(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステージを有するリソグラフィ装置において、標的層と、少なくとも部分的に前記標的層の上になる第１ハード・マスク層と、少なくとも部分的に前記第１ハード・マスク層の上になる第２ハード・マスク層と、を含む積重体を有するリソグラフィ基板を露光する方法であって、
所望のパターンが、第１サブパターンと第２サブパターンとを含み、
前記第１サブパターンに対応させて前記第２ハード・マスク層をエッチングすることにより前記第１サブパターンを前記第２ハード・マスク層に転写して前記第１ハード・マスク層から突出する前記第１サブパターンに対応した特徴部を形成する第１リソグラフィ・プロセスと、
前記第１サブパターンに対応した特徴部に対してインタレースした位置において前記第２サブパターンに対応させて前記第１ハード・マスク層をエッチングすることにより、前記第１サブパターンに対応した前記標的層からさらに突出する前記第１サブパターンに対応した特徴部を形成し、且つ、前記第２サブパターンを前記第１ハード・マスク層に転写して前記第２サブパターンに対応した前記標的層から突出する前記第２サブパターンに対応した特徴部を形成する第２リソグラフィ・プロセスと、を含み、
前記第１リソグラフィ・プロセスでは、前記第１サブパターンの転写に使用されたウェハ・チャックを記憶し、
前記第２リソグラフィ・プロセスでは、前記第１サブパターンの転写に使用された前記ウェハ・チャックと同じウェハ・チャックで前記第２サブパターンを転写するものであって、前記第１サブパターンにおけるパターン設置誤差を補償する、
リソグラフィ基板の露光方法。
【請求項２】
前記第１及び第２ハード・マスク層の前記エッチングは、相互に排他的な選択性を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記相互に排他的な選択性の１つは、窒化物選択性であり、他の相互に排他的な選択性は酸化物選択性である、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２ハード・マスク層はシリコン窒化物層であり、前記第１ハード・マスク層は２酸化シリコン層である、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１ハード・マスク層はシリコン窒化物層であり、前記第２ハード・マスク層は２酸化シリコン層である、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び第２リソグラフィ・プロセスはそれぞれ、ポジティブ・トーン・レジストを前記基板に塗布することをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１及び第２ハード・マスク層の前記エッチングはそれぞれ、誘電体プラズマ・エッチ・プロセスを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記標的層のエッチングをさらに含み、前記第１及び第２パターンの特徴部は、実質的に、エッチ・ストップの役を果たす、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２ハード・マスク層並びに前記標的層の前記エッチングは、交互の、相互に排他的な選択性を有する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記交互の、相互に排他的な選択性は、窒化物選択性と酸化物選択性の間で交互になる、
請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記積層体は、前記第２ハード・マスク層上にさらに第３ハード・マスク層を含み、
前記所望のパターンは、さらに第３サブパターンを含み、
前記第３サブパターンに対応させて前記第３ハード・マスク層をエッチングすることにより、前記第３サブパターンを前記第３ハード・マスク層に転写して前記第２ハード・マスク層から突出する前記第３サブパターンに対応した特徴部を形成する第３リソグラフィ・プロセスを前記第１リソグラフィ・プロセスに先行してさらに備える、
請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記３ハード・マスク層の前記エッチング並びに前記第１及び第２ハード・マスク層の前記エッチングは、交互の、相互に排他的な選択性を有する、
請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、フォトリソグラフィ並びに半導体基板を露光するための関連する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ露光装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）を製造する時に使用することができる。こうした場合、パターニング装置は、ＩＣの個々の層に相当する回路パターンを生成することができる。フォトリソグラフィでは、放射ビームがパターニング装置を横切るようにさせることによって、放射ビームが、パターン化され、所望のパターンをレジストにイメージング（像形成）するため等で、光活性化レジスト（即ち、フォトレジスト）材料の層をコーティングされた基板（シリコン・ウェハ）上の標的部分（例えば、１つ又は複数のダイを備える）上に、放射ビームが、リソグラフィ装置の投射システムによって投射される。一般に、単一ウェハは、投射システムを介して１度に１回連続して照射される、隣接する標的部分の全体のネットワークを含むであろう。
【０００３】
半導体業界では、ウェハ基板上により小さなパターン及び特徴部を有する、より小型の半導体デバイスについての絶え間ない要求が、リソグラフィ露光装置が達成することができる光学解像度に関する限界を押し下げている。一般に、リソグラフィ露光装置が光学的に分解できる、ウェハ基板上に露光されるパターンの反復可能特徴部（例えば、「半ピッチ」）の最小サイズは、投射システム及び放射の（パターン化された）投射ビームの特質によって決まる。特に、半ピッチ特徴部サイズについての光学解像度は、簡略化された形態のレーリの解像度の式を使用することによって導出することができる。
ｐ０．５＝ｋＩ・λ／ＮＡ（ｋＩ＞０．２５の場合）        （１）
ここで、ｐ０．５は、ｎｍ単位の反復可能特徴部サイズ（例えば、「半ピッチ」）を表し、ＮＡは、投射システムの開口数を表し、λは、投射ビームの波長を表し、ｋＩは、半ピッチ特徴部サイズについての達成可能な光学解像度限界を表す係数である。
【０００４】
先に示したように、ｋＩについての理論的な光学解像度半ピッチ下限は０．２５である。ｋＩ＝０．２５の壁を回避する試みにおいて、より短い波長及び／又はより大きな開口数を採用することが可能な、費用のかかる技術を開発することにかなりの努力が払われてきており、したがって、ｋＩ≧０．２５の制約に違反しないで、より小さい特徴部の生産が可能である。
【０００５】
