(57)【要約】      （修正有）【課題】微細パターンを形成することが可能なリソグラフィの方法及びそれに用いる装置を提供する。【解決手段】レジスト層に開口を形成する第一パターニングステップを実行することを含み、第一レジスト層が剥離され、第二露光に使用される第二レジスト層で置換される前に、開口が充填される、デバイス製造の二重処理技術が開示される。実施形態では、リソグラフィセルは、統合された充填および／または剥離ユニットを含み、以上の技術を実行するために使用することができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィ装置と、
充填装置もしくは剥離装置、または充填装置と剥離装置の両方を備えた複数のプロセス装置と、
前記リソグラフィ装置と前記プロセス装置との両方を制御するように構成された制御ユニットと、
を備えるリソグラフィセル。
【請求項２】
前記充填装置がスピンコータである、請求項１に記載のリソグラフィセル。
【請求項３】
前記剥離装置が、充填材料を選択的に除去することができる溶媒または試薬の供給部に接続された現像装置である、請求項１に記載のリソグラフィセル。
【請求項４】
前記制御ユニットが、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口を第一充填材で充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し、
第二放射感応性材料層を前記第一充填材の周囲に形成し、
前記第二放射感応性材料層を、第二パターンに対応する像に露光する、
ことを含む方法を前記リソグラフィセルに実行させる命令を記憶した記憶媒体を備える、請求項１に記載のリソグラフィセル。
【請求項５】
前記記憶媒体が、
前記第二パターンに第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を現像し、
前記第二開口を第二充填材で充填し、
前記第一または第二充填材を除去することなく前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことを含む方法を前記リソグラフィセルに実行させる命令をさらに備える、請求項４に記載のリソグラフィセル。
【請求項６】
前記記憶媒体が、
前記第一および第二充填材によって覆われていない前記基板の区域によって画定された第三パターンを前記基板に転写し、
前記第一および第二充填材を除去する、
ことを含む方法を前記リソグラフィセルに実行させる命令をさらに備える、請求項５に記載のリソグラフィセル。
【請求項７】
前記記憶媒体が、
前記第二パターンに対応する第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を現像し、
前記第二放射感応性材料層に前記第一開口に対応する第三開口を形成するために、前記第一充填材を除去し、
前記第二および第三開口によって画定された第三パターンを前記基板に転写し、
前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことを含む方法を前記リソグラフィセルに実行させる命令をさらに備える、請求項４に記載のリソグラフィセル。
【請求項８】
前記記憶媒体が、
前記第一放射感応性材料層を前記基板に形成し、
前記第一パターンに第一開口を形成するために、前記第一放射感応性材料層を露光し、現像する、
ことを含む方法を前記リソグラフィセルに実行させる命令をさらに備える、請求項４に記載のリソグラフィセル。
【請求項９】
前記リソグラフィ装置が、
放射ビームを調節するように構成されたイルミネータと、
放射ビームをパターン化するように構成されたパターニングデバイスを保持するように構成された支持構造体と、
基板を保持するように構成された基板テーブルと、
前記パターン化された放射ビームを前記基板のターゲット部分に投影するように構成された投影システムと、
を備える、請求項１に記載のリソグラフィセル。
【請求項１０】
前記制御ユニットが、前記イルミネータおよび前記投影システムを制御して、前記基板を露光するように構成される、請求項９に記載のリソグラフィセル。
【請求項１１】
前記充填装置としてスピンコータを、前記剥離装置として現像装置を備える、請求項１に記載のリソグラフィセル。
【請求項１２】
リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口を第一充填材で充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し、
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
第二パターンの第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を露光および現像し、
前記第二開口を第二充填材で充填し、
前記第一または第二充填材を除去することなく前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことを含む方法。
【請求項１３】
前記第一および第二充填材によって覆われていない前記基板の区域によって画定された第三パターンを、前記基板に転写し、
前記第一および第二充填材を除去する、
ことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第三パターンのフィーチャのピッチが、前記第一および第二パターンのフィーチャのピッチより小さいように、前記第一パターンおよび第二パターンが交互配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第三パターンを前記基板に転写することが、前記第一および第二充填材によって覆われていない前記基板の区域をエッチングすることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
第一放射感応性材料層を基板に形成し、
前記第一パターンの前記第一開口を形成するために、前記第一放射感応性材料層を露光および現像する、
ことをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第一および第二開口を充填することが、露光および現像された前記放射感応性材料層の上方で、前記基板の上に充填材料をスピンコートすることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一充填材および第二充填材が、同じ材料で形成される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
リソグラフィ装置および複数のプロセス装置を備えるリソグラフィセル内で、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口を第一充填材で充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し、
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
前記第二放射感応性材料層を、第二パターンに対応する像に露光する、
ことを含むデバイス製造方法。
【請求項２０】
前記第二パターンの第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を現像し、
前記第二開口を第二充填材で充填し、
前記第一または第二充填材を除去することなく前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第一および第二充填材によって覆われていない前記基板の区域によって画定された第三パターンを、前記基板に転写し、
