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特開2024-138263リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024138263
(43)【公開日】2024-10-08
(54)【発明の名称】リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20241001BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 501
G03F7/20 521
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024095077
(22)【出願日】2024-06-12
(62)【分割の表示】P 2022527671の分割
【原出願日】2020-11-18
(31)【優先権主張番号】62/937,712
(32)【優先日】2019-11-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】ベンチャー， クリストファー デニス
(57)【要約】 （修正有）
【課題】単一のリソグラフィ工程で解像度が強化されたリソグラフィプロセスを実行することができるリソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法を提供する。
【解決手段】パターニングシステム１５０は、画像形成デバイス１２０、反応性層１１０を含み、単一の工程でリソグラフィパターンを生成することを可能にする。リソグラフィ装置１００は、パターニングシステム、光学システム１０３を含み、画像形成デバイスとともに複数の波長の光を使用して、反応性層上に複数のカラーパターンを作成する。パターニングする方法は、反応性層を複数の波長の光に露光することを含む。種々の領域に放出される光の波長に応じて、光は、反応性層の異なる領域で異なる反応をする。方法及び装置は、１つの画像形成デバイス及び１回のリソグラフィ工程のみを必要とする。
【選択図】図１
【解決手段】パターニングシステム１５０は、画像形成デバイス１２０、反応性層１１０を含み、単一の工程でリソグラフィパターンを生成することを可能にする。リソグラフィ装置１００は、パターニングシステム、光学システム１０３を含み、画像形成デバイスとともに複数の波長の光を使用して、反応性層上に複数のカラーパターンを作成する。パターニングする方法は、反応性層を複数の波長の光に露光することを含む。種々の領域に放出される光の波長に応じて、光は、反応性層の異なる領域で異なる反応をする。方法及び装置は、１つの画像形成デバイス及び１回のリソグラフィ工程のみを必要とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リソグラフィ装置であって、
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
２つ以上の波長で光を放出することが可能な光源システム、及び
前記光源システムによって生成された前記２つ以上の波長の光を受容し、前記光源システムから受容した前記２つ以上の波長で２つ以上の光画像を生成することが可能な画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
２つ以上の波長で光を放出することが可能な光源システム、及び
前記光源システムによって生成された前記２つ以上の波長の光を受容し、前記光源システムから受容した前記２つ以上の波長で２つ以上の光画像を生成することが可能な画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
【請求項2】
前記光源システムが、前記２つ以上の波長で光を放出するように構成された光源を備え、
前記画像形成デバイスが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備え、
前記ＤＭＤが、前記２つ以上の波長で前記光画像を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記画像形成デバイスが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備え、
前記ＤＭＤが、前記２つ以上の波長で前記光画像を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項3】
前記画像形成デバイスが、第１のＤＭＤ及び第２のＤＭＤを備え、
前記第１のＤＭＤが、前記２つ以上の波長のうちの第１の波長で光を投影するように構成され、
前記第２のＤＭＤが、前記２つ以上の波長のうちの第２の波長で光を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記第１のＤＭＤが、前記２つ以上の波長のうちの第１の波長で光を投影するように構成され、
前記第２のＤＭＤが、前記２つ以上の波長のうちの第２の波長で光を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項4】
前記画像形成デバイスが、第１のフォトマスク及び第２のフォトマスクを備え、
前記第１のフォトマスクが、前記２つ以上の波長のうちの第１の波長で光を投影するように構成され、
前記第２のフォトマスクが、前記２つ以上の波長のうちの第２の波長で光を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記第１のフォトマスクが、前記２つ以上の波長のうちの第１の波長で光を投影するように構成され、
前記第２のフォトマスクが、前記２つ以上の波長のうちの第２の波長で光を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項5】
前記光源システムが、前記２つ以上の波長で光を放出するように構成された光源を備え、
前記画像形成デバイスが、フォトマスクを備え、
前記フォトマスクが、前記２つ以上の波長で前記光画像を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記画像形成デバイスが、フォトマスクを備え、
前記フォトマスクが、前記２つ以上の波長で前記光画像を投影するように構成されている、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項6】
パターニングシステムであって、
画像形成デバイス、及び
反応性材料を含む反応性層であって、前記反応性材料が、
第１の領域と、
第２の領域とを含み、
前記画像形成デバイスが、前記第１の領域へ第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記第２の領域へ第２の波長の光を許容にするように構成されている、反応性層
を備えている、パターニングシステム。
画像形成デバイス、及び
反応性材料を含む反応性層であって、前記反応性材料が、
第１の領域と、
第２の領域とを含み、
前記画像形成デバイスが、前記第１の領域へ第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記第２の領域へ第２の波長の光を許容にするように構成されている、反応性層
を備えている、パターニングシステム。
【請求項7】
前記第１の領域が、
低線量領域、
中線量領域、及び
高線量領域
を含み、前記画像形成デバイスが、前記中線量領域よりも前記高線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記低線量領域よりも前記中線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成されている、請求項６に記載のパターニングシステム。
低線量領域、
中線量領域、及び
高線量領域
を含み、前記画像形成デバイスが、前記中線量領域よりも前記高線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記低線量領域よりも前記中線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成されている、請求項６に記載のパターニングシステム。
【請求項8】
前記反応性層がフォトレジストを含む、請求項７に記載のパターニングシステム。
【請求項9】
前記反応性材料が、第１の光酸発生剤（ＰＡＧ）及び第１の光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記第１のＰＡＧ及び前記第１のＰＢＧがそれぞれ前記第１の波長の光において光活性である、請求項８に記載のパターニングシステム。
【請求項10】
前記画像形成デバイスが、１つ又は複数のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を備えている、請求項８のパターニングシステム。
【請求項11】
前記画像形成デバイスが、１つ又は複数のフォトマスクを備えている、請求項８に記載のパターニングシステム。
【請求項12】
積層構造体をパターニングする方法であって、
前記積層構造体の上に反応性層を配置することと、
画像形成デバイスを通して、前記反応性層を複数の波長の光へ露光することであって、前記反応性層が、第１の領域及び第２の領域を含む反応性材料を含み、前記反応性層を露光することが、
前記第１の領域を第１の波長の光に露光すること、及び
前記第２の領域を第２の波長の光に露光すること
を含む、前記反応性層を複数の波長の光へ露光することと
を含む方法。
前記積層構造体の上に反応性層を配置することと、
画像形成デバイスを通して、前記反応性層を複数の波長の光へ露光することであって、前記反応性層が、第１の領域及び第２の領域を含む反応性材料を含み、前記反応性層を露光することが、
前記第１の領域を第１の波長の光に露光すること、及び
前記第２の領域を第２の波長の光に露光すること
を含む、前記反応性層を複数の波長の光へ露光することと
を含む方法。
【請求項13】
前記反応性層がフォトレジストを含み、前記画像形成デバイスが１つ又は複数のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記反応性材料が、第１の光酸発生剤（ＰＡＧ）及び第１の光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記第１のＰＡＧ及び前記第１のＰＢＧがそれぞれ前記第１の波長において活性である、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記反応性材料が、前記第２の波長で活性の第２のＰＢＧをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記第１の領域及び前記第２の領域を露光することが同時に行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項17】