コンタクト・ホール又はトレンチ（溝）を印刷する場合、印刷される所望のパターンが、リソグラフィ装置によって光学的に分解されることが可能な２つの構成サブパターンに分解される、２重露光リソグラフィ・プロセスを適用することによって、ｋＩ＝０．２５の壁の回避が可能であることが知られている。ポジティブ・トーン・レジストを使用して、コンタクト・ホールの第１サブパターンに従って、第１レジスト・マスクがハード・マスク層上に設けられ、それに続いて、（第１レジスト・マスクを使用して）標的層のエッチングが行われて、第１サブパターンがハード・マスクに転写される。次に、第１レジスト・マスクは、標的層から剥離され、コンタクト・ホールの第２サブパターンに従って、第２レジスト・マスクが標的層上に設けられ、それに続いて、（第２レジスト・マスクを使用して）標的層の第２のエッチングが行われる。結果として、第１及び第２サブパターン・イメージが組み合わされて、標的層上に所望のパターンが生成される。こうしたプロセスは、コンタクト・ホール及びトレンチを印刷するのに適し、イメージング・プロセスは、暗い背景に対して明るい特徴部（コンタクト及び／又はトレンチ）をイメージングする時に最適品質となるが、ｋＩ＝０．２５の壁より小さいラインを印刷するのに使用することができない。ラインを印刷する場合、イメージング・プロセスは、明るい背景に対して暗いラインをイメージングする時に最適品質となり、ネガ型レジストの使用が必要とされるであろう（２つの露光の間の中間エッチ段階を省略して）。しかし、ネガ型レジストのイメージング特性は、ポジ型レジストのイメージング特性と比べて劣る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本明細書で具体化し、且つ、幅広く説明する、本発明の原理と整合性のある方法は、リソグラフィ・システムのイメージ解像度の向上を可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
基板が提供され、この基板は、所望のパターンをリソグラフィによってパターニングするように構成され配設された標的層と、少なくとも部分的に標的層の上になるハード・マスク層の積重体であって、少なくとも部分的に標的層の上になる第１ハード・マスク層および少なくとも部分的に第１ハード・マスク層の上になる第２ハード・マスク層を備える、ハード・マスク層の積重体とを備え、第１ハード・マスク層と第２ハード・マスク層は、相互に排他的なエッチ抵抗を有し、第１ハード・マスク層と第２ハード・マスク層の一方は酸化物を含み、他方のハード・マスク層は窒化物を含む。
【０００８】
本発明の態様によれば、標的層及び少なくとも部分的に前記標的層の上になるハード・マスク層の積重体であって、少なくとも部分的に標的層の上になる第１ハード・マスク層と少なくとも部分的に第１ハード・マスク層の上になる第２ハード・マスク層とを含む、ハード・マスク層の積重体を有するリソグラフィ基板を露光する多重露光方法が提供されており、方法は、第２ハード・マスク層のエッチングを含む第１リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンを第２ハード・マスク層に転写することであって、それによって、第１ハード・マスク層から突出する対応する第１パターンの特徴部を設ける、転写すること、及び、第１ハード・マスク層のエッチングを含む第２リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンの特徴部に対してインタレースした位置において、第２パターンを第１ハード・マスク層に転写することであって、それによって、標的層からの、第１パターンの特徴部のさらなる突出部を設け、且つ、第２パターンに従って、標的層から突出する第２パターンの特徴部を設ける、転写することを含む。
【０００９】
本発明の態様によれば、標的層及び少なくとも部分的に前記標的層の上になるハード・マスク層の積重体であって、少なくとも部分的に標的層の上になる第１ハード・マスク層と少なくとも部分的に第１ハード・マスク層の上になる第２ハード・マスク層とを含む、ハード・マスク層の積重体を有するリソグラフィ基板を露光する多重露光方法が提供されており、方法は、第２ハード・マスク層のエッチングを含む第１リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンを第２ハード・マスク層に転写することであって、それによって、第１ハード・マスク層から突出する対応する第１パターンの特徴部を設ける、転写すること、及び、第１ハード・マスク層のエッチングを含む第２リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンの特徴部に対してインタレースした位置において、第２パターンを第１ハード・マスク層に転写することであって、それによって、標的層からの、第１パターンの特徴部のさらなる突出部を設け、且つ、第２パターンに従って、標的層から突出する第２パターンの特徴部を設ける、転写することを含む。
【００１０】
本発明の実施例では、第１及び第２エッチングは、交互の、実質的に相互に排他的な選択性、特に、酸化物に対する窒化物の選択性を有する。
【００１１】
本発明の別の態様によれば、方法に従って、基板をパターニングするための機械実行可能命令を符号化された機械読み取り可能媒体が提供されており、方法は、
基板の標的層と、少なくとも部分的に標的層の上になる第１ハード・マスク層と、少なくとも部分的に第１ハード・マスク層の上になる第２ハード・マスク層のエッチ抵抗を特定することであって、第１ハード・マスク層と第２ハード・マスク層は相互に排他的なエッチ抵抗を有する、特定すること、
第２ハード・マスク上に設けられたレジスト層の第１露光を含む第１リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンを第２ハード・マスク層に転写すること、
特定したエッチ抵抗に従って、第１ハード・マスク層をエッチ・ストップとして使用しながら、第２ハード・マスク層のドライ・エッチングと共に使用するためのガス混合物を決定すること、
決定したガス混合物を使用して、第２ハード・マスク層のドライ・エッチングを適用すること、
第１ハード・マスク上に設けられたレジスト層の第２露光を含む第２リソグラフィ・プロセスによって、第１パターンに対してインタレースしたレジストリにおいて第２パターンを第１ハード・マスク層に転写すること、
特定したエッチ抵抗に従って、標的層をエッチ・ストップとして使用しながら、第１ハード・マスク層のドライ・エッチングと共に使用するための第２ガス混合物を決定すること、及び
決定した第２ガス混合物を使用して、第１ハード・マスク層のドライ・エッチングを適用することを含む。
【００１２】
第２パターンは、第１パターンに対してインタレースしたレジストリにおいて露光されて、所望のパターンに従って標的層をパターニングすることと共に使用するためのエッチ・マスクを提供する。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、リソグラフィ・クラスタが提供されており、リソグラフィ・クラスタは、リソグラフィ露光装置と、基板上にマスク層をエッチングすることが可能なエッチ・チャンバと、リソグラフィ露光装置とエッチ・チャンバを制御する制御装置とを備え、制御装置は、本発明の方法による前記第１エッチング及び第２エッチングを実行するように構成される。
【００１４】
本発明の実施例を、ここで、添付概略図面を参照して、例としてだけ説明する。概略図面において、対応する参照記号は対応する部分を示す。
【実施例】
【００１５】
先に述べたように、より微細な光学解像度を達成するという不断の必要性が存在しており、ポジティブ・トーン・レジストを使用してラインを印刷することについて、０．２５の理論的な半ピッチ下限ｋＩを回避することは、重要な利点を提供するであろう。この可能性が無い場合、この限界より小さい解像度を達成するために、より短い波長及び／又はより大きな開口数を採用する費用のかかる技術を開発することに努力が一般に集中する。
【００１６】
