(57)【要約】本発明はリソグラフィの分野に関し、特に、リソグラフィ方法、リソグラフィ製品及びリソグラフィ材料に関する。本発明は、ステップ１）と、ステップ２）とを含むリソグラフィ方法を提供する。ステップ１）において、リソグラフィ材料に第１光、第２光を付与し、少なくとも一部のオン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は作用分子を生成して、分子スイッチがオンにした領域のリソグラフィ材料の物理的及び／又は化学的特性を変化させる。ステップ２）において、物理的又は化学的特性が変化しているリソグラフィ材料又は変化していないリソグラフィ材料のいずれか一方を除去する。本発明の新規なリソグラフィ方法は、光の回折限界による制限を効果的に突破し、リソグラフィの精度をより一層高めることができる。【選択図】なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステップ１）と、ステップ２）とを含むリソグラフィ方法であって、
ステップ１）において、リソグラフィ材料に第１光、第２光を付与し、前記第１光は第２光と部分的に重畳し、前記リソグラフィ材料に、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が含まれており、前記第１光は前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にし、前記第２光は前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にし、前記第１光と前記第２光とが重畳している領域に、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子はオフ状態にあり、少なくとも一部のオン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は作用分子を生成して、分子スイッチがオンにした領域のリソグラフィ材料の物理的及び／又は化学的特性を変化させ、
ステップ２）において、物理的又は化学的特性が変化しているリソグラフィ材料又は変化していないリソグラフィ材料のいずれか一方を除去するリソグラフィ方法。
【請求項２】
前記第１光と前記第２光の一方は単一中空光であり、他方は少なくとも一部が前記第１光及び前記第２光の一方の照射領域によって取り囲まれた非照射領域をカバーすることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ方法。
【請求項３】
前記第１光と前記第２光の一方は多中空光であり、他方は少なくとも一部が第１光の照射領域によって取り囲まれた非照射領域をカバーすることを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ方法。
【請求項４】
前記第１光と前記第２光の少なくとも一方は、アレイ光であることを特徴とする請求項３に記載のリソグラフィ方法。
【請求項５】
前記第１光と前記第２光の少なくとも一方は、マルチビームであることを特徴とする請求項３又は４に記載のリソグラフィ方法。
【請求項６】
前記第１光と前記第２光の他方の照射領域は、第１光と第２光の一方の照射領域の外縁を超えないことを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項７】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子によって生成された作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項８】
前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択されることを特徴とする請求項７に記載のリソグラフィ方法。
【請求項９】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子によって生成された作用分子は、リソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１０】
前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択されることを特徴とする請求項９に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１１】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の分子構造に分子スイッチ性基、作用分子発生性基が含まれていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１２】
分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられることを特徴とする請求項１１に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１３】
前記ステップ１）で、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が、作用分子を生成する方式は、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に適用される照射条件を変更することであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１４】
前記リソグラフィ材料の物理的又は化学的特性が変化していることは、現像液での溶解性が変化していることであることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１５】
前記リソグラフィ材料の物理的又は化学的特性を変化させる方法は、リソグラフィ材料における保護基を脱離させること、又はリソグラフィ材料におけるモノマーを重合させることから選択されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のリソグラフィ方法によって生成される製品。
【請求項１７】
分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子と、作用分子に敏感な化合物とを含むリソグラフィ材料。
【請求項１８】
前記作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子又はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択されることを特徴とする請求項１７に記載のリソグラフィ材料。
【請求項１９】
前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択されることを特徴とする請求項１８に記載のリソグラフィ材料。
【請求項２０】
前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択されることを特徴とする請求項１８に記載のリソグラフィ材料。
【請求項２１】
前記作用分子に敏感な化合物は、作用分子に敏感なポリマー、作用分子に敏感なモノマー又はオリゴマーから選択されることを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか１項に記載のリソグラフィ材料。
【請求項２２】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に、分子スイッチ性基と、作用分子発生性基とが含まれていることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか１項に記載のリソグラフィ材料。
【請求項２３】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられることを特徴とする請求項２２に記載のリソグラフィ材料。
【請求項２４】
分子スイッチ性基と、作用分子発生性基とを含む化合物。
【請求項２５】
前記作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子又はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択されることを特徴とする請求項２４に記載の化合物。
【請求項２６】
前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択されることを特徴とする請求項２５に記載の化合物。
【請求項２７】
前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択されることを特徴とする請求項２５に記載の化合物。
【請求項２８】
前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられることを特徴とする請求項２４〜２７のいずれか１項に記載の化合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィの分野に関し、特に、リソグラフィ方法及びリソグラフィ材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、リソグラフィ技術は産業向けの精密加工で重要なプロセスである。とりわけミクロン・ナノ加工分野で、例えば、集積回路チップ、ＭＥＭＳ部品、光集積技術、精密光学等の分野で幅広く利用されている。従来の高精密リソグラフィ製造プロセスには、主に光学的縮小投影リソグラフィ、電子線直接描画、イオンビーム加工、レーザ干渉リソグラフィ等がある。
【０００３】
レイリー（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）解像度計算式、Ｒ＝ｋ１λ／ＮＡによれば、解像度を高めることは、リソグラフィにおける対物レンズの開口数ＮＡを増加させ露光波長λを短縮させることで実現できる。従来、リソグラフィ装置に開口数を増加させる方法として、液浸リソグラフィ技術を採用している。短波長露光として現在、最も重要で成熟している技術として、波長１９３ｎｍのＡｒＦ光源を採用している。しかし、液浸法を採用してＮＡを高めようとしても、最小解像度は４５ｎｍにとどまっている。
【０００４】
現在、極端紫外線（ＥＵＶ）、マルチビーム方式のマスクレス露光、ナノインプリントは次世代リソグラフィ（ＮＧＬ）として最も期待できる候補の技術だとしている。ＥＵＶ技術の最も大きな特徴は、露光波長を１３．５ｎｍに短縮できることであり、これによって解像度が大幅に向上している。一方、このように短い波長の光源を用いる場合には、殆どの物質は非常に吸収しやすくなるため、従来の透過型光学系を用いることはできず、反射型光学系に変更する必要がある。反射型光学系は大きなＮＡで設計することは難しいため、解像度は上がれない。しかもＥＵＶマスクは反射型であるため（通常は透過型）、製造しにくい。また、マスクの保管、輸送、使用はいずれも取り扱いにくい。
