(57)【要約】７０ｍｍ未満のゲート幅を有するトランジスタ（２２、３２）を形成する方法を提供する。この方法は、フォトレジスト層上のゲートパターン（２６、３６）をＥビーム照射（１２）をする処理と、フォトレジスト層上のゲートパターン（２６、３６）をトリミング（１４）する処理と、フォトレジスト層上のゲートパターンをフォトレジスト層の下に配置されたポリシリコン層（４０）までエッチングする処理と、を含む。ゲートパターンは、電子ビームによるＥビーム照射を受ける。
2004533110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積回路を形成する方法であって、
フォトレジスト層上にトランジスタのゲートパターン（２６，３６）を作るステップを含み、
このステップは、
前記トランジスタのゲートパターン（２６，３６）を、電子ビームで硬化させるステップと、
前記硬化させたトランジスタのゲートパターン（２６，３６）をトリミングするステップと、
前記トリミングしたトランジスタ・ゲートパターンを、前記フォトレジスト層の下に配置された層（４０，４２）に転写するステップとを有し、
前記トランジスタゲートは、幅と長さを有しており、
前記硬化させるステップによって、前記トランジスタゲートの前記長さ方向に沿った前記幅の変化が少なくなる、
方法。
【請求項２】
前記フォトレジスト層は、２４８ｎｍのリソグラフィー、１９３ｎｍのリソグラフィー、および極短紫外光（ＥＵＶ）リソグラフィーのうち、少なくとも１つにおいて一般的に使用されるフォトレジスト材料を含んで構成される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記フォトレジスト層は、１９３ｎｍおよび２４８ｎｍのリソグラフィーにおいて一般的に使用され、商業的に入手可能なフォトレジスト材料を含んで構成される、
請求項２記載の方法。
最終的なトランジスタゲートの幅は、約２０〜６０ｎｍの範囲である、
請求項１，２または３記載の方法。
【請求項４】
前記硬化させるステップは、約１００〜１０００００μＣ／ｃｍ２の範囲の放射線量を有する前記電子ビームに、前記トランジスタのゲートパターンを露光することを含む、
請求項１，２または３記載の方法。
【請求項５】
前記硬化させるステップは、約０．５〜２０ｋｖの範囲の加速電圧を有する前記電子ビームに、前記トランジスタのゲートパターンを露光することを含む、
請求項１，２または３記載の方法。
【請求項６】
前記硬化させるステップは、前記トランジスタのゲートパターンに関連して、垂直方向のエッチング率、水平方向のエッチング率、および最小の延長部の浸食率の少なくとも１つを変更することを含む、
請求項１，２または３記載の方法。
【請求項７】
分離領域、および分離領域（３０）によって囲まれたトランジスタ（２２、３２）を含む集積回路であって、
前記トランジスタは、ゲートを有しており、
前記ゲートの極限寸法は、約６０ｎｍ未満であり、
前記ゲート（７０，７４）は、Ｅビーム照射されたフォトレジスト層上のゲート構造によって定義される、
集積回路。
【請求項８】
前記フォトレジスト層上のＥビーム照射されたゲート構造は、電子ビーム露光によって形成される、
請求項８記載の集積回路。
【請求項９】
前記ゲートの長さ方向に沿った前記極限寸法の均一性は、３ｎｍのセグメント上で、４ないし６ｎｍである、
請求項８または９記載の集積回路。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、Okoroanyanwuらによって２００１年３月２８日に申請された、「集積回路素子構造の極限寸法を縮小する方法」と題する米国特許出願０９/８１９,３４４番（Atty.Dkt.３９１５３/４０６番（F１０６１））、「パターン化されたフォトレジスト構造の変形を防ぐ方法」と題するOkoroanyanwuらによる米国出願０９/８１９,６９２番（Atty.Dkt.３９１５３/４０４番（F０９４３））、また「フォトレジスト表面を修正することによってサブリソグラフィーのフォトレジスト構造を成形する方法」と題するOkoroanyanwuらによる米国出願０９/８１９,３４２番（Atty.Dkt.３９１５３/４０３番（F０９４２））の一部継続出願である。