以下でより詳細に述べるように、本発明は、ハード・マスク層が、エッチ・ストップ機能の交互のシーケンスに従って積重ねられる、複数のハード・マスク層の予め選択された組合せを用いる多重露光技法を実施することによって、ｋＩ≧０．２５である、半ピッチ下限より小さい解像度ｐ０．５＝ｋＩ・λ／ＮＡを達成し、したがって、ｋＩ＝０．２５の壁が回避される。特に、本発明は、ネガティブ・トーン・レジストの代わりに、これらの特徴部を印刷するのにポジティブ・トーン・レジストの排他的な使用を可能にし、それによって、ｋＩ＜０．２５となる。こうした特徴部の例は、ｋＩ＜０．２５である、密なライン、半ば密なライン、及び孤立したラインである。
【００１７】
集積回路（ＩＣ）の製造においてリソグラフィ露光装置が使用され、その場合、マスク（「レチクル」）等のパターニング装置は、ＩＣの個々の層に相当する回路パターンを生成する。フォトリソグラフィでは、放射ビームがレチクルを横切るようにさせることによって、放射ビームがパターン化され、所望のパターンをレジストにイメージングするため等で、光活性化レジスト（即ち、フォトレジスト）材料の層をコーティングされた基板Ｗ、シリコン・ウェハ上の標的部分（例えば、１つ又は複数のダイを備える）上に、放射ビームが、リソグラフィ装置の投射システムによって投射される。一般に、単一ウェハＷは、投射システムを介して１度に１回連続して照射される、隣接する標的部分の全体のネットワークを含むであろう。
【００１８】
本発明によれば、また、図１に示すように、基板Ｗが設けられており、基板Ｗは、以前に処理された処理済みＩＣ層を保持することができ、以下の順序で、標的層ＴＬ、第１犠牲ハード・マスク層Ｓ１、及び第２犠牲ハード・マスク層Ｓ２を備える。ハード・マスク層の積重体は、Ｓ２−Ｓ１−ＴＬ積重体と呼ばれる。
【００１９】
図２に概略的に示すように、印刷される所望のパターンは、ピッチＰ／２で配列された密なラインのセットＤＬを備える。このセットＤＬは、リソグラフィ・システムによって光学的に分解されることが可能な、ピッチＰでそれぞれ配列された半ば密なラインの２つの構成サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２に分解される。特徴部は、図２に示すように、ライン又はラインのセグメントであることに限定されないことが理解される。標的層ＴＬ内の所望の特徴部は、例えば、基板Ｗの表面から突出する標的層の任意に形作られた部分のアレイであることができ、それによって、パターンＤＬの特徴部は、ピッチＰ／２で配列したアレイの要素として配設される。そのため、サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２は、基板Ｗの表面から突出する標的層の前記任意に形作られた部分の対応するアレイを含み、特徴部ＳＤＬ１及びＳＤＬ２は、ピッチＰで配列した各アレイの要素として配設される。サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２の特徴部を具体化する標的層材料の部分は、本実施例では、所望のパターンＤＬでインタレース方式で配設される。
【００２０】
図３及び図４は、方法の異なる段階をより詳細に示す。例えば、１９３ｎｍの波長を有するＡｒＦエキシマ・レーザによって生成されるＤＵＶ放射と共に使用するのに適した、ポジティブ・トーン・レジストを使用して、第１レジスト・マスクＲＭ１（図４Ａを参照されたい）は、半ば密なラインの第１サブパターンＳＤＬ１に従って、第２犠牲ハード・マスク材料層Ｓ２上に設けられ、第１エッチングが実行される。即ち、（第１レジスト・マスクを使用して）犠牲ハード・マスクＳ２のエッチングが実行されて、第１サブパターンが第２ハード・マスクＳ２に転写される。これは、図３において、ステップ４０及び４１によって表される。第１エッチングの作用は、図４Ａに示され、（ピッチＰで配列される）マスク層Ｓ２材料の部分ＰＳ２はマスク層Ｓ１から突出し、部分ＰＳ２の間で、マスク層Ｓ２が除去される。
【００２１】
次に、第１レジスト・マスクは剥離され、図３のステップ４２、第２ポジティブ・トーン・レジスト（前に使用されたポジティブ・トーン・レジストと同じであってよい）が基板に塗布され、図３のステップ４３、第２ポジティブ・トーン・レジストを使用して、半ば密なラインの第２サブパターンＳＤＬ２に従って、部分ＰＳ２の間のエリアにおいて、第１犠牲ハード・マスクＳ１上に（露光及びレジスト現像によって）第２レジスト・マスクＲＭ２が設けられる。このステップは、サブパターンＳＤＬ２に従うパターンを備えるマスクを、マスク・パターンの投射イメージが第２犠牲ハード・マスク層Ｓ２に設けられるパターンに対してインタレースする位置に位置決めすることを含む。第１レジスト・マスクのストリッピング及び第２レジスト・マスクＲＭ２の塗布の結果は、図４Ｂに示される。その後、ステップ４４は、第２エッチング、即ち、（エッチ・マスクとして、第２犠牲ハード・マスクＳ２の特徴部ＰＳ２及び塗布された第２レジスト・マスクＲＭ２を使用した）第１犠牲ハード・マスクＳ１のエッチングを適用することを含む。図４Ｃに示すように、第１マスク層Ｓ１材料の部分ＰＳ１は、標的層ＴＬから突出し、サブパターンＳＤＬ２に従って標的層上にピッチＰで配設され、第１マスク層Ｓ１の同様な部分ＰＳ１’は、第１マスク層Ｓ１のエッチングに対する前に得られた部分ＰＳ２のエッチ抵抗性によって得られる。本発明の実施例によれば、第２エッチングの結果として、インタレースしたサブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２に従うインタレースした突出特徴部を含む、所望のパターンＤＬに従ってパターニングされたハード・マスクが提供され、２つの隣接特徴部の間の空間を画定する壁は、サブパターンＳＤＬ１の１つの突出特徴部であって、共通側壁ＣＳを有するマスク層部分ＰＳ１’とＰＳ２との積重体を備える、突出特徴部の側面、及び、パターンＳＤＬ２の隣接する突出特徴部であって、マスク層部分ＰＳ２を備える、隣接する突出特徴部の側面によって形成される。本発明の実施例は、プロセスのこの段階において、等しい「トーン」の２つのインタレースしたサブパターンを設けること、即ち、両方のサブパターンが突出する材料特徴部のパターンであることを特徴とすることが理解される。第２レジスト・マスクＲＭ２のその後のストリッピング除去は、図３のステップ４５に相当する。
【００２２】
結果として、図４Ｃにおける標的層ＴＬの上部表面から突出し、第１犠牲ハード・マスク層Ｓ１内で（及び、標的層ＴＬ上で）所望の組合せ式パターンＤＬに相当する特徴部のハード・マスクを設けるため等で、第１及び第２サブパターン・イメージの転写が得られる。
【００２３】
一体化したエッチ・チャンバ内での前のパターン転写の一部であることができる、最終的なパターン転写（図３のステップ４６を参照されたい）は、第３エッチング、即ち、図４Ｃの突出特徴部がエッチ・マスクとして使用される標的層ＴＬのエッチングを適用することによって得られる。ハード・マスク材料層Ｓ１及びＳ２の残りの部分を除去した後、基板Ｗの上部表面から突出する標的層ＴＬ内の特徴部ＦＴＬのパターンＤＬが得られる。図４Ｄはこの結果を示し、特徴部ＦＴＬは、所望のパターンＤＬに従ってピッチＰ／２で配設される。
【００２４】