【０００５】
マスクレスリソグラフィ技術において、電子線（ＥＢ）は波長が短い、解像度が高い、焦点深度が長い、制御しやすく改変に柔軟性が高いという特徴を有するため、光学、非光学的露光マスクの製造に幅広く利用されている。システムオンチップ（ＳＯＣ）の開発において、電子線直接描画（ＥＢＤＷ）は、直接パターンデータを受け入れて結像することが可能であり、複雑なマスク製造プロセスを必要としないため、他の方法より柔軟性が高く、幅広い利用が期待できる。一方、生産能率が低いため、その適用は制限されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の露光型のリソグラフィ技術は、通常の光学的原理を採用して、レイリー計算式に基づいて解像度を改善している。主として、液浸法を用いて開口数を高めより短い波長の光源を採用するものである。特に短い波長の光源の採用は、解像度を高める上で決定的な役割を果たしている。一方、エキシマ光源、電子線、さらには極端紫外線光源の製造が複雑で、プロセスが難しく、しかもコストが非常に高いため、直接超解像露光型リソグラフィ装置はコストが高騰しており、解像度は依然として光源の回折限界に制限されている。
【０００７】
本発明は、上述した従来技術の欠点に鑑みてなされるものであり、従来技術における問題を解決するためにリソグラフィ方法、リソグラフィ材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した目的及びその他の関連の目的を達成するために、本発明の第１態様はリソグラフィ方法を提供し、当該方法は以下のステップ１）と、ステップ２）とを含む。
ステップ１）において、リソグラフィ材料に第１光、第２光を付与する。前記第１光は第２光と部分的に重畳し、前記リソグラフィ材料に、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が含まれており、前記第１光は前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にし、前記第２光は前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にし、前記第１光と前記第２光とが重畳している領域に、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子はオフ状態にある。少なくとも一部のオン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は作用分子を生成して、分子スイッチがオンにした領域のリソグラフィ材料の物理的及び／又は化学的特性を変化させる。
ステップ２）において、物理的又は化学的特性が変化しているリソグラフィ材料又は変化していないリソグラフィ材料のいずれか一方を除去する。
【０００９】
本願のいくつかの実施形態において、前記第１光は、単一中空光（中空部が１つである）又は多中空光（中空部が複数ある）である。
【００１０】
本願のいくつかの実施形態において、前記第２光は、その少なくとも一部が第１光の照射領域によって取り囲まれた非照射領域をカバーしている。
【００１１】
本願のいくつかの実施形態において、前記第２光は中実光である。
【００１２】
本願のいくつかの実施形態において、前記第１光と前記第２光の少なくとも一方は、アレイ光である。
【００１３】
本願のいくつかの実施形態において、前記第２光の照射領域は第１光の照射領域の外縁を超えない。
【００１４】
本願のいくつかの実施形態において、前記第１光と前記第２光の少なくとも一方は、マルチビームである。
【００１５】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が生成した作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子又はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択される。
【００１６】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択される。
【００１７】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択される。
【００１８】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の分子構造に分子スイッチ性基、作用分子発生性基が含まれている。
【００１９】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられる。
【００２０】
本願のいくつかの実施形態において、前記ステップ１）で、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が、作用分子を生成する方式は、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に適用される照射条件を変更することから選択される。
【００２１】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の物理的又は化学的特性が変化していることは、現像液での溶解性が変化していることを指す。
【００２２】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の物理的又は化学的特性を変化させる方法は、リソグラフィ材料における保護基を脱離させること、又はリソグラフィ材料におけるモノマーを重合させることから選択される。
【００２３】
本発明の第２態様はリソグラフィ材料を提供し、当該リソグラフィ材料は、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子と、作用分子に敏感な化合物とを含む。
【００２４】
本願のいくつかの実施形態において、前記作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子又はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択され、前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択される。
【００２５】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択される。
【００２６】
本願のいくつかの実施形態において、前記作用分子に敏感な化合物は、作用分子に敏感なポリマー、作用分子に敏感なモノマー又はオリゴマーから選択される。
【００２７】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に、分子スイッチ性基と、作用分子発生性基とが含まれている。
【００２８】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられる。
【００２９】
本発明の第３態様は化合物を提供し、当該化合物は、分子スイッチ性基と、作用分子発生性基とを含む。
【００３０】
本願のいくつかの実施形態において、前記作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子又はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子から選択される。
【００３１】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は、酸性分子、塩基性分子、一重項酸素から選択される。
【００３２】
本願のいくつかの実施形態において、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は、重合反応開始分子から選択される。
【００３３】
本願のいくつかの実施形態において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、２ビーム超解像技術を実現するための基本原理をプロセスとして示す図である。
【図２】図２は、分子スイッチで制御可能な重合脱保護を概略的に示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、分子スイッチで制御可能なモノマー重合を概略的に示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、分子スイッチで制御可能なモノマー重合を概略的に示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、慣用される分子スイッチの反応方式である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、慣用される分子スイッチの反応方式である。
【図５】図５は、ペリ環状反応系分子スイッチの官能基脱離反応の反応方式である。
【図６】図６は、分子スイッチで制御可能な重合脱保護によるポジ型２ビームリソグラフィを概略的に示す図である。
【図７】図７は、分子スイッチで制御可能なモノマー重合によるネガ型２ビームリソグラフィを概略的に示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、分子スイッチで制御可能な重合脱保護によるポジ型２ビームリソグラフィプロセスを示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、分子スイッチで制御可能な重合脱保護によるポジ型２ビームリソグラフィプロセスを示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、分子スイッチで制御可能なモノマー重合によるネガ型２ビームリソグラフィプロセスを示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、分子スイッチで制御可能なモノマー重合によるネガ型２ビームリソグラフィプロセスを示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、２ビーム整形技術を概略的に示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、２ビーム整形技術を概略的に示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、並列化２ビームリソグラフィシステムの２種の形態その１である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、並列化２ビームリソグラフィシステムの２種の形態その２である。
