(57)【要約】【課題】  薄膜（２２０）のパターニング方法について説明されている。【解決手段】  当該方法は、基板（２１０）上にパターニングされる薄膜（２２０）を形成する工程、その薄膜（２２０）上に反射防止コーティング（ＡＲＣ）層（２４０）を形成する工程、及びそのＡＲＣ層（２４０）上にマスク層（２５０）を有する工程を有する。その後、マスク層（２５０）はパターニングされて、その内部にパターン（２５４）が形成される。そのパターン（２５４）は、エッチングプロセスのような転写プロセスを用いることによって、ＡＲＣ層（２４０）へ部分的に転写されて、ＡＲＣパターン（２４２）が形成される。一旦マスク層（２５０）が除去されると、パターン（２４２）は、エッチングプロセスを用いることによって、ＡＲＣ層（２４０）へ完全に転写され、ＡＲＣ層（２４０）中のパターン（２４２）は、下地の薄膜（２２０）へ転写される。【選択図】  図２Ｄ
2008078649.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の薄膜をパターニングする方法であって：
前記基板上に膜の積層体を備える工程であって、前記膜の積層体が、前記基板上に形成された前記薄膜、前記薄膜上に形成された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層、及び前記ＡＲＣ層上に形成されたマスク層を有する工程；
前記マスク層中にパターンを形成する工程；
前記パターンをＡＲＣ層の厚さ未満の深さまで転写することによって、前記パターンを前記ＡＲＣ層へ部分的に転写する工程；
前記パターンを部分的に前記ＡＲＣ層へ転写した後、前記マスク層の残った部分を除去する工程；
前記ＡＲＣ層をエッチングすることによって、前記ＡＲＣ層へのパターン転写を完了させる工程；及び
前記ＡＲＣ層を実質的に除去させながら前記パターンを前記薄膜へ転写する工程；
を有する方法。
【請求項２】
前記のマスク層中にパターンを形成する工程が、フォトレジスト層中にパターンを形成する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記のマスク層中にパターンを形成する工程が：
フォトリソグラフィシステムを用いることによって、像パターンで前記フォトレジスト層に像を形成する工程；及び
前記フォトレジスト層中に前記像を形成するために、前記フォトレジスト層を現像する工程；
を有する、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記のパターンをＡＲＣ層へ部分的に転写する工程が、ドライエッチング、ウエットエッチング又はこれらの結合エッチングのうちの少なくとも１を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記のパターンをＡＲＣ層へ部分的に転写する工程が、ドライプラズマエッチング、ドライ非プラズマエッチング又はこれらの結合エッチングを実行する工程を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記のパターンをＡＲＣ層へ部分的に転写する工程が、異方性ドライエッチングプロセス、反応性イオンエッチングプロセス、レーザー支援エッチングプロセス、イオンミリングプロセス、若しくはインプリントプロセス又はこれらの結合プロセスを有する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記のＡＲＣ層へのパターン転写を完了させる工程が、ドライエッチング、ウエットエッチング又はこれらの結合エッチングのうちの少なくとも１を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記のマスク層を形成する工程が、前記ＡＲＣ層上に、２４８ｎｍレジスト、１９３ｎｍレジスト、１５７ｎｍレジスト若しくはＥＵＶレジスト又はこれらを２以上の混合レジストを形成する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記の膜の積層体を形成する工程が：
前記薄膜上に有機平坦化層（ＯＰＬ）を形成する工程；及び
前記ＯＰＬ上に前記ＡＲＣ層を形成する工程；
