(57)【要約】【課題】  １９３ｎｍ浸漬リソグラフィのための水でキャスト可能で水で剥離可能なトップコートを提供する【解決手段】  フォトレジスト材料の上に塗布するトップコート材料を開示する。トップコート材料は、約２５℃又はそれ以下の温度では水に僅かに可溶又は不溶であるが、約６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるポリマーを含む。そのポリマーは、ポリビニルアルコールのモノマー単位と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテルのモノマー単位とを含み、下図の構造を有する。【化１】2009516859.tif 000007式中、Ｒは脂肪族又は脂環式基であり、ｍ及びｎは独立に、同じ又は異なる整数であり、ｐはゼロ又は１である。このトップコート材料は、トップコート材料をフォトレジスト層の上に塗布するリソグラフィ・プロセスにおいて用いることができる。このトップコート材料は、水を画像形成用媒体として用いる浸漬リソグラフィ法において特に有用である。本発明のトップコート材料はまた、有機液体を浸漬液体として用いる浸漬リソグラフィ法においても有用である。【選択図】      図１
2009516859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト材料の上に塗布するためのトップコート材料であって、２５℃又はそれ以下の温度では水に僅かに可溶又は不溶であるが、６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるポリマーを含むトップコート材料。
【請求項２】
前記ポリマーは、ポリビニルアルコールのモノマー単位と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテルのモノマー単位とを含み、下図のポリマー構造を有し、
【化１】
2009516859.tif 000005
式中、Ｒは脂肪族又は脂環式基であり、ｍ及びｎは独立に、同じ又は異なる整数であり、ｐはゼロ又は１である、請求項１に記載のトップコート材料。
【請求項３】
前記ポリマーは、前記下層のフォトレジスト材料に適切な露光用放射に対して、実質的に光学的に透明である、請求項１に記載のトップコート材料。
【請求項４】
前記ポリマーは、１．２から１．８までの範囲の屈折率を有する、請求項１に記載のトップコート材料。
【請求項５】
前記ポリマーは、１０Ｋダルトンから２５０Ｋダルトンまでの範囲で調節可能な分子量を有する、請求項１に記載のトップコート材料。
【請求項６】
基板上にパターン付けされた材料層を形成する方法であって、
表面上に材料層を有する基板を準備するステップと、
前記基板上にフォトレジスト組成物を堆積させて、材料の上にフォトレジスト層を形成するステップと、
前記フォトレジスト層の上にトップコート材料を塗布してコーティングされた基板を形成するステップであって、前記トップコート材料はポリマーを含み、そのポリマーは、ポリビニルアルコールのモノマー単位と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテルのモノマー単位とを含み、下図のポリマー構造を有し、
【化２】
2009516859.tif 000006
式中、Ｒは脂肪族又は脂環式基であり、ｍ及びｎは独立に、同じ又は異なる整数であり、ｐはゼロ又は１である、ステップと、
前記コーティングされた基板をパターン様式で画像形成用放射に露光するステップと、
前記コーティングされた基板を６０℃又はそれ以上の温度で水に接触させて、前記コーティングされた基板から前記トップコート材料を除去するステップと、
前記コーティングされた基板を塩基水溶液に接触させて、前記コーティングされた基板から前記フォトレジスト層の前記露光された部分を除去し、前記材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層を形成するステップと、
