(57)【要約】      （修正有）【課題】液浸リソグラフィ・システムにおいてフォトレジスト層と浸液の間の相互作用を阻止し、浸液の汚染物質が製造中の集積回路を汚染を防止すること。【解決手段】基板を提供するステップ；前記基板を覆って前記フォトレジスト層を形成するステップ；前記フォトレジスト層を覆って汚染ゲッタリング上塗り層を形成するステップであって、前記汚染ゲッタリング上塗り層が１種または複数種のポリマーおよび１種または複数種のカチオン錯化剤を含むステップと；フォトレジスト層を化学線に露光するステップ、前記フォトレジスト層の前記露光領域または前記フォトレジスト層の前記非露光領域を除去するステップとを含む方法である。前記汚染ゲッタリング上塗り層は、１種または複数種のポリマーと、１種または複数種のカチオン錯化剤と、キャスティング溶媒とを含む。【選択図】図１
2006338002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト層に画像を形成する方法であって、
基板を提供するステップと；
前記基板を覆って前記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を覆って汚染ゲッタリング上塗り層を形成するステップであって、前記汚染ゲッタリング上塗り層が１種または複数種のポリマーおよび１種または複数種のカチオン錯化剤を含むステップと；
不透明領域および透明領域を有するフォトマスクを介して前記フォトレジスト層を化学線に露光するステップであって、前記不透明領域が前記化学線を遮断し前記透明領域が前記化学線を透過させ、前記化学線が前記化学線に露光した前記フォトレジスト層の領域の化学組成を変化させて前記フォトレジスト層に露光および非露光領域を形成するステップと；
前記フォトレジスト層の前記露光領域または前記フォトレジスト層の前記非露光領域を除去するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記基板を提供する前記ステップと前記フォトレジスト層を形成する前記ステップとの間に、前記基板の上面を覆って反射防止コーティングを形成するステップをさらに含み、前記フォトレジスト層を前記反射防止コーティングの上面に形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記汚染ゲッタリング上塗り層を形成する前記ステップと、前記フォトレジスト上塗り層を露光する前記ステップとの間に、前記汚染ゲッタリング層と前記フォトマスクの間に浸液の層を形成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記浸液が水を含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記除去するステップが前記汚染ゲッタリング上塗り層を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記汚染ゲッタリング上塗り層を形成する前記ステップと、前記フォトレジスト層を露光する前記ステップとの間に、前記汚染ゲッタリング上塗り層からキャスティング溶媒を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記汚染ゲッタリング上塗り層を形成する前記ステップと、前記フォトレジスト上塗り層を露光する前記ステップとの間に、前記汚染ゲッタリング層を室温より高い温度に加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記汚染ゲッタリング上塗り層が前記１種または複数種のポリマーと前記１種または複数種のカチオン錯化剤との混合物を含み、前記混合物が前記フォトレジスト層を覆って形成されたとき水溶性であり、前記１種または複数種のポリマーがもはや水溶性でなくなるまで前記汚染ゲッタリング上塗り層を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記汚染ゲッタリング上塗り層が前記１種または複数種のポリマーと前記１種または複数種のカチオン錯化剤との混合物を含み、前記混合物が、前記フォトレジスト層を覆って形成されたとき有機溶媒に可溶である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１種または複数種のカチオン錯化剤が、ペンダント基として前記１種または複数種のポリマーに結合している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記１種または複数種のポリマーの少なくとも１種がコポリマーであり、前記１種または複数種のカチオン錯化剤の少なくとも１種がペンダント基として前記コポリマーの第１のポリマーに結合しており、前記コポリマーの第２のポリマーにはフォトレジスト層に混和性のペンダント基が結合している