をさらに有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記のＯＰＬを形成する工程が、ポリアクリラート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、若しくはベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、又はこれらの２以上の混合物を形成する工程を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記の薄膜にパターンを転写する工程の前に、前記ＯＰＬに、前記ＡＲＣ層中の前記パターンを転写する工程をさらに有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＯＰＬに、前記ＡＲＣ層中の前記パターンを転写する工程が、前記ＯＰＬに前記パターンをエッチングする工程をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記の薄膜にパターンを転写する工程に続いて前記ＯＰＬを除去する工程をさらに有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記ＯＰＬに、前記ＡＲＣ層中の前記パターンを転写する工程が、前記ＡＲＣ層をほぼ除去させる、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記のＡＲＣ層を形成する工程が、有機層、無機層又はこれら両方を形成する工程を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
制御システム上で実行されるプログラム命令を有するコンピュータによる読み取り可能な媒体であって、前記制御システムによって実行されるときに、パターニングシステムが
：
前記基板上に膜の積層体を備える工程であって、前記膜の積層体が、前記基板上に形成された前記薄膜、前記薄膜上に形成された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層、及び前記ＡＲＣ層上に形成されたマスク層を有する工程；
前記マスク層中にパターンを形成する工程；
前記パターンをＡＲＣ層の厚さ未満の深さまで転写することによって、前記パターンを前記ＡＲＣ層へ部分的に転写する工程；
前記パターンを部分的に前記ＡＲＣ層へ転写した後、前記マスク層の残った部分を除去する工程；
前記ＡＲＣ層をエッチングすることによって、前記ＡＲＣ層へのパターン転写を完了させる工程；及び
前記ＡＲＣ層を実質的に除去させながら前記パターンを前記薄膜へ転写する工程；
を実行する、コンピュータによる読み取り可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の薄膜のパターニング法に関し、より詳細には部分的にエッチングされた反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を用いて、基板上の薄膜をパターニングする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料プロセスの方法では、パターンエッチングは、たとえばフォトレジストのような感光性材料の薄膜を基板上部表面に成膜する工程を有する。その感光性材料の薄膜は、エッチング中に、基板上にある下地の薄膜にこのパターンを転写するためのマスクを供するためにパターニングされる。感光性材料のパターニングは一般的に、たとえばフォトリソグラフィシステムを用いる感光性材料のレクチル（及び関連の光学系）を介した放射線源による露光を有する。それに続いて、現像溶液を用いることによって、感光性材料の照射領域（ポジのフォトレジストを用いた場合）又は非照射領域（ネガのフォトレジストを用いた場合）が除去される。しかもこのマスク層は、多層の副次層（ｓｕｂ−ｌａｙｅｒ）を有して良い。
【０００３】
一旦パターンが、下地の薄膜に転写されると、下地の薄膜の材料特性を損傷させないようにマスク層を除去することが重要となる。たとえば薄膜は、低誘電率（ｌｏｗ−ｋ、超ｌｏｗ−ｋ）誘電体薄膜を有して良い。その低誘電率誘電体薄膜は、エレクトロニクス素子のバックエンドプロセス（ＢＥＯＬ）メタライゼーション段階で用いられて良い。係る材料は、非有孔性低誘電率誘電体及び有孔性低誘電率誘電体を有して良いが、これらは、マスク層及びその副次層を除去するのに必要な化学物質に曝露されるときに、たとえば誘電率の上昇、水の吸収、残余物の生成等の損傷を受けやすい。従って、係るパターンを形成して、必要な（複数の）マスク層を除去するときに、下地の薄膜へ損傷を及ぼす危険性を小さくするパターン転写方法を確立することが重要である。