前記第一および第二充填材を除去する、
ことをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第二パターンに第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を現像し、
前記第一開口に対応する第三開口を形成するために、前記第一充填材を除去し、
前記第二および第三開口によって画定された第三パターンを前記基板に転写し、
前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記第一放射感応性材料層を前記基板に形成し、
前記第一パターンに第一開口を形成するために、前記第一放射感応性材料層を露光および現像する、
ことをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法であって、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口に第一充填材を充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
前記第二パターンに第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を露光、現像し、
前記第一開口に対応する第三開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を除去することなく前記第一充填材を除去する、
ことを含む、デバイス製造方法。
【請求項２５】
前記第二および第三開口によって画定された第三パターンを、前記基板に転写し、
前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記第三パターンのフィーチャのピッチが、前記第一および第二パターンのフィーチャのピッチより小さいように、前記第一パターンおよび第二パターンが交互配置される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第三パターンを前記基板に転写することが、前記第一および第二充填材によって覆われていない前記基板の区域をエッチングすることを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
第一放射感応性材料層を基板に形成し、
前記第一パターンに前記第一開口を形成するために、前記第一放射感応性材料層を露光し、現像する、
ことをさらに含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記第一および第二開口を充填することが、露光および現像された前記放射感応性材料層の上方で、前記基板の上に充填材料をスピンコートすることを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
前記第一充填材および前記第二充填材が、同じ材料で形成される、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、リソグラフィ装置およびプロセス装置を含むリソグラフィ処理セル、および１つまたは複数のデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つまたは幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターン化される網の目状の互いに近接したターゲット部分を含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを具備している。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニングデバイスから基板へとパターンを転写することが可能である。
【０００３】
[0003]  投影リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法では、往々にして微小寸法（ＣＤ）と呼ばれる最小フィーチャサイズは、露光放射の波長（λ）と投影システムの開口数（ＮＡ）によって決定される。ＣＤを小さくするために様々な技術が開発されており、これらは一般的に組み合わされてｋ1として知られる係数になり、したがってＣＤ＝ｋ1・λ／ＮＡである。現在のテクノロジでは、１つの露光−現像−プロセスのサイクルで約０．２５のｋ1係数によって決定されるより小さいフィーチャを結像することは不可能である。しかし、二重露光および二重プロセス技術で、これより小さいフィーチャを結像することができる。
【０００４】
[0004]  二重露光技術では、現像する前に、１層のレジストを２回、２つの異なるパターンで、または同じパターンであるが位置をずらして露光する。二重プロセス技術では、第一層のレジストを露光し、現像してから、基板をエッチングし、パターンを基板に転写してから、第二層のレジストを基板に適用する。次に、第二層を露光し、現像して、基板をエッチングし、したがって基板の最終パターンは、２つのエッチングステップの組合せにより生成される。二重プロセス技術は、多種多様な有用な構造体を生成するために使用できるが、エッチングステップのせいで、およびエッチングステップを実行するために、リソグラフィ装置およびスピンコータなどのプロセス装置、現像装置、およびベークおよびクーリングプレートを備えるリソセルから基板を外す必要があるので時間がかかり、１日または２日かかることがある。二重露光技術は、これよりはるかに迅速に実行できるが、これを使用することができる構造体の範囲はより制限される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]  したがって、例えば０．２５以下のｋ1値と同等の構造体を生成することができる改善された方法および装置を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0006]  本発明の態様によれば、
リソグラフィ装置と、
充填装置もしくは剥離装置、または充填装置と剥離装置の両方を備えた複数のプロセス装置と、
リソグラフィ装置とプロセス装置との両方を制御するように構成された制御ユニットと、
を備えるリソグラフィセルが提供される。
【０００７】
[0007]  本発明の態様によれば、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口を第一充填材で充填し、
前記第一充填材を除去することなく、前記第一放射感応性材料層を除去し、
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
第二パターンの第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を露光および現像し、
前記第二開口を第二充填材で充填し、
前記第一または第二充填材を除去することなく前記第二放射感応性材料層を除去する、
ことを含む
リソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供される。
【０００８】
[0008]  本発明の態様によれば、リソグラフィ装置および複数のプロセス装置を備えるリソグラフィセル内で、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口を第一充填材で充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し、
