(57)【要約】      （修正有）【課題】極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）に関し、ＥＵＶフォトレジスト層の中での光子吸収を増加させるレジスト下層構造を提供する。【解決手段】上側主面を有する、パターニングされるべき基板１０を得るステップと、上側主面上にＥＵＶフォトレジスト層４０を提供するステップと、ＥＵＶフォトレジスト層の中に少なくとも１つの開口部を形成するステップと、を含み、極端紫外線フォトリソグラフィプロセスを実行するための方法であって、ＥＵＶフォトレジスト層と上側主面との間に挟まれ、上面を有し、第１材料の第１層２０および第２材料の第２層３０から成る、多層スタックを提供するステップを更に含み、材料は、異なる屈折率を有し、層は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられ、少なくとも１つの開口部は、多層スタックの上側主面の一部を露出させる、方法。【選択図】図２ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  上側主面を有する、パターニングされるべき基板（１０）を得るステップと、
−  前記上側主面（５）上にＥＵＶフォトレジスト層を提供するステップと、
−  前記ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の中に少なくとも１つの開口部（５０）を形成するステップと、
を含み、極端紫外線（ＥＵＶ）フォトリソグラフィプロセスを実行するための方法であって、
前記ＥＵＶフォトレジスト層（４０）と前記上側主面（５）との間に挟まれ、上面を有し、第１材料の第１層（２０）および第２材料の第２層（３０）から成る、多層スタック（１００）を提供するステップを更に含み、
前記第１材料および前記第２材料は、異なる屈折率を有し、前記第１層および前記第２層は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられ、
前記少なくとも１つの開口部（５０）は、前記多層スタックの前記上側主面の一部（７）を露出させる、方法。
【請求項２】
前記第１材料の屈折率は、前記第２材料の屈折率よりも高く、
前記多層スタックの前記第１材料の前記第１層（２０）は、前記ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、６ｎｍ〜２７ｎｍの範囲内の波長で行われる請求項１または２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記第１層（２０）の屈折率と前記第２層（３０）の屈折率との差は、１％〜１５％である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記多層スタック（１００）は、自己組織化ジブロックコポリマーであり、前記第１層（２０）の前記第１材料は、シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素であり、前記第２層（３０）の前記第２材料は、第２ポリマー構成要素である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記多層スタック（１００）は、自己組織化ジブロックコポリマーであり、前記第１層（２０）の前記第１材料は、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素であり、前記第２層（３０）の前記第２材料は、第２ポリマー構成要素である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記多層スタック（１００）を提供するステップは、
−  前記第１ポリマー構成要素および前記第２ポリマー構成要素から成る自己組織化ジブロックコポリマーを堆積させるステップと、
−  前記自己組織化ジブロックコポリマーを相分離させるステップと、
−  前記第１ポリマー構成要素に金属または金属酸化物を注入するステップと、
を含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１層（２０）の前記第１材料および／または前記第２層（３０）の前記第２材料は、金属、半導体、遷移金属またはランタニドである請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記第１層（２０）の前記第１材料および前記第２層（３０）の前記第２材料は、１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
−  前記ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の中の前記少なくとも１つの開口部（５０）を通してエッチングすることによって前記多層スタックをパターニングするステップと、
−  前記ＥＵＶフォトレジスト層を除去するステップと、
−  パターニングされた多層スタック（１０５）をハードマスクとして使用して前記基板（１０）をパターニングするステップと、
を更に含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
−  上側主面を有する基板（１０）と、
−  前記上側主面の上の多層スタック（１００）であって、第１材料の第１層（２０）および第２材料の第２層（３０）から成り、前記第１材料および前記第２材料は、異なる屈折率を有し、前記第１層および前記第２層は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられている、多層スタック（１００）と、
を含む中間構造（８００）であって、
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）を更に含み、前記多層スタックは、前記ＥＵＶフォトレジスト層と前記基板の上側主面との間に挟まれていることを特徴とする中間構造（８００）。
【請求項１２】
−  前記第１材料の屈折率は、前記第２材料の屈折率より高く、
−  前記多層スタックの前記第１材料の前記第１層は、前記ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触している、
請求項１１に記載の中間構造。
【請求項１３】
第１層（２０）の屈折率と第２層（３０）の屈折率の差は、１％〜１５％である請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の中間構造。
【請求項１４】
前記第１層（２０）および前記第２層（３０）は、１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有する請求項１２に記載の中間構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）の分野に関する。特に、本開示は、レジスト感度が増加したＥＵＶＬを実行するための方法および構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
極端紫外線リソグラフィ（ＥＵＶＬ）は、半導体産業の中の超大規模集積システム（ＵＬＳＩ）の製造におけるリソグラフィパターニング技術に選ばれることを目標としている。ＵＬＳＩの製造は、ムーアの法則に従うというモチベーションによって推進されている。このモチベーションに基づいて最小加工寸法（feature size）が縮小するため、フォトレジスト膜を薄くして、合理的なアスペクト比を保ちかつパターン崩壊を防ぐ必要がある。しかし、典型的には１０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲内であるＥＵＶレジストの薄さが原因で、ＥＵＶ放射の一部しか、典型的には約１０〜３０％しかフォトレジスト層によって吸収されない。残りの光は、フォトレジスト層を通過し、基板内に吸収される。これは、ＥＵＶリソグラフィの性能に関する問題を提起し、ＥＵＶＬの統合の成功のために克服されるべき課題として提示する。この点で、ＥＵＶフォトレジスト感度の増加は、ＥＵＶリソグラフィの性能を改善するための重要な基準となる。
