ技術が使用されている。ビアとも呼ばれるこれらの接点は、集積回路内の２つの重なり合った相互接続平面を電気的に接続することを可能にする。しかし、部品の小型化に伴い、ビアはますます多くなり、接近している。
【００１０】
文献ＵＳ２０１４／０９１４７６号は、下部相互接続線を含む誘電体層にコンタクトホールを形成するためのブロックコポリマーの自己組織化の方法を開示している。これらのコンタクトホールは、上部相互接続線を画定する働きをするハードマスクもブロックコポリマーのアセンブリガイドを構成するという事実のために、上部相互接続線と「自己整合」される。コンタクトホールは、マスク内に堆積されたブロックコポリマーを組織化し、次に感光性樹脂から製造されたマスクを介してコポリマーの特定のブロックをエッチングすることによって得られる。
【００１１】
同様に、「Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｈｏｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ”  （Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＩＶ、  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ、８３２３巻、２０１２）」と題された論文では、グラフォエピタキシー法を用いてビアを印刷する。フォトリソグラフィを適用して、ブロックコポリマーのアセンブリガイドを画定する。このガイドは、ブロックコポリマーによって形成された空洞がビアのレイアウトに対応するように精巧に作られる。
【００１２】
図１Ａは、形成されるいくつかの接点１０および対応するアセンブリガイド１１の例を示す。この例では、コポリマーの組織化から生じる空洞１２は、形成される接点１０のレイアウトと比較的よく一致することに留意されたい。他方、同じ方法を用いて得られたが、パラメータの僅かなシフト（方法の自然変動に関連する）、この例では６０ｎｍのピンボケを有する図１Ｂでは、得られた空洞１２はもはや期待された接点には対応しない。これは、形成されたガイドを有するフォトリソグラフィ手段の解像度が十分でないため、ガイド１１が十分に規定されていないという事実に起因する。
【００１３】
この問題を回避するために、前述の文献は、１つのガイドにつき最大３つの空洞１２を有する直線的なトレンチタイプの単純化されたガイド形状を使用することを提案している。従って、集積回路の２つの金属平面の間のグラフォエピタキシーによるビアの全てを印刷するためには、自己組織化による印刷のいくつかの工程が必要である。例えば、図１Ｃでは、ガイド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃは、（フォトリソグラフィ工程中に合体しないように、それらは互いに十分に離れているため）第１のパス中に形成され、残りのガイド１１Ｄは第２のパスの間に（換言すれば、追加の平面によって）形成される。
【００１４】
このような方法は長くてコストがかかるという事実に加えて、異なる露光から生じるパターン間に位置合わせの問題が存在する。実際に接点のいくつかの統計的母集団が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００９１４７６号明細書
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】「Ｇｕｉｄｅｄ  ｓｅｌｆ−ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｏｆ  ｂｌｏｃｋ−ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏｒ  ＣＭＯＳ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：  ａ  ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ  ｓｔｕｄｙ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｇｒａｐｈｏ−ｅｐｉｔａｘｙ  ａｎｄ  ｓｕｒｆａｃｅ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ」、Ｌ．  Ｏｒｉａら、ＳＰＩＥ  ２０１１、７９７０−２４巻
【非特許文献２】Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｈｏｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｒａｎｄｏｍ  Ｌｏｇｉｃ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ｕｓｉｎｇ  Ｂｌｏｃｋ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ  Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｙ”  （Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  ＩＶ、  Ｐｒｏｃ．  ｏｆ  ＳＰＩＥ、８３２３巻、２０１２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
これらの接点の位置決めに大きな自由度を維持しながら、より少ない露光工程、有利には単一の工程で接点の平面を露出させることを可能にするブロックコポリマー、特に円柱状ブロックコポリマーの自己組織化によって、基板の表面上にパターンを作製する方法を提供する必要があることが認められる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、この必要性は、以下の工程：