【特許文献１】米国特許出願第１１／５３４２６１号明細書
【特許文献２】米国特許出願第１１／５３４３６５号明細書
【特許文献３】米国特許出願第１１／５３４３６５号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１１／５３４５３８号明細書
【特許文献５】米国特許第６３１６１６７号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１０／６４４９５８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、基板上の薄膜のパターニング方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一の実施例では、反射防止コーティング（ＡＲＣ）層を用いた薄膜のパターニング法について説明する。ＡＲＣ層を覆うように存在するマスク層内に形成されるパターンは部分的にＡＲＣ層へ転写され、続いてマスク層は除去される。その後パターンは、エッチングプロセスを用いて、ＡＲＣ層へ完全に転写される。
【０００６】
他の実施例では、基板上の薄膜のパターニング法及びパターニング用のコンピュータによる読み取りが可能な媒体について説明する。当該方法及び当該媒体は：基板上に膜の積層体を備える工程であって、その膜の積層体が、基板上に形成された薄膜、その薄膜上に形成された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層、及びそのＡＲＣ層上に形成されたマスク層を有する工程；そのマスク層中にパターンを形成する工程；パターンをＡＲＣ層の厚さ未満の深さまで転写することによって、パターンをＡＲＣ層へ部分的に転写する工程；パターンを部分的にＡＲＣ層へ転写した後、マスク層の残った部分を除去する工程；ＡＲＣ層をエッチングすることによって、ＡＲＣ層へのパターン転写を完了させる工程；及びＡＲＣ層を実質的に除去させながらパターンを薄膜へ転写する工程；を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以降の説明では、限定目的ではなく説明目的で、たとえば特定のプロセス及びパターニングシステムのような特定の詳細について述べる。しかし本発明は、これら特定の詳細から逸脱した他の実施例でも実施可能であることに留意して欲しい。
【０００８】
ここで図を参照すると、複数の図を通じて、同様の参照番号は、同一又は対応する部分を指している。図１Ａから図１Ｊは、従来技術に従った基板のパターニング方法を概略的に図示している。図１Ａに図示されているように、リソグラフィ構造１００は、基板１１０上に形成された膜の積層体を有する。膜の積層体は、基板１１０に形成されたたとえば誘電体層のような薄膜１２０、薄膜１２０上に形成された有機平坦化層（ＯＰＬ）１３０、ＯＰＬ１３０上に形成された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層１４０、及びＡＲＣ層１４０上に形成されたフォトレジスト層１５０を有する。
【０００９】
図１Ｂに図示されているように、フォトレジスト層１５０は、フォトリソグラフィシステムを用いることによって、第１像パターン１５２に曝露される。その後図１Ｃでは、第１像パターン１５２が現像溶媒中で現像されることで、フォトレジスト層１５０中に第１パターン１５４が形成される。フォトレジスト層１５０中の第１パターン１５４は、ドライエッチングプロセスを用いることによって下地のＡＲＣ層１４０へ転写され、図１Ｄに図示されたような第１ＡＲＣパターン１４２が形成される。
【００１０】
そこで図１Ｅに図示されているように、フォトレジスト層１５０が除去され、かつ第２フォトレジスト層１６０が、ＡＲＣ層１４０層へ塗布される。図１Ｆに図示されているように、第２フォトレジスト層１６０は、フォトリソグラフィシステムを用いることによって、第２像パターン１６２に曝露される。その後図１Ｇでは、第２像パターン１６２が現像溶媒中で現像されることで、第２フォトレジスト層１６０中に第２パターン１６４が形成される。第２フォトレジスト層１６０中の第２パターン１６４は、エッチングプロセスを用いることによって、下地のＡＲＣ層１４０へ転写され、図１Ｈに図示されたような第２ＡＲＣパターン１４４が形成される。
【００１１】