本出願は、また「パターン化されたフォトレジスト構造のSEM検査および分析の改善」と題する、Okoroanyanwuらによる米国出願０９/８２０,１４３番（Atty.Dkt.No.３９１５３/４０５（P０９４５））、「側面のトリミングを促進するためのフォトレジストの選択的な硬化」と題する、Gabrielらによる米国出願０９/８１９,３４３番（Atty.Dkt.３９１５３/２９８番（F０７８５））、「極細フォトレジストのエッチング安定性を改善する方法」と題する、Gabrielらによる米国出願０９/８１９,５５２番（Atty.Dkt.３９１５３/３１０番（F０７９７））、に関連する。
上記の出願はすべて２００１年３月２８日に申請され、本出願の譲受人に譲渡されている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般的に、集積回路（ＩＣ）の製造に関する。 特に、本発明は、ゲート幅が一定であり、ゲート幅が縮小され、さらにフィールド分離領域上に最小限の伸びを保持する、トランジスタの製造に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体または集積回路（ＩＣ）産業は、より優れた機能性を達成すると共に製造コストを縮小するため、より小さなチップ領域上により高いデバイス密度を有するＩＣを製造することを目標とする。
大規模集積回路に対するこの要求は、回路の大きさ、およびデバイスの構造が縮小し続けることを要求する。
ＦＥＴのゲートの長さや幅あるいは導電線の幅のような構造の大きさを縮小する能力は、リソグラフィーの手法（例えば、露光源の波長）、解像度を大きくする技術（例えば、位相シフトマスク、変形照明など）およびフォトレジスト材料（概してリソグラフィー技術と呼ばれている。）の性能によって左右される。
【０００４】
しかしながら、現在利用可能なリソグラフィー技術は、非常に小さなＩＣデバイス構造をプリントする解像度を有しない。
したがって、構造の大きさを縮小または減少するための様々な非リソグラフィー技術もまた、リソグラフィープリントの後に使用されている。
そのような非リソグラフィー技術の一つは、半導体ウェハのフォトレジスト層上の構造パターンを、そのような構造が半導体ウェハの下部層に転写される前に、縮小または「トリムする」、レジスト・トリミングステップである。
レジスト・トリミングプロセスは、パターン化されたフォトレジスト材料を所望の量だけ取り除くためにプラズマエッチングを利用する。
例として、リソグラフィープロセスで２４８ｎｍの波長の光を使用する、ウェハのパターン化に一般的に使用される、ポリスチレンをベースにしたフォトレジスト材料上のパターン化された構造は、初めに１５０ｎｍ台の寸法を有しており、そしてプラズマトリミングで、１００ｎｍ以下の寸法になる。
【０００５】
対照的に、１９３ｎｍの波長の光を使用する、リソグラフィープロセスで一般的に使用されるアクリル樹脂、シクロアクリレートおよびシクロオレフィンのポリマーに基づいたフォトレジスト材料上のパターン構造にとって、レジスト・トリミングプロセスから、同様の寸法の減少を実現するのは難しい。
【０００６】
１９３ｎｍリソグラフィーで使用される現在のレジスト材料は、トリミング特性がよくない。他の問題の中でも特に、垂直方向の高いレジスト浸食率（Ｒｖ）、水平方向の低いトリミング率（Ｒｈ）、ラインの両端側の高い浸食率（Ｒｅ）が問題である。
現代のＶＬＳＩトランジスタに必要とされる小さなゲート寸法にレジストのトリミングを試みる場合、所望の水平方向の大きさに達する前に、レジストパターンの一部分が完全に浸食されてしまうような垂直方向の浸食率を持つことは全く一般的である。