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォトレジスト層を形成する前記ステップと前記汚染ゲッタリング上塗り層を形成する前記ステップとの間に、前記フォトレジスト層の上面に、前記フォトレジスト層と浸液の混合を防止する封止上塗り層を形成するステップをさらに含み、前記汚染ゲッタリング上塗り層が前記封止上塗り層の上面に形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記カチオン錯化剤が、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸一水和物、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、１，２−ジアミノエタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（メチレンリン酸）、ニトリロ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、フィチン酸、１，４，８，１２−テトラアザシクロペンタデカン、アセチルアセトン、１８−クラウン−６エーテル、アンモニウムピロリジンジチオカルバメート、ジ−２−ピリジルケトンオキシム、４−ベンゾイル−３−メチル−１−フェニル−２−ピラゾリン−５−オン、およびバリノマイシンからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記１種または複数種のポリマーが、ＭＭＡ−ＭＡＡＮＨ４−ＴＢＭＡコポリマー（ＭＭＡ：メチルメタクリレート；ＭＡＡＮＨ４：メタクリル酸アンモニウム塩；ＴＢＭＡ：ｔ−ブチルメタクリレート）、ヘキサフルオロアルコール置換シクロオレフィン系ポリマー、フルオロスルホンアミド置換シクロオレフィン系ポリマー、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸）アクリレート、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−ビス（シクロヘキサノン）オキサルジヒドラゾン）アクリレート、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−１，２−シクロヘキサンジオンジオキシム）アクリレート、およびポリエチレンアミドキシムからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記１種または複数種のカチオン錯化剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＮＨ４のカチオンからなる群から選択される１種または複数種のカチオンと錯体を形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
１種または複数種のポリマーと；
１種または複数種のカチオン錯化剤と；
キャスティング溶媒と
を含む、汚染ゲッタリング上塗り層。
【請求項１７】
前記１種または複数種のポリマーと前記１種または複数種のカチオン錯化剤とが水溶性混合物を構成する、請求項１６に記載の材料。
【請求項１８】
前記１種または複数種のポリマーと前記１種または複数種のカチオン錯化剤とが有機溶媒可溶性混合物を構成する、請求項１６に記載の材料。
【請求項１９】
前記１種または複数種のカチオン錯化剤が、ペンダント基として前記１種または複数種のポリマーに結合している、請求項１６に記載の材料。
【請求項２０】
前記１種または複数種のポリマーの少なくとも１種がコポリマーであり、前記１種または複数種のカチオン錯化剤の少なくとも１種がペンダント基として前記コポリマーの第１のポリマーに結合しており、前記コポリマーの第２のポリマーにはフォトレジスト層に混和性のペンダント基が結合している、請求項１６に記載の材料。
【請求項２１】
前記カチオン錯化剤が、トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸一水和物、ジエチレントリアミンペンタ酢酸、１，２−ジアミノエタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（メチレンリン酸）、ニトリロ酢酸、エチレンジアミンテトラ酢酸、フィチン酸、１，４，８，１２−テトラアザシクロペンタデカン、アセチルアセトン、１８−クラウン−６エーテル、アンモニウムピロリジンジチオカルバメート、ジ−２−ピリジルケトンオキシム、４−ベンゾイル−３−メチル−１−フェニル−２−ピラゾリン−５−オン、およびバリノマイシンからなる群から選択される、請求項１６に記載の材料。
【請求項２２】