【０００３】
接着を促進し、パターン崩壊を減らす目的で、ＥＵＶフォトレジストの下に適用される下地層の材料が提案されている。さらに、下地層の材料は、レジストのＥＵＶ光感度を増強するために使用されるが、これまでに実験的にこれらの層のいずれも機能することが示されていない。下地層の使用は、主に、ＥＵＶ光子からのエネルギーの方向を変えて、光子、二次電子または光酸発生剤（ＰＡＧ）の形でＥＵＶフォトレジストへ戻すことに頼るものであり、これはH.Xu et.al. Proceedings of SPIE V. 7273, 2009の中で言及されている。J.S.Kim et.al, J. Vac. Sci. Technol. B (33)6, 2015は、フォトレジスト層の下のより低い屈折率を有する下地層の使用に関するシミュレーション結果を提示しているが、そこではフォトレジスト／下地層界面における反射が増加し、その結果フォトレジスト層の中の光子の数が増加している。そこでは、密パターンと粗パターンの両方についてフォトレジスト結像性能を最適化するために、下地層とフォトレジストとの間の屈折率の差は５％以下に維持されるべきであると結論づけられている。
【０００４】
ＥＵＶ光子からのエネルギーを二次電子の形でＥＵＶフォトレジストに戻すことが成功する可能性は疑わしい。なぜなら、これらの電子の熱化距離は、典型的には１ｎｍ〜３ｎｍであり、典型的には１０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲内であるフォトレジスト膜厚に比べて非常に短いからである。
【０００５】
一方、ＰＡＧの使用により、フッティングおよびスカムを減少させることによってフォトレジスト形状をまっすぐに保つことができるが、H.Xu et.al., Proc. Of SPIE Vol. 7273, 2009の研究の中で開示されているように、制御されない光酸拡散の結果、ＬＥＲおよび解像度を妥協することによってＲＬＳトレードオフを生じる可能性がある。
【０００６】
したがって、リソグラフィ性能指標、例えばラインエッジラフネス（ＬＥＲ）、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）および解像度などを危うくすることなく、かつ制限的な救済策を強いることなく、ＥＵＶリソグラフィ性能を向上させることができ、ＥＵＶフォトレジスト感度を増加させる方法および構造は、依然として当該技術分野において必要とされている。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の目的は、ＥＵＶリソグラフィの性能を向上させるための方法および構造を提供することである。
【０００８】
本開示の目的は、ＥＵＶフォトレジスト層の中での光子吸収を増加させてＥＵＶリソグラフィプロセスを実行し、それによってＥＵＶフォトレジスト層の感度を増加させるための方法および構造を提供することである。
【０００９】
本開示の目的は、ＥＵＶフォトレジスト層の感度を増加させるＥＵＶリソグラフィプロセスを実行するための方法および構造を提供することである。
【００１０】
本開示の具体例の利点は、ＥＵＶフォトレジストの感度の増加が、多層スタックを使用することによって得られることである。なぜなら、反射されたＥＵＶ光子は、ＥＵＶフォトレジスト層に戻り、したがって、ＥＵＶフォトレジスト層中の光子吸収を増加させるからである。
【００１１】
したがって、本開示の具体例の利点は、ＥＵＶフォトレジスト感度の増加が、従来技術に比べて、ＥＵＶリソグラフィプロセス中にスキャナレベル（scanner level）において加えられる線量を減少させることである。
【００１２】
本開示の具体例の利点は、スキャナレベルの線量の減少が、ＥＵＶリソグラフィプロセスのスループットを増加させることである。
【００１３】
本開示の具体例の利点は、下地基板中にパターニングされた構造のライン幅ラフネス（ＬＷＲ）が減少することである。
【００１４】
本開示の具体例の利点は、多層スタックが、ブラッグ反射器であることである。
【００１５】
本開示の具体例の利点は、多層スタックが、下地基板をパターニングするためのエッチングマスクとして使用するのに適していることである。このようにして、多層スタックは、ハードマスク層として、およびＥＵＶフォトレジスト感度を増加させるための層として機能する。
【００１６】
上記の目的は、本開示に係る方法および中間構造によって達成される。
【００１７】
第１態様では、本開示は、極端紫外線（ＥＵＶ）フォトリソグラフィプロセスを実行するための方法に関する。この方法は、パターニングされるべき基板を得るステップを含む。この基板は、上側主面を有する。ＥＵＶフォトレジスト層は、上側主面の上に提供され、少なくとも１つの開口部が、ＥＵＶフォトレジスト層の中に形成される。この方法は、更に、ＥＵＶフォトレジスト層と基板の上側主面との間に挟まれた多層スタックを提供するステップを含む。多層スタックは、上面を有し、第１材料の第１層および第２材料の第２層から成る。第１材料および第２材料は、異なる屈折率を有し、第１層および第２層は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられる。少なくとも１つの開口部は、多層スタックの上側主面の一部を露出させる。
【００１８】
この開示は、ＥＵＶフォトレジスト層と基板との間に接触して存在する多層スタックの存在が、多層スタックの層の間の各界面からのＥＵＶ光のより多くの反射を発生させ、このＥＵＶ光はＥＵＶフォトレジスト層に戻って入射するという発明者らの認識に起因する。
【００１９】
本開示は、ＥＵＶフォトレジスト層に戻すようにＥＵＶ光子を向け直すことを利用して、ＥＵＶフォトレジストの感度を高める。このようにして、スキャナレベルの線量もまた減少する。なぜなら、ＥＵＶフォトレジスト層によって感知される線量は、ＥＵＶフォトレジスト層の下の多層スタックの存在により、スキャナレベルで設定された線量よりも高くなるからである。
【００２０】
スキャナレベルの線量を減少させることは有利である。なぜなら、現時点では低いスループットがＥＵＶフォトリソグラフィプロセスの主要な欠点の１つであるところ、スループットを増加させるからである。ＥＵＶフォトレジスト層中に吸収される光子がより多くなると、ＥＵＶフォトレジスト層中の光子ショットノイズは、スキャナレベルで設定された線量値に対して減少する。続いて、多層スタックがない場合にスキャナで設定された線量と同じ値でパターニングされた特徴と比較すると、基板中にパターニングされるべき特徴のＬＷＲは、減少する。典型的には、各光子の吸収点が個別にマッピングされる場合、光吸収の連続空間像に比べて、ノイズが得られる。より多くの光子が存在するほど、粒子表現は空間表現により近づく。したがって、この理由から、光子吸収が増加すると光子ショットノイズが減少することになる。この光子ショットノイズが部分的にＬＷＲに関与するという事実のため、このノイズを減少させることは、ＬＷＲの減少を意味する。
【００２１】
本開示の具体例によって達成されるＥＵＶ光子を送り返すことによるＥＵＶフォトレジスト感度の増加は、下地層を使用することによってＥＵＶフォトレジスト層に二次電子を送り返すことと比較して、有利である。これは、ＥＵＶフォトレジスト層の底部の約５ｎｍしか感度の増加を利用しないという事実のためである。典型的には、ポジティブ・トーン現像フォトレジストについては、この短い範囲の利点は、二次電子の短い熱化距離に起因し、次にこれは界面に溶解のリスクをもたらし、それによってパターンを崩壊させる可能性が高い。他方、ネガティブ・トーン現像フォトレジストについては、潜在的なリスクは、フォトレジスト特徴の底部に大きなフッティングを有することである。したがって、ポジティブ・トーンまたはネガティブ・トーン現像フォトレジストのどちらを使用する場合であっても、フォトレジストの形状は、影響を受ける。本開示は、光酸発生剤の使用に比べて更に有利であるが、それは、光酸発生剤の使用がＬＥＲおよび／または基板内のパターン化された特徴の解像度に関する問題または課題を生じさせ得るという事実のためである。
