JP2024519492A - ウェット－ドライ二層レジスト - Google Patents

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Abstract

基板にパターンを形成する方法は、基板上に多層フォトレジストスタックを形成することを含む。多層フォトレジストスタックは、スピンオン堆積によって堆積されるウェットフォトレジスト層の上に、気相堆積によって堆積されるドライフォトレジスト層を含む。第１のレリーフパターンは、第１の波長の第１のパターンの化学線への露光と、第１の現像プロセスを用いるウェットフォトレジスト層の現像可能部分の現像とによって、ウェットフォトレジスト層に形成される。第１のレリーフパターンは、ドライフォトレジスト層の一部を露出させる。第２のレリーフパターンは、第２の波長の第２のパターンの化学線への露光と、第２の現像プロセスを用いるドライフォトレジスト層の現像可能部分の現像とによって、ドライフォトレジスト層に形成される。ドライフォトレジスト層の現像可能部分は、第２のパターンの化学線と第１のレリーフパターンとによって画成される。

Description

参照による援用
本開示は、参照によりその全体を本明細書に援用する、２０２１年５月３日出願の米国仮特許出願第６３／１８３，１２８号明細書、第６３／１８３，１２９号明細書、及び第６３／１８３，１３０号明細書の利益を主張する。
本開示は、一般に、微細加工の方法に関し、より具体的には、リソグラフィ及びパターン形成に関する。
材料処理方法論（フォトリソグラフィ等）では、パターン形成された層を生成することには、フォトレジスト等の放射感応性材料の薄い層を基板の加工表面に塗布することが含まれる。この放射感応性材料は、基板上の下層にパターンをエッチング又は転写するために用いることができるパターンマスクに変換される。放射感応性材料のパターン形成は、一般的に、例えば、スキャナ又はステッパツール等のフォトリソグラフィシステムを用いる放射感応性材料上へのレチクル（及び関連する光学系）を介する放射源による露光を伴う。次いで、この露光の後、フォトレジストのトーン及び現像液のトーンに応じて、現像溶媒を用いて放射感応性材料の照射領域又は非照射領域を除去することができる。このマスク層は、複数の複層を備えてもよい。
本開示は、基板にパターンを形成する方法に関する。
態様（１）は、基板にパターンを形成する方法を含む。本方法は、基板上に多層フォトレジストスタックを形成することを含む。多層フォトレジストスタックは、気相堆積によって堆積されるドライフォトレジスト層と、スピンオン堆積によって堆積されるウェットフォトレジスト層とを含んでいる。ウェットフォトレジスト層は、ドライフォトレジスト層の上に位置決めされる。第１のレリーフパターンは、第１の波長の第１のパターンの化学線への露光と、第１の現像プロセスを用いるウェットフォトレジスト層の現像可能部分の現像とによって、ウェットフォトレジスト層に形成される。第１のレリーフパターンは、ドライフォトレジスト層の一部を露出させる。第２のレリーフパターンは、第２の波長の第２のパターンの化学線への露光と、第２の現像プロセスを用いるドライフォトレジスト層の現像可能部分の現像とによって、ドライフォトレジスト層に形成される。ドライフォトレジスト層の現像可能部分は、第２のパターンの化学線と第１のレリーフパターンとの組み合わせによって画成される。第１のレリーフパターン及び第２のレリーフパターンは共に、組み合わされたレリーフパターンを形成する。
態様（２）は、第１の波長が１２４～４００ナノメートルの間である、態様（１）の方法を含む。
態様（３）は、第１の波長が１９８ナノメートルである、態様（２）の方法を含む。
態様（４）は、第２の波長が１０～１２４ナノメートルの間である、態様（１）の方法を含む。
態様（５）は、第２の波長が１３．５ナノメートルである、態様（４）の方法を含む。
態様（６）は、ウェットフォトレジスト層が、第１の波長の化学線が第１の現像プロセスに対してウェットフォトレジスト層の現像性を変化させるという点で、第１の波長の化学線に対して感応する、態様（１）の方法を含む。
態様（７）は、ドライフォトレジスト層が、第２の波長の化学線が第２の現像プロセスに対してドライフォトレジスト層の現像性を変化させるという点で、第２の波長の化学線に対して感応する、態様（１）の方法を含む。
態様（８）は、第２のパターンの化学線の少なくとも１つの露光領域が、露光中に第１のレリーフパターンと部分的に重なるよう構成される、態様（１）の方法を含む。
態様（９）は、少なくとも１つの露光領域における、第１のレリーフパターンによって覆われるドライフォトレジスト層の一部の現像性が、第２の現像プロセスに対して変化しない、態様（８）の方法を含む。
態様（１０）は、少なくとも１つの露光領域における、第１のレリーフパターンによって覆われていないドライフォトレジスト層の一部の現像性が、第２の現像プロセスに対して変化する、態様（８）の方法を含む。
態様（１１）は、第２の現像プロセスが、ドライフォトレジスト層の現像可能部分の気相除去を含むか、又は液体現像剤を用いてドライフォトレジスト層の現像可能部分を除去することを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１２）は、第１のレリーフパターンを形成することが、アンチスペーサプロセスによって開口部を形成することを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１３）は、第１のレリーフパターンを形成することが、ウェットフォトレジスト層と、ウェットフォトレジスト層及びドライフォトレジスト層に対して異なるエッチング抵抗率を有する第３の材料とを含むマルチライン層を形成することを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１４）は、更に、第１のレリーフパターン、第２のレリーフパターン、及び第２のレリーフパターンの下に位置決めされる下地層のうちの１つの非被覆部上に第４の材料を選択的に堆積させることを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１５）は、更に、ドライフォトレジスト層の下に位置決めされる下地層に組み合わされたレリーフパターンを転写する異方性エッチングプロセスを実行することを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１６）は、第１のレリーフパターンがドライフォトレジスト層の一部を露出させることが、第１のレリーフパターンをエッチングマスクとして用いて、ウェットフォトレジスト層とドライフォトレジスト層との間の１つ以上の中間層をエッチングすることを含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１７）は、１つ以上の中間層をエッチングすることが、反射防止コーティング層をエッチングすることを含む、態様（１６）の方法を含む。
態様（１８）は、気相堆積が、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、又はエピタキシャル成長を含む、態様（１）の方法を含む。
態様（１９）は、基板にパターンを形成する方法を含む。本方法は、スピンオン堆積によって基板上に第１のフォトレジスト膜を堆積させることを含む。第１のフォトレジスト膜は、紫外線（ＵＶ）放射が特定の現像液に対する第１のフォトレジスト膜の溶解度を変化させるという点で、ＵＶ放射に対して感応する。第２のフォトレジスト膜は、気相堆積によって基板上に堆積される。第２のフォトレジスト膜は、極端紫外線（ＥＵＶ）放射への露光が特定の現像プロセスに対して第２のフォトレジスト膜の現像ポテンシャルを変化させるという点で、ＥＵＶ放射に対して感応する。第２のフォトレジスト膜は、第１のフォトレジスト膜の下に位置決めされる。第１のレリーフパターンは、第１のパターンのＵＶ放射への露光と、特定の現像液を用いる第１のフォトレジスト膜の可溶性部分の現像とによって、第１のフォトレジスト膜に形成される。第１のレリーフパターンを形成することは、第２のフォトレジスト膜の非被覆部分を含む。第２のレリーフパターンは、第２のパターンのＥＵＶ放射への露光と、特定の現像プロセスを用いる第２のフォトレジスト膜の現像可能部分の現像とによって、第２のフォトレジスト膜に形成される。第２のフォトレジスト膜の現像可能部分は、第２のパターンのＥＵＶ放射及び第１のレリーフパターンに基づく。第１のレリーフパターン及び第２のレリーフパターンは共に、組み合わされたレリーフパターンを形成する。
態様（２０）は、第１のパターンのＵＶ放射への露光が、１９３ｎｍの波長の光を用いる露光を含み、第２のパターンのＥＵＶ放射への露光が、１３．５ｎｍの波長の光を用いる露光を含む、態様（１９）の方法を含む。
この概要のセクションは、本開示又は特許請求の範囲に記載される本発明の全ての実施形態及び／又は段階的に新規な態様を指定するわけではないことに留意されたい。その代わりに、本発明の概要は、異なる実施形態、及び新規性に関する対応点についての、予備的な考察を提供するだけである。本発明及び実施形態の更なる詳細及び／又は予想される観点については、読者は、以下で更に論じる本開示の「発明を実施するための形態」セクション及び対応する図面を参照されたい。
本開示の複数の態様は、以下の詳細な説明を添付の図面と合わせて精査することで理解が深まろう。業界標準の慣行に従い、様々な特徴を実寸通りに描画していないことに注意されたい。実際に、議論を明瞭にすべく様々な特徴の寸法を増減している場合がある。
本開示の一実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセスのフロー図を示す。 図２Ａ－２Ｅは本開示の例示的な実施形態による、パターニングの様々な中間ステップにおける基板の垂直断面図を示す。図２Ｄ’は本開示の例示的な実施形態による、図２Ｄにおける基板の平面図を示す。図２Ｅ’は本開示の例示的な実施形態による、図２Ｅにおける基板の平面図を示す。 本開示の別の実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセスのフロー図を示す。 図４Ａ－４Ｄは本開示の例示的な実施形態による、パターニングの様々な中間ステップにおける、基板の垂直断面図を示す。図４Ｃ’は本開示の例示的な実施形態による、図４Ｃにおける基板の平面図を示す。図４Ｄ’は本開示の例示的な実施形態による、図４Ｄにおける基板の平面図を示す。図４Ｅ’は本開示の例示的な実施形態による、パターニングの様々な中間ステップにおける、基板の平面図を示す。 本開示の更に別の実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセスのフロー図を示す。 図６Ａ－６Ｅは本開示の例示的な実施形態による、パターニングの様々な中間ステップにおける基板の垂直断面図を示す。図６Ｂ’は本開示の例示的な実施形態による、図６Ｂにおける露光強度の波形表現を示す。 本開示の別の実施形態による、図６Ｅにおける基板の垂直断面図を示す。 本開示の更に別の実施形態による、図６Ｅにおける基板の垂直断面図を示す。
以下の開示は、提示する主題の様々な特徴を実施するための多様な実施形態又は例を示す。本開示を簡略化するために、構成要素及び構成の具体例を以下で説明する。当然のことながら、これらは単なる例に過ぎず、限定することを意図するものではない。例えば、以下に続く説明における第２の特徴の上方又は上での第１の特徴の形成は、第１の特徴と第２の特徴とが直接接触して形成される実施形態を含んでもよく、また、第１の特徴と第２の特徴とが直接接触し得ないように、第１の特徴と第２の特徴との間に追加の特徴が形成され得る実施形態を含んでもよい。加えて、本開示は、様々な実施例において参照番号及び／又は文字を繰り返す場合がある。この繰り返しは、簡潔さ及び明瞭さを目的としており、それ自体が、議論する様々な実施形態及び／又は構成間の関係について言及するものではない。更に、本明細書では、説明を簡単にするために、「上部」、「下部」、「下」、「下方」、「より下」、「上方」、「より上」等の空間的に相対的な用語を用いて、図に示すような１つの要素又は特徴の、別の要素又は特徴に対する関係を説明する場合がある。空間的に相対的な用語は、図に示されている向きに加えて、使用中又は動作中のデバイスの異なる向きを包含することを意図している。装置は、他の向き（９０度回転された、又は他の向き）であってよく、本明細書で用いる空間的に相対的な記述子も同様に適宜解釈されてもよい。
本明細書に記載する異なるステップの説明の順序は、分かり易さを目的として示している。一般に、これらのステップは任意の適切な順序で実行することができる。また、本明細書における異なる特徴、技法、構成等のそれぞれに本開示の異なる場所で言及する場合があるが、それぞれの概念は互いに独立に、又は互いに組み合わせて実行できるものとする。したがって、本発明は、多くの異なる方法で具現化及び検討することができる。
