(57)【要約】【課題】  フォトレジスト露光のパッキングおよびアンパッキング法のための、フォトレジストコーティングの最適な使用方法の提供。【解決手段】  狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させるためのフォトレジストの使用方法であって、第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなる第一マスクを使用して露光し、前記コンタクトホールの第一および第二パターンに従って、第一フォトレジスト層に開口部を形成させ、第一フォトレジスト層の表面上に、第二ネガ型フォトレジスト層を堆積させ、前記コンタクトホールの第二パターンに従って、第二フォトレジスト層に開口部を形成させる方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させるための水溶性ネガ型フォトレジスト使用方法であって、
コンタクトホールのパターンを形成させるための第一フォトレジスト層を備えた基材を用意する工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなる第一マスクを使用して露光する工程、
前記コンタクトホールの第一および第二パターンに従って、前記第一フォトレジスト層に開口部を形成させる工程、
前記第一フォトレジスト層中に形成された前記開口部を含む前記第一フォトレジスト層の表面上に、第二ネガ型フォトレジスト層を堆積させる工程、および
前記コンタクトホールの第二パターンに従って、前記第二ネガ型フォトレジスト層に開口部を形成させる工程
を含んでなる、方法。
【請求項２】
前記ホールの第一パターンがコンタクトホールを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ホールの第二パターンがダミーホールを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第一フォトレジスト層を架橋させる追加工程を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第一フォトレジスト層の表面を硬化させる追加工程を行う、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第二ネガ型フォトレジスト層の堆積に加えて、かつその前に、前記第一フォトレジスト層の上に、前記第一フォトレジスト層と相容性があるフォトレジスト層を堆積させ、続いて前記第一フォトレジスト層および前記第一フォトレジスト層と相容性がある層を架橋させ、これら二つのフォトレジスト層に改良されたパックされた画像を形成させる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記架橋が、光源による露光を含んでなり、前記光源が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、ＥＵＶまたはＥＢ光源である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ネガ型フォトレジストが水溶性ネガ型フォトレジストを含んでなる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記水溶性ネガ型フォトレジストが、ベース重合体、架橋成分、光活性化合物、クエンチャーおよび溶剤を含んでなる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ベース重合体がポリビニルアセタールである、請求項９にに記載の方法。
【請求項１１】
前記ネガ型フォトレジストが成分として約０．５〜２％の架橋成分を含んでなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記光活性化合物が、前記ネガ型フォトレジスト成分の約０．０１〜０．１％を構成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記クエンチャーが、前記ネガ型フォトレジスト成分の約１〜３０ｐｐｍを構成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記溶剤が、前記ネガ型フォトレジスト成分として脱イオン水／イソプロピルアルコールを含んでなり、脱イオン水が約８５〜９０％、イソプロピルアルコールが約４〜７％である、請求項９に記載の方法。
【請求項１５】
前記ネガ型フォトレジストが成分として約４〜８％のポリビニルアセタールを含んでなる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記光活性化合物がＯＣＨ３、ＣＦ３ＳＯ３、もしくはＳ（ＣＨ３）２の基を含む化合物、またはそれら化合物の混合物を含んでなる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記ベース重合体が水溶性重合体であって、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアリリック酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアミン、それらの共重合体または混合物である、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
前記光活性化合物が水溶性光酸発生剤であって、オニウム塩誘導体、トリアジン誘導体またはそれらの混合物である、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