−  金属化すべき少なくとも２つの領域を画定する第１のマスクを基板の表面上に形成する工程、
−  第１のマスクの上方にアセンブリガイドを、このアセンブリガイドが、金属化すべき２つの領域にそれぞれ属する２つの接点領域を覆う表面を画定するように、形成する工程、
−  該表面上にブロックコポリマー層を堆積させる工程、
−  ブロックコポリマー層を再組織化する工程、
−  再組織化されたブロックコポリマー層の相の１つを除去して、２つの接点領域および２つの接点領域の間に配置された第１のマスクの一部の上方のブロックコポリマー層に延びる複数の孔を生じる工程、
−  連続トレンチが２つの接点領域および第１のマスクの該一部の上方に形成されるまで、ブロックコポリマー層の孔をエッチングすることによって拡大する工程、
−  第１のマスクを介して、連続トレンチを基板の表面に転写して、接点領域に対応するパターンを形成する工程
を提供することによって満たされる傾向がある。
【００１９】
優先的な実施形態では、本方法は、以下の工程：
−  第１のマスク上に平坦化層、および平坦化層上に第２のマスクを形成することを意図した少なくとも１つの層を堆積させる工程であって、アセンブリガイドおよびブロックコポリマー層が第２のマスクを形成することを意図した該層上に形成される工程、
−  ブロックコポリマー層および第２のマスク中に連続トレンチを同時に形成する工程、および
−  第２のマスクの連続トレンチを第１のマスクまで平坦化層に転写する工程
をさらに含む。
【００２０】
好ましくは、第２のマスクは、窒化物層と酸化物層とを含むスタックから形成される。
【００２１】
現像によれば、第２のマスクにおけるトレンチの形成は、ブロックコポリマー層を介した窒化物層の異方性エッチング工程、窒化物層の等方性エッチング工程、窒化物層を介した酸化物層の異方性エッチング工程、および酸化物層の等方性エッチング工程を連続的に含む。
【００２２】
ブロックコポリマー層の孔を拡大することは、有利には、窒化物層および酸化物層の等方性エッチング工程の間に起こる。
【００２３】
本発明による方法はまた、個々にまたはそれらの全ての技術的に可能な組み合わせに従って考慮される以下の特徴の１つ以上を有することができる。
−  アセンブリガイドは直線的であり、２つの接点領域がアセンブリガイドによって画定される表面の端部を占めるように配置される、
−  アセンブリガイドがグラフォエピタキシーによって形成され、この方法は、アセンブリガイドの側壁および底部にグラフト層を堆積させる工程を含む、
−  ブロックコポリマーがポリスチレンおよびポリメチルメタクリレートを含み、グラフト層がホモポリスチレンに基づく、
−  この方法は、再組織化されたブロックコポリマー層の相の１つが除去された直後に、酸素を含むプラズマによってグラフト層をエッチングする工程を含む、
−  前記基板は、電気接続平面、および電気接続平面を覆し、その中に前記パターンが形成される誘電体材料層を含む、および
−  基板の表面上のパターンは、誘電体材料層を電気接続平面まで横切る相互接続孔である。
【００２４】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、表示的な方法で非限定的に、以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、ブロックコポリマーの１つ以上の組織化平面を使用して、従来技術によるブロックコポリマーの自己組織化の方法によって形成されたコンタクトホールを表す。
【図１Ｂ】図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、ブロックコポリマーの１つ以上の組織化平面を使用して、従来技術によるブロックコポリマーの自己組織化の方法によって形成されたコンタクトホールを表す。
【図１Ｃ】図１Ａ、１Ｂおよび１Ｃは、ブロックコポリマーの１つ以上の組織化平面を使用して、従来技術によるブロックコポリマーの自己組織化の方法によって形成されたコンタクトホールを表す。
【図２】本発明によるブロックコポリマーの自己組織化によってパターンを作製する方法の原理図である。
【図３Ａ】図３Ａは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｅ】図３Ｅは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｆ】図３Ｆは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｇ】図３Ｇは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｈ】図３Ｈは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｉ】図３Ｉは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｊ】図３Ｊは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図３Ｋ】図３Ｋは、図２の軸Ａ−Ａに沿った断面図において、本発明の優先的な実施形態によるパターンを作製する方法の工程を表す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｊ】図４Ｊは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図４Ｋ】図４Ｋは、図３Ｃ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ、３Ｉ、３Ｊおよび３Ｋの工程の間の基板の平面図である。
【図５Ｈ】図５Ｈから５Ｌは、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図において、図３Ｈから３Ｋに対応するパターンを作製する方法の工程を表す。