前記１種または複数種のポリマーが、ＭＭＡ−ＭＡＡＮＨ４−ＴＢＭＡコポリマー（ＭＭＡ：メチルメタクリレート；ＭＡＡＮＨ４：メタクリル酸アンモニウム塩；ＴＢＭＡ：ｔ−ブチルメタクリレート）、ヘキサフルオロアルコール置換シクロオレフィン系ポリマー、フルオロスルホンアミド置換シクロオレフィン系ポリマー、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸）アクリレート、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−ビス（シクロヘキサノン）オキサルジヒドラゾン）アクリレート、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−１，２−シクロヘキサンジオンジオキシム）アクリレート、およびポリエチレンアミドキシムからなる群から選択される、請求項１６に記載の材料。
【請求項２３】
前記１種または複数種のカチオン錯化剤が、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｏ、ＮＨ４のカチオンからなる群から選択される１種または複数種のカチオンと錯体を形成する、請求項１６に記載の材料。
【請求項２４】
前記キャスティング溶媒が、水、水アルコール混合物、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ペンタノール、２−メチル−４−ペンタノールおよびｎ−ヘキサノールからなる群から選択される、請求項１６に記載の材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路の製造分野に関し、より具体的には、液浸フォトリソグラフィ（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ  ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）技術を用いた集積回路の製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能の集積回路構造のサイズが縮小するに連れて、その改良された解像能力を期待して、製造者は液浸リソグラフィと呼ばれるマイクロリソグラフィ技術に目を向けている。液浸リソグラフィにおいては、光学レンズとフォトレジスト層の間に浸液が存在する。浸液が空気中における通常の光照射より著しく高い焦点深度を提供するので、高開口数（高ＮＡ）の光学設計の使用が容易になり、これによりフォトレジスト・パターン形成中の解像度を高めることができる。しかし、液浸リソグラフィに付随する問題が２つある。第１の問題は、多くのフォトレジスト・システムにおいて、フォトレジストの成分が浸液中に溶出し（ｌｅａｃｈ  ｏｕｔ）、または浸液がフォトレジスト中に浸透し、あるいはその両方が発生して、性能を低下させることである。第２の問題は、浸液中に存在する極微量の汚染物質がフォトレジスト層に浸入し、最終的に集積回路内の様々な構造を汚染して、収率または信頼性あるいはその両方を低下させることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、液浸リソグラフィ・システムにおいてフォトレジスト層と浸液の間の相互作用を阻止し、浸液の汚染物質が製造中の集積回路を汚染することを防止または低下させる方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様は、フォトレジスト層に画像を形成する方法であって、基板を提供するステップと；前記基板を覆って前記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を覆って汚染ゲッタリング上塗り層を形成するステップであって、前記汚染ゲッタリング上塗り層が１種または複数種のポリマーおよび１種または複数種のカチオン錯化剤を含むステップと；不透明（ｏｐａｑｕｅ）および透明（ｃｌｅａｒ）領域を有するフォトマスクを介して前記フォトレジスト層を化学線（ａｃｔｉｎｉｃ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ）に露光するステップであって、前記不透明領域が前記化学線を遮断し前記透明領域が前記化学線を透過させ、前記化学線が前記化学線に露光した前記フォトレジスト層の領域の化学組成を変化させて前記フォトレジスト層に露光および非露光領域を形成するステップと；前記フォトレジスト層の前記露光領域または前記フォトレジスト層の前記非露光領域を除去するステップとを含む方法である。
【０００５】
本発明の第２の態様は、１種または複数種のポリマーと、１種または複数種のカチオン錯化剤と、キャスティング溶媒とを含む汚染ゲッタリング上塗り材料である。
【０００６】
本発明の特徴は添付の特許請求の範囲に明記されている。しかし、本発明そのものは、添付の図面と組み合わせて、例示した実施形態の以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の目的のためには、カチオンという用語は金属および非金属の正に荷電したイオンを含む。
