JP4912293B2 - コンタクトホールの製造システムおよび方法 - Google Patents

Description

概して、本発明は集積回路の製造分野に関し、より詳細には、様々なピッチおよび密度のコンタクトホールを製造するために、カスタマイズされたダブルダイポール照射(double-dipole illumination)を用いたシステムおよび方法に関する。

光学リソグラフィあるいはフォトリソグラフィは、集積回路（ＩＣ：Ｉｎｔｅｇｒａｇｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ)デバイスの広範囲にわたる構造の形成に関して、半導体産業において広く用いられている。概して、フォトリソグラフィプロセスは、半導体基板あるいはウェハ（あるいはいくつかの中間層）の上部に、あるいは、それらの上方にフォトレジスト層を形成することから始まる。次に、多くの場合にクロムから形成される、完全に光非透過性の不透明領域と、多くの場合に石英から形成される、完全に光透過性のクリア領域を有するレチクルあるいはマスクが、フォトレジストが塗布されたウェハの上方に置かれる。

マスクは、予め選択された波長（例えば、紫外線光）およびジオメトリの光を生成する照射あるいは光源と、ステッパ装置の一部を形成し得る光学レンズシステムとの間に置かれる。光源からの光がマスクに向けられると、その光は、１つあるいはいくつかのレンズ、フィルタ、および／またはミラーを備えた光学レンズシステムを一般的に用いて、ウェハ上に縮小したマスクイメージを生成するために集束される。この光は、マスクのクリア領域を通過し、下のフォトレジスト層を露光する。また、この光は、マスクの不透明領域によりブロックされ、フォトレジスト層の下の部分が露光されないようにする。次に、露光されたフォトレジスト層は、通常はフォトレジスト層の露光された領域または露光されていない領域を化学的に除去することによって現像される。最終的に、所望のパターンを示すフォトレジスト層で覆われた半導体ウェハが形成される。これは、そのフォトレジスト層の幾何形状、フィーチャ、配線、および、形状を形成する。次に、このパターンは、ウェハの下の領域をエッチングするために用いられ得る。

ＩＣデバイスの設計および製造分野において、様々な構造が配列される密度を増加する傾向が広がりつつある。例えば、フラッシュメモリデバイスは、高密度に実装されたダブルビットメモリセルの１つ以上の配列を含むコア領域を含み得る。そのようなデバイスの製造において、第１方向に沿って最小ピッチで高密度に実装されたコンタクトホール（例えば、ソース／ドレインコンタクトホール）と、複数の半離間（ｓｅｍｉ−ｉｓｏｌａｔｅｄ）コンタクトホール（例えば、Ｖｓｓコンタクトホール）の規則的な配列を含むようにコンタクト層をパターニングし得る。コンタクトホールが形成されると、コンタクトホールは金属、金属含有化合物、あるいは半導体などの導電性材料で充填することができ、コンタクト層の上下に配置された構造を電気的に接続するための導電性ビアが形成される。

従来のコンタクトホール形成法の１つでは、２つの異なる照射源を用いて２つの異なるマスク（あるいは、２つの異なる方向に回転する１つのマスク）を露光し、１つのコンタクト層をパターニングするというダブル露光技術を実行する。そのような技術を用いて、各マスク／照射ペアは、与えられた構造のクラス(class of structures)に最大の解像度をもたらすよう最適化することができ、一方で、その他の露光により形成あるいはパターニングされた構造への影響を最小にする。しかし、いずれのダブル露光技術と同様に、ミスアライメントによる影響を考慮に入れておく必要があり、これは困難なものであり、時間を消費するものであって、また、費用がかかる。その他の問題として、転写の不具合（printing defect）が発生する可能性がある。

様々なマスクタイプとアグレッシブな照射法がコンタクトホールを含むサブレゾリューションフィーチャ(sub-resolution feature)を描くために用いられているが、各照射タイプはいくらかのトレードオフを有する（焦点深度を犠牲にしてコントラストを高めるなど）。更に、各マスクタイプは、描かれるパターンに応じて様々な性能を示し得る。従って、様々なピッチおよび密度のコンタクトホールを製造するための改良されたシステムおよび方法が求められている。