その結果として、破損した、または途切れたトランジスタゲートとなるか、許容できないほど高い、様々な抵抗値を持つゲートとなる。
【０００７】
１９３ｎｍリソグラフィーで使用される典型的なレジスト材料は、トリミング特性がよくない。他のものの中でも、水平方向と垂直方向のトリミング率を制御できず、またこれらが異なることが問題である。
１９３ｎｍのフォトレジスト材料上のパターン構造は、レジスト・トリミングプロセスの間に変形され、または浸食されることは珍しくなく、それゆえ、次のプロセスの開始の障害となる。
【０００８】
例えば、１９３ｎｍリソグラフィーを使用してパターン化され、また、典型的な商業上利用できるフォトレジスト材料を使用したトランジスタゲートは、レジスト・トリミングステップの前に、１３０から１１０ｎｍの極限寸法（Critical Dimension）を有し、レジスト・トリミングステップの後に、７０から８０ｎｍくらいの極限寸法（ＣＤ）を有する。
それ以上のトリミングは、通常、長さ方向に沿ったゲートの幅が均一でなくなり、ゲートのフィールド分離領域上の最小限の延長部の許容できない消費（例えば、許容できないほど大きなラインの端の後退・プレーバック）、および／または、トポグラフィーステップによって、ゲート・パターンが過度に細くなり、ウェハの下部層へのパターン転写が不可能になる。
このような不充分なトリミングは、レジスト・トリミングプロセスが、与えられた技術的なスケーリング条件下での設計ルールを破ることなしに使用できなくなる程度まで、トランジスタの動作条件、および／またはトランジスタの性能に影響を及ぼすことになる。
【０００９】
したがって、フォトレジスト材料の上のトランジスタのゲートパターンの転写をうまくできるようにするために、エッチングの際の、レジストのトリミング特性および、エッチングの際のレジストの安定性を改良するプロセスが必要である。
従来のフォトリソグラフィおよびレジスト・トリミングプロセスで可能であるより、より小さな極限寸法、長さ方向の均一な幅を持ち、および／またはフィールド分離領域上へのゲートの最小の延長部を保持するトランジスタゲートを製造するプロセスが、より一層必要である。
【発明の開示】
【００１０】
本発明の実施例の一つは、集積回路を製造する方法に関係がある。
この方法は、フォトレジスト層上に、トランジスタのゲートパターンを作り、このトランジスタのゲートパターンを電子ビームで硬化させるステップを含む。
この方法は、さらに、硬化させられたトランジスタのゲートパターンをトリミングし、トランジスタゲートを形成するために、フォトレジスト層の下に配置された層に、トリミングされたトランジスタのゲートパターンを転写するステップをさらに含む。トランジスタゲートは、幅と長さとを有する。トランジスタゲートの長さ方向の幅の変化は、硬化させるステップにより少なくなる。
【００１１】
本発明の他の実施例は、７０ｎｍ未満のゲート幅を持っているトランジスタを製造する方法に関する。
この方法は、フォトレジスト層のゲートパターンのＥビーム放射を含んでおり、また、Ｅビーム照射されたフォトレジスト層のゲートパターンをトリミングする。
この方法は、さらに、トランジスタのゲートを形成するためにトリミングされたゲートパターンに従って、フォトレジスト層の下に配置されたポリシリコン層をエッチングすることを含む。ゲート幅は、好ましくは、７０ｎｍ未満とする。
【００１２】
本発明の、さらなる別の実施例は、集積回路に関する。
集積回路は分離領域と、分離領域によって囲まれたトランジスタとを有する。トランジスタは、ゲートを含む。ゲートの極限寸法はおよそ６０ｎｍ未満である。
ゲートは、フォトレジスト層上のＥビーム照射されたゲート構造によって決定される。また、改良されたトランジスタ性能を保証するため、分離ラインゲートの延長を維持する一方、フォトレジスト層のＥビーム照射されたゲートパターンをトリミングする。