【０００８】
図１は、本発明によるプロセス・ステップの流れ図である。ステップ１０において、パターン化すべき層を有する基板に任意選択で底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）を塗布する。その例としては、それだけに限らないが、ＡＲＣ（Ｒ）２８（Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ）、ＡＲ４０（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ）およびＡｒＦ−１Ｃ５Ｄ（ＡＺ  Ｃｌａｒｉａｎｔ）などのポリエステルおよびアクリレート系の層が挙げられる。ステップ１２において、ＢＡＲＣが存在する場合にはＢＡＲＣの上に、ＢＡＲＣが存在しない場合にはパターン化すべき層の上にフォトレジスト層を形成する。ステップ１４において、浸液がフォトレジスト層に浸透することおよびフォトレジスト層の成分が浸液に溶出することを遮断するだけの上塗り層を任意選択で塗布する。その例としてはポリメチルメタクリレートが挙げられるがそれだけに限らない。この任意選択の封止上塗り層用の適切なキャスティング溶媒としては、それだけに限らないが、アニソールおよびクロロベンゼンが挙げられる。ステップ１６において、汚染ゲッタリング上塗り層を塗布する。汚染ゲッタリング上塗り層を形成する方法は４つある。
【０００９】
第１の方法においては、１種または複数種の水溶性カチオン錯化剤を１種または複数種の水溶性ポリマーと混ぜ、水、水アルコール混合物またはアルコールを含むキャスティング溶媒を用いてスピンコーティングを行う。この第１の方法においては、カチオン錯化剤は水溶性ポリマーとは無関係な材料である。一例においては、このキャスティング溶媒は、フォトレジスト層または下にある、汚染ゲッタリング上塗り層以外の層とは混和性がない。水溶性ポリマーとは、ｐＨ約５〜約９の水に溶解するポリマーである。ポリマー／カチオン錯化剤混合物は、スピンコーティングした後、例えば約１００℃〜約１３０℃の温度でベークした。ベーキングには２つの効果がある。第１に、ベーキングによりキャスティング溶媒が追い出され、ポリマーのマトリックスにカチオン錯化剤を含むフィルムが形成される。第２に、ベーキングにより水溶性ポリマーは液浸リソグラフィ・システムの浸液に不溶の形態に変換される。浸液が水である例においては、水溶性ポリマーは非水溶性ポリマーに変換される。しかし、非水溶性ポリマーは、塩基性の水性現像液を含めて、フォトレジスト現像液に溶解することができる。
【００１０】
好適な水溶性ポリマーの例としては、それだけに限らないが、ＭＭＡ−ＭＡＡＮＨ４−ＴＢＭＡコポリマー（ＭＭＡ：メチルメタクリレート；ＭＡＡＮＨ４：メタクリル酸アンモニウム塩；ＴＢＭＡ：ｔ−ブチルメタクリレート）が挙げられる。好適なアルコールの例としては、それだけに限らないが、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ペンタノール、２−メチル−４−ペンタノールおよびｎ−ヘキサノールが挙げられる。好適な水溶性カチオン錯化剤の例としては、それだけに限らないが、ＣｕおよびＮｉのカチオンと錯体を形成するトランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸一水和物（構造式Ｉ）、Ｆｅ、Ｍｎ、ＣｕおよびＣａカチオンと錯体を形成するジエチレントリアミンペンタ酢酸（構造式ＩＩ）、Ｃａ、ＮｉおよびＣｕカチオンと錯体を形成する１，２−ジアミノエタン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（メチレンリン酸）（構造式ＩＩＩ）、Ｃａ、Ｋ、Ｎａ、Ｃｕ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉカチオンと錯体を形成するニトリロ酢酸（構造式ＩＶ）、Ｃａ、Ｍｎ、Ｆｅ、ＣｕおよびＮｉカチオンと錯体を形成するエチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）（構造式Ｖ）、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃａ、ＦｅおよびＮｉカチオンと錯体を形成するフィチン酸（構造式ＶＩ）が挙げられる。
【００１１】
【化１】
2006338002.tif 000003
【００１２】
【化２】
2006338002.tif 000004
【００１３】
【化３】
2006338002.tif 000005
【００１４】
一例においては、塗布・ベーキングされたポリマー／カチオン錯化剤混合物は、ポリマーに対して約１０−４モル％〜約０．０５モル％のカチオン錯化剤を含む。
【００１５】