発明の概要

本発明の１つの形態によれば、本発明は集積回路デバイスのコンタクト層に複数のコンタクトホールを形成する方法である。この複数のコンタクトホールには、第１方向に沿った第１ピッチの規則的間隔が設けられたコンタクトホールと、第２方向に沿った第２ピッチを持つ複数の半離間コンタクトホールとが含まれる。この方法は、コンタクト層の上方にフォトレジスト層を設けるステップと、そのフォトレジスト層をダブルダイポール照射源へ露光するステップとを含む。このダブルダイポール照射源は、光エネルギーを、所望のコンタクトホールパターンに対応するパターンを備えたマスクを透過させることができるこの露光処理により、フォトレジスト層に所望のコンタクトホールパターンを転写することができる。このダブルダイポール照射源には、第１ダイポールアパーチャおよび第２ダイポールアパーチャが含まれる。第１ダイポールアパーチャは規則的間隔が設けられたコンタクトホールをパターニングするために方向づけられるとともに最適化される。第２ダイポールアパーチャは第１ダイポールアパーチャに対して実質的に直交するように方向づけられるとともに、複数の半離間コンタクトホールをパターニングするために最適化される。このコンタクト層は、パターニングされたフォトレジスト層を用いてエッチングされ得る。

本発明の別の形態によれば、本発明は様々なピッチおよび密度を持つ複数のコンタクトホールをパターニングするための照射源とともに用いるためのアパーチャプレートを目的とする。この複数のコンタクトホールには、第１方向に沿った第１ピッチを有する複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホールと、第２方向に沿った第２ピッチを有する複数の半離間コンタクトホールとが含まれる。アパーチャプレートは基板を含むことができ、これは、（ｉ）複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホールの開口部をパターニングするためにカスタマイズ第１ダイポールのペアの開口部、および、（ｉｉ）複数の半離間コンタクトホールの開口部をパターニングするためにカスタマイズされた第２ダイポールのペアの開口部を形成する。

本発明のこれらの、およびその他の特徴は以下で完全に説明され、特に特許請求の範囲において特定される。以下の説明および添付の図面は、本発明の特定の例示的実施形態を詳細に説明しており、これらの実施形態は本発明の原理が用いられ得る様々な方法のうちのほんの数例を示しているにすぎない。本発明のこれらのおよび他の特徴は、以下の説明と図面を参照すれば明らかであろう。

以下の詳細な説明では、本発明の異なる複数の実施形態中に示されているかどうかに関わらず、対応する要素には同じ参照符号が与えられている。本発明を明確で簡潔に説明するために、各図面は正確な縮尺に基づくものではない。

本発明の一実施形態は、集積回路（ＩＣ）デバイスのコンタクト層に複数のコンタクトホールを形成する方法に関し、この複数のコンタクトホールは、第１方向に沿って第１ピッチを有する、複数の、高密度に実装され、規則的間隔を持つコンタクトホールと、第２方向に沿って第２ピッチを有する半離間コンタクトホールとを含む。コンタクト層の上方にフォトレジスト層を設けた後、フォトレジスト層をダブルダイポール照射源にさらすことができ、これにより、所望のコンタクトホールパターンに対応するパターンを有するマスクを通じて光エネルギーが透過する。このダブルダイポール照射源には、高密度に実装され、規則的間隔が設けられたコンタクトホールをパターニングするために方向付けられるとともに最適化された第１ダイポールアパーチャ(aperture)と、第１ダイポールアパーチャに略直交するとともに、複数の半離間コンタクトホールをパターニングするために最適化された第２ダイポールアパーチャとが含まれ得る。