【図５Ｉ】図５Ｈから５Ｌは、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図において、図３Ｈから３Ｋに対応するパターンを作製する方法の工程を表す。
【図５Ｊ】図５Ｈから５Ｌは、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図において、図３Ｈから３Ｋに対応するパターンを作製する方法の工程を表す。
【図５Ｋ】図５Ｈから５Ｌは、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図において、図３Ｈから３Ｋに対応するパターンを作製する方法の工程を表す。
【図５Ｌ】図５Ｈから５Ｌは、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った断面図において、図３Ｈから３Ｋに対応するパターンを作製する方法の工程を表す。
【００２６】
より明確にするために、全ての図において、同一または類似の要素には同一の参照符号を付している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
ブロックポリマーの指向性自己組織化（ＤＳＡ）法を以下に記載する。この方法は、基板の表面上に高密度のパターンを単一の工程で印刷することを可能にする。この方法は、有利には、円柱状ブロックコポリマーから集積回路のコンタクトホールを形成するために使用される。
【００２８】
この方法は、より詳細には、フォトリソグラフィによる最小解像度ピッチよりも小さい距離だけ互いに分離された接点に適用される。例えば、１９３ｎｍに等しい波長の浸漬フォトリソグラフィ手段では、２つのパターン間の最小ピッチは約８８ｎｍである。結果として、８８ｎｍ未満の距離を隔てた近隣を有する全ての接点は、同じガイド内に印刷されるために一緒にグループ化されることになる。
【００２９】
この方法は、隣接物を有さないコンタクトホールにも適用することができるが、その寸法がフォトリソグラフィでは解決できないようなものであるか、またはむしろこれらの孔の寸法制御を改善するためである。
【００３０】
図２は、これらの状況の一方または他方において、どのようにして基板に良好な数および正しい場所にコンタクトホールを形成することが可能であるかを説明する方法の原理図である。平面図で表されたこの例では、３つの金属トラックを含む相互接続平面、および金属トラックを下部金属平面（図示せず）に接続する、即ち、金属トラックの下に位置する３つの垂直接点または「ビア」を形成することを目的としている。
【００３１】
この方法では、金属トラックおよびビアは、マスク２０を使用して画定される。マスク２０は、将来の金属トラックに対応する凹部２１ａから２１ｃを含む。換言すれば、マスクは、トラックを形成するために金属化されるべき基板の領域２１ａからｃを画定する。金属化すべき領域２１ａからｃの内部には、実線の四角で示す接点領域２２ａから２２ｃが存在する。それらはビアを形成するためのコンタクトホールの場所を規定する。
【００３２】
図２の左側に位置し、金属化される領域２１ａおよび２１ｃにそれぞれ属する２つの接点領域２２ａおよび２２ｃは、フォトリソグラフィによって伝統的な方法で印刷することができないほど近すぎる。右側に位置し、金属化されるべき領域２１ｂに属する第３の接点領域２２ｂは、正確に寸法を制御することが望まれる孤立した接点の場合に対応する。従って、これらの接点領域２２ａから２２ｃを規定するために、ブロックコポリマーが使用されることになる。
【００３３】
ブロックコポリマーのアセンブリガイドは、まずマスク２０上に、好ましくはグラフォエピタキシーにより形成される。接点領域２２ａおよび２２ｃは、同じアセンブリガイド２３ａ内で一緒にグループ化される。従って、ガイド２３ａは、接点領域２２ａおよび２２ｃを覆う表面だけでなく、これら２つの領域の間に配置されたマスク２０の一部をも画定する。接点領域２２ｂはそれ自身のガイド２３ｂを有する。
【００３４】
ガイド２３ａおよび２３ｂは、それらがフォトリソグラフィによって達成され得るクリティカルディメンション（即ち、小さなパターンの寸法）よりも大きい寸法を有する場合、フォトリソグラフィ（例えば、１９３ｎｍで）によって形成され得る。
【００３５】
次いで、ブロックコポリマー、例えば、ポリスチレン−ｂ−ポリメチルメタクリレート（ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ）の層がガイド２３ａおよび２３ｂ内に堆積される。次いで、ポリスチレンのブロックおよびＰＭＭＡのブロックが再組織化される。図２の例では、これにより、ガイド２３ａ内にＰＭＭＡの４つの円柱２４が形成され、ガイド２３ｂ内にＰＭＭＡの単一の円柱２４が形成され、各ガイドの円柱はポリスチレンマトリックスで取り囲まれる。
【００３６】
直線的ガイド２３ａでは、ＰＭＭＡの円柱２４は、ガイドの中心に位置する線Ａ−Ａに沿って分布され、ガイドの長さ方向に向けられている。正方形のガイド２３ｂでは、ＰＭＭＡの単一の円柱２４が正方形の中央領域を占める。
【００３７】
この方法は、再組織化されたブロックコポリマー層の相の１つ、前の例ではＰＭＭＡ相を除去する工程を含む。このようにして、ＰＭＭＡの円柱２４がエッチングされて、ガイド２３ａ内に複数の穴（図２の例では４つの穴）およびガイド２３ｂ内に単一の穴が形成される。
【００３８】
図２に見られるように、ＰＭＭＡのエッチングによって形成された円柱状の孔２４は、接点領域２２ａからｃよりも、即ち、形成したいビアよりもはるかに小さい寸法を有する。これは、それらがその後ポリスチレンマトリックスのエッチングによって拡大される限り、問題ではない。実際に、ブロックコポリマーの使用により得られるクリティカルディメンションは、１９３ｎｍ