基板上に放射線又は光のパターンを露光するための従来のリソグラフィ技術には、露光されたフィーチャのサイズを制限し、且つ露光されたフィーチャ間のピッチ又は間隔を制限する、様々な課題がある。リソグラフィパターニングを拡張する１つの技術は、極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィ（ＥＵＶＬ）である。ＥＵＶＬは、大量生産において広範に用いられるには至らない多くの課題を有している。１つの課題は、用いるフォトレジスト膜の種類である。ＥＵＶフォトレジスト膜は、「ウェットレジスト」（ウェットフォトレジスト、ウェット堆積レジスト、及びウェット堆積フォトレジストとも称する）及び「ドライレジスト」（ドライフォトレジスト、ドライ堆積レジスト、及びドライ堆積フォトレジストとも称する）を含む。ウェットフォトレジスト膜は、スピンオン堆積によって堆積される。溶媒中の（液体又は湿潤形態の）フォトレジストが、ウェーハの表面上に堆積される。ウェーハは、分注されたフォトレジストがウェーハの表面を覆うよう高回転速度で回転させられる。溶媒は蒸発させられ、スピンオンレジスト膜はベークされる。この時点で、ウェットレジスト膜をＥＵＶ放射のパターンに露光させることができる。ウェットレジスト中の溶解度シフト剤は、次いで、ＥＵＶ放射への露光に反応して溶解度のシフト又は変化を引き起こすことができる。溶解度の変化は、用いられるレジスト及び現像液のトーンによって、不溶性から可溶性、又は可溶性から不溶性のいずれかであり得る。ウェットレジスト膜を現像すると、レリーフパターンが得られる。このパターンは、しかし、ライン崩壊及び比較的低い高さの膜に悩まされる可能性がある。
ＥＵＶＬと共に用いることができる別の種類のフォトレジストは、いわゆるドライレジストである。ドライレジストは、液体組成物をスピンコートすることなく気相堆積によって堆積されるフォトレジストである。気相堆積は、化学気相成長法、物理気相成長法、原子層堆積、エピタキシャル成長（例えば、分子線エピタキシー法）等を含むことができるが、これらに限定されない。ウェット及びドライＥＵＶレジストの両方は、通常、金属又は金属酸化物を含む。ドライレジストの気相堆積後、ドライレジストにＥＵＶ放射パターンを露光することができる。これは、現像されるドライレジストの能力の変化を生じさせ、即ち、これは、ＥＵＶレジストの現像性を変化させる。現像性は、ドライレジストの一部を現像又は除去する任意の技術を包含する。ドライＥＵＶレジスト膜を現像するには様々な方法がある。これは、ＥＵＶ露光が架橋を生成するか又は結合を破断するかに依存する可能性がある。技術の１つには、露光されたドライレジスト又は露光されていないドライレジストのいずれかを溶解する現像剤（液体）を用いることである。別の技術は、気相除去プロセス又はドライエッチング（例えば、プラズマエッチング、イオンビームエッチング、反応性イオンエッチング等）を実行することである。ドライレジストは、パターン材料の強度において利点を有するが、依然としてＥＵＶＬ露光のアーチファクトに悩まされる。
ＥＵＶＬパターニングの課題の１つは、画像忠実性である。カットのためのＥＵＶＬ露光は、正方形又は長方形であることを意味するが、結果は、通常、鮮明な長方形ではなく、多くの場合、曖昧な端部を有する細長い又はだらりと垂れたゼリービーンと説明される。正しく認識することができるように、曖昧な端部を有する印刷形状を有することは、結果として長すぎるか又は短すぎる印刷形状を生じる可能性がある。これは、トランジスタ等の微細加工される対応デバイスにおける不具合につながる可能性がある。
しかし、本明細書の技術は、曖昧で信頼できないＥＵＶパターニングの問題を解決する。本明細書の技術は、多層フォトレジストスタック又は少なくとも２つの異なる種類のフォトレジストを含んでいる。特に、これは、ドライレジスト膜が堆積され、次いでウェットレジスト膜がドライレジスト膜上に堆積される多層レジストスタックを含む。ウェットレジスト膜は、１９３ｎｍ露光等のＥＵＶ放射又はＵＶ放射に対して感応性とすることができる。ドライレジスト及びウェットレジストの組み合わせは、ＥＵＶリソグラフィの正確且つ確実なパターン形成を可能にする。ウェットレジスト膜がなければ、ＥＵＶパターン端部は曖昧で不正確になる可能性がある。一実施形態において、ウェットレジスト膜にレリーフパターンを露光し、現像する。例えば、ウェット（液浸リソグラフィ）又はドライの１９３ｎｍ露光を実行することができる。ここで、ウェットレジスト膜がレリーフパターンを形成すると、ドライレジストの一部が露出する。この時点で、基板はＥＵＶ放射のパターンに露光される。ウェットレジストレリーフパターンの開口部（トレンチ等）は、比較的小さくすることができ、２０～１９０ナノメートルとすることができる。このギャップは、１９３ｎｍの放射が通過するには小さすぎるが、ＥＵＶ露光の波長（通常１３．５ｎｍ）は、トレンチ内（ウェットレジストのライン間）を移動するには十分短い。ウェットフォトレジストのラインは、ＥＵＶ露光の曖昧な端部を切り取るか又は阻止するという利点を提供することができる。例えば、ＥＵＶライン又は矩形は、ウェットレジスト材料のトレンチの幅よりも長く延在するよう設計される。ＥＵＶラインの中央本体は、次いで、非被覆ドライレジストに露光される一方で、ウェットレジストレリーフパターンは、曖昧端部が印刷されることを阻止する。ドライレジスト膜を、次いで、現像することができる。組み合わされたパターンは、次いで、下部層に転写されるか、又は位置特異的な選択的堆積のために用いることができる。
本開示は、基板上に薄膜及び種々の層をパターン形成することに関する。かかるパターン形成は、フォトリソグラフィパターニングスキーム内で半導体デバイスを製造するためのパターニングを含む。
本開示の幾つかの態様によれば、本発明は、パターンを基板に転写する効率を改善するパターニング技術を含む。このパターニング技術は、２つ以上のレジスト技術又はレジスト種から多層化され、ダブルパターニングスキームにおいて併用されるレジスト種を包含することができる。例えば、ドライ堆積レジストの層が基板上に堆積され、次いでウェット堆積レジストの層がドライレジストの上に堆積される。
この二層レジストスタックは、ウェット堆積レジストが従来の１９３ｎｍ露光で露光され得る一方で、その下のドライ堆積レジストは放置されるか、又は１９３ｎｍ露光によって影響を受けないままであり得るため、有益である。次いで、カットマスクは、例えば、ＥＵＶ露光を用いて完成させることができ、それによって、ウェット堆積レジストが一次元のライン及びスペースを提供するドライ堆積レジストにカットをその場で位置決めし、これは、照明を最適化する結像条件において好ましい可能性がある。次いで、ＥＵＶ露光は、その強度のため、即ち、カットを提供するために用いることができる。この実施例において、最終転写エッチングを実行することができるか、又は１つ以上の選択的パターニングプロセス（例えば、選択的堆積、選択的除去、選択的置換等）を実行して、パターンを反転又は部分的に反転させることができる。正しく認識することができるように、このウェット及びドライ二層レジストスタックは、多くの代替フロー、プロセススキーム、及び多層構造を有する。
ウェット堆積フォトレジスト膜（ウェットレジスト膜とも称する）が公知である。ウェットレジスト膜は、スピンコーティングによって堆積される。ウェット堆積フォトレジスト膜は、ウェットレジストを含み、典型的には、ポリマー、エポキシ、又は樹脂を含む有機膜、並びに光活性剤である。光又は化学線に反応して、ウェットレジストは、重合、分解、又は架橋し、又はその他の方法で特定の溶媒に対する溶解度を変化させることができる。
ドライ堆積フォトレジスト膜（ドライレジスト膜とも称する）が公知である。ドライレジスト膜は、（ウェットレジストのように）液体形態で堆積されるのではなく、ガス又は蒸気形態で堆積され、その結果、ウェットレジスト膜のようにベークアウトされる溶媒を含まないレジスト膜が得られるため、そのように呼ばれる。ドライレジスト膜の堆積は、原子層堆積（ＡＬＤ）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、又は他のドライ堆積技術によって達成することができる。ドライレジスト膜は、通常、空気及び可視光に対して安定した均質膜であり、多くの場合、ＥＵＶ光子に対する反応を補助するよう単数又は複数の金属を含有する。後続のベーク又はアニール工程が、架橋及び高密度化を誘導するために必要とされる場合がある。ドライレジストの現像可能領域は、液体現像剤に可溶性とすることができる。ドライレジストの現像可能領域はまた、除去のための気相化学混合物に対して反応性であるか又は現像可能とすることができる。典型的なスピンオンプロセスとは対照的に、ドライ堆積膜の厚さは、堆積時間と共に直線的に増加し、したがって容易に制御することができる。
本明細書の技術は、２つ以上のレジスト種がスタック（パターニングスタック又は層スタック）内で用いられる任意の方法又は構造に適用される。幾つかの実施形態において、ドライレジスト層は、ウェットレジスト層の下に位置決めされ、ただ１つのマスクの代わりに、複数のカットマスク等の複数のマスクと組み合わせて用いられる。上部パターンは、下部マスクを増強するよう任意の二次元（２Ｄ）寸法形状を有することができる。本明細書の技術は、その後、洗浄されるか、又は第２若しくは後続のマスクによって更に画成することができるピッチダブルトップマスクを作成するよう、アンチスペーサフロー等の他の技術と組み合わせることができる。第２のマスクは、２つの露光の間で一般的に用いられる１９３ｎｍ及び１３．５ｎｍの放射のために、その化学線の差によって変調することができる。他の波長を必要に応じて包含することができる。代替として、特定のドーズが（例えば）２回の１９３ｎｍ露光において二層レジスト膜スタック内の第２の膜に影響を及ぼすことなく、第１のパターン／膜に影響を及ぼすよう、ドーズ量を変調することができる。この実施例において、比較的高いドーズ量の１９３ｎｍ放射が、カットを明らかにするか、又は作成するものであり、次いで、一次元１９３ｎｍ露光が、ライン及びスペースに対して用いられる。
したがって、本明細書の技術は、レジストの２つの異なるジャンル又は種又は技術が共に用いられる任意のパターニングスキーム、順列、又は組合せに適用することができる。２つの異なる種類のレジストは、それらが機構的に異なるという点で異なっている。例えば、ドライレジストは、従来のスピンコートされたウェットレジストの下に配置されて二層レジストスキームを形成する、選択的エピタキシャル層、ガス塗布レジスト、単層レジスト、及び／又は選択的触媒レジストを含むことができる。このファミリーの種の組み合わせを本明細書で用いることができる。
例示的な実施形態は、選択堆積、触媒選択堆積、選択堆積のための触媒下層の変化、直接エッチング、金属エッチング、又は２つの層種（ウェットレジスト及びドライレジスト）を含む多数のパターニングから生じる誘電体エッチング若しくは基板エッチングから直接であるかどうかに関わらず、基板への多層レジストの任意の二次元転写を提供する。好ましい実施形態において、ウェットレジストはドライレジストの上に位置決めされるが、実施形態は、複合パターニングのためにウェットレジスト上に位置決めされるドライレジストを含むことができる。実施形態はまた、第２のドライレジスト上に位置決めされる第１のドライレジストを含むことができ、第２のドライレジストは更に第３のドライレジスト上に位置決めされてもよい。本明細書では、第１のドライレジストをパターン化された１９３ｎｍ放射に露光して、ライン及びライン間のトレンチを形成することができる。第２のドライレジスト又は第３のドライレジストは、例えばカットを形成するよう、パターン化されたＥＵＶ放射に露光されてもよい。
非限定的な例として、ドライレジスト種がターゲット層上に形成される。このターゲット層は、デバイス／構造を形成するための一時的な記憶層又は転写層又はハードマスク層又は他の機能層又は中間層とすることができる。次いで、ドライレジスト層上に、従来のフォトレジストスタックが形成される。従来のフォトレジストスタックは、下層反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）層を、ＢＡＲＣ層上に形成される（スピンコートされる）ウェット堆積フォトレジスト膜と共に含むことができる。したがって、スタック内に３つ以上の層があってもよい。反射防止コーティング（ＡＲＣ）は、リソグラフィパターニングのための向上させた画像忠実度及び解像度のための良好な緩和を提供するが、ＡＲＣ層は、このレジストスタック（ドライレジスト、ドライレジスト上のＢＡＲＣ、及びＢＡＲＣ上のウェットレジスト）に対して任意選択的である。この時点で、１９３ｎｍのパターン化された露光が実行／実施され、ウェットレジスト膜内に潜像パターンを形成することによってウェットレジスト膜に影響を及ぼす。
任意の１９３ｎｍ（ドライ若しくは浸漬）又は他の露光波長を、本明細書では実行することができる。一実施例において、干渉一次元結像を有するリソグラフィツール、「スキャン１Ｄ」ツールを用いて、ウェットレジスト膜をパターン形成することができる。これは、結果として露光領域にわたる一次元ラインを生じる。これらは、極めて高精度のラインとなることができる。特定の１９３ｎｍスキャナは、インターフェログラムタイプの格子パターンを提供することができ、これは３７ナノメートル又はその近辺で実行される。この実施例を出発点として、レジスト層スタックが露光され、現像されて、ウェットフォトレジスト（ウェット堆積フォトレジスト）の層からレリーフパターンを形成する。ＢＡＲＣを用いる実施形態では、ＢＡＲＣエッチングを、次いで実行して、ドライレジストの層を露出させることができる。代替として、現像溶媒及びコータ－デベロッパツールを用いて、非被覆ＢＡＲＣ領域を除去することができるように、現像可能なＢＡＲＣ（Ｄ－ＢＡＲＣ）の層を用いることができる。この時点で、第１のレリーフパターンがドライレジストの層の上に形成され、ドライレジストの層の一部が第１のレリーフパターンによって露出するように、ウェットレジスト層は第１のレリーフパターンを形成し、ＢＡＲＣの層の非被覆部も除去される。