典型的な実施例は、以下の詳細な説明と共に、添付図面によって、より完全に理解されるようになる。類似の参照符号は類似の構成要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の１つの実施例では、集積回路（ＩＣ）を製造する際に、フォトレジスト層上にパターン化されたトランジスタゲートのエッチングトリミング特性および安定性を向上するための有効なプロセスが提供される。
本発明の典型的な実施例を、図１で示されるフローチャートに従って記載する。
このフローチャートは、現像するステップ１０、電子ビームで硬化、あるいはＥビーム放射を照射するステップ１２、レジストをトリミングするステップ１４、および、エッチングするステップ１６を含む。
【００１４】
図２は、トランジスタを形成しようとするウェハ２０の一部分の平面図である。
図３，図４は、それぞれ図２に示されたウェハ２０を、３−３または４−４の線で切断した断面図である。
図３，図４において、ウェハ２０は、下地層または基板２１、第１トランジスタ２２、第２トランジスタ３２および分離領域３０（図３）を含む。
第１トランジスタ２２と第２トランジスタ３２は、基板２１上で形成される。第１トランジスタ２２と第２トランジスタ３２は、分離領域３０によって互いに電気的に分離される。第１トランジスタ２２と第２トランジスタ３２は、お互いに類似のものである。図示していないが、ウェハ２０は基板２１上に２つを超えるトランジスタを含むものとしてもよい。
【００１５】
基板２１は、単結晶シリコンウェハのような単結晶材料を含んでいてもよい。基板２１は、代わりに、バルク基板、エピタキシアル層、シリコン・オン・インシュレーター（SOI）基板、ひ化ガリウム（ガリウム砒素）材料あるいは他の半導体材料でもよい。本実施形態では、基板２１は、ＳＯＩ基板として記載するものとする。
【００１６】
図３，図４に示されるように、基板２１の選択的な領域（例えば、ウェハ２０の一番上にあるシリコン層）はエッチングして、絶縁体（例えば、酸化物絶縁体）を成長させるかまたは堆積させることができる。
絶縁体は分離またはフィールド領域３０を形成するために使用することができる。
酸化物絶縁体は、二酸化ケイ素、テトラオルト珪酸エチル（ＴＥＯＳ）、二酸化ケイ素または他の絶縁体にエンキャプシュレートされたポリシリコンのようなフィールド酸化膜である。または、分離領域３０はシャロートレンチ分離（ＳＴＩ）構造であってもよい。
さらに、基板２１は、第１トランジスタ２２の第１アクティブ領域２４および第２トランジスタ３２の第２アクティブ領域３４を含む。
図３に示すように、隣接した分離領域３０の間の距離は、１００ｎｍの設計ルールを有する典型的な技術の場合は、１６０ｎｍとすることができる。
【００１７】
ポリシリコン層４０は、第１アクティブ領域２４、第２アクティブ領域３４および分離領域３０上に提供される。
ボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ）層４２は、ポリシリコン層４０の上で、フォトレジストの下部に提供される。
ポリシリコン層４０は、ポリシリコンアモルファス・シリコン、金属あるいはこれらの材料の積層構造であって、典型的には２００ｎｍ以下の範囲の厚さを有する。
誘電体または誘電体材料のスタックは、ポリシリコンと基板との間のゲート絶縁体として機能する。拡散装置のＬＰＣＶＤステップを用いて、ポリシリコン層４０を形成することができる。
ＡＲＣ層４２は、化学量論的な窒化ケイ素（SiN）、非化学量論的な窒化ケイ素SixN（例えば、x＜lの、シリコンリッチな窒化物）、シリコン窒化酸化物SixOyN、あるいは、これらの物質と、できる限り酸化膜の上層か下層を含んでいる積層構造であって、典型的に１０ｎｍから８０ｎｍの厚さを有する。
ＡＲＣが異なるフィルムの積層構造から成る場合、ＰＥＣＶＤまたはＬＰＣＶＤのプロセスあるいはこれらのプロセスのシーケンスにより、ＡＲＣ層４２を形成することができる。
【００１８】
フォトレジスト層はＡＲＣ層４２上に提供される。
