JP2021061419A - リソ・フリーズ・リソ・エッチプロセスを用いる伸長コンタクト - Google Patents
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Abstract
Description
Masafumi Hori, et al., "Sub−40nm Half−Pitch Double Patterning with Resist Freezing Process", Advances in Resist Materials and Processing Technology XXV, Proc. OF SPIE Vol. 6923, 69230H, 2008
Claims (20)
- 集積回路を形成する方法であって、
フィールド酸化物間の基板の領域がアクティブエリアであるように、前記基板の頂部表面において前記フィールド酸化物の素子を形成すること、
前記基板の上に金属酸化物半導体(MOS)トランジスタゲートを形成すること、
前記アクティブエリア及び前記MOSトランジスタゲートの上にプリメタル誘電体(PMD)層を形成することであって、前記PMD層がコンタクトのために画定されるコンタクトエリアを有すること、
前記PMD層の上にコンタクトエッチマスクを形成することであって、
前記PMD層の上に第1のコンタクトフォトレジスト層を形成することと、
第1のコンタクトサブパターンを用いて、前記第1のコンタクトフォトレジスト層に対して第1のコンタクト露光動作を行うことと、
前記第1のコンタクトフォトレジスト層を現像することと、
前記コンタクトエッチマスクの第1のコンタクトエッチサブマスクを形成するために、前記第1のコンタクトフォトレジスト層に対してフリーズプロセスを行うことと、
前記PMD層の上に第2のコンタクトフォトレジスト層を形成することと、
第2のコンタクトサブパターンを用いて、前記第2のコンタクトフォトレジスト層に対して第2のコンタクト露光動作を行うことと、
前記コンタクトエッチマスクの第2のコンタクトエッチサブマスクを形成するために、前記第2のコンタクトフォトレジスト層を現像することであって、前記第1のコンタクトエッチサブマスク及び前記第2のコンタクトエッチサブマスクの組み合わされた縁部によって前記コンタクトエリアの境界が形成されるようにする、前記現像することと、
を含むプロセスによって、前記コンタクトエッチマスクを形成すること、
前記コンタクトエリアによって画定されるエリアにおいて前記PMD層に複数のコンタクトホールをエッチングすること、
複数のコンタクトを形成するために前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填することであって、前記複数のコンタクトが、
正確に2つのアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続するデュアルノード伸長コンタクトと、
3つ又はそれ以上のアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続する複数のノード伸長コンタクトと、
を含む、前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填すること、
前記PMD層の上方に金属内誘電体(IMD)層を形成することであって、前記IMD層が相互接続のために画定される相互接続エリアを有すること、
前記相互接続エリアによって画定されるエリアにおいて前記IMD層に複数の相互接続トレンチをエッチングすること、
複数の第1レベル相互接続を形成するために前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することであって、前記デュアルノード伸長コンタクトの各々が前記第1レベル相互接続のうちの少なくとも1つに直接接続されるようにすること、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記コンタクトエッチマスクを形成する前に、前記PMD層の上にコンタクトハードマスク層を形成すること、及び、
コンタクトハードマスクホールを形成するために前記コンタクトエリアにおける前記コンタクトハードマスク層から材料を除去するように、前記コンタクトエッチマスクを形成した後であり前記PMD層に前記複数のコンタクトホールをエッチングする前に、前記集積回路に対してコンタクトハードマスクエッチプロセスを行うことであって、前記PMD層に前記複数のコンタクトホールをエッチングすることが、前記コンタクトハードマスク層をテンプレートとして用いて行われるようにすること、
を更に含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填することが、
前記コンタクトホールにコンタクトライナ金属を形成すること、及び、
前記コンタクトホールにコンタクト充填金属を形成すること、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することが、
前記相互接続トレンチにトレンチライナ金属を形成すること、及び、
前記相互接続トレンチにトレンチ充填金属を形成すること、
を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記コンタクトエッチマスクを形成する際に追加の露光及び現像シーケンスが成されない、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、CMOSインバータを形成することを更に含み、