前記フォトレジスト層の前記パターンを前記材料層に転写するステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記トップコート材料及び前記フォトレジスト層の部分は、前記レジスト層を６０℃又はそれ以上の温度で水と接触させることにより除去する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記材料層は、セラミック、誘電体、金属及び半導体層から成る群から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記画像形成用放射は、１９３ｎｍ放射、１５７ｎｍ放射、又は２４８ｎｍ放射のうちの１つである、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記コーティングされた基板をパターン様式で画像形成用放射に露光するステップの前に、前記コーティングされた基板に画像形成用媒体を塗布するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記画像形成用媒体は水である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記画像形成用媒体は有機液体である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記画像形成用媒体は脂環式炭化水素液体である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記フォトレジスト層の前記パターンは、前記パターン付けされたフォトレジスト層で覆われていない前記材料層の部分を除去することにより、前記材料層に転写される、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
前記塩基水溶液は、水酸化テトラメチルアンモニウムの水溶液である、請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記材料層の部分は、前記パターン付けされたフォトレジスト層により覆われていない領域における前記材料層をエッチングすることにより除去する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記材料層の部分は反応性イオン・エッチング法を用いて除去する、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はトップコート材料及びリソグラフィ・プロセスにおける使用法に関する。より具体的には、本発明は、約２５℃又はそれ以下の温度において水に僅かに可溶又は不溶であるが、約６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるポリマーを含むトップコート材料に向けられる。本発明のトップコート材料は、水などの液体が、露光ツールのレンズ固定具とフォトレジストでコーティングされたウェハとの間の露光用媒体として用いられる浸漬リソグラフィに対して特に有用である。本発明のトップコート材料はまた、水以外の浸漬媒体を用いる浸漬リソグラフィに対しても有用である。
【背景技術】
【０００２】
先進的な電子デバイス製造のためのより小さな構造体のプリントを推進し続けるには、より高解像度の光リソグラフィ・ツールの使用が必要である。浸漬リフォグラフィは、現在の１９３ｎｍフッ化アルゴン・ベースのテクノロジを、所与の光学的開口数（ＮＡ）に対して焦点深度プロセス・ウィンドウを効果的に改善することにより、４５ｎｍ臨界寸法（ハーフ・ピッチＤＲＡＭ）にまで及びそれを越えて拡張する可能性を与える。そのプロセスは、露光ツールの最終段のレンズ素子とレジストでコーティングされた基板との間の間隙を超純水で充填することを必要とする。空気より高い屈折率を有する媒体を使用することは、開口数（ＮＡ）を大きくし、従ってより小さな構造をプリントすることを可能にする。非特許文献１を参照されたい。さらに非特許文献２及び非特許文献３を参照されたい。加えて、浸漬リソグラフィは、１．０より大きな開口数を有するレンズの設計を可能にするので、オプティカル・スキャナの改善された解像度をもたらす。非特許文献４を参照されたい。
【０００３】
浸漬リソグラフィ法が直面している技術的課題の１つは、フォトレジスト成分と浸漬媒体の間の拡散である。即ち、浸漬リソグラフィ・プロセスの間に、フォトレジスト成分が浸漬媒体中に浸出し、浸漬媒体はフォトレジスト膜内に浸透する。このような拡散はフォトレジストの性能に対して有害であり、ひどいレンズ損傷又は４０００万ドルのリソグラフィ・ツールの汚染を生じる可能性がある。トップコート材料は、フォトレジスト膜と露光用媒体の間の拡散を減らすか又は無くすことを目的として、フォトレジストの上に塗布することができる。
【０００４】
