JP2008182198A - リソグラフィデバイス製造方法、リソグラフィセル、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1の処理では、ラインの第1の半密パターンが、下層反射防止コーティングを施された基板の上に重なる第1のレジスト層内に印刷される。第2の処理では、ラインの第2の半密パターンが、クリアされた領域上に設けられた第2のレジスト層内に印刷される。第1および第2の半密ラインパターンは、交互位置に配置され、ラインアンドスペースの所望の密パターンをもたらす。第1のレジストを現像した後、第2のレジストを基板に設ける前に、下層反射防止コーティングの表面調整が、第1のレジスト材料のライン間のクリアされた領域に対し行われる。表面調整ステップは、クリアされた領域の表面への第2のレジストのフィーチャの接着を改善する。
【選択図】図4
Description
本発明の一実施形態によれば、図1に例示されているように、最上層114の表面112から突出しているレジスト材料のラインの密ラインスペースパターン100が設けられる。最上層114は、リソグラフィ基板Wに少なくとも部分的に重なる下層反射防止コーティング(BARC)とすることができる。2つの隣接するライン110および111のレジストは、基板上の2つのそれぞれの分離したレジスト堆積から得られるものである。第1および第2のレジスト堆積は、それぞれの第1および第2のレジスト材料を基板Wに施してリソグラフィ処理することを含む。第1および第2のレジスト材料はそれぞれ、例えばポジティブトーンレジストまたはネガティブトーンレジストなどの放射感応性材料とできる。第1および第2のレジスト材料は、反対トーンのレジストとすることができる。ライン110は、1つまたは複数のレジスト材料フィーチャの単なるフィーチャセグメントであってよい。同様に、ライン111は、そのようなセグメントとすることができる。一実施形態では、基板は、シリコンウェーハであり、これは、本発明のダブルパターニングプロセスを施す前に1つまたは複数のIC層を設けるようにリソグラフィ処理しておくことができる。基板は、さらに、BARC層114の下にターゲット層TLを設けられ、これは本発明の方法により所望のパターンでパターンを形成されるべきである。ライン110および111は、所望のパターンの一部にすぎなくてもよい。ターゲット層TLは、リソグラフィ処理で使用されるIC層または他の種類の層としてよい。BARCの代わりに、最上層114は、例えば、無機下層反射防止コーティング、または基板上に配置されたハードマスクとすることができる。ハードマスクは、例えば、酸化物層またはSiONまたはSiNまたはTiNなどの窒化物の層とすることができる。
第2の実施形態は、BARC表面調整ステップ410がフッ化炭素ベースプラズマまたは水素含有フッ化炭素ベースプラズマに基板を曝すことを含むことを除き第1の実施形態と同じである。例えば、CxHyFzプラズマ処理は、疎水性フッ素基により親水性水酸基を置き換える効果も有する。第1および第2の実施形態のBARC表面調整ステップは、組み合わせて使用することができる。
第3の実施形態は、BARC表面調整ステップ410に加えて、この方法は、さらに、第1のレジスト材料のフィーチャ110に対するその後の処理ステップ(例えば、ステップ410、230、および240のうちのどれか1つなど)の考えられる悪影響をさらに低減するようになされた固定ステップを含むことを除き第1の実施形態と同じである。固定ステップは、例えば、第1のレジストの層をパターニングした後、第2のレジストの層を施す前に、第1の半密ラインパターンのラインフィーチャ110の少なくともある程度の流れを引き起こすだけ十分に高い温度で基板をハードベークすることを含むことができる。望ましくは、ハードベークは、200度K以上の温度で実行される。第1および第2の実施形態のBARC表面調整ステップは、それぞれ、本発明の実施形態のハードベークステップと組み合わせて使用することができる。
第4の実施形態では、図8に例示されているように、リソグラフィ装置810、複数のプロセス装置820、およびリソグラフィ装置とプロセス装置の両方を制御するための制御ユニット830を備えており、複数のプロセス装置は、第1の放射感応性材料の第1および第2のフィーチャセグメントの間に配置された基板の表面の覆われていない部分への、第3の放射感応性材料のフィーチャセグメントであるレジスト材料フィーチャセグメントの接着を高めるように配列された表面調整装置840を備える、リソグラフィセル800が実現される。リソグラフィ投影装置810は、上述の本発明によりBARC表面を調整するデバイス840と組み合わされる。デバイス840は、基板を取り扱い、リソグラフィ装置から、またリソグラフィ装置へ基板を搬送し、スピンコーティング、レジスト現像、および/または露光前ベークおよび/または露光後ベークなどの他の標準露光前および露光後レジストプロセスなどの複数のレジスト処理を実行するように配列されたリソグラフィ投影装置810に接続された、トラック装置860の一部であってよい。