本発明はＩＣデバイスの一部を形成するコンタクト層（例えば、層間絶縁（ＩＬＤ：Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）層）を最終的にパターニングするという例示的コンテキストで以下に説明されている。例示的なＩＣとしては、数千個あるいは数百万個のトランジスタ、フラッシュメモリアレイ、あるいは、その他の回路から作られる汎用マイクロプロセッサが挙げられる。しかしながら、当業者であれば、ここで説明する方法及びシステムはあらゆる製品の設計プロセスおよび／または製造に適用することができることは明らかであり、そのような製品としては、コンタクトホールあるいはピッチと密度とが様々なその他のフィーチャパターンが挙げられ、そのような製品は、例えば、マイクロマシン、ディスクドライブのヘッド、遺伝子チップ、マイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ:Micro Electro-Mechanical Systems）などのリソグラフィを用いて製造される。

図１は、フラッシュＥＥＰＭＤ(Ｆｌａｓｈ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ｄｅｖｉｃｅ)などの例示的なＩＣデバイス１０を概略的に示す。その１つ以上のコンタクト層は本文に説明された方法に従い製造することができ、またはプロセス処理することができる。ＩＣデバイス１０は、コア領域１４および周辺領域１６を有する半導体基板１２上に製造または形成できる。例示的なフラッシュメモリデバイスには、１つ以上のダブルビットメモリセルアレイを含むコア領域と、そのコア領域内のメモリセルを制御するためのロジック回路を含む周辺領域とが含まれうる。コア領域においての標準的なダブルビットメモリセルアレイとしては、例えば、５１２行、５１２列のダブルビットメモリセルが挙げられる。

図２は、コンタクト層の一部（例えば、フラッシュメモリデバイスのコア領域）の概略上面図である。該図は、高密度に実装され、規則的間隔が設けられたコンタクトホール２０および半離間コンタクトホール２４を含む所望のコンタクトホールパターンを示す。
一実施形態では、所望のコンタクトホールパターンは、第１方向（例えば、ｘ方向）に沿って、最小ピッチを持つ一連のコンタクトホール（例えば、ソース／ドレインコンタクトホール）と、第２方向（例えば、ｙ方向）に沿って、第２ピッチを持つ複数の半離間コンタクトホール２４（例えば、Ｖｓｓコンタクトホール）とを有する。本文中で使用されている、「高密度に実装された」コンタクトホールという用語は、ピッチの点では、約１３０ナノメータ（ｎｍ）から約２７０ｎｍの密度を含み、一方で、「半離間」という用語は、ピッチの点では、約２７０ｎｍから約５００ｎｍの密度を含む。前述のピッチ範囲はいくつかのテクノロジーノードにかかることは明らかであろう。例えば、１３０ｎｍのテクノロジーノードは、ピッチが約３８０ｎｍから約４００ｎｍの、高密度に実装されたコンタクトホールを有し得るが、一方で、９０ｎｍのテクノロジーノードではピッチが約２４０ｎｍの、高密度に実装されたコンタクトホールを有し得る。６５ｎｍのテクノロジーノードは、ピッチが約１５０ｎｍから約１６０ｎｍの、高密度に実装されたコンタクトホールを有し得る。更に、高密度に実装されたピッチ範囲のローエンド(low end)は、１９３ｎｍの光源において、１２０ｎｍ以下にまで達する。波長のより短い光源（例えば、極紫外線あるいは１５７ｎｍ）は本文に説明する方法およびデバイスから恩恵を得て、ピッチをさらに縮めることができることは明らかであろう。