前記CMOSインバータを形成することが、
前記基板においてインバータp型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータp型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記インバータp型アクティブエリア近傍の前記基板においてインバータn型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータn型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記基板の上方にインバータMOSゲートを形成することであって、前記インバータMOSゲートが前記インバータp型アクティブエリア及び前記インバータn型アクティブエリアを横切る、前記インバータMOSゲートを形成すること、
前記インバータp型アクティブエリアの前記出力ノード及び前記インバータn型アクティブエリアの前記出力ノードを接続するインバータ出力ノード伸長コンタクトを提供するために前記コンタクトエッチマスクを形成すること、及び、
前記インバータ出力ノード伸長コンタクトに直接的に接続されるように前記第1レベル相互接続のうちの1つを形成すること、
を含むプロセスによる、方法。 - 集積回路を形成する方法であって、
フィールド酸化物間の基板の領域がアクティブエリアであるように、前記基板の頂部表面に前記フィールド酸化物の素子を形成すること、
前記基板の上にMOSトランジスタゲートを形成すること、
前記アクティブエリア及び前記MOSトランジスタゲートの上にPMD層を形成することであって、前記PMD層がコンタクトのために画定されるコンタクトエリアを有すること、
前記コンタクトエリアによって画定されるエリアにおける前記PMD層に複数のコンタクトホールをエッチングすること、
複数のコンタクトを形成するために前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填することであって、前記複数のコンタクトが、
正確に2つのアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続するデュアルノード伸長コンタクトと、
3つ又はそれ以上のアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続する複数のノード伸長コンタクトと、
を含む、前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填すること、
前記PMD層の上方にIMD層を形成することであって、前記IMD層が相互接続のために画定される相互接続エリアを有すること、
前記IMD層の上にトレンチエッチマスクを形成することであって、前記トレンチエッチマスクを形成することが、
前記IMD層の上に第1のトレンチフォトレジスト層を形成することと、
第1のトレンチサブパターンを用いて、前記第1のトレンチフォトレジスト層に対して第1のトレンチ露光動作を行うことと、
前記第1のトレンチフォトレジスト層を現像することと、
前記トレンチエッチマスクの第1のトレンチエッチサブマスクを形成するために、前記第1のトレンチフォトレジスト層に対してフリーズプロセスを行うことであって、前記第1のトレンチエッチサブマスクの縁部が前記相互接続エリアの境界の一部を形成するようにすることと、
前記IMD層の上に第2のトレンチフォトレジスト層を形成することと、
第2のトレンチサブパターンを用いて、前記第2のトレンチフォトレジスト層に対して第2のトレンチ露光動作を行うことと、
前記トレンチエッチマスクの第2のトレンチエッチサブマスクを形成するために、前記第2のトレンチフォトレジスト層を現像することであって、前記第1のトレンチエッチサブマスク及び前記第2のトレンチエッチサブマスクの組み合わされた縁部により、前記相互接続エリアの境界が形成されるようにすることと、
を含むプロセスによって、前記トレンチエッチマスクを形成すること、
前記相互接続エリアによって画定されるエリアにおける前記IMD層において複数の相互接続トレンチをエッチングすること、
複数の第1レベル相互接続を形成するために前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することであって、前記デュアルノード伸長コンタクトの各々が前記第1レベル相互接続のうちの少なくとも1つに直接的に接続されるようにすること、
を含む、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記トレンチエッチマスクを形成する前に、前記IMD層の上に相互接続ハードマスク層を形成すること、及び、
相互接続ハードマスクホールを形成するために前記相互接続エリアにおける前記相互接続ハードマスク層から材料を除去するように、前記トレンチエッチマスクを形成した後であり前記IMD層において前記複数の相互接続トレンチをエッチングする前に、前記集積回路に対して相互接続ハードマスクエッチプロセスを行うことであって、前記IMD層において前記複数の相互接続トレンチをエッチングすることが、前記相互接続ハードマスク層をテンプレートとして用いることで成されるようにすること、
を更に含む、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することが、