放射ビームBを調整するように構成された照射システム(イルミネータ)IL(例えば、193nmまたは248nmの波長で動作するエキシマレーザーにより生成されるようなUV放射およびDUV放射、または13.6nmで動作するレーザー発火プラズマ源により生成されるようなEUV放射)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築され、いくつかのパラメータに従ってパターニングデバイスの位置を正確に決めるように構成された第1のポジショナPMに接続されたサポート構造(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築され、いくつかのパラメータに従って基板の位置を正確に決めるように構成された第2のポジショナ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により放射ビームBに与えられるパターンを基板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)上に投影するように構成された投影システム(例えば、屈折投影レンズ系)PSとを備える。
1.ステップモードでは、マスクテーブルMTおよび基板テーブルWTは、本質的に静止状態に保たれるが、放射ビームに与えられるパターンは全体として一度に(つまり、単一静的露光)ターゲット部分Cに投影される。その後、異なるターゲット部分Cを露光できるように、基板テーブルWTは、Xおよび/またはY方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一静的露光で転写されるターゲット部分Cのサイズが制限される。
2.スキャンモードでは、マスクテーブルMTおよび基板テーブルWTは、同期スキャンされるが、放射ビームに与えられるパターンはターゲット部分Cに投影される(つまり、単一動的露光)。マスクテーブルMTに関する基板テーブル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り決定されうる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズにより、単一動的露光のターゲット部分の幅(非スキャン方向)が制限されるが、スキャン動作の長さにより、ターゲット部分の高さ(スキャン方向)が決まる。
3.他のモードでは、マスクテーブルMTは、本質的に静止状態に保たれ、プログラマブルパターニングデバイスを保持するが、基板テーブルWTは、放射ビームに与えられるパターンがターゲット部分Cに投影される間に、移動またはスキャンされる。このモードでは、一般的に、パルス放射源が採用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルWTが移動するたび毎に、またはスキャン中の次々に発生する放射パルスと放射パルスの間に必要に応じて更新される。この動作モードは、上述のような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利用するマスクレスリソグラフィに容易に与えられうる。
Claims (17)
- 基板の表面を少なくとも部分的に覆う第1の放射感応性材料の層を、前記表面から突出し、前記表面の覆われていない部分により分離されている第1および第2のフィーチャセグメントを含むパターンで、パターニングすること、
第2の放射感応性材料の層を前記表面の前記覆われていない部分に設けること、
前記第2の放射感応性材料の前記層を、前記第1および第2のフィーチャセグメントに対して交互位置に配置され、前記表面の前記覆われていない部分から突出し、前記第1および第2のフィーチャセグメントと組み合わせて所望のパターンの一部を与える第3のフィーチャセグメントを含むパターンで、パターニングすること
を含み、さらに、
前記第2の放射感応性材料の前記層を設ける前、前記第1の放射感応性材料の前記層をパターニングした後に、前記表面の前記覆われていない部分に表面調整プロセスを施して、前記表面への前記第3のフィーチャセグメントの接着を高めること
を含むリソグラフィデバイス製造方法。 - 前記表面調整プロセスは、前記表面の前記覆われていない部分の極性、酸性度、または極性と酸性度を変える、請求項1に記載の方法。
- 前記表面調整プロセスは、前記基板を酸に曝すことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記酸は、フッ化水素酸または酢酸である、請求項3に記載の方法。