前記第１の領域及び前記第２の領域を露光することが連続的に行われ、前記第１の領域及び前記第２の領域を露光することが１回以上繰り返される、請求項１２に記載の方法。
【請求項18】
前記反応性層がフォトレジストを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項19】
前記第１の領域及び前記第２の領域が少なくとも部分的に重複する、請求項１２に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の領域が、
低線量領域、
中線量領域、及び
高線量領域
を含み、前記画像形成デバイスが、前記中線量領域よりも前記高線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記低線量領域よりも前記中線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
低線量領域、
中線量領域、及び
高線量領域
を含み、前記画像形成デバイスが、前記中線量領域よりも前記高線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成され、
前記画像形成デバイスが、前記低線量領域よりも前記中線量領域においてより高い線量の前記第１の波長の光を許容するように構成されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項21】
積層構造体をパターニングする方法であって、
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおいて酸を発生させると同時に、発生した前記酸を含むパターン領域とは異なる、前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおいて塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
を含む方法。
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおいて酸を発生させると同時に、発生した前記酸を含むパターン領域とは異なる、前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおいて塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
を含む方法。
【請求項22】
前記第１のパターン領域が、前記第２の波長を有する前記第２の光に露光されない状態に留まると同時に、前記第２のパターン領域が、前記第１の波長を有する前記第１の光に露光されない状態に留まる、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおける前記酸が、前記高分子フォトレジスト材料上の保護基を除去する、請求項２１に記載の方法。
【請求項24】
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおける前記塩基が、前記高分子フォトレジスト材料上の保護基の脱保護を遮断する、請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
積層構造体をパターニングする方法であって、
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域において酸を発生させると同時に、前記反応性材料の前記第２のパターン領域において塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
処理プロセス中に前記反応性材料の前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域を現像液に曝露することと
を含む方法。
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域において酸を発生させると同時に、前記反応性材料の前記第２のパターン領域において塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
処理プロセス中に前記反応性材料の前記第１のパターン領域及び前記第２のパターン領域を現像液に曝露することと
を含む方法。
【請求項26】
前記処理プロセス中に、前記反応性材料の前記第１のパターン領域が除去され、前記反応性材料の前記第２のパターン領域が維持される、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
積層構造体をパターニングする方法であって、
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光し、前記反応性材料の、前記第１のパターン領域の一部である第３のパターン領域を前記第１の波長の前記第１の光及び前記第２の波長の前記第２の光に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域において酸を発生させると同時に、前記反応性材料の前記第２のパターン領域及び前記第３のパターン領域において塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
を含む方法。
前記積層構造体の上に反応性材料を配置することであって、当該反応性材料が、高分子フォトレジスト材料、光酸発生剤（ＰＡＧ）、及び光塩基発生剤（ＰＢＧ）を含み、前記ＰＡＧが、第１の波長で活性であり、前記ＰＢＧが、前記第１の波長と異なる第２の波長で活性である、反応性材料を配置することと、
前記反応性材料の第１のパターン領域を前記第１の波長の第１の光に、前記反応性材料の第２のパターン領域を前記第２の波長の第２の光に同時に露光し、前記反応性材料の、前記第１のパターン領域の一部である第３のパターン領域を前記第１の波長の前記第１の光及び前記第２の波長の前記第２の光に露光することと、
前記反応性材料の前記第１のパターン領域において酸を発生させると同時に、前記反応性材料の前記第２のパターン領域及び前記第３のパターン領域において塩基を発生させることと、
前記第１のパターン領域と前記第２のパターン領域との間の界面において前記酸及び前記塩基から中和ゾーンを生成することと
を含む方法。
【請求項28】
前記第１のパターン領域が、前記第２の波長を有する前記第２の光に露光されない状態に留まると同時に、前記第２のパターン領域が、前記第１の波長を有する前記第１の光に露光されない状態に留まる、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおける前記酸が、前記高分子フォトレジスト材料上の保護基を除去する、請求項２７に記載の方法。
【請求項30】
前記反応性材料の前記第１のパターン領域又は前記第２のパターン領域のうちの１つにおける前記塩基が、前記高分子フォトレジスト材料上の保護基の脱保護を遮断する、請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［０００１］本開示の実施形態は、装置及び方法に関し、より具体的には、リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法に関する。
【背景技術】
【0002】
［０００２］フォトリソグラフィ技術は、集積回路（ＩＣ）チップの製造において重要な役割を果たす。光投影リソグラフィの継続的な改善は、今までになく微細な積回路のフィーチャのプリントを可能とした。これにより、集積回路産業は、さらに強力でコスト効率の良い半導体デバイスを生産することが可能となった。
【0003】
［０００３］光リソグラフィ処理の分野では、感光性材料が、基板に施されて次いで乾燥させられる。光源又は放射線源を用いて、マスクを通して、適切な幾何学的パターンで感光性材料がコーティングされた基板を露光するために、露光ツールが利用される。露光後、ウエハを処理して、感光性材料に転写されたマスク画像を現像する。次いで、これらのマスキングパターンを使用して、回路のデバイスフィーチャを形成する。
【0004】
［０００４］単一の設計層のパターン解像度要件が、露光ツールの能力を超える場合、パターンをリソグラフィの複数回の反復に分割することによって、制限を回避できる場合がある。この策の１つの欠点は、多くのフォトリソグラフィパターンが、複数のステップで複数のマスクを使用し、１回目のパターニングの後に基板を取り除き、第２のマスクを追加することを必要とするため、リソグラフィプロセスが遅くなり、ユーザのコスト負担が増えることである。さらに、第２のマスクを配置するには、注意深く位置合わせを行うことが必要である。位置合わせエラーは、パターンの位置ずれをもたらす可能性があり、資源を浪費し、修正のために余分な時間を必要とする。
【0005】
［０００５］したがって、改善されたリソグラフィ方法が必要とされており、パターニングステップに必要とされている回数を減らすことが有益であろう。
【発明の概要】
【0006】
［０００６］本明細書の実施形態は、リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法を含む。本明細書で提供される装置及び方法は、複数のフォトレジスト適用、現像工程、エッチング工程を必要としたり、複数のマスクを必要とすることなく、単一のリソグラフィ工程で解像度が強化されたリソグラフィプロセスを実行することができる。
【0007】
［０００７］一実施形態では、リソグラフィ装置が提供され、リソグラフィ装置は、積層構造体を支持するように構成された基板支持体、２つ以上の波長で光を放出することが可能な光源システム、及び光源システムによって生成された２つ以上の波長の光を受容し、光源システムから受容した２つ以上の波長で２つ以上の光画像を生成することが可能な画像形成デバイスを含む。
【0008】
［０００８］別の実施形態では、画像形成デバイス及び感光性反応性層を含むパターニングシステムが提供される。反応性材料は、第１の領域及び第２の領域を含む。画像形成デバイスは、第１の領域へ第１の波長の光を許容するように構成され、画像形成デバイスは、第２の領域へ第２の波長の光を許容するように構成されている。
【0009】
［０００９］さらに別の実施形態では、積層構造体をパターニングする方法が提供され、この方法は、積層構造体の上に反応性層を配置することと、画像形成デバイスを通して、反応性層を複数の波長の光へ露光することとを含む。反応性層は、反応性材料を含む。反応性材料は、第１の領域及び第２の領域を含む。反応性層を露光することは、第１の領域を第１の波長の光に露光することと、第２の領域を第２の波長の光に露光することとを含む。
【0010】
