(57)【要約】マイクロエレクトロニクス構造体の形成方法が示される。その方法は、コントロールされたアンダーカット形成プロセスを使用したＴ字状構造体の形成、およびＴ字状構造体のアンダーカットエリア内への選択的エッチング可能な組成物の堆積を含む。次に、Ｔ字状構造体が取り除かれ、Ｔ字状構造体のアンダーカットエリアの幅、および必要に応じて高さに一致する極めて小型のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じる。これらの方法は、パターン形成に使用される光の波長に関係なく、極めて小さいフィーチャサイズを有する構造体を作製するための従来の他のパターン形成方法と組み合わせられることが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有する基板、前記基板の表面に隣接した選択可能な中間層、前記基板の表面または前記選択可能な中間層が存在する場合にはその中間層に隣接したアンダーカット可能な層、および前記アンダーカット可能な層に隣接したイメージング層を有するウェハスタックを用意し、
パターンを生じるように前記イメージング層をパターン形成し、
前記パターンを前記アンダーカット可能な層に転写し、その転写は、前記基板の表面上または前記基板の表面上にある中間層の上に第１の複数のＴ字状構造体を生じ、
選択的エッチング可能な組成物を第１のセットのアンダーカットエリアに充填し、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層の上に第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じるように、前記複数のＴ字状構造体を取り除くマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法であって、
前記複数のＴ字状構造体は、それぞれ、
前記基板の表面に対して略垂直な対向する複数の垂直側壁によって接合された上側部分および下側部分を有する直立したレッグであって、前記下側部分は、前記基板の表面または前記中間層に接触するレッグと、
前記上側部分に隣接し、前記複数の垂直側壁に対して略垂直である略水平なセクションであって、前記略水平なセクションは、対向する複数の端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、前記複数の垂直側壁のそれぞれおよび前記下側表面は、協同で前記第１のセットのアンダーカットエリアを定義する略水平なセクションと、を有するマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項２】
前記パターン形成では、
前記イメージング層の露光部分を生じるように前記イメージング層を露光させ、
前記露光部分を取り除くために露光後に前記イメージング層を現像液と接触させる請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項３】
前記アンダーカット可能な層は、現像液可溶性であり、前記接触は、前記Ｔ字状構造体を生じるように、前記イメージング層の前記露光部分に隣接した前記アンダーカット可能な層の複数の一部を取り除く請求項２に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項４】
前記アンダーカットエリアは、それぞれ、前記垂直側壁から各端部壁によって定義された平面までの最大距離として定義された約１００ｎｍ未満の幅を有する請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項５】
前記アンダーカットが形成されたフィーチャは、それぞれ、約１ｎｍから約１００ｎｍまでの幅を有する請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項６】
前記アンダーカットが形成されたフィーチャは、それぞれ、約２０ｎｍ未満の幅を有する請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項７】
前記アンダーカットが形成されたフィーチャは、それぞれ、約１ｎｍから約１００ｎｍまでの高さを有する請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項８】
前記充填では、
前記スタックに対して前記選択的エッチング可能な組成物を塗布し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記アンダーカットエリアに流れ込み、前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層をコーティングし、前記直立したレッグは、高さを有し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記Ｔ字状構造体の前記略水平なセクションの前記下側表面に接触するように、実質的に前記高さ以上の平均的厚さで塗布され、
前記選択的エッチング可能な組成物をエッチングし、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記アンダーカットエリア以外の前記基板の表面から実質的に取り除かれる請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項９】
前記アンダーカット可能な層は、溶媒システムの中で分散されたかまたは溶解された化合物を含む組成物から形成され、前記化合物は、ポリアミド酸、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、ポリエステル、およびそれらの混合物のポリマーおよびオリゴマーから成る群から選択される請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１０】
前記選択的エッチング可能な組成物は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、およびそれらの組み合わせを含み、溶媒システムの中で分散されるかまたは溶解される請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１１】
さらに、前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層に隣接した第２のアンダーカット可能な層を、実質的に前記第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャの前記高さ以上の平均的厚さで形成し、
前記第２のアンダーカット可能な層および第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャの上に前記第２のイメージング層を形成し、
第２のパターンを生じるように前記第２のイメージング層をパターン形成し、
前記第２のパターンを前記第２のアンダーカット可能な層に転写し、その転写は、前記基板の表面上または前記基板の表面上にある中間層の上に第２の複数のＴ字状構造体を生じるマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法であって、
前記第２の複数のＴ字状構造体のそれぞれは、
前記基板の表面に対して略垂直な対向する複数の垂直側壁によって接合された上側部分および下側部分を有する直立したレッグであって、コアは、前記第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャに対応し、前記下側部分は、前記基板の表面または前記中間層に接触するレッグと、
前記上側部分に隣接し、前記複数の垂直側壁に対して略垂直である略水平なセクションであって、前記略水平なセクションは、対向する複数の端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、前記複数の垂直側壁のそれぞれおよび前記下側表面は、協同で第２のセットのアンダーカットエリアを定義する略水平なセクションと、を有する請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１２】
さらに、選択的エッチング可能な組成物を前記第２のセットのアンダーカットエリアに充填し、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層の上に前記第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャおよび第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じるように、前記第２の複数のＴ字状構造体のそれぞれにある前記複数の垂直側壁および略水平なセクションを取り除く請求項１１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１３】
前記第２のセットのアンダーカットエリアの前記充填では、
前記スタックに対して前記選択的エッチング可能な組成物を塗布し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記第２のセットのアンダーカットエリアに流れ込み、前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層をコーティングし、前記直立したレッグは、高さを有し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記第２の複数のＴ字状構造体の前記略水平なセクションの前記下側表面に接触するように、実質的に前記高さ以上の平均的厚さで塗布され、
前記選択的エッチング可能な組成物をエッチングし、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記第２のセットのアンダーカットエリア以外の前記基板の表面から実質的に取り除かれる請求項１２に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１４】
前記スタックは、さらに、前記イメージング層と前記アンダーカット可能な層との間の中間層を有し、前記中間層は、反射防止膜、下塗層、エッチマスク層、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される請求項１に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１５】
表面を有する基板、前記基板の表面に隣接した選択可能な中間層、および前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層の中および／または上に形成された第１のパターンを有するスタックであって、前記第１のパターンは、前記基板の表面または前記中間層の上に形成された複数の初期フィーチャを有し、前記基板の表面または前記中間層の上に形成された前記複数の初期フィーチャは、各々高さを有するスタックを用意し、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層に隣接したアンダーカット可能な層を、実質的に前記初期フィーチャの前記高さ以上の平均的厚さで形成し、
前記アンダーカット可能な層および初期フィーチャの上にイメージング層を形成し、
第２のパターンを生じるように前記イメージング層をパターン形成し、
前記第２のパターンを前記アンダーカット可能な層に転写し、その転写は、前記基板の表面上または前記基板の表面上にある中間層の上に複数のＴ字状構造体を生じるマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法であって、
前記複数のＴ字状構造体のそれぞれは、
前記基板の表面に対して略垂直な対向する複数の垂直側壁によって接合された上側部分および下側部分を有する直立したレッグであって、コアは、前記初期フィーチャに対応し、前記下側部分は、前記基板の表面または前記中間層に接触するレッグと、
前記上側部分に隣接し、前記複数の垂直側壁に対して略垂直である略水平なセクションであって、前記略水平なセクションは、対向する複数の端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、前記複数の垂直側壁のそれぞれおよび前記下側表面は、協同で１セットのアンダーカットエリアを定義する略水平なセクションと、を有するマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１６】
さらに、選択的エッチング可能な組成物を前記１セットのアンダーカットエリアに充填し、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層の上に前記複数の初期フィーチャおよび複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じるように、前記第２の複数のＴ字状構造体のそれぞれにある前記複数の垂直側壁および略水平なセクションを取り除く請求項１５に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１７】
前記充填では、
前記スタックに対して前記選択的エッチング可能な組成物を塗布し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記セットのアンダーカットエリアに流れ込み、前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層をコーティングし、前記直立したレッグは、高さを有し、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記複数のＴ字状構造体の前記略水平なセクションの前記下側表面に接触するように、実質的に前記高さ以上の平均的厚さで塗布され、
前記選択的エッチング可能な組成物をエッチングし、前記選択的エッチング可能な組成物は、前記セットのアンダーカットエリア以外の前記基板の表面から実質的に取り除かれる請求項１６に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１８】
さらに、前記アンダーカット可能な層と前記イメージング層との間に中間層を形成し、前記中間層は、反射防止膜、下塗層、エッチマスク層、およびそれらの組み合わせから成る群から選択される請求項１５に記載のマイクロエレクトロニクス構造体の形成方法。
【請求項１９】
表面および前記表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板と、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層に隣接した複数のアンダーカットが形成されたフィーチャと、を有し、
前記アンダーカットが形成されたフィーチャは、約２０ｎｍ未満の幅を有し、選択的エッチング可能な組成物を含み、前記選択的エッチング可能な組成物は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、またはそれらの組み合わせを含むマイクロエレクトロニクス構造体。
【請求項２０】
表面および前記表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板と、
前記基板の表面または前記中間層が存在する場合にはその中間層の上にある複数のＴ字状構造体と、
第１のセットのアンダーカットエリアを満たし、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、またはそれらの組み合わせを含む選択的エッチング可能な組成物と、を有し、
前記複数のＴ字状構造体は、それぞれ、
前記基板の表面に対して略垂直な対向する複数の垂直側壁によって接合された上側部分および下側部分を有する直立したレッグであって、前記下側部分は、前記基板の表面または前記中間層に接触するレッグと、
前記上側部分に隣接し、前記複数の垂直側壁に対して略垂直である略水平なセクションであって、前記略水平なセクションは、対向する複数の端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、前記複数の垂直側壁のそれぞれおよび前記下側表面は、協同で前記第１のセットのアンダーカットエリアを定義する略水平なセクションと、を有するマイクロエレクトロニクス構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互参照
本願は、高度なパターン形成に必要な小型フィーチャのパターン形成プロセスという名称で２０１０年１２月２７日に出願され、出願番号が第６１／４２７，４０７号であり、参照によってその全内容が本書に組み込まれた米国特許仮出願に対する優先権の利益を請求する。
【０００２】
本発明の背景
本発明の分野
本発明は、支えなしで立っているＴ字状テンプレート構造体を使用して、小型フィーチャ（≦２０ｎｍ）を有するマイクロエレクトロニクス構造体を形成することができるプロセスに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連する従来技術の説明
デバイス性能の効率向上の要求を満たすためにフィーチャが小型化しているので、材料およびプロセスの改良が必要となっている。数十年間にわたる改良の最も一般的な形態は、レーリーの基準に従って分解能を改良するために、パターン形成に使用される放射線の波長を短縮するもの（例えば、４３６ｎｍのｇ線、３６５ｎｍのｉ線、２４８ｎｍのＫｒＦ、および１９３ｍｎのＡｒＦ）であった。いくつかの場合では、より小型のフィーチャをプリントすることが可能であるが、これらのフィーチャのピッチは、コントラスト制限のために大きい。波長短縮の次のステップは、１３．５ｎｍの極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィであり、光のＸ線領域に進化するために、コストを含む多数の問題を引き起こす。
【０００４】
フィーチャサイズの縮小のために、多重パターン形成プロセスが提案された。多重パターン形成技術は、通常、リソグラフィおよびエッチングプロセスを繰り返す形態を採る。例えば、その形態は、通常、２重パターン形成用のリソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチングプロセス、および３重パターン形成用のリソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−エッチングプロセスである。しかしながら、２重パターン形成は、積層および位置合わせという、この技術が高密度ライン（ライン：スペース＝１：１）の作製に使用されるのを妨げる重大な問題を有する。３重パターン形成は、位置合わせを必要とするリソグラフィステップを２つ含むので、この問題を悪化させる。