リソグラフィ露光プロセスのそれぞれにおいて、レジスト・マスクを設けることに言及する場合、レジスト・マスクをこうして設けることは、基板をフォトレジスト層でコーティングした後に、サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２の一方を用いて基板Ｗの標的エリアを露光することであって、対応する選択されたサブパターンを用いてレチクル・レベルにおける放射ビームがパターン化され、リソグラフィ・システムが、フォトレジスト層において、対応するサブパターン・イメージを生成するように、この放射ビームがイメージングされる、露光することを含む。選択されたサブパターンに従って対応するレジスト・マスクを生成するために、この露光ステップの後に、露光したレジストを現像することが続く。レジスト・マスクを設けることはさらに、レジスト層の露光の前、且つ／又は、後に種々のプロセスを含む。例えば、事前露光プロセスは、清浄化、プライミング、及びソフト・ベーク・プロセスを含んでもよい。露光後に、ウェハ基板は、例えば、露光後ベーク（ＰＥＢ）及びハード・ベーク等の、異なる露光後プロセスを受けてもよい。本明細書及び特許請求の範囲において、「レジスト・マスクを設けること」に言及する場合、前記設けることは、露光の実行に加えて、１つ又は複数の適したリソグラフィ露光前又は露光後処理段階の実行を含んでもよい。さらに、いずれのフォトレジスト層も、露光放射の後方反射を減らすために、底面反射防止皮膜又は現像可能底面反射防止皮膜を含んでもよい。
【００２５】
本発明の態様は、方法は、標的層ＴＬに対するパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２の転写のためにポジティブ・トーン・レジストの使用を含むため、密なライン及び半ば密なラインラインを印刷するのに適していることである。ラインを印刷するイメージング・プロセスは、明るい背景に対して暗いラインをイメージングする時に最適品質である。本発明の場合、レジスト・マスクＲＭ１及びＲＭ２のライン特徴部を印刷するために、リソグラフィ・プロセスに関してポジ型レジストを使用することによって、この最適品質を得ることができ、それによって、未露光のポジ型レジストは、レジストの現像中に不溶性のままである。本発明の態様は、ラインが、空所ではなく、印刷されることである。２回の露光のアライメント誤差は、得られる印刷されたライン幅に影響を及ぼさないが、例えば、トランジスタ性能にとって一般にあまり重要でない空所のみに影響を及ぼす。サブパターンＳＤＬ１とＳＤＬ２との間の設置誤差、即ち、２重露光プロセスの２回の露光間の重ね合わせ（ｏｖｅｒｌａｙ）の一貫性は、得られるラインの印刷されたＣＤに影響を与えない。この設置誤差は、マスク書き込みプロセス中に起こる設置誤差程度である可能性がある。
【００２６】
ラインを印刷するのに使用されるリソグラフィ露光装置は、一般に、パターニング装置（例えば、マスク）を支持するように構築された支持構造と、基板Ｗを保持するように構築された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）とを備える。リソグラフィ露光装置は、２つ（２ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」機械装置では、付加的なテーブルが、並列に使用されてもよく、或いは、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用されている間に、１つ又は複数のテーブル上で、準備工程が実行されてもよい。パターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２についての、マスクの電子ビーム書き込み中の残留設置誤差は、監視することができ、２ステージ・リソグラフィ投射システムでは、スキャナが、第１露光に使用されるウェハ・チャックを「記憶し」、第２露光について同じウェハ・チャックを専用に使用する動作モードで、２ステージ装置が使用される時に、これらの残留誤差を補償することができる。この動作モードは、以降で、チャック−専用使用−モード（ｃｈｕｃｋ−ｄｅｄｉｃａｔｉｏｎ−ｍｏｄｅ）と呼ばれるであろう。結果として、チャック−専用使用−モードでは、ウェハ・ステッピング・グリッド及びウェハ・テーブル・チャッキング誘導歪の指紋は、第１及び第２露光について同じである。これは、これらの２回の露光の間の補正できない高次重ね合わせ誤差を減らす。さらに、２つのマスク間の、低次電子ビーム・マスク書き込み器のパターン設置誤差、例えば、線形オフセット及び拡大誤差は、ウェハ・ステージ及びレチクル・ステージについて適切なアライメント補償を使用することによって、スキャナで補償されることができる。チャック−専用使用−モードでは、本２重露光プロセスによる重ね合わせ性能は、マスク書き込み器の設置精度に匹敵するか、又は、設置精度より一層よい。本発明の他の態様は、パターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２のラインを印刷するリソグラフィ・プロセスに関してポジ型レジストを使用することによって、基板Ｗ上に以前に形成されたパターンに関して、パターンＳＤＬ１とＳＤＬ２との、したがって、得られるパターンＤＬの重ね合わせ誤差は、単一露光プロセスに関して得られたと思われるものと同じであることである。換言すれば、基板Ｗ上の基準に関する、標的層ＴＬ内のパターンＤＬの得られるアライメント精度は、単一露光プロセスに関して得られるアライメント精度に直接相当する。
【００２７】
現像及び／又は露光に対するフォトレジスト層の応答の非線形性のために、レジスト・マスクの空間フーリエ変換（サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２に相当し、レジストの現像によって得られる）は、サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２のイメージの強度パターンの空間フーリエ変換より高い空間周波数を含む。レジスト・マスク及びエッチング段階は、各ハード・マスク層にサブパターン・イメージを固定し、そのため、パターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２に相当する２つのサブパターン・イメージのクロス・トーク又は融合をなくす。したがって、標的層に転写された、組合せ式パターンＤＬの空間フーリエ変換もまた、ｋＩ≧０．２５である半ピッチｐ０．５＝ｋＩ・λ／ＮＡの逆数に相当するよりも高い空間周波数を含み、ｋＩ＝０．２５の壁の回避を可能にする。
【００２８】
第１露光と第２露光との間の、及び、従来の２重露光リソグラフィ・プロセスの第２露光後の標的層の必要とされるエッチング及び清浄化は、リソグラフィ・クラスタ内に１つ又は複数のエッチ・チャンバを設けることを必要とする。本明細書では、リソグラフィ・クラスタは、エッチ・チャンバ、リソグラフィ装置、及び、通常、リソグラフィ装置に連結されるコート／現像トラックを備える装置のグループである。大きな幾何形状の場合、通常、ウェットエッチング装置が使用され、一方、リソグラフィ・プロセスの空間解像度限界程度の臨界幾何形状の場合、反応性イオン・エッチングに適するドライ・エッチング・チャンバが使用される。ＲＩＥとも呼ばれる反応性イオン・エッチングは、例えば、１００ミリトル〜１０ミリトルの圧力範囲における低圧処理を必要とする。ＲＩＥの利点は、ウェット・エッチングが等方性のエッチ・プロセス（特徴部のアンダーカットを生じる）であるが、ＲＩＥが、非等方性の方向選択性のあるエッチ・プロセスであることである。
【００２９】
本発明の態様によれば、Ｓ２−Ｓ１−ＴＬ積重体は、（少なくとも）２つのエッチングを受け、それによって、毎回、ＲＩＥ技術が使用される。エッチング・シーケンスは以下に記載される。
【００３０】
