JP4537603B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に位置合わせマーク上に形成された薄膜を除去して露光・現像を行う技術に係わる。
【0002】
【従来の技術】
半導体リソグラフィー工程において、露光の際の位置合わせ精度の劣化が問題になっていた。レジストが下地の凹凸により非対称に成膜されるのがこの問題の主たる原因であった。この課題を解消する手法として特開昭62−252136号公報、特開昭63−117421号公報、特開平2−298017号公報では感光膜であるレジスト膜をレーザにより加工する手段が開示されている。
【0003】
しかし、近年ケミカル・メカニカル・ポリッシング(CMP)の導入により加工表面(主にSiO2 膜)が平坦化されつつあり、上述の問題は解消されている。しかしながら、この基板上にレジスト膜を形成しパターニングを行うと、定在波に伴うパターン劣化が生じるという問題が一方で存在していた。定在波は、レジスト膜を突き抜けた露光光が、酸化膜を通って金属やポリシリコンなどの反射表面にあたって戻ってきた反射光と、レジスト膜内で入射光と干渉することで生じるものである。そこで、レジスト膜に生じる定在波を防止するためレジスト膜の下に露光光の下地からの反射を抑制するための反射防止膜が用いられるようになった。しかし、反射防止膜が形成されたことで、露光時の被加工基板上でのパターン位置情報を検出するために必要なアライメントマークの観察が困難になってきた。とりわけ、位置情報検出の高精度化を図るために取り入れられつつある、露光光をアライメント光に用いたマスクとレンズを介したアライメントでは、反射防止膜によりアライメントマークが全く見えないという問題が生じていた。この反射防止膜をレーザにより加工除去する手法は特開2001−15407号公報に開示されている。
【0004】
レーザ光による有機膜の除去は特開昭62−252136号公報、特開昭63−117421号公報、特開平2−298017号公報を初めとして特開平5−3143号公報、特開平5−198496号公報、特開平7−161623号公報、特開平10−113779号公報など、多くの開示技術があるが、これらはいずれも被加工膜に対して直接レーザ光を照射して有機膜を気化しているが、その際に生じる異物(有機膜のレーザによる焼き残り)が被加工領域周辺に散在して、欠陥不良が生じるという問題があった。また、加工部境界がレーザ加工の際に生じる熱により捲れあがるという問題もあった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、位置合わせマークを含む領域上の有機膜或いは無機膜をレーザ光等のエネルギー線照射により除去する際、除去領域の周辺に異物が散在し、欠陥不良が生じるという問題があった。
【0006】
本発明の目的は、被加工基板の加工面において、エネルギー線照射領域近傍の損傷を抑制することができ、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられる。
【0012】
[作用]
本発明は、上記構成によって以下の作用・効果を有する。
液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。
【0013】
また、レーザ加工装置に、レジスト膜やSOG膜等の塗布膜を形成するための塗布液薄膜形成手段及び塗布薄膜形成手段が搬送機を介して接続されているので、インラインで塗布膜の形成からレーザ加工まで行うことができるので、製造に係わる時間を短縮することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。
【0015】
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成の一例を示すブロック図である。
【0016】
パターン形成システム1は、図1に示すように、成膜システム100と潜像形成システム120とから構成されている。成膜システム100は、1以上の被加工基板を搭載可能なキャリアステーション101に基板搬送機102が接続されている。基板搬送機102には、第1の基板温調装置103,反射防止薬液塗布装置104aと、第1の溶剤除去装置104b,1ユニットの第2の基板温調装置105,回転塗布型のレジスト薬液塗布装置106、2ユニットの第2の溶剤除去装置107、1ユニットのレーザ加工装置108、1ユニットの第3の基板温調装置109,3ユニットのPEB工程用加熱装置110、2ユニットの現像ユニット111が接続されている。
【0017】
なお、図1中の成膜システム100において、狭義には点線部内で囲まれた部分が成膜システムであり、PEB工程用加熱装置110,現像ユニット111はパターン形成システムの構成であるが、PEB工程用加熱装置110エッチング装置112を成膜システム中に含めている。
【0018】
なお、潜像形成システム120が、成膜システム100とは別構成として、基板搬送機102に接続されている。なお、潜像形成システム120は、ArFエキシマレーザ(193nm)を露光光源とし、露光用マスクを介して基板上にマスク像を転写する投影露光装置を用いている。
【0019】
次に、レーザ加工装置108の構成について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態に係わるレーザ加工装置の構成を示す図である。
【0020】
レーザ加工装置108は、図2に示すように、レーザ発振器202と、被加工基板210を保持し、この被加工基板210の少なくとも加工面のレーザ光照射領域を浸す液体を貯溜するホルダー207とを少なくとも備えて構成されている。
【0021】
このレーザ加工装置108には、更にレーザ発振器202の制御を行うレーザ発振器制御ユニット203と、光学系204と、観測系205と、レーザ光と加工対象物の加工面との間を相対的に移動させる走査系206とを備えて構成されている。
【0022】
本装置において、レーザ発振器202にはQ−Switch Nd YAGレーザが使用されている。このレーザ発振器202は、基本波(波長1064nm)、第2高調波(波長532nm)、第三高調波(波長355nm)、第四高調波(波長266nm)のいずれかの波長のレーザ光202aを照射することが可能である。さらに、レーザ発振器202から照射されるレーザ光202aのパルス幅は約10nsecに設定されており、レーザ光照射領域は図示しないスリット機構により一辺が10μm〜500μm(10μm×10μm〜500μm×500μmまでの範囲内において調整を行うことができる。また、レーザ発振器202のレーザ光発振周波数は10kHzに設定されている。このレーザ発振器202のレーザ光202aの発振制御、照射領域の制御等はレーザ発振制御ユニット203により行われている。
【0023】
レーザ発振器202から照射されたレーザ光202aは、光学系204、観測系205、走査系206のそれぞれを順次透過し、被加工基板210の加工面に照射されている。観測系205は、レーザ光202aを光軸から取り出すハーフミラー205aと、このハーフミラー205aにより取り出されたレーザ光を観察する観測用カメラ205bとを少なくとも備えて構成されている。この観測系205を用いて、レーザ光照射位置のアライメントを調整することができる。
【0024】
走査系206は、被加工基板210の加工面210aにおいてレーザ光202aの照射位置を移動したり、レーザ光202aを連続的に走査させたりする走査ミラー206aと、この走査ミラー206aを駆動制御する走査制御部206bとを少なくとも備えて構成されている。すなわち、このレーザ加工装置108では、走査系206の走査ミラー206aによりレーザ光の照射位置を変えるようになっている。更に、走査ミラー206aと被加工基板210との間に、コンデンサレンズ220が設けられ被加工基板の加工面210aに対してレーザ光202aがほぼ垂直に入射するように構成されている。
【0025】
ホルダー207は、周辺部分に液体208を貯溜するダムを配設したトレーのような形状で構成されている。中央部分には、被加工基板210を載置し保持することができるステージ211が設置されている。被加工基板210は、ステージ211に接続されたウェハ回転機構221によって回転し、被加工基板210の回転はセンサ222と回転制御機構223によって回転角が制御される。なお、本発明においては、回転機構を駆動制御装置に連結し、ホルダーを水平方向及び垂直方向に移動させることにより、レーザ光の照射位置を変えるようにしている。本発明では、回転機構により、コンデンサレンズ220の小型化、走査ミラー206aの回転角度を小さくできるなど、レーザ加工システムの小型化が可能になる。
【0026】
なお、載置される被加工基板の形状に応じて、ホルダー207の平面形状は適宜変更することができる。例えば、半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載置する場合には、平面円形形状のホルダーを使用することができる。また、液晶表示装置に使用される石英ガラス基板、プリント配線基板等のような矩形形状の加工対象物を載置する場合には、平面矩形形状のホルダーを使用することができる。もちろん、平面矩形形状のホルダーに半導体ウェハのような円盤形状の被加工基板を載置するようにしても良い。
【0027】
ホルダー207は、更に被加工基板及びその少なくとも加工面を浸す液体を覆い、レーザ光に対して透明な窓207を備えている。レーザ発振器202から発振されたレーザ光202aはこの窓207a、液体208のそれぞれを透過して被加工基板210の加工面210aに照射されるようになっている。窓207aは、ホルダー207に貯溜された液体208のレーザ加工時の散水を防止する機能、上方からのチリ等が被加工基板210表面に付着することを防止する機能とを少なくとも備えている。
【0028】
液体208は、被加工基板210の加工面210aにおいて、レーザ光照射領域近傍のレーザ光照射により発生する熱を奪い去ることができ、更にレーザ光照射により発生する蒸発物の勢いを減少させることができるようになっている。液体には、純水、アンモニア水溶液のそれぞれを実用的に使用することができる。基本的には、被加工基板210の加工面210aのレーザ光照射領域が液体に浸されていればよいが、熱を多く奪い去り、且つ蒸発物の勢いをより一層減少させるために、被加工基板の全体が液体に浸されるようになっている。
【0029】
更に、レーザ加工装置108は、ホルダー207に貯溜される液体208を流動させる液体流動装置209を備えている。液体流動装置209は、基本的にはポンプであり、流入管209a並びに流出管209bを通してホルダー207に連接され、流体208を循環させるようになっている。すなわち、流体流動器209はホルダー207に貯溜された液体208に、レーザ光の照射によりレーザ光照射領域に発生する気泡を連続的に取り除くことができように流れを持たせ、更にレーザ光に不規則な乱れを生じないように、一定方向に一定流速において液体を循環させることができる。流体流動器209は少なくともレーザ加工が実際に行われている際に駆動されていればよい。
【0030】
更に、本装置は、ホルダー207の裏面に配設された圧電素子270と、この圧電素子270の駆動を制御する圧電素子駆動制御回路271とを備えている。圧電素子270は、被加工基板210の少なくとも加工面210aのレーザ光照射領域の液体208に超音波振動を与え、レーザ光の照射により発生する気泡を取り除くことができるようになっている。
【0031】
次に、上述した成膜システム100及び潜像形成システム120を用いた半導体装置の形成方法について説明する。図3には、基板搬送機102で搬送される被加工基板の流れを示す。また、図4〜6には、半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図を示す。
【0032】
なお、本実施形態では、レジスト膜形成後にレーザ加工を行い、レーザ照射の際に用いる液体に水を用いた場合を説明する。
