(57)【要約】【課題】  １９３ｎｍドライリソグラフィのための上面反射防止コーティング及び障壁層として用いるのに適切な組成物を提供すること。【解決手段】  本発明は、１９３ｎｍリソグラフィのための上面反射防止コーティング及び障壁層として用いるのに適切な組成物を開示する。本発明の組成物は、塩基水溶液に可溶であり、１９３ｎｍにおいて低い屈折率を有する。本発明の組成物は、主鎖及びフッ素化半エステル部分を有する塩基水溶液に可溶なポリマーを含む。フッ素化半エステル部分は主鎖からのペンダント基である。本発明はまた、本発明の組成物をリソグラフィに用いることによって基板上にパターン付けされた層を形成する方法を開示する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リソグラフィのための反射防止コーティング及び障壁層として用いるのに適切な組成物であって、前記組成物は、主鎖及びフッ素化半エステル部分を有する塩基水溶液に可溶なポリマーを含み、前記フッ素化半エステル部分は前記主鎖からのペンダント基である、組成物。
【請求項２】
前記フッ素化半エステル部分は、次の構造
【化１】
2008003592.tif 000007
を含み、Ｒ１はフッ素含有部分である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
Ｒ１は、２個から２０個までの炭素原子と少なくとも３個のフッ素原子とを有するフッ素化された脂肪族又は脂環式基であり、この基は随意に、ヒドロキシル基、アミノ基、１個から６個までの炭素原子を有するＮ−アルキルアミノ基、２個から１２個までの炭素原子を有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、シアノ基、ハロゲン、スルホネート基、及びスルホンアミド基から成る群から選択される１つ又は複数の置換基によって置換される、請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
Ｒ１は、２個から２０個までの炭素原子と少なくとも３個のフッ素原子とを有する半又は過フッ素化アルキル基であり、この基は隋意に、ヒドロキシル基、アミノ基、１個から６個までの炭素原子を有するＮ−アルキルアミノ基、２個から１２個までの炭素原子を有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、シアノ基、ハロゲン、スルホネート基、及びスルホンアミド基から成る群から選択される１つ又は複数の置換基によって置換される、請求項３に記載の組成物。
【請求項５】
Ｒ１は、−（ＣＦ２）ｐ−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）ｑ−ＣＦ３、及び−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）ｒ−ＣＦ３から成る群から選択され、ｐは１から１９までの整数であり、ｑは１から１８までの整数であり、ｒは１から１７までの整数である、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記塩基水溶液に可溶なポリマーはエチレン主鎖を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
前記塩基水溶液に可溶なポリマーは、ビニル、アクリレート、メタクリレート、及びこれらの組み合わせから成る群から選択されるモノマー・ユニットを含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記塩基水溶液に可溶なポリマーは、置換又は非置換形態での、縮合芳香族部分、複素環式芳香族部分、及びこれらの組合せから成る群から独立に選択される芳香族部分をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記芳香族部分は、置換又は非置換形態での、ナフタレン、チオフェン、及びこれらの組合せから成る群から選択される、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記塩基水溶液に可溶なポリマーは、さらにＳｉ含有部分を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記Ｓｉ含有部分はシルセスキオキサンである、請求項１０に記載の組成物。
【請求項１２】
１９３ｎｍにおける屈折率ｎの実部が１．２から１．８までの範囲にある、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記１９３ｎｍにおける屈折率の実部が１．３から１．６までの範囲にある、請求項１２に記載の組成物。