【００２２】
具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率よりも高くてもよく、多層スタックの第１材料の第１層は、ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触する。より高い屈折率を有する材料の層がＥＵＶフォトレジスト層に接触していることは有利である。なぜなら、このことにより連続的な層からの反射量が多くなり、ＥＵＶ感度を高める可能性を高めるからである。
【００２３】
具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率より低くてもよく、多層スタックの第１材料の第１層は、ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触する。
【００２４】
具体例では、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、６ｎｍ〜２７ｎｍの範囲内の波長で行われる。この範囲内の波長でＥＵＶプロセスを実行することは有利である。なぜなら、ＥＵＶリソグラフィ関連の問題に対処するためのより多くの選択肢を提示し得る広い波長範囲を提供するからである。
【００２５】
具体例では、第１層と第２層との屈折率の差は、１％〜１５％である。層の屈折率が互いにできる限り離れていると、屈折率の間に十分なコントラストが存在し、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めるため、有利である。
【００２６】
具体例では、多層スタックは、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。多層スタックとしてジブロックコポリマーを使用することが有利であるが、それはなぜなら、第１層および第２層の反復的な堆積ステップを必要としないからである。自己組織化ジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素であってもよく、第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素を有することにより、第２ポリマー構成要素と比較して、屈折率が増加する。これにより、第１層と第２層との間の各界面からのＥＵＶ光の反射を増加させることができる。
【００２７】
具体例では、多層スタックは、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。第１層の第１材料は、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素であってもよく、第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。多層スタックとしてジブロックコポリマーを使用することが有利であるが、それはなぜなら、第１層および第２層の反復的な堆積ステップを必要としないからである。さらに、自己組織化ジブロックコポリマーを提供するための容易なプロセスが必要であるが、ここで第１層の第１材料は、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素であってもよい。
【００２８】
具体例では、金属酸化物は、セラミック材料であってもよい。具体例では、セラミック材料は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、または酸化シリコンなどの、原子層堆積（ＡＬＤ）によって成長するものであればいかなる材料であってもよい。
【００２９】
具体例では、多層スタックは、自己組織化高χジブロックコポリマーであってもよい。第１層の第１材料は、第１ポリマー構成要素であってもよく、第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。
【００３０】
具体例では、第１層の第１材料は金属またはセラミック材料を含む第１ポリマー構成要素である多層スタックとして自己組織化ジブロックコポリマーを提供するステップは、第１ポリマー構成要素および第２ポリマー構成要素から成る自己組織化ジブロックコポリマーを堆積させるステップと、自己組織化ジブロックコポリマーを相分離させるステップと、第１ポリマー構成要素に金属または金属酸化物を注入（infusing）するステップと、を含む。第１ポリマー構成要素に金属または金属酸化物を注入することは、屈折率の実部「ｎ」に十分な差を生じさせるのに役立ち、ＥＵＶ感光性が得られる。
【００３１】
好適な具体例では、金属は、アルミニウムである。
【００３２】
好適な具体例では、金属酸化物は、酸化アルミニウムである。
【００３３】
具体例では、第１層の第１材料および／または第２層の第２材料は、金属、半導体、遷移金属またはランタニドであってもよい。金属、半導体、遷移金属またはランタニドは、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めることができる多層スタックとして使用される組合せを提供する点で有利である。
【００３４】
具体例では、第１層の第１材料および第２層の第２材料は、１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有してもよい。
【００３５】
具体例では、この方法は更に、ＥＵＶフォトレジスト層の中の少なくとも１つの開口部を通してエッチングすることによって多層スタックをパターニングするステップを含んでもよい。ＥＵＶフォトレジスト層を除去するステップの後、基板は、パターニングされた多層スタックをハードマスクとして使用してパターニングされてもよい。多層スタックをハードマスクとしても使用することは有利である。なぜなら、これは、追加のハードマスク層を有する必要性が疑わしいようなプロセスフローを単純化するからである。
【００３６】
第２態様では、本開示は、中間構造に関する。中間構造は、上側主面を有する基板と、この主面の上の多層スタックと、を含む。多層スタックは、第１材料の第１層および第２材料の第２層から成る。材料は、異なる屈折率を有し、層は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられている。中間構造は、更に、ＥＵＶフォトレジスト層を含む。多層スタックは、ＥＵＶフォトレジスト層と基板の上側主面との間に挟まれている。
【００３７】
具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率より高くてもよく、多層スタックの第１材料の第１層は、ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触してもよい。ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触し、より高い屈折率を有する材料の層を有することは有利である。なぜなら、これにより連続的な層からの反射量が多くなり、ＥＵＶフォトレジスト層のＥＵＶ感度を高めるからである。
【００３８】
具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率より低くてもよく、多層スタックの第１材料の第１層は、ＥＵＶフォトレジスト層に直接的に接触する。
【００３９】
具体例では、第１層と第２層との屈折率の差は、１％〜１５％であってもよい。層の屈折率が互いにできる限り離れていると、屈折率の間に十分なコントラストが存在し、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めるため、有利である。
【００４０】
具体例では、第１層および第２層は、１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有してもよい。
【００４１】