伝統的に、トップコート材料はフォトリソグラフィにおいてフォトレジスト上の反射防止膜として用いられてきた。上面反射防止コーティング（ＴＡＲＣ）材料は、露光中にフォトレジスト層内で起る多重干渉を防止することができる。その結果、フォトレジスト膜の厚さの変動により生じるフォトレジスト・パターンの幾何学的構造の臨界寸法（ＣＤ）の変動を最小にすることができる。トップコートの反射防止効果の利点を十分に生かすためには、トップコート材料の屈折率（ｎｔ）は、露光用媒体の屈折率（ｎｍ）と下層のフォトレジストの屈折率（ｎｒ）の積の平方根に凡そ等しいことが必要である。乾式リソグラフィにおけるように露光用媒体が空気である場合は、空気の屈折率がほぼ１であるので、トップコート材料の最適の屈折率（ｎｔ）は、下層のフォトレジストの屈折率（ｎｒ）の平方根に凡そ等しいことが必要である
【０００５】
処理を容易にするために、古典的なＴＡＲＣ材料は水と塩基水溶液現像液の両方に可溶であるように設計され、その結果、それらは水溶液から直接塗布することができ、その後現像段階の間に塩基水溶液現像液により除去することができる。
【０００６】
最適屈折率及び溶解度に関するこれら２つの要件を満たす、多くのトップコート材料が開発されてきた。例えば、特許文献１及び特許文献２は、１．３〜１．４の程度のほぼ理想的な屈折率を有する、ポリマー・バインダとフルオロカーボン化合物を含んだ水溶性ＴＡＲＣ材料を開示している。特許文献３はまた、湿式プロセスで除去可能なＴＡＲＣ材料を開示している。特許文献４は、部分的にフッ素化した化合物を含む、やはり水溶性のＴＡＲＣを開示している。特許文献５は、フォトレジストを露光するのに用いる露光用波長よりも、大きな最大吸収波長を有する光吸収性化合物を含んだＴＡＲＣ材料を開示している。このＴＡＲＣはまた水溶性とすることができる。最後に特許文献６は、酸触媒レジスト組成物に対する保護膜として用いて、有機及び無機塩基の蒸気からの汚染を防ぐための保護材料を開示している。ＴＡＲＣとして明確には開示されていないが、この保護膜はまた水溶性とすることができる。
【０００７】
１９３ｎｍ浸漬リソグラフィの露光用媒体として水が第１世代の浸漬ツールで使用されているので、上述のような古典的な水溶性ＴＡＲＣ材料はその方法のトップコートとして用いることはできない。現在１９３ｎｍ浸漬リソグラフィ用に用いられている水に不溶な保護用トップコートは、塩基水溶液現像液又は有機剥離溶媒中で剥離される有機キャスティング溶媒を利用している。幾つかの有機キャスティング溶媒は引火性であり、従って半導体製造工業におけるような大規模生産には適さない。さらに、有機キャスティング溶媒を使用すると、トップコートとレジスト膜の混合が生じ、そのためフォトレジストの劣化が引き起こされる。さらに、これらの溶媒を使用することは、集積回路（ＩＣ）の製造に著しいプロセスの複雑さとコストを付け加える。現在入手可能な他の市販材料は、半導体製造ラインに適合しない溶媒を必要とするか、或いはフォトレジストのリソグラフィ性能に悪影響を及ぼす。従って、現在「乾式」リソグラフィに用いられている標準的な水キャスト可能なトップコートの加工技術を、水又は代りの浸漬流体を用いる１９３ｎｍ浸漬リソグラフィ用に拡張することが非常に望まれる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第５，７４４，５３７号
【特許文献２】米国特許第６，０５７，０８０号
【特許文献３】米国特許第５，８７９，８５３号
【特許文献４】米国特許第５，５９５，８６１号
【特許文献５】米国特許第６，２７４，２９５号
【特許文献６】米国特許第５，２４０，８１２号
【特許文献７】米国特許第６，５３４，２３９号
【特許文献８】米国特許第６，６３５，４０１  Ｂ２号
【特許文献９】米国特許出願第１０／６６５，５５３号（２００３年９月１６日出願）
【非特許文献１】「Technology Backgrounder: Immersion Lithography」、ICKnowledge.com出版、http://www.icknowledge.com、２００３年５月２８日。
【非特許文献２】L. Geppert、「Chip Making’s Wet New World」、IEEE Spectrum、４１巻、５号、２００４年５月、ｐｐ．２９−３３。
【非特許文献３】M. Slezak、「Exploring the needs and tradeoffsfor immersion resist topcoating」、Solid State Technology、４７巻、７号、２００４年７月。