第２の方法においては、１種または複数種の有機溶媒可溶性カチオン錯化剤を１種または複数種の有機溶媒可溶性ポリマーと混ぜ、有機溶媒を用いてスピンコーティングを行う。この第２の方法においては、カチオン錯化剤は有機溶媒可溶性ポリマーとは無関係な材料である。一例においては、この有機溶媒は、フォトレジスト層または下にある汚染ゲッタリング上塗り層以外の層とは混和性がない。ポリマー／カチオン錯化剤混合物は、スピンコーティングした後、任意選択でベーキングすることができる。ベーキングによりキャスティング溶媒が追い出され、ポリマーのマトリックスにカチオン錯化剤を含むフィルムが形成される。いくつかの例においては、キャスティング溶媒は周囲環境および温度に露出すると蒸発するのでベーキングは必要ない。有機溶媒可溶性ポリマーは、塩基性の水性現像液を含めて、フォトレジスト現像液に溶解することができる。
【００１６】
好適な有機溶媒可溶性ポリマーの例としては、それだけに限らないが、ヘキサフルオロアルコール置換シクロオレフィン系ポリマー、フルオロスルホンアミド置換シクロオレフィン系ポリマー、アクリレート系ポリマーおよびメタクリレート系ポリマーが挙げられる。好適な有機溶媒の例としては、それだけに限らないが、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ペンタノール、２−メチル−４−ペンタノールおよびｎ−ヘキサノールが挙げられる。好適な溶媒可溶性カチオン錯化剤の例としては、それだけに限らないが、Ｆｅ、Ｍｎ、ＮｉおよびＣｕのカチオンと錯体を形成する１，４，８，１２−テトラアザシクロペンタデカン（構造式ＶＩＩ）、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃａ、Ｍｎ、Ｎｉ、ＫおよびＮａのカチオンと錯体を形成するアセチルアセトン（構造式ＶＩＩＩ）、ＫおよびＮＨ４のカチオンと錯体を形成する１８−クラウン−６エーテル（構造式ＩＸ）、Ｃｕ、Ｆｅ、ＭｎおよびＮｉのカチオンと錯体を形成するアンモニウムピロリジンジチオカルバメート（構造式Ｘ）、ＣｕおよびＣｏのカチオンと錯体を形成するジ−２−ピリジルケトンオキシム（構造式ＸＩ）、ＣｕおよびＭｎのカチオンと錯体を形成する４−ベンゾイル−３−メチル−１−フェニル−２−ピラゾリン−５−オン（構造式ＸＩＩ）、およびＫのカチオンと錯体を形成するバリノマイシン（構造式ＸＩＩＩ）が挙げられる。
【００１７】
【化４】
2006338002.tif 000006
【００１８】
【化５】
2006338002.tif 000007
【００１９】
【化６】
2006338002.tif 000008
【００２０】
一例においては、ポリマー／カチオン錯化剤混合物は、ポリマーに対して約１０−４モル％〜約０．０５モル％のカチオン錯化剤を含む。
【００２１】
第３の方法においては、２種または複数種のポリマーを含むコポリマーを、キャスティング溶媒を用いてスピンコーティングする。この第３の方法においては、カチオン錯化剤は１種または複数種のポリマーに結合したペンダント基である。一例においては、キャスティング溶媒は、フォトレジスト層または下にある汚染ゲッタリング上塗り層以外の層とは混和性がない。一例として、キャスティング溶媒は、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ペンタノール、２−メチル−４−ペンタノール、ｎ−ヘキサノールおよびその他のアルコールである。コポリマーの少なくとも１種（構造式ＸＩＶ）は、キャスティング溶媒と混和性のペンダント基Ｒ１を含み、少なくとも１種のコポリマーはカチオンと錯体を形成するペンダント基Ｒ２を含む。
【００２２】
【化７】
2006338002.tif 000009
【００２３】
主鎖ポリマーがアクリレート、Ｒ１＝構造式（ＸＶ）およびＲ２＝構造式（ＸＶＩ）である場合、得られるコポリマーは、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−トランス−１，２−ジアミノシクロヘキサン−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ酢酸）アクリレートであり、これはＣｕおよびＮｉのカチオンと錯体を形成する。
【００２４】
【化８】
2006338002.tif 000010
【００２５】
主鎖ポリマーがアクリレート、Ｒ１＝構造式（ＸＶ）およびＲ２＝構造式（ＸＶＩＩ）である場合、得られるコポリマーは、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−ビス（シクロヘキサノン）オキサルジヒドラゾン）アクリレートであり、これはＣｕのカチオンと錯体を形成する。
【００２６】
【化９】
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【００２７】