以下では、第１犠牲マスク層Ｓ１の材料は、Ｓ１材料と呼ばれてもよく、同様に、第２犠牲マスク層Ｓ２及び標的層ＴＬの材料は、それぞれ、Ｓ２材料及びＴＬ材料と呼ばれてもよい。
【００３１】
第１エッチング中に、Ｓ２−Ｓ１−ＴＬ積重体は、エッチングされ、それによって、
−（第１レジスト・マスクＲＭ１の周りのＳ２材料を方向性エッチング除去する結果として）第２犠牲マスク層のＳ２材料が、選択的に取り去られて、
−ＳＤＬ１パターンに従って、第２犠牲マスク層Ｓ２内で、及び、第１犠牲マスク層Ｓ１上で第１ハード・マスク・パターンが形成される。第１犠牲マスク層のＳ１材料はエッチ・ストップの役をする。
【００３２】
第１レジスト・マスクＲＭ１を剥離した後、第１ハード・マスク・パターンの特徴部は、Ｓ２材料からなる。
【００３３】
第１エッチがＳ１材料によって停止したエリアにおけるハード・マスク層の積重体は、Ｓ１−ＴＬ積重体と呼ばれる。
【００３４】
第２エッチング中に、Ｓ１−ＴＬ積重体は、エッチングされ、それによって、
−（第２レジスト・マスクの周り、及び、第１ハード・マスク・パターンの周りのＳ１材料を方向性エッチング除去する結果として）第１犠牲マスク層のＳ１材料が、選択的に取り去られて、
−組合せ式パターンＤＬに従って、第１犠牲マスク層Ｓ１内で、及び、標的層ＴＬ上で第２ハード・マスク・パターンが形成される。第２犠牲マスク層及びＴＬ材料のＳ２材料はエッチ・ストップの役をする。
【００３５】
第２レジスト・マスクを剥離した後、第２ハード・マスク・パターンの特徴部は、
−ＳＤＬ１パターンに従う（第１ハード・マスク・パターンの特徴部の周りのＳ１材料をエッチング除去する結果として）積重ねたＳ２材料とＳ１材料とからなる特徴部と、
−ＳＤＬ２パターンに従う（第２レジスト・マスクＲＭ２の特徴部の周りのＳ１材料を方向性エッチング除去する結果として）Ｓ１材料からなる特徴部とを備える。
【００３６】
本実施例では、第１及び第２エッチングは、相互に排他的な（又は、少なくとも実質的に相互に排他的な）選択性を有し、エッチング・シーケンスは、
Ｓ１材料がエッチ・ストップの役をしながら、Ｓ２材料を選択的にエッチングすること（第１エッチング）、及び、
Ｓ２材料がエッチ・ストップの役をしながら、Ｓ１材料を選択的にエッチングすること（第２エッチング）である。
【００３７】
本発明の態様によれば、標的層ＴＬの材料は、第２犠牲マスク層Ｓ２の材料と同じであってよい。その結果、第３エッチング中に、標的層は、エッチングされることができ、それによって、
−（第２ハード・マスク・パターンの周りのＳ２材料を方向性エッチング除去する結果として）標的層ＴＬのＳ２材料が、選択的に取り去られて、
−密なライン・パターンＤＬに従って、標的層ＴＬ内で、及び、基板Ｗ上で最後のハード・マスク・パターンが形成される。基板Ｗの表面材料はエッチ・ストップの役をする。
【００３８】
最後のハード・マスク・パターンの特徴部はＳ２材料からなる。
【００３９】
そのため、この実施例では、エッチング・シーケンスは、
Ｓ１材料がエッチ・ストップの役をしながら、Ｓ２材料を選択的にエッチングすること（第１エッチング）、
Ｓ２材料がエッチ・ストップの役をしながら、Ｓ１材料を選択的にエッチングすること（第２エッチング）、及び、最後に、Ｓ２材料を再び選択的にエッチングすること（最終エッチング）である。
【００４０】
その結果、必要とされるエッチ選択性は、Ｓ１材料に対する選択性とＳ２材料に対する選択性との間で交互になる。
【００４１】
上記実施例の実施例において、Ｓ２材料は、例えば、窒化物であり、Ｓ１材料は、例えば、酸化物である。例えば、Ｓ２材料は、プラズマ増強化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）であってよく、Ｓ１材料は、ＰＥＣＶＤ２酸化物シリコン（ＳｉＯ２）であってよい。しかし、本発明は、これらの材料を犠牲マスク層に使用することに限定されない。或いは、上記実施例の実施例において、Ｓ１材料とＳ２材料は交換可能であり、Ｓ２材料はＰＥＣＶＤ２酸化シリコン（ＳｉＯ２）であり、Ｓ１材料は、ＰＥＣＶＤシリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）である。
【００４２】
本発明のさらなる態様によれば、標的層ＴＬは、ＩＣ層（例えば、ドープ・ポリシリコン層等）であってよい。
【００４３】
本発明の態様によれば、上述した２重露光方法と同様に、３つ以上の対応するサブパターンを組合わせて、標的層に対して設けられる最終パターンにするのに、３回又はさらに多くの回数の露光を使用することができる。第２ハード・マスク層を設けることがさらに、１つ又は複数の付加的なハード・マスク層を設けることを含み、第１エッチングの前に、１つ又は複数の付加的なハード・マスク層の１つ又は複数の付加的なエッチングの対応するシーケンスが起こる、上述した多重露光方法が可能であり、上述した多重露光方法を使用して、第１サブパターン、第２サブパターン、及び１つ又は複数の付加的なサブパターンの対応するセットを標的層に転写することができ、それによって、全てのサブパターンが、インタレースしたレジストリに配置されて、所望の組合せ式パターンが形成される。例えば、標的層に転写される所望のパターンが、第１、第２、及び第３サブパターンに分裂する時、第２ハード・マスク（上記２重露光の実施例で述べた）がさらに、第３ハード・マスク内に設けられてもよい。第１露光によって、第３ハード・マスクは、第１サブパターンに従う第１レジスト・マスクを与えられ、それに続いて、第１エッチング、即ち、第１サブパターンを第３ハード・マスクに転写するための、（第１レジスト・マスクを使用した）第３犠牲ハード・マスクのエッチングが行われる。次に、第１レジスト・マスクは、第３ハード・マスクから剥離され、ポジティブ・トーン・レジストが、基板に塗布され、露光され（第２露光）、第２サブパターンに従って、第２レジスト・マスクを第２犠牲ハード・マスク上に設けるのに使用され、それに続いて、第２エッチング、即ち、（第２レジスト・マスクを使用した）第２犠牲ハード・マスクのエッチングが行われる。最後に、第２レジスト・マスクは、第２ハード・マスクから剥離され、ポジティブ・トーン・レジストが、基板に塗布され、第３露光を適用することによって、ポジティブ・トーン・レジストが、第３サブパターンに従って、第３レジスト・マスクを第１犠牲ハード・マスク上に設けるのに使用され、それに続いて、第３エッチング、即ち、（第３レジスト・マスクを使用した）第１犠牲ハード・マスクのエッチングが行われる。２重露光の実施例と同様に、第１犠牲ハード・マスクは、所望の組合せ式パターンを保持する。
【００４４】
先の２重露光方法を述べる実施例では、用語「第１エッチング」は、第２ハード・マスクのエッチングを説明するのに使用し、「第２エッチング」は、第１ハード・マスクのエッチングを説明するのに使用した。添付の特許請求の範囲では、この用語を維持する。本３重露光の実施例では、この用語を維持するために、第３ハード・マスクのエッチングは、第２ハード・マスクの「第１エッチング」に先行するエッチングとして同定される。
【００４５】
再び、２重露光の実施例と同様に、エッチング・シーケンスは、第２犠牲ハード・マスクの材料がエッチ・ストップの役をしながら、第３犠牲ハード・マスクを選択的にエッチングすること、それに続いて、第１ハード・マスクの材料がエッチ・ストップの役をしながら、第２ハード・マスクを選択的にエッチングすること、及び、最後に、標的層の材料がエッチ・ストップの役をしながら、第１ハード・マスクを選択的にエッチングすることである。
【００４６】