本説明のために、図２は、一連の、ピッチｘのピッチを持つ高密度に実装されたコンタクトホールと、ピッチｙのピッチを持つ半離隔コンタクトホールとを例示する。１つの例示的な実施形態では、図２に示すコンタクトホールパターンは、フラッシュメモリデバイスのコア領域のコンタクトホールパターンに対応するものと考えられ、当該コア領域には、一連のソース／ドレインコンタクトが、ｘ方向においては最小ピッチで、また例えば、ｙ方向においてはｘ方向の最小ピッチの２倍のピッチで配置される。更に、８ビットあるいは１６ビットあるいはそれ以上のビット毎に、半離隔のＶｓｓコンタクトが存在する。一実施形態では、ピッチｘの値は約１２０ｎｍから約２６０ｎｍを取りうる。一方でピッチｙの値は約１５０ｎｍから約４００ｎｍのメモリセルのｙセルピッチの約２倍であり得る。
以下で詳しく説明するように、そのようなコンタクトホールパターンは、所望のコンタクトホールパターンを有する１つのマスクを露光する、カスタマイズされた直交するダイポールアパーチャペアを含む、ダブルダイポール照射源を生成し採用することで形成することができる。

図３に、ＩＣデバイスのコンタクト層をパターニングあるいは処理し、その中に所望のコンタクトホールを形成するためのフォトリソグラフィ装置４０を示す。このフォトリソグラフィ装置４０はアパーチャプレート４４を照射する光源４２を含み得る。この光源４２は、例えば、波長が約１９３ｎｍの、部分的にコヒーレント光の光源といった、フッ化アルゴンレーザにより生成され得る、任意の適切な光源を含みうる。この光源は、紫外線（ＵＶ:Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）、真空紫外線（ＶＵＶ：Ｖａｃｕｕｍ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）、遠紫外線（ＤＵＶ：Ｄｅｅｐ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）、あるいは極紫外線（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）の範囲の波長を有する光の生成が可能である。以下で詳しく説明するように、アパーチャプレート４４は、相互に実質的に直角に方向付けられた、カスタマイズされたペアのダイポールアパーチャを含む、ダブルダイポールアパーチャプレートとすることができる。別の実施形態では、適切な回折光学素子などの、別のダブルダイポール生成手段を用いることもできる。

アパーチャプレート４４を通過する光は、レンズシステム４６によって、所望のコンタクトホールパターンを有するマスクあるいはレチクル４８に集光あるいは集束され得る。
一実施形態では、マスク４８は、石英基板にエッチングされたクロムパターンを有する透過性のバイナリマスクを含み得る。しかし、本発明の範囲から逸脱することなく、反射マスク、位相シフトマスク、減衰マスクなどのその他のマスクを用いることができることは明らかであろう。マスク４８を通過する光の、少なくとも第０次と第１次の回折コンポーネントは、レンズシステム５０により、フォトレジスト５８などの感光性膜で覆われたコンタクト層５６を含む基板あるいはウェハ５４などのターゲット５２へ集束され得る。

図４および引き続き図３を参照して、本発明の一実施形態によるダブルダイポールアパーチャプレート４４を示す。このアパーチャプレート４４は、適切な不透明の、あるいは電磁照射ブロック材料、例えば、アルミニウム、スチール、あるいはその他の適切な金属から生成することができ、また、正方形、円、長方形などの、任意の適切な幾何形状であり得る。別の形態では、瞳孔の形状をした機構(pupil shaping mechanism)は回折光学素子を含んでもよく、あるいは、瞳孔の形状をとることができるその他の光学素子を含むことができる。アパーチャプレート４４は、第１ダイポールアパーチャ６０および第２ダイポールアパーチャ６２を備え得る、またはそれらを形成し得る。第１ダイポールアパーチャ６０は、第１軸（例えば、ｘ軸）に沿って方向付けられた、ペアの開口部またはアパーチャを含み得る。更に、アパーチャプレート４４は、第１軸に実質的に直交する、第２軸（例えば、ｙ軸）に沿って方向付けられた、第２ダイポールアパーチャあるいはペアの開口部６２を備え、またはそれらを形成し得る。一実施形態では、第１ダイポールアパーチャ６０は、幾何形状、間隔、および／またはサイズに関して、第２ダイポールアパーチャ６２とは異なる。更に、以下で詳しく説明するように、第１ダイポールアパーチャあるいはダイポールペア６０は、ピッチｘのピッチを有する、高密度に実装されたコンタクトホールを転写するためにカスタマイズおよび／または最適化される。同様に、第２ダイポールアパーチャあるいはダイポールペア６２は、ピッチｙのピッチを有する半離間コンタクトホールを転写するためにカスタマイズおよび／または最適化される。