【図１２】図１２は、２ビームアレイが採用する直交座標系走査、極座標系走査の２種の座標系による走査方式である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明者は、鋭意検討を行った結果、新規なリソグラフィ方法を発見し、さらに、当該リソグラフィ方法に対応するリソグラフィ材料を提供する。当該リソグラフィ方法とリソグラフィ材料は光の回折限界による制限を突破し、リソグラフィの精度をより一層高めることができる。これによって、本発明を完成するに至った。
【００３６】
（リソグラフィ方法）
本願の一つの態様として、リソグラフィ方法を提供し、当該リソグラフィ方法は、リソグラフィ材料に第１光、第２光を付与することを含んでもよく、前記第１光は第２光と部分的に重畳してもよく、前記リソグラフィ材料に、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が含まれており、少なくとも一部のオン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は作用分子を生成して、分子スイッチがオンにした領域のリソグラフィ材料の物理的又は化学的特性を変化させる。
【００３７】
前記リソグラフィ方法において、前記第２光は、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にすることができ、当業者は分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の種類、リソグラフィ材料におけるその含有量等のパラメータに基づいて、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にするための条件を決定することができる。例えば、前記第２光は、紫外線、可視光又は赤外線等であってもよく、さらに、前記第２光は、波長が５ｎｍ、５−１０ｎｍ、１０−２０ｎｍ、２０−４０ｎｍ、４０−６０ｎｍ、６０−８０ｎｍ、８０−１００ｎｍ、１００−１５０ｎｍ、１５０−２００ｎｍ、２００−２５０ｎｍ、２５０−３００ｎｍ、３００−３５０ｎｍ、３５０−４００ｎｍ、４００−４５０ｎｍ、４５０−５００ｎｍ、５００−５５０ｎｍ、５５０−６００ｎｍ、６００−６５０ｎｍ、６５０−７００ｎｍ、７００−７５０ｎｍ、７５０−８００ｎｍ、８００−８５０ｎｍ、８５０−９００ｎｍ、９００−９５０ｎｍ、９５０−１０００ｎｍ、１０００−１２００ｎｍ、１２００−１４００ｎｍ、１４００−１６００ｎｍ、１６００−１８００ｎｍ、１８００−２０００ｎｍ、２０００−２５００ｎｍ、２５００−３０００ｎｍ、３０００−３５００ｎｍ、３５００−４０００ｎｍ、４０００−４５００ｎｍ、４５００−５０００ｎｍ、５０００−６０００ｎｍ、６０００−７０００ｎｍ、７０００−８０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、９０００−１００００ｎｍ、１００００−１２０００ｎｍ、１２０００−１４０００ｎｍ、１４０００−１６０００ｎｍ、１６０００−１８０００ｎｍ、１８０００−２００００ｎｍの範囲以下、又は２００００ｎｍ以上の光であってもよい。
【００３８】
前記リソグラフィ方法において、前記第１光は、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にすることができ、前記第１光と前記第２光とが重畳している領域は通常、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にすることができる。前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にすることは、例えば、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態に変換し、且つ／又は、オフ状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子のオフ状態を維持することであってもよく、当業者は分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の種類、リソグラフィ材料におけるその含有量等のパラメータに基づいて、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にするための条件を決定してもよい。例えば、前記第１光は紫外線、可視光又は赤外線等であってもよく、さらに、前記第１光は、波長が５ｎｍ、５−１０ｎｍ、１０−２０ｎｍ、２０−４０ｎｍ、４０−６０ｎｍ、６０−８０ｎｍ、８０−１００ｎｍ、１００−１５０ｎｍ、１５０−２００ｎｍ、２００−２５０ｎｍ、２５０−３００ｎｍ、３００−３５０ｎｍ、３５０−４００ｎｍ、４００−４５０ｎｍ、４５０−５００ｎｍ、５００−５５０ｎｍ、５５０−６００ｎｍ、６００−６５０ｎｍ、６５０−７００ｎｍ、７００−７５０ｎｍ、７５０−８００ｎｍ、８００−８５０ｎｍ、８５０−９００ｎｍ、９００−９５０ｎｍ、９５０−１０００ｎｍ、１０００−１２００ｎｍ、１２００−１４００ｎｍ、１４００−１６００ｎｍ、１６００−１８００ｎｍ、１８００−２０００ｎｍ、２０００−２５００ｎｍ、２５００−３０００ｎｍ、３０００−３５００ｎｍ、３５００−４０００ｎｍ、４０００−４５００ｎｍ、４５００−５０００ｎｍ、５０００−６０００ｎｍ、６０００−７０００ｎｍ、７０００−８０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、９０００−１００００ｎｍ、１００００−１２０００ｎｍ、１２０００−１４０００ｎｍ、１４０００−１６０００ｎｍ、１６０００−１８０００ｎｍ、１８０００−２００００ｎｍの範囲以下、又は２００００ｎｍ以上の光であってもよい。
【００３９】
前記リソグラフィ方法において、一般に、同一種類の分子スイッチで制御可能な作用分子は、前記分子スイッチで制御可能な作用分子をオン、オフ状態にするための条件は異なる。当業者は分子スイッチで制御可能な作用分子の種類によって、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子を異なる状態にするための条件、例えば、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にするための条件、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にするための条件、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態からオン状態に変換するための条件、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態からオフ状態に変換するための条件等を決定することができる。例えば、第２光の照射条件下の分子スイッチで制御可能な作用分子をオン状態にすることができ、又は、第１光、第２光の同時照射条件下の分子スイッチで制御可能な作用分子をオフ状態にすることができ、又は、第１光の照射条件下の分子スイッチで制御可能な作用分子をオフ状態にすることができ、また、第１光で提供する照射条件と第２光で提供する照射条件は一般に、異なるものであってもよい。
【００４０】
前記リソグラフィ方法において、前記第１光が第２光と部分的に重畳することは、第１光の一部と第２光の一部が互いに重畳することであってもよいし、一方の光の全体と他方の光の一部が互いに重畳することであってもよい。例えば、第１光の全体と第２光の一部が互いに重畳し、又は、第２光の全体と第１光の一部が互いに重畳する。
【００４１】
前記リソグラフィ方法において、前記第１光は単一中空光又は多中空光であってもよく、前記第２光は少なくとも一部又はその全体が、第１光の照射領域によって取り囲まれた非照射領域をカバーしてもよい。前記中空光は一般に、照射領域を形成でき且つ照射領域が非照射領域を取り囲む光を指し、前記非照射領域は、照射領域と比べて照度は顕著に弱まり、ゼロに近い又はゼロである領域を指す。前記非照射領域は、１つ又は２つ以上であってもよく、前記第１光が形成した照射領域によって取り囲まれた非照射領域は１つである場合は、前記第１光が単一中空光である。前記第１光が形成した照射領域によって取り囲まれた非照射領域は２つ以上である場合は、前記第１光が多中空光である。第１光が形成した照射領域によって取り囲まれた非照射領域の形状は、様々な規則な又は不規則な形状であってもよい。これらの形状は、特定の尺度においてナノオーダーであってもよい。例えば、本願の１つの具体的な実施形態において、非照射領域の形状は円形、楕円形、多角形、延長するライン等であってもよく、円形の直径、楕円形の長軸、楕円形の短軸、多角形の直径、延長するラインの幅等は、５ｎｍ、５−１０ｎｍ、１０−１５ｎｍ、１５−２０ｎｍ、２０−２５ｎｍ、２５−３０ｎｍ、３０−３５ｎｍ、３５−４０ｎｍ、４０−４５ｎｍ、４５−５０ｎｍ、５０−５５ｎｍ、５５−６０ｎｍ、６０−６５ｎｍ、６５−７０ｎｍ、７０−７５ｎｍ、７５−８０ｎｍ、８０−８５ｎｍ、８５−９０ｎｍ、９０−９５ｎｍ、９５−１００ｎｍ、１００−１１０ｎｍ、１１０−１２０ｎｍ、１２０−１３０ｎｍ、１３０−１４０ｎｍ、１４０−１５０ｎｍ、１５０−１６０ｎｍ、１６０−１８０ｎｍ、１８０−２００ｎｍの範囲以下、又はより大きな寸法であってもよい。本願の１つの具体的な実施形態において、前記中空光は、環状光、中空部分を有する面状光等であってもよい。さらに、前記２つ以上の非照射領域はアレイを形成することができ、前記第１光はそれ自体がマルチビーム又はアレイ光であってもよい。本願のもう一つの具体的な実施形態において、前記中空光は環状光アレイ、中空部分のアレイを有する面状光等であってもよく、前記中空部分のアレイを有する面状光とは、照射領域において、２つ以上の非照射領域がアレイを形成するものを指す。前記第２光は中実光であってもよく、前記中実光は一般に、形成された照射領域が一切の非照射領域を取り囲まない光を指す。本願のいくつかの実施形態において、前記中実光は、単一のビーム、面状光等であってもよい。さらに、前記第２光はマルチビーム又はアレイ光であってもよい。本願のもう一つの具体的な実施形態において、前記第２光は、２つ以上の単一のビームによって形成されたアレイ光であってもよい。
【００４２】