図１Ｉ及び図１Ｊにそれぞれ図示されているように、第２フォトレジスト層１６０が除去され、第１ＡＲＣパターン１４２及び第２ＡＲＣパターン１４４は、１以上のエッチングプロセスを用いることによって、下地のＯＰＬ１３０及び薄膜１２０へ転写されることで、第１特徴部位パターン１２２及び第２特徴部位パターン１２４が形成される。しかし図１Ｊに図示されているように、一旦薄膜１２０へのパターン転写が完了すると、ＡＲＣ層１４０は、一部しか除去しないので、除去されるべき材料が残ったＯＰＬと共に残ってしまう。発明者らは、たとえばフラッシュエッチングのような、残ったＡＲＣ層を除去するのに必要なプロセスが、下地の薄膜１２０の材料特性に対して害を及ぼすことを発見した。
【００１２】
たとえば薄膜１２０は、低誘電率（ｌｏｗ−ｋ、超ｌｏｗ−ｋ）誘電体薄膜を有して良い。その低誘電率誘電体薄膜は、エレクトロニクス素子のバックエンドプロセス（ＢＥＯＬ）メタライゼーション段階で用いられて良い。係る材料は、非有孔性低誘電率誘電体及び有孔性低誘電率誘電体を有して良いが、これらは、ＡＲＣ層１４０を除去するのに必要な化学物質に曝露されるときに、たとえば誘電率の上昇、水の吸収、残余物の生成等の損傷を受けやすい。
【００１３】
１つの対策は、ＡＲＣ層１４０の厚さを減少させることで、パターンを薄膜１２０へ転写する間に、ＡＲＣ層１４０が実質的に除去するようにすることである。しかしＡＲＣ層１４０の厚さは、フォトレジスト層をパターニングする間に反射防止特性を供するための要件に支配される。たとえばＡＲＣ層が、入射電磁（ＥＭ）  放射線と反射ＥＭ放射線との破壊的干渉を引き起こすように備えられているときには、ＡＲＣ層１４０の厚さ（τ）は、フォトレジスト層を画像化する間、入射ＥＭ放射線の１／４波長（つまりτ〜λ／４、３λ／４、５λ／４等）とあるように選ばれなくてはならない。  あるいは、たとえばＡＲＣ層１４０が、ＥＭ放射線を吸収すうように備えられるときには、ＡＲＣ層１４０の厚さ（τ）は、ＥＭ放射線を吸収できるほどに十分厚くなるように選ばれなければならない。いずれの場合でも発明者らは、現時点での構成では、反射防止特性を供するのに必要な最小厚さであっても、下地の薄膜にパターンを転写した後には、わずか一部のＡＲＣ層しか除去しないことを発見した。
【００１４】
従って本発明の実施例に従うと、基板のパターニング法が、図２Ａから図２Ｋ、及び図３に示されている。当該方法は、フローチャート５００で示され、かつ５１０において、基板２１０上に形成される膜の積層体を有するリソグラフィ構造を形成することから始まる。膜の積層体は、基板２１０上に形成された薄膜２２０、薄膜２２０上に形成された任意の有機平坦化層（ＯＰＬ）２３０、任意のＯＰＬ２３０（又はＯＰＬ２３０が存在しない場合には薄膜２２０）上に形成された反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２４０、及びＡＲＣ層２４０上に形成されたフォトレジスト層２５０を有する。たとえ膜の積層体が基板２１０上に直接形成される様子が図示されているとしても、膜の積層体と基板２１０との間にはさらに別な層が存在して良い。たとえば半導体素子では、膜の積層体は、一のインターコネクトレベルの形成を補助し、かつこのインターコネクトレベルは、基板２１０上の他のインターコネクトレベル上に形成されて良い。さらに薄膜２２０は、単一の材料層又は複数の材料層を有して良い。たとえば薄膜２２０は、キャップ層を有するバルク材料を有して良い。
【００１５】
薄膜２２０は、導体層、非導体層又は半導体層を有して良い。たとえば薄膜２２０は、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属シリケート、金属シリサイド、シリコン、多結晶シリコン（ポリシリコン）、ドーピングシリコン、二酸化シリコン、シリコン窒化物、シリコンカーバイド、シリコン酸窒化物等を有する材料層を有して良い。それに加えて、たとえば薄膜２２０は、ＳｉＯ２の誘電率よりも名目上の誘電率が小さな低誘電率（ｌｏｗ−ｋ）又は超低誘電率（ｕｌｔｒａ−ｌｏｗ−ｋ）誘電体薄膜を有して良い。ＳｉＯ２の誘電率は約４（たとえば熱処理された二酸化シリコンの誘電率は３．８から３．９の間であると考えられる）である。より詳細には薄膜２２０は、３．７以下の誘電率を有すると考えられる。その範囲は、１．６から３．７であると考えられる。
【００１６】