図５は、本発明の一実施形態による別の例示的なダブルダイポールアパーチャプレート４４を示す。このアパーチャプレート４４は、ｘ軸に沿って方向づけられた第１ダイポールアパーチャあるいはダイポールペア６０と、ｙ軸に沿って方向づけられた第２ダイポールアパーチャあるいはダイポールペア６２とを含む。別の形態では、第１および第２ダイポールペア６０および６２は、実質的に互いに直交するｘ軸およびｙ軸に対して、ある角度をなして各軸に沿って方向づけられ得る。一実施形態では、第１ダイポールペア６０は、ピッチｘのピッチを持つ、高密度に実装されたコンタクトホールをパターニングするためにカスタマイズおよび／または最適化される。第１ダイポールペア６０をカスタマイズおよび／または最適化するには、高密度に実装されたコンタクトホールの解像度を高めることができるように、サイズ、形、および／または間隔についてダイポールペアを最適化する。

一実施形態では、第１ダイポールペア６０の間隔は（数１）に従い最適化または選択される。

ここで、ラムダ（８）は使用される光源の波長であり、ＮＡはフォトリソグラフィ装置に関連づけられる開口数であり、ピッチｘはｘ方向に沿って高密度に実装されたコンタクトホールのピッチである。Ｄｉｐｏｌｅ_ｘはダイポールペア６０の各々の中心部間の間隔（破線７０）を示す。

同様に、第２ダイポールペア６２の間隔は（数２）に従い最適化または選択される。

ここで、ラムダ（８）は使用される光源の波長であり、ＮＡはフォトリソグラフィ装置に関連づけられた開口数であり、ピッチｙはｙ方向に沿った半離間コンタクトホールのピッチである。Ｄｉｐｏｌｅ_ｙはダイポールペア６２の各々の中心部間の間隔（破線７２）を示す。ダブルダイポールアパーチャプレート４４はＤｉｐｏｌｅ_ｘおよびＤｉｐｏｌｅ_ｙの２つの最適化解法に従い間隔が設定された第１および第２ダイポールペアを含み、所望のコンタクトホールパターンを有する１つのマスクを照射するために用いられる。

第１ダイポールペアおよび第２ダイポールペアの間隔を最適化することに加え、その他の照射および／またはアパーチャパラメータが選択および／または最適化され得る。
概して、ダイポールペアは以下のパラメータを用いて特徴づけられ得る。そのようなパラメータとしては、ポールの方向（例えば、水平、垂直、あるいは、それに対するある角度）、内径、σ_ｉｎ、外径、σ_ｏｕｔ、およびポールの角度（くさび角度とも呼ばれる）が挙げられる。これらのパラメータを図５に例示する。

前述の照射および／またはアパーチャパラメータを試験するために、様々な商用のシミュレーションツールの１つ、例えば、Ｍｅｎｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｃｏｒｐ．製のＣＡＬＩＢＲＥＲを用いて、１つ以上のシミュレーションイメージが生成される。各シミュレーションイメージは、コンタクト層が所望のコンタクトホールパターンを有するマスクを通じて向けられた照射源（照射および／またはアパーチャパラメータの選択された組合せを有する）へ露光された場合、コンタクト層上に、あるいはコンタクト層に転写あるいは形成されるコンタクトホールパターンに対応し得る。別の形態では、シミュレーションイメージは、所望のコンタクトホールパターンを有するマスクを通じて向けられた照射源（選択された照射および／またはアパーチャパラメータを有する）への露光に従いパターニングされるフォトレジスト層のシミュレーションに対応し得る。そのようなものとして、この”本物の”コンタクトホールパターンは、光学近接効果補正（ＯＰＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎｓ）に加えて、照射および／またはアパーチャパラメータの様々な組合せ、また、所望のコンタクトホールパターンと比較して最終のコンタクトホールパターンを変化させうるその他のパラメータに対してシミュレーションすることができる。