【請求項１４】
１９３ｎｍにおける吸光係数ｋが０から０．２５までの範囲にある、請求項１に記載の組成物。
【請求項１５】
前記塩基水溶液に可溶なポリマーは、１，５００から５０，０００までの重量平均分子量を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１６】
基板上にパターン付けされた層を形成する方法であって、
表面の上に材料層を有する基板を準備するステップと、
前記材料上にフォトレジスト層を形成するように前記基板上にフォトレジスト組成物を堆積させるステップと、
前記フォトレジスト層上に、上面反射防止及び障壁層を形成するように、組成物を塗布するステップであって、前記組成物は、主鎖及びフッ素化半エステル部分を有する塩基水溶液に可溶なポリマーを含み、前記フッ素化半エステル部分は前記主鎖からのペンダント基である、ステップと、
前記フォトレジスト層並びに前記上面反射防止及び障壁層を、パターン様式で画像形成用放射に露光するステップと、
前記材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層を形成するように、前記上面反射防止及び障壁層、並びに前記フォトレジスト層の露光部分を除去するステップと、
前記フォトレジスト層の前記パターンを前記材料層に転写するステップと
を含む方法。
【請求項１７】
前記上面反射防止及び障壁層、並びに前記フォトレジスト層の露光部分は、前記反射防止及び障壁層並びに前記フォトレジスト層をアルカリ性水溶液現像液に接触させることによって除去される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記材料は、セラミック、誘電体、金属、及び半導体層から成る群から選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記フォトレジスト層の前記パターンは、前記パターン付けされたフォトレジスト層によって覆われていない前記材料層の部分を除去することによって、前記材料層に転写される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記パターン付けされたフォトレジスト層によって覆われていない前記材料層の部分は、反応性イオン・エッチング法又はイオン注入法を用いることによって除去される、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上面反射防止コーティング（「ＴＡＲＣ」）材料及び障壁層、並びにそれらのリソグラフィ工程における使用法に関する。特に、本発明は、塩基水溶液に可溶であり、１９３ｎｍにおいて低い屈折率（ｎ）を有するＴＡＲＣ材料を提供する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロエレクトロニクス産業において、並びに微細構造体（例えば、マイクロマシン、磁気抵抗ヘッドなど）の作成を含むその他の産業において、構造的フィーチャのサイズを小さくするための要望が引き続いて存在している。マイクロエレクトロニクス産業におけるこうした要望は、マイクロエレクトロニクス・デバイスのサイズを小さくすること、及び／又は所与のチップ・サイズに対してより多くの回路を備えることである。
【０００３】
フィーチャ・サイズを低減するためには、効果的なリソグラフィ技術が必須である。リソグラフィは、所望の基板上にパターンを直接画像形成するという点だけでなく、こうした画像形成に通常使用されるマスクの作成という点からも、微細構造体の製造に強い影響を与える。典型的なリソグラフィ工程は、放射感応性レジストを画像形成用放射にパターン様式で露光することによって、パターン付けされたレジスト層を形成することを含む。この画像は、続いて、露光されたレジスト層を塩基溶液、通常はアルカリ性水溶液現像液に接触させることによって、レジスト層の部分を選択的に除去して所望のパターンを得るように現像される。このパターンは、続いて、パターン付けされたレジスト層の開口部における材料をエッチングすることによって、下層にある材料に転写される。転写が完了した後、次いで残存するレジスト層が除去される。
【０００４】
多くのリソグラフィ画像形成工程に対して、レジスト像の解像度は、屈折率のミスマッチ及び画像形成用放射の望ましくない反射に関連する異常な効果によって制限される可能性がある。これらの問題に対処するために、レジスト層と基板との間に反射防止コーティング（ＢＡＲＣとしても既知である底面反射防止コーティング）、及び／又はレジストと画像形成用放射が伝播する物理的経路における雰囲気との間に、反射防止コーティング（ＴＡＲＣとしても既知である上面反射防止コーティング）を用いることが多い。
【０００５】