【００３９】
【数１】
0006640117.tif 000002
でのフォトリソグラフィによって達成できるものだけでなく、ビア
【００４０】
【数２】
0006640117.tif 000003
に望まれるものより確かにはるかに小さい。換言すれば、ブロックコポリマーは、所望のクリティカルディメンションに達するようにＰＭＭＡのエッチングによって形成された孔を拡大する必要がある程に解像する。
【００４１】
ガイド２３ａでは、孔２４は、孔が準全体として接点領域２２ａ、２２ｃおよび接点領域２２ａおよび２２ｃの間に配置されたマスク２０の部分を覆う連続トレンチ２５ａに合体するまで、ポリスチレンのブロックをエッチングすることによって拡大される。同様に、ガイド２３ｂの孔２４は、ポリスチレンのエッチング後（拡張孔２５ｂ）、ビア（接点領域２２ｂ）のレイアウトによって提供されるのと実質的に同じ表面積を占める。
【００４２】
最後に、方法の最終工程の間に、トレンチ２５ａは、その上にマスク２０を置く基板に、より詳細には、連続する２つの相互接続平面を分離することを意図する誘電体層に転写される。ここでは、金属化された領域２１ａおよび２１ｃを覆うトレンチ２５ａの部分のみが誘電体層に転写される。何故なら、これらの領域の外側では、マスク２０が誘電体層のエッチングをブロックするからである。より詳細には、２つの接点領域２２ａと２２ｃとの間に配置されたマスク２０の部分の下では、下にある誘電体層はエッチングされず、誘電体層に２つの分離したコンタクトホールが得られる。それによって形成されたコンタクトホールは、接点領域２２ａおよび２２ｃのレイアウトによって提供される場所および寸法にある。次いで、これらのコンタクトホールを金属で充填してビアを形成し、２つの相互接続平面を接続することができる。
【００４３】
このように、基板の表面上のコンタクトホールは、金属トラックを画定するマスク２０の重ね合わせ、およびトレンチ２５ａを画定するコポリマーの組織化から生じる。接点領域２２ａおよび２２ｃは、マスク２０の一部がそれらを分離する限り、互いに非常に接近していてもよい。その結果、印刷されるパターンのピッチは、金属トラックのマスク２０によって制御される。
【００４４】
この方法のおかげで、ガイド２３ａの端部に位置するＰＭＭＡの円柱２４は、接点領域２２ａおよび２２ｃに対して少なくとも一方向において完全にセンタリングされる必要はない。具体的には、円柱状の孔の拡大および合体がこのオフセットを補うものであれば、接点領域２１ａおよび２１ｃ（図２参照）の中央線に対してわずかにずれていてもよい。これにより、アセンブリガイドの配置に関する制約を部分的に（一方向においてのみ）緩和させることができ、特にフォトリソグラフィ装置の解像度に適合するアセンブリガイドを形成することができる。他方、垂直方向（直線的ガイド２３ａの軸内）では、円柱２４は、有利には、接点領域２２ａおよび２２ｂの中心を結ぶ直線Ａ−Ａに位置合わせされる。しかし、この制御は、ガイドの直線的形状および２つの連続するガイド間のかなりの横方向の間隔（フォトリソグラフィによる最小解像度ピッチよりも大きい）のために達成するのが容易である。
【００４５】
さらに、従来技術に比べて露光を少なくすることができるという事実、または単一の露光でさえも、ビアの統計的母集団の数を減らすことを可能にし、それにより、位置合わせのより良好な制御を可能にする。
【００４６】
中央の円柱の位置、即ち、マスク２０の上方の位置は、この方法ではほとんど重要でないことにも留意されたい。トレンチ２５ａの対応する部分は、誘電体に転写されないので、任意の形状を有することができる。
【００４７】
逆に、接点領域２２ａおよび２２ｃの上方のＰＭＭＡの円柱の位置は、上述したように、より繊細である。アセンブリガイド２３ａは、好ましくは、接点領域２２ａおよび２２ｃがガイドの端部を占めるように配置される。従って、ガイドの端部におけるＰＭＭＡの円柱２４は、接点領域２２ａおよび２２ｃと実質的に一致する（端部の円柱は、一般的に、ガイドの中央の円柱よりも位置決めのばらつきが少ない）。
【００４８】
同様に、ガイド２３ｂの拡大された孔２５ｂは、マスク２０の金属化されるべき領域２１ｂを介して誘電体層に転写され、それにより完全に位置決めされたコンタクトホールを形成し、接点領域２２ｂに対して正しい寸法を有する。
【００４９】
ブロックコポリマーの使用は、従来のフォトリソグラフィ技術によって達成され得るものよりも小さいクリティカルディメンションＣＤｖｉａを得ることを可能にする。また、フォトリソグラフィ工程中に２つの隣接するアセンブリガイドが合体するであろうという仮説において、合体されたガイドの内側の円柱の位置は、ガイドが分離されている場合の位置に対して実質的に変化しないであろう。従って、２つのガイドの接合領域には、望ましくないＰＭＭＡの円柱は存在しないであろう。
【００５０】
２つのガイドの間にＰＭＭＡの円柱を形成するという事実は、それが同じ場所で金属トラックを形成するためにも設けられていれば、問題となる可能性がある。実際、この場合、円柱はマスク２０の凹部に張り出し、誘電体層に転写され、（金属トラックを受けるための単純なトレンチではなく）下部相互接続層までのコンタクトホールを形成する。結果として、ブロックコポリマーの使用は、望ましくないコンタクトホールを形成することを回避しながら、ガイドの配置に関する制約を緩和することも可能にする（一方向において、ガイドは互いに近接し得る）。
【００５１】
それらの寸法は（特に、フォトリソグラフィ法のパラメータの変動、即ち、露光量、マスクの寸法、焦点距離等に起因して）変動し得るので、２つのアセンブリガイドが合体する可能性がある（例えば、図２の直線的ガイド２３ａ、およびガイド２３ａの延長部に位置する同じ向きの別の直線的ガイド）。従って、ブロックコポリマーは、ガイドの寸法変動を補償する特殊性を有する。
【００５２】