前記クエンチャーが水溶性アミンであって、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、コリンまたはそれらの混合物である、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
前記架橋成分が水溶性架橋剤であって、尿素誘導体、メラミン誘導体、メトキシ−メチロール−尿素またはそれらの混合物である、請求項９に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶剤が、フォトレジストに損傷を与えない溶剤であって、脱イオン水または脱イオン水／イソプロピルアルコールまたはそれらの混合物である、請求項９に記載の方法。
【請求項２２】
狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させる方法であって、
コンタクトホールのパターンを形成するための第一フォトレジスト層を備えた基材を用意する工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなるマスクを使用して露光し、前記第一フォトレジスト層中に露光の第一および第二パターンを形成させる工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を放射線源で選択的に露光させ、前記選択的な露光を、前記二重極性レジストの層で前記第二露光パターンに従って行い、それによって前記第一フォトレジスト層中に前記第二露光パターンに従って開口部が形成されるのを阻止する工程、
第二水溶性ネガ型フォトレジスト層を前記第一フォトレジスト層の上に堆積させる工程、
前記水溶性ネガ型フォトレジスト層を前記第一露光パターンに従って現像する工程
を含んでなる、方法。
【請求項２３】
前記第一露光パターンがコンタクトホールを含んでなる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第二露光パターンがダミーホールを含んでなる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記選択的露光が、光源による露光を含んでなり、前記光源が３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、ＥＵＶまたはＥＢ光源である、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記水溶性ネガ型フォトレジストが、ベース重合体、架橋成分、光活性化合物、クエンチャーおよび溶剤を含んでなる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記ベース重合体がポリビニルアセタールである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２８】
前記ネガ型フォトレジストが成分として約０．５〜２％の架橋成分を含んでなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記光活性化合物が、前記ネガ型フォトレジスト成分の約０．０１〜０．１％を構成する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記クエンチャーが、前記ネガ型フォトレジスト成分の約１〜３０ｐｐｍを構成する、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記溶剤が、前記ネガ型フォトレジスト成分として脱イオン水／イソプロピルアルコールを含んでなり、脱イオン水が約８５〜９０％、イソプロピルアルコールが約４〜７％である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３２】
前記ネガ型フォトレジストの成分として約４〜８％のポリビニルアセタールを含んでなる、請求項２７に記載の方法。
【請求項３３】
前記光活性化合物がＯＣＨ３、ＣＦ３ＳＯ３、もしくはＳ（ＣＨ３）２の基を含む化合物またはそれら化合物の混合物を含んでなる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３４】
前記ベース重合体が水溶性重合体であって、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアリリック酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアミン、ポリビニルアセタール共重合体またはそれらの混合物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３５】
前記光活性化合物が水溶性光酸発生剤であって、オニウム塩誘導体、トリアジン誘導体またはそれらの混合物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３６】
前記クエンチャーが水溶性アミンであって、エチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、ＴＭＡＨ、ＴＢＡＨ、コリンまたはそれらの混合物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３７】
前記架橋成分が水溶性架橋剤であって、尿素誘導体、メラミン誘導体、メトキシ−メチロール−尿素またはそれらの混合物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３８】