前記リソグラフィ方法において、前記第２光の照射領域は第１光の照射領域の外縁を超えない。前記第２光の照射領域が第１光の照射領域の外縁を超えないとは一般に、第２光の照射領域は第１光の照射領域、第１光の照射領域によって取り囲まれた非照射領域以外の領域を含まないことを指す。前記第１光及び／又は前記第２光によって形成された照射領域は、これらの光がリソグラフィ材料に形成した照射領域であってもよい。
【００４３】
前記リソグラフィ方法において、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は一般に、特定の条件下でオン状態からオフ状態に変換し、且つ／又はオフ状態からオン状態に変換することができ、かつ、オン状態において特定の条件下で作用分子を生成できる一連の化合物を指し、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子とオフ状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子とは、分子構造式が異なってもよい。前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子がオン状態にあることは一般に、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が特定の条件下で作用分子を生成できることを指す。オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が作用分子を生成するための条件は、照射がない条件であってもよいし、照射を含む条件であってもよく、具体的には、例えば、紫外線、可視光又は赤外線等の照射の条件であり、さらに、波長が５ｎｍ、５−１０ｎｍ、１０−２０ｎｍ、２０−４０ｎｍ、４０−６０ｎｍ、６０−８０ｎｍ、８０−１００ｎｍ、１００−１５０ｎｍ、１５０−２００ｎｍ、２００−２５０ｎｍ、２５０−３００ｎｍ、３００−３５０ｎｍ、３５０−４００ｎｍ、４００−４５０ｎｍ、４５０−５００ｎｍ、５００−５５０ｎｍ、５５０−６００ｎｍ、６００−６５０ｎｍ、６５０−７００ｎｍ、７００−７５０ｎｍ、７５０−８００ｎｍ、８００−８５０ｎｍ、８５０−９００ｎｍ、９００−９５０ｎｍ、９５０−１０００ｎｍ、１０００−１２００ｎｍ、１２００−１４００ｎｍ、１４００−１６００ｎｍ、１６００−１８００ｎｍ、１８００−２０００ｎｍ、２０００−２５００ｎｍ、２５００−３０００ｎｍ、３０００−３５００ｎｍ、３５００−４０００ｎｍ、４０００−４５００ｎｍ、４５００−５０００ｎｍ、５０００−６０００ｎｍ、６０００−７０００ｎｍ、７０００−８０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、８０００−９０００ｎｍ、９０００−１００００ｎｍ、１００００−１２０００ｎｍ、１２０００−１４０００ｎｍ、１４０００−１６０００ｎｍ、１６０００−１８０００ｎｍ、１８０００−２００００ｎｍの範囲以下、又は２００００ｎｍ以上の光の照射条件である。オフ状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子とは一般に、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が作用分子を生成できる条件と同一又は近似の条件下で、オフ状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は実質的に作用分子を生成できないことを指す。本願のいくつかの実施形態において、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が作用分子を生成することは、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の一部の官能基の化学結合が断裂して作用分子を生成する方式、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子における官能基が変化して作用分子に変換する方式等によって実現できる。
【００４４】
前記リソグラフィ方法において、少なくとも一部又は全ての、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は作用分子を生成できる。当業者は作用分子の種類によって、作用分子に敏感な適切な種類の化合物を選択して、作用分子に敏感な化合物を含むリソグラフィ材料を構成することができ、これによって作用分子は分子スイッチがオンにした領域のリソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性を変化させることができる。例えば、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子によって生成された作用分子はリソグラフィ材料の保護基脱離分子であってもよく、前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は酸性分子、塩基性分子、一重項酸素等を含んでもよく、これらに限定されない。作用分子に敏感な前記化合物は作用分子に敏感なポリマーであってもよく、作用分子に敏感な前記ポリマーは保護基を有するアクリル酸とアクリレート系材料、脂肪族環状オレフィン系材料、無水マレイン酸系材料等の材料を含んでもよく、これらに限定されない。当業者は作用分子の種類、反応条件等のパラメータに基づいて、作用分子に敏感な化合物の保護基として適切な官能基を選択することができ、当該保護基はｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（ｔ−ＢＯＣ）等を含んでもよく、これらに限定されない。具体的には、リソグラフィ材料の保護基脱離分子が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物の分子構造における保護基を脱離させて、（保護基が脱離していないリソグラフィ材料に対して、）保護基が脱離したリソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性を変化させることができる。一般に、前記リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性はリソグラフィ材料の現像液での溶解性が変化することであってもよい。例えば、リソグラフィ材料の保護基脱離分子が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物の分子構造における保護基を脱離させて、保護基が脱離したリソグラフィ材料の現像液での溶解性が増大又は低減する。例えば、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子によって生成された作用分子はリソグラフィ材料溶解阻害剤であってもよく、前記リソグラフィ材料溶解阻害剤はジアゾナフトキノン系材料等を含んでもよく、これらに限定されない。作用分子に敏感な前記化合物は作用分子に敏感なポリマーであってもよく、作用分子に敏感な前記ポリマーはノボラック樹脂系材料等を含んでもよく、これらに限定されない。当業者は作用分子の種類、反応条件等のパラメータに基づいて、作用分子に敏感な化合物として、作用分子に敏感なポリマーを適宜選択することができ、作用分子に敏感なポリマーはフェノールーホルムアルデヒド系材料等を含んでもよく、これらに限定されない。具体的には、リソグラフィ材料溶解阻害剤が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物の物理的特性及び／又は化学的特性は変化することができる。一般に、前記リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性はリソグラフィ材料の現像液での溶解性が変化することであってもよい。例えば、リソグラフィ材料溶解阻害剤が存在する条件で、リソグラフィ材料の現像液での溶解性が増大又は低減する。例えば、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子によって生成された作用分子はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子であってもよい。具体的には、重合反応開始分子であってもよく、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は酸性分子、塩基性分子、一重項酸素、様々な重合反応開始剤等を含んでもよく、これらに限定されない。作用分子に敏感な化合物は作用分子に敏感なモノマー又はオリゴマー等であってもよく、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は作用分子に敏感なモノマー又はオリゴマーと同じものであってもよく、作用分子に敏感な前記化合物は一般に、重合反応が生じ得るモノマー及び／又はオリゴマー等である。具体的には、作用分子に敏感な前記化合物はアクリレート系分子モノマー、メタアクリレート系分子モノマー、ビニル系分子モノマー、ビニルエーテル系分子モノマー、エポキシ系分子モノマー等を含んでもよく、これらに限定されない。リソグラフィ材料の重合活性化制御分子が存在する条件で、リソグラフィ材料におけるモノマー又はオリゴマーが重合反応を起こして、リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性を変化させることができる。一般に、前記リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性はリソグラフィ材料の現像液での溶解性が変化することであってもよい。例えば、リソグラフィ材料の重合活性化制御分子が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物であるモノマー又はオリゴマーが重合反応を起こして、重合反応しているリソグラフィ材料の現像液での溶解性が増大又は低減する。
【００４５】