［００１０］本開示の上述の特徴を詳細に理解することができるように、上記で簡単に要約された本開示のより具体的な説明は、実施形態を参照することによって得ることができる。そのうちの幾つかの実施形態は添付の図面で例示されている。しかし、添付図面は、例示的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容し得ることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係るリソグラフィ装置を示す。
【図2】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、積層構造体をパターニングするための方法工程のフロー図である。
【図3A】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の上面図を示す。
【図3B】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の側断面図を示す。
【図3C】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の上面図を示す。
【図3D】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の側断面図を示す。
【図3E】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の上面図を示す。
【図3F】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層の一部の側断面図を示す。
【図4A】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る反応性層に入射する第１の波長の光を示す。
【図4B】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る反応性層に入射する第１の波長の光を示す。
【図4C】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る反応性層に入射する第１の波長の光を示す。
【図5A-B】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、処理中の異なる段階における反応性層を含むワークピースの一部分の側断面図を示す。
【図6】本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、１つの処理段階において反応性層を含むワークピースの一部の上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［００２３］理解を容易にするために、可能な場合には、図面に共通する同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用した。さらなる記述がなくても、ある実施形態の要素及び特徴を他の実施形態に有利に組み込むことができるように意図されている。
【0013】
［００２４］本開示の実施形態は、リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法を含む。パターニングシステムは、複数の波長の光源、画像形成デバイス、及び光の複数の波長に対応する複数の挙動を有する反応性層を含む。パターニングシステムは、２つ以上の別個の波長で２つ以上の別個のリソグラフィパターンを生成することを可能にする。リソグラフィ装置は、パターニングシステム及び光学システムを含む。リソグラフィ装置は、複数の波長の光を使用する。これらの光は、反応性層に複数のパターン及び／又は画像を形成するために、画像形成デバイスによって個別に方向付けることができる。パターニングする方法は、反応性層を複数の波長の光に露光することを含む。種々の波長の光が、反応性層の種々の領域に露光される。反応性層の種々の領域は、露光された光の波長に応じて異なる反応をする。本明細書に開示された方法及び装置は、１回のリソグラフィ工程のみを必要とする。さらに、単一の照射操作を使用することにより、複数のステップで複数のマスクを位置合わせする必要性が低減し、リソグラフィの時間が短縮される。本明細書の実施形態は、反応性層の２つの異なる部分に複数の波長の光を供給するように構成されたリソグラフィ装置において有用であり得るが、これに限定されない。
【0014】
［００２５］図１は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係るリソグラフィ装置１００を示す。リソグラフィ装置１００は、下方の積層構造体１１７へ複数の異なる波長の画像を放出するように構成されている。リソグラフィ装置１００は、ラスタビーム構造又はマルチビームアレイ構造のいずれかの、マスクベースリソグラフィツール又はマスクレス（直接書込み）リソグラフィツールのような当技術分野で使用される任意のリソグラフィツールであってもよいが、これらに限定されない。
【0015】
［００２６］図示のように、リソグラフィ装置１００は、光学システム１０３、パターニングシステム１５０、基板支持体１１６、及びコントローラ１９０を含む。基板支持体１１６は、積層構造体１１７を支持するように構成されている。基板支持体１１６は、支持アクチュエータ１１８に取り付けられる。支持アクチュエータ１１８は、基板支持体１１６を三次元空間内の任意の場所に移動させるように構成されている。例えば、基板支持体１１６は、リソグラフィ装置１００の外部のロボット（図示せず）から積層構造体１１７を受け入れるように下降される。
【0016】
［００２７］積層構造１１７は、様々な半導体デバイス、プリント回路基板、フラットパネルディスプレイ、及び／又は他のＭＥＭＳ、光学デバイスなどのためのワークピースとして使用される。図示のように、積層構造体１１７は基板１１５を含む。基板１１５は、当技術分野で使用される任意の基板であり得る。例えば、基板１１５は、半導体材料（例えば、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、及び／又はヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）のようなＩＩＩ－Ｖ族半導体）を含む。別の例では、基板１１５は、透明材料（例えば、ガラス及び／又はプラスチック）を含む。基板１１５は、その上に任意の数の絶縁層、半導体層、又は金属層を有してもよい。
【0017】
［００２８］光学システム１０３は、下方の積層構造体１１７上に光の複数の個別の波長の画像を放出し、それらを制御するように構成されている。図示のように、光学システム１０３は、１つ又は複数の投影レンズ１０５及び光源システム１３０を含む。光源システム１３０は、複数の波長（例えば、２つの波長）で光を放出するように構成されている。光源システムによって放出される波長は、電磁システム内であればどこであってもよい（例えば、紫外線（ＵＶ）光、可視光、又は赤外線（ＩＲ）光）。光源システムは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、約２４０ｎｍから約２５０ｎｍの第１の波長（例えば、深紫外線（ＤＵＶ）光）及び約３００ｎｍから約３７５ｎｍの第２の波長（例えば、ＵＶ又はｉ線光）の光を放出する。光の波長は、以下により詳細に記載されるように、反応性層内部の感光性反応物に応じて当業者によって選択される。
【0018】
［００２９］光源システム１３０は、単一の光源、又は複数の光源（例えば、第１の光源及び第２の光源）を含み得る。第１の光源及び第２の光源は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、第１の波長及び第２の波長の光を放出するように構成されている。光源システム１３０は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、光の波長を連続的に放出する単一の光源を含む。光源は、当技術分野で使用される任意の光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード、垂直共振器面発光レーザダイオード（ＶＣＳＥＬ）、エキシマレーザ（フッ化クリプトン（ＫｒＦ）又はフッ化アルゴン（ＡｒＦ）レーザなど）、周波数逓倍レーザ（１．０６μｍの周波数ネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２）［Ｎｄ：ＹＡＧ］レーザ、３５３ｎｍに３倍された周波数又は２６６ｎｍに４倍３倍された周波数など）、約３６５ｎｍと約４０５ｎｍとの間で交互する代替的バンドパスフィルタを有する従来の水銀ハロゲンランプ、又は反応性層内の複数の感光性反応物の挙動に一致する他の光源の組み合わせ）であってもよい。
【0019】
［００３０］１つ又は複数の投影レンズ１０５は、当技術分野で使用される任意の投影レンズ（例えば、球面レンズ、円柱レンズ）であってもよく、その上に任意の適切な層又はコーティングを含む。光学システム１０３は、下方のパターニングシステム１５０に光源システム１３０の焦点を合わせるために、ビームスプリッタ（図示せず）をさらに含み得る。ビームスプリッタは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、複数の光源から放出された光を単一の投影レンズ上に集束させ、投影レンズは、光をパターニングシステム１５０上に集束させる。複数の光源から放出された光は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、１つ又は複数の投影レンズ１０５によって集束され、投影レンズは、光をパターニングシステム１５０上に集束させる。
【0020】
［００３１］パターニングシステム１５０は、積層構造体１１７上に所望のパターンをパターニングするように構成されている。図示のように、パターニングシステム１５０は、画像形成デバイス１２０と反応性層１１０とを含む。画像形成デバイス１２０は、フォトリソグラフィ用に当該技術分野で使用される任意のものであってもよい。画像形成デバイス１２０は、所定の領域で光の通過を許容するように構成されている。画像形成デバイス１２０は、フォトマスク、仮想マスク、及び／又はデジタルマスク（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micro Mirror Device）のような空間光変調器）のような、リソグラフィ用に当該技術分野で使用される任意のマスクを含み得る。画像形成デバイス１２０は、任意の数又は組み合わせのマスク、例えば、２つの異なるカラーブロッキングパターンを有する１つのマスク、又は２つのフォトマスクを含み得る。
【0021】
［００３２］画像形成デバイス１２０は、光源システム１３０によって生成された２つ以上の波長の光を受容し、受容した２つ以上の波長で２つ以上の光画像を生成するように動作可能である。画像形成デバイス１２０は、任意の数の領域を含むことができ、各領域は、反応性層１１０の特定の部分への光を許容するように構成されている。幾つかの実施形態では、画像形成デバイス１２０は、複数のフォトマスクを含み、各フォトマスクは異なる波長の光を受容するように構成されている。幾つかの実施形態では、画像形成デバイス１２０は、マルチカラーマスクを含み、マルチカラーマスクは、マスクの特定の部分で特定の波長を吸収すると同時に、マスクの同じ部分で他の波長の透過を許容する。幾つかの実施形態では、画像形成デバイス１２０は、複数のフォトマスク層を含み、各フォトマスク層は異なる波長の光を送るように構成されている。