前記溶剤が、フォトレジストに損傷を与えない溶剤であって、脱イオン水または脱イオン水／イソプロピルアルコールである、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積回路デバイスの製造に関し、より詳しくは、狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させるための水溶性ネガ型フォトレジストの使用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積半導体デバイスは、サブミクロンおよび深サブミクロンスケールの電子回路を含んでなり、典型的にはシリコン基材表面の中または上に形成される。半導体デバイスの形成は、複雑で、相互に関連し、互いに支え合う規則により支持されている。
【０００３】
デバイスの形状は、写真リソグラフィック画像形成方法を使用してマスクから半導体表面上に転写される。この露光は、光源からターゲット表面への光エネルギーの移動に依存しているので、互いに非常に接近して形成されるターゲットの形状では、光エネルギーの移動が、非常に狭い間隔を置いて配置されたデバイスの形状、最も一般的には隣接する線間でサブミクロン間隔を置いて配置されている相互接続線またはコンタクトホール、に対して相互作用することが予想される。
【０００４】
その様な相互作用に対する一般的な対策は、集積回路（ＩＣ）のレイアウトの臨界寸法（ＣＤ）をリソグラフィック印刷装置の解像限界に近づける適用を用いることである。その様な方法では、近接効果が、マスク画像が標的表面に転写される様式に影響を及ぼし始める。この相互作用は、隣接するデバイス特徴の近接に限界を課し、これらの限界は、設計およびデバイスレイアウトの臨界寸法（ＣＤ）と呼ばれる。
【０００５】
特許文献１（２００１年１１月３０日出願：米国特許出願第１０／００２，９８６号）は、半導体表面、例えばフォトレジスト層の表面または半導体基材の表面、上に開口部を形成させる時に直面する問題および制限に対処するためのものである。この特許出願は２個のマスクを提供する。パックされたマスクと呼ばれる第一マスクは、半導体デバイス形成の一部である所望のコンタクトホールを含んでなる。このパックされたマスクに、パックされたマスクのホール密度を増加させ、緻密にするために、パッディングホールを加える。アンパッキングマスクと呼ばれる第二マスクは、第一マスクのパッディングホールの位置と同じ位置に開口部を含んでなり、第二マスクに設けられた開口部は、第一マスクのパッディングホールより僅かに大きい寸法を有する。最初の露光はパックされたマスクを使用して行い、同じ表面の第二の露光は、アンパッキングマスクを使用して行う。アンパッキングマスクは、パッディングコンタクトホールを選択的に覆い、最終画像を形成させるために使用する。２種類のアンパッキングマスクを使用することができ、第一の種類は所望のホールパターンを取り囲むアンパッキングホールを有し、第二の種類は所望のホールパターンと整列するアンパッキングホールを有する。
【０００６】
特許文献２（２００１年１２月５日出願：米国特許出願第１０／００５，８０６号）は、パッキングおよびアンパッキング手順を使用し、さらに移相マスクを使用する、コンタクトホールの形成方法を提供するものである。密にパックされたホールの焦点深度（ＤＯＦ）およびマスクエラーファクター（ＭＥＦ）は、ホール露光用の交互移相マスク(Alternating Phase Shifting Mask) (Alt PSM)を使用して改良することができる。しかし、このAlt PSMは、ホールの密度すなわちホールの分離に依存しており、ホール同士が比較的遠くに分離されている場合には、あまり効果的ではない。ホールを形成させるためのＤＯＦおよびＭＥＦの性能を向上させるために、この特許出願は、第一マスクの表面上のコンタクトホールの特定パターンに余分のホールを追加し、第一マスク上のホールパターンを緻密にし、ホール直径とホール分離の比の範囲を小さくしている。追加されるホールのパターンは、所望のホールのパターンと位相が交互になっている。追加されたホールは、第二マスクを使用して充填されることになる。
【０００７】
特許文献３(Ham)は、二重露光フォトレジストプロセスを使用するコンタクトホールプロセスを開示しているものである。
【０００８】
特許文献４(Kemp)は、マスク移動および移相を含む二重露光プロセスを開示しているものである。
【０００９】
特許文献５(Shimizu)は、移相マスク（ＰＳＭ）を含む二重露光プロセスを開示しているものである。
【００１０】
特許文献６(Abe)、特許文献７(McCulloch et al.)、特許文献８(Frechet et al.)および特許文献９(Frechet et al.)は関連特許である。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３１０４３１９号明細書
【特許文献２】米国特許第６６６４０１１号明細書
【特許文献３】米国特許第５５７３６３４号明細書
【特許文献４】米国特許第５３０８７４１号明細書
【特許文献５】米国特許第５４３２６４４号明細書
【特許文献６】米国特許第５０１７４６１号明細書
【特許文献７】米国特許第５９９８０９２号明細書
【特許文献８】米国特許第５６４８１９６号明細書
【特許文献９】米国特許第５５３２１１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の主目的は、フォトレジスト露光のパッキングおよびアンパッキング（以下、ＰＡＵという）法のための、フォトレジストコーティングの最適な使用方法を提供することである。