浸漬リソグラフィに関しては、フォトレジスト中の特定成分が浸漬媒体に滲出して、フォトレジストの性能を変化させる可能性があること、又は、浸漬媒体がフォトレジスト中に拡散して酸の生成に影響を及ぼし、そのため化学増幅機構に悪影響を及ぼし得ることの幾つかの懸念がある。これらの問題を軽減するために、上面コート材料を浸漬媒体とレジスト・コートされたウェハとの間に用いることができる。
【０００６】
ドライ１９３ｎｍリソグラフィのようなドライ・リソグラフィ工程（放射露光段階に浸漬用流体を含まない）の場合、その雰囲気は、通常、空気である。浸漬リソグラフィの場合は、雰囲気は、通常、水である。水は１９３ｎｍにおいて約１．４３７の屈折率（ｎ）値を有する。故に、将来の浸漬リソグラフィが１．６を超える屈折率（ｎ）値を有する流体を必要とする場合には、その雰囲気は炭化水素になる可能性がある。
【０００７】
反射防止コーティング組成物の性能は、所定の画像形成用放射の波長における光学特性に大きく依存する。通常望ましいＴＡＲＣの光学特性に関する一般的な議論は、特許文献１に見出すことができる。関心のある光学的パラメータのうちには、ＴＡＲＣの屈折率、反射率及び光学密度がある。
【０００８】
反射防止コーティング組成物はまた、レジスト層と直接接触して、又は近接して用いられることに関連して、及びリソグラフィ工程全体（照射、現像、パターン転写など）に関連して、望ましい物理的及び化学的性能特性を有しなければならない。故に、ＴＡＲＣは、リソグラフィ工程全体に対して過度に妨げとなってはならない。ＴＡＲＣは、通常アルカリ性水溶液現像液にレジストの一部を溶解させることを含む画像現像段階の間に除去されることが極めて望ましい。
【０００９】
既存の市販のＴＡＲＣ組成物は、高解像度の１９３ｎｍドライ・リソグラフィに必要とされる光学特性と物理的及び化学的性能特性とを合わせもっていない。例えば、幾つかのＴＡＲＣ組成物は、１．５未満の望ましい屈折率を有するが、アルカリ性水溶液現像液に可溶でないため、別途のＴＡＲＣ除去段階の望ましくない複雑さと費用を生じる。他のＴＡＲＣ組成物は望ましい屈折率を有するが、レジストに悪影響を及ぼして、過剰なフィルム損失、及び得られるレジスト画像のコントラストの欠如又は望ましくないＴ−上面構造体の形成をもたらすことになる。「Ｔ−上面構造体」によって、低溶解性の薄い表皮層がフォトレジストの上面の上に形成され、レジスト画像に「Ｔ」型プロフィルを生じることを意味する。他のＴＡＲＣ組成物は、アルカリ性水溶液現像液に対して望ましい溶解性を有するが、１９３ｎｍでの屈折率が高過ぎる。
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６，２７４，２９５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，５３４，２３９号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６３５，４０１Ｂ２号明細書
【特許文献４】米国特許出願整理番号１０／６６３，５５３明細書（２００３年９月１６日出願）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
以上のように、塩基水溶液に可溶であり、１９３ｎｍにおいて約１．８又はそれ以下の程度の低い屈折率を有する、ドライ１９３ｎｍリソグラフィ工程に使用するのに適切なＴＡＲＣ組成物の必要性がある。さらに、これらのＴＡＲＣ組成物は市販の出発材料から容易に調製できることが望ましい。
【００１２】
従って、塩基水溶液に可溶であり、１９３ｎｍにおいて約１．８又はそれ以下の程度の低い屈折率を有する、浸漬１９３ｎｍリソグラフィ工程に使用するのに適切なＴＡＲＣ及び障壁層組成物について別の必要性がある。さらに、これらのＴＡＲＣ組成物は市販の出発材料から容易に調製できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
従って、本発明は、リソグラフィのための例えば１９３ｎｍリソグラフィのための、上面反射防止コーティング及び障壁層として用いるのに適切な組成物に向けられる。この組成物は、主鎖及びフッ素化半エステル部分を有する、塩基水溶液に可溶なポリマーを含む。フッ素化半エステル部分は主鎖からのペンダント基である。好ましくは、フッ素化半エステル部分は次の構造
【化１】
2008003592.tif 000002
を含み、ここでＲ１はフッ素含有部分である。
【００１４】