本開示の特定の態様および好適な態様は、添付の独立請求項および従属請求項の中に記載されている。従属請求項の特徴は、独立請求項の特徴および他の従属請求項の特徴と適宜組み合わされてもよく、その請求項に明示的に記載されたもののみに限られない。
【００４２】
この分野の中ではデバイスおよび方法の絶え間ない改良、変化および進化があったが、本発明の概念は、実質的に新しい改良を示し、先行する慣行からの逸脱を含み、結果としてより効率的で、安定しかつ信頼性のあるこの種のデバイスまたは方法を提供すると考えられる。
【００４３】
本開示の上記のおよび他の特性、特徴および利点は、本開示の原理を例として示す添付の図面と併せて、以下の詳細な説明から明らかになる。この説明は、単なる例示のために与えられており、本開示の範囲を限定するものではない。以下に引用される参照数字は、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本開示の具体例に係る方法を示すフローチャートである。
【図２ａ】本開示の具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図２ｂ】本開示の具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図２ｃ】本開示の具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図３】１３．５ｎｍの波長における最初の８２個の元素の原子の光学特性（屈折率ｎ）を示す。
【図４】下地層として使用される多層スタック中のＭｏＳｉペアの数と具体例に係るＥＵＶフォトレジスト層によって吸収される光子の数との間の関係のＰＲＯＬＩＴＨシミュレーションを示す。
【図５ａ】従来の基板上のＥＵＶフォトレジスト層中の光強度の空間像を示す。
【図５ｂ】具体例に係るｎ1＝１．０１およびｎ2＝０．９７である材料の２０枚の層から成る多層スタックを備えるＥＵＶフォトレジスト層中の光強度の空間像を示す。
【図６】本開示の具体例に係る方法を示すフローチャートである。
【図７ａ】本開示の更なる具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図７ｂ】本開示の更なる具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図７ｃ】本開示の更なる具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図７ｄ】本開示の更なる具体例の中で使用されるプロセスステップの模式的な表現を示す。
【図８】本開示の具体例によって得られた中間構造を示す。
【００４５】
図は概略的なものに過ぎず、かつ非限定的なものである。図では、構成要素のうちのいくつかのサイズは、図示の目的のために誇張され、縮尺通りに描かれていない場合がある。特許請求の範囲の中の参照符号は、その範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。異なる図の中では、同一の参照符号は、同一のまたは類似の構成要素を表す。
【００４６】
図２および図７は、この方法の異なる段階における基板の対応する断面を示している。純粋に理解を容易にするために、異なる層は、異なる塗りつぶしパターンで示されている。これは限定的な意味で解釈されるべきではない。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
本開示は、特定の具体例に関して、および特定の図面を参照して説明されるが、それらに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。記載されている図面は概略的なものに過ぎず、限定的なものではない。図面では、いくつかの構成要素のサイズは、説明のために誇張され、縮尺通りに描かれていない場合がある。寸法および相対的な寸法は、本開示の実施の実際の縮図に一致しない。
【００４８】
特許請求の範囲において使用される「含む（comprising）」という用語は、その後に列挙される手段に限定されるものとして解釈されるべきではなく、他の構成要素または工程を排除するものではないことに注意すべきである。したがって、この用語は、記載された特徴、整数、工程または構成要素の存在を特定するものとして解釈されるが、１つまたは複数の他の特徴、整数、工程または構成要素、またはそれらのグループの存在または追加を排除するものではない。
【００４９】
この明細書を通して言及される「１つの具体例（one embodiment）」または「ある具体例（an embodiment）」は、その具体例に関して記載された特定の長所、構造、または特徴が、本開示の少なくとも１つの具体例に含まれることを意味する。したがって、この明細書を通して多くの場所にある「１つの具体例で（in one embodiment）」または「ある具体例で（in an embodiment）」の語句の表現は、必ずしも同じ具体例を表すものではないが、表すものであってもよい。さらに、特定の長所、構造、または特徴は、本開示から当業者にとって明らかなように、１つ以上の具体例の中で適当な方法で組み合わされてもよい。
【００５０】
同様に、本開示の例示の記載の中で、能率的に開示し、多くの発明の形態の１つ以上の理解を助ける目的で、本開示の多くの長所は、時には１つの具体例、図面、またはその記載中にまとめられていると評価されるべきである。しかし、この開示の方法は、請求される発明がそれぞれの請求項に記載されたものより多くの特徴を必要とすることを意図して表されていると解釈されるべきではない。むしろ、以下の請求項が表すように、発明の態様は、１つの記載された具体例の全ての長所より少なくなる。このように、詳細な説明に続く特許請求の範囲は、これにより詳細な説明中に明確に含まれ、それぞれの請求項は、本開示の別々の具体例としてそれ自身で成立する。
【００５１】
さらに、ここで記載されたいくつかの具体例は、他の具体例に含まれる以外のいくつかの特徴を含む一方で、異なった具体例の長所の組合せは、本発明の範囲に入ることを意味し、当業者に理解されるように異なった具体例を形成する。例えば、以下の特許請求の範囲では、請求された具体例のいくつかは、他の組合せの中でも使用することができる。
【００５２】
本明細書で与えられる記載において、多くの特定の詳細が示される。しかしながら、本開示の具体例は、それらの特定の詳細がなくても実施され得ることが理解されるべきである。他の例では、公知の方法、構造、および技術は、この記載の理解をわかりにくくしないために、詳細には示されていない。
【００５３】
以下の用語は、本開示の理解を助けるためにのみ提供される。
【００５４】
本明細書では、別段の定めがない限り、屈折率とは、複素屈折率の実部「ｎ」を指す。
【００５５】
本明細書では、別段の定めがない限り、経路長差とは、光路長差を指し、光の幾何学的経路長と、光が伝わる媒質の屈折率との積によって決定される。幾何学的経路長は、屈折した光が通過する層の厚さの関数である。したがって、垂直入射の場合、例えば光が層の表面に対して垂直に向かう場合、幾何学的経路長は、膜厚の２倍、２（ｔ）にほぼ等しいが、それはなぜなら、屈折した光は膜厚（ｔ）を２回通過するからである。
【００５６】
本明細書では、別段の定めがない限り、ジブロックコポリマーとは、共有結合によって結び付いた２つの異なるホモポリマーＡとＢを有するブロックコポリマーを指す。
【００５７】
本明細書では、別段の定めがない限り、高χブロックコポリマーとは、高い値のフローリー・ハギンズ相互作用パラメータを有するジブロックコポリマーを指す。
【００５８】
本明細書では、別段の定めがない限り、ラメラとは、ブロックコポリマーのミクロ相分離中に形成された、規則正しく並んだミクロ相構造を指す。
【００５９】
本明細書では、別段の定めがない限り、熱化距離とは、十分なエネルギーを失って平衡状態にある二次電子とその元の陽イオンとの間の距離を指す。
【００６０】
本明細書では、別段の定めがない限り、フッティングとは、特徴の底部領域の幅が上部領域の幅より広い、特徴の非直線状の形状を指す。
【００６１】
本明細書では、別段の定めがない限り、スループットとは、単位期間に示されたプロセスの生産性を指す。