一例として、４５ｎｍと５５ｎｍとの間に含まれる「目標」（即ち、所望の）クリティカルディメンションのガイドについて、（フォトリソグラフィ法のばらつきのために）この寸法に対して行われる最大誤差は約１０ｎｍであり、一方、これらのガイドに形成されたＰＭＭＡの円柱のクリティカルディメンションの最大誤差はわずか２ｎｍである。従って、ブロックコポリマーを使用することにより、パターンの寸法制御が改善される（ここでは５倍）。
【００５３】
この範囲では、ガイド内の円柱の充填率が最大である（換言すれば、ＰＭＭＡの円柱が全て形成されている）ため、アセンブリガイド２３ａおよび２３ｂは、好ましくは、４５ｎｍから５５ｎｍの間に含まれるクリティカルディメンションを有する。
【００５４】
先に示したように、マスク２０の一部によって分離された２つの隣接する接点は、このＤＳＡ法によって、同じガイド内で一緒にグループ化され、一緒に印刷される。接点のレイアウトの観点から、これは、これら接点の中心を結ぶセグメントが金属トラックの２つのエッジを正確に横切る場合に、２つの接点を一緒にグループ化することを意味する（例えば、図２では、領域２２ａおよび２２ｃの中心を結ぶセグメントは領域／トラック２１ａの上端および領域／トラック２１ｃの下端を遮る）。
【００５５】
あるいは、２つの接点は、将来のコンタクトホールが下部相互接続平面の金属の同じ線上で合体するならば、それらが金属化されるべき同じ領域に属していても（従ってマスク２０の一部によって分離されていなくても）一緒にグループ化されてもよい。さもなければ、２つの接点を接続するトレンチ全体がこの場合にはマスク２０を介して転写されるので、下部平面の金属の２つ線の短絡が生じるであろう。
【００５６】
本発明によるパターンを作成するための方法の好ましい実施形態を、図３Ａから３Ｋに関連して詳細に説明する。これらの図は、Ａ−Ａ（図２）に沿った断面図において、集積回路内の２つの相互接続平面間にコンタクトホールを形成するため工程Ｆ１からＦ１１を表す。図４Ｃ、４Ｆから４Ｋは、それぞれ図３Ｃ、３Ｆから３Ｋの工程中に取られた基板の平面図である。
【００５７】
工程Ｆ１からＦ３（図３Ａから３Ｃおよび４Ｃ）は、基板３０の表面上にマスク２０を形成することを可能にする。基板３０は、例えば、酸化ケイ素でできた誘電体層３２で覆われた第１の電気相互接続平面３１を含む。
【００５８】
図３Ａの工程Ｆ１では、マスク２０を形成することを意図した２層スタック３３が基板３０の表面上に堆積される。スタック３３は、有利には、誘電体層３２と接触する酸化物層３４（例えば、４０ｎｍの厚さの酸化ケイ素）、および酸化物層３４上に配置された、厚さ１５ｎｍの、例えば、窒化チタンＴｉＮでできた窒化物層３５を含む。次に、スタック３３は、有機材料でできた平坦化層３６（ＯＰＬ、「有機平坦化層」）および反射防止コーティング（ＡＲＣ）３７で覆われる。
【００５９】
次いで、反射防止コーティング層３７上に樹脂層３８を堆積させ、好ましくはダブルパターニングフォトリソグラフィによって構造化する。層３６および３７は、露光工程中に基板によって反射された光波を吸収し、定常波の生成を回避し、それによって寸法制御を改善することを可能にする。樹脂に形成されたパターンは、上部相互接続平面を形成するために金属化されるべき領域２１ａから２１ｃのレイアウトに対応する。
【００６０】
Ｆ２（図３Ｂ）では、樹脂パターンが、反射防止コーティング層３７、平坦化層３６、および窒化物層３５に転写される。この転写は、プラズマタイプの連続的なエッチング工程によって達成することができる。ＡＲＣ層３７は、樹脂３８を介して選択的にエッチングされ、次いで、同様にＴｉＮ層３５をエッチングするためのマスクとしての役割を果たすＯＰＬ層３６のエッチングのためのハードマスクの役割を果たす。酸化物層３４は、有利にはＴｉＮのエッチングのための停止層として役立つ。
【００６１】
図３Ｃおよび４Ｃの工程Ｆ３で層３６から３８を除去した後、マスク２０およびその凹部２１ａから２１ｃ（即ち、金属化される領域２１ａから２１ｃ）が得られる。それらは金属トラックを形成するために役立つであろう。
【００６２】
工程Ｆ４（図３Ｄ）では、図２のアセンブリガイド２３ａおよび２３ｂを形成するのに役立つ層が、マスク２０で覆われた基板３０上に堆積される。このようにして、好ましくは、有機材料からできた別の平坦化層３９は第１のマスク２０上に堆積され、次に第２のマスキング平面４０が平坦化層３９上に形成される。第１のマスク２０と同様に、第２のマスキング平面４０は、有利には、酸化物層４１（例えば、ＴＥＯＳ酸化物）および窒化物層４２（例えば、ＴｉＮ）を含む。最後に、第２のマスキング平面４０は、ＯＰＬ層４３、ＡＲＣ層４４、および樹脂層４５で連続的に覆われる。
【００６３】
この優先的な実施形態では、アセンブリガイドは、第２のマスキング平面４０上に堆積された平坦化層４３の光フォトリソグラフィおよびエッチングによって形成される。樹脂４５は、除去可能なマスク（図示せず）を介して露光され、次いで現像され（図３Ｄ）、Ｆ５（図３Ｅ）では、ＡＲＣ層４４およびＯＰＬ４３層は、現像された樹脂層４５を介して異方性（例えば、プラズマによる）でエッチングされる。
【００６４】
前述のように、ＯＰＬ層４３およびＡＲＣ層４４の厚さおよび光学指数は、フォトリソグラフィ手段の露光波長における光の反射を最小にするように選択される。そのため、アセンブリガイドは、より良好な解像度を有する。
【００６５】
図３Ｆ（Ａ−Ａに沿った断面図）および４Ｆ（平面図）の工程Ｆ６では、樹脂層４５が除去され（剥離工程）、例えば、フッ化物エッチングを用いてＡＲＣ層４４が除去される。フッ化物エッチングは、ガイドの表面上にコポリマーの層が付着することを防止するフッ素基をガイドの表面上に形成することによって、ＯＰＬ層４３に形成されたガイド２３ａ、２３ｂの表面状態を改質させる。これを改善するために、グラフト層をガイド２３ａおよび２３ｂの側壁および底部に堆積させることができる。これは、フッ素基を中和することを可能にする。