これらの誘電層は、有機材料、無機材料又は無機−有機混成材料のうちの少なくとも１を有して良い。それに加えて、これらの誘電体層は有孔性又は非有孔性であって良い。たとえばこれらの誘電体層は、たとえば炭素がドープされた酸化物（又は有機シロキサン）のような、ＣＶＤ法を用いて堆積された無機のシリケートベース材料を有して良い。そのような膜の例には、アプライドマテリアルズ（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）社から販売されているブラックダイヤモンド（Ｂｌａｃｋ  Ｄｉａｍｏｎｄ）（登録商標）ＣＶＤオルガノシリケートガラス（ＯＳＧ）膜、ノベルスシステムズ（Ｎｏｖｅｌｌｕｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）社から販売されているコーラル（Ｃｏｒａｌ）（登録商標）ＣＶＤ膜が含まれる。あるいはその代わりに誘電体層は、有孔性の無機−有機混成膜を有して良い。その有孔性の無機−有機混成膜は単一相を有して良い。そのような膜は、たとえば硬化又は堆積プロセス中に小さな気泡（又は孔）を生成するため、完全に膜が緻密化するのを妨げるＣＨ３結合を有するシリコン酸化物ベースの母体のようなものである。あるいはその代わりに、これらの誘電体層は、有孔性の無機−有機混成膜を有して良い。その有孔性の無機−有機混成膜は少なくとも２相を有して良い。そのような膜は、たとえば硬化プロセス中に分解及び蒸発する有機材料（たとえばポロゲン）の孔を有する炭素ドープされたシリコン酸化物ベースの母体のようなものである。あるいはその代わりに、これらの誘電体層は、たとえば水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）又はメチルシルセスキオキサン（ＭＳＱ）のような、ＳＯＤ（スピンオン誘電体）法を用いて堆積された無機のシリケートベース材料を有して良い。係る膜の例には、ダウコーニング（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ）から販売されているフォックス（Ｆｏｘ）（登録商標）ＨＳＱ、ダウコーニングから販売されているＸＬＫ有孔性ＨＳＱ、及びＪＳＲマイクロエレクトロニクスから販売されているＬＫＤ−５１０９が含まれる。あるいはその代わりに、これらの誘電体層は、ＳＯＤ法を用いて堆積された有機材料を有して良い。係る膜の例には、ダウコーニングから販売されている、ＳｉＬＫ−Ｉ、ＳｉＬＫ−Ｊ、ＳｉＬＫ−Ｈ、ＳｉＬＫ−Ｄ、及び有孔性ＳｉＬＫ（登録商標）半導体誘電性樹脂、並びに、ハネウエル（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ）から販売されている、ＧＸ−３（商標）及びＧＸ−３Ｐ（商標）半導体誘電性樹脂が含まれる。
【００１７】
薄膜２２０は、気相成長法を用いて形成されて良い。気相成長法とはたとえば、化学気相成長（ＣＶＤ）、プラズマ支援ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、プラズマ支援ＡＬＤ（ＰＥＡＬＤ）、物理気相成長（ＰＶＤ）、イオン化ＰＶＤ（ｉＰＶＤ）、又はスピンオン法である。それらの方法は、東京エレクトロン株式会社（ＴＥＬ）から販売されている、クリーントラックアクト（Ｃｌｅａｎ  Ｔｒａｃｋ  Ａｃｔ）８ＳＯＤ（スピンオン誘電体）、アクト１２ＳＯＤ及びリシウス（Ｌｉｔｈｉｕｓ）コーティングシステム中で行われる。クリーントラックアクト８（２００ｍｍ）、アクト１２（３００ｍｍ）及びリシウス（３００ｍｍ）コーティングシステムは、ＳＯＤ材料をコーティング、ベーキング及び硬化する装置を供する。トラックシステムは、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ及びそれ以上の大きさの基板を処理するように備えられて良い。基板上の薄膜を形成する他のシステム及び方法は、スピンオン法と気相成長両方の技術分野の当業者にとって周知である。
【００１８】
任意のＯＰＬ２３０は、感光性有機ポリマー又はエッチング型の有機化合物を有して良い。たとえば感光性有機ポリマーは、ポリアクリラート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）であって良い。これらの材料は、スピンオン法を用いて形成されて良い。
【００１９】