【００６２】
ここで、本開示は、本開示のいくつかの具体例の詳細な説明によって説明される。本開示の他の具体例は、本開示の技術的教示から逸脱することなく、当業者の知識によって構成できることは明らかであり、本開示は、添付の特許請求の範囲の用語によってのみ限定される。
【００６３】
本開示の具体例に係る方法を表すフローチャートを示している図１を参照する。図１は、本開示の具体例の中で使用されるプロセスステップ後の基板の対応する断面の模式的な表現を示す図２と組み合わせて読まれるべきものである。
【００６４】
方法（６００）は、パターニングされる基板（１０）を得るステップ（２５）から始まる（図２ａ）。基板（１０）は、上側主面（５）を有する。上側主面（５）は、周囲の環境に接触してもよい。
【００６５】
具体例では、基板は、使用され得る、またはその上にデバイスが形成され得る、いかなる下地材料を含んでもよい。
【００６６】
具体例では、基板は、半導体デバイスを製造するのに適した半導体基板である。半導体基板は、例えばＳｉ、Ｇｅ、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、ガリウム砒素リン（ＧａＡｓＰ）、インジウムリン（ＩｎＰ）またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板などのバルク半導体基板であってもよい。
【００６７】
具体例では、基板は、例えばシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）対ゲルマニウム（Ｇｅ）またはシリコン（Ｓｉ）対シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）などの、互いの上に積み重ねられた異なる半導体層を含んでもよい。
【００６８】
具体例では、基板は、半導体基板部分に加えて、例えばＳｉＯ２層またはＳｉ３Ｎ４層などの絶縁層を含んでもよい。したがって、基板は、シリコン・オン・グラス基板、シリコン・オン・サファイア基板、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）基板またはゲルマニウム・オン・インシュレータ（ＧｅＯＩ）基板であってもよい。
【００６９】
ある特定の具体例では、基板は、単結晶シリコン層の主面を有してもよい。この特定の具体例では、基板（１０）の中にフィン構造がパターニングされてもよい。
【００７０】
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）が、当業者に公知の方法によって、上側主面（５）の上に設けられる。少なくとも１つの開口部（５０）が、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の中に形成され（３００）、パターニングされたＥＵＶフォトレジスト層（４５）を形成する（図２ｃ）。少なくとも１つの開口部（５０）の形成は、当業者に公知の方法によって行われる。
【００７１】
具体例では、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、６ｎｍ〜２７ｎｍの範囲内の波長で行われてもよい。この範囲内の波長でＥＵＶプロセスを実行することは、ＥＵＶリソグラフィ関連の問題に対処するための選択肢を提示することができる波長範囲を提供するため有利である。例えば、元素原子の様々な組合せが選択されて、多層スタックの中で使用され、この範囲内でカバーされる波長でＥＵＶフォトレジスト感度を増加させる可能性を有する。
【００７２】
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）と基板（１０）の上側主面（５）との間に挟まれ、かつＥＵＶフォトレジスト層（４０）と基板（１０）の上側主面（５）とに接触して、多層スタック（１００）が提供される（１５０）（図１および図２ｂ）。多層スタック（１００）は、上面を有する。少なくとも１つの開口部（５０）は、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の上面（６）から下方の多層スタック（１００）の上面まで延び、それによって多層スタックの上側主面の一部（７）を露出させる（図２ｃ）。
【００７３】
多層スタック（１００）は、第１材料の第１層（２０）と第２材料の第２層（３０）から成り、第１材料および第２材料は、異なる屈折率を有してもよい。第１層（２０）および第２層（３０）は、互いの上に交互に繰り返して積み重ねられる（図２ｂ）。
【００７４】
多層スタックを提供するステップは、第１層（２０）および第２層（３０）を互いの上に交互に繰り返して堆積させることを含む。第１層（２０）および／または第２層（３０）の堆積には、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、スピンコーティング、原子層堆積（ＡＬＤ）または分子層堆積（ＭＬＤ）が使用されてもよい。
【００７５】
第１層（２０）と第２層（３０）の組合せは、ペアと呼ばれる。このようなペアの数を増加させること、したがって第１層（２０）と第２層（３０）を繰り返し積み重ねることは有利であるが、それはなぜなら、第１層（２０）と第２層（３０）との間の各界面で発生する反射により反射率が増加するからである。屈折率コントラストを増加させること、したがって異なる屈折率を有する第１層（２０）と第２層（３０）を交互に積み重ねることは、反射率と帯域幅の両方を増加させる。したがって、異なる屈折率を有する第１材料および第２材料を有することが有利である。したがって、第１材料と第２材料の屈折率の差をできる限り大きくすることが更に有利である。
【００７６】
具体例では、第１層と第２層の屈折率の差は、１％〜１５％であってもよい。層の屈折率が互いにできる限り離れていると、屈折率の間に十分なコントラストが存在し、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めるため、有利である。
【００７７】
その結果、第１層（２０）と第２層（３０）との間の各界面で反射されたＥＵＶ光は、ＥＵＶフォトレジスト層の中に戻って入射し、それによって光感度を増加させる。
【００７８】
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の中に戻って入射する反射されたＥＵＶ光の量、したがってピーク反射率値は、第１層（２０）および第２層（３０）の反射率の比と、層のペアの数とに依存する。したがって、より多くの層を追加することによって、またはより高い反射率比を有する材料の層を使用することによって、ピーク反射率は増加し得る。
【００７９】
高屈折率材料と低屈折率材料が交互に繰り返された層から成る多層スタックの場合、光路長は、入射光の１／４波長に等しい。したがって、反射率は、多層スタックの高屈折率層と低屈折率層の両方がちょうど４分の１波長の厚さである波長で最大である。
【００８０】
多層スタックの層の中の光路長差（Δ）は、光の幾何学的経路と、光が伝わる媒質の屈折率（ｎ）との積によって決定される。波長λを有し、表面に対して垂直入射するＥＵＶ光については、光路長差は、膜厚（ｔ）の２倍にほぼ等しく、建設的な干渉を生み出すために次の式が成立する。
【００８１】
（Δ）＝２ｎ（ｔ）＝λ／４
ｎ（ｔ）＝λ／２                    （式１）
【００８２】
このように、層の厚さも重要な要素である。したがって、屈折率と厚さとの積がＥＵＶ波長の半波長に等しい層を有する多層スタックは、本開示の具体例において有利である。
【００８３】
光が媒質を通過すると、光の一部は常に減衰され、媒質を通るあらゆる種類の光束の強度が徐々に失われる。これは通常、次の式で表される複素屈折率を定義することによって考慮される。
【００８４】
ｎ＝ｎ＋ｉｋ                          （式２）
【００８５】
ここで、実部「ｎ」は、屈折率であって位相速度を示し、虚部「ｋ」は、消衰係数と呼ばれるものである。消衰係数は、多層反射率の減衰に関係する。したがって、低い値の消衰係数ｋを有する第１材料および第２材料のペアを有することは、多層反射率の減衰が最小になる点で有利である。