【０００５】
積層の問題に対処するために、ＣＶＤでの下層形成−リソグラフィ−エッチング−ＣＶＤでのコンフォーマル膜（共形膜）形成−エッチングを含み、第２のリソグラフィステップを削除するＣＶＤでのスペース形成プロセスが開発された。この技術は、３２ｎｍおよび２８ｎｍを備えた高密度ラインの量産での使用が功を奏し、ＣＶＤでの下層形成−リソグラフィ−エッチング−ＣＶＤでのコンフォーマル膜形成−エッチング−ＣＶＤでのコンフォーマル膜形成−エッチングによる３重パターン形成まで拡張された。しかしながら、この手順は、結果として、高コストだけでなく各ステップのプロセス誤差の累積による多くの技術的課題を招く、多数のＣＶＤおよびエッチングステップを含む。
【０００６】
スペース形成プロセスのコストおよび技術的困難さに対処するために、ステップ数を減らすいくつかの修正された方法が提案された。例えば、フォトレジストパターンをコンフォーマル膜用のテンプレートとして直接使用して、最初のＣＶＤステップを削除して下層を準備すると共に、リソグラフィ後のエッチングを使用して、テンプレートを準備することが可能である。コンフォーマルコーティング（共形コーティング）は、ＣＶＤプロセスによってフォトレジストテンプレート上に塗布されることが可能である。しかしながら、ＣＶＤプロセスが常に高温で実行され、フォトレジストパターンを破損することがあるので、このプロセスの実現可能性は、まだ疑問である。ＣＶＤプロセスの困難さの問題に対処するために、低温でのスピンオンプロセスが開発され、リソグラフィ−エッチング−リソグラフィ−スピンオンコンフォーマル膜形成−エッチングのような３重パターン形成に拡張されることが可能である。しかしながら、この３重パターン形成プロセスは、２つのリソグラフィステップを有し、まだ積層の問題を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、現在のＡｒＦリソグラフィ技術を使用して、通常、単にＥＵＶ光源を使用してパターン形成することが可能なフィーチャを作製する技術の技術的ニーズがある。これは、ＥＵＶツール用の設備投資を削除し、製造メーカの途方もない金額を節約し、既存のロジスティクスおよび材料を使用してより多くの金銭および資源を節約するという特徴を有するであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の概要
本発明は、マイクロエレクトロニクス構造体の形成方法およびその結果として得られる構造体に広く関する。
【０００９】
マイクロエレクトロニクス構造体の形成方法が示される。その方法は、ウェハスタックを用意することを含み、そのスタックは、表面を有する基板、基板の表面に隣接した選択可能な中間層、基板の表面、または選択可能な中間層が存在する場合にはその中間層に隣接したアンダーカット可能な層、およびアンダーカット可能な層に隣接したイメージング層を有する。イメージング層がパターン形成され、パターンを生じる。アンダーカット可能な層にパターンが転写され、基板の表面、または基板の表面上の中間層の上にある第１の複数のＴ字状構造体を生じる。Ｔ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直でありかつ対向する端部壁によって接合された上側表面と下側表面を有する略水平なセクションをそれぞれ有する。垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第１のセットのアンダーカットエリアを定義する。第１のセットのアンダーカットエリアは、選択的エッチング可能な組成物で満たされる。Ｔ字状構造体が取り除かれ、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上にある第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じる。
【００１０】
さらに、マイクロエレクトロニクス構造体のさらなる形成方法が示される。その方法は、スタックを用意することを含み、そのスタックは、表面を有する基板、基板の表面に隣接した選択可能な中間層、および基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の中および／または上に形成された第１のパターンを有する。第１のパターンは、基板の表面または中間層の上に形成された複数の初期フィーチャを有し、基板の表面または中間層の上に形成された初期フィーチャは、それぞれの高さをそれぞれ有する。アンダーカット可能な層は、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層に隣接する位置に、実質的に初期フィーチャの高さ以上の平均的厚さで形成される。イメージング層は、アンダーカット可能な層および初期フィーチャ上に形成され、パターン形成され、第２のパターンを生じる。アンダーカット可能な層に第２のパターンが転写され、基板の表面、または基板の表面上の中間層の上にある複数のＴ字状構造体を生じる。Ｔ字状構造体のそれぞれは、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分、および初期フィーチャに対応するコアを有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションを有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で１セットのアンダーカットエリアを定義する。
【００１１】
本発明は、マイクロエレクトロニクス構造体のさらなる形成方法を示す。その方法は、プレカーソル構造体を用意することを含み、その構造体は、表面および基板の表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板、ならびに基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上にある第１の複数のＴ字状構造体を有する。第１の複数のＴ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第１のセットのアンダーカットエリアを定義する。第１のセットのアンダーカットエリアは、第１の選択的エッチング可能な組成物で満たされ、第２の複数のＴ字状構造体は、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層に隣接する位置に形成される。第２の複数のＴ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第２のセットのアンダーカットエリアを定義する。第２のセットのアンダーカットエリアは、第２の選択的エッチング可能な組成物で満たされる。第１と第２の複数のＴ字状構造体が取り除かれ、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上に第１と第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じる。第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャは、第１の選択的エッチング可能な組成物に対応し、第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャは、第２の選択的エッチング可能な組成物に対応する。
【００１２】
マイクロエレクトロニクス構造体のさらなる形成方法が示される。その方法は、プレカーソル構造体を用意することを含み、その構造体は、表面および基板の表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板、ならびに基板の表面、または基板の表面上の中間層の上にある第１の複数のＴ字状構造体を有する。Ｔ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第１のセットのアンダーカットエリアを定義する。第１の選択的エッチング可能な組成物は、プレカーソル構造体に塗布され、選択的エッチング可能な組成物は、第１のセットのアンダーカットエリアに流れ込み、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層をコーティングする。選択的エッチング可能な組成物は、第１の複数のＴ字状構造体の略水平なセクションの下側表面に接触するように、実質的に第１の複数のＴ字状構造体の直立したレッグの高さ以上平均的厚さで塗布される。第２の複数のＴ字状構造体は、第１の選択的エッチング可能な組成物上に形成される。第２の複数のＴ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第２のセットのアンダーカットエリアを定義する。第２のセットのアンダーカットエリアは、第２の選択的エッチング可能な組成物で満たされ、第１と第２の複数のＴ字状構造体が取り除かれ、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上にある第１と第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを生じる。第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャは、第１の選択的エッチング可能な組成物に対応し、第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャは、第２の選択的エッチング可能な組成物に対応する。
【００１３】
本発明は、マイクロエレクトロニクス構造体のさらなる形成方法を示す。その方法は、プレカーソル構造体を用意することを含み、その構造体は、表面および基板の表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板、ならびに基板の表面、または基板の表面上の中間層の上にある複数のＴ字状構造体を有する。Ｔ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第１のセットのアンダーカットエリアを定義する。第１のセットのアンダーカットエリアは、第１の選択的エッチング可能な組成物で満たされる。第１のコンフォーマル層（共形層）は、Ｔ字状構造体および基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層に隣接する位置に形成される。第２のコンフォーマル層は、第１のコンフォーマル層に隣接する位置に形成され、Ｔ字状構造体および第１と第２のコンフォーマル層の一部が取り除かれ、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上に、複数のアンダーカットが形成されたフィーチャおよび複数のコンフォーマルに（共形に）形成されたフィーチャを生じる。
【００１４】
さらに、マイクロエレクトロニクス構造体のさらなる形成方法が示される。その方法は、プレカーソル構造体を用意することを含み、その構造体は、表面および基板の表面に隣接した選択可能な中間層を有する基板、基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層に隣接した第１のエッチ転写層、第１のエッチ転写層に隣接した第１のハードマスク、ならびに第１のパターンを定義するハードマスクに隣接した第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを有する。第１のパターンは、第１のハードマスクに転写され、第１のパターン形成されたハードマスクを生じる。プレカーソル構造体上に、パターン形成されたハードマスクを覆うようにコーティングする第２のエッチ転写層が形成される。第２のハードマスク層は、第２のエッチ転写層に隣接する位置に形成される。第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャは、第２のハードマスク層に隣接する位置に作成され、第２のパターンを生じる。第２のハードマスク層に第２のパターンが転写され、第２のパターン形成されたハードマスクを生じ、第１と第２のパターン形成されたハードマスクをエッチングストップとして使用して、第１と第２のパターンが第１と第２のエッチ転写層にエッチングされる。
【００１５】
さらに、マイクロエレクトロニクス構造体が示される。構造体は、表面を有する基板、表面に隣接した選択可能な中間層、および基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層に隣接した複数のアンダーカットが形成されたフィーチャを有する。アンダーカットが形成されたフィーチャは、約２０ｎｍ未満の幅を有し、選択的エッチング可能な組成物を含む。選択的エッチング可能な組成物は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、あるいはそれらの組み合わせを含む。
【００１６】
さらに、さらなるマイクロエレクトロニクス構造体が示される。構造体は、表面を有する基板、表面に隣接した選択可能な中間層、および基板の表面、または中間層が存在する場合にはその中間層の上にある複数のＴ字状構造体を有する。Ｔ字状構造体は、基板の表面に対して略垂直な対向する垂直側壁によって接合された上側部分および基板の表面または中間層に接触する下側部分を有する直立したレッグ、ならびに上側部分に隣接しかつ垂直側壁に対して略垂直な略水平なセクションをそれぞれ有する。略水平なセクションは、対向する端部壁によって接合された上側表面および下側表面を有し、垂直側壁のそれぞれおよび下側表面は、共同で第１のセットのアンダーカットエリアを定義し、選択的エッチング可能な組成物は、アンダーカットエリアを満たす。選択的エッチング可能な組成物は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、あるいはそれらの組み合わせを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
図面の簡単な説明
【図１】図１（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の一実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図２】図２（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明のさらなる実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図３】図３（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の代替実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｇ）は、本発明のさらなる実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の別の一実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の代替実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明のさらなる実施形態に従って、マイクロエレクトロニクス構造体を形成するプロセスの模式的断面を示す。
【図８】図８は、実施例１で形成されたＴ字状構造体の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図９】図９は、実施例１で形成されたＴ字状構造体の拡大ＳＥＭ写真である。
【図１０】図１０は、実施例２で形成され、アンダーカットが充填されたＴ字状構造体のＳＥＭ写真である。
【図１１】図１１は、実施例２で形成され、アンダーカットが充填されたＴ字状構造体の拡大ＳＥＭ写真である。
【図１２】図１２は、余剰分の選択的エッチング材料をエッチング除去した後に実施例２で形成され、アンダーカットが充填されたＴ字状構造体のＳＥＭ写真である。
【図１３】図１３は、余剰分の選択的エッチング材料をエッチング除去した後に実施例２で形成され、アンダーカットが充填されたＴ字状構造体の拡大ＳＥＭ写真である。
【図１４】図１４は、実施例２で形成された１５０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図１５】図１５は、実施例２で形成された１５０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャの拡大ＳＥＭ写真である。
【図１６】図１６は、実施例２で形成された１６０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図１７】図１７は、実施例２で形成された１６０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャの拡大ＳＥＭ写真である。
【図１８】図１８は、実施例２で形成された１８０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図１９】図１９は、実施例２で形成された１８０ｎｍのＴ字状構造体からアンダーカットが形成されたフィーチャの拡大ＳＥＭ写真である。
【図２０】図２０は、実施例３で形成されたＴ字状構造体のＳＥＭ写真である。
【図２１】図２１は、実施例４から選択的エッチング材料でコーティングされたＴ字状構造体のＳＥＭ写真である。
【図２２】図２２は、実施例４からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図２３】図２３は、実施例４から追加のアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図２４】図２４は、実施例５からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真である。
【図２５】図２５は、フィーチャの測定されたライン幅を示す、実施例からアンダーカットが形成されたフィーチャのＳＥＭ写真断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
詳細な説明
本発明の方法
本発明の方法の一形態では、図１（Ａ）に示されているように、ウェハスタック１０が用意される。スタック１０は、従来のあらゆるマイクロエレクトロニクス基板であることが可能な基板１２を含む。好ましい基板は、シリコン、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯＮ、アルミニウム、タングステン、タングステンケイ化物、ガリウムヒ化物、ゲルマニウム、タンタル、タンタル窒化物、サンゴ、石炭、リンまたはボロンドープグラス、Ｔｉ３Ｎ４、ハフニウム、ＨｆＯ２、ルテニウム、インジウムリン化物、および前述のものの混合物から成る群から選択されたものを含む。基板は、平面的であるかまたは空間配置のフィーチャ（例えば、ビアホール、トレンチ、コンタクトホール、隆起フィーチャ、ラインなど）（図示せず）を含むことが可能な表面１２ａを有する。本書で使用される「空間配置」は、基板の表面（または基板の表面上に存在するかもしれない中間層）の中または上にある構造の高さまたは深さを指す。