【００１２】
本発明の別の目的は、フォトレジスト露光のパッキングおよびアンパッキング法のための、形成されるパターンの最適パターン密度を可能にする、フォトレジストコーティングの使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による、狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させるための水溶性ネガ型フォトレジストの使用方法は、
コンタクトホールのパターンを形成させるための第一フォトレジスト層を備えた基材を用意する工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなる第一マスクを使用して露光する工程、
前記コンタクトホールの第一および第二パターンに従って、前記第一フォトレジスト層に開口部を形成させる工程、
前記第一フォトレジスト層中に形成された前記開口部を含む前記第一フォトレジスト層の表面上に、第二ネガ型フォトレジスト層を堆積させる工程、および
前記コンタクトホールの第二パターンに従って、前記第二ネガ型フォトレジスト層に開口部を形成させる工程
を含んでなることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明による、狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成させる方法は、
コンタクトホールのパターンを形成するための第一フォトレジスト層を備えた基材を用意する工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなるマスクを使用して露光し、前記第一フォトレジスト層中に露光の第一および第二パターンを形成させる工程、
前記第一フォトレジスト層の表面を放射線源で選択的に露光させ、前記選択的な露光を、前記二重極性レジストの層で前記第二露光パターンに従って行い、それによって前記第一フォトレジスト層中に前記第二露光パターンに従って開口部が形成されるのを阻止する工程、
第二水溶性ネガ型フォトレジスト層を前記第一フォトレジスト層の上に堆積させる工程、
前記水溶性ネガ型フォトレジスト層を前記第一露光パターンに従って現像する工程
を含んでなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
これまでに、レジスト単一プロセスにおいて、孤立パターンと密集パターンを一回の露光で同時に形成する場合、それぞれのパターンに対し共通で達成できる露光裕度・フォーカスマージンをプロセスに付与する必要があった。これまでに露光装置の最適化、レジスト組成の最適化によりこれらの技術的課題が達成されてきた。しかしながら、今後の０．１μｍ以降パターン形成技術において、相応のプロセスマージンを取る事が困難となりつつある。本プロセスはこれらを鑑み、プロセス裕度が比較的とれる単一密集パターン形成後に、第二のレジストを用いる事により不要パターンを消去し、十分なプロセスマージンを取る事にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、２種類の写真リソグラフィック露光マスクの使用方法を提供するものである。第一露光マスクは、単一のホール対分離の比を有するホールを含んでなるパック(packed)された、すなわちホールが密に配置された露光マスクである。この比は、典型的には１：１の比でよいが、これに限定されるものではなく、拡張してAlt PSMの有効範囲内にあるすべての比を含むことができる。第二マスクは、余分なホールをふさぐための、アンパッキングマスク(unpacking mask)であり、パックされたマスク中のホールよりも僅かに大きいホールを含んでなる。アンパッキングマスク中に設けたホールは、パックされたマスク中のホールよりも僅かに大きい直径を有し、アンパッキングマスク中に設けられたホールは、所望のホールの中心に位置する。ホールパターンを形成させる際の第一処理工程として、パックされたマスクを使用して両方の種類のホールの輪郭を描く。この露光が完了した後、アンパッキングを使用し、パッディングホールを選択的に覆い、最終画像を形成させる。
【００１７】
２種類のフォトレジストコーティングでパッキングおよびアンパッキング（ＰＡＵ）を使用する際（図２のａ〜ｄ参照）、第一フォトレジストコーティング２２をパックされたマスクで露光し、通常通りに現像する。第二工程として、相容性がある第二フォトレジスト層２６を、第一フォトレジストコーティングの輪郭を描いた画像の表面上に、第一フォトレジストコーティングに影響を及ぼさずに使用する。
【００１８】
第二フォトレジストコーティングを使用するには、第一フォトレジストコーティング中に形成された画像を維持するために、第一フォトレジスト層を硬化および／または架橋させる必要がある場合がある。この目的には、第一フォトレジストコーティングの形成に２種類のフォトレジスト層を使用し、これらの２種類のフォトレジスト層の下側の層を先ず架橋させ、その後でフォトレジストの画像形成層を、フォトレジストの架橋した層の表面上に使用する。画像形成層は、酸化物または酸化物含有層の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の際に不揮発性化合物を形成する元素、例えばケイ素、を含んでなるのが好ましい。次いで、Ｏ２ＲＩＥエッチングを行うことにより、画像形成層の輪郭を描き、第一フォトレジスト層として使用する。