主鎖ポリマーがアクリレート、Ｒ１＝構造式（ＸＶ）およびＲ２＝構造式（ＸＶＩＩＩ）である場合、得られるコポリマーは、ポリ（ビス−ヘキサフルオロアルコールシクロヘキサン−コ−１，２−シクロヘキサンジオンジオキシム）アクリレートであり、これはＦｅおよびＮｉのカチオンと錯体を形成する。
【００２８】
【化１０】
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【００２９】
第４の方法においては、キャスティング溶媒（ｓｏｌｖｅｎｔ）と混和性（ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ）がありカチオンと錯体を形成するペンダント基Ｒ３（構造式ＸＩＸ）を有するポリマーをキャスティング溶媒に溶解しスピンコーティングする。
【００３０】
【化１１】
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【００３１】
一例においては、キャスティング溶媒は、フォトレジスト層または下にある汚染ゲッタリング上塗り層以外の層とは混和性がない。一例として、キャスティング溶媒は、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ペンタノール、２−メチル−４−ペンタノール、ｎ−ヘキサノールおよびその他のアルコールである。主鎖ポリマーがポリエチレンであり、Ｒ３＝構造式ＸＸである場合、得られるポリマーはポリエチレンアミドキシムであり、これはＣｕのカチオンと錯体を形成する。
【００３２】
【化１２】
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【００３３】
図１に戻って、ステップ１８において、これらの上塗り層を覆って浸液を形成し、フォトレジスト層が感光する化学線にフォトレジスト層を露光する。ステップ２０において、上塗り層の１つまたは両方を任意選択で除去する。ステップ２２において、フォトレジストを現像してフォトレジストのパターンを形成する。ステップ２０において上塗り層の１つまたは両方を除去しなかった場合は、ステップ２２でこれらを除去する。ステップ２４において、任意選択で現像後（ｐｏｓｔ−ｄｅｖｅｌｏｐ）のベーキングを行う。
【００３４】
図２〜４は、本発明による単一上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。図２において、基板３０が提供される。一例において、基板３０は半導体基板である。半導体基板の例としては、それだけに限らないが、バルク（単結晶）・シリコン・ウェハおよびシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）ウェハが挙げられる。基板３０の上面３５に任意選択のＢＡＲＣ４０を形成する。一例においては、ＢＡＲＣ４０をスピンコーティングし、ＢＡＲＣ塗布後ベーキングを行う（室温より高い温度まで加熱してＢＡＲＣの溶媒の大部分を除去する）。ＢＡＲＣ４０の上面４５にフォトレジスト層５０を形成する。ＢＡＲＣ４０は、図１のステップ１０に関して上述した任意の材料を含むことができる。一例においては、フォトレジスト層５０をスピンコーティングし、露光前ベークまたはプリベークとしても知られているフォトレジスト塗布後ベーキングを行う（室温より高い温度まで加熱してフォトレジストの溶媒の大部分を除去する）。一例において、フォトレジスト層５０はアクリレート系またはメタクリレート系フォトレジストを含む。次に、フォトレジスト層５０の上面５５に汚染ゲッタリング上塗り層６０を形成する。汚染ゲッタリング上塗り層６０は、図１のステップ１６に関して上述した材料を含むことができ、そこで説明した任意の方法によって形成することができる。一例において、汚染ゲッタリング上塗り層６０の厚さは約３０ｎｍ〜約１５０ｎｍである。
【００３５】
図３では、液浸フォトリソグラフィ装置（図８および以下の説明を参照のこと）において、汚染ゲッタリング上塗り層６０の上面７５を覆って浸液７０の層を形成する。浸液の一例は、添加剤を含む水またはこれを含まない水である。フォトマスク８０を介してフォトレジスト層５０が感光する波長の化学線を通過させる。フォトマスク８０は、化学線を透過させる透明領域８５と化学線を遮蔽する不透明領域９０を有する。フォトマスク８０を介してフォトレジスト層５０を化学線に露光させることにより、フォトレジスト層５０の非露光領域９５Ａとフォトレジスト層５０の露光領域９５Ｂが形成される。露光領域９５Ｂは潜像領域としても知られている。一例において、化学線は、波長が１５７ｎｍ、１９３ｎｍまたは２４８ｎｍの光であり、汚染ゲッタリング上塗り層６０はこの化学線に実質的に透明である（即ち、ｋ＜０．０１である。但し、ｋは複素屈折率の虚数部である）。任意選択で露光後ベークを行う（室温より高い温度に加熱してフォトレジストの化学反応を促進させる）ことができる。
【００３６】