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
前記第二放射感応性材料層を、第二パターンに対応する像に露光する、
ことを含むデバイス製造方法が提供される。
【０００９】
[0009]  本発明の態様によれば、
基板の第一放射感応性材料層にある第一パターンの第一開口に第一充填材を充填し、
前記第一充填材を除去することなく前記第一放射感応性材料層を除去し
前記第一充填材の周囲に第二放射感応性材料層を形成し、
前記第二パターンに第二開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を露光、現像し、
前記第一開口に対応する第三開口を形成するために、前記第二放射感応性材料層を除去することなく前記第一充填材を除去する、
ことを含むリソグラフィ装置を使用するデバイス製造方法が提供される。
【００１０】
[0010]  次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
[0016]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
−  放射ビームＢ（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
−  パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一位置決め装置ＰＭに接続された支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
−  基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構成され、特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二位置決め装置ＰＷに接続された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
−  パターニングデバイス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のターゲット部分Ｃ（例えば１つまたは複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。
【００１２】
[0017]  照明システムは、放射の誘導、成形、または制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、またはその任意の組合せなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１３】
[0018]  支持構造体は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造体は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造体は、例えばフレームまたはテーブルでよく、必要に応じて固定式または可動式でよい。支持構造体は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」または「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００１４】
[0019]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフト特徴またはいわゆるアシスト特徴を含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００１５】
[0020]  パターニングデバイスは透過性または反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、Alternating位相シフトマスク、減衰型位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００１６】
[0021]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、または液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システムおよび静電気光学システム、またはその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００１７】
[0022]  ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、または反射マスクを使用する）。
【００１８】
[0023]  リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）またはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つまたは複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つまたは複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００１９】
[0024]  リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆るタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造体を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在してもよいという意味である。
【００２０】
[0025]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２１】
[0026]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側および／または内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outerおよびσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２２】
[0027]  放射ビームＢは、支持構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴ上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡに入射し、パターニングデバイスによってパターン化される。放射ビームＢはパターニングデバイスＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二位置決め装置ＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一位置決め装置ＰＭおよび別の位置センサ（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、またはスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してパターニングデバイスＭＡを正確に位置決めすることができる。一般的に、支持構造体ＭＴの移動は、第一位置決め装置ＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二位置決め装置ＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールの助けにより実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、支持構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２および基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット位置を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブレーンアラインメントマークと呼ばれる）。同様に、パターニングデバイスＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、パターニングデバイスアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。ビームの特徴または他の測定は、基板テーブルＷＴ上に設けられた透過像センサＴＩＳを使用することができる。