【００１９】
２種類のフォトレジストコーティングでＰＡＵを使用する手順に必要な第二フォトレジスト層には、ポジ型またはネガ型フォトレジストを使用できる。
【００２０】
第二フォトレジスト層にポジ型フォトレジストを使用する場合、パッディングホールに基づく明視野アンパッキングマスクはパッディングホールを隠蔽し、所望のホールに基づく暗視野アンパッキングマスクは背景を隠蔽する。
【００２１】
第二フォトレジスト層にネガ型フォトレジストを使用する場合、パッディングホールに基づく暗視野アンパッキングマスクはパッディングホールの所で第二フォトレジスト層を露光させ、パッディングホールの所におけるレジスト層をレジスト現像剤中に不溶性にし、パッディングホールを隠蔽する。あるいは、所望のホールに基づく明視野アンパッキングマスクは、所望のホールが位置する所を除いたすべての区域で第二フォトレジスト層を露光させ、背景を隠蔽する。
【００２２】
上記の方法をここで図１の（ａ）〜（ｃ）および図２の（ａ）〜（ｃ）を参照しながらさらに説明する。
【００２３】
特に図１の（ａ）〜（ｃ）に関して、下記の様な、バックフィルに好ましくないホールを指定するための、規則的にパックされたホールおよびアンパッキングマスクのAlt PSMの応用を示す。
−図１（ａ）の１０は、パックされたマスクを示す。
−１６は、パックされたマスク１０上に設けたホールの一つであり、移相剤はこのホールに使用されていない。
−１８は、パックされたマスク上に設けた、移相されたホールの一つである。
−図１（ｂ）の１２は、アンパッキングマスクを示し、バックフィリングから好ましくないホールを保護するために、好ましくないホールを指定し、ホール１１（アンパッキングマスク１２の上に設けた）は、ホール１６および１８（パックされたマスク１０の上に設けた）よりも大きな寸法を有し、
−図１（ｃ）の１４は、パックされたマスクおよびアンパックされたマスクを適用して得た最終画像であり、所望のホール１３が形成されている。
【００２４】
図２（ａ）〜（ｄ）は、下記の様な、２種類のフォトレジストコーティングによるパッキングおよびアンパッキング（ＰＡＵ）を示す。
−図２（ａ）の２０は、半導体表面、典型的には基材の表面であり、
−２２は、第一フォトレジスト層であり、第一フォトレジスト層はパックされたマスクを使用してパターン化されている。
−２３は、第一フォトレジスト層２２を通して形成されたパッド(pad)されるホールである。
−２４は、第一フォトレジスト層２２を通して形成された所望のホールである。
−図２（ｂ）の２６は、パターン化された第一フォトレジスト層２２の表面上に堆積させ、開口部２３および２４を充填する第二フォトレジスト層である。
−図２（ｃ）の２６は、第一アンパックであり、その場所でパッドされた開口部２３を隠蔽するフォトレジストを残す。
−図２（ｄ）の２６は、第二アンパックであり、その場所にフォトレジストの背景層を残す。
【００２５】
ここで、図２（ａ）〜（ｄ）の層２２および２６に使用するフォトレジストの具体的で好ましい選択について考察する。
【００２６】
第一フォトレジスト層２２に関して、好ましいレジストはポジ型レジスト、例えばｉ−線レジスト、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、Ｆ２レジストおよびＥＵＶレジストである。このレジストを、パックされたマスクで、露光し、現像する。第二フォトレジスト層２６に関して、本発明の好ましいレジストは水溶性のネガ型レジストである。好ましくは第二フォトレジスト層２６は水溶性のネガ型レジストを含んでなるので、第二フォトレジスト層２６は、第一フォトレジスト層２２の輪郭を描いた画像上に、この輪郭を描いた第一フォトレジスト層２２に影響を及ぼさずに使用される。第二ネガ型フォトレジスト層２６を堆積させた後、第二層フォトグラフィックマスクを使用し、第二フォトレジスト層２６を露光し、水を使用してこの層を現像し、図２（ｃ）および（ｄ）の断面に示す層２６のパターンを形成する。
【００２７】
図２（ｂ）〜（ｄ）の第二層２６に水溶性フォトレジストを使用することにより、二重の利点が得られる。
１．通常のフォトレジストは、図２（ａ）のフォトレジストパターン２２に損傷を与える溶剤を含んでなるが、水溶性フォトレジストはその様な溶剤を含まない、および
２．水溶性フォトレジスト層の現像に水を使用するが、この水は、（下にある）第一フォトレジスト層２２に損傷を与えない。
【００２８】
本発明は下記の様にまとめることができる。
・本発明は、ポジ型またはネガ型フォトレジストを含んでなる第一フォトレジスト層を形成し、この第一レジスト層を、パックされた露光マスクで露光し、現像する。
・パックされた露光マスクを使用する第一フォトレジスト層の露光および現像に加えて、およびそれに続いて、（第一レジスト層と）相容性があるフォトレジスト層を、下にある第一フォトレジスト層に影響を与えずに堆積させ、次いで二つの層を架橋させ、これらの二つのフォトレジスト層中に、改良されたパックされた画像を形成する。
・第二フォトレジスト層、すなわち層２６は、好ましくは水溶性ネガ型レジストを含んでなり、この第二フォトレジスト層は、３６５ｎｍまたは２４８ｎｍまたは１９３ｎｍまたは１５７ｎｍまたはＥＵＶまたはＥＢ光源により露光させることにより、架橋させることができる。
・水溶性ネガ型フォトレジストでは、この層が１）ベース重合体、例えばポリビニルアセタール（４〜８％）、２）架橋成分、例えばエチレン尿素（０．５〜２％）、３）光活性化合物（０．０１〜０．１％）、４）クエンチャー(quencher)（１〜３０ｐｐｍ）および５）溶剤、例えば脱イオン水／イソプロピルアルコール（脱イオン水約８５〜９０％、イソプロピルアルコール約４〜７％）を含んでなる。