図３にはポジ型フォトレジストを示したが、本発明はネガ型フォトレジスト・システムでも、またはデュアル・トーン型フォトレジスト・システムでも等しく良好に機能する。ネガ型フォトレジスト・システムにおいては、露光されなかったフォトレジストが現像で除去されるので、図３に示したものと反対のパターンを有するフォトマスクが必要になる。デュアル・トーン型レジストは、使用する現像液系に応じてネガ型またはポジ型として機能することができる。
【００３７】
図４において、基板３０を液浸フォトリソグラフィ装置から取出し、フォトレジスト層５０を現像して露光領域９５Ｂ（図３参照）を除去し、非露光領域９５Ａを残す。一例において、現像液はＴＭＡＨなどの塩基の水溶液を含む。現像液によって、汚染ゲッタリング上塗り層６０（図３参照）も除去される。任意選択で、露光フォトレジスト層５０の現像前に汚染ゲッタリング上塗り層６０を別に除去することもできる。任意選択の現像後ベークを行う（室温より高い温度に加熱してフォトレジスト画像を硬化させる）こともできる。
【００３８】
液浸フォトリソグラフィ・システムの文脈の中でフォトレジスト層の露光を説明したが、本発明の上塗り組成物は、上記の図２と図３を比較することで説明したように、通常の（非液浸）フォトリソグラフィ・システムでも保護コーティングとして役に立つものである。即ち、画像形成プロセスに悪影響を与える恐れがあり、あるいはフォトレジスト画像に不具合を引き起こし、ついに製品の収率を低下させるまたは信頼性を失わせる恐れがある、微粒子、水蒸気、および薬品蒸気による環境汚染に対する保護コーティングとして役に立つものである。
【００３９】
図５〜７は、本発明による二重上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。図５および６は図２および３に類似している。但し、図５および６においては、汚染ゲッタリング上塗り層６０Ａは下部封止上塗り層６１と上部汚染ゲッタリング上塗り層６２を含む。第１の例においては、下部封止上塗り層６１は、浸液７０（図６）がフォトレジスト層５０に浸透することを阻止し、フォトレジスト層の成分が浸液７０（図６）に溶出することを阻止する。さらに、上部汚染ゲッタリング上塗り層６２は汚染物を捕捉する能力を提供する。第２の例においては、下部封止上塗り層６１は、浸液７０（図６）がフォトレジスト層５０に浸透することを阻止し、フォトレジスト層の成分が浸液７０（図６）に溶出することを阻止する。さらに、上部汚染ゲッタリング上塗り層６２は、汚染物を捕捉する能力を提供すると同時に、浸液７０（図６）がフォトレジスト層５０に浸透することも阻止し、フォトレジスト層の成分が浸液７０に溶出することも阻止する。
【００４０】
一例においては、上部汚染ゲッタリング上塗り層６２は、図１のステップ１６に関して上述した材料を含むことができ、そこで説明した任意の方法によって形成することができ、上記の図２の汚染ゲッタリング上塗り層６０と同一である。一例において、下部汚染ゲッタリング上塗り層６１は、図１のステップ１４に関して上述した材料を含むことができ、そこで説明した任意の方法によって形成することができる。
【００４１】
図８は、本発明による上塗り層を有する半導体ウェハの加工に使用することができる典型的な液浸フォトリソグラフィ・システムの図である。図８において、液浸リソグラフィ・システム１００は制御環境チャンバ１０５および制御装置１１０を備える。制御環境チャンバ１０５には、集束鏡１１５、光源１２０、第１集束レンズ（または一組のレンズ）１２５、マスク１３０、露光用スリット１３５、第２集束レンズ（または一組のレンズ）１４０、最終集束レンズ１４５、液浸ヘッド１５０およびウェハ・チャック１５５が収容されている。液浸ヘッド１５０は、透明ウィンドウ１６０、中央チャンバ部１６５、周囲プレート部１７０、浸液入口１７５Ａおよび浸液出口１７５Ｂを備えている。浸液１８５は、中央チャンバ部１６５を満たし（上記の本発明の実施形態による）汚染ゲッタリング層１９０に接触する。汚染ゲッタリング層１９０はフォトレジスト層２００の上面１９５上にあり、フォトレジスト層２００はウェハ２１０の上面２０５上にある。任意選択で、フォトレジスト層２００の下にありこれと物理的に接触している、ウェハ２１０の上面２０５上にＢＡＲＣを形成することができる。任意選択で、汚染ゲッタリング層１９０の下にありこれと物理的に接触している、フォトレジスト層２００の上面１９５上にＡＲＣを形成することができる。一例において、浸液１８５は水を含む。プレート部１７０を汚染ゲッタリング層１９０に十分接近して配置し、プレート部１７０の下にメニスカス２１５を形成する。ウィンドウ１６０は、フォトレジスト層２００を露光するために選択された光の波長に対して透明でなければならない。
【００４２】