【非特許文献４】A. Hand、「Tricks With Water and Light: 193 nmExtension」、Semiconductor International、２７巻、２号、２００４年２月。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、水によりキャスト可能、水により剥離可能、そしてフォトレジストに適合するトップコート材料の必要性が依然として存在する。理想的には、トップコート材料はまた、ＴＡＲＣとしても用いることができるように望ましい光学特性を有する。水で処理可能なトップコート材料を用いることは有機キャスティング溶媒の使用を回避し、簡単なレジスト処理法及び低製造コストをもたらす。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のトップコート材料は、水によりキャスト可能で水により剥離可能であり、１９３ｎｍ浸漬リソグラフィのために有用である。本発明のトップコート材料は、水以外の浸漬媒体を用いる浸漬リソグラフィにも有用である。そのような浸漬媒体には、炭化水素又は置換炭化水素を含む有機液体が含まれる。
【００１１】
それゆえに、本発明はフォトレジスト材料の上に塗布するためのトップコート材料に向けられる。本発明のトップコート材料は、約２５℃又はそれ以下の温度では水に僅かに可溶又は不溶であるが、約６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるポリマーを含む。本発明のポリマーはポリビニルアルコールのモノマー単位と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテルのモノマー単位とを含み、下図のポリマー構造を有する。
【化１】
2009516859.tif 000003
式中、Ｒは脂肪族又は脂環式基であり、ｍ及びｎは独立に、同じ又は異なる整数であり、ｐはゼロ又は１である。
【００１２】
別の態様において、本発明は基板の上にパターン付けされた材料層を形成する方法に向けられるが、その方法は、表面上に材料層を有する基板を準備するステップと、基板上にフォトレジスト組成物を堆積させて材料の上にフォトレジスト層を形成するステップと、フォトレジスト層上に上記のトップコート材料を塗布してコーティングされた基板を形成するステップと、コーティングされた基板を画像形成用放射にパターン様式で露光するステップと、コーティングされた基板を約６０℃又はそれ以上の温度で水に接触させてトップコート材料をコーティングされた基板から除去するステップと、コーティングされた基板を塩基水溶液に接触させてフォトレジスト層の露光部分を選択的にコーティングされた基板から除去し、材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層を形成するステップと、フォトレジスト層のパターンを材料層に転写するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、約２５℃又はそれ以下の温度では水に僅かに可溶又は不溶であるが、約６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるポリマーを含むトップコート材料に向けられる。ポリマーは、ポリビニルアルコール部分と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテル部分とを有する繰り返し単位を含む。ここで用いられる「僅かに可溶」という語句は、溶媒に１重量パーセント未満で０．１重量パーセントを上回るポリマーが溶解することを意味する。ここで用いられる「不溶」という用語は、「僅かに可溶」よりも小さな溶解度を意味する。ここで用いられる「可溶」という語句は、５重量パーセントを上回るポリマーが溶媒に溶けることを意味する。
【００１４】
本発明のトップコートは、１９３ｎｍ浸漬リソグラフィに用いることができるように、約６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であるが、室温においては水に僅かに可溶又は不溶であることが好ましい。「室温」は、約２０℃から約２５℃までの範囲の温度を意味する。さらに、本発明のトップコート材料は、ＴＡＲＣとして機能するように調節することができ、その結果、画像形成における改善されたプロセス制御を達成することができる。水を露光用媒体として用いる１９３ｎｍ浸漬リソグラフィに対して、ＴＡＲＣ材料の最適の屈折率は約１．５から約１．７までである。