【0033】
先ず、半導体装置の形成過程にある12インチ(φ300mm)被加工基板210が格納されたキャリアをキャリアステーション101に搭載する。被加工基板210は、図4(a)に示すように、半導体基板301に形成された溝内に位置合わせマーク302が40個、及び図示されてない合わせ精度測定マークが20個埋め込み形成されている。半導体基板301上には、配線等のパターン303が形成され、パターン303を覆うように表面が平坦化された絶縁膜304が形成されている。基板搬送機102により、被加工基板210が、キャリアステーション101から第1の基板温調装置103に搬送される。被加工基板210は、第1の基板温調装置103で、基板温度を予め定められた温度に調整される。温度が調整された被加工基板210は、反射防止薬液塗布装置104aに搬送される。
【0034】
反射防止薬液塗布装置104aでは反射防止膜材が含まれる薬液を被加工基板主面の絶縁膜304上に供給しつつ回転させることにより、被加工基板主面に反射防止材を含む一定膜厚の液膜を形成する。この時の液膜の膜厚は60nmで、固形分に対する溶剤量は約10%であった。次いで、図4(b)に示すように、この被加工基板210を第1の溶剤除去装置104bに搬送し、被加工基板210を加熱して液膜中の残留する溶剤を除去し、絶縁膜304上に膜厚56nmの反射防止膜305を形成する。次いで、この被加工基板210を第2の基板温調装置105に搬送して冷却を行う。
【0035】
次いで、第2の基板温調装置105で冷却された被加工基板210をレジスト薬液塗布装置106に搬送する。レジスト薬液塗布装置106では被加工基板を回転させつつ、反射防止膜上に乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、遠心力により広げて500nmの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、図4(c)に示すように、被加工基板210を第2の溶剤除去装置107に搬送して加熱を行い、レジスト液膜中に残存する溶剤を除去して膜厚400nmのレジスト膜306を形成する。
【0036】
表面にレジスト膜306が形成された被加工基板210をレーザ加工装置108に搬送した。レーザ加工装置108では、被加工基板がホルダー207内のステージ211に搭載される。被加工基板210をゆっくりと回転させながら、流体流動装置209によりホルダー207内に純水を貯留させ、基板主面へ供給した。尚、この時、圧電素子270により液体208に超音波を印加した。
【0037】
観測系205により被加工基板210のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ(CCDカメラ)205bの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域が登録されている画像テンプレートとを比較して基板上の位置合わせマークの位置を認識し、この認識情報に基づきレーザ光202aの照射を行った。一箇所あたり500msec程度の照射時間でレーザ加工を行い、合わせ精度測定マーク部上のレジスト膜306とその下の反射防止膜305を除去した(図4(d))。被加工基板210全面では50秒で全マークの加工を終了することができた。
【0038】
レーザ加工後のレジスト膜を観察した結果、ボイド、転位、盛り上がり等の欠陥が生じることが無かった。更に、レーザ照射領域の近傍においては、飛散物も観察されなかった。
【0039】
この処理時間は潜像形成システムでの1枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の1パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得られた時間である。
【0040】
レーザ加工装置108での処理時間を潜像形成システムの処理時間より短くすることによって、潜像形成システムでの処理が終わる前に、潜像形成システムに対して新たに処理すべき被加工基板を用意することができるので、全体のスループットが変化することがない。
【0041】
次いで、ホルダー207に貯留されている水208を排出した後、被加工基板210を高速回転することで表面の水を大まかに除去する。その後、更に被加工基板210を第2の溶剤除去装置107に搬送して加熱を行った。被加工基板210の加熱温度は200℃とした。ここで被加工基板210の加熱を行うのはレジスト膜306表面の吸着水を除去し、レジスト膜全面で露光環境を同じにするためである。この処理を行わない場合、水と接した部分では、露光で生じた酸が膜中に僅かに残っている水により移動してパターン不良が生じてしまう。
【0042】
次いで、この被加工基板210を基板搬送機102を用いて成膜システム100から潜像形成システム120にインラインで搬送を行った。
【0043】
潜像形成システム120では、先ず、図5(e)に示すように、露光波長と同じ波長の参照光307を用いた位置合わせ検出器により被加工基板210の位置合わせマーク302の検出を行う。この時、位置合わせマーク302上の反射防止膜305が除去されているので良好な検出強度が得られた。なお、従来のように、位置合わせマーク302上の反射防止膜305を除去していない場合には、位置合わせマーク302を全く検出できなかった。
【0044】
位置合わせ器での位置情報に基づいて、図5(f)に示すように、レジスト膜306の露光部306aに対して露光を行い、レジスト膜306に潜像を形成した。潜像形成工程の後、被加工基板210をPEB工程用加熱装置110に搬送して、被加工基板の加熱処理(PEB)を行った。加熱処理は、用いたレジスト(化学増幅型レジスト)の酸の触媒反応を行うために実施した。
【0045】
この加熱処理の後、図5(g)に示すように、現像ユニット111に被加工基板210を搬送してレジスト膜306の現像を行い、レジストパターン309を形成する。形成されたレジストパターン309の位置合わせ精度は、±5nm以下であった。
【0046】
次に、パターン形成システムから基板を回収し、エッチング装置112に搬送して、レジストパターン309をマスクに絶縁膜304をエッチングする。ここで、図7に示す様に、位置合わせマーク302観察のためにレジスト膜306及び反射防止膜305をレーザ加工により除去した領域が、後工程で問題になる場合(マークがエッチングされて、表面形状が悪くなるなど)がある。このような問題が起こる場合には、露光工程終了後からエッチングの前までの間に、図6(h)に示すように、位置合わせ膜上を有機膜などの保護膜310で選択的に被覆する。保護膜310は、後のエッチング工程で選択比が高い材料をレジスト膜の除去領域に選択的にすることによって形成する。選択的な塗布は、吐出ノズル(例えば注射針)から薬液を垂らすことによって行われる。
【0047】
そして、図6(i)に示すように、反射防止膜305及び絶縁膜304を順次エッチングし、溝を形成する。その後、図6(j)に示すように、保護膜310,レジストパターン309,及び反射防止膜を除去する。
【0048】
以上説明したように、本実施形態では、レーザの照射領域に液体を流動させることによって、レーザ光照射領域近傍の損傷を抑制することができると共に、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる。また、レーザ加工装置を、パターン形成システム(成膜システム)の中に設けることで、レーザ加工時の製品作成に要する時間の抑制を図ることができる。
【0049】
更に、成膜・潜像形成・現像(エッチング)からなるパターン形成システム(この場合のレーザ加工手段は成膜システム)に搭載することで、非常に効果的に目的を果たすことを可能にした。
【0050】
本実施形態の作用・効果は、特開平7−161623号公報の様に、露光装置にレーザ加工手段が設けられたものでは、流動性液体を被加工基板の加工点に供給したり、処理後の加熱を行ったりするのは困難である。一方、このレーザ加工手段を単独で設置すると、特開平7−161623号公報記載の如くレーザ加工を1バッチ処理で行うしかなく、製品作成に要する時間が膨大になってしまう。
【0051】
本実施形態では、潜像形成システムにArF投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成システムには、ArF投影露光装置は勿論、他の露光光源を有する装置、露光電子線露光装置、X線露光装置、EUV(Extreme Ultra Violet)露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【0052】
また、レジスト膜及び反射防止膜の除去にレーザ光を照射したが、レーザ光以外に、イオンビームや電子線等のエネルギー線を用いてもレジスト膜や反射防止膜を除去することができる。
【0053】
本実施形態ではレーザ加工の際に、液体として純水に超音波を印加して用いている。超音波は異物が基板や膜表面からより離れやすくするために用いた。また、単純に純水を用いるのでなく、異物を酸化分解させながら除去する目的であればオゾンや酸素などの酸化性ガスを使用することが出きる。
【0054】
また、異物がレジスト膜表面に吸着しやすい場合には水素を溶存させた水素水を用いながらレーザ加工を行うと良い。この他異物が離れやすい環境にするために、塩化水素などを溶存させた酸性水や、アンモニアなどを溶存させたアルカリ水なども使用できる。
【0055】
また、レーザ加工時に用いる液体としては、レジスト表面がダメージを受けない有機溶剤を用いることも可能である。有機溶剤が速乾性で、レジスト表面に吸着しないものであれば、後工程の加熱処理を行わなくても良い。
【0056】
また、本発明では成膜システムから潜像形成システム(露光装置)、潜像形成システム(露光装置)から現像システムの間を全て機械搬送で枚葉式でおこなっている。しかしこれに限るものでなく、露光装置が成膜システムと別に置かれている場合にはその間を手搬送、または機械搬送により数枚でのバッチ式で行っても構わない。
【0057】
なお、レーザ加工装置の構成は、図2に示した装置に限るものでなく、被加工基板の加工領域表面に液流を生じさせつつレーザ照射を行う形態のものであれば如何なる構成でも構わない。
【0058】
本実施形態では、反射防止液膜及びレジスト液膜(塗布液膜)を回転塗布法で形成したが、薬液吐出ノズルから薬液を被加工基板表面に滴下しつつ該ノズルと該基板とを相対的に移動させて液膜を形成する線状塗布法等を用いて形成しても良い。この場合、液膜中の溶剤量が非常に多いため、溶剤の除去には加熱手段の代わりに減圧手段を用いることが好ましい。この場合、飽和蒸気圧近傍の減圧下に晒して溶剤を除去したのち、加熱を行うと良い。
【0059】
(第2の実施形態)
本実施形態はレーザ照射の際に用いる液体として、純水にオゾンを溶解させた溶液を用いた場合で、反射防止膜を除去する場合に関する。
【0060】
本実施形態で用いた成膜システムの構成は第1の実施形態と同様なので、半導体装置の製造工程のみを説明する。図8〜10は、本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図である。
【0061】
先ず、半導体装置形成過程にある12インチ(φ300mm)被加工基板210をキャリアステーション101に搭載した。被加工基板210は、図8(a)に示すように、半導体基板301に形成された溝内に位置合わせマーク302が40個、及び図示されてない合わせ精度測定マークが20個埋め込み形成されている。半導体基板301上には、配線等のパターン303が形成され、パターン303を覆うように表面が平坦化された絶縁膜304が形成されている。キャリアステーション101から基板搬送機102により、被加工基板210が搬出される。搬出された被加工基板210は、第1の基板温調装置103に挿入され、基板温度を予め定められた温度に調整される。温度が調整された被加工基板210は、反射防止薬液塗布装置104aに搬送される。