ドライレジストは、ＥＵＶ光子又は異なる波長の光子に反応するよう調合される。ウェットレジストレリーフパターンを形成するプロセスの間、ドライレジスト層は影響を受けない。言い換えれば、ドライレジストの層は、より少ないエネルギー光子を用いたウェットレジスト層の露光を本質的に無視した。この時点で、レジスト層スタックは、無傷のドライレジスト層を含み、ウェットレジスト層は、ドライレジスト層の上にウェットレジストレリーフパターンを画成する。公知のように、ＡＲＣ層は、ＥＵＶ露光には全く必要ない。
幾つかの実施形態において、第２のパターン化リソグラフィ露光又はＥＵＶ露光が実行される。この第２の露光は、基板（層スタックを含む）が第２のパターンの化学線に露光されるという点で、リソグラフィパターン露光である。放射線露光のパターニングは、マスクベース又は直接描画とすることができる。より高い解像度の結像のために、通常、マスクベースの（フォトマスク）露光が実行される。この第２の露光を用いて、複合パターン又は二重パターン又は多重パターンのためのパターンを更に画成することができる。例えば、ＥＵＶは、カット又はライン端部に用いることができる。従来、ライン及びカットを形成することは、転写媒体に、並びに、層及びフィルムスタックにカットを形成してフィルムスタックを記録し、次いでフォトレジストスタックを再構築してラインを形成する複雑なプロセスである。しかし、本明細書の技術では、この従来のプロセスは必要とされない。本明細書の技術では、ドライレジストは、ウェットレジストの下に既に位置決めされており、触れられていないか、又は変更されていない。その上、ドライレジストは、ウェットレジストレリーフパターンのライン間でアクセス可能である。即ち、ウェットレジストレリーフパターンのトレンチ、ホール、又は他の開口部を通して、ドライレジスト層に（上から又は上下の視点から）アクセス可能である。これは、上部レリーフパターン（ライン）が、ＥＵＶ露光からのカットに対して自己整合を提供することを意味する。したがって、一実施形態は、二層レジストスタック内に直接自己整合カットを提供する。
幾つかの実施形態において、ＥＵＶからのカット又は他の露光は、上部レリーフパターン内のウェット堆積されたフォトレジスト材料内に「延在する」ことができる。言い換えれば、ターゲット位置をカバーするだけでなく、ターゲット位置を超えて延在する、例えば、上部／ウェットレリーフパターン内のフォトレジスト材料のラインの中又は下に延在する、比較的大きい露光（又は比較的低解像度の露光）を実行することができる。これは、約１３．５ｎｍのより高エネルギーの光子のＥＵＶ露光とすることができる。上部レリーフパターンによって画成される開口部を通してドライレジスト膜に当たるＥＵＶ露光は、次いで、「可溶性」又は「現像可能」になるか、又はそうでなければ後続のドライ現像ステップにおいて除去可能になる。ＥＵＶレジスト組成物に依存して、露光された領域は、架橋されるか、又は不溶になるか、又はそうでなければ、代替として特定の現像プロセスにおいて除去することができなくなる場合がある。ドライ現像チャンバ又はモジュールにおいて、ウェットレジスト現像及びドライレジスト現像は異なるメカニズムを用いるため、ウェットフォトレジスト材料は、ドライ現像プロセスによって本質的に無視することができる。したがって、ドライ現像プロセスは、ＥＵＶ放射のパターンに露光され、上部レリーフパターンの開口を通してアクセス可能なドライレジストの一部を除去する。
自己整合されたカット又は他の開口部が、したがって、ドライレジストの層と共に、又はその中に形成される。これらのカット又は他の開口部は、ウェットレリーフパターンに対して、又は位置合わせを支援するために上部レリーフパターンを用いて、位置合わせされるか、又は位置決め／形成される。結果は、同じスタックが１９３ｎｍ露光及びＥＵＶ露光の両方に用いられるため、同じペデスタル化層及び同じ平坦化層における同じパターン又は色（材料）スキームに自己整合されるカットである。したがって、最終結果は、優れたダブルパターニングプロセスのためにドライ堆積膜及びウェット堆積膜の両方を用いるシームレスに統合されたダブルパターニング技術である。本明細書の技術以前には、両方のレジスト膜がウェット堆積されたレジスト膜であり、一方の膜から放出された酸が他方の膜に影響を及ぼすため、ダブルパターニングには問題があった。ドライ膜におけるそれ自体のＥＵＶカットは、高忠実度の結像にとって問題となり得るが、ウェットレジスト膜がドライレジスト膜の上に用いられる場合、鋭いＥＵＶカットが最終的に可能になる。ドライＥＵＶレジスト膜の上にウェット堆積されたレジスト膜がなければ、ＥＵＶカットは不正確で一貫性がないものとなる可能性がある。
したがって、ドライレジストをウェットレジストレリーフパターンのトレンチ内で現像することができる。ＥＵＶ光子は、比較的小さいトレンチ空間内を移動し、トレンチ空間内の非被覆ドライレジストを露光することができる。これは、１９３ｎｍの光が２つのライン幅を見て、第１の１９３ｎｍの露光による１９３ｎｍの印刷ラインが第２の１９３ｎｍの露光を遮断する可能性があるため、ツイン又は２つの１９３ｎｍの露光では通常行われない。１３．５ｎｍ（軟Ｘ線）露光の１つの利点は、１３．５ｎｍ露光が、先行する１９３ｎｍ露光によって形成された格子及び閉塞を本質的に無視できることである。即ち、格子は基板上に形成されるが、格子（例えば、１９３ｎｍの印刷ライン）は、ＥＵＶの波長（１３．５ｎｍ）よりも著しく大きく、これは、ＥＵＶ波長が、開口部の幅のために上記の特徴を無視して、ドライレジスト膜を極めてきれいに且つ効果的に露光することができ、ＥＵＶ露光は、トレンチ内のドライフォトレジストのみを露光することを意味する。言い換えれば、ＥＵＶ露光は、ドライフォトレジストの非被覆部のみを露光し、それによって自己整合される。ＥＵＶ放射はトレンチを横断することができる一方で、ウェットレジストのラインは、ＥＵＶ放射がウェットレジストの直下で現像性シフトを引き起こさないように、ＥＵＶ放射を遮断するか又は十分に減衰させるよう構成することができる。
ウェットレジストによるこの自己整合は、ＥＵＶプリンティングの望ましくない効果を軽減することができる。例えば、カットのためのＥＵＶ露光は、正方形又は長方形であることを意味するが、関連する実施例においてむき出しのドライレジストパターンに印刷される結果は、多くの場合、鮮明な正方形でも長方形でもない。代わりに、印刷結果は、多くの場合、曖昧な端部を有する細長い又はだらりと垂れたゼリービーンと説明される。この形状は好ましくなく、ドライＥＵＶレジスト自体が信頼できない理由の１つである。しかし、ウェットレジスト膜が上にある状態では、曖昧な端部は切り取られ、それによって自己整合カットが提供される。結果は、ＥＵＶドライレジスト膜における自己整合カットであり、トレンチのまさに底部のみがクリスプスロットに曝露される。従来のＥＵＶは、ライン端部のプルバック及びライン端部のばらつきに悩まされる。ＥＵＶカットは、通常、短いラインであり、そのラインの先端（又は端部）にほとんどのばらつきがある。これは、ＥＵＶ結像の一部であるアーチファクトである。ゼリービーンの端部を１９３ｎｍのレジストラインの上又は下に置くことは、ゼリービーンのウエスト部、又はラインカットセグメントの中心／中間部分のみがＥＵＶ露光によって転写されることを意味する。即ち、ＥＵＶ露光のパターンは、ゼリービーンの端部に対応する領域において１９３ｎｍのレジストパターンと重なる。ＥＵＶ露光中に、ゼリービーンのウエスト部に対応するドライレジストの非被覆部が露光される一方で、ゼリービーンの端部に対応するドライレジストの一部は、１９３ｎｍのレジストラインによって覆われ、したがって露光されない。次いで、ゼリービーンのこの極めて明確なウエスト部がカットを画成する。したがって、ドライレジスト膜の上にウェットレジスト膜を用いることにより、使用可能な又は明確なＥＵＶカットを可能にすることができる。関連技術において、ＥＵＶカットの端部は可変であり、曖昧であり、基板上のどこに着地するかを予測することが困難であるが、本明細書の技術はそのばらつきを取り除く。多くの既存の技術が、これらのカットのアスペクト比に取り入れられている。多くのエッチング技術が曖昧な端部を軽減するのを助けるために用いられるが、ドライレジストだけでは、これらの技術は満足のいくものではない可能性がある。しかし、ウェットレジストをドライレジストと組み合わせることは、ライン端部のばらつきが無意味であるか又は無視されることを意味する。本明細書の技術では、ある意味で許容範囲が緩和される。カット（短い露光ライン）は、通常印刷されるものよりも少し長くなるよう設計することができ、次いで、これらの可変で、曖昧な端部は、１９３ｎｍのレジストパターンの上／下になり、これは本質的に、有効なＥＵＶパターン化露光を鮮明にする。
正しく認識することができるように、本明細書の技術は、多くの微細加工パターニング目的に適用することができる。例えば、本明細書の方法は、ＥＵＶ及び１９３ｎｍリソグラフィによる金属化のための自己整合ツインレジスト種自己整合カットプロセスを提供する。本明細書の技術は、ポリシリコンメタライゼーションにも適用することができる。他の実施例は、銅及び他の材料によるデュアルダマシンメタライゼーション、又はルテニウムの直接エッチング、並びにデバイス用のアクティブパターンのためのパターニング技術を含む。金属Ｎｏ．１及びＮｏ．２並びにビアのための自己整合は、別の適用例である。本明細書の技術はまた、フィンの切り取り及び拡散ブレーク、並びにフィン形成を通して浅いトレンチ形成モジュールの端部クワッド画成、又は第１の金属Ｎｏ．１ピッチを完成させるバックエンド画成クワッド、又は金属ピッチ能力を高める任意の金属Ｎ層若しくは金属層間のいずれかの上のカットマスクから利益を得る用途にも適用することができる。本明細書の技術は、コンタクトにも、又は対応するデバイスに有用な任意の特定の二次元転写にも用いることができる。
一部のＥＵＶ光子は、ウェットレジスト膜を通過し、ドライレジスト膜に影響を及ぼす可能性があるが、ここでの露光は、その上に曖昧端部が着地するウェットレジスト膜の存在が、後続のステップにおける組み合わされたパターンの方向性エッチング転写を阻止するため、取るに足らないものであり得ることに留意されたい。その上、ウェットレジストは完全に透過性ではないので、ＥＵＶ露光の減衰がある。空気でさえＥＵＶに対して透過ではなく、これが、空気がＥＵＶチャンバから除去される理由である。そのため、ウェットレジストは、印刷されることが望まれないＥＵＶパターンの一部を減衰させ、切り取るのを助けることができる。それにも関わらず、ここでのいくらかのＥＵＶ透過は、露光のエッジでのスカミングを低減するために望ましい可能性がある。しかし、かなりの厚さのほとんどの材料はＥＵＶを減衰させる。
正しく認識することができるように、多くの多層レジストスタックが本明細書において適用可能である。本明細書における代替の技術は、ウェットレジスト上に位置決めされるドライレジスト上に位置決めされるウェットレジスト、ドライレジスト上のウェットレジスト上のウェットレジスト、ドライレジスト上のウェットレジスト上のウェットレジスト上のウェットレジストを含む。したがって、任意のＮ個の光化学スタック（即ち、Ｎ個のレジスト層のスタックであり、Ｎはスタック内のレジスト層の数を表す）が、複数のレジスト種の組み合わせと共に、本明細書の技術によって含まれ得る。ウェットワールドからの１つの種（ウェットレジスト）及びドライワールドからの１つの種（ドライレジスト）は、任意の順列である。ウェットレジスト上のドライレジスト上のウェットレジストでは、例えば、ドライレジスト膜は、下にあるウェットレジスト膜に影響を及ぼす上部ウェットレジスト膜から酸を保護する。正しく認識することができるように、より多くの利点が実現され、対応する微細加工プロセスに合わせてレジストスタックを調整することができる。
本明細書の多層レジストスタックは、記憶層、ＡＲＣ膜等のような中間層及び界面膜を含むことができる。上部にツインレジストスタックを有する関連する実施例において、直流重畳フリーズは、ウェットレジストの１つの層を凍結して、ウェットレジストの下地層を用いることができる。したがって、公知のフォトレジストトリックを、本明細書の技術においてドライレジスト層上に用いることができる。ウェットレジスト及びドライレジストでは、凍結を必要としないツイン露光能力が現在ある。従来のフリーズは、上部で作用させることができる。他の従来の技術は、架橋熱的フリーズ、ポジティブトーンアンチスペーサを有するネガティブトーン現像トレンチ等を含む。これらのパターニング技術は全て、ドライ堆積レジストの層の上で実行することができる。次いで、この自己整合自己切断は、ドライ堆積フォトレジストの層の上（又は下）に形成される任意のマルチパターニング技術又はマスクと組み合わせることができる。正しく認識することができるように、適用空間の多くのファミリー及びジャンルが、本明細書で有効にすることができる。本明細書の多くの実施形態において、ドライレジストの上のウェットレジストがドライレジスト露光が有用であることを可能にするため、フォトレジストのドライ種の１つのファミリーと相互作用するフォトレジストのウェット種の少なくとも１つのファミリーが存在する。