【００１５】
本発明はまた、ポリビニルアルコールのモノマー単位と、ポリ酢酸ビニル又はポリビニルエーテルのモノマー単位とを含み、下図のポリマー構造を有するポリマーを含むトップコート材料に向けられる。
【化２】
2009516859.tif 000004
式中、Ｒは脂肪族又は脂環式基であり、ｍ及びｎは独立に、同じ又は異なる整数であり、ｐはゼロ又は１である。ｐがゼロであるとき、Ｒは共有結合により酸素原子に直接結合する。ここで用いられる「脂肪族」という用語は、鎖状に結合する炭素原子を有する炭化水素基を示す。ここで用いられる「脂環式」という用語は、環を含むが芳香族ではない炭化水素基を示す。ここで用いられる「炭化水素」という用語は、炭素と水素だけを含む有機化合物を示す。Ｒ基の典型的な例には、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、シクロブチル、ペンチル、シクロペンチル、及びヘキシルが含まれるが、それらに限定されない。Ｒは１個から６個までの炭素原子を有する脂肪族又は脂環式基であることが好ましい。
【００１６】
上に示したポリマーは水への好都合な溶解度を有する。即ち、水に対するポリマーの溶解度は、ポリマー内に生じる水素結合の結果として減少し、ポリマーと水の間の水素結合の結果として増加する。従って、ポリマーの性能は、分子量及び骨格組成により調節することができる。より具体的には、より大きなポリマー分子量はより低い溶解度をもたらし、より大きなエステル化度はより高い溶解度をもたらす。さらに、分子量及び骨格組成に応じて、上に示したポリマーは室温において水に僅かに可溶又は不溶となるが、約６０℃又はそれ以上の温度などの高温においては高度に可溶となる。得られるポリマー溶液は室温で安定であることが好ましい。「安定」は、溶液を室温に放置しているときに高分子が溶液から析出しないことを意味する。上記のポリマーの溶解度特性及び透水性は当技術分野では周知のことであり、この型のポリマーの溶解度特性及び透水性はポリマー組成を変更すること、ポリマー分子量を調節すること、及び架橋剤を用いることにより「調節」することができることは当業者には理解される。
【００１７】
本発明のトップコート材料は、約２０ｎｍから約１００ｎｍまで、好ましくは約５０ｎｍから約８０ｎｍまでの厚さを有するようにコーティングされる。上記のポリマーは熱水に可溶であるので、トップコート材料はレジスト現像ステップ中に熱水で剥離することができる。「熱水」は約６０℃又はそれ以上の温度を有する水を意味する。トップコート材料は、標準的な現像時間内で熱水により完全に剥離できることが好ましい。
【００１８】
さらに、上記のポリマーは、下層のフォトレジスト材料のための適切な露光用放射に対して実質的に透明であり、フォトレジスト材料のパターン付けを可能にすることが好ましい。コーティングに用いるためには、本発明のポリマーは１９３ｎｍにおいて実質的に透明であることが非常に好ましい。
【００１９】
上記のポリマーは、約１．２から約１．８までの範囲の屈折率を有することが好ましい。水を露光用媒体として用いる１９３ｎｍ浸漬リソグラフィに対して、ポリマーの屈折率は約１．５から約１．７までの範囲にあることが非常に好ましい。
【００２０】
本発明のポリマーはまた、固体含有量が高く適切な粘性率を有するスピン・キャスト可能な溶液の形成を可能にするように、約１０Ｋダルトンから約２５０Ｋダルトンまでの範囲で調節可能なポリマー分子量を有することが好ましい。コーティング膜の機械的耐久性はポリマー分子量の増加によって向上するので、コーティング膜に用いるポリマーは約８０Ｋダルトンから約２００Ｋダルトンまでの大きなポリマー分子量を有することが特に好ましい。またコモノマーを加えて、向上した機械的耐久性を有するコポリマー材料を調製すること、及びコーティング膜の屈折率を調節することができる。そのようなコモノマー単位の例には、アクリル酸脂肪族又は脂環式エステル、及び脂肪族又は脂環式ビニルエーテル、例えば、酢酸ビニル、ブチル酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、及びハロゲン化ビニルなどが含まれるが、それらに限定されない。
【００２１】