【0062】
反射防止薬液塗布装置104aでは、被加工基板210上には反射防止膜材が含まれる薬液を被加工基板210主面の絶縁膜304上に供給しながら基板を回転して一定膜厚の液膜が形成される。この時の液膜の膜厚は60nmで、固形分に対する溶剤量は約10%であった。次いで、図8(b)に示すように、この被加工基板を第1の溶剤除去装置104bに搬送し、液膜中の残留する溶剤を除去し、膜厚56nmの反射防止膜305を形成する。次いで、この被加工基板210を第2の基板温調装置105に搬送して冷却を行った。
【0063】
主面に反射防止膜が形成された基板を更に図12に示すレーザ加工手段に搬送した。
【0064】
図12は、本願発明の第3の実施形態に係わるレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略構成を示す図である。なお、図12においいて、図2と同一な部分には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0065】
図12に示すように、被加工基板が載置されるステージの周囲にカップ281が設置されている。カップ281は、被加工基板上に供給した薬液が飛散することを防止する機能を有する。カップ281の底部には、薬液を排出するためのドレイン282が設けられている。
【0066】
被加工基板210に対して薬液を供給する薬液供給ノズル283が設けられている。薬液供給ノズル283から供給される薬液としては、レーザ加工時に用いられる液体、該液体の除去時に用いられる揮発性が高い溶液、レジスト薬液等がある。薬液供給ノズル283には、圧電素子270が設置されている。設置された圧電素子270により、薬液に対して超音波振動を与え、レーザ光の照射により発生する気泡を取り除くことができるようになっている。
【0067】
先ず、被加工基板をステージに搭載した。次いで、図8(c)に示すように、基板をゆっくりと回転させながら純水にオゾンガスを溶解させた溶液(以下、オゾン水)に超音波を印加したものを基板主面へ供給した。オゾン水のレーザ光に対する透過率は非常に高かったが、レーザ加工の安定性(焦点位置・加工位置変動)を考慮して、被加工基板上方にギャップ0.5mmを介して被加工基板と平行に石英ガラス板207aを設け、被加工基板と石英板でできた空間にオゾン水208の供給を行った。基板のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ205bの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域の画像が登録されている画像テンプレートとを比較して、基板上のマークを認識した。次いで、位置合わせマークの認識情報に基づきレーザ照射して反射防止膜の加工を行った。
【0068】
レーザ光の照射は一箇所あたり500msec程度行い、潜像形成システムで用いられる位置合わせマーク部40個所と、合わせ精度測定マーク20個所の反射防止膜を除去した。基板全面においては、50秒間で全マークの加工を終了することができた。この時間は潜像形成システムでの1枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の1パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得られた時間である。
【0069】
次いで、被加工基板210表面のオゾン水208を基板を高速回転することで大まかに除去し、更に第1の溶剤除去装置104bに搬送して加熱を行った。被加工基板210の加熱温度は200℃とした。ここで加熱を行うのは反射防止膜305表面の吸着水を除去し、露光環境を同じにするためである。この処理を行わない場合、水と接した部分では露光で生じた酸が膜中に僅かに残っている水により移動してパターン不良が生じてしまう。
【0070】
次いで、加熱された被加工基板210を第2の基板温調装置105に搬送して冷却した後、冷却された被加工基板210をレジスト薬液塗布装置106に搬送した。レジスト薬液塗布装置106では、被加工基板210を回転させつつ、反射防止膜305上に乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、遠心力により広げて500nmの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、表面にレジスト液膜が形成されている被加工基板210を第2の溶剤除去装置107に搬送して加熱を行い、図8(d)に示すように、レジスト液膜中に残存する溶剤を除去して膜厚400nmのレジスト膜306を形成する。
【0071】
次いで、被加工基板を成膜システムから潜像形成システムに基板搬送機を用いてインライン搬送を行った。
先ず、図9(e)に示すように、潜像形成システム120では、露光波長と同じ波長を参照光307に用いた位置合わせ検出器により、被加工基板210上の位置合わせマークの検出を行った。この時、良好な検出強度が得られた。次いで、図9(f)に示すように、位置合わせ検出器により測定された位置情報に基づいて、レジスト膜306の露光部306aに対して露光を行った。なお、従来のように、位置合わせマーク上の反射防止膜を除去していない場合には、位置合わせマークを全く検出できなかった(強引に行った場合、後に現像を形成して形成されるレジストパターンの精度は±70nmであり、殆ど半導体デバイスを作製することができなかった)。
【0072】
潜像形成工程の後、成膜システム100のPEB工程用加熱装置110に搬送して、被加工基板210の加熱処理を行った。加熱処理(PEB)は、用いたレジスト(化学増幅型レジスト)の酸の触媒反応を行うために実施した。
【0073】
この加熱処理の後、図9(g)に示すように、現像ユニット111に搬送してレジスト膜306の現像を行い、±5nm以下の精度で所望のレジストパターン309を形成する。さらに、レジストパターン309をマスクに用いて、下地の反射防止膜305及び絶縁膜304のエッチングを行った後(図10(h))、レジストパターン309及び反射防止膜305を除去した(図10(i))。
【0074】
以上説明したように、本実施形態では、レーザの照射領域に液体を流動させることによって、レーザ光照射領域近傍の損傷を抑制することができると共に、エネルギー線照射に伴う飛散物の発生を減少させることができる。また、レーザ加工装置を、パターン形成システム(成膜システム)の中に設けることで、レーザ加工時の製品作成に要する時間の抑制を図ることができる。
【0075】
本実施形態ではレーザ加工の際に、純水にオゾンを溶存させた溶液に超音波を印加して用いている。オゾンを溶存させた純水を用いたのは、反射防止膜上の異物をオゾンにより酸化分解することを目的にしている。同様の目的には、酸素などの酸化性ガスを純水に溶解させて使用することができる。
【0076】
また、異物が反射防止膜表面に吸着しやすい場合には、純水に水素を溶存させた水素水を用いながらレーザ加工を行うと良い。この他、異物が離れやすい環境にするために、純水に塩化水素などを溶存させた酸性水や、純水にアンモニアなどを溶存させたアルカリ水なども使用できる。また、超音波は、異物が基板や膜表面からより離れやすくするために用いた。
【0077】
本実施形態は潜像形成装置にArF投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成装置にはArF投影露光装置は勿論、他の露光光源を有する装置、露光電子線露光装置、X線露光装置、EUV露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【0078】
また、本発明では成膜システムから潜像形成システム(露光装置)、潜像形成システム(露光装置)から現像システムの間を全て機械搬送で枚葉式でおこなっている。しかしこれに限るもので無く、露光装置が成膜システムと別に置かれている場合にはその間を手搬送、または機械搬送により数枚でのバッチ式で行っても構わない。
【0079】
(第3の実施形態)
本実施形態では、塗布膜形成装置とレーザ加工装置とを組み合わせた構成を有する成膜システムについて説明する。
【0080】
図11は、本発明の第3の実施形態に係わるパターン形成システムの構成を示すブロック図である。図11において、図1と同一な部位には同一符号を付し、その説明を省略する。
【0081】
本成膜システムでは、図11に示すように、第1の実施形態では別装置であったレジスト薬液塗布装置とレーザ加工装置とが一つの装置になって、レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置406が設けられていることである。尚、この装置406も回転塗布型を用いている。
【0082】
又、本実施形態では、潜像形成システムとして、KrFエキシマレーザ(248nm)を露光光源とし、露光用マスクを介して基板上にマスク像を転写する投影露光装置を用いている。
【0083】
次に、図11に示したシステムを用いた半導体装置の製造工程の説明を行うが、製造工程は第2の実施形態と同様なので、詳細な製造工程の説明を省略し、レーザ加工及びレジスト膜塗布に係わる工程のみ説明する。
【0084】
第2の実施形態で説明した工程と同様に、被加工基板に反射防止膜を形成した後、被加工基板を更にレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置に搬入した(図6)。被加工基板基板に対して、潜像形成手段で用いられる位置合わせマーク部40個所と、合わせ精度測定マーク20個所の反射防止膜を除去する工程を先ず行った。
【0085】
レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略は、図12に示されたものに加え、被加工基板210と仕切り板284の間でレジスト薬液供給ノズル283が移動でき、被加工基板主面上にレジスト薬液を供給できるようにしてある。又、窓207a、薬液供給ノズル283,圧電素子270を一時的に基板上方に移動できるようにしてある。
【0086】
先ず、被加工基板をステージ211に搭載した。次いでレジスト溶液に用いた溶剤に対して溶解性を持つ乳酸エチル(レジスト溶液に含まれる溶剤の一つ)溶剤を基板上に供給するノズルを基板上方に配置し、基板をゆっくりと回転しながら薬液の供給を開始した。乳酸エチルは加工に用いるレーザ波長256nmに対して透過性を有する厚さになる様に、基板表面と0.2mmのギャップを設けて石英板を配置し、その空間に流した。基板のノッチを検出して大まかな座標を認識し、基板上面に設置された観測用カメラ205bの画像と、予め取得した位置合わせマークを含む領域が登録されている画像テンプレートとを比較して、被加工基板上のマークを認識し、この認識情報に基づきレーザの加工を行った。一箇所あたり300msec程度でレーザ加工を行い、基板全面では30秒で全マークの加工を終了することができた。この時間は潜像形成装置での1枚あたりの処理時間より短い時間であり、予め潜像形成装置の処理時間に基づき設定された値である。この時間になるようにレーザ加工装置の1パルスあたりのレーザ出力とパルス数が自動的に調整された結果得た時間である。
【0087】
レーザ加工の後、被加工基板全面に乳酸エチル溶剤が供給されるように、溶剤の供給と被加工基板の回転を行った。乳酸エチルが供給された部分とされない部分とでは、レジスト溶液の反射防止膜に対する濡れ性が異なるため、一度基板表面全面を乳酸エチルに晒した。この後、被加工基板表面から乳酸エチルを振り切り、被加工基板から大部分を除去した。
【0088】
この処理は、レーザ加工に用いた溶剤が被加工基板上に残留する性質を持ち、次のレジスト塗布過程で塗布特性に影響する場合に行うものである。レーザ加工の際に用いた溶剤が速乾性であり、基板表面に変化を与えない場合には上記処理を行う必要はない。
【0089】