【００２３】
[0028]  図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
１．ステップモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向および／またはＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
２．スキャンモードにおいては、支持構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。支持構造体ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
３．別のモードでは、支持構造体ＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動またはスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、またはスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクなしリソグラフィに容易に利用できる。
【００２４】
[0029]  上述した使用モードの組合せおよび／または変形、または全く異なる使用モードも利用できる。
【００２５】
[0030]  リソグラフィ装置ＬＡは、リソセルまたはリソクラスタとも呼ばれることがあるリソグラフィセルＬＣの部分を形成し、これは基板上で露光前および露光後プロセスを実行する装置も含む。従来、これはレジスト層を付着させる１つまたは複数のスピンコータＳＣ、露光したレジストを現像する１つまたは複数の現像装置ＤＥ、１つまたは複数のクーリングプレート、および１つまたは複数のベークプレートＢＫを含んでいる。基板ハンドラ、つまりロボットＲＯが入出力ポートＩ／Ｏ１、Ｉ／Ｏ２から基板を取り上げ、それを異なるプロセス装置間で移動させ、次にリソグラフィ装置の装填ベイＬＢへとこれを送出する。これらの装置は、往々にして総称的にトラックと呼ばれ、トラック制御ユニットＴＣＵの制御下にあり、これ自身が監視制御システムＳＣＳによって制御され、これはリソグラフィ装置も制御する。制御ユニットは、例えばイルミネータおよび投影システムを制御して、基板を露光することができる。したがって、異なる装置を操作して、スループットおよび処理効率を最大限にすることができる。
【００２６】
[0031]  一実施形態によれば、トラックは充填装置ＦＩおよび剥離装置ＳＴによって補足される。充填装置ＦＩは、露光し、現像したレジストの１つまたは複数の開口を充填する充填材料の層で基板をコートするように構成される。充填装置は、例えばスピンオンＳｉＯ2、スピンオンシリコン窒化膜、スピンオンシリコン窒化酸化膜、およびシリコンポリマで構成されたグループから選択できる充填材料の供給部が提供される、既知のタイプのスピンコータでよい。レジストを塗布するために使用され、トラックに標準品として設けられるスピンコータは、適切な材料の供給部に接続された場合、充填装置として使用することができる。材料のうち選択されたものを基板に適用するように、幾つかの異なる材料の供給部に接続された多目的コータも使用することができる。充填材料の望ましい特性は、制御可能な厚さの層にして容易に塗布され、露光し、現像したレジスト層の開口に充填するために適用された場合は流れ、露光し、現像したレジストを除去する方法に対しては抵抗性があることである。例えば、充填材は、現像したレジストの溶解に使用する溶媒では実質的に溶解不可能であるか、少なくとも現像したレジストより溶解性が大幅に低くてよい。
【００２７】
[0032]  剥離装置ＳＴは、下にある基板の層に実質的な影響を及ぼさずに充填材料を除去するように、これを溶解するか、これと反応する溶媒または試薬の供給部に接続された洗浄装置でよい。剥離装置は、適切な試薬または溶媒の供給部に接続することによって適合した標準的現像装置でよい。この場合も、多目的装置を使用することができる。
【００２８】
[0033]  本発明の一実施形態によれば、上述したリソグラフィセルは、以下で説明するような二重処理技術を実行するために使用される。以下で説明する方法は、例えば剥離装置および充填装置の一方または両方がトラックに統合されていないような他の装置で実行してもよいが、上述した装置を使用すると、以下で説明する方法をより高いスループットおよび高い歩留まりで実行可能にできることに留意されたい。上述した装置を使用すると、露光と次の露光の間にリソグラフィセルから基板を外す必要をなくすことができ、したがってサイクル時間を削減し、露光同士の均一性の向上を保証する。特に、基板取り扱いステップを回避することができる。
【００２９】
[0034]  本発明の一実施形態による二重処理方法を、図３から図１２に関して説明し、これは本発明のこの実施形態の方法が適用される基板の断面図である。最初に、例えばシリコンウェーハなどの基板１０を、図３に示すように放射感応性材料１１（例えばレジスト）の第一層でコートする。これは、一実施形態では図４に示すように使用リソグラフィ装置で結像可能な最小ピッチに近いピッチＰ１にて開口１１ａを形成するように露光され、現像される。レジストがポジトーンレジストである場合は、暗い背景に例えば線またはスタッドなどの明るいフィーチャを有するパターニングデバイス（例えばマスク）を使用し、レジストの照明部分を現像で除去して、このステップを実行することができる。
【００３０】
[0035]  従来の二重パターニング技術では、次に、レジストパターンを基板に転写するように、基板をエッチングする。しかしこの実施形態では、代わりにレジストパターンの開口を、図５に示したような上述したタイプの充填材料１２で充填する。図６に示すように、第一レジストの残りの部分が除去され、したがって図７に示すように、第一充填材１２が島または台地を形成し、第二層のレジスト１３がその周囲をコートする。第一層のレジストは通常、第二露光に再使用することができない。というのは、露光されたという記憶を保持し、開口１１ａが形成された場所以外の位置では閾値より低く、第二露光は、有用なプロセスウィンドウを提供するには高すぎるコントラストを必要とする。
【００３１】
[0036]  第二露光および現像ステップの後は、図８に示す状態に到達する。つまり、第一充填材島１２で挟まれた第二レジスト層に、ピッチＰ１で第二セットの開口１３ａが形成される。第二露光ステップは、第一露光に使用したものと同じパターンであるが、位置をずらして実行するか、異なるパターンを使用してよい。さらに、図はそのように描かれているが、第二開口１３ａが第一充填材島１２と同じサイズであることは必須でなく、第一充填材島１２間に等距離で離間する必要もない。