集束鏡１１５、光源１２０、第１集束レンズ１２５、マスク１３０、露光用スリット１３５、第２集束レンズ１４０、最終集束レンズ１４５、液浸ヘッド１５０はすべて、Ｚ方向を定義する軸でもある光学軸２２０の方向に一直線にそろえられている。Ｘ方向は、Ｚ方向に直交し図の面内にある方向として定義される。Ｙ方向は、Ｘ方向とＺ方向の両方に直交する方向として定義される。ウェハ・チャック１５５を制御装置１１０の指令によりＸ方向およびＹ方向に移動させて、フォトレジスト層２００に露光および非露光フォトレジストの領域を形成することができる。ＸＹステージが移動すると、汚染ゲッタリング層１９０の新しい部分が浸液１８５と接触し、汚染ゲッタリング層の既液浸部が浸液との接触から取り除かれる。制御装置１１０の制御によりマスク１３０とスリット１３５をＹ方向に移動させ、マスク１３０上の画像（図示せず）をフォトレジスト層２００上に走査することができる。一例においては、マスク１３０上の画像は印刷すべき画像の１〜１０倍のものであり、１つまたは複数の集積回路チップ画像を含む。
【００４３】
露光が完了したら、浸液１８５をこぼさずにウェハ２１０を制御環境チャンバ１０５から取出す。このために、制御環境チャンバ１０５はまたカバー・プレート２２５も備えている。カバー・プレート２２５は、移動されて最初ウェハ・チャック１５５に当てられ、次いでウェハ・チャックが液浸ヘッド１５０下の所定の位置から移動されると同時に、このウェハ・チャックとともに移動されてよい。カバー・プレートは液浸ヘッド１５０の下でウェハ・チャックに取って代わる。
【００４４】
したがって、本発明は、液浸リソグラフィ・システムにおいてフォトレジスト層と浸液の間の相互作用を阻止し、浸液の汚染物質が製造中の集積回路を汚染することを防止または低下させる。
【００４５】
本発明を理解してもらうために、本発明の実施形態を上述した。本発明は本明細書記載の具体的な実施形態に限定されるものではなく、当業者に明らかなように本発明の範囲を逸脱することなく種々の修正、再構成および置換が可能であることが理解されよう。したがって、頭記の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲に入るような修正および変更を対象として含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるプロセス・ステップの流れ図である。
【図２】本発明による単一上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図３】本発明による単一上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図４】本発明による単一上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図５】本発明による二重上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図６】本発明による二重上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図７】本発明による二重上塗り層を用いた半導体製造プロセスを示す横断面図である。
【図８】本発明による汚染ゲッタリング層を有する半導体ウェハの加工に使用することができる典型的な液浸フォトリソグラフィ・システムの図である。
【符号の説明】
【００４７】
１０  ステップ
１２  ステップ
１４  ステップ
１６  ステップ
１８  ステップ
２０  ステップ
２２  ステップ
２４  ステップ
３０  基板
３５  基板の上面
４０  任意選択のＢＡＲＣ
４５  ＢＡＲＣの上面
５０  フォトレジスト層
５５  フォトレジスト層の上面
６０  汚染ゲッタリング上塗り層
６０Ａ  汚染ゲッタリング上塗り層
６１  下部封止上塗り層
６２  上部汚染ゲッタリング上塗り層
７０  浸液
７５  汚染ゲッタリング上塗り層の上面
８０  フォトマスク
８５  透明領域
９０  不透明領域
９５Ａ  非露光領域
９５Ｂ  露光領域
１００  液浸リソグラフィ・システム
１０５  制御環境チャンバ
１１０  制御装置
１１５  集束鏡
１２０  光源
１２５  第１集束レンズ（または一組のレンズ）
１３０  マスク
１３５  露光用スリット
１４０  第２集束レンズ（または一組のレンズ）
１４５  最終集束レンズ
１５０  液浸ヘッド
１５５  ウェハ・チャック
１６０  透明ウィンドウ
１６５  中央チャンバ部
１７０  周囲プレート部
１７５Ａ  浸液入口
１７５Ｂ  浸液出口
１８５  浸液
１９０  汚染ゲッタリング層
１９５  フォトレジスト層の上面
２００  フォトレジスト層
２０５  ウェハの上面
２１０  ウェハ
２１５  メニスカス
２２０  光学軸
２２５  カバー・プレート
【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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