ＡＲＣ層２４０は、反射防止コーティングとしての利用に適した材料特性を有する。ＡＲＣ層２４０は、有機材料又は無機材料を有して良い。たとえばＡＲＣ層２４０は、アモルファスカーボン（ａ−Ｃ）、ａ−ＦＣ又はＲ：Ｃ：Ｈ：Ｘの構造式を有する材料を有して良い。ここでＲは、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｂ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ｔｉ及びこれらの混合物からなる群から選択され、Ｘは存在しないか、又はＯ、Ｎ、Ｓ及びＦのうちの１以上からなる群から選択される。ＡＲＣ層２４０は、屈折率ｎの範囲が、およそ１．４０＜ｎ＜２．６０で、かつ消散係数ｋの範囲が、およそ０．０１＜ｋ＜０．７８となるように作製されて良い。あるいはその代わりに、屈折率及び消散係数のうちの少なくとも１が、ＡＲＣ層２４０の厚さに従って傾斜を有して（変化して）良い。さらなる詳細については、特許文献５に供されている。
【００２０】
さらにＡＲＣ層２４０は、化学気相成長（ＣＶＤ）及びプラズマ支援ＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）を含む気相成長法を用いて形成されて良い。たとえばＡＲＣ層２４０は、特許文献６で詳細に説明されているように、ＰＥＣＶＤを用いて形成されて良い。たとえば屈折率のような、ＡＲＣ層２４０の光学特性は、下地の（複数の）層の光学特性とほぼ一致するように選択されて良い。たとえば、非有孔性誘電体膜のような下地層では、その屈折率ｎの範囲が、１．４＜ｎ＜２．６となることを求められ、有孔性誘電体膜のような下地層では、その屈折率ｎの範囲が、１．２＜ｎ＜２．６となることを求められて良い。
【００２１】
フォトレジスト層２５０は、２４８ｎｍ（ナノメーター）レジスト、１９３ｎｍレジスト、１５７ｎｍレジスト又はＥＵＶ（極端紫外）レジストを有して良い。フォトレジスト層２５０は、トラックシステムを用いて形成されて良い。たとえばトラックシステムは、東京エレクトロン株式会社（ＴＥＬ）から販売されている、クリーントラックアクト（Ｃｌｅａｎ  Ｔｒａｃｋ  Ａｃｔ）８、アクト１２又はリシウス（Ｌｉｔｈｉｕｓ）コーティング及び現像システム中で行われる。基板上にフォトレジスト膜を形成する他のシステム及び方法は、スピンオンレジスト法の当業者にとっては周知である。
【００２２】
図２Ｂ及び図２Ｃにそれぞれ図示されているように、５２０では、フォトレジスト層５２０がパターニング及び現像される。図２Ｂに図示されているように、フォトレジスト層２５０には、フォトリソグラフィシステムを用いて像パターン２５２を有する像が生成される。レクチルを介したＥＭ放射線による露光は、ドライ又はウエットフォトリソグラフィシステムで実行される。像パターンは、如何なる適切な従来のステッピングリソグラフィ又は走査型リソグラフィシステムを用いて形成されても良い。たとえばフォトリソグラフィシステムは、ＡＳＭＬオランダ（Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）Ｂ．Ｖ又はキャノンＵＳＡ社半導体装置部門から販売されている。
【００２３】
図２Ｃに図示されているように、露光されたフォトレジスト層２５０は、現像プロセスで処理されることで、像パターン２５２が除去され、かつフォトレジスト層２５０中にマスクパターン２５４が形成される。現像プロセスは、たとえばトラックシステムのような現像システム内の現像溶媒に基板を曝露する工程を有して良い。たとえばトラックシステムは、東京エレクトロン株式会社（ＴＥＬ）から販売されている、クリーントラックアクト（Ｃｌｅａｎ  Ｔｒａｃｋ  Ａｃｔ）８、アクト１２又はリシウス（Ｌｉｔｈｉｕｓ）コーティング及び現像システムを有して良い。
【００２４】
図２Ｄに図示されているように、５３０では、マスクパターン２５４は、下地のＡＲＣ層へ部分的に転写されることで、ＡＲＣパターン２４２が形成される。ＡＲＣパターン２４２は、ＡＲＣ層２４０の厚さ未満の深さまで進展する。たとえばマスクパターン２５４は、ドライエッチングプロセス又はウエットエッチングプロセスのようなエッチングプロセスを用いて、下地のＡＲＣ層へ部分的に転写されて良い。あるいはその代わりに、たとえばマスクパターン２５４は、ドライプラズマエッチングプロセス又は非プラズマエッチングプロセスを用いて、下地のＡＲＣ層２４０へ部分的に転写されて良い。あるいはその代わりに、たとえばマスクパターン２５４は、異方性ドライエッチングプロセス、反応性イオンエッチングプロセス、レーザー支援エッチングプロセス、イオンミリングプロセス、若しくはインプリントプロセス又はこれらの結合プロセスを用いて、下地のＡＲＣ層２４０へ部分的に転写されて良い。
【００２５】