【００８６】
具体例では、多層スタック（１００）の第１層（２０）または第２層（３０）は、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に接触していてもよい。
【００８７】
具体例では、より高い屈折率を有する層が、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に接触してもよい。より高い屈折率を有する多層スタックの層が、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触していることが有利であるが、それはなぜなら、これにより多層スタックの第１層（２０）と第２層（３０）との界面でより多くの反射を生み出すことが可能になるからである。建設的に結合されたより多くの反射は、ＥＵＶフォトレジスト感度を向上させる。
【００８８】
具体例では、より低い屈折率を有する層が、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に接触してもよい。この事例では、多層スタック（１００）の中でより多くの数のペアを使用すること、または各層の厚さを適合させることにより、多層スタック（１００）の第１層（２０）と第２層（３０）との界面でより多くの反射を生み出すことが可能になる。
【００８９】
具体例では、多層スタックの第１材料および第２材料は、元素材料または化合物であってもよい。
【００９０】
具体例では、多層スタックの第１材料および／または第２材料は、金属、半導体、遷移金属またはランタニドであってもよい。
【００９１】
図３は、１３．５ｎｍの波長における最初の８２個の元素の原子の光学特性（屈折率ｎ）を示している。１３．５ｎｍは、半導体製造の中のＥＵＶリソグラフィプロセスに現在使用されている波長である。図３は、この開示の中で開示されるような、クリーンルーム環境の中で実行される半導体製造のＥＵＶリソグラフィプロセスにおける使用のための、多層スタックを作るのに適したペアを識別することを可能にする。図は、ペアとして組み合わせることができる元素原子の広い範囲を示している。第１層の屈折率と第２層の屈折率との差が１％〜１５％である組合せを選択することが有利である。層の屈折率が互いにできる限り離れていると、屈折率の間に十分なコントラストが存在し、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めるため、有利である。この条件を満たすようなペアの各元素原子が、０．０４未満、好適には０．０２未満、更に好適には０．０１未満の消衰係数を有する場合は更に有利である。
【００９２】
一例として、具体例について、図４は、多層スタック中のＭｏＳｉペアの数とＥＵＶフォトレジスト層によって吸収される光子の数との間の関係のＰＲＯＬＩＴＨシミュレーションを示している。シミュレーション領域は、８０×８０×４０ｎｍ３とされている。ＭｏＳｉペアの数が増加するにつれて、ＥＵＶフォトレジスト層の中で吸収される光子の数が増加することが観察される。例えば、２０のＭｏＳｉペアを多層スタックとして使用する場合、ＭｏＳｉペアからなる多層スタックを使用しない場合と比較して、光子吸収が約２５％増加する。
【００９３】
ＥＵＶフォトレジスト層の下で反射体として使用するためには、高い反射率は必要ではない。スキャナレベルにおける線量の１０〜３０％の減少を得るように反射率の増加を得ることで十分であり得る。光子吸収の観点からは、ＥＵＶフォトレジスト層中の少なくとも１０％の吸収の増加を目標としてもよい。したがって、少ない数のペアで十分であり、第１層（２０）および第２層（３０）の材料の選択は、Ｍｏ／Ｓｉである必要はなくまたはそれに限定される必要はない。材料の選択は、多層スタックを形成することがいかに容易であるかと、いかに安価であるかとの間のトレードオフに依存し得る。また、多層スタックのエッチングの容易性も考慮されるべきである。この考慮は、多層スタックがハードマスク層として使用される場合に重要である。
【００９４】
具体例では、多層スタック（１００）は、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。自己組織化ジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素であってもよい。自己組織化ジブロックコポリマーの第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。
【００９５】
具体例では、多層スタック（１００）は、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。自己組織化ジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、シリコンを含む第１ポリマー構成要素であり、自己組織化ジブロックコポリマーの第２層の第２材料は、金属を含む第２ポリマー構成要素であってもよい。これらの具体例では、金属は、例えばＭｏであってもよい。シリコンを含む第１ポリマー構成要素を有し、かつＭｏを含む第２構成要素を有する、自己組織化ジブロックコポリマーは、ＥＵＶフォトレジスト感度の増加のための所望の反射特性を有してもよい。
【００９６】
一例として、自己組織化ジブロックコポリマーは、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡであってもよい。ＰＭＭＡは、典型的には容易に変更できるから、ＰＭＭＡの中にシリコンが含まれてもよい。
【００９７】
第１ポリマー構成要素がシリコンまたはシリコンおよび金属を含むことは、有利である。なぜなら、このようにして、第１ポリマー構成要素に由来するドメインの屈折率は、主に炭素原子を含む第２ポリマー構成要素に由来するドメインの屈折率よりも高くなるからである。
【００９８】
代替的な具体例では、自己組織化ジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素であってもよい。自己組織化ジブロックコポリマーの第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。
【００９９】
具体例では、金属酸化物は、セラミック材料であってもよい。具体例では、セラミック材料は、例えば、もっともこれらに限定されないが、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、または酸化シリコンなどの、原子層堆積（ＡＬＤ）によって成長するものであればいかなるセラミック材料であってもよい。
【０１００】
一例では、自己組織化ジブロックコポリマーは、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡであってもよい。ＰＭＭＡは、典型的には容易に変更できるから、ＰＭＭＡの中に金属が含まれてもよい。
【０１０１】
一例では、自己組織化ジブロックコポリマーは、ＰＳ−ｂ−ＰＭＭＡであってもよい。ＰＭＭＡは、典型的には容易に変更できるから、ＰＭＭＡの中に金属酸化物が含まれてもよい。
【０１０２】
第１ポリマー構成要素が金属または金属酸化物を含むことは、有利である。なぜなら、このようにして、第１ポリマー構成要素に由来するドメインの屈折率は、主に炭素原子を含む第２ポリマー構成要素に由来するドメインの屈折率よりも高くなるからである。
【０１０３】
したがって、シリコン、シリコンおよび金属、またはセラミック材料を有する第１ポリマー構成要素と、第２ポリマー構成要素と、を有する自己組織化ジブロックコポリマーは、交互に繰り返して並べられる。これは、異なる屈折率を有する材料の層の多層スタックを形成し、それにより、材料層間の各界面におけるＥＵＶ光のより多くの反射によってＥＵＶフォトレジストの感度を増加させる。
【０１０４】