【００２９】
これらの最後の成分の詳細は、下記の通りである。
１．ベース重合体は、例えばポリビニルアセタールである。
２．光活性化合物はＯＣＨ３、ＣＦ３ＳＯ３、もしくはＳ（ＣＨ３）２の基を含む化合物またはそれら化合物の混合物を含んでなる。
【００３０】
本発明の好ましい材料に関連する詳細は下記の通りである。
ベース重合体：好ましくは水溶性の重合体であり、より好ましくはポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリアリリック酸(polyallylic acid)、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシドおよびポリビニルアミンであり、最も好ましくはポリビニルアセタール、その共重合体およびそれらの混合物である。
光活性化合物：好ましくは水溶性光酸発生剤であり、より好ましくはオニウム塩誘導体およびトリアジン誘導体であり、最も好ましくはオニウム塩誘導体およびその混合物である。
クエンチャー：好ましくは水溶性アミンであり、より好ましくはエチルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、イソプロピルアミン、ｓ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、Ｎ−ブチルジエタノールアミン、ＴＭＡＨ、ＴＢＡＨおよびコリンであり、最も好ましくはＴＢＡＨおよびそれらの混合物である。
架橋剤：好ましくは水溶性架橋剤であり、より好ましくは尿素誘導体およびメラミン誘導体であり、最も好ましくはメトキシ−メチロール−尿素およびそれらの混合物である。
溶剤：好ましくはフォトレジストに損傷を与えない溶剤であり、より好ましくは脱イオン水であり、最も好ましくは脱イオン水／イソプロピルアルコールである。
【００３１】
本発明の、狭い間隔を置いて配置されたコンタクトホールを形成するための水溶性ネガ型フォトレジストの使用方法は、下記の様にまとめることができる。
・基材から出発し、コンタクトホールのパターンを形成させるための第一フォトレジスト層を堆積させ、
・第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなる第一マスクを使用して露光し、
・コンタクトホールの第一および第二パターンに従って、第一フォトレジスト層に開口部を形成させ、
・第二ネガ型フォトレジスト層を、第一フォトレジスト層中に形成された開口部を含む第一フォトレジスト層の表面上に堆積させ、
・コンタクトホールの第二パターンに従って、第二ネガ型フォトレジスト層に開口部を形成させ、
・ホールの第一パターンはコンタクトホールを含んでなり、
・ホールの第二パターンはダミーホールを含んでなり、
・第一フォトレジスト層を架橋させる追加工程を行うことができ、
・第一フォトレジスト層の表面を硬化させる追加工程を行うことができ、
・第二ネガ型フォトレジスト層の堆積に加えて、およびその前に、第一フォトレジスト層の上に、第一フォトレジスト層と相容性があるフォトレジスト層を堆積させ、続いて第一フォトレジスト層および第一フォトレジスト層と相容性がある層を架橋させ、これらのフォトレジストの２層に改良されたパックされた画像を形成させる。
【００３２】
あるいは、本発明は、下記の様にまとめることができる。
・基材から出発し、コンタクトホールのパターンを形成するための第一フォトレジスト層を堆積させ、
・第一フォトレジスト層の表面を、コンタクトホールの第一および第二パターンを含んでなるマスクを使用して露光し、第一フォトレジスト層中に露光の第一および第二パターンを形成させ、
・第一フォトレジスト層の表面を放射線源で選択的に露光させ、選択的な露光を、二重極性レジストの層で第二露光パターンに従って行い、それによって第一フォトレジスト層中に第二露光パターンに従って開口部が形成されるのを阻止し、
・第二水溶性ネガ型フォトレジスト層を第一フォトレジスト層の上に堆積させ、
・水溶性ネガ型フォトレジスト層を第一露光パターンに従って現像し、
・第一露光パターンはコンタクトホールを含んでなり、
・第二露光パターンはダミーホールを含んでなる。
【００３３】
本発明を、その代表的な実施態様に関して説明し、例示したが、本発明はこれらの代表的な実施態様に限定されるものではない。当業者には明らかな様に、本発明の精神から離れることなく、変形および修正を加えることができる。従って、付随する請求項および同等の内容の範囲内に入るその様な変形および修正はすべて本発明の範囲内に入る。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】バックフィルに好ましくないホールを指定するための、規則的にパックされたホールとアンパッキングマスクのAlt PSMの応用を示す図。
【図２】２種類のフォトレジストコーティングによるパッキングおよびアンパッキング（ＰＡＵ）を示す図。
【符号の説明】
【００３５】
１０  パックされたマスク
１２  パッキングされていないマスク
１３  ホール
１４  最終画像
１６  移相剤が使用されていない、マスク上のホール
１８  移相された、マスク上のホール
２０  半導体表面
２２  第１フォトレジスト層
２３  パッドされるホール
２４  ホール
２６  第２フォトレジスト層
【図１】
2004348141.tif 000003
【図２】
2004348141.tif 000004