５４０では、フォトレジスト層２５０が除去される。たとえばフォトレジスト層２５０は、ウエット剥離プロセス、ドライプラズマアッシングプロセス又はドライ非プラズマアッシングプロセスを用いて除去されて良い。その後図２Ｅに図示されているように、任意の第２フォトレジスト層２６０が、ＡＲＣ層２４０上に形成される。
【００２６】
任意の第２フォトレジスト層２６０は、２４８ｎｍ（ナノメーター）レジスト、１９３ｎｍレジスト、１５７ｎｍレジスト又はＥＵＶ（極端紫外）レジストを有して良い。任意の第２フォトレジスト層２６０は、トラックシステムを用いて形成されて良い。たとえばトラックシステムは、東京エレクトロン株式会社（ＴＥＬ）から販売されている、クリーントラックアクト（Ｃｌｅａｎ  Ｔｒａｃｋ  Ａｃｔ）８、アクト１２又はリシウス（Ｌｉｔｈｉｕｓ）コーティング及び現像システム中で行われる。基板上にフォトレジスト膜を形成する他のシステム及び方法は、スピンオンレジスト法の当業者にとっては周知である。
【００２７】
図２Ｆ及び図２Ｇにそれぞれ図示されているように、任意の第２フォトレジスト層２６０には、任意の第２像パターン２６２を有する像が生成される。また露光された任意の第２フォトレジスト層２６０は、現像プロセスで処理されることで、任意の第２像パターン領域が除去され、かつ任意の第２フォトレジスト層２６０中に任意の第２マスクパターン２６４が形成される。
【００２８】
図２Ｈに図示されているように、任意の第２マスクパターン２６４は、下地のＡＲＣ層２４０へ部分的に転写されることで、任意の第２ＡＲＣパターン２４４が形成される。任意の第２ＡＲＣパターン２４４は、ＡＲＣ層２４０の厚さ未満の深さまで進展する。その後図２Ｉに図示されているように、任意の第２フォトレジスト層２６０は除去される。
【００２９】
単一層のフォトレジストを用いてＡＲＣ層２４０を２重パターニング又は多重パターニングする他の方法が用いられても良い。たとえば単一層のフォトレジストは２回像形成され、続いて下地のＡＲＣ層への２重パターンの部分転写に続いて除去される。あるいはその代わりに、たとえば単一層のフォトレジストに像形成及び現像され、これらの２工程が、同一層のフォトレジストで繰り返されても良い。その後フォトレジスト層は、下地のＡＲＣ層への２重パターンの部分転写に続いて除去される。
【００３０】
図２Ｊに図示されているように、５５０では、ＡＲＣ層を薄くしながら、ＡＲＣ層２４０へのＡＲＣパターン２４２及び任意の第２ＡＲＣパターン２４４の部分転写が完了する。たとえばＡＲＣパターン２４２及び任意の第２ＡＲＣパターン２４４は、たとえばドライエッチングプロセス又はウエットエッチングプロセスのようなエッチングプロセスを用いて、ＡＲＣ層２４０の厚さを介して実質的に転写されて良い。あるいはその代わりに、たとえばエッチングプロセスは、ドライプラズマエッチングプロセス又はドライ非プラズマエッチングプロセスを有して良い。ＡＲＣ層２４０を実質的に介してＡＲＣパターン２４２及び任意の第２ＡＲＣパターン２４４の転写が行われる間、平坦面２４６がエッチングされ、ＡＲＣ層２４０の厚さは減少する。
【００３１】
図２Ｋに図示されているように、５６０では、下地のＯＰＬが存在する場合には、ＡＲＣパターン２４２及び任意の第２ＡＲＣパターン２４４は、１以上のエッチングプロセスを用いることによって、ＯＰＬ２３０へ転写され、かつ薄膜２２０へ転写されることによって、特徴部位パターン２２２及び任意の第２特徴部位パターン２２４が形成される。図２Ｋに図示されているように、１以上のエッチングプロセスの間、ＡＲＣ層２４０は、ほぼ除去する。１以上のエッチングプロセスは、ウエット又はドライエッチングプロセスの如何なる結合を有しても良い。ドライエッチングプロセスは、ドライプラズマエッチングプロセス又はドライ非プラズマエッチングプロセスを有して良い。その後、ＯＰＬ２３０が存在する場合には、ＯＰＬ２３０は除去されて良い。
【００３２】
たとえ本発明の特定実施例のみが上記で詳細に説明されたとしても、当業者は、本発明の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく多くの修正型が可能であることをすぐに理解する。たとえば複数の実施例は、ポジでの現像が可能なレジスト及び現像可能なＡＲＣ層の利用について示している。しかし、ポジでの現像が可能なレジスト及び現像可能なＡＲＣ層の利用が可能な実施例も考えられる。