本明細書の他の実施形態は、必ずしもエッチング転写を必要としなくてもよい。エッチング転写の代わりに、複合パターンを形成した後の次のパターニングステップは、選択的堆積、選択的エッチング、及び選択的置換等の選択的パターニングプロセスを実行することである。材料の選択的堆積は、特定の材料が、基板上の１つ（又は複数）の材料の表面上に堆積され、同様に露出している他の材料（又は別の材料）の表面上には堆積されないプロセスである。他の材料は、堆積された材料と接触することができ、及び／又は堆積された材料から離間させることができる。かかるプロセス及び材料は公知である。新しい選択的堆積プロセスも開発されている。選択的堆積は、通常、前駆体を用いる気相堆積を用いることが多い。例えば、単分子層が堆積される種があってもよい。単分子層は、選択的堆積のための触媒又はシード層になり、次いでパターニングが継続する。
ウェット堆積レジスト膜及びドライ堆積レジスト膜の両方がパターン形成され、現像された後、ウェットレジスト、ドライレジスト、及び下地層を含む少なくとも３つの異なる材料の非被覆表面が存在する。したがって、３つの異なる材料のうちの任意の１つ又は２つの上に堆積されるよう、選択的堆積プロセスを開発することができる。一実施形態において、選択的堆積種が下地層に適用される。次いで、ウェットレジスト及びドライレジストを除去し、基板上に選択的に堆積された種を残す。別の実施形態において、材料は、ドライレジストの非被覆部分に選択的に堆積される。次いで、ウェットレジストが除去され、ドライレジストの新たな非被覆部が除去される一方で、ドライレジストの一部が残り、選択的に堆積された材料によって覆われる。これは、自己整合キープマスクを生成する１つの技術である。したがって、本明細書の組み合わせパターンと共に用いられる選択的堆積は、トーン反転を可能にすることができる。したがって、本明細書で企図される多くの異なる統合スキームが存在する。
また、いわゆる自己整合ブロック技術も本明細書中で用いることができる。ウェットレジスト及びドライレジストは、２色（材料）として用いることができる。アンチスペーサフローからのウェットレジストのライン間の充填材料は、追加の選択性を提供し、マルチライン層等の多色層を形成することができる。この他の色／材料（即ち、充填材料）が導入されるとすぐに、多色パターニングスキームが可能になる。Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｂ－Ａ。例えば、Ｂはドライレジストとすることができる。材料Ａはウェットレジストとすることができ、材料Ｃは充填材料とすることができる。
自己整合３色スキームは、結果として、１９３ｎｍ露光によってＡ－Ｂ－Ｃ－Ｂ－Ａブロックパターンを生成することによって３／４自己整合を生じることができ、これは、ＥＵＶ露光によって更にパターン形成することができる。例えば、１９３ｎｍ露光は、レジストライン間の距離を定義することができる。例えば、ウェットレジストの２つのライン間に広いトレンチが形成され、したがって、その下のドライレジストが開口される。ＥＵＶ露光は、ドライレジストをメサ型にするために用いられ、ここで、２回の露光により、比較的広い１９３個のフィーチャをＥＵＶでトレンチ内にブリッジして、より高い解像度を得ることができ、２回の露光により、Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｂ－Ａ自己整合ブロックパターンを形成することができる。即ち、カットマスク及びポジ型ドライレジストを用いて、ラインカットを、１９３ｎｍ露光によって画成される２つのライン間に形成することができる。しかし、同じカットマスク及びネガ型ドライレジストを用いて、２つのラインを接続又はブリッジするメサを代わりに形成することができる。カットを用いる用途は単なる例示であり、任意のリソグラフィパターニングを本明細書中で用いることができることに留意されたい。ドライレジストの層の上の２つの異なる材料のラインにより、これは、第３のマスクによりラインを垂直に交差させる場合に、４分の３のオーバーレイ強化を有する自己整合ブロックを提供する。ウェット－ドライ二層レジストスタックから形成されるマルチライン層は、４分の１ピッチ、２分の１ピッチ、及び４分の３ピッチの自己整合のために、分離された領域内で自己整合切断又は保持を提供することができる。したがって、自己整合ブロック構造は、ツイン露光から直ちに得ることができる。
実施形態は、ドライレジストの下のＳｉＮ等、二層スタックの下に様々な材料を含むことができる。また、１９３ｎｍ露光はドライレジストに影響を与えないため、ドライレジストに反射防止コーティングは必要なく、ＥＵＶ光子は反射率がほとんどないため、ＥＵＶレジストは反射防止コーティングを必要としない。他の実施形態は、Ｎ及びＫが調整されたハードマスク層を下に有することができる。ＴｉＯｘ等の無機反射防止コーティングを下に用いることができる。
幾つかのフォトレジスト組成物は、２つの異なる波長に対して反応性／感応性である。例えば、幾つかのフォトレジスト組成物は、ＥＵＶ及び１９３ｎｍ露光の両方に対して反応性／感応性である。本明細書の技術は、異なる用量範囲を含む。完全な混合及び整合が、したがって、可能になる。以前は、１つのフィーチャが他のフィーチャに根本的に影響を及ぼすことを防止する方法はなかった。しかし、現在では、ウェットレジスト及びドライレジストにより、パターニング技術をドーズ及び／又は酸によって分離することができる。ここで、１回の使用に対してフォトレジストを劣化させる可能性があるプラズマ曝露に関する懸念は存在しない。関心のある位置特定領域は、フォトレジストの種類に基づいて提供される。例示的な実施形態は、キープマスク又はキープする回路素子を画成するマスクを提供するＥＵＶピッチ二重メタライゼーションである。
二層レジストスタックの別の利点は、レジストスタックが依然としてドライレジストを有するため、増加したドーズ量がドライレジストに影響を及ぼす可能性があることである。異なるドーズ量を、デフィートマスクと比較して、キープマスクに対して用いることができる。実施形態は、選択的堆積を可能にするか、又は選択的堆積を無効にするために用いることができる。
他の実施形態は、単一露光においてフォトレジストの両方の層をパターン形成するためのデュアルトーン露光を含む。この実施形態において、フォトレジストスタックは、ドライ堆積レジスト層の上に形成されるウェット堆積レジスト層により形成される。フォトレジストスタックは、空間的位置に基づいて変化するドーズ量を有するマスクベースの露光に露光される。この結果、互いに相対的なドーズ量により、一部の領域では高ドーズの放射を受け、他の領域は中ドーズの放射を受け、他の領域は低ドーズ（又はドーズなし）の放射を受ける。フォトレジスト反応は、ドーズ制御に依存することができ、受けたドーズの量は、フォトレジストスタックの層に溶解性／現像性シフトがあるかどうかを制御する。
現像性又は溶解度シフトは、化学線への露光後にレジストが現像可能になるか又は現像不能になるかに関して、レジストの組成に依存する。この実施形態において、両方のレジスト層は、ＥＵＶ放射等の同じ波長に感応するよう構成することができる。次いで、単一の露光によりポジ型及びネガ型トーンを同時に画成することができる。デュアルトーン露光の試みが本明細書の技術以前に機能しなかった理由は、フォトレジストシステムを互いに干渉しない領域に分離することが不可能であったためである。単一の光酸が存在し、それは共に混合され、両方のウェットレジスト層を通って拡散し、したがってデュアルトーン露光の試みを無効にする。しかし、本明細書の技術では、一方のレジストはドライ堆積レジストであり、他方のレジストはウェット堆積レジストである。これらの２つのレジストは、干渉がないように機械的に異なる。例えば、ポリマーベースのウェットフォトレジストから拡散した光酸は、下にある金属ベース又は金属酸化物ベースのドライフォトレジストに影響を及ぼさない。
したがって、本開示は、異なるレジスト種を用いるデュアルトーン露光の方法を提供する。十分に強いドーズでは、高ドーズ領域は、ウェット堆積レジストを通して、下にあるドライ堆積レジストに到達し、影響を及ぼす。中ドーズ領域は、ドライ堆積レジスト層の溶解性／現像性に影響を及ぼすほど十分に強い強度を有さないが、中ドーズ領域は、フォトレジストのウェット堆積層に影響を及ぼすほど十分なドーズ量を有する。そして、低ドーズ領域は、フォトレジストのいずれかの層に影響を及ぼすには不十分な放射を有する。例えば、この露光は、正弦波となるドーズ勾配を含むことができる。この正弦波態様は、小規模のマスクベースの露光に固有のものである。したがって、２つの異なるレジスト層の複合パターン又はレリーフパターンを、単一のデュアルトーンＥＵＶ露光から形成することができる。
図１は、本開示の例示的な実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセス１００のフロー図を示している。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、及び２Ｅは、本開示の例示的な実施形態による、プロセス１００等のパターニングプロセスの様々な中間ステップにおける基板２００の垂直断面図を示している。
プロセス１００は、多層フォトレジストスタックが基板上に形成されるステップＳ１１０から開始する。多層フォトレジストスタックは、気相堆積によって堆積されるドライフォトレジスト層と、スピンオン堆積によって堆積されるウェットフォトレジスト層とを含んでいる。ウェットフォトレジスト層は、ドライフォトレジスト層の上に位置決めされる。
図２Ａは、ステップＳ１１０の幾つかの実施形態を示すことができる。図示するように、基板２００は、ウェーハ２０１（又はウェーハのセグメント）と、ウェーハ２０１上に形成される多層フォトレジストスタック２１０とを含むことができる。具体的には、多層フォトレジストスタック２１０のドライフォトレジスト層２１１が、気相堆積によってウェーハ２０１上に形成される。次いで、多層フォトレジストスタック２１０のウェットフォトレジスト層２１５が、スピンオン堆積によってドライフォトレジスト層２１１の上に形成される。したがって、多層フォトレジストスタック２１０は、この実施例において、二層フォトレジストスタック２１０とも称する。
本明細書中で用いるような「気相堆積」とは、一般に、基板（又はウェーハ等）が、基板上で反応、分解、及び／又は凝縮して基板上に所望の材料を堆積させる１つ以上のガス種に曝露される堆積プロセスを指す。気相堆積は、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、エピタキシャル成長（例えば、分子線エピタキシー法）等を含むことができるが、これらに限定されない。スピンオン堆積とは対照的に、気相堆積は、典型的には、液体又は溶媒中にフォトレジストを溶解させることを伴わない。したがって、気相堆積によって堆積されるレジスト材料は、ドライレジスト、ドライフォトレジスト、ドライ堆積レジスト、又はドライ堆積フォトレジストと称する一方で、スピンオン堆積によって堆積されるレジスト材料は、ウェットレジスト、ウェットフォトレジスト、ウェット堆積レジスト、又はウェット堆積フォトレジストと称する。
図２Ａの実施例において、反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２１３が、ドライフォトレジスト層２１１とウェットフォトレジスト層２１５との間に形成される。別の実施例（図示せず）において、ウェットフォトレジスト層２１５は、ドライフォトレジスト層２１１の上に直接（又は直接接触して）形成されてもよい。他の中間層及び平坦化膜を任意選択的に形成することができることは、言うまでもない。更に、この実施形態において、下地層２０３が、ウェーハ２０１の上及び二層フォトレジストスタック２１０の下に形成される。代替の実施形態（図示せず）において、二層フォトレジストスタック２１０は、ウェーハ２０１上に直接形成することができる。例えば、二層フォトレジストスタック２１０は、バルクシリコン上に直接形成することができる。
先に説明したように、多層フォトレジストスタック２１０は、代替の実施形態において他の組み合わせ又は順列で配置される少なくとも１つのドライフォトレジスト層及び少なくとも１つのウェットフォトレジスト層を含む２つ以上のフォトレジスト層を含むことができる。本明細書では、ドライフォトレジスト層２１１及びウェットフォトレジスト層２１５を含む二層フォトレジストスタック２１０が、図２Ａ～２Ｅの実施例を通して例示する目的のために用いられる。
図１に戻って参照すると、プロセス１００は、次いで、第１の波長の第１のパターンの化学線に露光し、第１の現像プロセスを用いてウェットフォトレジスト層の現像可能部分を現像することによって、ウェットフォトレジスト層に第１のレリーフパターンを形成することによって、ステップＳ１２０に進む。第１のレリーフパターンは、ドライフォトレジスト層の一部を露出させる。