【0022】
［００３３］画像形成デバイス１２０は、本明細書に記載されかつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、１つ又は複数のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を含む。１つ又は複数のＤＭＤは、仮想マスクを形成するように構成される。幾つかの実施形態では、複数のカラー画像が組み合わされて、１つ又は複数の複合画像が作成される。
【0023】
［００３４］幾つかの実施形態では、１つ又は複数の追加の投影レンズ（図示せず）が、画像形成デバイス１２０と反応性層１１０との間に配置される。１つ又は複数の追加の投影レンズは、画像形成デバイス１２０を通過する光を、画像形成デバイスの下方に配置された反応性層１１０上にさらに集束させる。
【0024】
［００３５］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、２つのフォトマスクを含む画像形成デバイス１２０、及び２つの光源と、ビームスプリッタと、投影レンズとを含む光源システム１３０を含み、ビームスプリッタは、２つの光源から放出された光を投影レンズ上に集束させる。
【0025】
［００３６］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、２つのフォトマスクを含む画像形成デバイス１２０、及び２つの光源と２つの投影レンズとを含む光源システム１３０を含み、２つの光源から放射された光は、それぞれ投影レンズのうちの一方に集束される。
【0026】
［００３７］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、２つの仮想マスク（例えば、２つのＤＭＤ）を含む画像形成デバイス１２０、及び２つの光源と、ビームスプリッタと、投影レンズとを含む光源システム１３０を含み、ビームスプリッタは、２つの光源から放出された光を投影レンズ上に集束させる。
【0027】
［００３８］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、２つの仮想マスク（例えば、２つのＤＭＤ）を含む画像形成デバイス１２０、及び２つの光源と２つの投影レンズとを含む光源システム１３０を含み、２つの光源から放射された光は、それぞれ投影レンズのうちの一方に集束される。
【0028】
［００３９］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、仮想マスク（例えば、ＤＭＤ）を含む画像形成デバイス１２０、及び光源システム１３０を含み、光源システムは、種々の波長の光を連続的に放出する単一の光源を含む。
【0029】
［００４０］１つ又は複数の実施形態では、リソグラフィ装置１００は、マルチカラーマスクを含む画像形成デバイス１２０、光学デバイス１０４、及び光源システム１３０を含み、光源システムは、種々の波長の光を連続的に放出する単一の光源を含む。
【0030】
［００４１］コントローラ１９０は、リソグラフィ装置１００を制御かつ自動化するように構成されている。図示のコントローラ１９０は、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）、メモリ（図示せず）、及びサポート回路（又はＩ／Ｏ）（図示せず）を含む。ＣＰＵは、様々なプロセス及びハードウェア（例えば、パターン生成器、モータ、及び他のハードウェア）を制御し、プロセス（例えば、処理時間、及び基板の位置又は場所）をモニタリングするために、産業環境で使用される任意の形態のコンピュータプロセッサのうちの１つであってもよい。メモリ（図示せず）は、ＣＰＵに接続されており、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フロッピーディスク、ハードディスク、又は任意の他の形態によるローカル若しくは遠隔のデジタルストレージといった、容易に利用可能なメモリのうちの１つ又は複数であってよい。ＣＰＵに命令するために、ソフトウェア命令及びデータをコード化してメモリに格納することができる。従来の態様でプロセッサを支援するために、サポート回路（図示せず）がさらにＣＰＵに接続される。サポート回路は、従来型のキャッシュ、電源、クロック回路、入出力回路、サブシステムなどを含む。コントローラ１９０によって可読なプログラム（又はコンピュータ命令）は、リソグラフィ装置１００によってどのタスクが実行可能であるかを決定する。
【0031】
［００４２］反応性層１１０は、種々の波長の光に反応するように構成されている。幾つかの実施形態では、反応性層１１０の種々の部分は、種々の波長の光に反応するように構成され得る。反応性層１１０は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、第１の波長の光に反応するように構成された第１の領域と、第２の波長の光に反応するように構成された第２の領域とを有する。第１の領域及び第２の領域は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、少なくとも部分的に重複する。
【0032】
［００４３］他の実施形態では、反応性層１１０は、均一な材料を含む。これらの実施形態では、反応性層１１０の種々の部分は、異なる波長の光に露光される。したがって、反応性層１１０の種々の部分（例えば、第１及び第２の領域）は、各部分の材料は同じであるが、その部分が露光される光の波長により異なって反応する。第１の領域及び第２の領域は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、少なくとも部分的に重複する。
【0033】
［００４４］反応性層１１０は、特定の光スペクトルで光活性である任意の材料を含み得る。例えば、反応性層１１０は、第１の波長でより光活性である第１の金属を含み、反応性層１１０は、第２の波長でより光活性である第２の金属を含む。別の例では、反応性層１１０は、第１の波長においてより光活性である第１のポリマーを含み、反応性層１１０は、第２の波長においてより光活性である第２のポリマーを含む。
【0034】
［００４５］反応性層１１０に入射する光は、強度勾配、例えばガウスパターンを有し得る。したがって、反応性層１１０の種々の部分における光の線量は、種々の線量の光を受光し得る。反応性層１１０の材料は、印加される光の線量に応じて水溶性が変化し得る。したがって、材料は、印加される光の線量に応じて、可溶性、部分的可溶性、又は不溶性のいずれかの領域を有し得る。
【0035】
［００４６］幾つかの実施形態では、材料の可溶性は、露光後ベークなどの処理プロセスが反応性層１１０に施されるまで変化しない。処理プロセスは、反応性層１１０を約７０℃から約２００℃の温度に約１０秒から約３００秒間加熱することを含み得る。
【0036】
［００４７］反応性層１１０は、１つ又は複数の光酸発生剤（ＰＡＧ：photoacid generator）及び／又は光塩基発生剤（ＰＢＧ：photobase generator）を含み得る。ＰＡＧは、特定の波長の光を吸収すると、水素及び／又はプロトンなどの酸を生成する官能基を含む。ＰＡＧは、光解離、及び／又は光会合時のプロトンの解離（例えば、閉環）に起因して強酸を生成する。ＰＢＧは、特定の波長の光を吸収すると塩基イオン（アミン化合物など）を生成する官能基を含む。ＰＡＧ及びＰＢＧは、同じ波長又は異なる波長で光活性であり得る。
【0037】
［００４８］さらに、同じ波長で光活性になるＰＡＧ及びＰＢＧは、異なる酸及び塩基形成速度並びに／又は酸塩基濃度を有し得る。さらに、同じ波長で光活性になるＰＡＧ及びＰＢＧは、吸収される光の線量に左右される酸及び塩基形成速度並びに／又は酸塩基濃度を有し得る。したがって、ほぼ同じ波長で活性であるＰＡＧ及びＰＢＧの両方を含む材料は、領域に印加される光の線量及び光の波長に応じて、酸性、塩基性、又は中性のいずれかの領域を有し得る。
【0038】
［００４９］材料の可溶性は、材料の酸性度／塩基性度によって変化し得る。例えば、材料は、水溶性ブロッカー又は保護基を含有するポリマーを含む。十分に多数のＰＡＧが活性化されると、可溶性基は酸性分子によって開裂されるか、又は脱保護され、酸が材料のポリマー鎖をほどき、材料はより可溶性になる。ＰＢＧも活性化される場合、塩基性分子は酸性分子を中和し、可溶性基を保護し、ポリマーがほどかれず、材料は不溶性であるか、又は可溶性がより低いままである。ＰＢＧは、さらに材料においてポリマー架橋を誘引することができ、これにより酸脱保護の効果性が低下する。したがって、ほぼ同じ波長で活性であるＰＡＧ及びＰＢＧの両方を含む材料は、印加される光の線量及び光の波長に応じて、可溶性、部分的可溶性、又は不溶性のいずれかの領域を有し得る。
【0039】
［００５０］反応性層１１０に入射する光は、強度勾配、例えばガウスパターンを有し得る。したがって、反応性層１１０の種々の部分は、異なる線量の光を受光し得る。したがって、同じ波長で活性なＰＡＧ及びＰＢＧの両方を含む反応性層１１０の種々の部分は、受容する光の線量に応じて、酸性、塩基性、又は中性であり得る。
【0040】
［００５１］１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、第１のＰＡＧ及び第１のＰＢＧを含む。第１のＰＡＧ及び第１のＰＢＧは、第１の波長の光で活性である。
【0041】
［００５２］第１の波長の高線量の光では、ＰＢＧは、ＰＡＧが酸性分子を生成するよりも多くの塩基性分子を生成し、第１の領域に高線量領域が発生する。高線量領域の塩基性がより高いと、高線量領域の可溶性が、未反応の第１の領域よりも大きく又は小さくなり得る。したがって、高線量領域は、未反応部分のようにエッチング除去することがより容易又はより困難であり得る。幾つかの実施形態では、高線量領域は、未反応部分と同じ可溶性を有する。高線量領域は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、酸性分子よりも少なくとも約１０％～２０％の正味の塩基性分子を有する。
【0042】
［００５３］１つ又は複数の実施形態では、高線量領域は、露光後ベークされると、ポリ－ｔ－ＢＯＣの脱保護を発生させず、ひいてはテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）などの水性塩基現像液に対して不溶性のままの正味塩基濃度を有することになる。
【0043】