それぞれの照射および／またはアパーチャパラメータセットの有効性を判断するために、シミュレーションされた各イメージは、１つ以上の光学ルールチェック（ＯＲＣ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｒｕｌｅ Ｃｈｅｃｋｉｎｇ）チェックを行うことにより評価され得る。このＯＲＣチェックは、測定基準とも呼ばれる、１つ以上のプロセスに関連するパラメータに基づいて実施され得る。１つ以上の実施関連パラメータの許容範囲に入らないコンタクトホールパターンフィーチャは、照射および／またはアパーチャパラメータセットが最適のものではないことを示している可能性がある。

図４および図５は、環状セクタ（annular sectors)から作られたダイポールペアを例示しているが、その他のダイポールペアの形状が用いられ得ることは明らかであろう。例えば、図６および図７は、ダイポールペアの形状が異なる例示的なダブルダイポールアパーチャプレート４４を示している。図６は、実質的に円形のアパーチャあるいは開口部の第１ダイポールペア６０と、実質的に楕円形のアパーチャあるいは開口部のダイ２ダイポールペア６２とを含む。図７は、実質的に楕円形のアパーチャあるいは開口部の第１ダイポールペア６０と、実質的に円形のアパーチャあるいは開口部の第２ダイポールペア６２とを含む。当然のことながら、これらのダイポールペアのサイズおよび／または間隔も、高密度に実装されたフィーチャ、半離間フィーチャ、あるいはその２つを組合せたものを転写するために、上述の方法で最適化および／またはカスタマイズされ得る。言うまでもなく、その他の形状のダイポールペアを、本発明の範囲から逸脱することなく用いることができる。

カスタマイズされたダブルダイポールアパーチャプレートを含む照射源が選択されると、所望のコンタクトホールパターンを形成するためにコンタクト層をプロセス処理することができる。このプロセス処理は、当業者にとっては一般的に知られ、用いられているものと同様のものとすることができる。従って、本プロセスは詳細に説明しない。

半導体ウェハなどの基板は、様々な材料からなる１つ以上の層を含み得る。一実施形態では、ウェハは所望のコンタクトホールパターンでパターニングされるコンタクト層を含み得る。このコンタクト層の上方にフォトレジスト層が蒸着され得る。当業者であれば、その他の材料および／またはトリートメント(treatment)、例えばプリマ、ボトム反射防止膜（ＢＡＲＣ：Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ）層などを、コンタクト層とフォトレジスト層との間に配置できることは明らかである。このコンタクト層は、絶縁体（例えば、二酸化シリコンつまりＳｉＯ_２、窒化シリコンつまりＳｉ_３Ｎ_４など）などのいずれの適切な材料から作られ得る。ポジタイプ（positive tone）あるいはネガタイプ（negative tone）のフォトレジスト層などの、適切なフォトレジスト層を用いることができる。

フォトレジスト層は、カスタマイズされたダブルダイポールアパーチャプレート、所望のコンタクトホールパターンを有するマスクを通過する照射によって生成されたカスタマイズされたダブルダイポール照射で露光することができる。一実施形態では、マスクは、石英上にエッチングされたクロムパターンを備えた透過性のバイナリマスクを含み得る。しかし、その他のマスクを用いることができるのは明らかであろう。露光されたフォトレジスト層が現像することができ、（用いられるフォトレジストがポジタイプかネガタイプかに応じて）フォトレジスト層の露光された部分あるいは露光されていない部分を除去するために、任意に後露光（ＰＥ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）ベーク処理を行うことができる。現像後、フォトレジスト層は所望のコンタクトホールパターンを含み得る。フォトレジスト層が所望のコンタクトホールパターンでパターニングされると、コンタクト層は、適切なウエットエッチングあるいはドライ反応性イオンエッチング（ＲＥＩ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈ）を用いて、コンタクト層の所望のコンタクトホールパターンに対応するコンタクトホール開口部を形成する。言うまでもなく、更なる処理において、適切な導電性材料（例えば、金属、金属含有化合物、あるいは半導体）でコンタクトホールの開口部を充填し、コンタクト層を垂直方向にはしる導電性のビアを形成し得る。このビアは、コンタクト層の下に配置された層と、続いて形成された、コンタクト層の上に配置された層、コンポーネントあるいは相互接続との間に電気的接続を確立するために用いられ得る。