フォトレジスト層は、マスクまたはレチクル上のパターン、およびフォトリソグラフィーのシステムに従って、ウェハ２０に作られる各トランジスタのゲートパターンに露光される。
現像するステップ１０で、パターン化されたフォトレジスト層は、特に、第１トランジスタ２２の第１ゲートフォトレジスト構造２６、および第２トランジスタ３２の第２ゲートフォトレジスト構造３６その他を定義するために現像される。
【００１９】
第１ゲートパターンと第２ゲートパターンまたは構造２６，３６から定義されるフォトレジスト層は、リソグラフィーの用途にふさわしい様々なフォトレジスト材料を含むことができる。
フォトレジスト層を構成する材料は、特に、マトリックス材料か樹脂、感光剤あるいは抑制剤および溶剤を含むことができ、化学作用で増幅されたポジ型またはネガ型の、有機フォトレジストである。
フォトレジスト層を構成する材料は、アクリル酸塩に基づくポリマー、脂環式化合物に基づくポリマー、石炭酸に基づくポリマーあるいはポリスチレンに基づくポリマーとすることができるが、これに限られない。
例えば、フォトレジスト層は、商業的に入手可能なアクリル酸塩、あるいはポリスチレンに基づくフォトレジスト材料から成るものとしてもよい。
フォトレジスト層は、好ましくは、ＡＲＣ層４２の上にスピンコーティングされる。フォトレジスト層は、１.０マイクロメータ未満の厚さで提供される。
【００２０】
第１構造２６は、分離領域３０へ所定の長さ延長されつつ、第１のアクティブ領域２４の中央部分上に配置されるように定義される。
同様に、第２構造３６は、分離領域３０へ所定の長さ延長されつつ、第２のアクティブ領域３４の中央の部分上に配置されるように定義される。
第１構造２６は、幅５０と延長長さ５２（例えば、ラインの端部）を有する。
第２構造３６は、第１構造２６と同一であり、さらに、第１構造２６の幅５０と延長長さ５２も、構造３６に適用できる。
【００２１】
例えば、フォトレジスト層が、２４８ｎｍ波長のリソグラフィーを使用して露光されたＥＳキャップ、アセタールあるいは他のスチレンに基づくポリマーである場合、幅５０はおよそ１５０ｎｍであり、延長長さ５２はおよそ１００ｎｍである。
フォトレジスト層が、１９３ｎｍのリソグラフィーを使用して露光されたアクリル酸塩に基づいたフォトレジストである場合、幅５０はおよそ１１０から１３０ｎｍであり、延長長さ５２はおよそ１２０ｎｍである。
【００２２】
一般に、延長長さ５２は、使用されるレジストの種類によって設定されない。
延長長さ５２は、以下のような回路レイアウトルールの組み合わせによって、設定される。
１．設計ルールに従って、レイアウトルールに縮小を強いる、経済的競争力。
２．与えられたトランジスタ性能を達成するためのエッチングの後に残ることが必要なエンドキャップの量。
３．フォトプロセスのマージン。
例えば、「延伸された」１３０ｎｍおよび１００ｎｍの技術に対する延長長さ５２の値は、それぞれ２１０ｎｍおよび１６０ｎｍである。
【００２３】
一般に、延長長さ５２は、エッチングの後、約８０ｎｍ残っていることが必要である。
従って、リソグラフィーの間の延長長さ５２は、トリミング中の８０ｎｍのエンドキャップより大きくなる。
延長長さ５２を大きくしすぎると、ライン両端間の最小の間隔に干渉する可能性がある。
その最小の間隔は、設計ルールによって設定される。
したがって、これらの制限のもと、本願に示された有利なプロセスで達成できるエッチングプロセス中に、エンドキャップが消費される割合を縮小することが望ましい。
ＢＡＲＣ層４２、ポリシリコン層４０および領域３０を含む、説明した構造物のために与えられた様々な寸法および材料は、これらに限定することを意図したものではない。
【００２４】
以上説明したような、様々な設計パラメータおよびプロセスの基準は、典型的な寸法および材料を発明の範囲を逸脱することなしに変更可能である。
例えば、このプロセスは、特定のＡＲＣ寸法や材料、特定のゲートスタック構造や材料を要求しない。
【００２５】