［００５４］第１の波長の中線量の光では、ＰＡＧは、ＰＢＧが塩基性分子を生成するよりも多くの酸性分子を生成し、第１の領域に中線量領域が発生する。中線量領域の酸性度がより高いと、中線量領域の可溶性が、未反応の第１の領域よりも大きく又は小さくなり得る。したがって、中間線量領域は、未反応部分のようにエッチング除去することがより困難又はより容易であり得る。中線量領域は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、塩基性分子よりも少なくとも約１０％～２０％の正味の酸性分子を有する。
【0044】
［００５５］１つ又は複数の実施形態では、中線量領域は、露光後ベークすると、ポリ－ｔ－ＢＯＣの正味の脱保護を引き起こし、ＴＭＡＨなどの水性塩基現像液に可溶である正味の酸濃度を有する。
【0045】
［００５６］第１の波長の低線量光では、ＰＡＧが生成する酸性分子は極めて少なく、ＰＢＧが生成する塩基性分子は極めて少なく、低線量領域が第１の領域に生成される。低線量領域の中性は、未反応の第１の領域とほぼ同じ可溶性を有する。したがって、低線量領域は、未反応部分とほぼ同じくエッチング除去が困難である。
【0046】
［００５７］１つ又は複数の実施形態では、低線量領域は、露光後ベークすると、ポリ－ｔ－ＢＯＣの脱保護を発生させず、ひいては、ＴＭＡＨなどの水性塩基現像液に対して不溶性のままである。
【0047】
［００５８］以下、以上、又は単独に記載された実施形態では、第１のＰＢＧも光の第２の波長で光活性であるが、第１のＰＡＧは光の第２の波長では光活性でない。第２の波長の高線量の光では、第１のＰＢＧは塩基性分子を生成する。高線量領域の塩基性がより高いと、高線量領域の可溶性が、未反応の第１の領域よりも大きく又は小さくなり得る。したがって、高線量領域は、未反応部分にようにエッチング除去することがより容易又はより困難であり得る。幾つかの実施形態では、高線量領域は、未反応部分と同じ可溶性を有する。
【0048】
［００５９］以下、以上、又は単独に記載される実施形態と使用され得る１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、第２の光波長で光活性である第２のＰＢＧをさらに含むが、第１のＰＡＧは、第２の光波長では光活性でない。第２の波長の高線量光では、ＰＢＧは塩基性分子を生成する。高線量領域の塩基性がより高いと、高線量領域の可溶性が、未反応の第１の領域よりも大きく又は小さくなり得る。したがって、高線量領域は、未反応部分のようにエッチング除去することがより容易又はより困難であり得る。幾つかの実施形態では、高線量領域は、未反応部分と同じ可溶性を有する。
【0049】
［００６０］以下、以上、又は単独に記載される実施形態と使用され得る１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、第１のＰＡＧ及び第１のＰＢＧを含む。第１のＰＡＧ及び第１のＰＢＧは、第１の波長の光で活性である。反応性層１１０は、第２の波長の光で光活性な第２のＰＢＧをさらに含む。反応性層１１０のある部分における第２の波長の光の線量は、第２のＰＢＧが多数の塩基性分子を生成するのに十分な大きさである。この部分が第１の波長の光を受容すると、第１のＰＡＧは酸性分子を生成するが、酸性原子の数は、第１のＰＢＧ及び第２のＰＢＧによって生成される塩基性分子の数よりも少ない。したがって、この部分の可溶性は低下しない。反応性層１１０は、デュアルトーン挙動（dual-tone behavior）（例えば、反応性層１１０の所与の部分で受容した光の線量が、結果的に可溶性部分［第１のトーン］又は不溶性部分［第２のトーン］のいずれかをもたらす）を有する。他の実施形態では、複数の範囲の可溶性が発生し、したがって、反応性層１１０はマルチトーン挙動を有する。
【0050】
［００６１］他の実施形態では、反応性層１１０は、ＰＢＧに加えて、又はＰＢＧの代わりに、光架橋剤（photo cross-linker）をさらに含む。他の実施形態では、追加のＰＡＧ及びＰＢＧが材料に含まれ、２つより多くの光活性波長が可能となる。他の実施形態では、第１のＰＢＧはまた、光の第２の波長で光活性である。
【0051】
［００６２］幾つかの実施形態では、反応性層１１０の可溶性は、反応性層１１０が処理プロセスを経るまで変化しない。これらの実施形態では、第１の波長及び第２の波長は、第１のＰＢＧ及び／又は第２のＰＢＧを含む部分が処理プロセスの前に第２の波長を受光する限り、いずれの順序でも加えられてもよい。処理プロセスは、熱ベーキングプロセスを含み得る。ベーキングプロセスは、酸性分子がポリマー保護基に拡散するための熱エネルギーを与え、ベーキングは脱保護反応を促すための反応エネルギーを与える。ＰＢＧが存在する場合、熱ベークは、塩基性分子の拡散が起こるための活性化エネルギーを与え、これにより、塩基性分子が酸と接触し、酸を中和することが可能となる。
【0052】
［００６３］１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０の材料は、１つ又は複数のノボラック樹脂、並びにジアゾナフトキノン（Ｃ１０Ｈ６Ｎ２Ｏ）［ＤＮＱ］及びビス（アジド）を含む架橋性化合物を含む。例示的なノボラック樹脂は、ホルムアルデヒド対フェノールのモル比が１未満の１つ又は複数のフェノール－ホルムアルデヒド（ＰＦ）樹脂であり得るか、又はそれを含み得る。ＤＮＱが光活性化されると、ノボラック樹脂の可溶性が増加する。ビス（アジド）が光活性化されると、ビス（アジド）はノボラック樹脂を架橋し、ノボラック樹脂は不溶性となるか、又は可溶性が低くなる。ＤＮＱは、約３５０ｎｍ～約４２５ｎｍの第１の波長の光に対して光活性であり、ビス（アジド）は、約３５０ｎｍ未満又は約４２５ｎｍ超のいずれかの第２の波長の光に対して光活性である。反応性層１１０の材料は、第１の波長では可溶性が向上し、第２の波長では可溶性が低下するか又は不溶性になる。
【0053】
［００６４］他の実施形態では、材料は、ＰＡＧ（ヨードニウムトリフラートなど）を含有する第１の領域及びＰＢＧ（ニトロベラトリルオキシカルボニル（ＮＶＯＣ）ピペリジンなど）を含有する第２の領域を有するポリ－ｔ－ＢＯＣ（ポリ（ｔｅｒｔ－ブトキシカルボニルオキシスチレン））などのポリマー樹脂を含む。約２４０ｎｍ～約２５０ｎｍの第１の波長の光に露光されると、ＰＡＧヨードニウムトリフラート及びＰＢＧ ＮＶＯＣピペリジンの両方が第１の波長の光に対して反応性であるため、反応性層１１０は１つの挙動をもつことになる。反応性層１１０が約３００ｎｍ～約３７５ｎｍの第２の波長の光に露光されると、ＰＢＧ ＮＶＯＣピペリジンのみがこの波長帯域で反応性であるので、反応性層１１０は第２の反応性挙動をもつことになる。第１の波長の光では、ＰＡＧ及びＰＢＧの両方が光活性であり、その結果、デュアルトーン挙動を確立することができる。第２の波長の光では、ＰＢＧ発生剤のみが光活性であり、ポリ－ｔ－ＢＯＣフォトレジストを脱保護しようとするあらゆる酸が中和される。
【0054】
［００６５］図２は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、積層構造体をパターニングするための工程を含む方法２００のフロー図である。図２、図３Ａ－Ｆ、図４Ａ－Ｃ、図５Ａ－Ｃ、及び図６に関連して方法工程が説明されるが、当業者は、本方法工程を任意の順序で実行するよう構成された任意のシステムが本明細書に記載された実施形態の範囲に入ることが分かるであろう。方法２００は、コントローラ１９０のプロセッサによって実行されると、リソグラフィ装置１００に方法２００を実行させる命令を含むコンピュータ可読媒体として、コントローラ１９０に格納するか、又はコントローラ１９０にアクセス可能とすることができる。
【0055】
［００６６］方法２００は、工程２１０で始まる。工程２１０では、反応性層１１０が基板上に配置されて積層構造体が生成される。１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０が、積層構造体１１７の上に配置される。反応性層１１０は、任意の標準的な方法を使用して配置することができる。例えば、反応性層１１０は、ウェットコート堆積、スピンオンコーティングプロセスなどによって堆積させることができる。
【0056】
［００６７］１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、予め混合されたフォトレジストを含み、ＰＡＧ及びＰＢＧがフォトレジスト内に混合される。フォトレジストは、積層構造体上にスピンコーティングされる。フォトレジストは、約５０℃から約１５０℃の温度で約３０秒から約３００秒間ベーキングされる。ベーキングにより溶剤が蒸発し、高分子薄膜フォトレジストとなる。
【0057】
［００６８］図３Ａは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の上面図を示す。図３Ｂは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の側断面図を示す。図３Ａ及び３Ｂは、反応性層１１０が基板１１５上に配置された後の反応性層１１０を示す。図示のように、反応性層１１０は、種々の波長の光で異なる反応結果を発生させるように設計された１つ又は複数の感光性化学化合物（反応性材料３００）を含む。
【0058】
［００６９］１つ又は複数の実施形態では、反応性材料３００は、ヨードニウムトリフラートなどの第１のＰＡＧ、及びニトロベラトリルオキシカルボニル（ＮＶＯＣ）ピペリジンなどの第１のＰＢＧを含み、第１のＰＡＧ及び第１のＰＢＧは、２４０ｎｍから約２５０ｎｍの第１の波長で光活性である。第１のＰＢＧは、約３００ｎｍから約３７５ｎｍの第２の波長でも光活性である。
【0059】
［００７０］図示のように、反応性材料３００は、第１の領域３０１、２つの第２の領域３０２、及び２つの重複領域３０５を含む。第１の領域３０１は、第１の波長の光に露光される反応性材料３００の領域である。第２の領域３０２は、第２の波長の光に露光される反応性材料３００の領域である。重複領域３０５は、第１の波長及び第２の波長の光に露光される反応性材料３００の領域である。図３Ａから３Ｆは、１つの第１の領域、２つの第２の領域、及び２つの重複領域を有する反応性材料を示しているが、本開示はそのように限定されるものではなく、オペレータによって所望されるパターンに応じて、任意の数の第１の領域、第２の領域、及び／又は重複領域を含んでもよい。さらに、第１の領域、第２の領域、及び重複領域は、任意の所望の形状であってもよい。幾つかの実施形態では、第１の領域と第２の領域は重複せず、したがって重複領域は存在しない。幾つかの実施形態では、第３の波長の光を受容する第３の領域が含まれる。
【0060】
［００７１］工程２２０では、反応性層１１０は、複数の波長の光に露光される。例えば、光源システム１３０は、反応性層１１０を第１の波長及び第２の波長の光に露光する。画像形成デバイス１２０は、第１の波長の光が第１の領域３０１に入射し、第２の波長の光が第２の領域３０２に入射し、第１の波長の光及び第２の波長の光が重複領域３０５に入射するように、光を方向付ける。