【００１９】
アンダーカットの可能な組成物は、アンダーカット可能な層１４を形成するために、基板１２に塗布される。いつくかの実施形態では、アンダーカット可能な層１４は、基板の表面１２ａに直接隣接する位置に形成される（即ち、アンダーカット可能な層１４と基板１２との間に中間層を形成せずに）。他の実施形態では、中間層は、アンダーカット可能な層１４と基板１２（図示せず）との間に存在する。アンダーカット可能な層１４としての使用に適した組成物は、より詳細に以下に説明される。組成物は、あらゆる公知の塗布方法によって塗布されることが可能であり、１つの好ましい方法は、約５００ｒｐｍから約５，０００ｒｐｍまで（好ましくは約１，０００ｒｐｍから約３，０００ｒｐｍまで）の速度で、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約３０秒から約６０秒まで）の間、組成物をスピンコートするものである。組成物が塗布された後、組成物は、好ましくは約１６０℃から約２００℃まで、より好ましくは約１７０℃から約１９０℃までの温度で、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約４５秒から約６０秒まで）の間、加熱される。アンダーカット可能な層１４の形成に使用される組成物に応じて、さらに、ベーキングが層１４を硬化させるための架橋形成反応を開始させることが可能である。次に、ベーキングプロセスは、約１０℃から約２５℃まで（好ましくは約１９℃から約２３℃まで）の温度で、約１０秒から約９０秒までの間、冷却プレートを使用して急冷されることが可能である。以下に記載される層の形成に使用されるベーキングステップのそれぞれでは、冷却プレート（１９℃〜２３℃）を使用して、スタックの後続プロセスの実行を継続する前に、ベーキングプロセスを急冷することが可能であることが、当業者によって認識されるであろう。
【００２０】
アンダーカット可能な層１４の平均的厚さ（ベーキング後に決定された）は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまでである。基板の表面１２ａが空間配置を含む場合には、アンダーカット可能な層１４は、実質的に基板の空間配置を覆い、かつ空間配置を覆う上述の平均的厚さを達成するのに十分な厚さで塗布されるのが好ましい。アンダーカット可能な層１４（より詳細に下に（以下）議論された）の形成に使用される組成物に応じて、乾燥されたかまたは架橋形成されたアンダーカット可能な層１４は、使用波長（例えば、最も好ましい１９３ｎｍおよび２４８ｎｍを含めて、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１３．５ｎｍ）で約０．１から約２．５まで、より好ましくは約１から約２まで、より一層好ましくは約１．６から約１．８までの屈折率（ｎ値）を有することが可能である。さらに、乾燥されたかまたは架橋形成されたアンダーカット可能な層１４は、使用波長（例えば、最も好ましい１９３ｎｍおよび２４８ｎｍを含めて、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、または１３．５ｎｍ）で約０から約１まで、より好ましくは約０．３から約０．６まで、より一層好ましくは約０．４から約０．５までの吸光係数（ｋ値）を有することが可能である。
【００２１】
いくつかの実施形態での乾燥されたかまたは架橋形成されたアンダーカット可能な層１４は、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、乳酸エチル（ＥＬ）、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＰｎＰ）、ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、酢酸ｎ−ブチル、メチルイソブチルカルビノール（ＭＩＢＣ）、およびそれらの混合物のような、多層のスタックでの後続層の形成に使用される通常の有機溶媒に実質的に不溶性であろう。従って、剥離テストを受けると、アンダーカット可能な層１４は、約５％未満、好ましくは約１％未満、より好ましくは約０％の剥離率を有するであろう。剥離テストは、まず、層の異なる５つの位置での測定の平均値をとることによって、厚さを決定することを必要とする。これが、平均膜厚の初期値である。次に、膜は、約３０秒間、溶剤（例えば、乳酸エチル）で洗浄された後、溶剤を取り除くために、約５００ｒｐｍ〜３，０００ｒｐｍで約２０秒〜６０秒の間、スピン乾燥される。偏光解析法を使用して、ウェハ上のその５ポイントで厚さが再測定され、これらの測定の平均値が決定される。これが、平均膜厚の最終値である。
【００２２】
剥離量は、平均膜厚の初期値と最終値との間の差異である。剥離率は、以下の通りである。
【００２３】
【数１】
2014507795.tif 000003
【００２４】
いくつかの実施形態でのアンダーカット可能な層１４は、通常、有機溶媒に不溶性であるが、従来の水溶性現像液（例えば、フォトレジスト現像液）に可溶性であるかまたは可溶性にすることができる。特に好ましい現像液は、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム、およびそれらの混合物から成る群から選択される。いくつかの実施形態では、アンダーカット可能な層１４は、感光性であり、かつ放射線（例えば、光）を照射した時だけ現像液に可溶性になる。例えば、硬化されたアンダーカット可能な層１４が使用される場合も同様に、層１４は、層１４を架橋除去するための放射線を照射されるまで、通常の現像液に不溶性である。他の実施形態では、アンダーカット可能な層１４は、感光性ではない（例えば、約１Ｊ／ｃｍ２照射される場合には、層の中にパターンを定義することができない）。即ち、アンダーカット可能な層１４は、放射線（例えば、光）の照射中に物理的にも化学的にも全く変化しない。従って、現像液に可溶性にするために、アンダーカット可能な層１４に放射線を照射する必要はない。従って、いくつかの実施形態では、ドライエッチング（例えば、反応性イオンエッチング）をせずにプロセス実行中にアンダーカット可能な層１４を取り除くことが可能であるという特徴を有し、いくつかの実施形態では、ドライエッチングをせずに本発明（より詳細に以下に説明される）のＴ字状構造体を形成するのが好ましい。他の実施形態では、ドライエッチングに適した組成物を使用して、アンダーカット可能な層１４を形成することが可能である。
【００２５】
次に、アンダーカット可能な層１４に隣接する位置にイメージング層１６が形成される。適切なイメージング組成物は、市販のフォトレジスト（例えば、ＴＯＫ社、川崎市、神奈川（日本）からのＴＡｒＦ  Ｐｉ６−００１、ＪＳＲマイクロ社、サニーヴェール、（ＣＡ）からのＡＲＸ３００１、ＡＲＸ３３４０Ｊ、ＡＭ２０７３Ｊ、およびＫ１−ＦＭ５９２Ｙ、信越社、東京（日本）からのＳＡＩＬ−Ｘ−１８１）のようなあらゆる感光性組成物、または感光性反射防止組成物を含む。結果として得られるスタック１０は、図１（Ａ）に示されている。イメージング層１６は、あらゆる公知の塗布方法によって形成されることが可能であり、１つの好ましい方法は、約５００ｒｐｍから約５，０００ｒｐｍまで（好ましくは約１，０００ｒｐｍから約２，０００ｒｐｍまで）の速度で、約３０秒から約１２０秒まで（好ましくは約４５秒から約６０秒まで）の間、スピンコートする方法である。次に、イメージング層１６は、少なくとも約９０℃、好ましくは約９０℃から約１３０℃までの温度で、約３０秒から約１２０秒まで（好ましくは４５秒から約６０秒まで）の間、塗布後ベーキング（「ＰＡＢ」）される。イメージング層１６の厚さ（ベーキング後）は、好ましくは約１ｎｍから約５００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約３００ｎｍまで、より一層好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍまでである。
【００２６】
次に、図１（Ａ）に示されているように、イメージング層１６は、適切な波長（例えば、１３．５ｎｍ（ＥＵＶ）、１９３ｎｍ、２４８ｎｍ、または３６５ｎｍ）の露光によってパターン形成されることが可能である。さらに具体的に言うと、イメージング層１６は、イメージング層１６の上方に配置されたマスク１８を使用して露出される。マスク１８は、放射線（ｈｖ）がマスク１８を通り抜けてイメージング層１６に接触することができるように設計された開放エリア１８ａを有する。マスク１８の残りの連続部分１８ｂは、放射線が特定のエリアのイメージング層１６に接触するのを防ぐように設計されている。当業者は、イメージング層１６、および究極的には基板１２に形成されるべき所望のパターンに基づいて、開放エリア１８ａおよび連続部分１８ｂの配置が設計されていることを直ぐに理解するであろう。露出後、イメージング層１６は、好ましくは約８０℃から約１３０℃まで、より好ましくは約１００℃から約１２０℃までの温度で、約４５秒から約９０秒までの間、露出後ベーキング（「ＰＥＢ」）される。
【００２７】
次に、イメージング層１６が現像され、結果として得られたパターンがアンダーカット可能な層１４に転写され、パターン形成されたスタック１０’を生じる。さらに具体的に言うと、露出時に放射線を照射されたイメージング層１６の一部は、水溶性現像液に可溶性になる。次に、図１（Ｂ）に示されているように、上述のプロセスによって可溶性になったイメージング層１６の露出部分は、露出部分を取り除くために水溶性現像液に接触し、イメージング層１６に所望のパターン２０を形成する。次に、イメージング層１６の露出部分に隣接したアンダーカット可能な層１４の一部が取り除かれる。一実施形態では、アンダーカット可能な層１４は、溶剤または水溶性現像液を使用して取り除かれることが可能である（例えば、現像液を使用してイメージング層１６の露出部分を取り除く）。別の一実施形態では、アンダーカット可能な層１４は、ドライエッチングプロセスおよびマスクとしてのイメージング層１６を使用して取り除かれることが可能である。例えば、適切なエッチングガス（アンダーカット可能な層１４の化学的性質に応じて）を使用するＲＩＥを使用して、アンダーカット可能な層１４にパターンを転写することが可能である。実施形態にかかわらず、パターン転写プロセスでは、イメージング層１６の非露光部分の真下にあるアンダーカット可能な層１４の側面をエッチングする。層の形成に使用される組成物に応じて変化するであろうが、いくつかの実施形態でのアンダーカット可能な層１４は、好ましくは約０．１ｎｍ／秒から約１０ｎｍ／秒まで、より好ましくは約１ｎｍ／秒から約５ｎｍ／秒まで、より一層好ましくは約２ｎｍ／秒から約４ｎｍ／秒までのエッチング速度または現像速度を有するであろう。
【００２８】
アンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６は、同じエッチング速度または現像速度を有しても良いし、異なるエッチング速度または現像速度を有しても良い。エッチング速度または現像速度が同じである場合には、アンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６は、実質的に同時にエッチングまたは現像され、全くアンダーカットせずに垂直側壁を有する構造体を生じるであろう。次に、適切な溶剤、現像液、またはドライエッチングプロセスを使用して、イメージング層１６の非露出部分の端部の下方にあるアンダーカット可能な層１４の一部を取り除くことが可能である。アンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６は、異なるエッチング速度または現像速度を有しても良い。この形態では、アンダーカット可能な層１４は、アンダーカットエリアがエッチングまたは現像の単一ステップで形成されるように、イメージング層１６よりも高い速度でエッチングまたは現像するのが好ましい。アンダーカット可能な層１４の形成に使用される組成物に応じて、ウェットまたはドライエッチング時間の増加につれて、側面のエッチング量の増加が可能であることが認識されるであろう。架橋性のアンダーカット可能な層１４を使用した実施形態では、パターン転写中の層の現像速度がより速くなるように架橋形成温度を低下させることによって、側面のエッチング量を変化させることが可能である。感光性のアンダーカット可能な層１４について、ＰＥＢの温度または時間を変更して、層の中の酸拡散速度を変化させることが可能である。当業者は、本開示および従来技術の知識に基づいて、露出および／または現像プロセスに対してなされるかもしれない追加修正がアンダーカット可能な層１４の側面のエッチングの程度に影響を与えることを直ぐに認識するであろう。
【００２９】
現像液との接触またはドライエッチング後に、支えなしで立っているＴ字状構造体２２は、基板１２の表面１２ａ、または表面１２ａに含まれるあらゆる中間層の上に残留する。Ｔ字状構造体２２は、それぞれ、直立したレッグ２４（第１の材料で形成された）、および略水平なセクション２６（第２の材料で形成された）を有し、それらは共同でアンダーカットエリア２３ａ、２３ｂを定義する。レッグ２４は、ベーキング後に、アンダーカット可能な層１４と化学的に同一であり、対向する垂直側壁３２ａ、３２ｂによって接合された上側部分および下側部分２８、３０を含む。側壁３２ａ、３２ｂは、互いに略平行であり、かつ基板の表面１２ａに対して略垂直であり、下側部分３０は、表面１２ａ、または表面１２ａ上に存在するかもしれないあらゆる中間層に接触する。即ち、垂直側壁３２ａまたは３２ｂ、および基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）によって形成された角度Ａは、約７０°から約１１０°まで、より好ましくは約８０°から約１００°まで、より一層好ましくは約８５°から約９５°までである。
【００３０】
セクション２６は、ベーキング後に、イメージング層１６の非露出部分と化学的に同一であり、それぞれの上側表面および下側表面３４ａ、３４ｂ、および端部壁３６ａ、３６ｂを含む。各セクション２６は、端部壁３６ａ、３６ｂの間で測定された最長距離である長さＬを有する。Ｌは、好ましくは約１０ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約１００ｎｍまで、最も好ましくは約３８ｎｍから約４５ｎｍまで変動するであろう。上側表面および下側表面３４ａ、３４ｂは、互いおよび表面１２ａに略平行である一方、端部壁３６ａ、３６ｂは、互いおよび側壁３２ａ、３２ｂに略平行でありかつ表面１２ａに対して略垂直である。セクション２６の下側表面３４ｂは、レッグ２４の上側部分２８に隣接する。直立したレッグ２４は、それぞれ、基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）および下側表面３４ｂの間の最長距離によって定義される高さＨを有する。この高さＨは、上述されたアンダーカット可能な層１４の厚さに略対応し、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。
【００３１】
アンダーカットエリア２３ａは、側壁３２ａ、および端部壁３６ａによって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗａを有する。同様に、アンダーカットエリア２３ｂは、側壁３２ｂ、および端部壁３６ｂによって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗｂを有する。このプロセスは、幅Ｗａ、Ｗｂをコントロールし、エッチングまたは他のプロセス実行中にレッグ２４の高さ全体を全く失わずに相対的に小さくすることができるという特徴を有する。本発明のプロセスは、結果として約１ｎｍから約１００ｎｍまで、好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでのＷａまたはＷｂを得ることが可能である。ＷａまたはＷｂは、好ましくはセクション２６の長さＬの約０．５％から約４９％まで、より好ましくはＬの約１０％から約４０％まで、より一層好ましくはＬの約２０％から約３５％までである。本発明の方法を使用して形成されたフィーチャの中にわずかな変更があっても良く、また、比率の小さい各フィーチャタイプ（例えば、アンダーカットエリア、アンダーカットが形成されたフィーチャ、Ｔ字状構造体など）は、本発明の範囲から逸脱せずに上述のパラメータの範囲外でも良いことが認識されるであろう。従って、本書に記載された各寸法について、各フィーチャタイプのそれぞれのフィーチャの少なくとも約５０％、好ましくは少なくとも約７５％、より好ましくは少なくとも約９０％が、その定義された範囲に適合するであろうことが理解されるであろう。
【００３２】
図１（Ｃ）に示されているように、選択的エッチング可能な組成物３８は、Ｔ字状構造体２２を有するパターン形成されたスタック１０’上に塗布され、その組成物がＴ字状構造体２２の側壁３２ａ、３２ｂおよび必要に応じて下側表面３４ｂに接触するように、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂを満たす。選択的エッチング可能な組成物３８は、あらゆる適切な方法を使用して塗布されることが可能であり、１つの好ましい方法は、約１００ｒｐｍから約５，０００ｒｐｍまで（好ましくは約５００ｒｐｍから約３，０００ｒｐｍまで）の速度で、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約３０秒から約６０秒まで）の間、組成物をスピンコートすることである。組成物が塗布された後、その組成物は、溶剤を蒸発させるために、好ましくは約５０℃から約３００℃まで、より好ましくは約８０℃から約１２０℃までの温度に、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約３０秒から約６０秒まで）の間、加熱される。選択的エッチング可能な組成物３８は、組成物３８がＴ字状構造体２２の側壁３２ａ、３２ｂおよび必要に応じて下側表面３４ｂに接触するように、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂを満たすのに十分な平均的厚さで塗布されるのが好ましい。いくつかの場合には、選択的エッチング可能な組成物３８は、Ｔ字状構造体２２を覆うようにコーティングするであろう。選択的エッチング可能な組成物３８の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。本発明での使用に適した選択的エッチング可能な組成物は、より詳細に以下に説明される。