現像するステップ１０の後であって、第１構造２６と第２構造３６が下層上に転写される前に（層４０および層４２はエッチングされている）、パターン（レジスト構造２６、３６）を含むウェハ２０は、精密にコントロールされた電子ビーム照射（Ｅビーム放射ステップ１２）で照射される。
電子ビームは、さらされた第１構造２６および第２構造３６に当たり、浸透し、また、第１構造２６と第２構造３６のエッチング特性に影響するＥビーム照射された構造物を化学的に変成または変質させる。
水平方向またはトリミングのエッチング率、鉛直方向または垂直方向の腐食エッチング率、および第１構造２６と第２構造３６の各々の分離領域３０上への最小限の延長部の浸食率は、レジスト・トリミングステップ１４における、第１構造２６と第２構造３６をエッチングの促進および制御に関して、特に影響を受ける。
【００２６】
電子ビームは、好ましくは、図示しない拡張エリアの電子源から放射され、一様に平行なビームであって、ウェハ２０を充分に露光する。
電子ビームを生成するのに適切な拡張エリアの電子源の一つは、例えばサンディエゴ（カリフォルニア州）のエレクトロン・ビジョン株式会社によって製造される。
【００２７】
電子ビームの充分露光条件あるいはパラメータ（例えば、放射線量、加速電圧およびビーム電流）は、レジストトリミング・ステップ１４の第１構造２６と第２構造３６への最も好ましいエッチングトリミング特性と、エッチング安定特性とを提供するために選択される。
Ｅビームを照射する電子ビームの露光条件は、フォトレジスト材料の種類、Ｅビームが照射されたフォトレジストを含んだ後の処理ステップおよび／またはフォトレジスト材料の希望する特性によって、変えることができる。
典型的な電子ビーム硬化レシピは、レジストと用途によって、５０Ｖから２０００Ｖまでの加速電圧を有する１または１以上のステップにおける電子線量（例えば、２０００μＣ／ｃｍ２）を供給する。
【００２８】
第１構造２６と第２構造３６を含むフォトレジスト材料は、典型的には水平方向よりも垂直方向の方がより高いレジスト消費量率を示す２４８ｎｍのフォトレジスト材料（例えば、ポリスチレンに基づくポリマー）である。このため、本質的な方法ラチチュードは、Ｅビーム放射を使用しないで存在する。
より高いＥビーム放射線量は、望ましい補強されたトリミングとエッチングを実現するために、ポリマーの架橋を引き起こす、適切なｅビームを得るために必要とされる。
アクリル酸塩および脂環式化合物に基づいたレジストは、ｅビームにより架橋を引き起こす効率が高い。
したがって、２４８ｎｍのレジストにおいて同じ結果を達成するためには、与えられたエネルギーで、「より高い」放射線量が要求されると考えられる。
【００２９】
Ｅビーム放射ステップ１２は、例えば、架橋および分解のような化学変化を電子線が照射されるフォトレジスト材料の領域の官能基や添加物に与える。
フォトレジスト材料のそのような領域は、その結果、エッチング抵抗（例えば、エッチング率の減少）、体積弾性係数、バルクの粘着力、基板レジストポリマー間結合（例えば、フォトレジスト層およびＡＲＣ層４２の間の結合）の接触面の粘着力を増加させる。
その架橋した、またはｅビームが照射された領域は、一番上の部分、一番上の部分と側面部分、あるいは第１構造２６および第２構造３６のそれぞれの構造部の全体であり得る。
典型的な電子ビーム硬化レシピは、レジストと用途に応じて、５０Ｖから２０００Ｖまでの加速電圧を有する１または１以上のステップにおいて総電子線量（例えば、２０００μＣ／ｃｍ２）を供給する。
【００３０】
第１構造２６と第２構造３６にｅビーム照射されるべき範囲（例えば、ｅビームが照射される深さ、Ｅビームが照射される領域、およびフォトレジスト材料の官能基の分解の程度）は、特に、トリミングステップ１４でＥビームが照射された第１構造２６と第２構造３６がトリミングされる範囲に応じて決まる。
Ｅビーム照射あるいは浸透深さ、そして第１構造２６と第２構造３６のＥビームが照射される領域は、電子ビームの露光条件、処理ガスおよび（または）ウェハ温度と関係がある。