本発明はまた、基板上にパターン付けされた層を形成する方法を提供する。この方法は、表面上に材料層を有する基板を準備するステップと、基板上にフォトレジスト組成物を堆積させて、材料上にフォトレジスト層を形成するステップと、フォトレジスト層上に本発明の組成物を塗布して、上面反射防止及び障壁層を形成するステップと、フォトレジスト層並びに上面反射防止及び障壁層を、画像形成用放射にパターン様式で露光するステップと、上面反射防止及び障壁層、並びにフォトレジスト層の露光部分を除去して、材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層を形成するステップと、フォトレジスト層のパターンを材料層に転写するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
上述のように、本発明は、リソグラフィのための例えば１９３ｎｍリソグラフィに好適な上面反射防止コーティング及び障壁層として用いるのに適切な組成物を提供する。本発明の組成物は、主鎖及びフッ素化半エステル部分を有する、塩基水溶液に可溶なポリマーを含む。フッ素化半エステル部分は主鎖からのペンダント基である。本明細書で用いられる「フッ素化半エステル部分」という用語は、フッ素化アルコールの存在下での環状無水物の開環反応から誘導される有機部分を示す。「フッ素化アルコール」とは、炭素核上の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子によって置換されたアルコールを意味する。典型的には、フッ素化半エステルはカルボン酸成分及びフッ素化エステル成分を含み、ここでカルボン酸成分とフッ素化エステル成分は共有結合を通して結合している。カルボン酸成分は塩基水溶液への本発明のポリマーの溶解性を増大させ、一方、フッ素化エステル成分は本発明のポリマーに低屈折率（ｎ）を付与する。
【００１６】
本発明においては、フッ素化半エステルは次の構造
【化２】
2008003592.tif 000003
を含むことが好ましいが、ここでＲ１はフッ素含有部分である。式（Ｉ）のフッ素化半エステルは、塩基水溶液に可溶なポリマーの主鎖に、点線によって横断された共有結合によりペンダント基として結合することを当業者は理解されたい。Ｒ１は、複数のフッ素原子を含有する任意の有機基とすることができる。好ましくは、Ｒ１は、２個から２０個までの炭素原子と、少なくとも３個のフッ素原子を有するフッ素化脂肪族又は脂環式基であるが、これらの基は、随意に、ヒドロキシル基、アミノ基、１個から６個までの炭素原子を有するＮ−アルキルアミノ基、２個から１２個までの炭素原子を有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、シアノ基、塩素、スルホネート基、及びスルホンアミド基で置換することができる。本明細書で用いられる「脂肪族基」という用語は、炭素原子が開いた鎖状に結合した有機基を示す。「フッ素化脂肪族基」とは、炭素核上の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置き換えられた脂肪族基を意味する。「脂環式基」という用語は、炭素原子が環構造状に結合した有機基を示す。「フッ素化脂環式基」とは、炭素核上の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子で置き換えられた脂環式基を意味する。より好ましくは、Ｒ１は、２個から２０個までの炭素原子及び少なくとも３個のフッ素原子を有する半又は過フッ素化アルキル基であるが、これは、随意に、ヒドロキシル基、アミノ基、１個から６個までの炭素原子を有するＮ−アルキルアミノ基、２個から１２個までの炭素原子を有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、シアノ基、塩素、スルホネート基、及びスルホンアミド基で置換することができる。「半フッ素化アルキル基」とは、炭素核上の水素原子の一部がフッ素原子で置き換えられたアルキル基を意味する。「過フッ素化アルキル基」とは、炭素核上の全ての水素原子がフッ素原子で置き換えられたアルキル基を意味する。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態においては、Ｒ１は、−（ＣＦ２）ｐ−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）ｑ−ＣＦ３、及び−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）ｒ−ＣＦ３から成る群から選択されるが、ここでｐは１から１９までの整数であり、ｑは１から１８までの整数であり、ｒは１から１７までの整数である。