【００３３】
次に、図１（Ｄ）に示されているように、選択的エッチング可能な組成物３８は、Ｔ字状構造体２２をマスクとして使用して、選択的に取り除かれ、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂの中だけに選択的エッチング可能な組成物３８を残す。ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｏ２、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｃ４Ｈ８、Ａｒ、Ｎ２Ｈ２、Ｈｅ、ＣＨ２Ｆ２、またはそれらの混合物の反応性イオンプラズマを使用して、選択的エッチング可能な組成物３８を選択的に取り除くために、ＲＩＥが使用されるのが好ましい。エッチング時間は、スタック１０で使用される材料に応じて変化するであろうが、その時間は、一般的に、約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約１５秒から約９０秒まで、より一層好ましくは約３０秒から約６０秒まで変動するであろう。
【００３４】
次に、図１（Ｅ）に示されているように、イメージング層１６およびアンダーカット可能な層１４（即ち、略水平なセクション２６および直立したレッグ２４のそれぞれ）は、溶剤、現像液、ドライエッチング、またはそれらの組み合わせを使用して取り除かれる。一実施形態では、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｏ２、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｃ４Ｈ８、Ａｒ、Ｎ２Ｈ２、Ｈ２、ＣＨ２Ｆ２、またはそれらの混合物の反応性イオンプラズマを使用したさらなるドライエッチングステップを用いて取り除くことが可能であり、その場合には、アンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６を取り除くのに使用されるエッチングガスは、上述の選択的エッチング可能な組成物３８を選択的に取り除くのに使用されるエッチングガスとは異なる。さらに、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ＭＩＢＣ、ＰＧＭＥ、ＰＧＭＥＡ、ＥＬ、シクロヘキサノン、ＰｎＰ、ＧＢＬ、２−ヘプタノン、および酢酸ｎ−ブチルのような溶剤、または水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、およびあらゆる適切な無機アルカリ性溶液のような現像液を使用して、アンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６を取り除くことが可能である。溶剤または現像液は、層を溶解させるのに十分な時間（例えば、約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約３０秒から約６０秒まで）、スタックの表面上に溜め置きされた後、洗浄およびスピン乾燥されることが可能である。あるいは、スタックは、層を溶解させるのに十分な時間、溶剤または現像液に浸された後、スピン乾燥されることが可能である。
【００３５】
実施形態にかかわらず、イメージング層１６およびアンダーカット可能な層１４を取り除いた後、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、基板の表面１２ａ、または表面１２ａ上に存在するかもしれない中間層の上に残留する。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに堆積された、乾燥されたかまたは硬化された選択的エッチング可能な組成物３８と化学的に同一である。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂの幅Ｗａ、Ｗｂに実質的に対応する幅ｗをそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０の幅ｗは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約５ｎｍから約３０ｎｍまで、最も好ましくは約１０ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０の高さｈは、直立したレッグ２４の高さＨに実質的に対応するであろう。さらに具体的に言うと、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０の高さｈは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。ｗ：ｈの比率は、好ましくは約１０：１から約１：１０まで、より好ましくは約１：１から約１：５まで、より一層好ましくは約１：１から約１：３までであろう。アンダーカット可能な層１４の厚さを調節することによって、最後のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０の高さｈを調節することが可能である一方、アンダーカットまたはアンダーカット形成に使用されるエッチングプロセスの量を調節することによって、幅ｗをコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。本書に記載されたもののように、パターンのライン幅を調節することによって、または多重パターン形成のアプローチを使用することによって、アンダーカットが形成されたフィーチャのピッチを変更することが可能である。
【００３６】
本発明のさらなる実施形態は、図２に示されている。図２（Ａ）に関して、パターン形成されたスタック１０’が用意される。パターン形成されたスタック１０’は、基板の表面１２ａ、または基板の表面１２ａ上に存在するかもしれない中間層（図示せず）の中および／または上に第１のパターンを形成するために、本書に開示されたパターン形成方法を含むあらゆる適切な方法（例えば、従来のリソグラフィ、現像、およびエッチング）を使用して形成されることが可能である。パターンは、基板の表面１２ａ（または中間層）上に形成された複数の初期フィーチャ４０を含み、各初期フィーチャ４０は、それぞれの幅ｗおよび高さｈを有するであろう。図２（Ｂ）では、パターン形成されたスタック１０’上にアンダーカット可能な層４４が形成された後、上述されるように、イメージング層４６が形成される。アンダーカット可能な層４４の平均的厚さ（ベーキング後）は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。アンダーカット可能な層４４は、初期フィーチャ４０の高さｈと実質的に等しい、またはその高さｈよりもわずかに高い平均的厚さで形成されるのが好ましい（例えば、初期フィーチャの高さｈの±３０％）。イメージング層４６（ベーキング後）は、好ましくは約１ｎｍから約５００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約３００ｎｍまで、最も好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍまで変動する平均的厚さを有するであろう。
【００３７】
次に、図２（Ｂ）に示されているように、層にパターンを転写し、アンダーカット可能な層４４を横方向にエッチングするために、イメージング層４６の上方に配置されたマスク１８を使用して、適切な波長の露光によってイメージング層４６をパターン形成した後、上述されるように、ウェットまたはドライエッチングすることが可能である。このパターン形成プロセスは、初期パターンに位置合わせされるのが好ましく、最後のフィーチャ（以下に説明される）の間の一定ピッチを維持するために、第１のパターンよりも狭い開口部を有するマスクを使用して実行されるのが好ましい。しかしながら、個別の幾何学的必要条件が所望のピッチおよびライン寸法に依存するであろうことが認識されるであろう。パターン転写の後、Ｔ字状構造体５２は、図２（Ｃ）に示されているように、基板１２の表面１２ａ、または表面１２ａ上に含まれるあらゆる中間層の上に残留する。Ｔ字状構造体５２は、直立したレッグ５４および略水平なセクション５６をそれぞれ有し、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂを定義する。
【００３８】
レッグ５４は、対向する互いに略平行な垂直側壁６２ａ、６２ｂによって接合された上側部分および下側部分５８、６０を有する。パターンが初期フィーチャ４０に位置合わせされた場合には、図２（Ｃ）に示されているように、レッグ５４は、初期フィーチャ４０と化学的に同一なコア６３を含み、側壁６２ａ、６２ｂによって定義されたレッグ５４の外側部分は、ベーキング後のアンダーカット可能な層４４と化学的に同一である。レッグ５４は、基板の表面１２ａに対して略垂直であり、下側部分６０は、表面１２ａ、または表面１２ａ上に存在するかもしれないあらゆる中間層に接触する。即ち、垂直側壁６２ａまたは６２ｂから基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）まで測定される角度Ａは、約７０度から約１１０度まで、より好ましくは約８０度から約１００度まで、より一層好ましくは約８５度から約９５度までである。
【００３９】
セクション５６は、ベーキング後のイメージング層４６の非露出部分と化学的に同一であり、それぞれの上側表面および下側表面６４ａ、６４ｂ、および端部壁６６ａ、６６ｂを有する。セクション５６は、端部壁３６ａ、３６ｂの間で測定された最長距離である長さＬ’をそれぞれ有する。Ｌ’は、好ましくは約３０ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約２００ｎｍまで、最も好ましくは約６５ｎｍから約１００ｎｍまで変動するであろう。上側表面および下側表面６４ａ、６４ｂは、互いおよび表面１２ａに略平行である一方、端部壁６６ａ、６６ｂは、互いおよび側壁６２ａ、６２ｂに略平行でありかつ表面１２ａに対して略垂直である。セクション５６の下側表面６４ｂは、レッグ５４の上側部分５８に隣接する。直立したレッグ５４は、基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）および下側表面６４ｂの間の最長距離によって定義される高さＨ’を有する。この高さＨ’は、上述された第２のアンダーカット可能な層４４の平均的厚さに略対応し、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。
【００４０】
アンダーカットエリア５３ａは、側壁６２ａ、および端部壁６６ａによって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗａ’を有する。同様に、アンダーカットエリア５３ｂは、側壁６２ｂ、および端部壁６６ｂによって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗｂ’を有する。このプロセスは、Ｗａ’、Ｗｂ’をコントロールし、エッチングまたは他のプロセス実行中にレッグ５４の高さ全体を全く失わずに相対的に小さくすることができるという特徴を有する。本発明のプロセスは、結果として約１ｎｍから約１００ｎｍまで、好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでのＷａ’またはＷｂ’を得ることが可能である。Ｗａ’またはＷｂ’は、好ましくはＬ’の約０．５％から約４９％まで、より好ましくはＬ’の約１０％から約４０％まで、より一層好ましくはＬ’の約２０％から約３５％までである。
【００４１】
図２（Ｄ）に示されているように、選択的エッチング可能な組成物６８は、Ｔ字状構造体５２上に塗布され、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂを満たす。選択的エッチング可能な組成物６８は、あらゆる適切な方法を使用して塗布されることが可能であり、１つの好ましい方法は、約１００ｒｐｍから約５，０００ｒｐｍまで（好ましくは約５００ｒｐｍから約３，０００ｒｐｍまで）の速度で、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約３０秒から約６０秒まで）の間、組成物をスピンコートすることである。選択的エッチング可能な組成物６８が塗布された後、その組成物は、溶剤を蒸発させるために、好ましくは約５０℃から約３００℃まで、より好ましくは約８０℃から約１２０℃までの温度に、約１５秒から約９０秒まで（好ましくは約３０秒から約６０秒まで）の間、加熱される。選択的エッチング可能な組成物６８は、組成物６８がＴ字状構造体５２の側壁６２ａ、６２ｂおよび必要に応じて下側表面６４ｂに接触するように、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂを満たすのに十分な平均的厚さで塗布されるのが好ましい。いつくかの場合には、選択的エッチング可能な組成物６８は、Ｔ字状構造体５２を覆うようにコーティングするであろう。基板の上方で測定されるような、硬化されたかまたは乾燥された選択的エッチング可能な組成物６８の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。
【００４２】
次に、図２（Ｅ）に示されているように、第２の選択的エッチング可能な組成物６８は、Ｔ字状構造体５２をマスクとして使用して、選択的に取り除かれ、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂの中だけに第２の選択的エッチング可能な組成物６８を残す。ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｏ２、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｃ４Ｈ８、Ａｒ、Ｎ２Ｈ２、Ｈｅ、ＣＨ２Ｆ２、またはそれらの混合物の反応性イオンプラズマを使用して、第２の選択的エッチング可能な組成物６８を選択的に取り除くために、ＲＩＥが使用さるのが好ましい。エッチング時間は、スタック１０で使用される材料に応じて変化するであろうが、その時間は、一般的に、約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約１５秒から約９０秒まで、より一層好ましくは約３０秒から約６０秒まで変動するであろう。
【００４３】
次に、図２（Ｆ）に示されているように、上述された第２のイメージング層４６（即ち、セクション５６）および第２のアンダーカット可能な層４４（即ち、レッグ部分５４）が取り除かれ、以前に基板の表面１２ａまたは中間層（存在する場合には）上に形成された初期フィーチャ４０を、アンダーカットが形成された複数のフィーチャ４０’と共に残す。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂに堆積された選択的エッチング可能な組成物６８（乾燥または硬化後）と化学的に同一である。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア５３ａ、５３ｂの幅Ｗａ’、Ｗｂ’に実質的に対応する幅ｗ’をそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の幅ｗ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約５ｎｍから約３０ｎｍまで、最も好ましくは約１０ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、直立したレッグ５４の高さＨ’に実質的に対応するであろう。さらに具体的に言うと、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。アンダーカット可能な層４４の厚さを調節することによって、第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’を調節することが可能である一方、アンダーカットおよび／または使用されたエッチングプロセスの量を調節することによって、幅ｗ’をコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。本書に記載されたもののように、パターンのライン幅を調節することによって、または多重パターン形成のアプローチを使用することによって、アンダーカットが形成されたフィーチャのピッチを変更することが可能である。
【００４４】
図３は、本発明のさらなる実施形態を示す。図３（Ａ）に関して、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂが充填された第１の複数のＴ字状構造体２２は、図１（Ａ）〜（Ｄ）に関して上述されるような基板の表面１２ａ、または存在するかもしれない中間層（図示あり）上に形成される。しかしながら、第１のアンダーカット可能な層１４および第１のイメージング層１６は、第１の選択的エッチング可能な組成物３８と共に基板１２上に残留する。スタック１０上に第２のアンダーカット可能な層４４が形成された後、上述されるように、第２のイメージング層４６が形成される。第２のアンダーカット可能な層４４は、第１の複数のＴ字状構造体２２を覆うようにコーティングするのに十分な平均的厚さで形成されるのが好ましい。さらに具体的に言うと、ベーキング後の最も高いフィーチャの上端の上方で測定されるような、第２のアンダーカット可能な層４４の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。イメージング層４６（ベーキング後）は、好ましくは約１ｎｍから約５００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約３００ｎｍまで、最も好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍまで変動する平均的厚さを有するであろう。第２のアンダーカット可能な層４４および第２のイメージング層４６を、所望の空間配置に応じて、第１のアンダーカット可能な層１４および第１のイメージング層１６と同じまたは異なる材料で形成することが可能であることが認識されるであろう。
【００４５】