【００６６】
図２に関連して先に説明したように、ガイド２３ａは、それがマスクの凹部２１ａおよび２１ｂの一部に張り出すように配置される（図３Ｆ、４Ｆ）。図４Ｆの平面図でのみ見ることができるガイド２３ｂは、マスク２０の別の凹部の一部に張り出し、金属化される領域２１ｂに対応する。
【００６７】
工程Ｆ７（図３Ｇおよび４Ｇ）では、ブロックコポリマー層４６が、グラフト層で覆われた表面上のガイド２３ａおよび２３ｂの内部に堆積される。コポリマーは、好ましくは、スピンコーティングによって基板の表面全体に広げられる。次に、例えば、コポリマー層４６を加熱することによって、コポリマーが組織化される。
【００６８】
ブロックコポリマーは、好ましくは、ポリスチレン（ＰＳ）およびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む２ブロックコポリマーである。ＰＳおよびＰＭＭＡの異なる割合が想定され得る。一例として、３０重量％のＰＭＭＡおよび７０重量％のＰＳを用いて、ＰＭＭＡのブロックは、組織化後、ＰＳのマトリックスに含まれる円柱２４の形態である。
【００６９】
ＰＳ−ｂ−ＰＭＭブロックコポリマーの場合、グラフト層は、例えば、ホモポリスチレンに基づく。ホモポリスチレンは、ここで提案された組込み例において、ガイド２３ａおよび２３ｂの壁とのＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡブロックコポリマーの良好な親和性を保証する。
【００７０】
有利には、ランダムＰＳ−ｒ−ＰＭＭＡコポリマーの層をガイド２３ａおよび２３ｂの底部に堆積させることもできる。この層は、ガイドの底部とのコポリマーの親和性をさらに改善し、それにより、ＰＭＭＡの円柱２４がガイドの底部に向けて降下することを可能にする。
【００７１】
図３Ｈおよび４Ｈの工程Ｆ８において、ＰＭＭＡの円柱は、例えば、９９％濃酢酸中に１０分間基板を浸漬することによって、ポリスチレンのマトリックスに対して選択的にエッチングされる。次いで、ポリスチレンで特異的に構成された残留層４６’に、複数の円柱状の孔２４’が得られる。
【００７２】
この優先的な実施形態では、円柱状の穴２４’の拡大および合体は、好ましくはＲＩＥプラズマタイプのいくつかの連続するエッチング工程によって得られる。
【００７３】
第１に、ホモポリスチレンでできたグラフト層がアセンブリガイドの底部に堆積された場合、これは好ましくは酸素（Ｏ２）を含むプラズマを用いてＲＩＥによってエッチングされる。ＨＢｒ／Ｏ２、Ｃｌ２／Ｏ２、ＣＯ／Ｏ２、ＳＯ２／Ｏ２、Ｎ２／Ｏ２、Ｈｅ／Ｏ２およびＣｘＨｙ／Ｏ２等のＯ２に基づく気体混合物を使用することができる。一例として、プラズマはＡｒ／Ｏ２ガスの混合物から、圧力１０ｍＴｏｒｒ、電力２２０Ｗ、分極電圧２００Ｖで生成される。このプラズマのエッチング速度は約７７９オングストローム／分である。
【００７４】
このように中和層をエッチングすることにより、ポリスチレン層４６’の円柱状の孔２４’が僅かに拡大される。好ましくは、ガス混合物中の酸素の量は混合物の９％から１００％の間に含まれ、エッチング時間は５秒から３０秒の間に含まれる。これらの条件では、層４６’のポリスチレンの一部のみがエッチングされる（ＰＳの層４６’の厚さは、エッチング後、１０ｎｍ以上である）。従って、層４６’の孔２４’を区別することは依然として可能である。
【００７５】
次に、図３Ｈおよび図４Ｈに示すように、孔２４’は第２のマスキング平面４０の窒化チタン層４２に転写される。この転写は、好ましくは、ポリスチレン層４６’を介して異方性プラズマエッチング（例えば、ＲＩＥタイプのもの）を用いて行われ、第２のマスキング平面４０の酸化物層４１上で停止させる。層４２がＴｉＮでできている場合、プラズマは、好ましくは、塩素（Ｃｌ２）：Ｃｌ２／Ａｒ、Ｃｌ２／Ｈｅ、Ｃｌ２／ＣｘＨｙ、Ｃｌ２／Ａｒ／ＣｘＨｙ、Ｃｌ２／ＣｘＦｙ、Ｃｌ２／Ａｒ／ＣｘＦｙ、Ｃｌ２／ＢＣＬ３・・・を含む気体混合物を用いて生成される。それがＳｉＮでできた窒化物層４２である場合、適切な化学物質、例えば、フッ素化化学物質が選択される。
【００７６】
一例として、厚さが１０ｎｍから３０ｎｍの間に含まれるＴｉＮ層４２は、１５ｍＴｏｒｒの圧力下、５００Ｗの電力および２００Ｖの分極電圧で、ＲＦ磁場によって生成されたＣｌ２／Ａｒ／ＣｘＨｙプラズマによってエッチングされる。このプラズマによるＴｉＮのエッチング速度は約１２８０オングストローム／分である。
【００７７】
方法の工程Ｆ８（図３Ｈ、４Ｈ）の後、ポリスチレン層４６’およびＴｉＮ層４２の穴２４’はまだ合体されておらず、接点領域のクリティカルディメンションＣＤｖｉａは達成されていない。従って、穴の拡大は継続されなければならない。
【００７８】
そのために、ＴｉＮ層４２は、酸化物４１およびポリスチレン４６’に対して等方的かつ選択的にエッチングされる。これは、窒化物層４２に転写されたばかりの孔２４’を拡大する効果を有する。「オーバーエッチング」とも呼ばれるＴｉＮの等方性エッチングのこの工程は、好ましくはＣｌ２のみまたはＢＣｌ３／Ｃｌ２のプラズマを用いて衝撃なしで行われる（例えば、８ｍＴｏｒｒの圧力下で、４００Ｗの電力およびゼロ分極電圧に対し、ＴｉＮのエッチング速度は約８００オングストローム／分である）。
【００７９】
これらの新しいより幅の広いパターンは、次に層４２および４６’を介した異方性エッチングによって酸化ケイ素層４１に転写され、次いで酸化物層４１の等方性エッチング（ＯＰＬ層３９に対して選択的）によって再び拡大される。酸化物のこれらの異方性エッチングおよび等方性エッチングは、好ましくは、フッ素化化学物質（例えば、ＣＦ４、ＣｘＦｙ、ＣＨｘＦｙ、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣｘＦｙ／Ｏ２、ＣｘＦｙ／ＣＨｘＦｙ、ＣｘＦｙ／Ａｒ／ＣＨｘＦｙ、ＣｘＦｙ／Ｈｅ／ＣＨｘＦｙ・・・）を使用して実施される。