また、乳酸エチルは、この後に塗布するレジスト溶液に含まれるものであり、レジスト溶液に可溶であることは言うまでもない。本実施形態はレジスト溶剤に溶解する溶剤として、それに含まれる乳酸エチルを用いたがこれに限るものでなく、レジスト溶剤と可溶性を有する溶剤であればいかなるものでも良い。
【0090】
被加工基板上に、基板主面上方に図12に図示されていないレジスト溶剤供給装置を配置して、乳酸エチルを主成分とするレジスト溶剤を滴下し、回転力により広げて500nmの均一なレジスト液膜を形成した。次いで、この基板を第2の溶剤除去装置107に搬送して加熱を行いレジスト液膜に残存する溶剤を除去し膜厚400nmのレジスト膜を形成した。
【0091】
その後の工程である潜像形成、露光、及びエッチング工程は第2の実施形態と同様なのでその説明を省略する。
【0092】
本実施形態は潜像形成装置にKrF投影露光装置を用いたがこれに限るものではない。潜像形成装置にはKrF投影露光装置は勿論、露光電子線露光装置、X線露光装置、EUV露光装置などあらゆる潜像形成装置を用いることができる。
【0093】
また、レーザ加工手段を成膜手段に含めるとしたが、レーザ加工に用いる流動性の液体が純水系である場合には、その供給系を現像手段またはエッチング手段と一部共用しても構わない。
【0094】
なお、レーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置406は、図12の方式に限るものでなく、被加工基板の加工領域表面に液流を生じさせつつレーザ照射を行う形態のものであれば如何なる構成でも構わない。
【0095】
本実施形態では塗布液膜を回転塗布法で作製したが、線状塗布等を用いて作成しても良い。この場合、液膜中の溶剤量が非常に多いため、溶剤の除去には加熱手段の代わりに減圧手段を用いることが好ましい。この場合、飽和蒸気圧近傍の減圧下に晒して溶剤を除去したのち、加熱を行うと良い。
【0096】
反射防止膜は本実施形態のような有機膜である必要はない、例えばスパッタリング法やCVD法等で形成されるSiNxy(x,yは組成比)やカーボン等のような無機膜であっても良い。
【0097】
(第4の実施形態)
半導体製造装置における最上層の感光性ポリイミドをリソグラフィー工程においてパターニングする際には、ポリイミド膜で光が吸収或いは減衰するので通常の可視光を用いても位置合わせマークが観察しにくいといった問題が生じる。もちろん、露光光と同波長の光をアライメントマーク観察光として用いた場合にはマークの検出は不可能となる。
【0098】
本実施形態では、感光性ポリイミド膜の塗布・形成及びパターニングを行うパターン形成装置について説明する。図13は、本発明の第4の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図である。図13において、図1と同一な部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0099】
図13に示すように、本システムには、感光性ポリイミド薬液塗布装置506と、溶剤除去装置507とを具備している。さらに、感光性ポリイミド膜の形成後に、位置合わせマークを含む領域上の感光性ポリイミド膜を除去するレーザ加工装置を具備する。
【0100】
次に、本システムを用いた感光性ポリイミドの形成及びパターニング工程について図14を用いて説明する。
【0101】
先ず、Si基板601上に層間絶縁膜602中に位置合わせマーク603及びパッド604が形成されている被加工基板を用意し、被加工基板をキャリアステーション101に装填する。ここで、層間絶縁膜とはシリコン酸化膜、メチル基等を含有したシリコン酸化膜を主成分とする低誘電率膜、有機材料からなる低誘電率膜、或いはシリコン窒化膜等の半導体基板上に形成された絶縁膜の事とである。
【0102】
基板搬送機102を用いてキャリアステーション101内の被加工基板を感光性ポリイミド薬液塗布装置506に搬送する。感光性ポリイミド薬液塗布装置506では、被加工基板の主面の層間絶縁膜602上に感光性ポリイミド液膜を形成する。次いで、搬送機102を用いて、被加工基板を感光性ポリイミド薬液塗布装置506から溶剤除去装置507に搬送する。溶剤除去装置507では、被加工基板を加熱して液膜中の溶剤を揮発させ、図14(a)に示すように、感光性ポリイミド膜605を形成する。次いで、基板搬送機102を用いて、被加工基板を溶剤除去装置507から基板温調装置508に搬送して、被加工基板を冷却する。
【0103】
次に、基板搬送機102を用いて、被加工基板を基板温調装置508からレーザ加工装置108に搬送する。次いで、第2,第3の実施形態と同様な工程で、被加工基板表面に純水を供給しつつ感光性ポリイミド膜に対してレーザ加工を行い、図14(b)に示すように、位置合わせマーク603を含む領域上の感光性ポリイミド膜605を除去する。
【0104】
レーザ加工に用いたレーザ発振器としては、Q−switch YAGの第4高調波、第3高調波及び第2高調波のいずれかを選択する事が可能であり、高調波の波長は、それぞれ266nm、355nm及び532nmである。ポリイミド下層に形成されている材料及び、ポリイミド膜厚により最適の加工条件となるように、適宜波長は選択できるようになっている。
【0105】
本実施形態においては、下層に形成された層間絶縁膜602を加工しないために、波長355nmの波長を用いた。層間絶縁膜の最上層にシリコン窒化膜が形成されている場合に、例えばポリイミドのみならず、そのシリコン窒化膜まで除去する場合には、波長266nmを用いた方が良い。
【0106】
感光性ポリイミド膜605の膜厚は3μmであり、レーザ照射エネルギー密度は1パルスあたり0.5J/cm2 とした。0.5J/cm2 のエネルギー照射での加工速度は、1パルスあたり約0.3μm/pulseとなる。しかしながら、ポリイミド膜厚の局所的なばらつき等の影響、あるいはレーザエネルギーの面内の不均一性の影響で約±20%程度は加工速度が変化する。
【0107】
したがって、本装置は、観測系205を用いてポリイミドが除去されたか否か、その場観察を自動で行いながら加工を施し、照射場所により適宜パルス数及びパルスエネルギーを制御しつつ加工を行う。
【0108】
厚さ3μmのポリイミドを0.5J/cm2 の照射エネルギーで除去する場合には、10pulse〜15pulseのパルス数でマーク上ポリイミドを除去する事が可能であった。もし、観測系205を具備しないレーザ加工装置においても15pulseのレーザを照射すれば全ての領域を除去することが可能となる。
【0109】
しかしながら、観測系205と加工形状を判断する機構とを設けることにより、自動的にパルス数やエネルギーを制御できるので、無駄な照射を行う必要がなくなり、処理時間を飛躍的に向上する事が可能となる。
【0110】
このレーザ加工時には、少なくともレーザ照射中に圧電素子270には40kHz、50Wの電力を印加した。図14(b)に示したように、レーザ加工領域及び加工領域周辺に加工くずの飛散は観測されなかった。また、剥れやクラック等の照射損傷も観測されていない。
【0111】
レーザ加工により位置合わせマーク603を含む領域上の感光性ポリイミド膜605を除去することで、可視光を用いたアライメントスコープを用いた場合にはマークの観察が容易となり位置合わせエラーを飛躍的に減少する事が可能となり歩留まりが飛躍的に向上する。さらには、露光光をアライメント光として用いた場合には、ポリイミドが形成されているとマークは全く観察できないのに対し、除去する事によってアライメントマークの観察が可能となる。
【0112】
次に、基板搬送機102を用いて被加工基板を、レーザ加工装置108から溶剤除去装置507に搬送する。次いで、溶剤除去装置507では、被加工基板を加熱して表面を乾燥させる。次に、基板搬送機102を用いて被加工基板を感光性ポリイミド膜形成装置から温調装置508に搬送して、被加工基板を冷却する。本実施形態においては、レーザ加工時の冷却媒体として純水を用いたが、シンナー等の溶剤を用いる場合には特に乾燥工程を行う必要は無い。
【0113】
次に、基板搬送機102を用いて被加工基板を温調装置508から潜像形成システム120に搬送する。潜像形成システム120では、先ず露光波長と同じ波長を参照光307に用いた位置合わせ検出器により、被加工基板上の位置合わせマークの検出を行う。次いで、位置合わせ検出器により測定された位置情報に基づいて、感光性ポリイミド膜605に対して露光を行う。次に、基板搬送機102を用いて、被加工基板を潜像形成システム120から現像ユニット111に搬送し、図14(c)に示すように、露光された感光性ポリイミド膜605の現像を行い、感光性ポリイミド膜パターンを形成する。
【0114】
次いで、被加工基板をエッチング装置(RIE装置)112に搬送して、図14(d)に示すように、感光性ポリイミド膜パターンをマスクとして層間絶縁膜602のエッチングを行って、パッド604を露出させる。
【0115】
以上説明したように、純水などの冷却液体中にて感光性ポリイミド膜のレーザ加工を施すことによって、冷却液飛散物が除去され、大気中での加工の問題であった読み取り誤差や周辺のパターニングへの悪影響による歩留まりの低下は改善される。
【0116】
マーク上のポリイミドをレーザ照射により除去し、マークの観察を容易にするレーザ加工装置としては、特開平10−113779のように、大気中にてレーザ照射することによりポリイミドを除去する装置が提案されている。しかしながら、この提案装置においては、大気中でのレーザ照射であるために、除去領域及び、除去領域周辺に加工くずが飛散し、マークの読み取り誤差が大きくなり、さらには周辺のパターニングに悪影響を及ぼし、歩留まりが低下するといった問題が生じる。
【0117】
(第5の実施形態)
第4の実施形態においては、マーク上のポリイミドを除去する工程について述べた。本実施形態においては、レーザ加工を用いて直接パッド開口及びヒューズ窓形成のパターニングをポリイミドに施す方法について述べる。ここでヒューズとは、リダンダンシー回路及びトリミング回路に接続されているヒューズである。
【0118】
図15は、本発明の第5の実施形態に係わる成膜システムの概略構成を示すブロック図である。図15において、図13と同一な部位には同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0119】
レジスト膜パターンを形成しないので、図15に示す成膜システムは、図13に示したパターン形成システムと異なり、潜像形成システム、現像ユニットが無い。また、薬液塗布装置としては、ポリイミド薬液塗布装置706となっている。
【0120】
次に、図16の工程断面図を用いて、本発明の第5の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明する。
先ず、図16(a)に示すように、Si基板601上の層間絶縁膜602内にパッド604及びヒューズ611が形成された被処理基板を用意する。次いで、ポリイミド薬液塗布装置706に搬入してポリイミド薬液を塗布した後、溶剤除去装置に搬入して塗布膜内の溶剤を除去し、層間絶縁膜602上にポリイミド膜612を形成する。この時、ポリイミド膜612は第4の実施形態で用いたような感光性のポリイミドを用いる必要は無い。従って、非常に安価なポリイミドを用いる事が可能である。
【0121】
次に、被加工基板を図2に示したようなレーザ加工装置に搬入し、レーザ加工を行う。レーザ加工時に用いたレーザ光は、Q−switch YAGの第3高調波で、波長は355nmである。
【0122】
ポリイミドの膜厚は3μmであり、レーザ照射エネルギー密度は1パルスあたり0.5J/cm2 とした。本装置は、図2に示されている観察系を用いてポリイミドが除去されたか否か、その場観察を自動で行いながら加工を施し、照射場所により適宜パルス数及びパルスエネルギーを制御しつつ加工を行う。
【0123】
図2の装置を用いてパッド604上及びヒューズ611上のポリイミド膜を除去した後の形状を図16(b)に示す。この加工時には、少なくともレーザ照射中に圧電素子には40kHz、50Wの電力を印加した。