Ｒ１の例には、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）２−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）３−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）４−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）５−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）６−ＣＦ３、−（ＣＨ２）２−（ＣＦ２）７−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）２−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）３−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）４−ＣＦ３、−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）５−ＣＦ３、及び−（ＣＨ２）−（ＣＦ２）６−ＣＦ３が含まれるが、これらに限定はされない。
【００１８】
本発明においては、本発明のポリマーはエチレン主鎖を有することが好ましい。塩基水溶液に可溶なポリマーは、ビニル、アクリレート、メタクリレート、及びこれらの組合せから成る群から選択されるモノマー・ユニットを含むことがより好ましい。塩基水溶液に可溶なポリマーの主鎖は、不飽和炭素結合を含まないことが好ましい。
【００１９】
本発明のポリマーはさらに芳香族部分を含むことが好ましい。芳香族部分は、本発明のポリマーの主鎖からのペンダント基として存在することが好ましい。本明細書で用いられる「芳香族部分」という用語は、通常複数の共役二重結合を含有する１つ又は複数の環の内の電子の非局在化によって増大した化学的安定性により特徴付けられる有機化合物を示す。本発明の芳香族部分は炭素環式又は複素環式であってもよい。「炭素環式芳香族部分」とは、水素原子及び炭素原子だけを含有する芳香族部分を意味する。「複素環式芳香族部分」とは、窒素、酸素、イオウ、又はこれらの組合せから選択される１つ又は複数のヘテロ原子を芳香族環内に含有する芳香族部分を意味する。芳香族部分は単環式又は多環式とすることができる。多環式芳香族部分における環は縮合環又は非縮合環とすることができる。
【００２０】
本発明に関する適切な芳香族部分には、置換又は非置換形態での、縮合芳香族部分、複素環式芳香族部分、及びこれらの組合せが含まれるが、これらに限定はされない。芳香族部分の例には、置換又は非置換形態での、ナフタレン、チオフェン、及びこれらの組合せが含まれるが、これらに限定はされない。本発明の芳香族部分における置換基には、１個から６個までの炭素原子を有するアルキル基、２個から６個までの炭素原子を有するアルケニル基、ヒドロキシル基、アミノ基、１個から６個までの炭素原子を有するＮ−アルキルアミノ基、２個から１２個までの炭素原子を有するＮ，Ｎ−ジアルキルアミノ基、シアノ基、ハロゲン、スルホネート基、及びスルホンアミド基が含まれるが、これらに限定はされない。
【００２１】
芳香族部分は、本発明のポリマーの屈折率（ｎ）を低減できるが、同時に画像形成用放射の吸収を増大させる可能性がある。しかし、一般的には、本発明のポリマー中の芳香族部分が過剰にならないようにすることが好ましい。
【００２２】
塩基水溶液に可溶なポリマーは、さらにＳｉ含有部分を含むことが好ましい。本発明のＳｉ含有部分は、例えばＳｉ−Ｓｉ、Ｓｉ−Ｃ、Ｓｉ−Ｎ、又はＳｉ−Ｏ部分とすることができる。好ましいＳｉ含有部分はＳｉＯ部分である。より好ましいＳｉ含有部分はシルセスキオキサンである。
【００２３】
本発明の１つの実施形態においては、塩基水溶液に可溶なポリマーは次の構造
【化３】
2008003592.tif 000004
を含むが、ここでｎは１０から５００までの整数である。
【００２４】
本発明の組成物はさらに、下層にあるレジスト材料との混和性のないことが好ましい少なくとも１つの溶媒を含むことができる。適切な溶媒には、水、１−ブタノール、メタノール、エタノール、１−プロパノール、エチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，２−プロパンジオール、１−ペンタノール、２−ペンタノール、３−ペンタノール、１−ヘキサノール、２−ヘキサノール、３−ヘキサノール、１−ヘプタノール、２−ヘプタノール、３−ヘプタノール、４−ヘプタノール、２−メチル−１−ペンタノール、２−メチル−２−ペンタノール、２−メチル−３−ペンタノール、３−メチル−１−ペンタノール、３−メチル−２−ペンタノール、３−メチル−３−ペンタノール、４−メチル−１−ペンタノール、４−メチル−２−ペンタノール、２，４−ジメチル−３−ペンタノール、３−エチル−２−ペンタノール、１−メチルシクロペンタノール、２−メチル−１−ヘキサノール、２−メチル−２−ヘキサノール、２−メチル−３−ヘキサノール、３−メチル−３−ヘキサノール、４−メチル−３−ヘキサノール、５−メチル−１−ヘキサノール、５−メチル−２−ヘキサノール、５−メチル−３−ヘキサノール、４−メチルシクロヘキサノール、１，３−プロパンジオール、オクタノール、及びデカンが含まれるが、これらに限定はされない。基板への塗布のために組成物中の溶媒の量は、約０．５重量％から約５重量％までの固体含有量を達成するのに十分な量であることが好ましい。組成物は、当該技術分野において既知の界面活性剤又はその他の適切な薬剤を含むことができる。