図２Ｂ及び２Ｃは、ステップＳ１２０の幾つかの実施形態を示すことができる。図２Ｂにおいて、マスクベース露光が、第１の波長を用いて実行される。即ち、ウェットフォトレジスト層２１５は、第１のマスク２０５を通して第１の波長の第１のパターンの化学線に露光される。例えば、第１の波長は、１２４～４００ナノメートルの間とすることができる。特に、Ｉ線、Ｈ線、Ｇ線等の任意の従来の波長を用いることができる。好ましくは、１９３ｎｍの露光が用いられ、これは、幅が１９３ｎｍよりも実質的に小さいフィーチャ（例えば、ライン又はトレンチ）を形成することができる。説明する目的のために、ラインパターンの化学線を示す。簡略化の目的のために、ＡＲＣ層２１３は、図２Ｂ及び以下において示していない。
図２Ｃにおいて、ウェットフォトレジスト層２１５は、ウェットエッチング又はドライエッチング等の第１の現像プロセスを用いて、好ましくは現像液を用いて現像され、結果として第１のレリーフパターン２３０（又はウェット堆積レジストレリーフパターン）が得られる。したがって、第１のレリーフパターン２３０は、ドライフォトレジスト層２１１を露出させる。例えば、第１のレリーフパターン２３０は、ライン２３１（例えば、ウェットフォトレジスト層２１５の残りの部分）を含むことができ、ライン２３１間にトレンチ２３３が形成される。結果として、ドライフォトレジスト層２１１は、トレンチ２３３を通して露出する。幾つかの実施形態において、下層ＡＲＣ（ＢＡＲＣ）層が用いられる場合、ＢＡＲＣ層は、ドライフォトレジスト層２１１が露出されるように、第１のレリーフパターンをエッチングマスクとして用いてエッチング又は現像することができることは、言うまでもない。同様に、幾つかの実施形態において、ウェットフォトレジスト層２１５とドライフォトレジスト層２１１との間の１つ以上の中間層は、第１のレリーフパターンをエッチングマスクとして用いて除去することができる。
図１において、ステップＳ１３０で、第２のレリーフパターンが、第２の波長の第２のパターンの化学線への露光と、第２の現像プロセスを用いるドライフォトレジスト層の現像可能部分の現像とによって、ドライフォトレジスト層に形成される。ドライフォトレジスト層の現像可能部分は、第２のパターンの化学線と第１のレリーフパターンとの組み合わせによって画成される。第１のレリーフパターン及び第２のレリーフパターンは共に、組み合わされたレリーフパターンを形成する。
図２Ｄ及び２Ｅは、ステップＳ１３０の幾つかの実施形態を示すことができる。図２Ｄ’及び図２Ｅ’はそれぞれ、本開示の例示的な実施形態による、図２Ｄ及び２Ｅの基板２００の平面図を示している。
幾つかの実施形態において、図２Ｄは、図２Ｄ’の切断線ＡＡ’に沿って取られた垂直断面図を示している。ここで、第２の波長の第２のパターンの化学線が、第２のマスク２０７を通して実行される。例えば、第２の波長は、１０～１２４ナノメートルの間とすることができる。特に、１３．５ｎｍの露光を行うことができる。
平面図（図２Ｄ’）において、露光領域（例えば、２４４ａ、２４４ｂ、及び２４４ｃ）は、黒色で示されている。露光領域は、それぞれのトレンチ２３３を横切って延在することができることに留意されたい。例えば、露光領域２４４ａを考える。露光領域２４４ａは、中間部２４３ａと、２つの対向する端部２４１ａとを含んでいる。２つの対向する端部２４１ａは、露光中に第１のレリーフパターン２３０と重なるよう構成される。即ち、２つの対向する端部２４１ａは、それぞれのライン２３１と重なり合う一方で、中間部２４３ａは、それぞれのライン２３１間のそれぞれのトレンチ２３３に対応する領域内にある。結果として、第２のパターンの化学線に露光されるドライフォトレジスト層２１１の非被覆部（例えば、２１１ａ）の現像性は、ウェットエッチング（例えば、現像液を用いる）又はドライエッチング（例えば、プラズマエッチング、イオンビームエッチング、又は反応性イオンエッチング）等の第２の現像プロセスに対して変化する。対照的に、ドライフォトレジスト層２１１の被覆部（例えば、２１１ｂ）の現像性は、露光領域（例えば、２４４ａ）内であっても、第２の現像プロセスに対して不変のままである可能性がある。これは、それぞれのライン２３１は、現像性シフトがその下で誘発されない場合があるように、ＥＵＶ放射を遮断するか又は十分に減衰させるよう構成することができるためである。
幾つかの実施形態において、図２Ｅは、図２Ｅ’の切断線ＢＢ’に沿って取られた垂直断面図を示している。ここで、第２の現像プロセスが実行される。この実施例において、ドライフォトレジスト層２１１は、ポジ型レジスト材料を含む。その結果、ドライフォトレジスト層２１１の非被覆部（例えば、２１１ａ）（即ち、露光領域（例えば、２４４ａ）内にあり、第１のレリーフパターン２３０によって覆われていない領域）は、第２の現像プロセスによって除去される。対照的に、露光領域（例えば、２４４ａ）内のドライフォトレジスト層２１１の被覆部（例えば、２１１ｂ）は除去されない。したがって、ドライフォトレジスト層２１１の現像可能部分は、第２のパターンの化学線と第１のレリーフパターン２３０との組み合わせによって画成される。
結果として、第２のレリーフパターン２４０がドライフォトレジスト層２１１に形成される。第２のレリーフパターン２４０は、それぞれのライン２３１間に自己整合されるカット（例えば、２４５ａ、２４５ｂ、及び２４５ｃ）を含むことができる。例えば、カット２４５ａは、露光領域２４４ａの中間部２４３ａに対応する。露光領域２４４ａが切り取られていることは注目に値する。２つの対向する端部２４１ａはドライフォトレジスト層２１１に印刷されない一方で、中間部２４３ａのパターンはドライフォトレジスト層２１１に転写される。したがって、関連技術において共通の問題であるＥＵＶカットの曖昧な端部は、本明細書中の技術を用いることによって切り取ることができる。
更に、共に組み合わされる第１のレリーフパターン２３０及び第２のレリーフパターン２４０は、更なる処理のために、例えば、極めて正確な自己整合形状又はカットをエッチング転写するよう、組み合わされたレリーフパターンを形成することができる。例えば、組み合わされたレリーフパターンを、ドライフォトレジスト層２１１の下に位置決めされる下地層２０３等の下地層に転写する異方性エッチングプロセスを実行することができる。
更に図２Ａ～２Ｅ及び２Ｄ’～２Ｅ’を参照すると、１９８ナノメートルである第１の波長及び１３．５ナノメートルである第２の波長は、単に例示する目的のために本明細書中で用いられる。前述したように、第１の波長は１２４～４００ナノメートルの間とすることができ、第２の波長は１０～１２４ナノメートルの間とすることができる。無論、他の波長又は波長の他の組合せを用いることもできる。例えば、第１の波長及び第２の波長は、両方共、１３．５ナノメートル等のＥＵＶ範囲内とすることができる。したがって、第１のレリーフパターンは、ライン端部に欠陥を有する場合があるが、ラインの中間部分を利用して、第２のパターンの化学線を切り取ることができる。
図３は、本開示の別の実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセス３００のフロー図を示している。図４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、及び４Ｄは、本開示の例示的な実施形態による、プロセス３００等のパターニングプロセスの様々な中間ステップにおける、基板４００の垂直断面図を示し、図４Ｅ’は、その基板４００の平面図を示している。
プロセス３００は、多層フォトレジストスタックが基板上に形成されるステップＳ３１０から開始する。多層フォトレジストスタックは、スピンオン堆積によって堆積されるウェットフォトレジストの第１の層と、気相堆積によって堆積されるドライフォトレジストの第２の層とを含む。第１の層は、第２の層の上に位置決めされる。幾つかの実施形態において、ステップＳ３１０はステップＳ１１０に対応することができる。
図４Ａは、ステップＳ３１０の幾つかの実施形態を示すことができる。図示するように、基板４００は、ウェーハ４０１と、ウェーハ４０１上に形成される多層フォトレジストスタック４１０とを含む。具体的には、多層フォトレジストスタック４１０のドライフォトレジスト層４１１が、気相堆積によって基板４００上に形成される。次いで、多層フォトレジストスタック４１０のウェットフォトレジスト層４１５が、スピンオン堆積によってドライフォトレジスト層４１１の上に形成される。したがって、多層フォトレジストスタック４１０は、この実施例において、二層フォトレジストスタック４１０とも称する。加えて、多層フォトレジストスタック４１０は、更に、ＡＲＣ層４１３（後続の図において図示せず）を含んでもよく、下地層４０３は、多層フォトレジストスタック４１０の下に任意選択的に配設されてもよい。
幾つかの実施形態において、図４Ａは、図２Ａに対応することができる。具体的には、ウェーハ４０１はウェーハ２０１に対応する。下地層４０３は、下地層２０３に対応する。多層フォトレジストスタック４１０は、多層フォトレジストスタック２１０に対応する。ドライフォトレジスト層４１１は、ドライフォトレジスト層２１１に対応する。ウェットフォトレジスト層４１５は、ウェットフォトレジスト層２１５に対応する。ＡＲＣ層４１３は、ＡＲＣ層２１３に対応する。ウェットフォトレジスト層４１５は、ウェットフォトレジスト４１５’を含み、ウェットフォトレジスト４１５’の第１の層４１５とも称することに留意されたい。ドライフォトレジスト層４１１は、ドライフォトレジスト４１１’を含み、ドライフォトレジスト４１１’の第２の層４１１とも称する。
図３のプロセス３００は、次いで、ステップＳ３２０に進み、第１の波長の第１のパターンの化学線に露光し、第１の現像プロセスを用いて第１の層の現像可能部分を現像することによって、第１の層に第１のレリーフパターンを形成する。第１のレリーフパターンは、第２の層の一部を露出させる。幾つかの実施形態において、ステップＳ３２０はステップＳ１２０に対応することができる。
図４Ｂは、ステップＳ３２０の幾つかの実施形態を示すことができる。したがって、図４Ｂは図２Ｃに対応することができる。即ち、多層フォトレジストスタック４１０は、図２Ｂ及び２Ｃに示すものと同様のプロセスを経ることができる。説明は上記で提供されており、簡潔にするために本明細書中では省略する。結果として、第１のレリーフパターン２３０に対応する第１のレリーフパターン４３０が第１の層４１５に形成される。第１のレリーフパターン４３０は、ライン２３１に対応するライン４３１を含むことができる。トレンチ２３３に対応するトレンチ４３３は、ライン４３１間に形成される。
図１に戻って参照すると、ステップＳ３３０において、第１のレリーフパターンの多色（多材料）層が形成される。多色層は、ウェットフォトレジストと、ウェットフォトレジスト及びドライフォトレジストとは異なる第３の材料とを含む。
図４Ｃ及び４Ｃ’は、ステップＳ３３０の幾つかの実施形態を示すことができる。特に、図４Ｃは、図４Ｃ’の切断線ＣＣ’に沿って取られた垂直断面図を示すことができる。示すように、ウェットフォトレジスト４１５’と、ウェットフォトレジスト４１５’及びドライフォトレジスト４１１’とは異なる第３の材料４１７’とを含む多色層が形成される。例えば、第３の材料４１７’は、ウェットフォトレジスト４１５’及びドライフォトレジスト４１１’と比べて、特定のエッチングプロセスに対して異なるエッチング耐性を有する場合がある。第３の材料４１７はまた、ウェットフォトレジスト４１５’及びドライフォトレジスト４１１’と比べて、選択的堆積プロセスにおいて異なる堆積選択性も有する場合がある。
幾つかの実施形態において、多色層は、平面図（図４Ｃ’）に示すように、ウェットフォトレジスト４１５’のライン及び第３の材料４１７’のラインを含むマルチライン層である。ウェットフォトレジスト４１５’のライン及び第３の材料４１７’のラインは、多色層内に交互に配置され、互いに離間され、したがって、ドライフォトレジスト４１１’の一部が覆われないままにする。その結果、材料の３つのライン又は色が、上方視又は方向性エッチングの視点からアクセス可能である。これらのライン又は材料のいずれも、他とは無関係にエッチングすることができる。例えば、ドライフォトレジスト４１１’は、極めて細いライン（又は開口部）を均質なドライレジスト材料又は下地層に転写するために、この時点でエッチングすることができる。このマルチライン層は、自己整合ブロックと称する。この実施形態において、ウェットフォトレジストは材料Ａであり、ドライフォトレジストは材料Ｂであり、第３の材料はＣである。したがって、Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｂ－Ａ（Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｂが繰り返される）のパターンを有する交互のラインの繰り返しパターンが形成される。ＡからＡ又はＣからＣに進むには、材料の３つの中間ラインがある。ＢからＢへ進むには、材料の１つの中間ラインがある。したがって、３／４ピッチ自己整合又は１／４ピッチ自己整合をこのスキームにより提供することができる。