【0124】
この時のアライメントは、可視光を用いてアライメントマークを観察することで行ったが、アライメント観察が困難でアライメントエラーが生じる場合には、先の実施例で示した様に予めアライメントマーク上のポリイミドを除去することでアライメントマークの観察を容易にする事が可能である。図16(b)に示されているように、レーザ加工領域及び加工領域周辺に加工くずの飛散は観測されなかった。また、剥れやクラック等の照射損傷も観測されていない。
【0125】
次に、被加工基板をRIE装置に搬入し、ポリイミド膜612をマスクとして層間絶縁膜602のエッチングを行って、パッド604を露出させると共に、ヒューズ窓を形成する。
【0126】
本実施形態で述べたように、液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。この方式によれば、半導体装置の歩留まりが向上すると同時に、リソグラフィー工程での現像工程等、薬液工程を削除できることから、環境への悪影響も低減できる。
【0127】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能である。
【0128】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、液中でレーザ加工を行うことで、マーク上、パッド上及びヒューズ上のポリイミドを加工くずの生成や照射損傷を抑制しつつ加工する事が可能となる。
【0129】
また、レーザ加工装置に、レジスト膜やSOG膜等の塗布膜を形成するための塗布液薄膜形成手段及び塗布薄膜形成手段が搬送機を介して接続されているので、インラインで塗布膜の形成からレーザ加工まで行うことができるので、製造に係わる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図。
【図2】第1の実施形態に係わるレーザ加工装置の構成を示す図。
【図3】基板搬送機で搬送される被加工基板の流れを示す図。
【図4】第1の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図5】第1の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図6】第1の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図7】第1の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を説明するための工程断面図。
【図8】第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図9】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図10】本発明の第2の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図11】第3の実施形態に係わるパターン形成システムの構成を示すブロック図。
【図12】第3の実施形態に係わるレーザ加工器付きレジスト薬液塗布装置の概略構成を示す図。
【図13】第4の実施形態に係わるパターン形成システムの概略構成を示すブロック図。
【図14】第4の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【図15】第5の実施形態に係わる成膜システムの概略構成を示すブロック図。
【図16】第5の実施形態に係わる半導体装置の製造工程を示す工程断面図。
【符号の説明】
100…成膜システム
101…キャリアステーション
102…基板搬送機
103…第1の基板温調装置
104a…反射防止薬液塗布装置
104b…第1の溶剤除去装置
105…第2の基板温調装置
106…レジスト薬液塗布装置
107…第2の溶剤除去装置
108…レーザ加工装置
109…第3の基板温調装置
110…PEB工程用加熱装置
111…現像ユニット
120…潜像形成システム
202…レーザ発振器
202a…レーザ光
203…レーザ発振器制御ユニット
204…光学系
205…観測系
205b…観測用カメラ
206…走査系
207…ホルダー
207a…石英ガラス板
208…液体
209…流体流動装置
210…被加工基板
211…ステージ
270…圧電素子
271…圧電素子駆動制御回路
301…半導体基板
302…位置合わせマーク
302…半導体基板
303…パターン
304…絶縁膜
305…反射防止膜
306…レジスト膜
306a…露光部
307…参照光
309…レジストパターン
310…保護膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
  The present invention provides a semiconductorThe present invention relates to an apparatus manufacturing method, and more particularly to a technique for performing exposure and development by removing a thin film formed on an alignment mark.
[0002]
[Prior art]
In the semiconductor lithography process, deterioration of alignment accuracy during exposure has been a problem. The main cause of this problem is that the resist is formed asymmetrically due to the unevenness of the base. As methods for solving this problem, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 62-252136, 63-117421, and 2-298017 disclose means for processing a resist film as a photosensitive film with a laser. .
[0003]
However, in recent years, with the introduction of chemical mechanical polishing (CMP), the processed surface (mainly SiO2The film) is being flattened, and the above-mentioned problems are solved. However, when a resist film is formed on this substrate and patterning is performed, there has been a problem that pattern degradation due to standing waves occurs. The standing wave is generated when the exposure light that penetrates the resist film interferes with the incident light in the resist film and the reflected light that returns through the oxide film and strikes the reflective surface such as metal or polysilicon. . Therefore, in order to prevent a standing wave generated in the resist film, an antireflection film for suppressing reflection of exposure light from the base has been used under the resist film. However, since the antireflection film is formed, it has become difficult to observe alignment marks necessary for detecting pattern position information on the substrate to be processed at the time of exposure. In particular, in alignment using a mask and a lens using exposure light as alignment light, which is being taken in to improve the accuracy of position information detection, there is a problem that the alignment mark cannot be seen at all due to the antireflection film. It was. A method of processing and removing this antireflection film with a laser is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-15407.
[0004]
The removal of the organic film by laser light is disclosed in JP-A-62-2252136, JP-A-63-117421, JP-A-2-298017, JP-A-5-3143, and JP-A-5-198496. There are many disclosed technologies such as Japanese Patent Laid-Open No. 7-161623 and Japanese Patent Laid-Open No. 10-113779. However, all of these techniques directly irradiate a film to be processed with laser light to vaporize an organic film. However, there is a problem in that foreign matter (an unburned residue of the organic film by the laser) generated at that time is scattered around the region to be processed, resulting in defective defects. In addition, there is a problem that the boundary of the processed part is swollen by the heat generated during laser processing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, when the organic film or the inorganic film on the region including the alignment mark is removed by irradiation with an energy beam such as a laser beam, there is a problem that foreign matters are scattered around the removal region and a defect defect occurs. .