【００２５】
本発明のポリマーの光学特性、溶解度、及びその他の物理化学的特性は、フッ素化半エステル、芳香族部分、及びＳｉ含有部分の間の比を変えるか、又はフッ素化半エステル、芳香族部分、及びＳｉ含有部分に官能基を導入することによって調節することができる。所望であれば、追加のコモノマーを導入して、本発明のポリマーの溶解性、キャスティング、及びその他の物理化学的特性を変えることができる。本発明のポリマーは、本発明の組成物の１９３ｎｍにおける屈折率（ｎ）の実部が、約１．２から約１．８までの範囲、より好ましくは約１．３から約１．５までの範囲になるように調整されることが好ましい。本発明の組成物はまた、１９３ｎｍにおいて、約０から約０．２５までの範囲の吸光係数（ｋ）を有することが好ましい。本発明のポリマーは、好ましくは少なくとも約１，０００の重量平均分子量、より好ましくは約１，５００から約５０，０００までの重量平均分子量を有する。
【００２６】
本発明のポリマーは、市販及び／又は容易に合成されるモノマーを用いて従来の重合技術により調製することができる。例えば、フッ素化半エステルは、市販の環状無水物を市販のフッ素化アルコールで処理することによって製造することができる。従って、本発明のポリマーは、容易にかつ経済的に大規模に調製することができる。
【００２７】
本発明の別の態様においては、本発明の組成物は、基板上にパターン付けされた材料層を形成する方法の中で用いることができる。材料層は、高性能集積回路デバイス及び関連するチップ担体パッケージの製造に使用されるような、例えば、セラミック、誘電体、金属又は半導体層とすることができる。本発明の組成物は、半導体基板上の集積回路の製造に用いられるリソグラフィ工程に対して特に有用である。本発明の組成物は、集積回路デバイスに用いることができるような、金属配線ライン、コンタクト又はビアのためのホール、絶縁区域（例えば、ダマシン・トレンチ又は浅いトレンチ分離）、コンデンサ構造体のトレンチ、トランジスタのイオン注入されたＳｉ構造体、などのパターン付けされた材料層構造体を作成するためのリソグラフィ工程中で使用することができる。
【００２８】
本発明の方法においては、フォトレジスト組成物は、初めに既知の手段によって基板上に堆積させられ、材料上にフォトレジスト層を形成する。次いでフォトレジスト層を有する基板は、ベーク（塗布後ベーク、以後「ＰＡＢ」）されて、フォトレジスト組成物からあらゆる溶媒を除去し、フォトレジスト層の密着性を改善することができる。典型的なＰＡＢベーキング温度は、約８０℃から約１５０℃までである。典型的なフォトレジストの厚さは、約１００ｎｍから約５００ｎｍまでである。引用によりここに組み入れられる特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示されているレジスト組成物などの、任意の適切なレジスト組成物を使用することができる。
【００２９】
次に、本発明の組成物は、フォトレジスト層上に塗布されて、上面反射防止及び障壁層を形成する。上面反射防止及び障壁層は、１９３ｍ放射に対する基板の反射率を実質的に低減する。所望であれば、レジスト層形成の前に底面反射防止コーティングを基板に塗布することができる。本発明の組成物は、スピン・コーティングによってフォトレジスト層の上に直接塗布されることが好ましい。次いで本発明の組成物中の溶媒は、ソフトベーキング工程によって除去される。典型的なソフトベーキング温度は約９０℃である。典型的なソフトベーキング時間は約９０秒である。上面反射防止及び障壁層の厚さは、典型的には、約２０ｎｍから約６０ｎｍまでの範囲にある。
【００３０】
フォトレジスト層並びに上面反射防止及び障壁層は、次いで、パターン付けされたマスクを通して適切な放射源に露光される。１つの例示的な実施形態においては、画像形成用放射は１９３ｎｍ放射である。１９３ｎｍＵＶ放射に対しては、全体の露光エネルギーは、約１００ミリジュール／ｃｍ２又はそれ以下であることが好ましく、約５０ミリジュール／ｃｍ２又はそれ以下（例えば、１５〜３０ミリジュール／ｃｍ２）であることがより好ましい。所望のパターン様式での露光後、レジスト層は、通常、ベークされて酸触媒反応をさらに完全にし、露光されたパターンのコントラストを向上させる。露光後ベークは、好ましくは約６０℃から約１７５℃まで、より好ましくは約９０℃から約１６０℃までの温度で実施される。露光後ベークは、約３０秒から約５分までの時間実施されることが好ましい。