【0061】
［００７２］図４Ａから４Ｃは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る反応性層１１０に入射する第１の波長の光を示す。図４Ａから４Ｃは、反応性層１１０の第１の領域３０１を示す。図４Ａは、波形４０１が反応性層１１０にちょうど入射するが、活性層の材料が光に反応し始める前の第１の領域３０１を示す。光は、反応性層１１０に入射する波形４０１を有する。図４Ａに示される波形４０１は、ガウシアン形状を有するが、他の形状の波形も想定される。
【0062】
［００７３］図示のように、波形４０１は、高線量領域４１１、２つの中線量領域４１２、及び２つの低線量領域４１３を含む。高線量領域４１１は、中線量領域４１２よりも高い強度を有する。中線量領域４１２は、低線量領域４１３よりも高い強度を有する。波形４０１を高線量領域４１１、中線量領域４１２、及び低線量領域４１３に分割することは、下方の反応性層１１０に入射する光の所望の効果に左右される。高線量領域４１１、中線量領域４１２、及び低線量領域４１３は、それぞれ、第１の領域３０１の高線量領域３１１、中線量領域３１２、及び低線量領域３１３に入射する。
【0063】
［００７４］幾つかの実施形態では、中線量領域４１２の平均強度は、高線量領域４１１の平均強度の約６０％～約７０％である。幾つかの実施形態では、低線量領域４１３の平均強度は、高線量領域４１１の平均強度の約３０％から約４０％である。中線量領域４１２の合計幅は、高線量領域４１１の幅とほぼ同じである。低線量領域４１３の合計幅は、高線量領域４１１の幅とほぼ同じである。高線量領域４１１の幅は、約５０ｎｍから約１μｍである。
【0064】
［００７５］図４Ｂは、波形４０１が反応性層１１０に入射し、反応性層１１０の材料が波形４０１によって影響を受けるときの第１の領域３０１を示す。図４Ｂに示す実施形態では、高線量領域３１１及び低線量領域３１３は、第１の波長の光とあまり反応しない。しかしながら、中間線量領域３１２は、第１の波長の光と反応する。中間線量領域３１２の材料は、反応済材料３２０に変換される。
【0065】
［００７６］１つ又は複数の実施形態では、高線量領域３１１では、第１のＰＢＧは、第１のＰＡＧが酸性分子を生成するよりも多くの塩基性分子を生成する。高線量領域３１１の塩基性が高いほど、高線量領域は未反応部分と同じ可溶性を有する。塩基が酸を圧倒するので、露光後ベーク中にレジストを脱保護する正味の酸は存在しない。
【0066】
［００７７］中線量領域３１２では、第１のＰＡＧは、第１のＰＢＧが塩基性分子を生成するよりも多くの酸性分子を生成する。中線量領域３１２の酸性度がより高いと、中線量領域は、未反応の第１の領域よりもより可溶性となる。ポスト露光ベークが酸拡散及び反応速度を促し、レジストを脱保護（例えば、ポリマーからの保護基の開裂）した場合、中用量領域のより高い酸性度がポリマーを（例えば、ＴＭＡＨ水性現像剤中で）より可溶性にする。
【0067】
［００７８］低線量領域３１３では、第１のＰＡＧが生成する酸性分子は非常に少なく、第１のＰＢＧが生成する塩基性分子は非常に少ない。低線量領域３１３の中性は、未反応の第１の領域とほぼ同じ可溶性を有する。したがって、中間線量領域３１２は、未反応部分よりもエッチング除去が容易である。高線量領域３１１及び低線量領域３１３は、溶解速度がより緩慢であり、したがって、パターン現像後に反応性層１１０が残る。
【0068】
［００７９］図３Ａは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の上面図を示す。図３Ｄは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の側断面図を示す。図３Ｃ及び３Ｄは、反応性層が第１の波長の光及び第２の波長の光に露光された後の反応性層１１０を示す。端部領域３６０は、重複領域３０５に位置する。重複領域３０５が第１の波長及び第２の波長の両方の光に露光されているが、重複領域の材料は未反応である。しかしながら、中間線量領域３１２は、反応済材料３２０に変換されている。
【0069】
［００８０］１つ又は複数の実施形態では、第１の領域３０１及び第２の領域３０２は、重複領域３０５において少なくとも部分的に重複する。重複領域３０５における第２の波長の光の線量は、第１のＰＢＧが多数の塩基性分子を生成するのに十分な大きさである。この重複領域が第１の波長の光を受容すると、第１のＰＡＧは酸性分子を生成するが、酸性原子の数は、第１のＰＢＧ及び／又は第２のＰＢＧによって生成される塩基性分子の数よりも少ない。したがって、重複領域３０５の可溶性は低下しない。
【0070】
［００８１］工程２３０では、反応性層が処理プロセスに曝される。処理プロセスは、当技術分野における任意の処理プロセスを含み得る。１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、処理プロセスに曝される。処理プロセスは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、約１０秒から約３００秒間、反応性層１１０を約７０℃から約２００℃の温度に加熱することを含む。処理プロセスは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、反応性層１１０を、約２％から約５％のＴＭＡＨを含有する現像液などのポジ型現像液に曝露することを含む。処理プロセスは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態によれば、反応性層１１０を、トルエンを含有する現像液などのネガティブ現像液に曝露することを含む。
【0071】
［００８２］図３Ｅは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の上面図を示す。図３Ｆは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、反応性層１１０の一部の側断面図を示す。図３Ｅ及び図３Ｆは、反応性層が処理プロセスを受けた後の反応性層１１０を示す。図４Ｃは、処理プロセス後の第１の領域３０１を示す。中間線量領域３１２は、１つ又は複数のトレンチ３５０を形成するために除去されている。トレンチ３５０は、約１ｎｍから約１００ｎｍの厚さ及び約５０ｎｍから約１μｍの幅を有し得る。
【0072】
［００８３］方法２００が完了した後、金属層をトレンチ３５０内に堆積させることができ、反応性材料３００が除去される。したがって、方法２００によって決定された所望の形状の金属層を含む回路を形成するために方法２００を使用することができる。
【0073】
［００８４］方法２００は、ポジ型フォトレジストプロセス（例えば、方法２００が反応済材料３２０をより可溶性にさせる）を用いて説明されるが、同じ方法２００をネガ型フォトレジストプロセスに適用してもよい。これらの実施形態では、中用量領域３１２は、光の第１の波長に露光された後に可溶性が低くなり、処理プロセスが残りの反応性層１１０を除去する。例えば、反応性層１１０は約３０秒から約３００秒間トルエンに曝露されて、反応性層１１０が除去され、反応済材料３２０が残る。方法２００は、ポジ型レジスト法とネガ型レジスト法の両方を含むデュアルトーンフォトリソグラフィ法として実行することもできる。
【0074】
［００８５］上述の方法２００は、２つの異なる波長の光を受光する反応性層１１０の種々の領域を含むが、他の方法も想定される。１つ又は複数の実施形態では、反応性層１１０は、２つ以上の異なる領域を含み、各領域は異なる光活性材料を含む。種々の光活性材料は、異なる波長の光で活性である。反応性層全体を種々の波長の光に露光して、それにより、反応性層の材料が反応して所望のパターンを形成することができる。
【0075】
［００８６］図５Ａ及び図５Ｂは、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、種々の処理段階における反応性層１１０を含むワークピース５００の一部の側断面図を示し、図５Ｃは、図５Ｂに示すワークピース５００の一部の上面図を示す。ワークピース５００は、図５Ａに示すように、基板１１５上に配置された反応材料を含む反応性層１１０を含む。ワークピース５００上の積層構造体をパターニングするための方法は、本明細書に記載かつ説明されるように、リソグラフィ装置１００で実行することができる。
【0076】
［００８７］１つ又は複数の実施形態では、反応性材料は、１つ又は複数の高分子フォトレジスト材料、１つ又は複数のＰＡＧ、及び１つ又は複数のＰＢＧを含む。ＰＡＧは、第１の波長を有する光に対して活性であるか、又はそれによって活性化され、ＰＢＧは、第１の波長とは異なる第２の波長を有する光に対して活性であるか、又はそれによって活性化される。第１の波長は約２４０ｎｍから約２５０ｎｍであり、第２の波長は約３５０ｎｍから約４１０ｎｍである。
【0077】
［００８８］１つ又は複数の実施例では、高分子フォトレジスト材料は、１つ又は複数のポリマー樹脂（例えば、ポリ－ｔ－ＢＯＣ）であるか、又はそれを含有する。１つ又は複数の実施例では、ＰＡＧは、１つ又は複数のトリフラート化合物（例えば、ヨードニウムトリフラート）であるか、又はそれを含有する。１つ又は複数の実施例では、ＰＢＧは、シアノアクリル酸発色団（cyanoacrylic acid chromophore）及び二環式窒素性塩基（bicyclic nitrogenous base）であるか、又はそれらを含有する。シアノアクリル酸発色団の一例としては、（Ｅ）－３－（２，２’－ビチオフェン－５－イル）－２－シアノアクリル酸発色団が含まれる。二環式窒素性塩基の例としては、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン（ＤＢＵ）又は１，５，７－トリアザビシクロ［４．４．０］デカ－５－エン（ＴＢＤ）が含まれ得る。
【0078】
［００８９］ワークピース５００は、図５Ｂの矢印で描かれているように、第１の波長を有する第１の光５１２、及び第２の波長を有する第２の光５１４に露光される。第１の波長の第１の光５１２に露光されると、反応性材料の第１のパターン領域５０２が反応性層１１０（図５Ａ）内に形成されるか、又はさもなければ生成される。第１のパターン領域５０２は、任意の形状、サイズ、幾何学的形状、又はパターンを有し得る、トレンチ、ビア、コンタクトビア、チャネル、及び／又は他の開口であり得るか、又はこれらを含み得る。同様に、第２の波長の第２の光５１４に露光されると、反応性材料の第２のパターン領域５０４が反応性層１１０（図５Ａ）内に形成されるか、又はさもなければ生成される。第２のパターン領域５０４は、第１のパターン領域５０２のネガであり得る。幾つかの実施例では、第１のパターン領域５０２は、第２の波長を有する第２の光５１４に露光されないままであり、第２のパターン領域５０４は、第１の波長を有する第１の光５１２に露光されないままである。第１の光５１２及び第２の光５１４によって第１のパターン領域５０２及び第２のパターン領域５０４が露光されることは、それぞれ互いに同時に行われる。例えば、反応性材料の第１のパターン領域５０２又は第２のパターン領域５０４のうちの一方に酸が生成され、生成された酸を含むパターン領域とは異なる他方のパターン領域に塩基が生成される。このように、酸は第１のパターン領域５０２に生成され、塩基は第２のパターン領域５０４に生成される。あるいは、塩基が第１のパターン領域５０２に生成され、酸が第２のパターン領域５０４に生成される。