[0006]
An object of the present invention is to suppress damage in the vicinity of the energy beam irradiation region on the processed surface of the substrate to be processed, and to reduce the generation of scattered matter accompanying energy beam irradiation.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  A method of manufacturing a semiconductor device according to one embodiment of the present invention includes a step of forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed, which includes a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate. Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film; and Supplying a chemical solution containing a photosensitive substance and a solvent to form a coating liquid thin film on the first thin film, and removing the solvent contained in the coating liquid thin film to form a photosensitive thin film And carrying the substrate to be processed into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through the region where the first thin film has been selectively removed to recognize the position of the mark; , Based on the position of the recognized alignment mark, Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam to form a latent image on the photosensitive thin film; and at least one of the photosensitive thin films based on the latent image formed on the photosensitive thin film. A method of selectively removing a portion to form a photosensitive thin film pattern, wherein a liquid is applied to at least an irradiation region of the first energy beam when the first energy beam is irradiated. Supplying the liquid with at least one of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, and hydrogen chloride dissolved in pure water; oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water Either one or an organic solvent is used.
[0012]
[Action]
The present invention has the following operations and effects by the above configuration.
By performing laser processing in the liquid, it is possible to process polyimide on the mark, the pad, and the fuse while suppressing generation of processing waste and irradiation damage.
[0013]
In addition, since the coating liquid thin film forming means and the coating thin film forming means for forming a coating film such as a resist film and an SOG film are connected to the laser processing apparatus via a transfer device, the formation of the coating film in-line Since laser processing can be performed, the manufacturing time can be shortened.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0015]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a pattern forming system according to the first embodiment of the present invention.
[0016]
As shown in FIG. 1, the pattern forming system 1 includes a film forming system 100 and a latent image forming system 120. In the film forming system 100, a substrate transfer machine 102 is connected to a carrier station 101 on which one or more substrates to be processed can be mounted. The substrate transporter 102 includes a first substrate temperature adjustment device 103, an antireflection chemical solution coating device 104a, a first solvent removal device 104b, a unit of the second substrate temperature adjustment device 105, and a spin coating type resist chemical solution. Coating device 106, 2 units of second solvent removing device 107, 1 unit of laser processing device 108, 1 unit of third substrate temperature control device 109, 3 units of heating device 110 for PEB process, 2 units of developing unit 111 is connected.
[0017]
In the film forming system 100 in FIG. 1, the portion surrounded by a dotted line portion in the narrow sense is the film forming system, and the PEB process heating device 110 and the developing unit 111 are the configuration of the pattern forming system. A process heating apparatus 110 and an etching apparatus 112 are included in the film forming system.
[0018]
The latent image forming system 120 is connected to the substrate transfer machine 102 as a separate configuration from the film forming system 100. The latent image forming system 120 uses a projection exposure apparatus that uses an ArF excimer laser (193 nm) as an exposure light source and transfers a mask image onto a substrate through an exposure mask.
[0019]
Next, the configuration of the laser processing apparatus 108 will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the laser processing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
[0020]
As shown in FIG. 2, the laser processing apparatus 108 includes a laser oscillator 202 and a holder 207 that holds a substrate to be processed 210 and stores a liquid that immerses at least the laser light irradiation region of the processing surface of the substrate to be processed 210. It is configured with at least.
[0021]
The laser processing apparatus 108 further moves relatively between a laser oscillator control unit 203 for controlling the laser oscillator 202, an optical system 204, an observation system 205, and a laser beam and a processing surface of a processing object. And a scanning system 206 to be configured.
[0022]
In this apparatus, a Q-Switch Nd YAG laser is used for the laser oscillator 202. The laser oscillator 202 irradiates a laser beam 202a having a wavelength of any one of a fundamental wave (wavelength 1064 nm), a second harmonic (wavelength 532 nm), a third harmonic (wavelength 355 nm), and a fourth harmonic (wavelength 266 nm). Is possible. Furthermore, the pulse width of the laser beam 202a irradiated from the laser oscillator 202 is set to about 10 nsec, and the laser beam irradiation region has a side of 10 μm to 500 μm (range from 10 μm × 10 μm to 500 μm × 500 μm) by a slit mechanism (not shown). In addition, the laser oscillation frequency of the laser oscillator 202 is set to 10 kHz, and the laser oscillation control unit 203 controls the oscillation of the laser beam 202a of the laser oscillator 202 and the irradiation area. It is done by.
[0023]
Laser light 202 a emitted from the laser oscillator 202 sequentially passes through each of the optical system 204, the observation system 205, and the scanning system 206, and is applied to the processing surface of the substrate 210 to be processed. The observation system 205 includes at least a half mirror 205a that extracts laser light 202a from the optical axis, and an observation camera 205b that observes the laser light extracted by the half mirror 205a. This observation system 205 can be used to adjust the alignment of the laser light irradiation position.
[0024]
The scanning system 206 moves the irradiation position of the laser beam 202a on the processing surface 210a of the substrate 210 to be processed, or scans the laser beam 202a continuously, and scanning that drives and controls the scanning mirror 206a. And at least a control unit 206b. That is, in this laser processing apparatus 108, the irradiation position of the laser beam is changed by the scanning mirror 206a of the scanning system 206. Furthermore, a condenser lens 220 is provided between the scanning mirror 206a and the substrate to be processed 210 so that the laser beam 202a is incident substantially perpendicularly to the processing surface 210a of the substrate to be processed.
[0025]
The holder 207 has a shape like a tray in which a dam for storing the liquid 208 is disposed in the peripheral portion. A stage 211 on which a substrate to be processed 210 can be placed and held is installed in the central portion. The substrate to be processed 210 is rotated by a wafer rotation mechanism 221 connected to the stage 211, and the rotation angle of the rotation of the substrate to be processed 210 is controlled by a sensor 222 and a rotation control mechanism 223. In the present invention, the rotation mechanism is connected to the drive control device, and the irradiation position of the laser beam is changed by moving the holder in the horizontal direction and the vertical direction. In the present invention, it is possible to reduce the size of the laser processing system by reducing the size of the condenser lens 220 and the rotation angle of the scanning mirror 206a by the rotation mechanism.
[0026]
Note that the planar shape of the holder 207 can be changed as appropriate in accordance with the shape of the substrate to be processed. For example, when placing a disk-shaped workpiece substrate such as a semiconductor wafer, a planar circular holder can be used. Further, when a rectangular workpiece such as a quartz glass substrate or a printed wiring board used in a liquid crystal display device is placed, a planar rectangular holder can be used. Of course, a disk-shaped workpiece substrate such as a semiconductor wafer may be placed on a flat rectangular holder.
[0027]
  The holder 207 further covers a substrate to be processed and a liquid that immerses at least the processed surface thereof, and is a window 207 that is transparent to laser light.aIt has. The laser beam 202a oscillated from the laser oscillator 202 passes through each of the window 207a and the liquid 208 and is irradiated onto the processing surface 210a of the substrate 210 to be processed. window207aIs a function to prevent water spraying during laser processing of the liquid 208 stored in the holder 207,UpwardAt least a function of preventing dust and the like from adhering to the surface of the substrate 210 to be processed.
[0028]
The liquid 208 can take away the heat generated by the laser light irradiation in the vicinity of the laser light irradiation region on the processing surface 210a of the substrate to be processed 210, and can further reduce the momentum of the evaporant generated by the laser light irradiation. It can be done. As the liquid, pure water or an aqueous ammonia solution can be used practically. Basically, the laser light irradiation region of the processing surface 210a of the substrate to be processed 210 only needs to be immersed in the liquid, but in order to remove a lot of heat and further reduce the momentum of the evaporated material, The entire substrate is immersed in the liquid.
[0029]
Further, the laser processing device 108 includes a liquid flow device 209 for flowing the liquid 208 stored in the holder 207. The liquid flow device 209 is basically a pump, and is connected to the holder 207 through the inflow pipe 209a and the outflow pipe 209b to circulate the fluid 208. In other words, the fluid fluidizer 209 causes the liquid 208 stored in the holder 207 to have a flow so that bubbles generated in the laser light irradiation region can be continuously removed by laser light irradiation, and further, the fluid flower 209 is insensitive to the laser light. The liquid can be circulated at a constant flow rate in a constant direction so as not to cause regular disturbance. The fluid flow device 209 may be driven at least when laser processing is actually performed.
[0030]
Further, the present apparatus includes a piezoelectric element 270 disposed on the back surface of the holder 207 and a piezoelectric element drive control circuit 271 that controls driving of the piezoelectric element 270. The piezoelectric element 270 can apply ultrasonic vibration to the liquid 208 in at least the processing surface 210a of the substrate 210 to be processed to remove bubbles generated by laser light irradiation.
[0031]
Next, a method for forming a semiconductor device using the film forming system 100 and the latent image forming system 120 described above will be described. FIG. 3 shows the flow of the substrate to be processed being transferred by the substrate transfer machine 102. 4 to 6 are process cross-sectional views for explaining the manufacturing process of the semiconductor device.
[0032]
In the present embodiment, a case where laser processing is performed after the resist film is formed and water is used as a liquid used for laser irradiation will be described.
[0033]
First, a carrier storing a 12-inch (φ300 mm) substrate to be processed 210 in the process of forming a semiconductor device is mounted on the carrier station 101. As shown in FIG. 4A, the substrate 210 to be processed is formed by embedding 40 alignment marks 302 and 20 alignment accuracy measurement marks (not shown) in a groove formed in the semiconductor substrate 301. Yes. A pattern 303 such as a wiring is formed on the semiconductor substrate 301, and an insulating film 304 whose surface is flattened so as to cover the pattern 303 is formed. A substrate to be processed 210 is transferred from the carrier station 101 to the first substrate temperature control apparatus 103 by the substrate transfer machine 102. The substrate to be processed 210 is adjusted to a predetermined temperature by the first substrate temperature adjusting device 103. The to-be-processed substrate 210 whose temperature has been adjusted is transported to the antireflection chemical solution coating apparatus 104a.