１つの例示的な実施形態において、トップコート・ポリマーは、非常に安価な市販のポリマーである、９８．４−９９．８％加水分解のグレード７０−６２のＤｕｐｏｎｔ  Ｅｌｖａｎｏｌ（登録商標）である。このＤｕｐｏｎｔ  Ｅｌｖａｎｏｌ（登録商標）を、約７０℃から約１００℃までの温度の水に、１−１０％の固体含有量において攪拌しながら加えて混合物を形成した。得られた混合物を熱ろ過して透明な溶液を得たが、この溶液は室温で安定であった、即ち室温で放置してもポリマーの析出は起こらなかった。得られた透明な溶液をシリコン基板に塗布してトップコート膜を形成したが、この膜は１３０℃又はそれ以上の温度で塗付後ベークしたとき約２０ｎｍから１００ｎｍまでの厚さを有していた。得られたトップコート膜は冷水、即ち室温の水に不溶であったが、６０℃又はそれ以上の温度では水に可溶であった。グリオキサールなどの架橋剤を用いて、トップコート膜を不溶性にするのに必要な塗布後ベークの温度を低くし、トップコート膜と下層のレジスト膜との間の相互作用を最小にすることができる。
【００２２】
上記のトップコート膜の光学特性は浸漬用途に好適である。図１は、本願の唯一の図であるが、１９３ｎｍフォトレジストと、上にＰＶＡトップコートを有する１９３ｎｍフォトレジストとの両方の吸光度を示す。広範囲の波長に対して、１９３ｎｍフォトレジストと、上にＰＶＡトップコートを有する１９３ｎｍフォトレジストとの両方の吸光度ほぼ同一であり、このトップコート膜が浸漬用途に用いるのに望ましい透明性を有することを示している
【００２３】
本発明の別の態様において、トップコート材料は基板の上にパターン付けされた材料層を形成する方法において用いることができる。材料層は、例えば、セラミック、誘電体、金属又は半導体など、高性能集積回路デバイスおよび関連するチップ担体パッケージの製造に用いられるような材料とすることができる。そのような材料の多層も本明細書において考慮されている。
【００２４】
本発明の方法においては、初めにフォトレジスト組成物を既知の手段により基板の上に堆積させて材料の上にフォトレジスト層を形成する。次に、フォトレジスト層を有する基板をベーク（塗布後ベーク、本明細書では以後「ＰＡＢ」）してフォトレジスト組成物からあらゆる溶媒を除去し、フォトレジスト層の密着性を向上させる。典型的なＰＡＢベークの温度は約８０℃から約１５０℃までである。典型的なフォトレジストの厚さは約１００ｎｍから約５００ｎｍまでである。引用により本明細書に組み入れられる特許文献７、特許文献８、及び特許文献９に開示されているレジスト組成物など、任意の適切なレジスト組成物を用いることができる。
【００２５】
次に、本発明のトップコート材料をフォトレジスト層の上に塗布して、コーティングされた基板を形成する。１．０重量％から５．０重量％までのポリマー溶液に対して、２−５Ｋ  ＲＰＭのスピン速度により５０ｎｍから２００ｎｍまでの厚さのコーティング膜を生じることができる。１２５ｍｍウェハに対して、投与体積は室温で１ミリリットルから１０ミリリットルまでの範囲にすることができる。次にコーティングされた基板をベーク（塗布後ベーク）してトップコート材料から水を除去し、コーティング層の密着性を向上させる。典型的なソフトベークの温度は、約１００℃から約１５０℃までである。典型的な塗布後ベークの時間は約６０秒である。塗布後ベークの後、スピン・キャスト膜は、約２５℃又はそれ以下の温度で水に僅かに可溶又は不溶となる。次に、コーティングされた基板をパターン付けされたマスクを通して適切な光源に露光する。１つの例示的な実施形態において、画像形成用放射は１９３ｎｍ放射である。別の実施形態においては、画像形成用放射は１５７ｎｍ放射である。別の実施形態においては、画像形成用放射は２４８ｎｍ放射である。コーティングされた基板はまた、露光前に画像形成用媒体をコーティングされた基板に塗布する浸漬リソグラフィ法を用いて、それらの画像形成用放射に露光することができる。好ましい実施形態においては、画像形成用媒体は水である。別の実施形態において、画像形成用媒体は有機液体である。有機液体は炭化水素又は置換炭化水素であることが好ましい。有機液体は脂環式炭化水素であることが非常に好ましい。有機液体の典型的な例はシクロオクタンを含むが、それに限定されない。次に、露光された基板をベーク（露光後ベーク）してフォトレジスト及びコーティング層の密着性を向上させる。典型的な露光後ベークの温度は、フォトレジストの性質によって決められる。当業者であれば、過度の実験をせずに必要条件を確かめることができる。
【００２６】