前記リソグラフィ方法において、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子の分子構造に、分子スイッチ性基と、作用分子発生性基とが含まれてもよい。分子スイッチ性基を含む前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は一般に、特定の条件で配置上の変換をすることで、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態からオフ状態に変換し、且つ／又は、オフ状態からオン状態に変換することができる（分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にするための条件は第１光の照射を含む条件であり、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にするための条件は第２光の照射を含む条件であってもよい）。例えば、前記分子スイッチ性基を有する物質は、プロトン移動互変異性、シス−トランス異性、異方性結合解離、ペリ環状反応系等構造を有する物質を含んでもよく、これらに限定されない。具体的には、ジアリールビニル系化合物、アゾベンゼン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、フルギド系化合物、サリチリデンアニリン類シッフ塩基系化合物等を含んでもよく、これらに限定されない。作用分子発生性基を含む前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子がオン状態にある時、特定の条件下で作用分子を放出できる官能基であってもよく（作用分子を放出するための条件は上述した作用分子を生成するための照射条件を含んでもよい）、作用分子を生成できる前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子がオン状態にある時、特定の条件下で配置上の変換をすることによって（作用分子に変換するための条件は上述した作用分子を生成するための照射条件を含んでもよい）、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子自体を作用分子に変換することができる。作用分子発生性基を有する前記物質は、光酸発生分子、光塩基発生分子、感光性分子、重合反応開始剤発生分子等を含んでもよく、これらに限定されない。これによって、作用分子としてそれぞれ酸性分子、塩基性分子、一重項酸素、ポリマー開始剤等を放出することができる。前記光酸発生分子はイオン型、非イオン型を含んでもよく、具体的には、前記イオン型は、ジアゾ塩酸塩系化合物、ジアゾ硫酸塩系化合物、ジアゾスルホン酸塩系化合物、ジアゾフルオロリン酸塩系化合物、オニウム塩系化合物等を含んでもよく、これらに限定されない。前記オニウム塩系化合物は、ヨードニウム塩系化合物、セレノニウム塩系化合物、ホスホニウム塩系化合物、アルソニウム塩系化合物等を含んでもよく、これらに限定されない。前記非イオン型は、ポリハロアセトフェノン系化合物、トリアジン誘導体系化合物、塩化スルフリル化物系化合物等を含んでもよく、これらに限定されない。前記光塩基発生分子は、遷移金属イオンのアンモニア錯体系化合物、第４級アンモニウム塩系化合物、エステル系化合物（ケトオキシムエステル系化合物、カルバメート系化合物、オキシムカルバメート系化合物を含む）、ホルムアミド系化合物、トリアリールメタノール系化合物等を含んでもよく、これらに限定されない。前記感光性分子は、ポルフィリン系化合物、フタロシアニン分子系化合物であってもよく、重合反応開始剤発生分子はベンゾインエーテル系化合物、ベンジルケタール系化合物、アセトフェノン系化合物、アシルホスフィンオキシド系化合物、α−クロロアセトフェノン系化合物、スルホニルアセトフェノン系化合物、スルホニルオキシアセトフェノン系化合物、アゾ系化合物、過酸化物・過硫化物系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、キノン系化合物、ジアゾニウム塩系化合物、オニウム塩系化合物等であってもよい。前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子で、分子スイッチ性基と作用分子発生性基は化学結合によって結び付けられてもよく、前記化学結合は例えば、イオン結合、共有結合等であってもよい。本願の具体的な実施例において、前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子は、パラトルエンスルホン酸系化合物、トリフルオロメタンスルホン酸系化合物、メタンスルホン酸系化合物、パラトルエンスルホン酸スルホニウム塩系化合物、トリフルオロメタンスルホン酸スルホニウム塩系化合物、メタンスルホン酸スルホニウム塩系化合物等であってもよい。
【００４６】
前記リソグラフィ方法において、照射を含む条件によって、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が作用分子を生成できるため、前記オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子が作用分子を生成するための方式は、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に適用される照射条件を変更することを含んでもよい。例えば、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子に第３ビームを付与することであってもよいし、第２ビームのパラメータ（例えば、照度、波長等）を変更することによって、オン状態にある分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が作用分子を生成することであってもよい。
【００４７】
本願に係るリソグラフィ方法は、物理的もしくは化学的特性が変化しているリソグラフィ材料、又は変化していないリソグラフィ材料のいずれか一方を除去することをさらに含んでもよい。当業者はリソグラフィ材料の種類によって、物理又は化学的特性が変化しているリソグラフィ材料又は変化していないリソグラフィ材料を除去するための適切な方法を選択することができる。例えば、現像液を利用して、現像液での溶解性が高いリソグラフィ材料を現像液に溶解することで、当該部分のリソグラフィ材料を除去してもよい。
【００４８】
（化合物）
本願のもう一つの態様は化合物を提供し、当該化合物は、前掲の分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子である。
【００４９】
本願に係る化合物において、前記化合物が生成した作用分子は、リソグラフィ材料の保護基脱離分子であってもよく、前記リソグラフィ材料の保護基脱離分子は酸性分子、塩基性分子、一重項酸素等を含んでもよく、これらに限定されない。前記化合物の生成した分子より生成した作用分子はリソグラフィ材料溶解阻害剤であってもよく、前記リソグラフィ材料溶解阻害剤はジアゾナフトキノン等を含んでもよく、これらに限定されない。前記分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子が生成した作用分子はリソグラフィ材料の重合活性化制御分子であってもよい。具体的には、重合反応開始分子であってもよく、前記リソグラフィ材料の重合活性化制御分子は酸性分子、塩基性分子、一重項酸素、重合反応開始剤等を含んでもよく、これらに限定されない。
【００５０】
（リソグラフィ材料）
本願のもう一つの態様はリソグラフィ材料を提供し、当該リソグラフィ材料は、分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子と、作用分子に敏感な化合物とを含む。
【００５１】
本願に係るリソグラフィ材料において、作用分子に敏感な前記化合物は作用分子に敏感なポリマーであってもよく、作用分子に敏感な前記ポリマーは保護基を有するアクリル酸とアクリレート系材料、脂肪族環状オレフィン系材料、無水マレイン酸系材料等の材料を含んでもよく、これらに限定されない。当業者は作用分子の種類、反応条件等のパラメータに基づいて、作用分子に敏感な化合物の保護基として適切な官能基を選択することができ、当該保護基はｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基（ｔ−ＢＯＣ）等を含んでもよく、これらに限定されない。具体的には、リソグラフィ材料の保護基脱離分子が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物の分子構造における保護基を脱離させて、（保護基が脱離していないリソグラフィ材料に対して、）保護基が脱離したリソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性を変化させることができる。保護基を脱離していない作用分子に敏感な化合物及び保護基が脱離している作用分子に敏感な化合物は一般に、現像液での溶解性が変化している。例えば、保護基が脱離している作用分子に敏感な化合物の現像液での溶解性が、増大又は低減する。作用分子に敏感な前記化合物はノボラック樹脂系材料等であってもよい。具体的には、作用分子に敏感な前記化合物はフェノールーホルムアルデヒド系材料等を含んでもよく、これらに限定されない。リソグラフィ材料溶解阻害剤が存在する条件で、作用分子に敏感な化合物の物理的特性及び／又は化学的特性は変換することができる。一般に、前記リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性はリソグラフィ材料の現像液での溶解性が変化することであってもよい。例えば、リソグラフィ材料溶解阻害剤が存在する条件で、リソグラフィ材料の現像液での溶解性が増大又は低減する。作用分子に敏感な前記化合物は作用分子に敏感なモノマー又はオリゴマー等であってもよく、作用分子に敏感な前記化合物は一般に、重合反応が生じ得るモノマー及び／又はオリゴマー等である。具体的には、作用分子に敏感な前記化合物はアクリレート系分子モノマー、メタアクリレート系分子モノマー、ビニル系分子モノマー、ビニルエーテル系分子モノマー、エポキシ系分子モノマー等を含んでもよく、これらに限定されない。リソグラフィ材料の重合活性化制御分子が存在する条件で、リソグラフィ材料におけるモノマー又はオリゴマーが重合反応を起こして、リソグラフィ材料の物理的特性及び／又は化学的特性を変化させることができる。重合反応後に得た材料は重合反応が生じていないリソグラフィ材料に対して現像液での溶解性が変化している。例えば、重合反応が生じたリソグラフィ材料の現像液での溶解性が増大又は低減する。
【００５２】
本願に係るリソグラフィ材料には、その他の様々なリソグラフィ材料に含み得る成分がさらに含まれてもよく、例えば、触媒、開始剤、助剤等がさらに含まれる。前記助剤は本分野でリソグラフィ材料に適用する様々な消泡剤、レベリング剤、安定剤、分散剤等であってもよい。
【００５３】
本願に係るリソグラフィ方法とリソグラフィ材料は、２ビームによる超解像技術であり、光源には関連の技術が成熟している半導体レーザ発生器を用いる。コストが安く、理論上解像度の限界はなく、１０ｎｍ以下のレベルに達することができる。これによって、高解像リソグラフィのコストが大幅に低減している。具体的には、以下の有益な効果を有する。