幾つかの実施形態において、多色層は、アンチスペーサプロセス（図示せず）によって形成される。アンチスペーサプロセスは、ウェットフォトレジスト４１５’の開口部（例えば、図４Ｂのトレンチ４３３）をオーバーコート材料（例えば、第３の材料４１７’）で充填することと、ウェットフォトレジスト４１５’の境界にわたって溶解度シフト剤（例えば、酸）を拡散させることと、ウェットフォトレジスト４１５’の現像可能部分又はオーバーコート材料（例えば、第３の材料４１７’）の現像可能部分を現像することとを含んでもよい。一実施形態において、１９３ｎｍレジストのライン（例えば、ウェットフォトレジスト４１５’のライン）が形成された後、現像可能なオーバーコート（図示せず）が堆積される。１９３ｎｍの印刷ライン内部の酸は、次いで、ラインから外に且つオーバーコート材料内に拡散することができる。即ち、酸は、ウェットフォトレジスト４１５’のラインからオーバーコート材料に拡散する。拡散の長さは、ベーク時間及び温度によって正確に制御することができる。１９３ｎｍラインの境界からオーバーコート材料への拡散長さは可溶性になり、その後現像される。これは、ウェットフォトレジスト４１５’及び第３の材料４１７’の交互ラインを残し、ドライフォトレジスト４１１’は、ライン間でアクセス可能である（非被覆）。
別の実施形態において、ウェットフォトレジスト４１５’のラインが形成された後、酸を第３の材料４１７’からウェットフォトレジスト４１５’のラインに拡散させることができる。１９３ｎｍラインの境界から１９３ｎｍラインへの拡散長さは可溶性になり、その後現像される。更に別の実施形態において、ウェットフォトレジスト４１５’のラインが形成された後、アンチスペーサジェネレータ（ＡＳＧ）コーティング（図示せず）が基板４００上に形成されてもよい。溶解度シフト剤は、ＡＳＧコーティングからウェットフォトレジスト４１５’のラインに拡散され、ベークされ、その後、ＡＳＧコーティングが洗い流され、第３の材料４１７’が基板４００上に形成される。
加えて、幾つかの実施例において、ウェットフォトレジスト４１５’の境界を横切る溶解度シフト剤の拡散は、ウェットフォトレジスト４１５’の中に入るか外に出るかに関わらず、（第２の）パターン化された１９３ｎｍ露光（図示せず）によって更に空間的に制御され得る。
図３のプロセス３００は、次いで、ウェットフォトレジスト、ドライフォトレジスト、及び第３の材料のうちの１つ又は２つの非被覆部に対して選択的パターニングプロセスを実行することによって、ステップＳ３４０に進む。幾つかの実施形態において、パターン層が基板上に形成されて、基板の特定の領域を選択的パターニングプロセスから保護する。
図４Ｄ、４Ｄ’及び４Ｅ’は、ステップＳ３４０の幾つかの実施形態を示すことができる。特に、図４Ｄ’は、図４Ｄの切断線ＤＤ’に沿って取られた断面図を示すことができる。図示するように、自己整合ブロックは、更に、基板４００上に形成される別のエッチングマスクを用いて機能化されて、マルチライン層のセクションを開放することができる。即ち、パターン層４０４（例えば、レリーフパターン又はエッチングマスク）を基板４００上に形成することができる。その結果、第１のレリーフパターン４３０は、幾つかの開口部（例えば、４５０ａ、４５０ｂ、及び４５０ｃ）によって部分的に覆われる。３つの異なる長さのスロットが例示の目的のために本明細書中に示されているが、任意の形状の開口部を形成することができることに留意されたい。
選択的パターニングプロセスを、次いで、自己整合ブロックに対して実行することができる。一実施形態において、選択的パターニングプロセスは、ウェットフォトレジスト４１５’、ドライフォトレジスト４１１’及び第３の材料４１７’のうちの１つ又は２つの非被覆部上に第４の材料を選択的に堆積させることを含む。別の実施形態において、選択的パターニングプロセスは、ウェットフォトレジスト４１５’、ドライフォトレジスト４１１’、及び第３の材料４１７’のうちの１つ又は２つの非被覆部を選択的にエッチングすることを含む。更に別の実施形態において、選択的パターニングプロセスは、ウェットフォトレジスト４１５’、ドライフォトレジスト４１１’、及び第３の材料４１７’のうちの１つ又は２つの非被覆部分を第４の材料で選択的に置き換えることを含む。言い換えれば、第４の材料が形成又は堆積される前に、選択的除去プロセスが実行される。
図４Ｅ’は、選択的パターニングプロセスの例示的な結果を示している。開口部４５０ａにおいて、ウェットフォトレジスト４１５’のラインは、黒色形状４５５ａによって示すように、エッチング除去、選択的堆積、又は選択的置換の対象とすることができる。開口部４５０ｂにおいて、ドライフォトレジスト４１１’のラインは、黒色形状４５５ｂによって示すように、エッチング除去、選択的堆積、又は選択的置換の対象とすることができる。開口部４５０ｃにおいて、第３の材料４１７’のラインは、黒色形状４５５ｃによって示すように、エッチング除去、選択的堆積、又は選択的置換の対象とすることができる。開口部４５０ａ、４５０ｂ、及び４５０ｃに示す結果は、互いに独立しており、黒色形状４５５ａ、４５５ｂ、及び４５５ｃが、別個のプロセスで（同時ではなく）形成され、例示する目的のために共に示されていることを意味することに留意されたい。
図示していないが、幾つかの実施形態において、第２のレリーフパターンは、第２の波長の第２のパターンの化学線への露光と、第２の現像プロセスを用いる第２の層４１１の現像可能部分の現像とによって、第２の層４１１に形成される。例えば、第２のレリーフパターンは、図２Ｄ、２Ｄ’、２Ｅ、及び２Ｅ’に示すものと同様のプロセスによって形成することができる。説明は上記で提供されており、簡潔にするために本明細書中では省略する。更に、第２のレリーフパターンは、図３のステップＳ３４０の前又は後、例えば、図４Ｄ、４Ｄ’、及び４Ｅ’の選択的パターニングプロセスの前又は後に形成することができる。
本明細書中に説明する技術は、幾つかの利点を提供する。例えば、本明細書の技術は、埋設母線、自己整合カット、ターゲット形状間の絶縁（例えば、製造中のダミー金属）等を形成するために用いることができる。本明細書の技術はまた、ウェット－ドライ二層フォトレジストスタックを用いることによって自己整合ブロック構造又は多色パターニングの形成も可能にし、したがって、製造プロセスを簡略化することができる。
図５は、本開示の更に別の実施形態による、基板にパターン形成するためのプロセス５００のフロー図を示している。図６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、及び６Ｅは、本開示の例示的な実施形態による、プロセス５００等のパターニングの様々な中間ステップにおける基板６００の垂直断面図を示している。特に、図６Ａ～６Ｅは、２種の二層フォトレジストスタックによるデュアルトーンの利点を示すことができる。
プロセス５００は、多層フォトレジストスタックが基板上に形成されるステップＳ５１０から開始する。多層フォトレジストスタックは、スピンオン堆積によって堆積されるウェットフォトレジストの第１の層と、気相堆積によって堆積されるドライフォトレジストの第２の層とを含む。第１の層は、第２の層の上に位置決めされる。本明細書のステップＳ５１０は、図１のステップＳ１１０及び図３のステップ３１０に対応することができる。
図６Ａは、ステップＳ５１０の幾つかの実施形態を示すことができる。図示するように、基板６００は、ウェーハ６０１と、ウェーハ６０１上に形成される多層フォトレジストスタック６１０とを含む。具体的には、多層フォトレジストスタック６１０のドライフォトレジスト層６１１が、気相堆積によって基板６００上に形成される。次いで、多層フォトレジストスタック６１０のウェットフォトレジスト層６１５が、スピンオン堆積によってドライフォトレジスト層６１１の上に形成される。したがって、多層フォトレジストスタック６１０は、この実施例において、二層フォトレジストスタック６１０とも称する。加えて、多層フォトレジストスタック６１０は、更に、ＡＲＣ層６１３（後続の図において図示せず）を含んでもよく、第３の材料６０３’の下地層６０３は、多層フォトレジストスタック６１０の下に任意選択的に配設されてもよい。
幾つかの実施形態において、図６Ａは、図２Ａ（及び図４Ａ）に対応することができる。具体的には、ウェーハ６０１はウェーハ２０１に対応する。下地層６０３は、下地層２０３に対応する。多層フォトレジストスタック６１０は、多層フォトレジストスタック６１０に対応する。ドライフォトレジスト層６１１は、ドライフォトレジスト層２１１に対応する。ウェットフォトレジスト層６１５は、ウェットフォトレジスト層２１５に対応する。ＡＲＣ層６１３は、ＡＲＣ層２１３に対応する。ウェットフォトレジスト層６１５は、ウェットフォトレジスト６１５’を含み、ウェットフォトレジスト６１５’の第１の層６１５とも称することに留意されたい。ドライフォトレジスト層６１１は、ドライフォトレジスト６１１’を含み、ドライフォトレジスト６１１’の第２の層６１１とも称する。
図５のプロセス５００は、次いで、多層フォトレジストスタックを、相対的に、空間的に変化するドーズ量の化学線を含む第１のパターンの化学線に露光することによって、ステップＳ５２０に進む。第１のパターンの化学線は、高ドーズ領域、中ドーズ領域、及び低ドーズ領域を含む。特に、多層フォトレジストスタック及び第１のパターンの化学線は、多層フォトレジストスタックを第１のパターンの化学線に露光した後に、高ドーズ領域において、第１の層及び第２の層の両方の現像性を変化させ、中ドーズ領域において、第１の層の現像性を変化させる一方で、第２の層の現像性は変化させず、低ドーズ領域において、第１の層及び第２の層の両方の現像性を変化させないように、構成される。
図６Ｂは、ステップＳ５２０の幾つかの実施形態を示すことができる。二層フォトレジストスタック６１０を形成した後、二層フォトレジストスタック６１０は、第１のパターンの化学線に露光される。第１のパターンの化学線のドーズ勾配を、点線の変化する密度によって表している。示すように、第１のパターンの化学線は、高ドーズ領域６６１、中ドーズ領域６６３、及び低ドーズ領域６６５等の、相対的に、空間的に変化するドーズ量の化学線を含むことができる。放射線の高ドーズ領域６６１は、例えば現像性を変化させることによって、ウェットフォトレジスト層６１５及びドライフォトレジスト層６１１の両方に影響を及ぼすのに十分なエネルギーを有する。中ドーズ領域６６３は、ウェットフォトレジスト層６１５に影響を及ぼすことができるが、それらの位置の下のドライフォトレジスト層６１１に影響を及ぼすには不十分なドーズ量を有する。低ドーズ領域６６５は、ウェットフォトレジスト層６１５又はドライフォトレジスト層６１１のどちらか一方に影響を及ぼすには不十分な放射線を有するか、又は放射線を有さない（例えば、無ドーズ領域）。非限定的な実施例において、ドーズ勾配は、図６Ｂの基板セグメントにわたる露光の強度を表す波形を示す図６Ｂ’に示すような、ＸＺ平面において本質的に又は実質的に正弦波のプロフィルを含む。
更に、ウェットフォトレジスト層６１５及びドライフォトレジスト層６１１は、同じ波長（第１の波長とも称する）の化学線に対して感応するよう構成することができる。例えば、同じ波長は、１０～１２４ナノメートルの間、例えば１３．５ナノメートルとすることができる。言い換えれば、第１のパターンの化学線は、ＥＵＶ放射線のパターンを含むことができる。
図６Ｃにおいて、二層フォトレジストスタック６１０が現像される。第１に、ウェットフォトレジスト層６１５は、好ましくは対応する液体現像剤を用いて、ウェットエッチング又はドライエッチング等の第１の現像プロセスによって現像されて、第１のレリーフパターン６３０を形成する。次に、ドライフォトレジスト層６１１は、ウェットエッチング（例えば、現像液を用いる）又はドライエッチング（例えば、プラズマエッチング、イオンビームエッチング、若しくは反応性イオンエッチング）等の第２の現像によって、現像されて、第２のレリーフパターン６４０を形成する。第１のレリーフパターン６３０及び第２のレリーフパターン６４０は共に、単一の露光（即ち、第１のパターンの化学線）により形成される組み合わされたレリーフパターンを形成することに留意されたい。
非限定的な実施例において、ウェットフォトレジスト層６１５及びドライフォトレジスト層６１１は両方共、ポジ型レジスト材料を含む。その結果、高ドーズ領域６６１及び中ドーズ領域６６３では、ウェットフォトレジスト層６１５が第１の現像プロセスによって除去され、高ドーズ領域６６１では、ドライフォトレジスト層６１１が第２の現像プロセスによって除去される。結果として、下地層６０３の一部が露出する。その上、３つの材料（即ち、ウェットフォトレジスト６１５’、ドライフォトレジスト６１１’、及び第３の材料６０３’）が曝露され、上方視又は方向性エッチングの視点からアクセス可能である。
加えて、幾つかの実施形態において、ウェットフォトレジスト層６１５とドライフォトレジスト層６１１との間の１つ以上の中間層（例えば、ＡＲＣ層６１３）は、ドライフォトレジスト層６１１が現像される前に、第１のレリーフパターン６３０をエッチングマスクとして用いてエッチング又は現像される。