次いで、露光された基板を熱水、即ち６０℃又はそれ以上の温度の水に接触させて、トップコート材料をコーティングされた基板から除去する。次に、露光された基板を塩基水溶液（現像液）に接触させて、フォトレジスト層の露光された部分を除去する。好ましい塩基水溶液は、アルカリ性水溶液であり、水酸化テトラメチルアンモニウムの水溶液がより好ましい。本発明の１つの実施形態においては、０．２Ｎの水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いてフォトレジストの露光部分を除去する。塩基水溶液との接触により材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層が形成される。
【００２７】
次に、フォトレジスト層のパターンを下層の基板上の材料層に転写する。典型的には、転写は反応性イオン・エッチング又は他のエッチング法により実施される。本発明の方法は、金属配線ライン、コンタクト又はビアのホール、絶縁区域（例えば、ダマシン・トレンチ又は浅いトレンチ分離）、キャパシタ構造体のためのトレンチなど、集積回路の設計に用いることができるパターン付けされた材料層構造体を作成するために用いることができる。
【００２８】
これらの（セラミック、誘電体、金属又は半導体）構造を作成するプロセスは、一般に、パターン付けすべき基板の材料層又は区域を準備するステップと、材料層又は区域の上にフォトレジストの層を塗布するステップと、フォトレジスト層の上にトップコート層を塗布するステップと、トップコート及びフォトレジスト層をパターン様式で放射に露光するステップと、露光されたレジストを露光後ベークするステップと、露光されたトップコート及びフォトレジストを現像液に接触させてパターンを現像するステップと、パターンの空白部分においてフォトレジスト層の下にある層をエッチングしてパターン付けされた材料層又は基板を形成するステップと、基板からあらゆる残留レジストを除去するステップとを含む。幾つかの場合には、ハード・マスクをフォトレジスト層の下に用いて、さらに下層の材料層又は区域へのパターンの転写を容易にすることができる。本発明はいずれの特定のリソグラフィ法又はデバイス構造体にも限定されないことを理解されたい。
【実施例１】
【００２９】
通常の１９３ｎｍ反射防止層（ＡＲ４０）でコーティングされたシリコン・ウェハを、市販のフォトレジスト（ＪＳＲ  ＡＲＦ  ＡＲ２３７Ｊ−２７）でコーティングし、次いで１３０℃で６０秒間塗布後ベークを行った。
【００３０】
脱イオン水中の５重量％のポリ（ビニルアルコール）（９９％加水分解、平均Ｍｗが１２４，０００−１８６，０００）溶液を塗布し、１４０℃で６０秒間の塗布後ベークの後、２３０ｎｍのコーティング厚を得た。２０℃の水で水洗しても、ポリ（ビニルアルコール）コーティング膜の厚さの減損は起らなかった。ウェハを１９３ｎｍステッパ内で露光し、１３０℃で６０秒間露光後ベークを行った。ポリ（ビニルアルコール）のトップコート層を７０℃で６０秒間の水処理により剥離した。最後に、画像形成されたウェハを０．２６ＮのＴＭＡＨ現像液で処理して露光されたレジストを現像した。ポリ（ビニルアルコール）のトップコートを有するフォトレジストに対するコントラスト曲線及び露光線量の要件は、トップコートを有しないレジストから得られたものと基本的に変わらなかった。
【実施例２】
【００３１】
実施例１で説明したプロセスを用いたところ、ＪＳＲ  ＡＲＦ  ＡＲ４１４Ｊ−２８は、ポリ（ビニルアルコール）トップコートを有するものとコントラスト曲線又は露光線量において殆ど又は全く変わらない基本的に同じ結果を与えた。
【００３２】
本発明は、その好ましい実施形態に関して具体的に示し説明したが、当業者は、形状における前述の及び他の変更を理解するであろう。そして本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく詳細を実施することができる。従って、本発明は、説明し例証した通りの形状及び細部には限定されず、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】１９３ｎｍフォトレジストと、上面にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のトップコートを有する１９３ｎｍフォトレジストとの両方の吸光度を示す、波長（ｎｍ）に対して吸光度をプロットしたグラフである。
【図１】
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【国際調査報告】
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