【００８０】
一例として、厚さが１０ｎｍから３０ｎｍの間に含まれる酸化物層４１は、ＣＦ４／Ｏ２プラズマ（７ｍＴｏｒｒ、９００Ｗ、２００Ｖ、約１３８４オングストローム／分のエッチング速度）によって異方性でエッチングされ、その後、衝撃なしでＣＦ４プラズマ（５ｍＴｏｒｒ、８００Ｗ、０Ｖ、約２５６オングストローム／分のエッチング速度）によって等方性でエッチングされる。
【００８１】
酸化物４１の等方性エッチングの間（およびより少ない程度でＴｉＮの等方性エッチングの間）、ポリスチレンが消費される。何故ならば、酸化物４１のオーバーエッチングは、層４６’のポリスチレンに対して完全には選択的ではないからである。
【００８２】
このように、この優先的な実施形態では、所望のクリティカルディメンションＣＤｖｉａ（図２参照）に等しい幅を有する連続トレンチ２５が（層４６’および第２のマスキング平面４０内に）得られるまで、第２のマスキング平面４０、より具体的にはその酸化物層４１における孔の拡大と同時に、層４６’における孔の拡大が起こる。
【００８３】
これによりエッチングされた窒化物層４２および酸化物層４１は、第２のハードマスクを形成し、図３Ｊおよび４Ｊに示す方法の後の工程中に、ＯＰＬ層３９の一部をエッチングすることを可能にするであろう。
【００８４】
第２のマスク４０を使用するという事実により、孔の拡大および連続トレンチへの合体をより容易に制御することが可能になる。一方ではＴｉＮとコポリマーとの間の良好な選択性、および他方ではエッチングされるべきＴｉＮの薄い厚さのおかげで、コポリマー厚さが薄くても、コポリマーのパターンをＴｉＮに容易に転写することが可能である。孔がＴｉＮ層４２に転写されると、この孔は下にある酸化物４１をエッチングするのに十分である。このためコポリマーの厚さにもはや制約はない。次いで、ＴｉＮ／酸化物マスクは、ＯＰＬ層３９をエッチングするのに十分である。
【００８５】
コポリマー層４６’の厚さ、マスク４０の厚さおよびエッチング化学物質の選択性に依存して、好ましくはＴＥＯＳ酸化物でできた単一層４１を有するマスク４０を使用することが想定できる。
【００８６】
図３Ｉおよび４Ｉの工程Ｆ９において、ＯＰＬ層４３およびポリスチレン４６’の残りの層が、酸化物４１および窒化物４２に対して選択的に基板から除去される。図示のように、窒化チタン層４２も除去される。この後者の除去は、例えば、塩素（Ｃｌ２）を含む気体混合物を用いたプラズマエッチングによって、酸化物マスク４１、および酸化物マスク４１の下に位置するＯＰＬ層３９に対して選択的に行われる。
【００８７】
別の一連の工程に従って、酸化物４１をエッチングする前（しかし、窒化物層４２へのパターンの転写後）に、ＯＰＬ層４３およびコポリマー層４６’を除去することも可能である。その結果、ＴｉＮ層４２は、酸化物４１をエッチングするために使用される唯一のマスクである。
【００８８】
図３Ｊ（Ａ−Ａに沿った断面図）および図４Ｊ（平面図）に示される工程Ｆ１０は、酸化ケイ素でできたハードマスク４１を介する平坦化層３９のエッチングに対応する。このエッチングは、例えば、プラズマタイプのドライエッチングである。エッチングは、第１のマスク２０上に現れ、凹部２１ａおよび２１ｃの一部を露出させる。エッチングは、窒化チタンおよび酸化ケイ素に対して選択的であるので、層３４および３５のいずれも、有機材料のエッチングの影響を受けない。
【００８９】
潜在的に、工程Ｆ１０は、上部マスクのＴｉＮ層４２および酸化物層４１の例に続いて、２つのエッチング工程、即ち、第１の異方性および第２の等方性エッチングを含むことができる。ＯＰＬ層３９の材料は炭素を含むので、これらのエッチングは、ポリスチレンのエッチングに関して、Ｏ２に基づく化学を用いることによって有利に達成される。この任意の等方性エッチングにより、必要ならば、それが接点領域を完全に包囲するようにＯＰＬ層３９内のトレンチ２５ａをさらに拡大することができる。この追加のエッチングは、ＴｉＮおよび酸化物のエッチング中に所望の拡大が達成される場合には必要ではない。
【００９０】
一例として、その厚さが５０ｎｍから３００ｎｍの間に含まれる平坦化層３９は、ＨＢｒ／Ｏ２プラズマ（５ｍＴｏｒｒ、５３３Ｗ、４５０Ｖ、約３０００オングストローム／分のＯＰＬのエッチング速度）により異方性および等方性でエッチングされる。
【００９１】
最後に、Ｆ１１（図３Ｋ、４Ｋ）において、酸化物層３４の露出部分、即ち、有機材料３９のエッチングによって解放された凹部２１ａおよび２１ｃの部分は、窒化物層３５に対して選択的にエッチングされる。これにより、酸化物層３４の開口部は、一方では凹部２１ａおよび２１ｃならびに他方ではトレンチ２５ａの重ね合わせから生じる領域に限定される。
【００９２】
このエッチングは、ＯＰＬ層３９上に位置する酸化物層４１を除去することも可能にする。それは、好ましくは、フッ素化化学物質（ＣｘＦｙ、ＣＨｘＦｙ、ＳＦ６、ＮＦ３等）を用いた異方性エッチングを含む。
【００９３】
次に、酸化物層３４を開口した後、マスク２０を介して（即ち、窒化物および酸化物に対して選択的に）下層相互接続層３１まで誘電体層３２をエッチングすることによって、コンタクトホール４７が得られる。ＯＰＬ層３９は、有利には、工程Ｆ１１のこの第２のエッチングの過程で除去される。
【００９４】
図３Ｋの断面Ａ−Ａの平面において、誘電体層３２のコンタクトホール４７はスルーホールである。それらは、下部相互接続層３１の金属トラック上に現れる。次いで、コンタクトホールを金属（例えば、銅）で充填し、次いで、孔から溢れる余分な金属を除去することによって（例えば、化学的機械的平坦化、ＣＭＰ）、ビアを形成することができる。有利には、層３２の誘電材料への金属の拡散を制限するバリア層が、金属で充填される前にコンタクトホール４７内に堆積される。