その後、図４Ｃ’～４Ｅ’について説明したものと同様に、更なるマスキング及びパターニングを実行することができる。幾つかの実施形態において、選択的パターニングプロセスを、ウェットフォトレジスト６１５’、ドライフォトレジスト６１１’、及び第３の材料６０３’のうちの１つ又は２つの非被覆部に対して実行することができる。幾つかの実施形態において、パターン層が基板６００上に形成されて、基板６００の特定の領域を選択的パターニングプロセスから保護することができる。例えば、図６Ｄにおいて、パターン層６０６（例えば、別のレリーフパターン又は後続のマスク）が基板６００上に形成されて、組み合わされたレリーフパターンの選択された部分（例えば、６１１ａ）を開口させることができる。
その後、様々なパターニングプロセスが可能になる。一実施例（図６Ｅ）において、図６Ｄの基板６００を用いて、ドライフォトレジスト６１１’の追加部分（例えば、非被覆部分６１１ａ）を除去することができる。結果として、第３の材料６０３’は、更に、（６０３ａによって示すように）露出する。別の実施例（図６Ｅｉ）において、第４の材料６０８’が、ドライフォトレジスト６１１’の非被覆部分（例えば、６１１ａ）のみに選択的に堆積される。更に別の実施例（図６Ｅｉｉ）において、第３の材料６０３’の非被覆部（例えば、６０３ａ）が選択的にエッチングされ、カット又は開口（例えば、６５７ａ）が下地層６０３に形成される。したがって、パターンの一部（例えば、組み合わされたレリーフパターン及びパターン層６０６）が、下地層６０３に転写される。図６Ｅ、６Ｅｉ、及び６Ｅｉｉは、パターニングオプションのほんの数例である。正しく認識することができるように、任意の数の追加のパターニング技術が、本明細書の２つの異なるレジスト種の二層レジストスタック（例えば、６１０）と結合させることができる。
更に、幾つかの実施形態において、二層フォトレジストスタック６１０は、第２のパターンの化学線に露光され、現像されて、組み合わされたレリーフパターンに変化をもたらすことができる。第２のパターンの化学線は、パターン層６０６と共に、又はそれを欠いて実行されてもよい。第２のパターンの化学線は、選択的パターニングプロセスの前又は後に実行されてもよい。幾つかの実施形態において、ウェットフォトレジスト６１５’及びドライフォトレジスト６１１’のうちの少なくとも１つは、２つの異なる波長（例えば、１９８ｎｍ及び１３．５ｎｍ）に反応するよう構成される。第２のパターンの化学線は、したがって、第１の波長とは異なる波長を用いること、又は第１の波長と同じ波長を用いることを含んでもよい。
これまでの説明において、処理システムの特定の幾何学的形状、及び用いられる各種の構成要素及び処理の記述等、具体的な詳細を記載してきた。しかしながら、本明細書における技法がこれらの具体的な詳細とは異なる他の実施形態で実施されてよいこと、及びそのような詳細は説明目的であって限定するためのものではないことを理解されたい。本明細書に開示する複数の実施形態について添付の図面を参照しながら説明してきた。同様に、説明目的で、理解を徹底すべく特定の数、材料、及び構成を示してきた。しかし、複数の実施形態が、そのような特定の詳細事項が無くても実施され得る。実質的に同一の機能的構造を有する要素を同様の参照符号で示しているため、冗長な記述が省略されている場合がある。
様々な実施形態の理解を助けるべく、様々な技術を複数の動作として説明してきた。記述の順序を、これらの動作が必然的に順序に依存するものとして解釈すべきではない。実際、これらの動作は提示する順序で実行されなくてもよい。記述した動作が記述した実施形態とは異なる順序で実行されてよい。追加的な実施形態において様々な追加的な動作が実行されてよく、及び／又は記述した動作が省略されてもよい。
本明細書で用いる「基板」又は「ウェーハ」は一般に、本発明に従い処理される物体を指す。基板は、素子、特に半導体又は他の電子素子の任意の材料部分又は構造を含んでいてよく、例えば、半導体ウェーハ等のベース基板構造、レチクル、又は薄膜等のベース基板構造に載る又は被さる層であってよい。したがって、基板は、一切の特定のベース構造、パターニングされた又はパターニングされていない下地層又は被覆層に限定されず、あらゆるそのような層又はベース構造、及び複数の層及び／又はベース構造の任意の組み合わせを含むことを想定している。本明細書の記述は特定の種類の基板に言及する場合があるが、これは説明目的に過ぎない。
基板は、シリコン（Ｓｉ）基板、ゲルマニウム（Ｇｅ）基板、シリコン－ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）基板、及び／又はシリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板等の任意の適切な基板とすることができる。基板は、半導体材料、例えば、ＩＶ族半導体、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体、又はＩＩ－ＶＩ族酸化物半導体を含んでもよい。ＩＶ族半導体は、Ｓｉ、Ｇｅ、又はＳｉＧｅを含んでもよい。基板は、バルクウェーハ又はエピタキシャル層であってもよい。
当業者には、本発明と同じ目的を実現しながら、上で説明した技術の動作に多くの変形を行い得ることも理解されよう。このような変形は本開示の範囲に含まれるものと意図している。このように、本発明の複数の実施形態に関する以上の記述は限定を意図するものではない。むしろ、本発明の複数の実施形態に対する限定は以下の請求項に示されている。

Claims (60)

  1. 基板にパターンを形成する方法であって、
    基板上に多層フォトレジストスタックを形成するステップであって、前記多層フォトレジストスタックは、気相成膜によって堆積されたドライフォトレジスト層、およびスピンオン成膜によって堆積されたウェットフォトレジスト層を有し、前記ウェットフォトレジスト層は、前記ドライフォトレジスト層の上部に配置される、ステップと、
    第１の波長の化学線の第１のパターンに対する露光、および第１の現像プロセスを用いた前記ウェットフォトレジスト層の現像可能部分の現像により、前記ウェットフォトレジスト層に第１のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第１のレリーフパターンは、前記ドライフォトレジスト層の一部を未被覆にさせる、ステップと、
    第２の波長の化学線の第２のパターンに対する露光、および第２の現像プロセスを用いた前記ドライフォトレジスト層の現像可能部分の現像により、前記ドライフォトレジスト層に第２のレリーフパターンを形成するステップであって、前記ドライフォトレジスト層の前記現像可能部分は、前記化学線の第２のパターンと前記第１のレリーフパターンの組み合わせにより定められ、前記第１のレリーフパターンおよび前記第２のレリーフパターンは、相互に組み合わされたレリーフパターンを形成する、ステップと、
    を有する、方法。
  2. 前記第１の波長は、１２４から４００ナノメートルの間である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記第１の波長は、１９８ナノメートルである、請求項２に記載の方法。
  4. 前記第２の波長は、１０から１２４ナノメートルの間である、請求項１に記載の方法。
  5. 前記第２の波長は、１３．５ナノメートルである、請求項４に記載の方法。
  6. 前記ウェットフォトレジスト層は、前記第１の波長の化学線が前記第１の現像プロセスに対して前記ウェットフォトレジスト層の現像性を変化させるという点で、前記第１の波長の前記化学線に感応する、請求項１に記載の方法。
  7. 前記ドライフォトレジスト層は、前記第２の波長の前記化学線が前記第２の現像プロセスに対して前記ドライフォトレジスト層の現像性を変化させるという点で、前記第２の波長の化学線に感応する、請求項１に記載の方法。
  8. 前記化学線の第２のパターンの少なくとも１つの露光領域は、露光中に前記第１のレリーフパターンと部分的に重なるよう構成される、請求項１に記載の方法。
  9. 前記少なくとも１つの露光領域の、前記第１のレリーフパターンによって覆われている前記ドライフォトレジスト層の部分の現像性は、前記第２の現像プロセスに対して変化しない、請求項８に記載の方法。
  10. 前記少なくとも１つの露光領域の、前記第１のレリーフパターンによって覆われていない前記ドライフォトレジスト層の部分の現像性は、前記第２の現像プロセスに対して変化する、請求項８に記載の方法。
  11. 前記第２の現像プロセスは、前記ドライフォトレジスト層の前記現像可能部分を気相除去するステップを有し、または液体現像剤を用いて、前記ドライフォトレジスト層の前記現像可能部分を除去するステップを有する、請求項１に記載の方法。
  12. 前記第１のレリーフパターンを形成するステップは、アンチスペーサプロセスによって開口を形成するステップを有する、請求項１に記載の方法。
  13. 前記第１のレリーフパターンを形成するステップは、マルチライン層を形成するステップを有し、
    前記マルチライン層は、前記ウェットフォトレジスト層および第３の材料を含み、該第３の材料は、前記ウェットフォトレジスト層および前記ドライフォトレジスト層に対して異なるエッチング抵抗性を有する、請求項１に記載の方法。
  14. さらに、前記第１のレリーフパターン、前記第２のレリーフパターン、および該第２のレリーフパターンの下側に配置された下地層のうちの１つの未被覆部分に、第４の材料を選択的に堆積させるステップを有する、請求項１に記載の方法。
  15. さらに、異方性エッチングプロセスを実施するステップを有し、前記ドライフォトレジスト層の下側に配置された下地層に、前記組み合わされたレリーフパターンが転写される、請求項１に記載の方法。
  16. 前記第１のレリーフパターンが前記ドライフォトレジスト層の一部を未被覆にさせるステップは、前記第１のレリーフパターンをエッチングマスクとして用いて、前記ウェットフォトレジスト層と前記ドライフォトレジスト層の間の１つ以上の中間層をエッチングするステップを有する、請求項１に記載の方法。
  17. 前記１つ以上の中間層をエッチングするステップは、反射防止コーティング層をエッチングするステップを有する、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記気相成膜は、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）、原子層堆積法（ＡＬＤ）、またはエピタキシャル成長法を含む、請求項１に記載の方法。
  19. 基板にパターンを形成する方法であって、
    スピンオン成膜によって基板上に第１のフォトレジスト膜を堆積させるステップであって、前記第１のフォトレジスト膜は、紫外（ＵＶ）放射線が特定の現像液に対して前記第１のフォトレジスト膜の溶解度を変化させるという点で、ＵＶ放射線に感応する、ステップと、
    気相成膜によって前記基板上に第２のフォトレジスト膜を堆積させるステップであって、前記第２のフォトレジスト膜は、極端紫外（ＥＵＶ）放射線に対する露光が特定の現像プロセスに対して前記第２のフォトレジスト膜の現像ポテンシャルを変化させるという点で、ＥＵＶ放射線に感応し、前記第２のフォトレジスト膜は、前記第１のフォトレジスト膜の下側に配置される、ステップと、
    ＵＶ放射線の第１のパターンに対する露光、および前記特定の現像液を用いた前記第１のフォトレジスト膜の可溶性部分の現像によって、前記第１のフォトレジスト膜に第１のレリーフパターンを形成し、前記第２のフォトレジスト膜の未被覆部分を含む前記第１のレリーフパターンを形成するステップと、
    ＥＵＶ放射線の第２のパターンに対する露光、および前記特定の現像プロセスを用いた前記第２のフォトレジスト膜の現像可能部分の現像によって、前記第２のフォトレジスト膜に第２のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第２のフォトレジスト膜の前記現像可能部分は、前記ＥＵＶ放射線の第２のパターンおよび前記第１のレリーフパターンに基づき、前記第１のレリーフパターンおよび前記第２のレリーフパターンは、ともに組み合わされたレリーフパターンを形成する、ステップと、
    を有する、方法。
  20. 前記ＵＶ放射線の第１のパターンに対する露光は、１９３ｎｍの波長の光を用いた露光を含み、
    前記ＥＵＶ放射線の第２のパターンに対する露光は、１３．５ｎｍの波長の光を用いた露光を含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 基板にパターンを形成する方法であって、
    基板上に多層フォトレジストスタックを形成するステップであって、前記多層フォトレジストスタックは、スピンオン成膜によって堆積されたウェットフォトレジストの第１の層、および気相成膜によって堆積されたドライフォトレジストの第２の層を有し、前記第１の層は、前記第２の層の上側に配置される、ステップと、
    第１の波長の化学線の第１のパターンに対する露光、および第１の現像プロセスを用いた前記第１の層の現像可能部分の現像によって、前記第１の層に第１のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第１のレリーフパターンは、前記第２の層の一部を未被覆にさせる、ステップと、
    前記第１のレリーフパターンの多色層を形成するステップであって、前記多色層は、前記ウェットフォトレジスト、および第３の材料を有し、該第３の材料は、前記ウェットフォトレジストおよび前記ドライフォトレジストとは異なる、ステップと、