１．従来のレーザ直接描画技術は主に半導体レーザ発生器を使用している。その解像度はレーザ発生器の波長制限により１００ｎｍにとどまっているため、現在、１００ｎｍ以下のナノオーダー加工は通常のレーザ直接描画技術では実現できず、依然として電子線等の解像度が一層高い方法を用いる必要がある。これに対して、本願は原理的には２ビーム技術に基づくものであり、波長制限を突破しているため、１００ｎｍ以下の解像度が実現できる。
【００５４】
２．電子線直接描画等のマスクレス超解像リソグラフィプロセスに基づく技術と比べ、本願はコストが安い固体半導体レーザ発生器を採用しているため、発光効率が高く、高圧電源を必要とせず、単一の光源のコストが安く多光源として拡張させることが可能である。また、マルチビーム方式を採用し、電子線よりもマルチビームが実現しやすくなるため、大サイズ、広範囲、大幅の超解像ナノマルチビームリソグラフィのより一層容易な実現につながり、電子線を用いるよりも速度が大幅に向上している。
【００５５】
３．近接場超解像（Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｓｕｐｅｒ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）原理に基づくリソグラフィ技術と比べ、本願で原理的に２ビームを用いて実現する超解像リソグラフィは遠方場（Ｆａｒ−ｆｉｅｌｄ）方式のものであり、近接場超解像を実現するためには一般に、結像のための物理的距離を近接場の範囲以内、即ち波長の長さ以内に限定する必要があり、これは実際のリソグラフィで実現しにくい。ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ（Ｓｕｐｅｒ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、即ち超解像近接場構造プロセスによるリソグラフィを採用する場合、フォトレジストの上層にｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ層を形成しておく必要があり、プロセス的により複雑になり、コストが高くなる。本願で実現している遠方場方式の２ビーム超解像は遠方場の範囲内で２ビームによって光酸発生分子（ＰＳＰＡＧ）を制御して直接フォトレジストに化学反応を起こすため、近接場結像における物理的距離制限の問題はなく、結像は実現しやすく、フォトレジストプロセスは従来通常のプロセスと完全に一致しており、プロセスが成熟しており、互換性に優れる。
【００５６】
従来のポジ型リソグラフィＰＡＧで、光酸発生自体は制御できない要素であり、光酸発生後のエッチングの空間解像度の化学的増幅は光源波長、レンズの開口数によって調節される。本発明が設計しているＰＡＧは分子スイッチの制御下で光酸放出の制御を実現でき、２ビームによる光可逆的な調節方式を利用して光酸放出の空間解像度の調節を効果的に実現しており、光源波長、開口数の制限を突破している。
【００５７】
次に、具体的な実施例で本発明の実施形態を説明する。当業者は本明細書に記載の内容から容易に本発明のその他の利点、有益な効果を把握することができる。また、本発明は以下に示すものと異なる具体的な実施形態で実施又は利用することもでき、本明細書に記載の各詳細な内容は、利用上の状況に応じて、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な修飾又は変更をすることができる。
【００５８】
図１には、本発明に係る２ビーム超解像技術を実現するための基本原理がプロセスとして示されている。図中、第１のステップで、環状の抑制光１、即ちｈν１を付与する。抑制光１は位相変換によって形成された環状光であり、その中空の部分の大きさは調整可能であり、光１の中空部分の寸法調整によって２ビームの解像度を調整することができる。本発明でビーム１は、分子スイッチをオフするように機能する（即ち分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオフ状態にする）。第２のステップで、環状光１にビーム２、即ちｈν２を同心で重畳する。ビーム２は作用対象を活性化させるガウシアンビームである。本発明で、ビーム２は分子スイッチをオンするように機能する（即ち分子スイッチで制御可能な作用分子の発生分子をオン状態にする）。本発明に係る２ビームプロセスの第３ステップで、分子スイッチがオンになった状態で光化学反応を起こす。方式１としては、環状の抑制光１を調整せずに、光１、光２がオンか又はオフかのいずれかの状態で、直接別の波長のｈν３を重畳し、分子スイッチが制御する光化学反応性基に当該波長が直接作用して、オンになる分子スイッチの部分に限って光化学反応が生じる。方式２としては、光化学反応性基と分子スイッチは作用波長が一致しており、光１、光２の強度の両方を、光化学反応性基に反応が生じるための閾値に高める必要がある。
【００５９】
図２には、分子スイッチで制御可能な重合脱保護が概略的に示されている。図２に示すのは、分子スイッチの制御下で最終的に実現するポリマーからの保護基脱離の分子的特徴及び反応方式であり、最終的にポジ型リソグラフィの形態として実現する。図中、１は分子スイッチの機能を有する部分を表し（以下、分子スイッチ１という）、２は光酸発生分子の機能を有する部分又は強酸性基を表し（以下、酸発生性基２という）、３は光塩基発生剤の機能を有する部分又は塩基性分子基を表し（以下、塩基発生性基３）、４は光増感剤分子の機能を有する部分を表す（以下、感光性分子４という）。フローチャートＡには分子スイッチで制御可能な光酸発生分子（ＰＳＰＡＧ）が示されており、光酸発生分子は特徴的に光酸発生剤分子、強酸性基の２種の形態を含み、分子スイッチ１は活性化ビームｈν２の照射により化合物を非活性化状態（オフ）から活性化状態（オン）に変換することができ、又は、環状の抑制ビームｈν１の照射により化合物を活性化状態（オン）から非活性化状態（オフ）に変換することができ、ｈν１、ｈν２の２種の光の交互適用により分子スイッチ１のオンオフの繰り返しを実現できる。図中フローチャートＡに記載の光酸発生分子（ＰＳＰＡＧ）は化合物がオフである時、酸発生性基２は強酸分子を放出できず、又は強酸分子基は化合物から解離できない。化合物がオンに変換されると、酸発生性基２はｈν３の照射により、強酸分子を放出し、又は強酸性基が化合物から解離し、放出された強酸分子が樹脂材料上の特定の保護基と反応してそれを解離させて、樹脂分子に脱保護を実現する。フローチャートＢには分子スイッチで制御可能な光塩基発生分子（ＰＳＰＢＧ）が示されており、光塩基発生分子は特徴的に光塩基発生剤分子、強塩基性基の２種の形態を含み、フローチャートＢに示す光塩基発生分子（ＰＳＰＢＧ）は化合物がオフである時、塩基発生性基３は強酸分子を放出できず、又は強酸分子基が化合物から解離できず、活性化ビームｈν２の照射により化合物は非活性化状態（オフ）から活性化状態（オン）に変換され、塩基発生性基３はｈν３の照射により強塩基分子を放出し、又は強塩基性基が化合物から解離される。放出された強塩基分子は樹脂材料上の特定の保護基と反応してそれを解離させて、樹脂分子に脱保護を実現する。フローチャートＣには分子スイッチで制御可能な感光性分子（ＰＳＰＳｅｎ）が示されており、活性化ビームｈν２によって化合物はオフからオンに変換されて、感光性分子４の光活性化能が活性化され、環状ビームｈν１によって感光性分子４の光活性化能が非活性化される。フローチャートＣで、光活性化能を活性化する感光性分子４は特定波長のｈν３によって酸素分子を活性化させて一重項酸素Ｏ３−にする。一重項酸素は強酸化性を有し、樹脂材料の特定の保護基と反応してそれを解離させることで、脱保護を実現する。
【００６０】
図３Ａ、図３Ｂには、分子スイッチで制御可能なモノマー重合が概略的に示されている。図３Ａ、図３Ｂに示すのは、分子スイッチで制御可能なモノマー分子の重合反応の分子的特徴及び反応方式である。図３Ａ、図３Ｂで１は、分子スイッチの機能を有する部分を表し（以下、分子スイッチ１という）、２はモノマー分子を表し、３は重合分子を表し、４は光開始剤分子の機能を有する部分を表し（以下、光開始剤分子４という）、５は光増感剤分子の機能を有する部分を表し（以下、光増感剤分子５という）、６は光酸発生分子の機能を有する部分を表し（以下、光酸発生分子６という）、７は光塩基発生分子の機能を有する部分を表す（以下、光塩基発生分子７という）。図３Ａ、図３Ｂで、フローチャートＡに示すのは分子スイッチで制御可能なモノマー分子であり、化合物は活性化ビームｈν２の照射により非活性化状態（オフ）から活性化状態（オン）に変換され、環状の抑制ビームｈν１の照射により活性化状態（オン）から非活性化状態（オフ）に変換されることが可能であり、ｈν１、ｈν２の２種の光の交互適用により化合物のオンオフの繰り返しを実現できる。図３Ａ、図３Ｂで、フローチャートＡに記載の分子スイッチで制御可能なモノマー分子は、化合物がオフである時、モノマー分子２が重合反応を生じられず、活性化ビームｈν２によって化合物はオンに変換されると、モノマー分子２に重合反応が生じることができ、活性化後、モノマー分子２はｈν３が照射しその他の成分が共に作用することで重合反応を起こして、ポリマー３を生成する。図３Ａ、図３Ｂで、フローチャートＢは分子スイッチで制御可能な光開始剤分子であり、非活性化状態（オフ）にある光開始剤分子（ＰＩｎｉｔ）４は重合反応を開始できず、活性化ビームが作用すると分子スイッチは光開始剤分子（ＰＩｎｉｔ）を活性化させて、作用光ｈν３とモノマー分子の作用で重合反応が開始する。図３Ａ、図３Ｂで、フローチャートＣに示すのは分子スイッチで制御可能な感光性分子（ＰＳＰＳｅｎ）であり、活性化ビームｈν２によって化合物がオフからオンに変換されて、光増感剤分子５の光活性化能が活性化されて、環状ビームｈν１によって感光性分子５の光活性化能が非活性化される。フローチャートＣで、光活性化能が活性化されている光開始剤分子４は、特定波長のｈν３によって酸素分子を活性化させて一重項酸素Ｏ３−にして、一重項酸素が特定のモノマー分子の重合反応を開始して分子重合を実現する。図３Ａ、図３Ｂで、フローチャートＤに示すのは分子スイッチで制御可能な光酸発生分子（ＰＳＰＡＧ）であり、ｈν１、ｈν２の２種の光の交互適用により光酸発生分子６のオンオフの繰り返しが実現でき、活性化された光酸発生分子６はｈν３の照射により強酸分子を放出し、その他の成分が共に作用することでモノマーに重合反応が生じる。フローチャートＥに示すのは、分子スイッチで制御可能な光塩基発生分子（ＰＳＰＢＧ）であり、光塩基発生分子７はｈν２による活性化を経て、ｈν３の照射により強塩基分子を放出し、その他の成分が共に作用することでモノマーに重合反応が生じる。