本発明の態様によれば、１つ又は複数の付加的なエッチング並びに第１及び第２エッチングは、交互の相互に排他的な選択性を有する。
【００４７】
先に説明したように、従来の２重露光プロセスと共に使用するのに適したリソグラフィ・クラスタは、一般に、複数のエッチ・チャンバを備える。本発明の態様によれば、また、図５に示すように、リソグラフィ・クラスタ６０は、リソグラフィ露光装置６１に加えて、犠牲マスク層Ｓ１及びＳ２をエッチングすることが可能なエッチ・チャンバ６２、並びに、リソグラフィ露光装置及びエッチ・チャンバを制御する制御デバイス６３を備え、それによって、制御デバイスは、単一エッチ・チャンバにおいて、上述した実施例（図３のプロセス・ステップ４１と４４とを参照されたい）に従って、第１及び第２エッチングを実行するように構成される。これらのプロセス・ステップについての単一エッチ・チャンバ６３の使用は、それぞれの別個のエッチング段階について、複数のエッチ・チャンバを設け、制御しなければならないという問題を回避する。エッチ・チャンバは、ウェハ・トラック６４の一部であってよく、制御装置は、リソグラフィ露光装置６１又はウェハ・トラック６４の一部であってよい。本実施例における、エッチ・チャンバ及びウェハ・トラックは、リソグラフィ露光装置に連結され、制御デバイスは、図５の両側についた矢印で示すように、リソグラフィ露光装置とエッチ・チャンバと通信する。
【００４８】
単一エッチ・チャンバにおける相互に排他的な選択性を有する連続するエッチングは、例えば、反応性イオン・エッチングを実行するように構成されたドライ・エッチ・チャンバの使用によって達成することができる。高いエッチ選択性を交互に行うこと（例えば、酸化物に対する選択性と窒化物に対する選択性とを交互に行うこと）は、誘電体プラズマ・エッチ・プロセスを使用して達成することができる。本発明の態様によれば、例えば、マスク層Ｓ１及びＳ２並びに／又は標的層ＴＬ等のハード・マスクをエッチングするのに、単一誘導結合式高密度プラズマ反応器が使用される。後者のタイプのプラズマ反応器の場合、エッチ選択性の変更は、連続するエッチングの間において、エッチ・チャンバ内のガス成分の変更を行うことによって得ることができる。本発明の態様によれば、リソグラフィ・クラスタは、処理済み基板の十分なスループットを提供するために、それぞれが、エッチ選択性をこうして切り換えることが可能な、複数のドライ・エッチング・チャンバを備える。
【００４９】
本発明の実施例によるリソグラフィ露光装置は図６に概略的に示される。装置は、
−放射ビームＢ（例えば、１９３ｎｍ又は１５７ｎｍの波長で動作するエキシマ・レーザによって生成されるような、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射或いは１３．６ｎｍで動作するレーザ点火プラズマ源によって生成されるＥＵＶ放射）を調節するように構成された照射システム（照射器）ＩＬと、
−パターニング装置（例えば、マスク）ＭＡを支持するように構成され、一定のパラメータに従ってパターニング装置を正確に位置決めするように構成された第１ポジショナ（位置決め装置）ＰＭに接続された支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
−基板（例えば、レジストをコーティングしたウェハ）Ｗを保持するように構築され、一定のパラメータに従って基板を正確に位置決めするように構成された第２ポジショナＰＷに接続された基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
−パターニング装置ＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを、基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを含む）上に投射するように構成された投射システム（例えば、屈折投射レンズ系）ＰＳとを備える。
【００５０】
照射システムは、放射を誘導し、成形し、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電、又は他のタイプの光学部品、或いは、それらの任意の組合せ等の種々のタイプの光学部品を含んでもよい。
【００５１】
支持構造は、例えば、必要であれば、固定されるか又は可動であってよい、フレーム又はテーブルであってよい。支持構造は、パターニング装置が、例えば、投射システムに対して所望の位置にあることを確実にしてもよい。本明細書における、用語「レチクル」又は「マスク」の使用は、より一般的な用語「パターニング手段」と同意語であると考えられてもよい。
【００５２】
本明細書で使用する用語「パターニング装置」は、基板の標的部分にパターンを作成するため等で、放射ビームの断面において放射ビームに、あるパターンを与えるのに使用することができる任意の装置のことを指しているものと、幅広く解釈されるべきである。例えば、パターンが位相シフト特徴部、即ち、いわゆる補助特徴部を含む場合、放射ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分の所望のパターンに正確に対応しない場合があることが留意されるべきである。一般に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路等の、標的部分に作成されるデバイスの特定の機能層に相当するであろう。パターニング装置は、透過型であってもよく、又は、反射型であってもよい。
【００５３】
本明細書で使用する用語「投射システム」は、使用される露光放射、或いは、液浸液の使用、又は、真空の使用等の、他の因子に適切である、屈折式、反射式及び、反射屈折式光学系、又は、それらの任意の組合せを含む、任意のタイプの投射システムを包含するものと、幅広く解釈されるべきである。本明細書における、用語「投射レンズ」の使用は、より一般的な用語「投射システム」と同意語であると考えられてもよい。
【００５４】
本明細書で示すように、装置は、透過タイプ（例えば、透過マスクを採用する）である。或いは、装置は反射タイプ（例えば、反射式マスクを採用する）であってよい。
【００５５】
リソグラフィ装置は、２つ（２ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであってよい。こうした「複数ステージ」機械装置では、付加的なテーブルが並列に使用されるか、或いは、１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用される間に、準備工程が、１つ又は複数のテーブル上で実行されてもよい。
【００５６】
リソグラフィ装置はまた、投射システムと基板の間の空間を充填するために、基板の少なくともある部分が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば、水によって覆われることができるタイプであってもよい。液浸液は、例えば、マスクと投射システムとの間の、リソグラフィ装置の他の空間に適用されてもよい。投射システムの開口数を増加するための液浸技法は、当技術分野でよく知られている。本明細書で使用される用語「液浸」は、基板等の構造が、液体に浸らねばならないことを意味するのではなく、むしろ、露光中に、液体が投射システムと基板との間にあることを意味するだけである。
【００５７】