    前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの未被覆部分に対して、選択的パターニングプロセスを実施するステップと、
    を有する、方法。
  22. さらに、前記基板上にパターン化層を形成して、前記基板の選択された領域を前記選択的パターニングプロセスに暴露させるステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分に、第４の材料を選択的に堆積させるステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  24. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分を選択的にエッチングするステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  25. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分を、第４の材料で選択的に置換するステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  26. 前記多色層を形成するステップは、アンチスペーサプロセスを実施するステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  27. 前記アンチスペーサプロセスを実施するステップは、
    前記ウェットフォトレジストの開口をオーバーコート材料で充填するステップと、
    前記ウェットフォトレジストの境界にわたって溶解度シフト剤を拡散させるステップと、
    前記ウェットフォトレジストの現像可能部分または前記オーバーコート材料の現像可能部分を現像するステップと、
    を有する、請求項２６に記載の方法。
  28. 前記多色層は、マルチライン層を有し、該マルチライン層は、交互に配置され相互に離間された、前記ウェットフォトレジストのラインおよび前記第３の材料のラインを含み、前記ドライフォトレジストの一部は、未被覆のままにされる、請求項２１に記載の方法。
  29. さらに、第２の波長の化学線の第２のパターンに対する露光、および第２の現像プロセスを用いた前記第２の層の現像可能部分の現像により、前記第２の層に第２のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第２の層の前記現像可能部分は、前記化学線の第２のパターンおよび前記第１のレリーフパターンの組み合わせにより定められ、前記第１のレリーフパターンおよび前記第２のレリーフパターンは、ともに組み合わされたレリーフパターンを形成する、ステップを有する、請求項２１に記載の方法。
  30. 前記第２の波長は、１０から１２４ナノメートルの間である、請求項２９に記載の方法。
  31. 前記第２の波長は、１３．５ナノメートルである、請求項３０に記載の方法。
  32. 前記第２の層は、前記第２の波長の化学線が前記第２の現像プロセスに対して前記第２の層の現像性を変化させるという点で、前記第２の波長の前記化学線に感応する、請求項２９に記載の方法。
  33. 前記第２の現像プロセスは、前記第２の層の前記現像可能部分を気相除去するステップを有し、または液体現像剤を用いて前記第２の層の前記現像可能部分を除去するステップを有する、請求項２９に記載の方法。
  34. 前記ドライフォトレジストの前記未被覆部分は、前記組み合わされたレリーフパターンの上部に形成された第３のレリーフパターンを用いて、部分的に被覆される、請求項２９に記載の方法。
  35. 前記第１の波長は、１２４から４００ナノメートルの間である、請求項２１に記載の方法。
  36. 前記第１の波長は、１９８ナノメートルである、請求項３５に記載の方法。
  37. 前記第１の層は、前記第１の波長の化学線が前記第１の現像プロセスに対する前記第１の層の現像性を変化させるという点で、前記第１の波長の前記化学線に感応する、請求項２１に記載の方法。
  38. 前記選択的パターニングプロセスは、前記ドライフォトレジストの前記未被覆部分に対して実施される、請求項２１に記載の方法。
  39. 基板にパターンを形成する方法であって、
    スピンオン成膜によって基板上に第１のフォトレジスト膜を堆積させるステップであって、前記第１のフォトレジスト膜は、紫外（ＵＶ）放射線が特定の現像液に対して前記第１のフォトレジスト膜の溶解度を変化させるという点で、ＵＶ放射線に感応する、ステップと、
    気相成膜によって前記基板上に第２のフォトレジスト膜を堆積させるステップであって、前記第２のフォトレジスト膜は、極端紫外（ＥＵＶ）放射線に対する露光が特定の現像プロセスに対して前記第２のフォトレジスト膜の現像ポテンシャルを変化させるという点で、ＥＵＶ放射線に感応し、前記第２のフォトレジスト膜は、前記第１のフォトレジスト膜の下側に配置される、ステップと、
    ＵＶ放射線の第１のパターンに対する露光、および前記特定の現像液を用いた前記第１のフォトレジスト膜の可溶性部分の現像により、前記第１のフォトレジスト膜に第１のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第１のレリーフパターンを形成するステップは、アンチスペーサプロセスにより多色層を形成するステップを有し、前記多色層は、前記第１のフォトレジスト膜、および第３の材料を含み、該第３の材料は、前記第１のフォトレジスト膜および前記第２のフォトレジスト膜とは異なる、ステップと、
    ＥＵＶ放射線の第２のパターンに対する露光、および前記特定の現像プロセスを用いた前記第２のフォトレジスト膜の現像可能部分の現像により、前記第２のフォトレジスト膜に第２のレリーフパターンを形成するステップであって、前記第２のフォトレジスト膜の前記現像可能部分は、前記ＥＵＶ放射線の第２のパターンおよび前記第１のレリーフパターンに基づき、前記第２のレリーフパターンは、下地層の一部を未被覆にさせ、前記第１のレリーフパターンおよび前記第２のレリーフパターンは、ともに組み合わされたレリーフパターンを形成する、ステップと、
    前記第１のレリーフパターン、前記第２のレリーフパターン、および前記下地層のうちの１つの未被覆部分に、第４の材料を選択的に堆積させるステップと、
    を有する、方法。
  40. 前記ＵＶ放射線の第１のパターンに対する前記露光は、１９３ナノメートルの波長の光を用いる露光を含み、
    前記ＥＵＶ放射線の第２のパターンに対する前記露光は、１３．５ナノメートルの波長の光を用いる露光を含む、請求項３９に記載の方法。
  41. 基板にパターンを形成する方法であって、
    基板上に多層フォトレジストスタックを形成するステップであって、前記多層フォトレジストスタックは、スピンオン成膜によって堆積されたウェットフォトレジストの第１の層、および気相成膜によって堆積されたドライフォトレジストの第２の層を有し、前記第１の層は、前記第２の層の上部に配置される、ステップと、
    化学線の第１のパターンで前記多層フォトレジストスタックを露光するステップであって、前記化学線は、相対的に、空間的に変化するドーズ量を有し、前記化学線の第１のパターンは、高ドーズ領域、中ドーズ領域、および低ドーズ領域を含む、ステップと、
    を有し、
    前記多層フォトレジストスタックおよび前記化学線の第１のパターンは、前記多層フォトレジストスタックを前記化学線の第１のパターンに露光した後、
    前記高ドーズ領域において、前記第１の層および前記第２の層の両方の現像性が変化し、
    前記中ドーズ領域において、前記第１の層の現像性が変化する一方で、前記第２の層の現像性は変化せず、
    前記低ドーズ領域において、前記第１の層および前記第２の層の両方の現像性が変化しない
    ように構成される、方法。
  42. 前記第１の層および前記第２の層は、同じ波長の化学線に対して感応する、請求項４１に記載の方法。
  43. 前記同じ波長は、１０から１２４ナノメートルの間である、請求項４２に記載の方法。
  44. 前記同じ波長は、１３．５ナノメートルである、請求項４３に記載の方法。
  45. さらに、
    前記第１の層を現像して第１のレリーフパターンを形成するステップと、
    前記第２の層を現像して第２のレリーフパターンを形成し、その結果、第３の材料の下地層の未被覆部分を生じさせるステップであって、前記第１のレリーフパターンおよび前記第２のレリーフパターンは、ともに組み合わされたレリーフパターンを形成する、ステップと、
    を有する、請求項４１に記載の方法。
  46. さらに、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの未被覆部分に対して、選択的パターニングプロセスを実施するステップを有する、請求項４５に記載の方法。
  47. さらに、前記基板上にパターン化層を形成して、前記基板の選択された領域を前記選択的パターニングプロセスに暴露させるステップを有する、請求項４６に記載の方法。
  48. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分に、第４の材料を選択的に堆積させるステップを有する、請求項４６に記載の方法。
  49. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分を選択的にエッチングするステップを有する、請求項４６に記載の方法。
  50. 前記選択的パターニングプロセスを実施するステップは、前記ウェットフォトレジスト、前記ドライフォトレジスト、および前記第３の材料のうちの１つまたは２つの前記未被覆部分を、第４の材料で選択的に置換するステップを有する、請求項４６に記載の方法。
  51. さらに、異方性エッチングによって、前記組み合わされたレリーフパターンを前記下地層に転写するステップを有する、請求項４６に記載の方法。
  52. 前記選択的パターニングプロセスは、前記ドライフォトレジストの前記未被覆部分に対して実施される、請求項４６に記載の方法。
  53. さらに、前記第１のレリーフパターンをエッチングマスクとして用い、前記第１の層と前記第２の層の間の１つ以上の中間層をエッチングするステップを有する、請求項４５に記載の方法。
  54. 前記１つ以上の中間層をエッチングするステップは、反射防止コーティング層をエッチングするステップを有する、請求項５３に記載の方法。
  55. さらに、前記多層フォトレジストスタックを化学線の第２のパターンで露光するステップを有する、請求項４５に記載の方法。
  56. 前記第１の層を現像するステップは、前記第１の層の現像可能部分を気相除去するステップを有し、または液体現像剤を用いて前記第１の層の現像可能部分を除去するステップを有し、
    前記第２の層を現像するステップは、前記第２の層の現像可能部分を気相除去するステップを有し、または液体現像剤を用いて前記第２の層の現像可能部分を除去するステップを有する、請求項４５に記載の方法。
  57. 前記多層フォトレジストスタックを前記化学線の第１のパターンに露光した後、
    前記高ドーズ領域および前記中ドーズ領域において、前記第１の層は、現像可能になるよう構成され、
    前記高ドーズ領域において、前記第２の層は、現像可能になるよう構成される、請求項４１に記載の方法。
  58. 前記化学線の第１のパターンは、前記基板の加工表面に対して垂直な平面において、実質的に正弦波となるドーズ勾配（gradient）を有する、請求項４１に記載の方法。
  59. 基板にパターンを形成する方法であって、
    基板上に多層フォトレジストスタックを形成するステップであって、前記多層フォトレジストスタックは、気相成膜によって堆積されたドライフォトレジスト層、およびスピンオン成膜によって堆積されたウェットフォトレジスト層を有し、前記ウェットフォトレジスト層は、前記ドライフォトレジスト層の上部に配置される、ステップと、
    前記多層フォトレジストスタックを化学線のパターンに露光するステップであって、前記化学線のパターンは、前記基板上の空間位置において、高ドーズ領域、中ドーズ領域、および低ドーズ領域を含む、化学線の異なる相対ドーズ量を有する、ステップと、
    を有し、
    前記多層フォトレジストスタックの組成は、前記化学線のパターンに対する暴露の結果として、
    前記高ドーズ領域において、前記ドライフォトレジスト層および前記ウェットフォトレジスト層の両方の現像性が変化せず、
    前記中ドーズ領域において、前記ウェットフォトレジスト層の現像性が変化する一方で、前記ドライフォトレジスト層の現像性は変化せず、
    前記低ドーズ領域において、前記ドライフォトレジスト層および前記ウェットフォトレジスト層の両方の現像性が変化する
    ように選定される、方法。
  60. 前記ウェットフォトレジスト層および前記ドライフォトレジスト層の両方は、１３．５ｎｍの波長の光を用いた化学線に対して感応する、請求項５９に記載の方法。
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