【００６１】
光制御型分子スイッチとは一般に、分子は異なる波長の照射により、異なる分子配置に可逆的に変換されることで、スイッチ特性を示すことをいう。従来の分子スイッチの反応方式はプロトン移動互変異性、シス−トランス異性、異方性結合解離、ペリ環状反応系等のいくつかに分けられる。スイッチ特性を有する分子としては主に、ジアリールビニル系化合物、アゾベンゼン系化合物、スピロピラン系化合物、スピロオキサジン系化合物、フルギド系化合物等の化合物が挙げられる。本発明に記載の分子スイッチは、上述したいくつかの分子スイッチの反応方式を含み、例えば、図４Ａ、図４Ｂで、フローチャートＡに示すのはプロトン移動互変異性形式のサリチリデンアニリン類シッフ塩基系化合物であり、紫外線と可視光の切り替え（ＵＶ／ＶＩＳ）によって、分子スイッチの変換が実現できる。図４Ａ、図４Ｂで、フローチャートＢに示すのはシス−トランス異性形式であり、アゾベンゼン系化合物は優れたスイッチ特性を有する一連の分子である。図４Ａ、図４Ｂで、フローチャートＣ、フローチャートＤに示すのは異方性結合解離の反応方式のスピロピラン系化合物及びスピロオキサジン系化合物であり、両者はいずれも２種の異なる光の照射の切り替えにより優れた分子スイッチ特性を実現できる。図４Ａ、図４Ｂで、フローチャートＥに示すのはペリ環状反応系の反応方式であり、その基本的な特徴は分子内のヘキサトリエン構造が光の照射によってシクロヘキサジエン構造に変換され、しかも当該変換は光の照射下で可逆的であることである。かかる特徴を有するスイッチ分子は、フルギド系化合物、ジアリールビニル系化合物等を含む。
【００６２】
図５には、ペリ環状反応系分子スイッチの官能基脱離反応の１種の反応方式が示されている。図５に示すのは、ペリ環状反応系分子スイッチに基づく分子スイッチで制御する光酸発生又は光塩基発生性基の脱離方式である。光酸発生剤は、主にイオン型、非イオン型に分けられ、本発明に記載のイオン型光酸発生剤は主に、ジアゾ塩酸塩系化合物、ジアゾ硫酸塩系化合物、ジアゾスルホン酸塩系化合物、ジアゾフルオロリン酸塩系化合物等のジアゾニウム塩系化合物、ヨードニウム塩系化合物、セレノニウム塩系化合物、ホスホニウム塩系化合物、アルソニウム塩系化合物等のオニウム塩系化合物を含む。前記非イオン型光酸発生剤は主に、ポリハロアセトフェノン系化合物、トリアジン誘導体系化合物、塩化スルフリル化物系化合物等の有機ハロゲン化合物を含む。図５で、フローチャートＡにヘキサトリエン構造に基づく分子が示されており、破線は各種類の可能な環状分子、例えば、ベンゼン環系化合物、シクロペンタン系化合物、シクロペンタ複素環系化合物等の各種類の可能な環状分子を表す。ヘキサトリエン構造の分子はｈν１とｈν２の交互作用により、分子内閉環によってシクロヘキサジエン構造と可逆的に相互変換することができ、Ｒ１位に位置する光酸発生分子はｈν３の作用によりシクロヘキサジエン構造から脱離して、シクロヘキサジエン構造は不可逆的にベンゼン環構造になる。図５のフローチャートＢには、フローチャートＡの原理によるジアリールビニル系分子構造に基づく光酸発生分子（ＰＳＰＡＧ）が示されており、Ｒ１は光酸発生分子の機能を有する部分、例えば、光酸発生剤に慣用されるトリフルオロメタンスルホン酸等の強酸性基である。ｈν１とｈν２の作用で閉環／開環の可逆的な変換だけが生じるが、ｈν３の作用により、強酸性基が分子から脱離して、ジアリールビニルは分子スイッチとして酸性基の放出を制御できる。
【００６３】
図６には、分子スイッチで制御可能な重合脱保護によるポジ型２ビームリソグラフィ、即ち２ビームの作用によって、本発明に係る光分子スイッチで制御可能な作用分子がフォトレジストに生じさせるポリマー脱保護光化学反応の過程原理が概略的に示されている。図中、画像Ａに１は環状の抑制ビームｈν１を表し、２（黒丸印）はフォトレジスト高分子に含まれている保護基を表し、３（波線）はフォトレジストの高分子主鎖を表し、４（黒三角印）は分子スイッチで制御可能なポリマー脱保護反応性分子を表す。画像Ａに示す過程は以下のとおりである。環状の抑制ビーム１がフォトレジストに照射する時は、フォトレジスト内の高分子鎖にいずれも保護基が接続されており、フォトレジスト内の分子スイッチが制御する分子はデフォルトでオフ状態であるため、環状ビーム１が照射すると分子スイッチが制御する分子がフォトレジストに化学反応を起こさない。画像Ｂで５は環状の抑制ビームに同心で重畳している活性化用ガウシアンビビームｈν２を表し、ビームが環状ビームの中心の孔部を通してフォトレジストに作用すると、本来非活性化状態にある保護基２は活性化されて図中の６（白三角印）になり、即ち分子スイッチが制御する作用分子は活性化される。画像Ｃに７は付与するもう一つの作用ビーム、即ちｈν３ビームを表す。ビーム７の作用により、活性化された分子は遊離作用基、例えば、本発明に記載の強酸、強塩基、一重項酸素等を放出して、高分子上の保護基２に作用して、それを高分子から解離させる。解離後のフォトレジスト高分子層が現像液に露出すると分解され、保護されている高分子は現像液が分解しない。
【００６４】
図７には、分子スイッチで制御可能なモノマー重合によるネガ型２ビームリソグラフィが概略的に示されている。画像Ａに１は環状の抑制ビームｈν１を表し、２（短い波線）はフォトレジスト高分子のモノマー分子を表し、図３のＡに記載の分子スイッチによって制御されるモノマー分子に相当し、３（白菱形印）は分子スイッチが制御する重合制御分子を表し、４は処理される材料を表す。画像Ａに示す過程は以下のとおりである。環状の抑制ビーム１を照射してフォトレジストに位置決めする時は、フォトレジスト内のモノマー分子はいずれも初期の解重合している分散状態である。フォトレジスト内の分子スイッチが制御する分子はデフォルトでオフ状態であるため、環状ビーム１が照射すると分子スイッチが制御する分子が、フォトレジストに化学反応を起こさない。画像Ｂに５は環状の抑制ビームに同心で重畳している活性化用ガウシアンビビームｈν２を表し、ビームが環状ビームの中心の孔部を通してフォトレジストに作用すると、本来非活性化状態にある重合制御分子３又はモノマー分子２（図３のＡ参照）は活性化されて、図中に示す６（黒菱形印）、即ち分子スイッチが制御する重合制御分子は活性化される。画像Ｃに７は作用ビームｈν３の作用により、活性化されている分子が重合反応を起こして、露光する箇所に硬化反応が生じることを表す。露光して硬化したパターンは、現像液による後続の処理で洗い落とされずに保持し、その他の露光していない領域は現像液に流されて、露光していない領域の材料の表面が露出する。
【００６５】
図８Ａ、図８Ｂで、ステップ１で、１は環状の抑制光ｈν１であり、２はフォトレジスト層であり、３は加工される材料、例えば、ウェハーである。ウェハーのリソグラフィを例にすると、フォトレジストがコーティングされているウェハーに環状の抑制ビームで位置決めする。ステップ２で、フォトレジストの環状光によって位置決めされている位置に活性化ビーム４、即ち図８Ａ、図８Ｂのｈν２を重畳し、図８Ａ、図８Ｂで、活性化ビーム４が照射したフォトレジストの部位５における分子スイッチが作用する分子は活性化される。ステップ３で、作用光ｈν３がフォトレジストの活性化されている領域に作用し、当該領域の分子スイッチが作用する分子が作用基を放出して、フォトレジスト内の保護基を脱離させる。ステップ１〜ステップ３で、プログラムの制御下でステッピング走査露光を繰り返し行って、エッチングしようとするパターンはつながって形成される。ステップ４で、現像液を加え、保護基が脱離しているフォトレジストの部分は現像液に溶解され、露光していない領域は現像液が溶解しない。ステップ５で、露出しているウェハー領域にエッチング、処理及び加工の工程を行う。ステップ６で、当該工程で発生したフォトレジストを洗い落とし、所定のエッチングするパターンを含むウェハー表面を露出させる。ステップ７で、新たにフォトレジスト層をコーティングし、次のリソグラフィ工程に備え、準備する。
【００６６】
図９Ａ、図９Ｂには、分子スイッチで制御可能なモノマー重合によるネガ型２ビームリソグラフィプロセスが示されている。図中、ステップ１で、１は環状の抑制光ｈν１であり、２はフォトレジスト層であり、３は加工される材料である。フォトレジストがコーティングされている材料の表面に環状の抑制ビームで位置決めする。ステップ２で、フォトレジストの環状光によって位置決めされている位置に活性化ビーム４、即ち図９Ａ、図９Ｂのｈν２を重畳し、図９Ａ、図９Ｂで活性化ビーム４によって照射されたフォトレジストの部位５における分子スイッチが制御する重合制御分子が活性化される。ステップ３で、作用光ｈν３がフォトレジストの活性化されている領域に作用し、当該領域の活性化されている重合制御分子がフォトレジスト内のモノマー成分に作用して、重合反応を開始する。ステップ１〜ステップ３で、プログラムの制御下でステッピング走査露光を繰り返し行って、エッチングしようとするパターンはつながって形成される。ステップ４で、現像液を加え、露光していないフォトレジストの部分は現像液によって溶解され、露光している領域はポリマーによって保護されるため現像液が溶解しない。ステップ５で、露出している材料の領域に処理、エッチング及び加工等の工程を行う。ステップ６で、当該工程で発生したフォトレジストを洗い落とし、当該処理を経た材料の表面を露出させる。ステップ７で、新たにフォトレジスト層をコーティングし、次のリソグラフィ工程に備え、準備する。
【００６７】
図１０Ａ、図１０Ｂには、２ビーム整形技術が概略的に示されている。一般に、２ビームシステムはガウシアンビーム及び環状のガウシアンビームを採用し、照度分布は非線形の分布であるため、作用領域のエネルギーが不均一になり、作用領域を正確に制御することはできない。本発明に係る２ビームリソグラフィシステムで、ビーム整形方法を採用し、中実ビーム、中空ビームをいずれもフラットトップビームの形態に変調することで、加工される対象の縁部の制御精度を効果的に高めることができる。本発明で、ビーム整形の方式を採用して中実のガウシアンビーム、スクロールビームをそれぞれ対応する中実のフラットトップビーム、フラットトップ２ビームに整形し、且つ縁部はいずれも切り立つ形であるため、作用するエネルギーがより正確に分布する。図１０Ａ、図１０Ｂで、画像Ａは中実のガウシアンビームが整形されて中実のフラットトップビームになることを示す。図１０Ａ、図１０Ｂで、画像Ｂはスクロールビームが整形されて中空のフラットトップビームになることを示す。図１０Ａ、図１０Ｂで、画像Ｃは重畳している２ビームは直接フラットトップ２ビームに整形され、又は、整形された中実のフラットトップビームと中空のフラットトップビームとを重畳してフラットトップ２ビームの形式にすることを示す。図１０Ａ、図１０Ｂで、画像Ｄは中空のフラットトップビームのエネルギーの大きさを調整することで中空部分のサイズの大きさを調整することを示す。図１０Ａ、図１０Ｂで、画像Ｅは中空のフラットトップビームに対する異なる調整によって得た中実のフラットトップビームの最終的な書き込み幅を表す。