次に、図３（Ｃ）に示されているように、第２の複数のＴ字状構造体２２’を形成するために、第２のイメージング層４６およびアンダーカット可能な層４４が上述されるようにパターン形成される。Ｔ字状構造体２２’は、直立したレッグ２４’および略水平なセクション２６’をそれぞれ有し、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’を定義する。レッグ２４’は、ベーキング後の第２のアンダーカット可能な層４４と化学的に同一であり、対向する垂直側壁３２ａ’、３２ｂ’によって接合された上側部分および下側部分２８’、３０’を含む。側壁３２ａ’、３２ｂ’は、互いに略平行であり、さらに、基板の表面１２ａに対して略垂直であり、下側部分３０’は、表面１２ａ、または表面１２ａ上に存在するかもしれないあらゆる中間層に接触する。即ち、垂直側壁３２ａ’または３２ｂ’、および基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）によって形成された角度Ａ’は、約７０°から約１１０°まで、より好ましくは約８０°から約１００°まで、より一層好ましくは約８５°から約９５°までである。
【００４６】
セクション２６’は、ベーキング後の第２のイメージング層４６の非露出部分と化学的に同一であり、それぞれの上側表面および下側表面３４ａ’、３４ｂ’、および端部壁３６ａ’、３６ｂ’を含む。上側表面および下側表面３４ａ’、３４ｂ’は、互いおよび表面１２ａに略平行である一方、端部壁３６ａ’、３６ｂ’は、互いおよび側壁３２ａ’、３２ｂ’に略平行でありかつ表面１２ａに対して略垂直である。セクション３２’は、端部壁３６ａ’、３６ｂ’の間で測定された最長距離である長さＬ’を有する。Ｌ’は、好ましくは約１０ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約１００ｎｍまで、最も好ましくは約３８ｎｍから約４５ｎｍまで変動するであろう。セクション２６’の下側表面３４ｂ’は、レッグ２４’の上側部分２８’に隣接する。直立したレッグ２４’は、基板の表面１２ａ（または中間層が存在する場合にはその任意の中間層）および下側表面３４ｂの間の最長距離によって定義される高さＨ’を有する。この高さＨ’は、上述された第２のアンダーカット可能な層４４の平均的厚さに略相当し、第１の複数のＴ字状構造体２２の直立したレッグ２４の高さＨよりも高いのが好ましい。第２の複数のＴ字状構造体のレッグの高さＨ’は、より好ましくは約１ｎｍから約１５０ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約６０ｎｍまで変動するであろう。
【００４７】
アンダーカットエリア２３ａ’は、側壁３２ａ’、および端部壁３６ａ’によって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗａ’を有する。同様に、アンダーカットエリア２３ｂ’は、側壁３２ｂ’、および端部壁３６ｂ’によって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗｂ’を有する。このプロセスは、Ｗａ’またはＷｂ’をコントロールし、エッチングまたは他のプロセス実行中にレッグ４４の高さ全体を全く失わずに相対的に小さくすることができるという特徴を有する。本発明のプロセスは、結果として約１ｎｍから約１００ｎｍまで、好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでのＷａ’またはＷｂ’を得ることが可能である。Ｗａ’またはＷｂ’は、好ましくはＬ’の約０．５％から約４９％まで、より好ましくはＬ’の約１０％から約４０％まで、より一層好ましくはＬ’の約２０％から約３５％までである。
【００４８】
図３（Ｄ）に示されているように、第２の選択的エッチング可能な組成物３８’は、第１と第２の複数のＴ字状構造体２２、２２’を有するパターン形成されたスタック１０’上に塗布され、第２の複数のＴ字状構造体２２’のアンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’を満たす。第２の選択的エッチング可能な組成物３８’は、上述されるようなあらゆる適切な方法を使用して塗布されることが可能である。第２の選択的エッチング可能な組成物３８’は、第２の複数のＴ字状構造体２２’を覆うようにコーティングせずに、第１の複数のＴ字状構造体２２を覆うようにコーティングするのに十分な平均的厚さで塗布されるのが好ましい。さらに具体的に言うと、ベーキング後の最も高いフィーチャ（即ち、第１の複数のＴ字状構造体）の上端の上方で測定されるような、第２の選択的エッチング可能な組成物３８’の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。
【００４９】
次に、図３（Ｅ）に示されているように、第１と第２のＴ字状構造体２２、２２’をマスクとして使用して、第２の選択的エッチング可能な組成物３８’が選択的に取り除かれ、アンダーカットエリアの中だけに第１と第２のエッチングの可能な組成物３８、３８’を残す。次に、図３（Ｆ）に示されているように、第１と第２のイメージング層１６、４６（即ち、略水平なセクション２６および２６’）および第１と第２のアンダーカット可能な層１４、４４（即ち、直立したレッグ２４および２４’）が本書に記載されているように取り除かれ、第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０および第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’を残す。第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに堆積された選択的エッチング可能な組成物３８と化学的に同一である。第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’に堆積された選択的エッチング可能な組成物３８’と化学的に同一である。
【００５０】
第１のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、図１に関して上述されるように、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂの幅Ｗａ、Ｗｂに実質的に対応する幅ｗをそれぞれ有するであろう。第１のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０の高さｈは、図１に関して上述されるように、直立したレッグ２４の高さＨに実質的に対応するであろう。第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’の幅Ｗａ’、Ｗｂ’に実質的に対応する幅ｗ’をそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の幅ｗ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、直立したレッグ２４’の高さＨ’に実質的に対応するであろう。さらに具体的に言うと、第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約２０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。ｗ’：ｈ’の比率は、好ましくは約１：１０から約１０：１まで、より好ましくは約１：１から約１：５まで、より一層好ましくは約１：１から約１：３までであろう。アンダーカット可能な層１４、４４の厚さを調節することによって、最後のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０、４０’の高さを調節することが可能である一方、アンダーカットおよび／または使用されたエッチングプロセスの量を調節することによって、幅をコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。
【００５１】
さらなる代替実施形態は、図４に示されている。第１のイメージング層１６および最後のアンダーカット可能な層１４がパターン形成され、図１に関して上述されるように、アンダーカットエリアを有する第１の複数のＴ字状構造体２２を生じた。次に、図４（Ａ）に示されているように、パターン形成されたスタック１０’上に、第１の選択的エッチング可能な組成物３８が堆積された。第１の選択的エッチング可能な組成物３８は、第１のＴ字状構造体２２を覆うようにコーティングせずに、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂを満たしかつ基板の表面１２ａを覆うのに十分な平均的厚さで塗布された。第１の選択的エッチング可能な組成物３８は、図４（Ａ）に示されているように、その組成物が第１のＴ字状構造体２２の側壁３２ａ、３２ｂおよび必要に応じて下側表面３４ｂに接触するように、第１のアンダーカット可能な層１４の平均的厚さと実質的に等しい（換言すれば、第１のＴ字状構造体２２のレッグ２４の高さと実質的に等しい）平均的厚さで塗布されるのが好ましい。第１の選択的エッチング可能な組成物３８の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。
【００５２】
次に、図４（Ｂ）に示されているように、第２の複数のＴ字状構造体２２’が、第１の選択的エッチング可能な組成物３８上に形成される。第２の複数のＴ字状構造体２２’を形成するために、第２のアンダーカット可能な層４４および第２のイメージング層４６が、スタック１０’（図示せず）上に形成された。第２のアンダーカット可能な層４４は、第１のイメージング層１６の平均的厚さと実質的に等しい（換言すれば、第１のＴ字状構造体２２の略水平部分２６の平均的厚さと実質的に等しい）平均的厚さで形成されるのが好ましい。第２のアンダーカット可能な層４４の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。第２のアンダーカット可能な層４４および第２のイメージング層４６を、所望の空間配置に応じて、第１の複数のＴ字状構造体２２の形成に使用されるアンダーカット可能な層１４およびイメージング層１６と同じまたは異なる材料で形成することが可能であることが認識されるであろう。第２のイメージング層４６の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約５００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約３００ｎｍまで、最も好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍまで変動するであろう。次に、第２の複数のＴ字状構造体２２’を形成するために、第２のイメージング層４６およびアンダーカット可能な層４４が上述されるようにパターン形成される。
【００５３】
第２の複数のＴ字状構造体２２’は、直立したレッグ２４’および略水平なセクション２６’をそれぞれ有し、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’を定義する。レッグ２４’は、ベーキング後の第２のアンダーカット可能な層４４と化学的に同一であり、対向する垂直側壁３２ａ’、３２ｂ’によって接合された上側部分および下側部分２８’、３０’を有する。側壁３２ａ’、３２ｂ’は、互いに略平行であり、さらに、表面３８ａに対して略垂直であり、下側部分３０’は、第１の選択的エッチングの可能な層３８の表面３８ａに接触する。即ち、垂直側壁３２ａまたは３２ｂ’、および表面３８ａによって形成された角度Ａ’は、約７０°から約１１０°まで、より好ましくは約８０°から約１００°まで、より一層好ましくは約８５°から約９５°までである。
【００５４】
図４（Ｂ）に示されているように、セクション２６’は、ベーキング後の第２のイメージング層４６の非露出部分と化学的に同一であり、それぞれの上側表面および下側表面３４ａ’、３４ｂ’および端部壁３６ａ’、３６ｂ’を有する。セクション３２’は、端部壁３６ａ’、３６ｂ’の間で測定された最長距離である長さＬ’を有する。Ｌ’は、好ましくは約１０ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約１００ｎｍまで、最も好ましくは約３８ｎｍから約４５ｎｍまで変動するであろう。上側表面および下側表面３４ａ’、３４ｂ’は、互いおよび表面３８ａに略平行である一方、端部壁３６ａ’、３６ｂ’は、互いおよび側壁３２ａ’、３２ｂ’に略平行でありかつ表面３８ａに対して略垂直である。セクション２６’の下側表面３４ｂ’は、レッグ２４’の上側部分２８’に隣接する。直立したレッグ２４’は、表面３８ａおよび下側表面３４ｂ’の間の最長距離によって定義される高さＨ’を有する。この高さＨ’は、第２のアンダーカット可能な層４４の平均的厚さに略対応するであろう。第２の複数のＴ字状構造体２２’のレッグ高さＨ’は、より好ましくは約１ｎｍから約５００ｎｍまで、より好ましくは約５０ｎｍから約２００ｎｍまで、最も好ましくは約１００ｎｍから約２００ｎｍまで変動するであろう。
【００５５】
アンダーカットエリア２３ａ’は、側壁３２ａ’、および端部壁３６ａ’によって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗａ’を有する。同様に、アンダーカットエリア２３ｂ’は、側壁３２ｂ’、および端部壁３６ｂ’によって定義された平面の間の最長距離として測定される幅Ｗｂ’を有する。このプロセスは、幅Ｗａ’、Ｗｂ’をコントロールし、エッチングまたは他のプロセス実行中にレッグ２４’の高さ全体を全く失わずに相対的小さくすることができるという特徴を有する。本発明のプロセスは、結果として約１ｎｍから約１００ｎｍまで、好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでのＷａ’またはＷｂ’を得ることが可能である。Ｗａ’またはＷｂ’は、好ましくはＬ’の約０．５％から約４９％まで、より好ましくはＬ’の約１０％から約４０％まで、より一層好ましくはＬ’の約２０％から約３５％までである。
【００５６】
次に、図４（Ｃ）に示されているように、第２の選択的エッチング可能な組成物３８’が、スタック１０’に塗布され、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’を満たす。図４（Ｄ）〜（Ｆ）に示されているように、第１と第２の選択的エッチング可能な組成物３８、３８’は、第１と第２のＴ字状構造体２２、２２’をマスクとして使用して、選択的に取り除かれ、アンダーカットエリアの中、および第２の複数のＴ字状構造体２２’の下だけに第１と第２のエッチングの可能な組成物３８、３８’を残す。次に、一連のエッチングおよび／または現像のステップを使用して、第１と第２のアンダーカット可能な層１４、４４、および第１と第２のイメージング層１６、４６を、第２の複数のＴ字状構造体２２’の直立したレッグ２４’の真下にある第１の選択的エッチング可能な組成物３８の残部と共に取り除き、図４（Ｇ）に示されているように、第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０および第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’を残すことが可能である。第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに堆積された第１の選択的エッチング可能な組成物３８と同一である。第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’に堆積された第２の選択的エッチング可能な組成物３８’と同一である。
【００５７】
第１のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、図１に関して上述されるように、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂの幅Ｗａ、Ｗｂに実質的に対応する幅ｗをそれぞれ有するであろう。第１のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０の高さｈは、図１に関して上述されるように、直立したレッグ２４の高さＨに実質的に対応するであろう。第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、アンダーカットエリア２３ａ’、２３ｂ’の幅Ｗａ’、Ｗｂ’に実質的に対応する幅ｗ’をそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の幅ｗ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、第１の選択的エッチング可能な組成物３８および第２のアンダーカット可能な層４４の合計の平均的厚さに実質的に対応するであろう（換言すれば、第１の選択的エッチング可能な組成物３８の平均的厚さプラス第２の複数のＴ字状構造体２２’の直立したレッグ２４’の高さと実質的に等しい）。さらに具体的に言うと、第２のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’の高さｈ’は、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約６０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約５０ｎｍまで変動するであろう。ｗ’：ｈ’の比率は、好ましくは約１０：１から約１：１０まで、より好ましくは約１：１から約１：５まで、より一層好ましくは約１：１から約１：３まで変動するであろう。アンダーカット可能な層１４、４４の厚さを調節することによって、最後のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０、４０’の高さを調節することが可能である一方、アンダーカットおよび／または使用されるエッチングプロセスの量を調節することによって、幅をコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。
【００５８】