フォトレジスト材料の官能基の分解の度合いは、Ｅビーム放射レシピシーケンスの、個々のステップの線量およびエネルギーと同様に、単位面積あたりの電子の総電子線量と関係がある。同様に、基板の温度に左右される。
【００３１】
Ｅビーム放射ステップ１２の後、ウェハ２０はレジスト・トリミングステップ１４に入る。トリミングステップ１４は、好ましくは、プラズマエッチング・ステップである。
第１構造２６と第２構造３６のようなフォトレジスト層上の構造パターンの寸法を整える、または縮小するために、ウェハ２０は、プラズマエッチャントにさらされる。
プラズマエッチャントは、O２、HBr/O２、Cl２/O２、N２/He/O２あるいはN２/O２のように、様々なプラズマエッチャント物質を含んでいてもよい。
サンタクララ（カリフォルニア州）のアプライドマテリアルズあるいはフリーモント（カリフォルニア州）のラム・リサーチによって製造されたもののような、様々な標準的なエッチング装置は、プラズマエッチャントを作るために利用することができる。
典型的なトリミング／ゲートスタック・エッチングは、レジスト・トリミング用のHBr/O２/Ar化学物質、ＡＲＣエッチング用のCF４/Ar化学物質、およびポリシリコンエッチングのためにHBr、HeO２、CF３および塩素（CI２）の１つまたは２つ以上を使用するステップのシーケンスによって実行できる。
【００３２】
プラズマエッチャントは、上部と側表面を含めて、第１構造２６と第２構造３６との間のすべての露出面をエッチングして、トリミングされた第１ゲート構造２８および第２ゲート構造３８をそれぞれ（図２ないし図４の中で、点線で示されるように）成形する。
第１構造２６と第２構造３６の各々の異なる領域あるいは部分が、Ｅビーム放射ステップ１２に関連して互いに異なるエッチング割合（例えば、垂直方向のエッチング割合対水平方向のエッチング割合）を有するので、第１構造２６と第２構造３６の寸法の減少は、すべての表面で等しくはならない。
【００３３】
さらに、トリミングされた第１構造２８と第２構造３８の各々は、その長さ方向に沿った均等な幅を有しており、分離領域３０（例えば、エンドキャップの後退の問題を生じさせない）上に最小限の延長部を維持しており、また、続くウェハ２０下部層上に構造２８，３８のパターンを転写するための、充分な厚さあるいは垂直方向の高さを維持する。
【００３４】
アクリル酸塩に基づいたフォトレジスト材料については、およそ１１０〜１３０ｎｍの幅５０は、およそ２０〜６０ｎｍの幅６０にトリミングすることができる。
分離領域３０上のトリミングされた第１構造２８の延長長さ６２（また、エンドキャップと呼ばれる。）は、およそ数１０ナノメータの単位であり得る。
トリミングされた第１構造２８の長さ方向に沿った幅６０の変化は、１ｎｍ未満とすることができる。トリミングされた第２構造３８は、トリミングされた第１構造２８と同一であり、上述の議論は、トリミングされた第２構造３８に同様に適用できる。
【００３５】
トリミングステップ１４の後、ウェハ２０はエッチング・ステップ１６に入る。
図５から図７に示すように、ポリシリコン層４０およびＡＲＣ層４２は、それぞれ、第１トランジスタ２２の第１ゲート７０と、第２トランジスタ３２の第２ゲート７４を定義するために、トリミングされた第１構造２８と、第２構造３８に従ってエッチングされる。
【００３６】
好ましくは、第１ゲート７０と第２ゲート７４は、幅６０に匹敵するゲート幅を有する。
第１ゲート７０は、分離領域３０上に最小限の延長部７２を含み、第２ゲート７４は、分離領域３０上に最小限の延長部７６を含んでいる。
各々の最小限の延長部７２，７６は、延長長さ６２と同等の長さを有する。
第１ゲート７０と第２ゲート７４の各々の長さ方向に沿った幅は、１ｎｍ未満の変化を有する。これに対し、ｅビーム照射されていないフォトレジストから成形したゲートは、およそ５ｎｍの長さ方向に沿ったゲート幅の相違を有する。