【００６８】
図１１Ａ、図１１Ｂには、並列化２ビームリソグラフィシステムの２種の形態が示されている。図１１Ａ、図１１Ｂに示す形態１では、２ビームから直接同心ビームを生成して並列化を実現する方式を採用する。図１１Ａ、図１１Ｂの形態１に示すｈν１は環状光の初期入力ビームであり、ｈν２、ｈν３は、中実のガウシアンビームの初期入力ビームである。形態１に示すｈν１、ｈν２はビームスプリッターを経て集束されてから、レンズ群１によって集光されてビーム整形装置２に入射されてｈν１とｈν２の同心化を実現し、装置２は一般に、偏波保持光ファイバーによって実現できる。同心化されたビームがビーム整形装置３を通すと、同心ビームのガウシアンビームはエネルギーが均一に分布するフラットトップビームに変換される。変換・ビーム拡大されたビームがマイクロレンズアレイ群４に入射され、マイクロレンズ群を通してアレイ型のマルチビームに変換される。２ビーム位相変換アレイ群５はマイクロレンズアレイ群４に対応し、マイクロレンズアレイ群４から出射された各ビームが対応する位相変換セルに入射すると、初期ビームから環状ビームへのｈν１の変換が実現され、ｈν２は依然として中実ビームとして保持されるため、アレイ型２ビームが実現される。アレイ型２ビームが画素ユニットに対応する空間光変調器６に入射し、当該装置はコンピュータプログラムによって各画素での２ビームのオンオフを高速に制御することで、各２ビームを変調してパターンの書き込みを制御できる。空間光変調器６から出射された２ビームアレイはレンズ群７によって集光され、画像縮小レンズ群８によって画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料９の表面に高速並列化２ビームリソグラフィが実現される。精密変位プラットフォーム１０の制御下でリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００６９】
図１１Ａ、図１１Ｂで、形態２は環状光を利用して中実のガウシアンビームと分離させる方式である。図１１Ａ、図１１Ｂで、形態２に示すｈν１は環状光の初期入力ビームであり、ｈν２、ｈν３は中実のガウシアンビームの初期入力ビームである。ｈν１がレンズ群１を通して偏光装置２に入射して、所定の偏光ビームを生成する。中実のガウシアンビームｈν２がレンズ群３を通して、ガウシアンビーム整形器４によってフラットトップビームに変換される。変換後の環状ビームｈν１はまた環状ビーム整形器５によって中空のフラットトップビームの形態に変換される。整形された２つの光がビームスプリッター６を経て集束され、位相型回折格子アレイ７によって、偏光されたｈν１がアレイ型スクロール光、即ち環状光アレイに変換されるとともに、中実ビームｈν２と環状光アレイが重畳して共に空間光変調器８を通す。位相型回折格子と空間光変調器が結合して画素ユニットと一対一で対応し、これによって各２ビームセルに対する単独のスイッチ制御を実現して、パターンの書き込みを制御する。形態１と同様に、形態２で空間光変調器８から出射した２ビームアレイがレンズ群９によって集光され、画像縮小レンズ群１０によって画像の縮小を実現して、最終的にリソグラフィ材料１１の表面に高速並列化２ビームリソグラフィが実現される。精密変位プラットフォーム１２の制御下でリソグラフィ材料の変位のステッピング制御を実現する。
【００７０】
図１２の画像Ａ、画像Ｂには、本発明に係る２ビームアレイが採用する直交座標系走査、極座標系走査の２種の座標系による走査方式が示されている。エッチングするパターンの特徴によって２種の座標系の走査方式を切り替えて適用する。図１２で、画像Ａに直交座標系におけるアレイ走査方式が示されている。リソグラフィパターンのデータが大量の矩形ブロックに分割されており、矩形ブロックの１つの頂点からＳ字を描く方式で最終的に矩形ブロックの対角線の頂点にたどり着くように２ビームが走査する。図１２で、画像Ｂに極座標系におけるアレイ走査方式が示されている。リソグラフィパターンが極座標の方式によって円形に点対称分布し、アレイ内の点を円形に走査することでパターンのリソグラフィを実現する。本発明に係る２種の走査方式はリソグラフィの過程で単独で使用してもよいし、両者を互いに組み合わせ、関連させて、切り替えて適用してもよく、コンピュータプログラムによって２種の座標系の切り替えを制御する。
【００７１】
（実施例１）
ポジ型リソグラフィ方法は、以下のステップで実施する。
１）フォトレジストがコーティングされている材料に環状の抑制ビームで位置決めする。
２）フォトレジストの環状光によって位置決めされた位置に中実ビームを重畳して活性化させる。
３）フォトレジストの活性化されている領域で分子スイッチが作用分子を制御して作用基を放出させ、フォトレジスト内の保護基を脱離させる。ステップ１〜ステップ３で、プログラムの制御下でステッピング走査露光を繰り返し行って、エッチングしようとするパターンはつながって形成される。
４）現像液を加え、保護基が脱離しているフォトレジストの部分を溶解し、露光していない領域は現像液が溶解しない。
５）露出している領域にエッチング、処理及び加工の工程を行う。
６）当該工程で発生したフォトレジストを洗い落とし、エッチングするパターンを含む材料の表面を露出させる。
７）新たにフォトレジスト層をコーティングし、次のリソグラフィ工程に備え、準備する。
【００７２】
（実施例２）
ネガ型リソグラフィ方法は、以下のステップで実施する。
１）フォトレジストがコーティングされている材料の表面に環状の抑制ビームで位置決めする。
２）フォトレジストの環状光によって位置決めされた位置に活性化ビームを重畳して制御分子を活性化させる。
３）フォトレジストの活性化されている領域で活性化されている重合制御分子がフォトレジスト内のモノマー成分に作用して、重合反応を開始する。ステップ１〜ステップ３で、プログラムの制御下でステッピング走査露光を繰り返し行って、エッチングしようとするパターンはつながって形成される。
４）現像液を加え、露光していないフォトレジストの部分は現像液によって溶解され、露光している領域はポリマーによって保護されるため現像液が溶解しない。
５）露出している材料領域に処理、エッチング及び加工等の工程を行う。
６）当該工程で発生したフォトレジストを洗い落とし、当該処理を経た材料の表面を露出させる。
７）新たにフォトレジスト層をコーティングし、次のリソグラフィ工程に備え、準備する。
【００７３】
（実施例３）
２ビームフォトレジストは主に、所定の比率の、樹脂、２ビームによる分子スイッチ制御可能な感光性酸発生剤（ＰＳＰＡＧ）、溶剤、添加剤等で調製される。調製方法は以下のとおりである。
１）遮光条件下で、０．００５〜１０部の２ビームによる分子スイッチ制御可能な感光性酸発生剤（ＰＳＰＡＧ）を２０〜９０部の有機溶剤に溶解する。
２）完全に溶解したら、さらに５〜８０部の酸分解型樹脂、０〜６０部の溶解阻害剤を加え、攪拌して均一化にして、２ビームポジ型フォトレジストを得る。
【００７４】
（実施例４）
２ビームフォトレジストは主に、所定の比率の、樹脂、２ビームによる分子スイッチ制御可能な光増感剤（ＰＳＰＳｅｎ）、光酸発生剤、溶剤、添加剤等で調製される。調製方法は以下のとおりである。
１）遮光条件下で、０．０００１〜２部の２ビームによる分子スイッチ制御可能な光増感剤（ＰＳＰＳｅｎ）、０．００５〜１０部の光酸発生剤を２０〜９０部の有機溶剤に溶解する。
２）完全に溶解したら、さらに５〜８０部の酸分解型樹脂、０〜６０部の溶解阻害剤を加え、攪拌して均一化にして、２ビームポジ型フォトレジストを得る。
【００７５】
（実施例５）
２ビームフォトレジストは主に、所定の比率の、樹脂、２ビームによる分子スイッチ制御可能な感光性塩基発生剤（ＰＳＰＢＧ）、溶剤、添加剤等で調製される。調製方法は以下のとおりである。
１）遮光条件下で、０．００５〜１０部の２ビームによる分子スイッチ制御可能な感光性塩基発生剤（ＰＳＰＢＧ）を２０〜９０部の有機溶剤に溶解する。
２）完全に溶解したら、さらに５〜８０部の塩基分解型樹脂、０〜６０部の溶解阻害剤を加え、攪拌して均一化にして、２ビームポジ型フォトレジストを得る。
【００７６】
（実施例６）
２ビームによる分子スイッチ制御可能な感光性酸発生剤分子（ＰＳＰＡＧ）の合成方法であって、具体的には、以下に記載のとおりである。
１）当該感光性酸発生剤分子（ＰＳＰＡＧ）の合成経路は、図１３に示すとおりである。化合物１と化合物１ＡがＰｄ（ＯＡｃ）２とキサントホス（Ｘａｎｔｐｈｏｓ）の触媒作用によって反応して化合物２を生成し、化合物２と化合物２ＡがＰｄ２（ｄｂａ）３、ＫＯＡｃ、トリシクロヘキシルホスフィン（ＰＣｙ３）、１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）の存在下で、１３０℃で触媒反応して化合物３を生成する。
２）化合物４がＢｒ２、ＡｃＯＨ、ＣＨ２Ｃｌ２と反応して化合物５を生成し、化合物５と化合物５ＡがＰｄ（ＰＰｈ３）４で触媒して、ジオキサン（ｄｉｏｘａｎｅ）と水（９：１）の溶剤で反応して化合物６を生成し、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）の存在下でＮ−ブロモスクシンイミド（ＮＢＳ）と化合物７を生成する。
３）化合物７と前の反応で生成された化合物３がＰｄ（ＰＰｈ３）４、ＰＰｈ３、Ｋ３ＰＯ４、１，４−ジオキサン（１，４−ｄｉｏｘａｎｅ）で触媒して化合物８を生成し、化合物８とＣＦ３ＳＯ３ＣｌがＮＥｔ３、ＣＨ２Ｃｌ２で反応して最終的に目標分子を生成する。
４）核磁気共鳴（図１４）、質量分析（図１５）によって、目標分子として同定される。
【００７７】
以上から分かるように、本発明は従来技術における様々な欠点を克服しているため産業上、大きな利用価値を有する。
【００７８】
上述した実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明の原理及びその有益な効果を例示的に説明するものに過ぎない。当業者が本発明の趣旨から逸脱しない範囲において、上述した実施例に修飾、変更を加えることができる。よって、当業者が本発明の趣旨、発想から逸脱しない範囲内で行う同等な修飾又は変更などは、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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