【0079】
［００９０］１つ又は複数の実施形態では、図５Ｂに示すように、ＰＡＧから生成された酸は、第１のパターン領域５０２内で５２２と番号付けされたｏとして示され、ＰＢＧから生成された塩基は、第２のパターン領域５０４内で５２４と番号付けされたｘとして示される。図示されていない他の実施形態では、ＰＡＧから生成された酸は、第２のパターン領域５０４内で特定することができ、ＰＢＧから生成された塩基は、第１のパターン領域５０２内で特定することができる。
【0080】
［００９１］いずれの実施例においても、第１のパターン領域５０２と第２のパターン領域５０４との間に配置された界面における酸と塩基との反応から中和ゾーン５０８が生成される。中和ゾーン５０８は、パターン領域５０２、５０４の界面で酸と塩基から生成された１つ又は複数の塩を含有する。中和されたゾーン５０８は、パターン領域５０２、５０４の間などのフィーチャにシャープで鮮明な端部を設け、これにより、従来のリソグラフィプロセスと比べて、本明細書に記載かつ説明されたリソグラフィプロセスにおいて向上した解像度がもたらされる。中和ゾーン５０８は、パターン領域５０２又は５０４などのうちの１つの領域で生じる前方反応と、隣接する領域で生じる前方反応の遮断との間の領域を設ける。例えば、パターン領域５０２又は５０４を有する反応性材料中の酸が、高分子フォトレジスト材料の保護基を除去し、他のパターン領域５０２又は５０４内の反応性材料中の塩基が、高分子フォトレジスト材料の保護基の脱保護を遮断（阻止）する。
【0081】
［００９２］工程２３０で記載かつ説明したように、第１のパターン領域５０２及び第２のパターン領域５０４を含むワークピース５００を処理プロセスに曝すことができる。第１のパターン領域５０２及び第２のパターン領域５０４は、処理プロセス中に１つ又は複数の現像液に曝露される。１つ又は複数の実施例では、処理プロセス中、反応性材料の第１のパターン領域５０２が除去され、反応性材料の第２のパターン領域５０４が維持される。現像液は、１つ又は複数の現像塩基（developer base）を含有するポジ型現像液であってもよい。あるいは、現像液は、１つ又は複数の現像酸を含有するネガティブ現像液であってもよい。
【0082】
［００９３］幾つかの実施形態では、積層構造体をパターニングする方法は、反応性材料の第１のパターン領域５０２を第１の波長の第１の光５１２に、反応性材料の第２のパターン領域５０４を第２の波長の第２の光５１４に同時に露光して、反応性材料の第１のパターン領域５０２に酸を生成すると同時に、反応性材料の第２のパターン領域５０４に塩基を生成することと、第１のパターン領域５０２と第２のパターン領域５０４との間の界面における生成された酸及び生成された塩基から中和ゾーン５０８を生成することとを含む。この方法は、処理プロセス中に反応性材料の第１のパターン領域５０２が除去され、反応性材料の第２のパターン領域５０４が維持されるように、処理プロセス中に反応性材料の第１のパターン領域５０２及び第２のパターン領域５０４を現像液（例えば、ポジ型現像液）に曝露することをさらに含む。他の実施例では、処理プロセス中に反応性材料の第１のパターン領域５０２が維持され、反応性材料の第２のパターン領域５０４が除去されるように、現像液はネガティブ現像液である。
【0083】
［００９４］１つ又は複数の実施形態では、反応性層内の反応性材料は、１つ又は複数の高分子フォトレジスト材料、１つ、２つ、又はそれより多くの架橋抑制剤、及び任意選択で１つ又は複数の消光剤を含む。幾つかの実施例では、反応性材料は、１つ又は複数の高分子フォトレジスト材料、第１の架橋抑制剤、及び第２の架橋抑制剤を含む。他の実施例では、反応性材料は、１つ又は複数の高分子フォトレジスト材料、架橋抑制剤、及び１つ又は複数の消光剤を含む。
【0084】
［００９５］１つ又は複数の実施形態では、積層構造体をパターニングする方法は、反応性材料を積層構造体及び／又は基板の上に配置することを含む。反応性材料は、高分子フォトレジスト材料、第１の架橋抑制剤、及び第２の架橋抑制剤を含む。第１の架橋抑制剤は、第１の波長で活性であり、第２の架橋抑制剤は、第１の波長とは異なる第２の波長で活性である。この方法は、反応性材料の第１のパターン領域を第１の波長の第１の光に、反応性材料の第２のパターン領域を第２の波長の第２の光に同時に露光させることと、反応性材料の第１のパターン領域内に第１の活性化架橋抑制剤を生成すると同時に、反応性材料の第２のパターン領域内に第２の活性化架橋抑制剤を生成することと、第１のパターン領域と第２のパターン領域との間の界面において第１の活性化架橋抑制剤及び第２の活性化架橋抑制剤から中和ゾーンを生成することとを含む。
【0085】
［００９６］図６は、本明細書で記載かつ説明された１つ又は複数の実施形態に係る、１つの処理段階において反応性層１１０を含むワークピース６００の一部の上面図を示す。ワークピース６００は、ワークピース５００に類似しているが、ワークピース６００は、図６に示すように、第１及び第２の光の両方に露光される反応性材料の第３のパターン領域５０６をさらに有する。第３のパターン領域５０６は、ワークピース６００上の切断面又は領域であり得る。したがって、工程２３０の処理プロセス中に第１のパターン領域５０２内の反応性材料を除去すると、第３のパターン領域５０６内の反応性材料は、第２のパターン領域５０４内の反応性材料と共にワークピース６００上に残留することができる。
【0086】
［００９７］１つ又は複数の実施形態では、ワークピース６００は、積層構造体又は基板の上に配置された反応性材料を含む反応性層１１０を含む。反応性材料は、１つ又は複数の高分子フォトレジスト材料、１つ又は複数のＰＡＧ、及び１つ又は複数のＰＢＧを含む。ＰＡＧは、第１の波長で活性であり、ＰＢＧは、第１の波長とは異なる第２の波長で活性である。この方法は、反応性材料の第１のパターン領域５０２を第１の波長の第１の光に、反応性材料の第２のパターン領域５０４を第２の波長の第２の光に同時に露光することと、反応性材料の第３のパターン領域５０６を第１の波長の第１の光及び第２の波長の第２の光に露光することとを含む。幾つかの実施例では、第３のパターン領域５０６は、図６に示すように、第１のパターン領域５０２の一部である。他の実施例では、第３のパターン領域５０６は、第２のパターン領域５０４（図示せず）の一部である。さらなる実施例では、第３のパターン領域５０６は、第１のパターン領域５０２及び第２のパターン領域５０４（図示せず）の両方の一部である。
【0087】
［００９８］この方法は、反応性材料の第１のパターン領域５０２内でＰＡＧから酸を生成すると同時に、反応性材料の第２のパターン領域５０４及び第３のパターン領域５０６においてＰＢＧから塩基を生成することをさらに含む。中和ゾーン５０８は、第１のパターン領域５０２と第２のパターン領域５０４との間の界面、及び第１のパターン領域５０２と第３のパターン領域５０６との間の界面に配置される。１つ又は複数の実施例では、第１のパターン領域５０２が、第２の波長を有する第２の光に露光されない状態に留まり、第２のパターン領域５０４が、第１の波長を有する第１の光に露光されない状態に留まると同時に、第３のパターン領域５０６は、第１の波長を有する第１の光及び第２の波長を有する第２の光に露光される。
【0088】
［００９９］上述のように、リソグラフィ装置、パターニングシステム、及び積層構造体をパターニングする方法が提供される。パターニングシステムは、画像形成デバイス、及び反応性層を含む。パターニングシステムは、リソグラフィパターンを生成することを可能にする。リソグラフィ装置は、パターニングシステム及び光学システムを含む。リソグラフィ装置は、画像形成デバイスと共に複数の波長の光を使用して、反応性層上に複数の異なるカラー画像及び／又はパターンを形成する。パターニングする方法は、反応性層を複数の異なる波長パターンの光に露光することを含む。反応性層は、異なる波長の光で異なる反応を示し、単一のリソグラフィステップで複数のカラー画像及び／又は１つ又は複数の複合画像を形成することを可能にする。
【0089】
［００１００］本明細書に開示される方法及び装置は、１回のリソグラフィステップを必要とする。このステップは、正味の複合画像を生成するが、他の状況では複数のリソグラフィステップ及び複数のマスクを必要としたであろう。さらに、画像形成デバイスを使用することにより、複数のマスクを位置合わせする必要性が低減し、リソグラフィの時間が短縮される。
【0090】
［００１０１］以上の記述は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱せずに本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態を考案してもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。本明細書に記載の全ての文書は、この本文と矛盾しない限りにおいて、あらゆる優先権書類及び／又は試験手順を含め、参照により本明細書に援用される。上述した概要及び具体的な実施形態から自明であるように、本開示の形態が図示かつ説明されているが、本開示の本質及び範囲から逸脱しない限り、様々な改変を行ってもよい。したがって、これにより本開示を限定することは意図されていない。同様に、米国法の適用上、「備える／含む（comprising）」という語は、「含む（including）」という語の同義語であると見なされる。同様に、組成物、要素、又は要素の群に「備える／含む（comprising）」という移行句（transitional phrase）が先行する場合、組成物、要素、又は複数の要素の記載に先立つ「実質的に～からなる（consisting essentially of）」、「～からなる（consisting of）」、「～からなる群から選択される（selected from the group of consisting of）」、又は「～である（is）」という移行句を伴う同様の組成物又は要素の群も想定され、その逆もまた然りであると理解される。
【0091】
［００１０２］本明細書で使用される「約（about）」という用語は、公称値から＋／－１０％の変動のことを指す。本明細書で提示されるあらゆる値にこのような変動が含まれ得ることを理解されたい。
【0092】