図６を参照すると、照射器ＩＬは、放射源ＳＯからの放射ビームを受け取る。例えば、放射源がエキシマ・レーザである時、放射源及びリソグラフィ装置は、別々の実体であってもよい。こうした場合、放射源は、リソグラフィ装置の一部を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば、適した誘導ミラー及び／又はビーム・エキスパンダを備えるビーム送出システムＢＤを使用して、放射源ＳＯから照射器ＩＬへ送られる。他の場合では、例えば、放射源は水銀ランプである時、放射源は、リソグラフィ装置と一体の部分であってよい。放射源ＳＯ及び照射器ＩＬは、必要に応じてビーム送出システムＢＤと共に、放射システムと呼ばれてもよい。
【００５８】
照射器ＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調整するための調整器ＡＤを備えてもよい。一般に、照射器の瞳面内の、少なくとも外部及び／又は内部の放射方向（一般に、それぞれ、σ−外部及びσ−内部と呼ぶ）の強度分布の程度を調整することができる。さらに、照射器ＩＬは、一般に、積分器ＩＮ及びコンデンサＣＯ等の種々の他の部品を備えてもよい。照射器は、放射ビームの断面において所望の均一性及び強度分布を有するように、放射ビームを調節するのに使用されてもよい。
【００５９】
放射ビームＢは、支持構造（例えば、マスク・テーブルＭＴ）上に保持される、パターニング装置（例えば、マスクＭＡ）上に入射し、パターニング装置によってパターニングされる。マスクＭＡを横切って、放射ビームＢは投射システムＰＳを通過し、投射システムＰＳは基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームを収束させる。第２ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉測定装置、リニア・エンコーダ又は容量性センサ）を使用して、基板テーブルＷＴは、例えば、放射ビームＢの経路内で異なる標的部分Ｃを位置決めするために、正確に移動することができる。同様に、第１ポジショナＰＭ及び別の位置センサ（図６には明示的には示さず）を使用して、例えば、マスク・ライブラリから機械的に取出した後か、又は、スキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確に位置決めすることができる。一般に、マスク・テーブルＭＴの移動は、第１ポジショナＰＭの一部を形成する、ストロークの長いモジュール（粗い位置決め）とストロークの短いモジュール（精密な位置決め）とを使用して実現してもよい。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２ポジショナＰＷの一部を形成する、ストロークの長いモジュールとストロークの短いモジュールとを使用して実現してもよい。ステッパの場合（スキャナと対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ストロークの短いアクチュエータだけに接続されるか、又は、固定されてもよい。マスクＭＡ基板Ｗは、マスク・アライメント・マークＭ１、Ｍ２、及び、基板アライメント・マークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせされてもよい。示される基板アライメント・マークは、専用の標的部分を占めるが、標的部分どうしの間の空間内に位置してもよい（これらは、スクライブ・レーン・アライメント・マークとして知られる）。同様に、２つ以上のダイがマスクＭＡ上に設けられる状況では、マスク・アライメント・マークは、ダイの間に位置してもよい。
【００６０】
示す装置を、以下のモードの少なくとも１つのモードで使用することができるであろう。
【００６１】
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられる全体のパターンが、標的部分Ｃ上に１度で投射される間、本質的に静止したままにされる（即ち、単一静的露光）。基板テーブルＷＴは、その後、異なる標的部分Ｃを露光できるようにＸ及び／又はＹ方向にシフトすることができる。ステップ・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一静的露光でイメージングされる標的部分Ｃのサイズを制限する。
【００６２】
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、同期して走査される（即ち、単一動的露光）。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投射システムＰＳの（縮小率）拡大率及びイメージ反転特性によって決めることができる。スキャン・モードでは、露光フィールドの最大サイズは、単一動的露光の標的部分（走査しない方向の）幅を制限し、走査運動の長さは、標的部分の（走査方向の）高さを決める。
【００６３】
３．別のモードでは、プログラム可能なパターニング装置を保持するマスク・テーブルＭＴは、本質的に静止したままにされ、基板テーブルＷＴは、放射ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投射される間、移動する、又は、走査される。このモードでは、一般に、パルス放射源が採用され、プログラム可能なパターニング装置は、必要に応じて、基板テーブルＷＴのそれぞれの移動後か、又は、スチャン中における連続放射パルスの間に、更新することができる。この動作モードは、先に参照したタイプのプログラム可能なミラー・アレイ等の、プログラム可能なパターニング装置を利用するマスク無しリソグラフィに容易に適用することができる。
【００６４】
上述した使用モードに関する組合せ、及び／又は、変形、或いは、全く異なる使用モードが採用されてもよい。
【００６５】
本発明の態様によれば、リソグラフィ・クラスタは、リソグラフィ露光装置として、リソグラフィ干渉測定装置を備える。こうした装置では、レジスト層は、複数ビーム干渉測定装置において得られる縞パターンに露光される。例えば、２つのコリメーションされたＵＶ又はＤＵＶ放射ビームは、線形干渉縞を生成する角度で互いに交差する。感光層を有するウェハは、移動可能テーブル上に配置される。テーブルは、２次元で、それぞれ、回転及び併進するように構成される。よく知られている任意の適した１つ又は複数の放射源によって供給される、感光性層上に干渉パターンを形成するために、２つの実質的にコリメーションされたコヒーレント光ビームは、ウェハに関連する法線ベクトルから可変角度で、互いに向かい、且つ、フォトレジスト層に向且つて誘導される。例えば、ビーム分割素子を使用した、ＡｒＦエキシマ・レーザによって、コヒーレント放射の干渉放射ビームが生成され、放射ビームは、同じ放射源から発生し、ウェハにおいて強度が本質的に等しくなるような、よく知られている任意の適した方法で供給され、高コントラスト露光が確保される。
【００６６】
１つ又は複数のフォトレジジスト層上に生成された干渉パターンは、例えば、ウェハを回転させる、且つ／又は、ウェハを併進させることによって、変えられてもよい。
【００６７】
本発明による制御装置は、データを記憶することができるメモリを備え、データは、サブパターンＳＤＬ１及びＳＤＬ２等のサブパターンに関しており、また、組合せ式パターンＤＬを生成するのに使用される露光のそれぞれの間に、リソグラフィ露光装置を制御するため（例えば、ステージＭＴ及びＷＴの位置決めに関する設定並びに／又は照射モードに関する設定等）に使用される。同じメモリを使用して、犠牲ハード・マスク層Ｓ１及びＳ２をエッチングするのに使用されるエッチ・チャンバの設定（例えば、圧力、ガス混合組成、及び温度）に関するデータを記憶することができる。制御デバイスの一部であってよいコンピュータは、プログラムされ、メモリに記憶されたデータに基づいて、例えば、図３のステップ４０〜４６等の、本発明による方法段階を実行するように構成される。これらの段階の実行は、コンピュータ上でコンピュータ・プログラムを実行することを含み、コンピュータ・プログラムは、先に開示した方法を記述する機械読み取り可能命令の１つ又は複数のシーケンスを含む。コンピュータは、こうしたコンピュータ・プログラムが内部に記憶されている機械読み取り可能媒体（例えば、半導体メモリ、磁気又は光ディスク）を含む。