【００９５】
上述のパターンを作成する方法はまた、上部相互接続平面の金属トラックを受けるトレンチの形成につながる可能性がある。金属線のインプリントは、図３Ｃおよび４Ｃの工程においてマスク２０内に実際に画定されている。それらは、金属化されるべき領域２１ａから２１ｃである。
【００９６】
図５Ｈから５Ｌは、方法のいくつかの工程（それぞれＦ８、Ｆ９、Ｆ１０およびＦ１１、後者は２つの副工程Ｆ１１−１およびＦ１１−２で表される）を再現し、どのようにしてより浅いトレンチ（金属トラック）の形成からコンタクトホール（ビア）の形成を差別化することができるかを示す。図３Ａから３Ｋは隣接する２つのコンタクトホール（ビア）を形成する工程の軸Ａ−Ａに沿った断面図を表す一方、図５Ｈから５Ｌは、それぞれ工程Ｆ８、Ｆ９、Ｆ１０およびＦ１１の間に、図２の軸Ｂ−Ｂに沿った基板の断面図である。それらは、孤立したコンタクトホール（接点領域２２ｂ）、および金属化されるべき領域２１ａ（図２）に対応するトレンチの一部の形成を示す。
【００９７】
軸Ｂ−Ｂに沿った断面図を参照すると、ガイド２３ｂの形成、ガイド２３ｂ（図５Ｈ）内のブロックコポリマーの組織化および現像の工程は、金属化されるべき領域２１ｂ（即ち、図２の接点領域２２ｂ）の一部のみに張り出した基板の領域に限定される。前の場合と異なり、アセンブリガイド２３ｂは、この場所にビアが設けられないので、金属化されるべき領域２１ａの上方には延びていない（図２参照）。
【００９８】
工程Ｆ８およびＦ９（図５Ｈから５Ｉ）では、図３Ｈおよび３Ｉに関連して先に説明したように、ＰＭＭＡ相の除去から生じるポリスチレン層４６’中の単一の孔２４'が第２の２層マスク４１から４２内に転写され、次いで拡大される。金属化される領域２１ａの反対側では、酸化物層４１は完全なままである。
【００９９】
拡大された孔２５ｂは、Ｆ１０（図５Ｊ）において第２のマスクの酸化物層４１を介して平坦化層３９内に伝播され、次に、Ｆ１１−１（図５Ｋ）において酸化物層３４を開口した後、第１のマスクの窒化物層３５を介して誘電体層３２内に伝播される。
【０１００】
工程Ｆ１１−１で上部酸化物マスク４１、ＯＰＬ層３９の除去を同時に可能にした拡大された孔２５ｂ内の酸化物層３４の開口が誘電体層３２と同時に露出され、エッチングされる。
【０１０１】
窒化物マスク３５が解放された瞬間には、コンタクトホール４７が部分的にのみ形成される。次いで、層３２のエッチングは、スルーホール４７を完成させるために金属化されるべき領域２１ｂ内だけでなく、より浅いトレンチ４８を形成するための金属化されるべき領域２１ａ内でも続けられる。誘電体層３２のエッチングの第２段階Ｆ１１−２は、図５Ｌに（Ｂ−Ｂに沿った断面において）表される。孔４７が下部相互接続平面の金属トラックに達するとエッチングが停止される。トレンチ４８のエッチングは、コンタクトホール４７のエッチングに対して遅く開始し、トレンチ４８は、層３２を完全には横断しない。異なる材料間のエッチング選択性を利用して、このより浅いトレンチを形成することも可能である。
【０１０２】
当然のことながら、本発明によるパターンを作成する方法は、図３から５を参照して説明した実施形態に限定されず、多数の変形が想定できる。
【０１０３】
例えば、ブロックコポリマー層（例えば、ＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳ、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡ−ｂ−ＰＥＯ、ＰＳ−ｂ−Ｐ２ＶＰ）、平坦化層（特に炭素含有材料に基づく）および異なる平面のマスク（例えば、ＢＮ、ＳｉｘＮｙ）に対し先に挙げられた材料以外の材料を使用することができる。これらの平面の数はまた、層の性質および使用されるエッチング技術に依存して変化する可能性がある。
【０１０４】
アセンブリガイドは、領域に依存して異なる化学的性質を有する層を基板の表面上にグラフトすることによって、グラフォエピタキシーによってではなくケミエピタキシーによって画定することができる。
【０１０５】
最後に、別の実施形態では、有機平坦化層ではなく、第２のマスキング平面上に堆積された樹脂の層の中に直接グラフォエピタキシーによってアセンブリガイドを形成することができる。次に、この樹脂をＮＴＤ（ネガティブトーン現像）法を用いて構造化する。それは、ブロックコポリマーを堆積させるために使用される溶媒には溶解しない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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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３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図３Ｊ】
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【図３Ｋ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図５Ｈ】
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【図５Ｉ】
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【図５Ｊ】
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【図５Ｋ】
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【図５Ｌ】
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