[0034]
In the antireflection chemical solution coating apparatus 104a, a chemical solution containing an antireflection film material is rotated while being supplied onto the insulating film 304 on the main surface of the substrate to be processed, so that the main surface of the substrate to be processed has a certain thickness including the antireflection material. A liquid film is formed. At this time, the film thickness of the liquid film was 60 nm, and the amount of the solvent relative to the solid content was about 10%. Next, as shown in FIG. 4B, the substrate to be processed 210 is transported to the first solvent removing device 104b, and the substrate to be processed 210 is heated to remove the remaining solvent in the liquid film. An antireflection film 305 having a thickness of 56 nm is formed on 304. Next, the substrate to be processed 210 is transferred to the second substrate temperature adjusting device 105 and cooled.
[0035]
Next, the substrate to be processed 210 cooled by the second substrate temperature adjusting device 105 is transported to the resist chemical solution coating device 106. In the resist chemical solution coating apparatus 106, while rotating the substrate to be processed, a resist solvent containing ethyl lactate as a main component was dropped on the antireflection film and spread by centrifugal force to form a uniform resist solution film of 500 nm. Next, as shown in FIG. 4C, the substrate to be processed 210 is transported to the second solvent removing apparatus 107 and heated to remove the solvent remaining in the resist solution film, and a resist film having a film thickness of 400 nm. 306 is formed.
[0036]
The substrate 210 to be processed, on which the resist film 306 was formed, was transferred to the laser processing apparatus 108. In the laser processing apparatus 108, the substrate to be processed is mounted on the stage 211 in the holder 207. While slowly rotating the substrate to be processed 210, pure water was stored in the holder 207 by the fluid flow device 209 and supplied to the main surface of the substrate. At this time, ultrasonic waves were applied to the liquid 208 by the piezoelectric element 270.
[0037]
  The observation system 205 detects the notch of the substrate 210 to be processed, recognizes rough coordinates, and registers an image of the observation camera (CCD camera) 205b installed on the upper surface of the substrate and a region including the alignment mark acquired in advance. The position of the alignment mark on the substrate is recognized by comparing with the image template that has been formed, and the laser beam 202a is irradiated based on the recognition information. Laser processing is performed at an irradiation time of about 500 msec per location.YesThe resist film 306 on the alignment accuracy measurement mark portion and the antireflection film 305 therebelow are removed.(Fig. 4 (d)). Processing of all marks could be completed in 50 seconds on the entire surface of the substrate to be processed 210.
[0038]
As a result of observing the resist film after laser processing, defects such as voids, dislocations, and bulges did not occur. Further, no scattered matter was observed in the vicinity of the laser irradiation region.
[0039]
This processing time is shorter than the processing time per sheet in the latent image forming system, and is a value set in advance based on the processing time of the latent image forming apparatus. This is a time obtained as a result of automatically adjusting the laser output and the number of pulses per pulse of the laser processing apparatus so that this time is reached.
[0040]
By making the processing time in the laser processing apparatus 108 shorter than the processing time of the latent image forming system, before the processing in the latent image forming system is finished, a substrate to be processed to be newly processed with respect to the latent image forming system is obtained. Since it can be prepared, the overall throughput does not change.
[0041]
Next, after the water 208 stored in the holder 207 is discharged, the surface water is roughly removed by rotating the substrate 210 to be processed at a high speed. Thereafter, the substrate to be processed 210 was further transported to the second solvent removal apparatus 107 and heated. The heating temperature of the substrate to be processed 210 was 200 ° C. Here, the substrate to be processed 210 is heated in order to remove the adsorbed water on the surface of the resist film 306 and make the exposure environment the same on the entire surface of the resist film. When this treatment is not performed, the acid generated by exposure moves due to the water remaining slightly in the film at the portion in contact with water, resulting in a pattern defect.
[0042]
Next, the substrate to be processed 210 was transferred inline from the film forming system 100 to the latent image forming system 120 using the substrate transfer device 102.
[0043]
In the latent image forming system 120, first, as shown in FIG. 5E, the alignment mark 302 of the substrate 210 to be processed is detected by the alignment detector using the reference light 307 having the same wavelength as the exposure wavelength. At this time, since the antireflection film 305 on the alignment mark 302 was removed, a good detection intensity was obtained. Note that the alignment mark 302 could not be detected at all when the antireflection film 305 on the alignment mark 302 was not removed as in the prior art.
[0044]
Based on the position information obtained by the aligner, as shown in FIG. 5 (f), the exposed portion 306 a of the resist film 306 was exposed to form a latent image on the resist film 306. After the latent image forming step, the substrate to be processed 210 was transported to the PEB process heating device 110, and the substrate to be processed was heated (PEB). The heat treatment was performed in order to perform an acid catalytic reaction of the resist (chemical amplification resist) used.
[0045]
After the heat treatment, as shown in FIG. 5G, the substrate to be processed 210 is transported to the developing unit 111 and the resist film 306 is developed to form a resist pattern 309. The alignment accuracy of the formed resist pattern 309 was ± 5 nm or less.
[0046]
Next, the substrate is recovered from the pattern forming system, conveyed to the etching apparatus 112, and the insulating film 304 is etched using the resist pattern 309 as a mask. Here, as shown in FIG. 7, when the region where the resist film 306 and the antireflection film 305 are removed by laser processing for observation of the alignment mark 302 becomes a problem in a later process (the mark is etched, Etc.). When such a problem occurs, the alignment film is selectively covered with a protective film 310 such as an organic film as shown in FIG. 6 (h) between the end of the exposure process and before the etching. To do. The protective film 310 is formed by selectively using a material having a high selection ratio in a resist film removal region in a later etching process. The selective application is performed by dropping a chemical solution from a discharge nozzle (for example, an injection needle).
[0047]
Then, as shown in FIG. 6I, the antireflection film 305 and the insulating film 304 are sequentially etched to form a groove. Thereafter, as shown in FIG. 6J, the protective film 310, the resist pattern 309, and the antireflection film are removed.
[0048]
As described above, in the present embodiment, by causing a liquid to flow in the laser irradiation region, damage in the vicinity of the laser light irradiation region can be suppressed, and generation of scattered matter due to energy beam irradiation can be reduced. be able to. Further, by providing the laser processing apparatus in the pattern forming system (film forming system), it is possible to reduce the time required for creating a product during laser processing.
[0049]
Furthermore, by mounting it in a pattern forming system (deposition of the laser processing means in this case) that includes film formation, latent image formation, and development (etching), the object can be achieved very effectively.
[0050]
The operation and effect of the present embodiment is as follows. In the case where a laser processing means is provided in an exposure apparatus as in JP-A-7-161623, a fluid liquid is supplied to a processing point of a substrate to be processed, or after processing. It is difficult to perform heating. On the other hand, if this laser processing means is installed alone, the laser processing must be performed in one batch process as described in JP-A-7-161623, and the time required for product production becomes enormous.
[0051]
In this embodiment, the ArF projection exposure apparatus is used in the latent image forming system, but the present invention is not limited to this. In the latent image forming system, not only an ArF projection exposure apparatus but also any latent image forming apparatus such as an apparatus having another exposure light source, an exposure electron beam exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an EUV (Extreme Ultra Violet) exposure apparatus, etc. Can do.
[0052]
Further, the laser beam is irradiated to remove the resist film and the antireflection film, but the resist film and the antireflection film can be removed by using energy beams such as an ion beam and an electron beam in addition to the laser beam.
[0053]
In the present embodiment, an ultrasonic wave is applied to pure water as a liquid during laser processing. Ultrasound was used to make it easier for foreign objects to leave the substrate or film surface. Further, instead of simply using pure water, an oxidizing gas such as ozone or oxygen can be used for the purpose of removing foreign substances while oxidizing and decomposing them.
[0054]
If foreign matter is likely to be adsorbed on the resist film surface, laser processing may be performed using hydrogen water in which hydrogen is dissolved. In addition, acid water in which hydrogen chloride or the like is dissolved, alkaline water in which ammonia or the like is dissolved, or the like can be used in order to create an environment in which foreign substances are easily separated.
[0055]
In addition, as the liquid used at the time of laser processing, an organic solvent that does not damage the resist surface can be used. If the organic solvent is quick-drying and does not adsorb on the resist surface, the heat treatment in the subsequent step may not be performed.
[0056]
Further, in the present invention, the film transfer system to the latent image forming system (exposure device), and the space between the latent image forming system (exposure device) and the developing system are all carried out in a single-wafer system by mechanical conveyance. However, the present invention is not limited to this, and when the exposure apparatus is placed separately from the film forming system, it may be carried out by a batch method using several sheets by manual conveyance or mechanical conveyance.
[0057]
The configuration of the laser processing apparatus is not limited to the apparatus shown in FIG. 2, and any configuration may be used as long as the laser irradiation is performed while generating a liquid flow on the processing region surface of the substrate to be processed. .
[0058]
In this embodiment, the antireflection liquid film and the resist liquid film (coating liquid film) are formed by the spin coating method. However, while the chemical liquid is dropped on the surface of the substrate to be processed from the chemical liquid discharge nozzle, the nozzle and the substrate are relatively relative to each other. It may be formed by using a linear coating method or the like in which a liquid film is formed by moving the film. In this case, since the amount of the solvent in the liquid film is very large, it is preferable to use a decompression means instead of the heating means for removing the solvent. In this case, heating is preferably performed after removing the solvent by exposure to a reduced pressure near the saturated vapor pressure.