１つの実施例では、局所的なゲート幅変化が、３ｎｍのゲート長さ（３シグマ）上に４〜６ｎｍの間である。好ましくは、技術的に可能である限り、この変化はさらに縮小できる。
【００３７】
この方法では、狭く一定のゲート幅を持っているトランジスタを堅実に作り上げることができる。
フィールド分離領域上の各ゲートの最小限の延長部の消費量は、より少ない（例えば、レジスト・トリミングプロセスの間にエンドキャップが後退する割合を縮小する。）ので、単位領域に提供されるトランジスタの数を増加することができ、また、不完全なトランジスタの数を減少させることができる。
ゲート構造の現像の後であってレジスト・トリミングステップの前に、電子ビームによる、ウェハ上にパターン化されたゲート構造のＥビーム照射は、このパターン化された構造、および本質的に充分でないトリミング特性を有するフォトレジスト材料さえにも、好ましいエッチング特性を与える。
従って、Ｅビーム照射されたゲート構造をトリミングした後、トリミングされたゲート構造は、ゲート幅あるいはゲート間の極限寸法のより高い均一性、与えられたゲートの長さ方向に沿ったゲート幅あるいは極限寸法のより高い均一性、より狭いゲート幅、フィールド分離領域上に与えられたゲートの最小限の延長部の消費量の減少、またトリミングプロセスの間の改善された制御性と予測性を含む、多くの特徴を享受する。
【００３８】
本発明の詳細な図面、特定の例、また典型的な実施例の記述は、専ら説明の目的のためのものであると理解される。
本発明の典型的な実施例は、ここに記述された正確な詳細および記述に制限されない。
例えば、特別の材料あるいは化学物質が記載されているが、他の材料あるいは化学物質を用いることもできる。
様々な変更を、開示された詳細な説明の中で、添付の請求項の中で定義されるような発明の趣旨から外れない範囲で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】典型的な実施例の、フォトレジスト層上に作られたトランジスタゲートのエッチングのトリミング特性およびエッチングの安定性を増強するプロセスを示すフローチャートである。
【図２】フォトレジスト層上に現像されたトランジスタのゲートパターンを示す、トランジスタを含むウェハの一部の上面図である。
【図３】図２で図示されたウェハの３−３線に沿った断面図である。
【図４】図２で図示されたウェハの４−４線に沿った断面図である。
【図５】ゲートのエッチングプロセスを示す図２で図示されたウェハの上面図である。
【図６】図５の中で図示されたウェハの６−６線に沿った断面図である。
【図７】図５の中で図示されたウェハの７−７線に沿った断面図である。
【図１】
2004533110.tif 000003
【国際公開パンフレット】
2004533110.tif 000004
2004533110.tif 000005
2004533110.tif 000006
2004533110.tif 000007
2004533110.tif 000008
2004533110.tif 000009
2004533110.tif 000010
2004533110.tif 000011
2004533110.tif 000012
2004533110.tif 000013
2004533110.tif 000014
2004533110.tif 000015
2004533110.tif 000016
2004533110.tif 000017
2004533110.tif 000018
2004533110.tif 000019
2004533110.tif 000020
2004533110.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004533110.tif 000022
2004533110.tif 000023
【国際調査報告】
2004533110.tif 000024
2004533110.tif 000025
2004533110.tif 000026