本発明のさらなる実施形態は、図５に示されている。図５（Ａ）に関して、アンダーカットエリアが充填されたＴ字状構造体２２は、まず、図１（Ａ）〜（Ｄ）について上述されるような基板の表面１２ａ、または存在するかもしれない中間層（図示せず）上に形成される。第１のコンフォーマル層７０は、図５（Ａ）に示されているように、Ｔ字状構造体２２を覆うように形成される。化学気相堆積法（ＣＶＤ）、プラズマ強化ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、物理気相堆積法、原子層堆積法、またはスピンコーティングを含むあらゆる適切な方法を使用して、第１のコンフォーマル層７０を塗布することが可能である。基板を覆う第１のコンフォーマル層の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでである。第１のコンフォーマル層７０は、Ｔ字状構造体２２の上側表面３４ａを端部壁３６ａ、３６ｂと共に実質的に覆い、均一にコーティングするのに十分な平均的厚さで塗布されて、構造体の空間配置を覆う上述の平均的厚さを達成するのが好ましい。従って、図５（Ａ）に示されているように、第１のコンフォーマル層７０は、基板の表面１２ａに実質的に平行に走る略水平部分７０ａを、端部壁３６ａ、３６ｂに実質的に平行に走る略垂直部分７０ｂと共に有するであろう。略水平部分７０ａが基板の表面１２ａおよびＴ字状構造体２２の上側表面３４ａに隣接するであろう一方、略垂直部分７０ｂがＴ字状構造体２２の端部壁３６ａ、３６ｂおよび充填されたアンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに隣接するであろうことが認識されるであろう。
【００５９】
次に、図５（Ｂ）に示されているように、第１のコンフォーマル層７１に隣接する位置に第２のコンフォーマル層７２が形成される。第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０と異なる材料で形成されるのが好ましい。コンフォーマル層の形成での使用に適した組成物は、より詳細に以下に説明される。ＣＶＤ、ＰＥＣＶＤ、物理気相堆積法、原子層堆積法、またはスピンコーティングを含むあらゆる適切な方法を使用して、第２のコンフォーマル層７２を塗布することが可能である。スタックを覆う第２のコンフォーマル層７２の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでである。第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０の空間配置を実質的に覆い、均一にコーティングするのに十分な平均的厚さで塗布されて、この空間配置を覆う上述の平均的厚さを達成するのが好ましい。従って、図５（Ｂ）に示されているように、第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０の略水平部分７０ａに隣接した略水平部分７２ａを、第１のコンフォーマル層７０の略垂直部分７０ｂに隣接した略垂直部分７２ｂと共に有するであろう。
【００６０】
図５（Ｃ）に示されているように、スタック１０’は、第２のコンフォーマル層７２の一部を取り除いて、第１のコンフォーマル層７０の一部の覆いを除去するための第１のエッチングを受ける。エッチングは、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｏ２、ＨＢｒ、Ｃｌ２、ＳＦ６、Ｃ２Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＯ、ＣＯ２、Ｎ２、Ｈ２、Ｃ４Ｈ８、Ａｒ、Ｎ２Ｈ２、Ｈｅ、ＣＨ２Ｆ２、またはそれらの混合物の反応性イオンプラズマを使用して実行されることが可能である。エッチング時間は、第２のコンフォーマル層７２に応じて変化するであろうが、その時間は、一般的に約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約１５秒から約９０秒まで、より一層好ましくは約３０秒から約６０秒まで変動するであろう。エッチングすることによって、スタック１０’上の略垂直部分７２ｂを残して、第２のコンフォーマル層７２の実質的に水平部分７２ａを取り除くのが好ましい。残りの略垂直部分７２ｂは、上側部分７４および下側部分７６を有する。図５（Ｄ）に示されているように、スタック１０’は、第１のコンフォーマル層７０の覆いを除去された部分を第１のコンフォーマル層７０の平均的厚さと実質的に等しい厚さで取り除くための第２のエッチングを受け、Ｔ字状構造体２２の上側表面３４ａの覆いを、基板の表面１２ａの覆いと共に除去する。エッチングは、好ましくは約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約１５秒から約９０秒まで、より一層好ましくは約３０秒から約６０秒までの間実行される。従来のエッチングガスの内のいずれを使用しても良いが、第２のエッチングは、第１のエッチングと異なるエッチング液を使用するのが好ましい。第２のエッチングの結果として、第２のコンフォーマル層７２の略垂直部分７２ｂの上側部分７４が取り除かれる。
【００６１】
図５（Ｅ）に示されているように、スタック１０’は、Ｔ字状構造体２２を、第１のコンフォーマル層７０の垂直部分７０ｂと共に取り除くための第３のエッチングを受ける。エッチングは、好ましくは約１秒から約１２０秒まで、好ましくは約１５秒から約９０秒まで、より一層好ましくは約３０秒から約６０秒までの間実行される。従来のエッチングガスの内のいずれを使用しても良いが、第３のエッチングは、第１または第２のエッチングと異なるエッチング液を使用するのが好ましい。第３のエッチング後、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８と共に基板の表面上に残留する。コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８は、下側部分８０および上側部分８２を有し、第１のコンフォーマル層７０および第２のコンフォーマル層７２とそれぞれ化学的に同一である。下側部分８０は、基板の表面１２ａ、または存在するかもしれないあらゆる中間層に隣接する一方、上側部分８２は、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の下側部分８０に隣接する。コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８は、第２のコンフォーマル層７２の垂直部分７２ｂの平均的厚さに実質的に対応する幅ｗをそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の幅ｗは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の高さｈは、好ましくは約１ｎｍから約１５０ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約６０ｎｍまで変動するであろう。第１と第２のコンフォーマル層７０、７２の平均的厚さを、スタック１０’上で実行されるエッチングの量と共に変化させることによって、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の高さｈおよび幅ｗをコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。
【００６２】
図６は、本発明のさらなる実施形態を示す。アンダーカットエリアが充填されたＴ字状構造体２２は、まず、図１（Ａ）〜（Ｄ）について上述されるような基板の表面１２ａ、または存在するかもしれないあらゆる中間層の上に形成される。この方法は、コンフォーマル層の堆積の前に、イメージング層１６が取り除かれ、アンダーカット可能な層１４（直立したレッグ２４）およびアンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに堆積された選択的エッチングの可能な材料３８を残す以外は、図５について上述されたプロセスに類似する。図６（Ａ）に関して、第１のコンフォーマル層７０は、直立したレッグ２４および選択的エッチングの可能な材料３８を覆うように形成される。第１のコンフォーマル層７０は、図５について上述されたものを含むあらゆる適切な方法を使用して塗布されることが可能である。基板を覆う第１のコンフォーマル層７０の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでである。第１のコンフォーマル層７０は、直立したレッグ２４および選択的エッチングの可能な材料３８を実質的に覆い、均一にコーティングするのに十分な平均的厚さで塗布されて、これらの構造体を覆う上述の平均的厚さを達成するのが好ましい。従って、図６（Ａ）に示されているように、第１のコンフォーマル層７０は、基板の表面１２ａに実質的に平行に走る略水平部分７０ａを、直立したレッグ２４と実質的に平行に走る略垂直部分７０ｂと共に有するであろう。略水平部分７０ａが、基板の表面１２ａ、ならびに直立したレッグ２４および選択的エッチングの可能な材料３８の上側表面２５に隣接するであろう一方、略垂直部分７０ｂが、選択的エッチングの可能な材料３８の側壁に隣接するであろうことが認識されるであろう。次に、図６（Ｂ）に示されているように、第１のコンフォーマル層７１に隣接する位置に第２のコンフォーマル層７２が形成される。第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０と異なる材料で形成されるのが好ましい。第２のコンフォーマル層７２は、図５について上述されたもののようなあらゆる適切な方法を使用して塗布されることが可能である。第２のコンフォーマル層７２の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでである。第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０の空間配置を実質的に覆い、均一にコーティングするのに十分な平均的厚さで塗布されて、この空間配置を覆う上述の平均的厚さを達成するのが好ましい。従って、図６（Ｂ）に示されているように、第２のコンフォーマル層７２は、第１のコンフォーマル層７０の略水平部分７０ａに隣接した略水平部分７２ａを、第１のコンフォーマル層７０の略垂直部分７０ｂに隣接した略垂直部分７２ｂと共に有するであろう。
【００６３】
図６（Ｃ）に示されているように、スタック１０’は、第２のコンフォーマル層７２の実質的に水平部分７２ａを取り除き、第１のコンフォーマル層７０の略水平部分の覆いを除去するための第１のエッチングを受ける。図６（Ｄ）に示されているように、スタック１０は、アンダーカット可能な層１４（即ち、直立したレッグ２４）、および第２のコンフォーマル層７２によって保護されない第１のコンフォーマル層７０の一部（即ち、第２のコンフォーマル層７２をエッチマスクとして使用すること）を取り除くための第２と第３のエッチングを受ける。このプロセスは、複数のフィーチャを生じ、そのフィーチャは、アンダーカットエリア２３ａ、２３ｂに最初に堆積された選択的エッチングの可能な材料３８に対応する、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０を、第２のコンフォーマル層７２の残部、および残りの第２のコンフォーマル層７２の直接下方にある第１のコンフォーマル層７０の一部に対応する、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８と共に有する。コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８は、実質的に第２のコンフォーマル層７２の垂直部分７２ｂの平均的厚さに対応する幅ｗをそれぞれ有するであろう。さらに具体的に言うと、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の幅ｗは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、最も好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまで変動するであろう。コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の高さｈは、好ましくは約１ｎｍから約１５０ｎｍまで、より好ましくは約２０ｍｎから約８０ｎｍまで、最も好ましくは約３０ｎｍから約６０ｎｍまで変動するであろう。第１と第２のコンフォーマル層７０、７２の厚さを、スタック１０’上で実行されるエッチングの量と共に変化させることによって、コンフォーマルに形成されたフィーチャ７８の高さｈおよび幅ｗをコントロールすることが可能であることが認識されるであろう。
【００６４】
図７は、本発明のさらなる実施形態を示す。図７（Ａ）に示されているように、第１の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０は、図１に関して上述されるようなスタック１０上に形成される。この実施形態では、スタック１０は、基板１２、基板に隣接した第１のエッチ転写層８４、および第１のエッチ転写層８４に隣接したハードマスク８６を有し、アンダーカットが形成されたフィーチャは、ハードマスク８６の表面８６ａに隣接する。
【００６５】
第１のエッチ転写層８４の形成に使用される好ましい組成物は、厚い層の形成に適したものであり、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、好ましくは約０．１重量％から約７０重量％まで、より好ましくは約５重量％から約４０重量％まで、より好ましくは約１０重量％から約３０重量％までの固形分を有するであろう。特に好ましい組成物は、より詳細に以下に説明されるカーボンリッチ組成物を含む。カーボンリッチ組成物が塗布された後、その組成物は、溶剤を蒸発させるために、好ましくは約１００℃から約３００℃まで、より好ましくは約１６０℃から約２０５℃までの温度に、約３０秒から約１２０秒まで（好ましくは約４５秒から約６０秒まで）の間、加熱される。非常に厚い層１４（例えば、＞５００ｎｍ）のために、まず、約５０℃から約２００℃まで（好ましくは約１００℃から約１５０℃まで）の温度に、約３０秒から約１２０秒まで（好ましくは約４５秒から約６０秒まで）の間、層を加熱した後、約１６０℃から約３００℃まで（好ましくは約１８０℃から約２０５℃まで）の温度に、約３０秒から約１２０秒まで（好ましくは約４５秒から約６０秒まで）の間、層を加熱する２段階ベーキングを使用して、層８４の厚さにわたって完全に硬化させることが可能である。第１のエッチ転写層８４の平均的厚さ（ベーキング後）は、好ましくは約１ｎｍから約１，０００ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約２００ｎｍまで、より一層好ましくは約５０ｎｍから約１００ｎｍまでである。
【００６６】
ハードマスクとしての使用に適したあらゆる耐エッチング性組成物を使用して、第１のハードマスク層８６を形成しても良い。本発明の中で使用することが可能な市販のハードマスクは、ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（Ｒ）ＨＭ−７１０（ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ）を含む。第１のハードマスク層８６の平均的厚さは、好ましくは約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１０ｎｍから約８０ｎｍまで、より一層好ましくは約２０ｍｎから約５０ｎｍまでである。
【００６７】
次に、図７（Ｂ）に示されているように、スタック１０は、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０をエッチマスクとして使用して、ハードマスク８６にアンダーカットが形成されたフィーチャ４０のパターンを転写するための第１のエッチングを受ける。このプロセスの結果として、第１のエッチ転写層８４の表面８４ａに隣接した第１の複数のハードマスクフィーチャ８８が得られる。第２のエッチ転写層８４’がスタック上に形成され、第１の複数のハードマスクフィーチャ８８を覆うようにコーティングした後、第２のハードマスク層８６’が形成される。第２の層に使用される材料は、所望の空間配置に応じて、第１のプロセス実行ステップで使用されるものと同じまたは異なることが可能である。図７（Ｄ）に示されているように、第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’は、図１に関して上述されるような第２のハードマスク層８６’の表面８６ａ’上に再形成される。
【００６８】
スタック１０は、第２のハードマスク層８６’に第２の複数のアンダーカットが形成されたフィーチャ４０’のパターンを転写し、図７（Ｅ）に示されているように、第２のエッチ転写層８４’の表面８４ａ’上に第２の複数のハードマスクフィーチャ８８’を生じるための第２のエッチングを受ける。次に、スタック１０は、第１と第２の複数のハードマスクフィーチャ８８、８８’をエッチングストップとして使用して、第１と第２のエッチ転写層８４、８４’にパターンを転写するための第３のエッチングを受ける。結果として得られるフィーチャ９０は、図７（Ｆ）に示されたように、約１ｎｍから約１００ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約５０ｎｍまで、より一層好ましくは約１ｎｍから約２０ｎｍまでの幅ｗ、ｗ’を有するであろう。図１に関して上述されるようなＴ字状構造体を形成する場合には、アンダーカットの量を調節することによって、フィーチャ９０の幅を調節することが可能であることが認識されるであろう。フィーチャｈ、ｈ’の高さは、第１と第２のエッチ転写層８４、８４’のそれぞれの厚さに応じて変化するであろうが、通常は、約１ｎｍから約１５０ｎｍまで、より好ましくは約２０ｎｍから約８０ｎｍまで、より一層好ましくは約３０ｎｍから約６０ｎｍまで変動するであろう。埋め込まれたハードマスクを使用することによって、フィーチャ９０の構成が、図７（Ｆ）に示されているように、様々な高さｈ、ｈ’を有することが可能になるという特徴を有する。いくつかの実施形態では、ハードマスクの使用は、選択可能であり、アンダーカットが形成されたフィーチャ４０自体は、このプロセスのエッチングストップとして使用されることが可能である。
【００６９】
本書に記載されたプロセスの内のあらゆるものを好きなだけ繰り返して、多数の異なるサイズのフィーチャを形成することが可能であることが認識されるであろう。さらに、これらのプロセスを、他のパターン形成アプローチと共に使用することも可能である。さらに、基板、またはスタックに存在するかもしれないあらゆる中間層または背面層に、本書に記載されたフィーチャを最終的に転写することが可能であることも認識されるであろう。
【００７０】