［００１０３］特定の実施形態及び特徴は、一組の数値上限及び一組の数値下限を使用して説明されている。別途指示されない限り、任意の２つの値の組み合わせ（例えば、任意の下方値と任意の上方値との組み合わせ、任意の２つの下方値の組み合わせ、及び／又は任意の２つの上方値の組み合わせ）を含む範囲が想定されると認識すべきである。特許請求の範囲には、特定の下限、上限、及び範囲が記載されている。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-09
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リソグラフィ装置であって、
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
第１の波長および第２の波長を含む２つ以上の波長で光を放出するように構成された光源システム、および
２以上の異なるセットの幾何学的デバイス形状に対応するフォトレジストに、２以上の異なるカラー画像を投影するように構成された画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
第１の波長および第２の波長を含む２つ以上の波長で光を放出するように構成された光源システム、および
２以上の異なるセットの幾何学的デバイス形状に対応するフォトレジストに、２以上の異なるカラー画像を投影するように構成された画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
【請求項2】
前記光源システムは、前記２つ以上の波長で光を放出するように構成された光源を備え、
前記画像形成デバイスはマスクを備え、
前記マスクは、前記２つ以上の波長で光画像を投影するように構成されている、
請求項１に記載のリソグラフィ装置。
前記画像形成デバイスはマスクを備え、
前記マスクは、前記２つ以上の波長で光画像を投影するように構成されている、
請求項１に記載のリソグラフィ装置。
【請求項3】
前記マスクは、少なくとも１つの空間光変調器を備え、
前記マスクは、前記２つ以上の波長で前記光画像を連続的に投影するように構成されている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
前記マスクは、前記２つ以上の波長で前記光画像を連続的に投影するように構成されている、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項4】
前記少なくとも１つの空間光変調器は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
【請求項5】
前記マスクは、
前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成された第１の空間光変調器と、
前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成された第２の空間光変調器と、
を含む、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成された第１の空間光変調器と、
前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成された第２の空間光変調器と、
を含む、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項6】
前記第１の空間光変調器は第１のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）であり、前記第２の空間光変調器は第２のＤＭＤである、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
【請求項7】
前記マスクは、第１のフォトマスクおよび第２のフォトマスクを含み、
前記第１のフォトマスクは、前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成され、
前記第２のフォトマスクは、前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成されている、
請求項２に記載のリソグラフィ装置。
前記第１のフォトマスクは、前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成され、
前記第２のフォトマスクは、前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成されている、
請求項２に記載のリソグラフィ装置。
【請求項8】
リソグラフィ装置であって、
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
第１の波長および第２の波長を含む２つ以上の波長で光を放出することが可能な光源システム、および
マスクを含む画像形成デバイスであって、前記マスクは、前記積層構造体の第１の領域に投影される前記第１の波長の第１の光画像を生成し、前記積層構造体の第２の領域に投影される前記第２の波長の第２の光画像を生成するように機能し、前記第１の光画像および前記第２の光画像は異なる線量を有する、画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
積層構造体を支持するように構成された基板支持体、
第１の波長および第２の波長を含む２つ以上の波長で光を放出することが可能な光源システム、および
マスクを含む画像形成デバイスであって、前記マスクは、前記積層構造体の第１の領域に投影される前記第１の波長の第１の光画像を生成し、前記積層構造体の第２の領域に投影される前記第２の波長の第２の光画像を生成するように機能し、前記第１の光画像および前記第２の光画像は異なる線量を有する、画像形成デバイス
を備えているリソグラフィ装置。
【請求項9】
前記第２の領域に投影される前記第２の光画像の一部は、前記第１の領域に投影される前記第１の光画像と、少なくとも部分的に重なる、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項10】
前記マスクは、前記２つ以上の波長で光画像を投影するように構成された少なくとも１つの空間変調器を含む、請求項８に記載のリソグラフィ装置。
【請求項11】
第１の空間変調器は第１のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を含み、第２の空間変調器は第２のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を含み、
前記第１のＤＭＤは、前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成され、
前記第２のＤＭＤは、前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成される、
請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
前記第１のＤＭＤは、前記２つ以上の波長のうちの前記第１の波長で前記光を投影するように構成され、
前記第２のＤＭＤは、前記２つ以上の波長のうちの前記第２の波長で前記光を投影するように構成される、
請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
【請求項12】
積層構造体をパターニングする方法であって、
前記積層構造体の上に反応性層を堆積すること、および
第１の領域および第２の領域を含む反応性材料を含む前記反応性層を、画像形成デバイスを通して複数の波長の光に露光すること、
を含み、
前記反応性層を露光することは、
前記反応性層の前記第１の領域に、第１の波長の第１の光画像を生成することと、
前記反応性層の前記第２の領域に、第２の波長の第２の光画像を生成することであって、前記第１の光画像および前記第２の光画像は異なる線量を有する、ことと、
を含む、方法。
前記積層構造体の上に反応性層を堆積すること、および
第１の領域および第２の領域を含む反応性材料を含む前記反応性層を、画像形成デバイスを通して複数の波長の光に露光すること、
を含み、
前記反応性層を露光することは、
前記反応性層の前記第１の領域に、第１の波長の第１の光画像を生成することと、
前記反応性層の前記第２の領域に、第２の波長の第２の光画像を生成することであって、前記第１の光画像および前記第２の光画像は異なる線量を有する、ことと、
を含む、方法。
【請求項13】
前記反応性層は前記画像形成デバイスを通して露光され、前記画像形成デバイスは、
前記反応性層の前記第１の領域に投影される前記第１の波長の前記第１の光画像を生成することが可能な第１のデバイス領域、および
前記反応性層の前記第２の領域に投影される前記第２の波長の前記第２の光画像を生成することが可能な第２のデバイス領域、
を含む、請求項１２に記載の方法。
前記反応性層の前記第１の領域に投影される前記第１の波長の前記第１の光画像を生成することが可能な第１のデバイス領域、および
前記反応性層の前記第２の領域に投影される前記第２の波長の前記第２の光画像を生成することが可能な第２のデバイス領域、
を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記画像形成デバイスはフォトマスクを含み、前記第１の光画像および前記第２の光画像は前記フォトマスクを通して投影される、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
前記画像形成デバイスは第１のフォトマスクおよび第２のフォトマスクを含み、前記第１の光画像は前記第１のフォトマスクを通して投影され、前記第２の光画像は前記第２のフォトマスクを通して投影される、請求項１２に記載の方法。
【請求項16】
前記反応性層はフォトレジストを含み、前記画像形成デバイスは１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を有する空間変調器を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項17】
前記反応性材料は、第１の光酸発生剤（ＰＡＧ）、第１の光塩基発生剤（ＰＢＧ）、および第２のＰＢＧを含み、前記第１のＰＡＧおよび前記第１のＰＢＧはそれぞれ前記第１の波長において活性であり、前記第２のＰＢＧは前記第２の波長において活性である、請求項１２に記載の方法。
【請求項18】
前記第１の領域および前記第２の領域を露光することは、同時に行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項19】
前記第１の領域および前記第２の領域を露光することは連続的に行われ、前記第１の領域および前記第２の領域を露光することは１回以上繰り返される、請求項１２に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の領域および前記第２の領域は少なくとも部分的に重なる、請求項１２に記載の方法。
【外国語明細書】