金属またはセラミック材料を含む第１ポリマー構成要素および第２ポリマー構成要素を有する自己組織化ジブロックコポリマーの多層スタックは、基板（１０）の主面の上に自己組織化ジブロックコポリマーを堆積させることによって設けられてもよい。自己組織化ジブロックコポリマーは、第１ポリマー構成要素および第２ポリマー構成要素から成るものであってもよい。ミクロ相分離は、熱アニールプロセスの結果として起こり、ドメインを形成する。続いて、当業者に周知であるように、逐次浸透合成（ＳＩＳ）技術を使用して、選択された元素の原子をドメインの１つ、例えば第１ポリマー構成要素の中に選択的に注入し、またはドメインの１つ、例えば第１ポリマー構成要素を選択された金属酸化物に変換してもよい。
【０１０５】
具体例では、金属酸化物は、例えばＡｌ２Ｏ３などのセラミック材料であってもよい。具体例では、セラミック材料は、例えば、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、または酸化シリコンなどの、原子層堆積（ＡＬＤ）によって成長するものであればいかなるセラミック材料であってもよい。
【０１０６】
基板に対するジブロックコポリマードメインの配向は、本開示の中で開示された用途にとって重要である。したがって、具体例では、基板（１０）の主面に平行に位置するラメラが好ましい。ジブロックコポリマーは、基板（１０）の主面に平行に位置するラメラが得られるように設計されてもよい。自己組織化ジブロックコポリマーは、基板（１０）の主面（５）上に一旦提供されると、基板（１０）の自由表面、例えば空気と主面との間に閉じ込められる。各ポリマーブロックの化学的に異なる性質により、表面における各ブロックの異なる相互作用は、ブロックのうちの１つに対して、相分離後の主面（５）への選択分離（preferential segregation）を生じさせる。ラメラの平行な配向は、主面でポリマーブロックのうちの１つが濃縮されて誘導され、平行配向が膜に伝播する。典型的には、自己組織化ジブロックコポリマーの厚さが、典型的にはＬ０で示されるその自然周期性よりも高い場合、基板の主面に平行に位置するラメラが相分離後に得られる傾向がある。
【０１０７】
典型的には、表面効果は、基板の主面から遠ざかるほど弱くなるため、膜が十分に薄い場合にのみ、膜全体にわたって平行配向を達成することができる。基板の主面および自由表面（例えば空気）の両方についてジブロックコポリマーが選択湿潤性（preferential wetting）を有する場合、ポリマー構成要素のうちの１つは両方の表面に分離する傾向があり、したがって各表面にｄｐ／４の厚さの第１ポリマー構成要素の層を形成する。したがって、総膜厚は、コポリマーのラメラ周期ｄｐの整数に等しい。
【０１０８】
さらに、１３．５ｎｍの波長で実行されたＥＵＶフォトリソグラフィプロセスについて、屈折率が乗じられた自己組織化ジブロックコポリマーの総厚（ｔ）は、次の式を満たす。
【０１０９】
ｎ（ｔ）＝λ／２＝６．７ｎｍ                    （式３）
【０１１０】
具体例では、多層スタックは、自己組織化高χジブロックコポリマーであってもよい。  自己組織化高χ材料は、χパラメータがＬ０＝λ／２となるように十分高くなるように選択されてもよい。ここで、λは、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスの波長である。自己組織化高χジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、第１ポリマー構成要素であってもよい。自己組織化高χジブロックコポリマーの第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。自己組織化高χジブロックコポリマーを有することは有利であるが、それはなぜなら、高χジブロックコポリマーのドメインは、必要な屈折率コントラストを提供することができるからである。自己組織化高χジブロックコポリマーを有することは更に有利であるが、それはなぜなら、基板の主面および自由表面、例えば空気の両方の選択湿潤性に起因して、自発的に平行配向ラメラを形成する性質があるからである。
【０１１１】
多層スタックが自己組織化ジブロックコポリマーであることは有利である。なぜなら、自己組織化ジブロックコポリマーは、基板（１０）の上に容易に堆積でき、多数の堆積ステップを必要としないからである。ジブロックコポリマーは、スピンコーティングによって基板（１０）上に堆積されてもよい。堆積後、熱アニールプロセスに続いて、スピンコーティングされたジブロックコポリマー相が分離し、それによって第１ポリマー構成要素および第２ポリマー構成要素のドメインを形成する。
【０１１２】
図５は、ＥＵＶフォトレジスト層中の光強度の空間像を示している。従来のシリコン基板上のＥＵＶフォトレジスト層（図５ａ）と、具体例に係るｎ1＝１．０１、ｎ2＝０．９７の屈折率の２０層の材料から成る下部の多層スタックを有するＥＵＶフォトレジストとの間で比較がされている。１．０１の屈折率は、例えば、シリコンまたはアルミニウムまたはスピンオングラスの屈折率に一致し、０．９７の屈折率は、例えば、ジブロックコポリマーのＰＭＭＡドメインまたはスピンオンカーボンの屈折率に一致する。したがって、この例は、例えば、自己組織化ジブロックコポリマーを表しているが、その第１層の第１材料は、アルミニウムなどの金属を含む第１ポリマー構成要素であり、第２層の第２材料は、本開示の一具体例に係るＰＭＭＡである第２ポリマー構成要素である。この例は更に、多層スタックを表しているが、その第１層の第１材料は、スピンオングラス（ＳＯＧ）であり、第２層の第２材料は、スピンオンカーボン（ＳＯＣ）である。この画像は、多層スタックがＥＵＶフォトレジスト層の下にない状況（図５ａ）と比較して、ＥＵＶフォトレジスト層の下に反射多層スタックがあると（図５ｂ）、フォトレジスト層内のＥＵＶ光の強度がより高いことを示している。
【０１１３】
ここで、本開示の具体例の中で使用されるプロセスステップ後の基板の対応する断面の模式的な表現を示す図７と組み合わせて、本開示の具体例係る方法を表すフローチャートを示す図６を参照する。
【０１１４】
図６の中に示されている方法（６１０）のステップ（４００）、（５００）および（６００）は、図１の中に示された方法（６００）のステップ（３００）に続いて実行されてもよい。
【０１１５】
図６および図７ａを参照すると、方法（６１０）は、ＥＵＶフォトレジスト層の中の少なくとも１つの開口部（５０）を通してエッチングすることによって多層スタック（１００）をパターニングし（４００）、それによって開口部（５５）を有するパターニングされた多層スタック（１０５）を形成することを含む。開口部（５５）は、その底部に、基板（１０）の主面（５）の一部（５’）を露出させる。多層スタックのエッチングは、当業者に周知のように実行されてもよい。方法（６１０）は、更に、フォトレジスト層（４５）を除去し（図７ｂ）、それによって基板（１０）上にパターニングされた多層スタック（１０５）を得ることを含む。パターニングされた多層スタック（１０５）は、基板（１０）の更なるパターニングのためのハードマスクとして使用されてもよい。基板（１０）は、エッチングプロセスを実行し、パターニングされた多層スタック（１０５）内の開口部（６０）を通して基板をエッチングすることによってパターニングされ、それによって開口部（６５）を形成する（図７ｃ）。多層スタックは、エッチングプロセスの完了後に除去され、それによって少なくとも１つの開口部（７０）を有するパターニングされた基板（１５）を形成してもよい。
【０１１６】
したがって、多層スタックの層の選択は重要であり、多層スタックがハードマスクに適した特性を有し、したがってハードマスクとして使用できるように、エッチング特性を考慮する必要がある。
【０１１７】
ハードマスクとして多層スタックを使用することが有利であるが、それはなぜなら、多層スタックが、ＥＵＶフォトレジスト層の消耗の問題を排除するのに役立つからである。産業が最小加工寸法の縮小を原因としてＥＵＶリソグラフィプロセスの実施に移行するにつれて、フォトレジストの厚さは、減少している。これは次に、基板内に高アスペクト比の特徴をパターニングする場合に、ＥＵＶフォトレジスト層の消耗などの追加的な課題を生じさせる結果となる。本開示の中で開示されるような多層スタックを使用することによって、ＥＵＶフォトレジスト感度が向上するだけでなく、同時に、ＥＵＶフォトレジストの消耗の課題をもはや引き起こさない。なぜなら、ハードマスクとして使用されるパターニングされた多層スタックの存在によって、基板のパターニングが容易になるからである。