上述の説明は、カスタマイズされたダブルダイポール照射を用いてマスクを単一露光し、高密度に実装されたコンタクトホールと半離間コンタクトホールとを含むように、コンタクト層のコア領域をパターニングするという例示的コンテキストに関して説明されている。
多くの場合、ＩＣデバイスの製造において、ＩＣデバイスの周辺領域にもフィーチャが作られる。通常、ＩＣデバイスのコンタクト層の周辺領域の所望のコンタクトホールパターンは、ランダム配列のコンタクトホールを含み、その密度は、最小ピッチの一定間隔毎の一連のコンタクトホールから、完全に離間したコンタクトホールにまで及び得る。

一実施形態では、デバイスのコア領域のコンタクト層は、上述しているように、所望のコンタクトホールパターンを有するシングルバイナリーマスクを通じて光を通過させる、ダブルダイポール照射源を用いてパターニングされ得る。コンタクト層の周辺領域は、所望のコンタクトホールパターンが異なる、異なる照射幾何形状（ジオメトリ）および異なるマスクを用いて、別途（つまり、異なる露光で）パターニングされ得る。一実施形態では、「ローシグマの（low sigma）」照射源（つまり、σ_ｉｎとσ_ｏｕｔとの間の差が相対的に小さな、環状あるいはダイポールソース）を約６％の透過率を有する減衰位相シフトマスク（ＰＳＭ：Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｍａｓｋ）と併せて用いることができる。その他の形態では、コンタクト層の周辺領域を別々にパターニングする際に、別の照射源−マスクの組合せを用いることができる。

明細書および特許請求の範囲における、「の上に」、「の上方に」、および、「の上部に」という言葉を解釈する際に、これらの単語は、直接その上に、直接上方に、あるいは直接上部に、に制約されることを意図しないが、別の層あるいは基板の「上に」、「上方に」、および「上部に」存在するものとして説明された層の間に介在する層を含み得る。例えば、基板の上、上方、および上部の第１材料の説明は、その間に配置されたその他の層を除くことを意図しない。本発明の特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はそれに対応して範囲が制限されることなく、すべての変形、修正および均等物を含むことが理解されよう。

ダブルビットメモリセルの配列を含むコア領域と周辺領域とを含む例示的なメモリデバイスの概略図。 高密度に実装されたコンタクトホールと半離間コンタクトホールとを含むコア領域のコンタクト層の一部を例示した概略的上面図。 本発明に従うフォトリソグラフィ装置の概略図。 本発明の１実施形態による例示的なダブルダイポールアパーチャの概略図。 本発明の１実施形態による別の例示的なダブルダイポールアパーチャの概略図。 本発明の別の実施形態による例示的なダブルダイポールアパーチャの概略図。 本発明の別の実施形態による例示的なダブルダイポールアパーチャの概略図。

Claims (7)