従って、係るすべての修正型は本発明の範囲内に含まれるものと解される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１Ａ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｂ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｃ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｄ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｅ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｆ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｇ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｈ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｉ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図１Ｊ】基板上の薄膜をパターニングする既知の方法を概略的に図示している。
【図２Ａ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｂ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｃ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｄ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｅ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｆ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｇ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｈ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｉ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｊ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図２Ｋ】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法を概略的に図示している。
【図３】本発明の実施例に従った、基板上の薄膜をパターニングする方法のフローチャートを図示している。
【符号の説明】
【００３４】
１００  リソグラフィ構造
１１０  基板
１２０  薄膜
１２２  第１特徴部位パターン
１２４  第２特徴部位パターン
１３０  有機平坦化層
１４０  反射防止コーティング
１４２  第１ＡＲＣパターン
１４４  第２ＡＲＣパターン
１５０  フォトレジスト層
１５２  第１像パターン
１５４  第１パターン
１６０  第２フォトレジスト層
１６２  第２像パターン
１６４  第２パターン
２００  リソグラフィ構造
２１０  基板
２２０  薄膜
２２２  第１特徴部位パターン
２２４  第２特徴部位パターン
２３０  有機平坦化層
２４０  反射防止コーティング
２４２  第１ＡＲＣパターン
２４４  第２ＡＲＣパターン
２５０  フォトレジスト層
２５２  第１像パターン
２５４  第１パターン
２６０  第２フォトレジスト層
２６２  第２像パターン
２６４  第２パターン
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図１Ｉ】
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【図１Ｊ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図２Ｉ】
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【図２Ｊ】
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【図２Ｋ】
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【図３】
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