従来の実施形態の内のあらゆるものでは、当業者は、さらに、１つ以上の選択可能な中間層がアンダーカット可能な層およびイメージング層の間に存在することが可能であることを認識するであろう。例えば、本発明の様々な実施形態の中でアンダーカット可能な層の形成に使用される材料に応じて、適切な中間層は、反射防止膜、下塗層、および／またはエッチマスク層を含む。特に、アンダーカット可能な層が反射防止特性を有しない場合には、イメージング層およびアンダーカット可能な層の間に反射防止膜を使用するのが望ましいであろう。同様に、イメージング層が非常に薄い場合には、アンダーカット可能な層およびイメージング層の間にエッチマスク層を用意しても良い。アンダーカット可能な層およびイメージング層の間に１つ以上の中間層が存在するような実施形態では、これらの層は、結果として得られるＴ字状構造体の略水平なセクションの一部として存在するであろう。従って、図１を実施例として使用すれば、略水平なセクション２６は、イメージング層（ベーキング後）、および存在するかもしれないあらゆる中間層と化学的に同一であろう。上側表面３４ａが、イメージング層に対応するであろう一方、直立したレッグ２４の上側部分２８に隣接した下側表面３４ｂが、中間層が存在する場合にはその最も下側の中間層に対応するであろうことが認識されるであろう。この構成は、本書に記載されたＴ字状構造体の内のあらゆるものに対して同様に適用することができる。
【００７１】
本発明の特定の好ましい実施形態が図示され、明細書に記載されているが、そのような開示がほんの一例であることが理解されなければならない。本発明の実施形態は、本発明の理想的な実施形態の模式的な図である断面図を参照して本書に記載されている。例えば生産技術および／または誤差の結果として図の形状から変化しても、変化したものとして考慮されなければならない。本発明の基本理念を開示された特定の実施形態に限定する意図は存在しない。例えば、図面では、層および領域のサイズおよび相対的サイズは、明瞭さのために誇張されるかもしれない。さらに、本発明の実施形態は、本書に示された領域の特定の形状に限定されるように解釈されるべきではないが、結果として例えば生産から得られた形状誤差を含まなければならない。例えば、長方形として図示されたエッチングされた領域が、円形または曲面のフィーチャを有するかもしれない。従って、図示された領域は、本来模式的であり、それらの形状は、必ずしもデバイスの領域の正確な形状を示すように意図されたものではなく、具体的に指示されない限り、本発明の範囲を限定するように意図されたものではない。
【００７２】
本発明で使用される組成物
１．アンダーカット可能な層
本発明の一形態では、現像液可溶性組成物を使用して、アンダーカット可能な層を形成することが可能である。本書で使用される用語「現像液可溶性」組成物とは、現像液に可溶性であるか、または放射線照射時に現像液可溶性にすることが可能な、従来の反射防止膜、ギャップ充填用組成物、またはカスタム開発された組成物を含むあらゆる適切な組成物を意味する。上述されるように、組成物は、感光性および／または架橋性であることが選択可能である。好ましい組成物は、後の層との混合を防ぐための耐溶剤剥離性を与える部分、ベース可溶性の基またはベース可溶性にすることが可能な基、および必要に応じて脱離基（例えば、酸に不安定な基）を含むであろう。
【００７３】
組成物は、通常、溶媒システムに分散または溶解した化合物を含むであろう。化合物は、一般的に、ポリマー、オリゴマー、およびそれらの混合物から成る群から選択されるであろう。特に好ましい化合物は、ポリアミド酸、アクリル酸塩、メタクリル酸塩、ポリエステル、およびそれらの混合物から成る群から選定される。化合物は、１００重量％として得られた組成物の中の全成分の全重量に基づいて、好ましくは約０．１重量％から約１０重量％まで、好ましくは約０．５重量％から約２重量％まで、より好ましくは約０．７重量％から約１．５重量％までのレベルで組成物の中に存在する。化合物がポリマーである場合には、重量平均分子量は、好ましくは約１，０００ダルトン〜１００，０００ダルトンであり、より好ましくは約１，０００ダルトン〜２５，０００ダルトンである。化合物がオリゴマーである場合には、重量平均分子量は、好ましくは約５００ダルトン〜３，０００ダルトンであり、より好ましくは約５００ダルトン〜１，５００ダルトンである。
【００７４】
いくつかの実施形態における好ましいポリマーは、酸性の官能基を含むであろう。酸性基は、１００重量％として得られた化合物の全重量に基づいて、好ましくは少なくとも約５重量％、好ましくは約５重量％〜９０重量％、より一層好ましくは約５重量％〜５０重量％のレベルで化合物の中に存在する。好ましい酸性基は、フェノール酸、カルボン酸（−ＣＯＯＨ）、およびそれらの混合物を含むが、いくつかの実施形態では、フェノール酸を含まない。
【００７５】
特に好ましいポリアミド酸は、以下の化学式を有する循環モノマーを含む。
【００７６】
【化１】
2014507795.tif 000004
【００７７】
ここで、「Ｘ」および「Ｙ」のそれぞれは、脂肪族基およびアリール基から成る群から個々に選択される。特に好ましいＸ基およびＹ基は、置換されたおよび非置換のフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、およびアントリル基、並びに置換されたおよび非置換のＣ１−Ｃ１２の脂肪族基（好ましくはアルキル基である）から成る群から選択されたものを含む。これらは、二無水物をジアミンと共に重合させることによって形成することができる。これらのポリマーとこれらのポリマーを含む適切な現像液可溶性組成物との合成は、参照によってその全内容が本書に組み込まれた米国特許第７，２６１、９９７号および第７，３６４，８３５号に記載されている。
【００７８】
組成物で使用される特に好ましいポリアミド酸は、以下のものから成る群から選択された循環モノマーを含む。
【００７９】
【化２】
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【００８０】
ここで、Ｘは、−０−、−Ｓ−、−ＣＨ２−、−Ｃ（ＣＦ３）２−、および−Ｃ（ＣＨ３）２−から成る群から選択され、ｎは、２〜８であり、各Ｒは、−Ｈおよび−ＯＨから成る群から個々に選択される。
【００８１】
さらに本発明の方法では、非共有的に架橋性の（例えば、水素結合した）ポリマーを使用することができる。用語「非共有的な架橋形成」、「非共有的に架橋形成された」、または「非共有的に架橋性の」とは、本書では、共有結合のような、電子対の密接に結合した共有を含まず、むしろ電磁相互作用のより広く分散したバリエーションを含む架橋形成を指すのに使用される。非共有的な架橋形成の好ましい実施例は、水素結合および静電気の分子間引力を含む。一般的に、架橋形成された時点で、これらの化合物は、−ＯＨ−−−Ｏ、−ＯＨ−−−Ｎ、−ＮＨ−−−Ｏ、または−ＮＨ−−−Ｎ、および前述のものの組み合わせから成る群から選択された化学式を有する連鎖を含むであろう。特に好ましい非共有的に架橋性のポリマーは、以下の循環モノマーを含むであろう。
【００８２】
【化３】
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【００８３】
上記化学式では、ｎは、０〜４であり、ｘ：ｙのモル比は、約１：３から約３：１までである。Ｒ１は、保護基であり、各Ｒ２は、アルキル基、ハロゲン、−ＯＨ、および多機能性フェノールから成る群から個々に選択される。好適な保護基は、以下のものから成る群から選択される。
【００８４】
【化４】
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【００８５】
ここで、Ｒ３は、アルキル基から成る群から選択される。
【００８６】
反射防止膜およびアンダーカット可能な層に適したギャップ充填用組成物で使用される化合物は、架橋性である。従って、いくつかの実施形態では、組成物は、さらに、化合物と共に溶媒システムに分散または溶解した架橋剤を含むであろう。適切な架橋剤は、アミノ樹脂（例えば、両者共サイテックインダストリーズ社からのＰＯＷＤＥＲＬＩＮＫ（Ｒ）１１７４、ＣＹＭＥＬ（Ｒ））、多機能性エポキシ樹脂（例えば、バンティコ社からのＣＹ１７９ＭＡ、チバガイギー社からのＭＹ７２０）、シアヌール酸塩（トリエポキシプロピルイソシアヌレート）、およびビニルエーテルを含み、ビニルエーテルおよびエポキシ樹脂が特に好ましい。市販のビニルエーテルの一実施例は、ＶＥＣＴｏｍｅｒＴＭという商品名（アルドリッチ社、セントルイス、ＭＯ）で販売されているものを含む。
【００８７】
組成物で使用される特に好ましいビニルエーテル架橋剤は、以下の化学式を有する。
【００８８】
【化５】
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【００８９】
ここで、Ｒ’は、アリール基（好ましくはＣ６−Ｃ１４である）およびアルキル基（好ましくはＣ１−Ｃ１８であり、より好ましくはＣ１−Ｃ１０である）から成る群から選択され、各Ｘは、アルキル基（好ましくはＣ１−Ｃ１８であり、より好ましくはＣ１−Ｃ１０である）、アルコキシル基（好ましくはＣ１−Ｃ１８であり、より好ましくはＣ１−Ｃ１０である）、カルボニル基、および前述の２つ以上のものの組み合わせから成る群から個々に選択され、ｎは、少なくとも２であり、好ましくは２〜６である。最も好ましいビニルエーテルは、エチレングリコールビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、１、４−シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、およびそれらの混合物から成る群から選択されたものを含む。別の好ましいビニルエーテルは、以下のものから成る群から選択された化学式を有する。
【００９０】
【化６】
2014507795.tif 000009
【００９１】
これらの実施形態では、現像液可溶性のアンダーカット可能な層は、ベーキング中に架橋形成を行ない、上述されるような架橋層または硬化層を生じる。硬化層は、現像液可溶性にするために、架橋除去されなければならない。この反応図式は、以下に示されている。
【００９２】
【化７】
2014507795.tif 000010
【００９３】
アンダーカット可能な層は、この架橋除去が行なわれた後には、現像液可溶性になることが認識されるであろう。
【００９４】
架橋除去は、一般的に、フォトアシッドジェネレータ（ＰＡＧ）またはサーマルアシッドジェネレータ（ＴＡＧ）のような、現像液可溶性の組成物の中に存在する触媒によって開始される。適切なＰＡＧは、オニウムの塩類（例えば、ＴＰＳノナフレート、ＴＰＳトリフラートのようなトリフェニルスルホニウムパーフルオロスルフォネート、および全てシグマ−アルドリッチ社から入手可能なトリス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）スルホニウムパーフルオロ−１−ブタンスルフォネート（アルキル置換ＴＰＳノナフレート）のようなその置換された形態）、オキシムスルホン酸塩（例えば、チバ社によってＣＧＩ（Ｒ）という名称で販売されているもの）、トリアジン（例えば、みどり化学株式会社から入手可能なＴＡＺ１０８（Ｒ））、およびそれらの組み合わせを含む。適切なＴＡＧは、スルホン酸（例えば、スルホン酸エステル、ｐ−トルエンスルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸）、トリフリン酸、キングインダストリーズ社によって販売されているＫ−ＰＵＲＥ（Ｒ）という名称で入手可能なものなどを含む。露光の際に、アシッドジェネレータから酸が生成され、この酸が層の中の化合物を「架橋除去」する。即ち、酸は、熱的な架橋形成によって化合物と架橋剤との間に形成された結合の破壊に触媒作用を及ぼす。ポリマーまたはオリゴマーが、カルボン酸のような酸性基を含む場合には、架橋除去の結果として、組成物の中に元々存在している同じポリマーまたはオリゴマーが、アルコールおよびアセチルアルデヒドと共に形成される。
【００９５】
いくつかの実施形態では、非共有的に架橋性の組成物のような組成物は、架橋剤の助けなしに自己架橋形成する。従って、本発明の他の形態では、非共有的に架橋性の実施形態を非感光性の実施形態と共に含めて、現像液可溶性組成物が実質的に架橋剤を含まないのが好ましい。組成物は、さらに、実質的にアシッドジェネレータ（例えば、ＰＡＧ、ＴＡＧなど）を含まないことが可能である。「実質的に含まない」とは、組成物が、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、約０．１重量％未満、好ましくは約０．０５重量％未満、好ましくは約０重量％の成分を含むことを意味する。組成物は、さらに、熱的にかまたは露光によるかのいずれかで架橋形成／架橋除去を開始することができる他の化学薬品を実質的に含まないことが可能である。
【００９６】
さらに、通常は、反射防止組成物は、使用時に発色団（光減衰化合物または部分）を含むであろう。発色団は、化合物（化合物上の官能基に対して、あるいは直接ポリマーバックボーンまたはオリゴマーコアに対して）に接合されることが可能であるか、または、発色団は、単に物理的に組成物に混合されることが可能である。発色団は、組成物が処理される波長に基づいて選択される。例えば、２４８ｎｍの波長では、好ましい発色団は、ナフタリン（例えば、ナフトエ酸メタクリル酸塩、３、７−ジヒドロキシナフトエ酸）、複素環発色団、カルバゾール、アントラセン（例えば、９−アントラセンメチルメタクリル酸塩、９−アントラセンカルボン酸）、および前述の官能基を含む。１９３ｎｍの波長では、好ましい発色団は、置換されたおよび非置換のフェニル基、複素環発色団（例えば、フラン環、チオフェン環）、および前述の官能基を含む。
【００９７】
組成物の中に存在することが可能な追加成分は、界面活性剤、接着促進剤、または表面改質剤を含む。
【００９８】
実施形態にかかわらず、組成物は、適切な溶媒システムの中で、好ましい周囲条件で、および実質的に均一な分散を形成するのに十分な時間、ポリマー、オリゴマー、またはそれらの混合物を単に分散または溶解させることによって形成される。他の成分（例えば、架橋剤、ＰＡＧ）は、化合物と共に溶媒システムの中で分散または溶解されるのが好ましい。
【００９９】
好ましい溶媒システムは、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールｎ−プロピルエーテル（ＰｎＰ）、乳酸エチル、シクロヘキサノン、ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）、およびそれらの混合物から成る群から選択された溶剤を含む。溶媒システムは、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、約８０重量％〜９９重量％、好ましくは約９５重量％〜９９重量％のレベルで利用されるべきである。従って、組成物は、通常、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、約１重量％〜２０重量％、好ましくは約１重量％〜５重量％の固形分を有する。
【０１００】
好適な現像液可溶性組成物は、ＡＲＣ（Ｒ）ＤＳ−Ｋ１０１（ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ）、およびＡＲＣ（Ｒ）ＤＳ−Ａ５２０（ＡｒＦ感光性反射防止膜；ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ）を含む。さらに、本発明の方法で使用される追加組成物は、参照によってそれらの全内容が本書に組み込まれた米国特許出願公開第２００７−０２０７４０６号および第２００９／００３５５９０号と同様に、米国特許第６，８７２，５０６号、第７，２６１，９９７号、第７，３６４，８３５号、第７，６０１，４８３号、および第７，９１４，９７４号に開示されている。
【０１０１】
２．選択的エッチング可能な組成物
本書に記載されているアンダーカットが形成されたフィーチャの形成における使用に適した選択的エッチング可能な組成物は、積極的なエッチング処理に対して非常に小さいフィーチャサイズに分解せずに十分に耐えるほどロバストであるだけでなく、本発明の方法によって形成された極めて小さいアンダーカットエリアを満たすほど十分にデリケートでなければならない。好適な材料は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、およびそれらの組み合わせを含むであろう。本発明での使用に適したシリコン含有化合物は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯＮ、およびそれらの組み合わせを含む。本発明での使用に適した金属含有化合物は、Ｈｆ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、その酸化物、およびそれらの組み合わせを含む。化合物は、ナノ粒子、ナノコロイド状材料、または低分子量ポリマーであることが可能である。ナノ粒子およびナノコロイド状材料は、充填されるべきアンダーカットエリアよりも小さい平均粒径を有しなければならない。平均粒径は、好ましくは約０．５ｎｍから約１０ｎｍまで、より好ましくは約１ｎｍから約７ｎｍまで、より一層好ましくは約２ｎｍから約５ｎｍまでの範囲であろう。平均粒径は、粒子の最大表面間寸法の平均値を指す。例えば、球状粒子の場合には、平均粒径は、組成物の中の粒子の直径の平均値になるであろう。
【０１０２】
同様に、低分子量ポリマーは、充填されるべきアンダーカットエリアに流れ込むのに十分小さいチェーンサイズを有しなければならない。組成物で使用される低分子量のシリコン含有ポリマーは、好ましくは約１，０００ダルトンから約１００，０００ダルトンまで、好ましくは約８，０００ダルトンから約３０，０００ダルトンまで、より好ましくは約１０，０００ダルトンから約２５，０００ダルトンまでの重量平均分子量を有する。組成物で使用される低分子量金属含有ポリマーは、好ましくは約１，０００ダルトンから約１００，０００ダルトンまで、より好ましくは約２，０００ダルトンから約２０，０００ダルトンまで、より一層好ましくは約２，０００ダルトンから約１５，０００ダルトンまでであろう。
【０１０３】
選択的エッチング可能な組成物は、適切な溶媒システムの中で、好ましい周囲条件で、および実質的に均一な分散を形成するのに十分な時間、シリコンおよび／または金属の含有化合物を分散または溶解させることによって形成される。好ましい溶媒システムは、水、ＭＩＢＣ、メチレン、およびそれらの混合物から成る群から選択された溶剤を含む。溶媒システムは、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、約９０重量％から約９９．９重量％まで、好ましくは約９５重量％から約９９．５重量％まで、より好ましくは約９８重量％から約９９重量％までのレベルで利用されるべきである。従って、組成物は、通常、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、約０．１重量％から約３重量％まで、好ましくは約０．５重量％から約２．５重量％まで、より好ましくは約１重量％から約２重量％までの固形分を有する。あらゆる追加成分（例えば、界面活性剤、フォトアシッドジェネレータ（ＰＡＧ）、サーマルアシッドジェネレータ（ＴＡＧ）、光ベースなど）は、耐エッチング性化合物を用いた溶媒システムに含まれることが可能である。