1. 集積回路デバイス（１０）のコンタクト層（５６）において、第１方向に沿った第１ピッチを有する複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホール（２０）と、前記第１方向とは直交関係にある第２方向に沿った第２ピッチを有する複数の半離間コンタクトホール（２４）とを含む複数のコンタクトホール（２０、２４）を形成する方法であって、
   前記コンタクト層の上方にフォトレジスト層（５８）を提供するステップと、
   所望のコンタクトホールパターンに対応するパターンを備えたマスク（４８）を通じて光エネルギーを透過させるダブルダイポール照射源（４２、４４）へフォトレジスト層（５８）を露光させ、前記露光の結果、前記フォトレジスト層（５８）に転写される所望のコンタクトホールパターンが形成されるステップと、
   前記パターニングされたフォトレジスト層（５８）を用いて前記コンタクト層（５６）をエッチングするステップと、を含み、
   前記ダブルダイポール照射源（４２、４４）はペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）を含み、前記ペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）は、規則的間隔が設けられたコンタクトホール（２０）をパターニングするために方向付けられるとともに最適化され、かつ、ペアの第２ダイポールアパーチャ（６２）を含み、前記ペアの第２ダイポールアパーチャ（６２）は、前記複数の半離間コンタクトホール（２４）をパターニングするために前記ペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）に実質的に直交に方向付けられるとともに最適化され、かつ、前記ペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）および前記ペアの第２ダイポールアパーチャ（６２）は、（ｉ）異なるサイズ、および／または、（ｉｉ）異なる間隔を有し、かつ、環状セクタアパーチャである、方法。
2. 前記ペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）は実質的に垂直に方向付けられており、かつ、前記ペアの第２ダイポールアパーチャ（６２）は実質的に水平に方向づけられている、請求項１記載の方法。
3. 前記ペアの第１ダイポールアパーチャ（６０）は、
   

   

   により間隔が設けられており、ピッチ_ｘは前記第１ピッチであり、かつ、前記ペアの第２ダイポールアパーチャ（６２）は、
   

   

   により間隔が設けられており、ピッチ_ｙは前記第２ピッチである、請求項２記載の方法。
4. 前記規則的間隔が設けられたコンタクトホール（２０）のピッチは約１２０ｎｍから約２７０ｎｍであり、前記半離間コンタクトホール（２４）のピッチは約２７０ｎｍから約５００ｎｍである、請求項１〜３いずれか１項に記載の方法。
5. 前記露光ステップは、前記ペアの第１および第２ダイポールアパーチャ（６０、６２）を通じて同時に照射するステップを含む、請求項１〜４いずれか１項に記載の方法。
6. 前記複数のコンタクトホール（２０、２４）は、周辺領域（１６）において、複数の不規則的に間隔が設けられた複数のコンタクトホールを含み、
   前記周辺領域（１６）において、前記フォトレジスト層（５８）を、第２の所望のコンタクトホールパターンに対応するパターンを備えた第２マスクを通じて透過する光エネルギーを提供するローシグマの照射源へ露光させるステップを更に含む、請求項１〜５いずれか１項に記載の方法。
7. 第１方向に沿って第１ピッチを有する、複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホール（２０）および、前記第１方向とは直交関係にある第２方向に沿って第２ピッチを有する、複数の半離間コンタクトホール（２４）を含む、様々なピッチおよび密度の複数のコンタクトホール（２０、２４）をパターニングするために、照射源（４２）とともに使用するアパーチャプレート（４４）であって、
   （ｉ）前記複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホールの開口部（２０）をパターニングするためにカスタマイズされた第１ダイポールのペアの開口部（６０）、および、
   （ｉｉ）前記複数の半絶縁コンタクトホールの開口部（２４）をパターニングするためにカスタマイズされた第２ダイポールのペアの開口部（６２）を形成する基板を含み、
   前記第１ダイポールのペアの開口部（６０）は前記複数の規則的間隔が設けられたコンタクトホールの開口部（２０）をパターニングするために方向付けられるとともに最適化され、前記第２ダイポールのペアの開口部（６２）は前記複数の半離間コンタクトホール（２４）をパターニングするために前記第１ダイポールのペアの開口部（６０）に実質的に直交に方向付けられるとともに最適化され、かつ、前記第１ダイポールのペアの開口部（６０）および前記第２ダイポールのペアの開口部（６２）は異なるサイズおよび／または異なる間隔を有し、かつ、環状セクタ形状を有する、アパーチャプレート（４４）。

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