【０１１８】
次に、中間構造（８００）の断面を示す図８を参照する。中間構造（８００）は、上側主面を有する基板（１０）を含む。多層スタック（１００）は、直接的に上側主面の上に接触している。多層スタック（１００）は、第１材料の第１層（２０）および第２材料の第２層（３０）から成る。これらの材料は、異なる屈折率を有し、層（２０、３０）は、他方の上に交互に繰り返して積み重ねられている。多層スタック（１００）は、直接的に多層スタック（１００）の上に接触しているＥＵＶフォトレジスト層（４０）を更に含む。したがって、多層スタックは、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）と基板（１０）の上側主面との間に挟まれて、かつこれらに接触して配置されている。
【０１１９】
具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率より高くてもよく、多層スタックの第１材料の第１層（２０）は、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触してもよい。
【０１２０】
代替的な具体例では、第１材料の屈折率は、第２材料の屈折率より高くてもよいが、多層スタックの第２材料の第２層（３０）が、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触してもよい。これも有利である。たとえＥＵＶフォトレジスト層と多層スタック第２層との間の界面においてはほとんど反射率が生じなくても、全ての他の後続の界面で十分な反射率が生じ、ＥＵＶフォトレジストの感度を高める。
【０１２１】
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）は、ＥＵＶリソグラフィプロセスに適した厚さを有してもよい。
【０１２２】
具体例では、第１層と第２層の屈折率間の差は、１％〜１５％であってもよい。層の屈折率が互いにできる限り離れていると、屈折率の間に十分なコントラストが存在し、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めるため、有利である。弱いＥＵＶフォトレジスト感度は、１％の屈折率差を有する層で感じることができるが、これは更に、多層スタックを使用しない場合と比較して、有利であることを示している。
【０１２３】
具体例では、多層スタック（１００）の第１層（２０）の第１材料および／または第２層（３０）の第２材料は、金属、半導体、遷移金属またはランタニドであってもよい。
金属、半導体、遷移金属またはランタニドは、ＥＵＶフォトレジストの感度を高めることができる多層スタックとして使用される組合せを提供することが有利である。多層スタックとして使用される組合せを提供するこれらの種類の材料内で、第１層（２０）および第２層（３０）として使用されるべき候補材料は、１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有し得るという利点がある。なぜなら、半導体製造の中で、ＥＵＶリソグラフィは、現在１３．５ｎｍで実行されているからである。１３．５ｎｍの波長において０．８５〜１．０５の範囲内の屈折率を有するこれらの候補材料の中で、更に有利なのは、材料が低い消衰係数を有する場合である。具体例では、これらの候補材料の消衰係数は、０．０８より、好適には０．０６より低い。具体例では、更に好適には、消衰係数は、０．０４より、更に好適には０．０２より低い。
【０１２４】
具体例では、第１層（２０）の第１材料および第２層（３０）の第２材料は、有機ポリマーであってもよい。第１層（２０）および／または第２層（３０）の有機ポリマーは、ドーパント元素と一緒にドープされてもよい。ドーパント元素は、図３の中に示されているものの中から選択されてもよい。ドーパントの種類および／またはドーパント濃度は、１％〜１５％の範囲内の屈折率差が第１層（２０）と第２層（３０）との間に存在するように調節されてもよい。
【０１２５】
具体例では、多層スタック（１００）は、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。自己組織化ジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素であってもよく、第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素を有することにより、第２ポリマー構成要素と比較して、屈折率が増加する。これにより、第１層と第２層との間の各界面からのＥＵＶ光の反射を増加させることができる。
【０１２６】
具体例では、シリコンまたはシリコンおよび金属を含む第１ポリマー構成要素は、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触する多層スタックの層であってもよい。
【０１２７】
具体例では、多層スタックは、自己組織化ジブロックコポリマーであってもよい。第１層の第１材料は、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素であってもよく、第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。
【０１２８】
具体例では、金属または金属酸化物を含む第１ポリマー構成要素は、ＥＵＶフォトレジスト層（４０）に直接的に接触する多層スタック（１００）の層であってもよい。
【０１２９】
具体例では、多層スタックは、自己組織化高χジブロックコポリマーであってもよい。自己組織化高χジブロックコポリマーの第１層の第１材料は、第１ポリマー構成要素であってもよい。自己組織化高χジブロックコポリマーの第２層の第２材料は、第２ポリマー構成要素であってもよい。
【０１３０】
多層スタック（１００）の第１層（２０）および第２層（３０）は、ペアを構成し、多層スタックの総厚は、これらのペアの総数に依存する。多層スタック（１００）の第１層（２０）および第２層（３０）の相対的な厚さは、最適化された反射率を有するためにも重要である。
【０１３１】
高屈折率材料と低屈折率材料が交互に繰り返された層から成る多層スタックの場合、光路長差は、入射光の１／４波長に等しく、これは、屈折光の幾何学的経路長と屈折光が伝わる媒質の屈折率との積にも等しい。反射率は、多層スタックの高屈折率層と低屈折率層の両方が正確に４分の１波長の厚さである波長で最大値となる。
【０１３２】
したがって、以下の式が維持される。
【０１３３】
２ｎ1（ｔ1）＝λ／４                    （式４）
２ｎ2（ｔ2）＝λ／４                    （式５）
【０１３４】
ここで、ｎ1、ｎ2、ｔ1およびｔ2は、それぞれ、第１層および第２層の屈折率および厚さを指す。
【０１３５】
ＥＵＶフォトレジスト層（４０）の中で観測されるピーク反射率は、より多くの層またはより多くの数のペアを追加することによって、またはより高い屈折率比を有する材料の層を使用することによって、増加し得る。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図７ｃ】
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【図７ｄ】
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【図８】
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【外国語明細書】
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