【０１０４】
組成物は、選択的エッチング可能な組成物のために特別に開発されることが可能であるか、またはシリコンハードマスク（例えば、ＯｐｔｉＳｔａｃｋ（Ｒ）ＨＭ７１０（ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ））のような適切な市販のハードマスク組成物は、本発明で使用される所望の固体レベルを達成するために、上述された溶媒システムを使用して薄められることが可能である。
【０１０５】
３．コンフォーマル層
第１のコンフォーマル層の形成における使用に適した組成物は、組成物を含み、その組成物は、平坦化層に対向されるコンフォーマル層（即ち、下方にある層および構造体の空間配置の上面および側壁に沿って均一にコーティングする層）として堆積されるが、例えば、ウェット現像または酸素アッシングステップの使用によって下方にある構造体を破損せずに容易に取り除かれることが可能である。好適な組成物は、上述された特定の現像液可溶性組成物と共に、カーボンリッチ組成物を含む。本書で使用される用語「カーボンリッチ」とは、１００重量％として得られた組成物の中の全固形物に基づいて、約５０重量％よりも多い炭素、好ましくは約７０重量％よりも多い炭素、より好ましくは約７５重量％から約８０重量％までの炭素を含む組成物を指す。適切なカーボンリッチ組成物は、スピンオンカーボン組成物（ＳＯＣ）およびアモルファスカーボン組成物を含む。好適なカーボンリッチ組成物は、一般的に、以下の選択可能な成分、即ち、酸および／またはベース急冷剤、触媒、架橋剤、および表面改質添加物と共に、溶媒システムの中で分散または溶解されたポリマーを含むであろう。好ましい組成物は、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、好ましくは約０．１重量％から約１０重量％まで、より好ましくは約０．５重量％から約７重量％まで、より好ましくは約１重量％から約５重量％までの固形分を有するであろう。
【０１０６】
第２のコンフォーマル層の形成に適した組成物は、コンフォーマル層として堆積されることが可能であるが、耐エッチング性があり、より好ましくは特にフッ素化エッチング液に耐性がある組成物を含む。好適な組成物は、シリコンおよび／または金属の含有化合物、その酸化物、およびそれらの組み合わせを含む。本発明での使用に適したシリコン含有化合物は、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＳｉＣ、ＳｉＯＮ、およびそれらの組み合わせを含む。本発明での使用に適した金属含有化合物は、Ｈｆ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｓｂ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、その酸化物、およびそれらの組み合わせを含む。第２のコンフォーマル層の形成に使用される好ましい組成物は、１００重量％として得られた組成物の全重量に基づいて、好ましくは約０．１重量％から約１０重量％まで、より好ましくは約０．５重量％から約５重量％まで、より好ましくは約１重量％から約４重量％までの固形分を有するであろう。
【０１０７】
本書で使用される語句「および／または」とは、２つ以上の項目の列記の中で使用される場合には、列記された項目の内の任意の一方を単独で使用することが可能であるか、または、列記された項目の内の２つ以上の任意の組み合わせを使用することが可能であることを意味する。例えば、組成物が構成要素Ａ、Ｂ、および／またはＣを含むかまたは含まないと記載されている場合には、組成物は、Ａ単独、Ｂ単独、Ｃ単独、ＡおよびＢの組み合わせ、ＡおよびＣの組み合わせ、ＢおよびＣの組み合わせ、またはＡ、Ｂ、およびＣの組み合わせを含むかまたは含まないことが可能である。
【０１０８】
さらに、本明細書は、本発明の様々な実施形態に関する特定のパラメータを数値化するために、数値範囲を使用する。数値範囲が示されている場合には、単にその範囲の上限値を規定するクレーム限定と共に、単にその範囲の下限値を規定するクレーム限定の記述サポートを示すように、その範囲を解釈しなければならないことが理解されるべきである。例えば、約１０から約１００までの開示された数値範囲は、「約１０よりも大きい」（上限なしに）ことを規定するクレーム、および「約１００よりも小さい」（下限なしに）ことを規定するクレームの記述サポートを示す。
【実施例】
【０１０９】
以下の実施例には、本発明に係る方法が記載されている。しかしながら、これらの実施例が説明によって示され、その中のあらゆるものが本発明の範囲全体に関する限定として受け取られるべきでないことを理解しなければならない。
【実施例１】
【０１１０】
アンダーカット形成およびテンプレートの生成
シリコンウェハは、ＴＥＬ製ＡＣＴ８クリーントラックを使用して、反射防止組成物（ＡＲＣ（Ｒ）ＤＳ−Ｋ１０１−３０７；ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ）を８００ｒｐｍで３０秒間スピンコートされ、４０ｎｍの層を生じた。次に、その反射防止膜が、１８０℃で６０秒間ベークされた。次に、その反射防止層の上に、フォトレジスト組成物（Ｍ５２９Ｙ−４ｃＰ；ＪＳＲ社、サニーヴェール、ＣＡ）が、１，８９８ｒｐｍで３０秒間スピンコートされ、スタックの上部に２００ｎｍの層を生じた。次に、フォトレジストが、ポストアプリケーションベークを１３０℃で９０秒間受けた。以下の表１の中のパラメータに従った露光のために、ＡＳＭＬ７５０スキャナ（ＫｒＦ）が使用された。
【０１１１】
【表１】
2014507795.tif 000011
【０１１２】
次に、フォトレジストが、ポストエクポージャベークを１２５℃で９０秒間受けた。次に、フォトレジストの露光部分および反射防止層の隣接部分が、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＯＰＤ２６２）と４５秒間接触することによって現像され、アンダーカットされた。図８は、フォトレジストのアンダーカット形成および反射防止膜の側面部分の除去によって形成された結果として得られるＴ字状テンプレート構造体を示す、パターン形成されたスタックのＳＥＭ画像である。図９は、テンプレート構造体の拡大図である。
【実施例２】
【０１１３】
アンダーカットされたフィーチャの充填およびテンプレートの除去
次に、実施例１で準備されたテンプレート構造体のアンダーカットされた部分が、耐エッチング性材料で満たされた。Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｒ）Ｃｅｅ（Ｒ）ＣＢ２００コート／ベークモジュールを使用して、パターン形成されたスタックの上に、実験用のシリカナノ粒子のコロイド状充填材料（２ｎｍ〜１０ｎｍの平均粒径；ブルーワーサイエンス社）が、１，５００ｒｐｍで６０秒間スピンコートされた後、１１０℃で６０秒間ベークされた。図１０は、テンプレート構造体のアンダーカットされた部分を満たす耐エッチング性材料のＳＥＭ画像である。図１１は、図１０の拡大ＳＥＭ画像である。
【０１１４】
次に、アンダーカットされた部分以外のスタックから耐エッチング性材料を取り除くために、オックスフォードエッチング装置を使用して、反応性イオンエッチングが行なわれた。使用されたエッチングガスは、５０ｓｃｃｍのＣＦ４であり、ウェハは、１００ワットの電力、５０ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣバイアスで４６秒間処理された。図１２は、エッチング後のフィーチャのＳＥＭ画像であり、その拡大図は、図１３に示されている。
【０１１５】
次に、第２の反応性イオンエッチングが、エッチングガスとして５０ｓｃｃｍのＯ２を使用して、１００ワットの電力、６０ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣバイアスで６０秒間行なわれた。Ｔ字状構造体の除去後の、アンダーカットされた部分の耐エッチング性材料を残したスタックのＳＥＭ画像が図示されている。図１４と図１５は、１５０ｎｍの初期（Ｔ字状）構造体によって残されたラインのＳＥＭ画像である。図１６と図１７は、１６０ｎｍの初期（Ｔ字状）構造体によって残されたラインのＳＥＭ画像である。図１８と図１９は、１８０ｎｍの初期（Ｔ字状）構造体によって残されたラインのＳＥＭ画像である。調査される初期のラインサイズが大きいほど、観察されるフィーチャは小さくなり、テンプレートが作製された時のアンダーカット量を変化させた結果として得られる可能性が高かった。１８０ｎｍの初期フィーチャは、耐エッチング性材料の３０ｎｍの最後のフィーチャを形成した。
【実施例３】
【０１１６】
アンダーカット形成およびテンプレートの生成
ＴＥＬ製ＡＣＴ８クリーントラックを使用して、反射防止組成物（ＡＲＣ（Ｒ）ＤＳ−Ｋ１０１−３０７；ブルーワーサイエンス社、ローラ、ＭＯ）の層が、１，５００ｒｐｍで３０秒間シリコンウェハ上に塗布され、７０ｎｍの層を生じた。次に、その反射防止膜が、１８０℃で６０秒間ベークされた。次に、その反射防止層の上に、フォトレジスト組成物（Ｍ５２９Ｙ−４ｃＰ；ＪＳＲ社、サニーヴェール、ＣＡ）が、１，８９８ｒｐｍで３０秒間スピンコートされ、スタックの上部に２００ｎｍの層を生じた。次に、フォトレジストが、ポストアプリケーションベークを１３０℃で９０秒間受けた。以下の表２の中のパラメータに従った露光のために、ＡＳＭＬ７５０スキャナ（ＫｒＦ）が使用された。
【０１１７】
【表２】
2014507795.tif 000012
【０１１８】
次に、フォトレジストが、ポストエクスポージャベークを１２５℃で９０秒間受けた。次に、フォトレジストの露光部分および反射防止層の隣接部分が、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＯＰＤ２６２）と４５秒間接触することによって現像され、アンダーカットされた。図２０は、フォトレジストおよび反射防止膜のアンダーカットによって形成された結果として得られるＴ字状テンプレート構造体を示す、パターン形成されたスタックのＳＥＭ画像である。
【実施例４】
【０１１９】
アンダーカットされたフィーチャの充填およびテンプレートの除去
次に、例３で準備されたテンプレート構造体のアンダーカットされた部分が、耐エッチング性材料で満たされた。Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｒ）Ｃｅｅ（Ｒ）ＣＢ２００のコート／ベークモジュールを使用して、パターン形成されたスタックの上に、実験用のシリカナノ粒子のコロイド状充填材料（ブルーワーサイエンス社）が、５００ｒｐｍで３０秒間スピンコートされた後、１００℃で６０秒間ベークされた。図２１は、テンプレート構造体のアンダーカットされた部分を満たす耐エッチング性材料のＳＥＭ画像である。
【０１２０】
次に、アンダーカットされた部分以外のスタックから耐エッチング性材料を取り除くために、オックスフォードエッチング装置を使用して、反応性イオンエッチングが行なわれた。使用されたエッチングガスは、５０ｓｃｃｍのＣＦ４および３０ｓｃｃｍのＮ２の混合物であり、ウェハは、１００ワットの電力、２５ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣバイアスで１２０秒間処理された。次に、５０ｓｃｃｍのＯ２を使用して、第２の反応性イオンエッチングが行なわれ、ウェハは、１００ワットの電力、６０ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣバイアスで９０秒間処理された。Ｔ字状構造体の除去後の、アンダーカットされた部分の耐エッチング性材料を残したスタックのＳＥＭ画像が、図２２と図２３に示されている。
【実施例５】
【０１２１】
アンダーカットされたフィーチャの充填およびテンプレートの除去
第２のパターン形成されたスタックが、例３の手順に従って準備された。次に、テンプレート構造体のアンダーカットされた部分が、耐エッチング性材料で満たされた。Ｂｒｅｗｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｒ）Ｃｅｅ（Ｒ）ＣＢ２００コート／ベークモジュールを使用して、パターン形成されたスタックの上に、実験用のシリカナノ粒子のコロイド状充填材料（ブルーワーサイエンス社）が、５００ｒｐｍで３０秒間スピンコートされた後、１００℃で６０秒間ベークされた。次に、オックスフォードエッチング装置およびエッチングガスとして５０ｓｃｃｍのＣＦ４を使用して、そのスタックの上で反応性イオンエッチングが行なわれた。スタックは、１００ワットの電力、１０ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣバイアスで２４０秒間処理された。次に、５０ｓｃｃｍのＯ２を使用して、第２の反応性イオンエッチングが行なわれ、ウェハは、１００ワットの電力、６０ｍＴｏｒｒの圧力、および３７７のＤＣ−バイアスで９０秒間処理された。Ｔ字状構造体の除去後のアンダーカットされた部分の耐エッチング性材料を残したスタックのＳＥＭ画像が、図２４と図２５に示されている。
【図１（Ａ）】
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【図１（Ｂ）】
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【図１（Ｃ）】
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【図１（Ｄ）】
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【図１（Ｅ）】
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【図２（Ａ）】
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【図２（Ｂ）】
2014507795.tif 000019
【図２（Ｃ）】
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【図２（Ｄ）】
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【図２（Ｅ）】
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【図２（Ｆ）】
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【図３（Ａ）】
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【図３（Ｂ）】
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【図３（Ｃ）】
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【図３（Ｄ）】
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【図３（Ｅ）】
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【図３（Ｆ）】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図４（Ｃ）】
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【図４（Ｄ）】
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【図４（Ｅ）】
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【図４（Ｆ）】
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【図４（Ｇ）】
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【図５（Ａ）】
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【図５（Ｂ）】
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【図５（Ｃ）】
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【図５（Ｄ）】
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【図５（Ｅ）】
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【図６（Ａ）】
2014507795.tif 000042
【図６（Ｂ）】
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【図６（Ｃ）】
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【図６（Ｄ）】
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【図７（Ａ）】
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【図７（Ｂ）】
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【図７（Ｃ）】
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【図７（Ｄ）】
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【図７（Ｅ）】
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【図７（Ｆ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014507795.tif 000055
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2014507795.tif 000059
【図１６】
2014507795.tif 000060
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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