前記相互接続トレンチにトレンチライナ金属を形成すること、及び、
前記相互接続トレンチにトレンチ充填金属を形成すること、
を含む、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記トレンチエッチマスクを形成する際に追加の露光及び現像シーケンスは成されない、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
前記第1のトレンチ露光動作が、或る空間分解能限界を有するフォトリソグラフィ機器を用いて成され、
前記相互接続エリアのいくつかの部材が、前記空間分解能限界未満だけ離される、方法。 - 請求項7に記載の方法であって、
CMOSインバータを形成することを更に含み、
前記CMOSインバータを形成することが、
前記基板においてインバータp型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータp型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記インバータp型アクティブエリア近傍の前記基板においてインバータn型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータn型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記基板の上方にインバータMOSゲートを形成することであって、前記インバータMOSゲートが前記インバータp型アクティブエリア及び前記インバータn型アクティブエリアを横切る、前記インバータMOSゲートを形成すること、
前記インバータp型アクティブエリアの前記出力ノード及び前記インバータn型アクティブエリアの前記出力ノードを接続するインバータ出力ノード伸長コンタクトを提供するために、前記デュアルノード伸長コンタクトを形成すること、及び、
前記第1レベル相互接続のうちの1つが前記インバータ出力ノード伸長コンタクトに直接的に接続されるように、前記コンタクトエッチマスクを形成すること、
を含むプロセスによる、方法。 - 集積回路を形成する方法であって、
フィールド酸化物間の基板の領域がアクティブエリアであるように、前記基板の頂部表面に前記フィールド酸化物の素子を形成すること、
前記基板の上にMOSトランジスタゲートを形成すること、
前記アクティブエリア及び前記MOSトランジスタゲートの上にPMD層を形成することであって、コンタクトのために画定されるコンタクトエリアを有する前記PMD層を形成すること、
前記PMD層の上にコンタクトエッチマスクを形成することであって、
PMD層の上に第1のコンタクトフォトレジスト層を形成することと、
第1のコンタクトサブパターンを用いて、前記第1のコンタクトフォトレジスト層に対して第1のコンタクト露光動作を行うことと、
前記第1のコンタクトフォトレジスト層を現像することと、
前記コンタクトエッチマスクの第1のコンタクトエッチサブマスクを形成するために、前記第1のコンタクトフォトレジスト層に対してフリーズプロセスを行うことであって、前記第1のコンタクトエッチサブマスクの縁部が前記コンタクトエリアの境界の一部を形成するようにすることと、
前記第1のコンタクトエッチサブマスクが前記PMD層上に残っている一方で、前記PMD層の上に第2のコンタクトフォトレジスト層を形成することと、
第2のコンタクトサブパターンを用いて、前記第2のコンタクトフォトレジスト層に対して第2のコンタクト露光動作を行うことと、
前記コンタクトエッチマスクの第2のコンタクトエッチサブマスクを形成するために、前記第2のコンタクトフォトレジスト層を現像することであって、前記第1のコンタクトエッチサブマスク及び前記第2のコンタクトエッチサブマスクの組み合わされた縁部によって前記コンタクトエリアの境界が形成されるようにすることと、
を含むプロセスによって、前記コンタクトエッチマスクを形成すること、
前記コンタクトエリアによって画定されるエリアにおける前記PMD層において複数のコンタクトホールをエッチングすること、
複数のコンタクトを形成するために前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填することであって、前記複数のコンタクトが、
正確に2つのアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続するデュアルノード伸長コンタクトと、
3つ又はそれ以上のアクティブエリア及び/又はMOSゲートに接続する複数のノード伸長コンタクトと、
を含む、前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填すること、
前記PMD層の上方にIMD層を形成することであって、前記IMD層が相互接続のために画定される相互接続エリアを有すること、
前記IMD層の上にトレンチエッチマスクを形成することであって、
前記IMD層の上に第1のトレンチフォトレジスト層を形成することと、
第1のトレンチサブパターンを用いて、前記第1のトレンチフォトレジスト層に対して第1のトレンチ露光動作を行うことと、
前記第1のトレンチフォトレジスト層を現像することと、
前記トレンチエッチマスクの第1のトレンチエッチサブマスクを形成するために、前記第1のトレンチフォトレジスト層に対してフリーズプロセスを行うことであって、前記第1のトレンチエッチサブマスクの縁部が前記相互接続エリアの境界の一部を形成するようにすることと、