【００３１】
上面反射防止及び障壁層、並びに露光されたフォトレジスト層は、次いで、０．２６３Ｎのテトラメチルアンモニウムヒドロキシドのような塩基水溶液現像液と接触させられ、それによって上面反射防止及び障壁層、並びにフォトレジスト層の露光された部分がコートされた基板から除去される。当業者には既知であるように、現像液との接触により、材料層上にパターン付けされたフォトレジスト層が形成される。
【００３２】
フォトレジスト層のパターンは、次いで下層にある基板上の材料層に転写することができる。通常、転写は、反応性イオン・エッチング又は他のエッチング法によって達成される。本発明の方法は、集積回路デバイスの設計に用いることができるような、金属配線ライン、コンタクト又はビアのためのホール、絶縁区域（例えば、ダマシン・トレンチ又は浅いトレンチ分離）、コンデンサ構造体のトレンチなどの、パターン付けされた材料層構造体を作成するために使用することができる。或いは、パターンは、イオン注入によって、イオン注入された材料のパターンを形成するように転写することができる。
【００３３】
これらの（セラミック、誘電体、金属又は半導体）フィーチャを作成する工程は、一般に、パターン付けされるべき基板の材料層又は区域を準備するステップと、材料層又は区域の上にフォトレジスト層を塗布するステップと、フォトレジスト層上に上面コート層を塗布するステップと、上面コート及びフォトレジスト層を放射にパターン様式で露光するステップと、露光されたレジストを露光後ベークするステップと、露光された上面コート及びフォトレジストを現像液に接触させることによってパターンを現像するステップと、フォトレジスト層の下にある層を、パターン内の余白においてエッチングして、パターン付けされた材料層又は基板を形成するステップと、すべての残留フォトレジストを基板から除去するステップとを含む。幾つかの場合には、ハードマスクをフォトレジスト層の下に用いて、さらに下にある材料層又は区域へのパターンの転写を容易にすることできる。本発明は如何なる特定のリソグラフィ技術又はデバイス構造体には限定されないことを理解されたい。
【００３４】
次の非限定的な実施例は、本発明をさらに説明するために与えられる。これらの実施例は例示のためだけに与えられるので、そこで具体化された本発明は、それらに限定されるべきではない。
【実施例１】
【００３５】
ポリエチレン無水マレイン酸のフッ素化半エステルの合成及び光学特性のキャラクタリゼーション
Ａｌｄｒｉｃｈから購入されたポリエチレン無水マレイン酸を３，３，４，４，５，５，６，６，６−ナノフルオロ−１−ヘキサノール中に溶解させ、１３５℃まで一晩加熱した。得られたポリマー溶液をシリコン・ウェハ上にスピン・コートし、次いで１１０℃のホットプレート上で６０秒間ベークした。次いでｎ及びｋ値を、Ｊ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ  Ｃｏ．Ｉｎｃ．製のＶＢ−２５０ＶＡＳＥエリプソメータを用いて測定した。このフッ素化半エステルの膜の測定された光学的特性は、１９３ｎｍにおいて１．４６４のｎ値と０．０００６５９８のｋ値を示した。
【化４】
2008003592.tif 000005
【実施例２】
【００３６】
合成されたフッ素化半エステルを含む幾つかの他のポリマー及び化合物の光学特性
１つのケイ素含有化合物と、異なる量の種々のモノマーを組み合せた２つの選択されたポリマーを合成し、次いで反応時間を一晩ではなく約３時間から４時間までとしたこと以外は実施例１に記載されたのと同じ方法を用いて、対応するフッ素化半エステルに転化させた。得られた材料は、次いで実施例１に記載された方法を用いて測定され、以下に示されるように、１９３ｎｍにおいて１．６未満のｎ値を有する光学的特性を示した。
【化５】
2008003592.tif 000006
【００３７】
本発明は、その好ましい実施形態に関して特に示され、説明されているが、当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び細部における前述及びその他の変更を施すことができることを理解するであろう。従って、本発明は、説明され、例示されたとおりの形態及び細部には限定されず、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されている。