【００３２】
[0037]  次に、第二開口１３ａを第二充填材料１４で充填して、図９に示す状態にする。第二充填材料は第一充填材料と同じでよい。次に、図１０に示すように第一および第二充填材料１２、１４が基板１０上で離間された島を形成するように、第二レジスト１３を除去する。これで、最終ステップは第一充填材島１２と第二充填材島１４の間のスペースによって画定されたパターンを、図１０のように基板１０に転写し、図１２のように充填材料を除去することである。パターン転写ステップは、基板１０に窪み１５を形成するエッチング、または充填材島１２、１４間に画定されたスペースでのみ基板を変更するか、追加する任意の他のプロセスでよい。例えば、パターン転写ステップによって形成されたフィーチャは、結像ステップで画定されたフィーチャのピッチＰ１の半分であるピッチＰ２を有することが分かる。したがって、０．２５より大きいｋ1値の２つの結像ステップを使用して、０．２５以下の有効ｋ1値でフィーチャをパターン化することができる。
【００３３】
[0038]  本発明を実現する第二の方法を、図１３から図２１に関して以下で説明する。第二方法の第一ステップは、第二露光ステップを実行して現像するポイントまで、第一方法の対応するステップと同じであり、したがって再び説明はしない。したがって、図１３から図１８は図３から図８と同じである。
【００３４】
[0039]  第二方法では、第二開口１３ａを第二充填材料で充填するのではなく、第一充填材料１２を選択的にエッチングまたは溶解して除去し、現像されたレジスト１３を残す。ここには、第一露光ステップで画定された開口１１ａに対応し、第二露光ステップで画定された開口１３ａに挟まれた図１９に示すような開口１３ｂがある。エッチングのようなパターン転写ステップを実行して、開口１１ａおよび１３ａによって画定されたパターンを基板１０に転写し、図２０に示すようなフィーチャ１５’のセットを形成する。これで、レジスト１３を除去して、図２１に示すようなパターン化された基板のみを残すことができる。図から見られるように、フィーチャ１５’は、２つの露光ステップのピッチＰ１の半分であるピッチＰ２を有する。
【００３５】
[0040]  以上の方法のいずれかで、第二露光を第一露光のちょうど中央に配置しないと、外部ピッチがＰ１に等しく、内部ピッチＰ３＜Ｐ２である二重ピッチパターンが形成され得ることが認識される。これは図２２に図示されている。
【００３６】
[0041]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」または「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」または「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前または露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、計測ツールおよび／または検査ツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上およびその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００３７】
[0042]  以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力またはその組合せにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００３８】
[0043]  本明細書で使用する「放射」および「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍまたは１２６ｎｍの波長を有する）および極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００３９】
[0044]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気および静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、またはその組合せを指す。
【００４０】
[0045]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、またはその内部に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態をとることができる。
【００４１】
[0046]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】[0011]  本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図２】[0012]  図１の装置を含むリソグラフィセルを示した図である。
【図３】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図４】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図５】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図６】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図７】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図８】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図９】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図１０】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図１１】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図１２】[0013]  本発明の実施形態による製造方法の段階を示した図である。
【図１３】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１４】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１５】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１６】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１７】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１８】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図１９】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図２０】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図２１】[0014]  本発明の実施形態による別の製造方法の段階を示した図である。
【図２２】[0015]  本発明の製造方法の変形の結果を示した図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【外国語明細書】
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