前記第1のトレンチエッチサブマスクが前記IMD層上に残っている一方で、前記IMD層の上に第2のトレンチフォトレジスト層を形成することと、
第2のトレンチサブパターンを用いて、前記第2のトレンチフォトレジスト層に対して第2のトレンチ露光動作を行うことと、
前記トレンチエッチマスクの第2のトレンチエッチサブマスクを形成するために、前記第2のトレンチフォトレジスト層を現像することであって、前記第1のトレンチエッチサブマスク及び前記第2のトレンチエッチサブマスクの組み合わされた縁部によって前記相互接続エリアの境界が形成されるようにすることと、
を含むプロセスによって、前記トレンチエッチマスクを形成すること、
前記相互接続エリアによって画定されるエリアにおける前記IMD層において複数の相互接続トレンチをエッチングすること、
複数の第1レベル相互接続を形成するために前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することであって、前記デュアルノード伸長コンタクトの各々が前記第1レベル相互接続のうちの少なくとも1つに直接的に接続されるようにすること、
を含む、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記コンタクトエッチマスクを形成する前に、前記PMD層の上にコンタクトハードマスク層を形成すること、及び、
コンタクトハードマスクホールを形成するために前記コンタクトエリアにおける前記コンタクトハードマスク層から材料を除去するように、前記コンタクトエッチマスクを形成した後であり前記PMD層において前記複数のコンタクトホールをエッチングする前に、前記集積回路に対してコンタクトハードマスクエッチプロセスを行うことであって、前記PMD層に前記複数のコンタクトホールをエッチングすることが、前記コンタクトハードマスク層をテンプレートとして用いることで成されるようにすること、
を更に含む、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記トレンチエッチマスクを形成する前に、前記IMD層の上に相互接続ハードマスク層を形成すること、及び、
相互接続ハードマスクホールを形成するために前記相互接続エリアにおける前記相互接続ハードマスク層から材料を除去するように、前記トレンチエッチマスクを形成した後、及び前記IMD層において前記複数の相互接続トレンチをエッチングする前に、前記集積回路に対して相互接続ハードマスクエッチプロセスを行うことであって、前記IMD層において前記複数の相互接続トレンチをエッチングすることが、前記相互接続ハードマスク層をテンプレートとして用いることで成されるようにすること、
を更に含む、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記コンタクトホールをコンタクト金属で充填することが、
前記コンタクトホールにコンタクトライナ金属を形成すること、及び、
前記コンタクトホールにコンタクト充填金属を形成すること、
を含む、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記相互接続トレンチを相互接続金属で充填することが、
前記相互接続トレンチにトレンチライナ金属を形成すること、及び、
前記相互接続トレンチにトレンチ充填金属を形成すること、
を含む、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記第1のコンタクト露光動作が、或る空間分解能限界を有するフォトリソグラフィ機器を用いて成され、
前記コンタクトエリアのいくつかの部材が、前記空間分解能限界未満だけ離される、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
前記第1のトレンチ露光動作が、或る空間分解能限界を有するフォトリソグラフィ機器を用いて成され、
前記相互接続エリアのいくつかの部材が、前記空間分解能限界未満だけ離される、方法。 - 請求項13に記載の方法であって、
CMOSインバータを形成することを更に含み、
前記CMOSインバータを形成することが、
前記基板においてインバータp型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータp型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記インバータp型アクティブエリア近傍の前記基板においてインバータn型アクティブエリアを提供するためにフィールド酸化物の前記素子を形成することであって、前記インバータn型アクティブエリアが出力ノードを含むこと、
前記基板の上方にインバータMOSゲートを形成することであって、前記インバータMOSゲートが前記インバータp型アクティブエリア及び前記インバータn型アクティブエリアを横切る、前記インバータMOSゲートを形成すること、
前記インバータp型アクティブエリアの前記出力ノード及び前記インバータn型アクティブエリアの前記出力ノードを接続するインバータ出力ノード伸長コンタクトを提供するために、前記コンタクトエッチマスクを形成すること、及び、
前記第1レベル相互接続のうちの1つが前記インバータ出力ノード伸長コンタクトに直接的に接続されるように、前記コンタクトエッチマスクを形成すること、
を含むプロセスによる、方法。
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