【００６８】
本発明の態様によれば、機械読み取り可能媒体は、以下の段階に従って基板をパターニングする機械実行可能命令で符号化される。標的層ＴＬ及び第１と第２ハード・マスク層Ｓ１とＳ２との積重体を備える基板は、基板をリソグラフィ露光装置に運搬する基板ハンドラーを含むことができるリソグラフィ・クラスタに供給される。第１ハード・マスク層及び第２ハード・マスク層は、相互に排他的なエッチ抵抗を有する。次に、第２及び第１のハード・マスク層の、並びに、標的層のエッチ抵抗は、例えば、露光される基板に関するユーザ提供データを読み取ることによって、特定される。その後、リソグラフィ・クラスタは、第１リソグラフィ・プロセスによって第２ハード・マスク層のパターニングを実行することを制御され、第１リソグラフィ・プロセスは、レジスト層の第１サブパターンを第２ハード・マスク上に設けた状態での第１露光と、特定したエッチ抵抗に従って、第１ハード・マスク層をエッチ・ストップとして使用しながらの第２ハード・マスク層のドライ・エッチングと共に使用するのに適したガス混合物を、決定し、エッチ・チャンバに供給することを含む。ガス混合物の選択は、例えば、ガス混合物の事前に与えられたセットから選択することによって決定される。次に、決定されたガス混合物を使用して、第２ハード・マスク層の前記ドライ・エッチングを適用することによって、第２ハード・マスク層がパターニングされる。
【００６９】
このステップのシーケンスは、第２リソグラフィ・プロセスによって、第１ハード・マスク層をパターニングすることについて、繰り返され、第２リソグラフィ・プロセスは、レジスト層の第２サブパターンが第１ハード・マスク上に設けられた状態での第２露光と、特定したエッチ抵抗に従って、標的層をエッチ・ストップとして使用しながらの第１ハード・マスク層のドライ・エッチングと共に使用するための第２ガス混合物を決定することと、決定された第２ガス混合物を使用して、第１ハード・マスク層のドライ・エッチングを適用することを含む（図７のステップ７０６）。第２露光中に、図４Ｃに示す所望のパターンに従ってパターニングされたハード・マスクを設けるために、第２サブパターンは、第１サブパターンに対して並置されたレジストリ（即ち、第１サブパターンのイメージ）で露光される。
【００７０】
本明細書では、ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を特に参照する場合があるが、本明細書で述べるリソグラフィ装置は、集積化した光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導及び検出パタ−ン、フラット・パネル・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造等の他の適用形態を有してもよいことが理解されるべきである。こうした代替の適用形態において、本明細書における、用語「ウェハ」又は「ダイ」のいかなる使用も、より一般的な用語「基板」又は「標的部分」と、それぞれ同意語であると考えることができることを当業者は理解するであろう。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後で、例えば、トラック（通常、レジスト層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、計量ツール、及び／又は、検査ツールにおいて処理されてもよい。適用可能である場合、本明細書における開示を、こうした、また、他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、基板は、例えば、多層ＩＣを作るために、２回以上処理されてもよいため、本明細書で使用される用語「基板」は、処理された複数の層をすでに含む基板のことを言ってもよい。
【００７１】
本明細書で使用する用語「放射」及び「ビ−ム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、３５５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び、極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、並びに、イオン・ビーム又は電子ビーム等の粒子ビームを含む、全てのタイプの電磁放射を包含する。
【００７２】
文脈が許す場合、用語「レンズ」は、屈折式、反射式、磁気式、電磁式、及び静電式光学部品を含む種々のタイプの光学部品の任意の１つ、又は、組合せを指してもよい。
【００７３】
本発明の特定の実施例を先に述べたが、本発明は、述べた以外の方法で実施されてもよいことが理解されるであろう。
【００７４】
先の説明は、例示的に示すことを意図し、制限することを意図しない。そのため、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、述べられる本発明に対して変更を行ってもよいことが、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】標的層と２つの犠牲マスク層を備える、方法と共に使用するために調製された基板を示す図である。
【図２】リソグラフィ解像度を超えている密なライン・パターンを、それぞれが、リソグラフィ解像度以内にある半ば密な２つのライン・パターンへの分解を示す図である。
【図３】本発明による２重露光方法のフロー・スキームを示す図である。
【図４】本発明による、図３のエッチング・ステップの作用を示す図である。
【図５】本発明の実施例によるリソグラフィ・クラスタを示す図である。
【図６】本発明の実施例によるリソグラフィ装置を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｗ  基板
ＴＬ  標的層
Ｓ１  第１犠牲マスク層
Ｓ２  第２犠牲マスク層
ＤＬ  密なラインのセット
ＳＤＬ１、ＳＤＬ２  サブパターン
ＲＭ１  第１レジスト・マスク
ＲＭ２  第２レジスト・マスク
Ｐ  ピッチ
ＰＳ１、ＰＳ２  マスク層部分
ＣＳ  側面
ＰＳ１’  マスク層部分の積重体
ＦＴＬ  特徴部
Ｂ  放射ビーム
ＩＬ  照射システム
ＭＡ  パターニング装置
ＰＳ  投射システム
ＰＭ  第１ポジショナ
ＷＴ  基板テーブル
ＰＷ  第２ポジショナ
ＳＯ  放射源
ＣＯ  コンデンサ
ＩＮ  積分器
Ｃ  標的部分
ＭＴ  マスク・テーブル
ＩＦ  位置センサ
Ｍ１、Ｍ２  マスク・アライメント・マーク
Ｐ１、Ｐ２  基板アライメント・マーク
ＡＤ  調整器
ＢＤ  ビーム送出システム
６０  リソグラフィ・クラスタ
６１  露光装置
６２  エッチ・チャンバ
６３  制御装置
６４  ウェハ・トラック
【図１】
0004482543.tif 000002
【図２】
0004482543.tif 000003
【図３】
0004482543.tif 000004
【図４】
0004482543.tif 000005
【図５】
0004482543.tif 000006
【図６】
0004482543.tif 000007