- 前記表面調整プロセスは、前記基板をフッ化炭素ベースプラズマまたは水素含有フッ化炭素ベースプラズマに曝すことを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記表面は、前記基板上に配置された下層反射防止コーティング、無機下層反射防止コーティング、またはハードマスクの表面である、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の放射感応性材料は、前記第1の放射感応性材料のトーンと反対のトーンを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の放射感応性材料は、ポジティブトーナリティを有し、前記第2の放射感応性材料は、ネガティブトーナリティを有する、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の放射感応性材料の前記層を施す前、および前記第1の放射感応性材料の前記層にパターンを形成した後に、前記基板をハードベークに曝すことをさらに含む、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ハードベークは、200度Kを超える高温で実行される、請求項9に記載の方法。
- リソグラフィ装置、複数のプロセス装置、および前記リソグラフィ装置と前記プロセス装置の両方を制御するための制御ユニットを備え、前記複数のプロセス装置は、基板の表面の覆われていない部分への第2の放射線感応性材料の第3のフィーチャセグメントの接着を高めるように配置され、且つ第1の放射線感応性材料の第1および第2のフィーチャセグメント感応性フィーチャセグメントの間に配置された表面調整装置を備える、リソグラフィセル。
- 前記表面調整装置は、酸、フッ化水素酸、または酢酸の供給源に接続される、請求項11に記載のリソグラフィセル。
- 前記表面調整プロセスは、基板をフッ化炭素ベースプラズマまたは水素含有フッ化炭素ベースプラズマに曝す、請求項11に記載のリソグラフィセル。
- 前記表面調整装置は、前記リソグラフィ投影装置に接続され、前記リソグラフィ投影装置とともに使用するトラックに含まれる、請求項11から13のいずれか1項に記載のリソグラフィセル。
- 前記制御ユニットは、リソグラフィセルに方法を実行させる命令を格納している記憶媒体を備え、前記方法は、次述の順序で、
第1の放射感応性材料の層を基板の表面に設け、
前記表面から突出し、前記表面の覆われていない部分により分離される第1および第2のフィーチャセグメントを含むパターンで、前記層をパターニングし、
前記表面の前記覆われていない部分に表面調整プロセスを施して、前記表面への第2の放射感応性材料の第3のフィーチャセグメントの接着を高め、
前記第2の放射感応性材料の層を前記表面の前記覆われていない部分に設け、
前記第2の放射感応性材料の前記層を、前記第1および第2のフィーチャセグメントに対して交互位置に配置され、前記表面の前記覆われていない部分から突出している前記第3のフィーチャセグメントを含むパターンで、パターニングし、前記第1、第2、および第3のフィーチャセグメントが組み合わせで所望のパターンの一部を与えること
を含む、請求項11から14のいずれか1項に記載のリソグラフィセル。 - 前記第2の放射感応性材料は、前記第1の放射感応性材料のトーンと反対のトーンを有する、請求項15に記載のリソグラフィセル。
- コンピュータ読取可能媒体上に記録されている命令を含み、前記命令はリソグラフィセルを制御してデバイス製造方法を実行するように適合される、コンピュータプログラムであって、前記方法は、次述の順序で、
第1の放射感応性材料の層を基板の表面に施し、
前記表面から突出し、前記表面の覆われていない部分により分離される第1および第2のフィーチャセグメントを含むパターンで、前記層をパターニングし、
前記表面の前記覆われていない部分に表面調整プロセスを施して、前記表面への第2の放射感応性材料の第3のフィーチャセグメントの接着を高め、
前記第2の放射感応性材料の層を前記表面の前記覆われていない部分に設け、
前記第2の放射感応性材料の前記層を、前記第1および第2のフィーチャセグメントに対して交互位置に配置され、前記表面の前記覆われていない部分から突出している前記第3のフィーチャセグメントを含むパターンで、パターニングし、前記第1、第2、および第3のフィーチャセグメントが組み合わせで所望のパターンの一部を与えること
を含む、コンピュータプログラム。
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