[0059]
(Second Embodiment)
The present embodiment relates to a case where an antireflection film is removed when a solution in which ozone is dissolved in pure water is used as a liquid used in laser irradiation.
[0060]
Since the configuration of the film forming system used in this embodiment is the same as that of the first embodiment, only the manufacturing process of the semiconductor device will be described. 8 to 10 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
[0061]
First, a 12-inch (φ300 mm) substrate 210 in the process of forming a semiconductor device was mounted on the carrier station 101. As shown in FIG. 8A, the substrate 210 to be processed has 40 alignment marks 302 and 20 alignment accuracy measurement marks (not shown) embedded in grooves formed in the semiconductor substrate 301. Yes. A pattern 303 such as a wiring is formed on the semiconductor substrate 301, and an insulating film 304 whose surface is flattened so as to cover the pattern 303 is formed. The substrate to be processed 210 is unloaded from the carrier station 101 by the substrate transfer machine 102. The unloaded workpiece substrate 210 is inserted into the first substrate temperature adjusting device 103, and the substrate temperature is adjusted to a predetermined temperature. The to-be-processed substrate 210 whose temperature has been adjusted is transported to the antireflection chemical solution coating apparatus 104a.
[0062]
In the anti-reflective chemical solution coating apparatus 104a, the substrate is rotated while supplying the chemical solution containing the anti-reflective film material on the substrate 210 to be processed on the insulating film 304 on the main surface of the substrate 210 to be processed. Is formed. At this time, the film thickness of the liquid film was 60 nm, and the amount of the solvent relative to the solid content was about 10%. Next, as shown in FIG. 8B, the substrate to be processed is transported to the first solvent removing device 104b, and the remaining solvent in the liquid film is removed to form an antireflection film 305 having a thickness of 56 nm. . Next, the substrate to be processed 210 was transferred to the second substrate temperature control device 105 and cooled.
[0063]
The substrate with the antireflection film formed on the main surface was further transported to the laser processing means shown in FIG.
[0064]
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a resist chemical solution coating apparatus with a laser beam machine according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 12, the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0065]
As shown in FIG. 12, a cup 281 is installed around the stage on which the substrate to be processed is placed. The cup 281 has a function of preventing the chemical solution supplied on the substrate to be processed from scattering. A drain 282 for discharging the chemical is provided at the bottom of the cup 281.
[0066]
A chemical solution supply nozzle 283 that supplies a chemical solution to the workpiece substrate 210 is provided. Examples of the chemical solution supplied from the chemical solution supply nozzle 283 include a liquid used at the time of laser processing, a highly volatile solution used at the time of removing the liquid, and a resist chemical solution. A piezoelectric element 270 is installed in the chemical solution supply nozzle 283. The installed piezoelectric element 270 can apply ultrasonic vibration to the chemical solution to remove bubbles generated by laser light irradiation.
[0067]
First, the substrate to be processed was mounted on the stage. Next, as shown in FIG. 8 (c), an ultrasonic wave was applied to a solution in which ozone gas was dissolved in pure water (hereinafter referred to as ozone water) while slowly rotating the substrate, and supplied to the main surface of the substrate. Although the transmittance of ozone water to laser light was very high, considering the stability of laser processing (focal position / processing position fluctuation), parallel to the substrate to be processed through a gap of 0.5 mm above the substrate to be processed. A quartz glass plate 207a is provided on the substrate, and ozone water 208 is supplied to a space formed by the substrate to be processed and the quartz plate. The notch of the substrate is detected to recognize rough coordinates, and the image of the observation camera 205b installed on the upper surface of the substrate is compared with the image template in which the image of the area including the alignment mark acquired in advance is registered. The mark on the board was recognized. Next, the antireflection film was processed by laser irradiation based on the recognition information of the alignment mark.
[0068]
Laser irradiation was performed for about 500 msec per location, and the anti-reflection film at 40 alignment mark portions and 20 alignment accuracy measurement marks used in the latent image forming system was removed. On the entire surface of the substrate, processing of all marks could be completed in 50 seconds. This time is shorter than the processing time per sheet in the latent image forming system, and is a value set in advance based on the processing time of the latent image forming apparatus. This is a time obtained as a result of automatically adjusting the laser output and the number of pulses per pulse of the laser processing apparatus so that this time is reached.
[0069]
Next, the ozone water 208 on the surface of the substrate to be processed 210 was roughly removed by rotating the substrate at a high speed, and further transported to the first solvent removing device 104b and heated. The heating temperature of the substrate to be processed 210 was 200 ° C. The reason for heating is to remove the adsorbed water on the surface of the antireflection film 305 and make the exposure environment the same. When this treatment is not performed, the acid generated by exposure moves due to the water remaining slightly in the film at the portion in contact with water, resulting in a pattern defect.
[0070]
Next, after the heated substrate to be processed 210 was transferred to the second substrate temperature control apparatus 105 and cooled, the cooled substrate to be processed 210 was transferred to the resist chemical solution coating apparatus 106. In the resist chemical solution coating apparatus 106, while rotating the substrate to be processed 210, a resist solvent containing ethyl lactate as a main component is dropped onto the antireflection film 305 and spread by centrifugal force to form a uniform resist film of 500 nm. . Next, the substrate to be processed 210 on which the resist solution film is formed is transported to the second solvent removing apparatus 107 and heated, and as shown in FIG. 8D, the solvent remaining in the resist solution film. Then, a resist film 306 having a thickness of 400 nm is formed.
[0071]
Next, the substrate to be processed was transferred inline from the film forming system to the latent image forming system using a substrate transfer device.
First, as shown in FIG. 9E, in the latent image forming system 120, the alignment mark on the substrate 210 to be processed is detected by the alignment detector using the same wavelength as the exposure wavelength for the reference light 307. It was. At this time, good detection intensity was obtained. Next, as shown in FIG. 9F, the exposure unit 306a of the resist film 306 was exposed based on the position information measured by the alignment detector. If the antireflection film on the alignment mark has not been removed as in the prior art, the alignment mark could not be detected at all (if it was forcibly performed, a resist formed by developing later) The accuracy of the pattern was ± 70 nm, and almost no semiconductor device could be fabricated.
[0072]
After the latent image forming process, the film was transferred to the PEB process heating device 110 of the film forming system 100, and the substrate 210 to be processed was subjected to heat treatment. The heat treatment (PEB) was performed in order to perform an acid catalytic reaction of the used resist (chemically amplified resist).
[0073]
After this heat treatment, as shown in FIG. 9G, the resist film 306 is transported to the developing unit 111 to develop the resist film 306, and a desired resist pattern 309 is formed with an accuracy of ± 5 nm or less. Further, using the resist pattern 309 as a mask, the base antireflection film 305 and the insulating film 304 are etched (FIG. 10H), and then the resist pattern 309 and the antireflection film 305 are removed (FIG. i)).
[0074]
As described above, in the present embodiment, by causing a liquid to flow in the laser irradiation region, damage in the vicinity of the laser light irradiation region can be suppressed, and generation of scattered matter due to energy beam irradiation can be reduced. be able to. Further, by providing the laser processing apparatus in the pattern forming system (film forming system), it is possible to reduce the time required for creating a product during laser processing.
[0075]
In the present embodiment, at the time of laser processing, an ultrasonic wave is applied to a solution in which ozone is dissolved in pure water. The purpose of using pure water in which ozone is dissolved is to oxidize and decompose foreign matter on the antireflection film with ozone. For the same purpose, an oxidizing gas such as oxygen can be dissolved in pure water.
[0076]
If foreign matter is likely to be adsorbed on the surface of the antireflection film, laser processing may be performed using hydrogen water in which hydrogen is dissolved in pure water. In addition, in order to make an environment in which foreign substances are easily separated, acidic water in which hydrogen chloride or the like is dissolved in pure water, or alkaline water in which ammonia or the like is dissolved in pure water can be used. Ultrasonic waves were used to make it easier for foreign objects to leave the substrate or film surface.
[0077]
In this embodiment, the ArF projection exposure apparatus is used as the latent image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. As the latent image forming apparatus, not only an ArF projection exposure apparatus but also any latent image forming apparatus such as an apparatus having another exposure light source, an exposure electron beam exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, and an EUV exposure apparatus can be used.
[0078]
Further, in the present invention, the film transfer system to the latent image forming system (exposure device), and the space between the latent image forming system (exposure device) and the developing system are all carried out in a single-wafer system by mechanical conveyance. However, the present invention is not limited to this, and when the exposure apparatus is placed separately from the film forming system, it may be carried out by a batch method using several sheets by manual conveyance or mechanical conveyance.
[0079]
(Third embodiment)
In the present embodiment, a film forming system having a configuration in which a coating film forming apparatus and a laser processing apparatus are combined will be described.
[0080]
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a pattern forming system according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 11, the same parts as those in FIG.
[0081]
In this film forming system, as shown in FIG. 11, the resist chemical solution coating apparatus and the laser processing apparatus, which are separate apparatuses in the first embodiment, are combined into one apparatus, and a resist chemical solution coating apparatus with a laser processing device 406 is provided. Is provided. The apparatus 406 also uses a spin coating type.
[0082]
In this embodiment, a projection exposure apparatus that uses a KrF excimer laser (248 nm) as an exposure light source and transfers a mask image onto a substrate via an exposure mask is used as the latent image forming system.
[0083]
Next, the manufacturing process of the semiconductor device using the system shown in FIG. 11 will be described. Since the manufacturing process is the same as that of the second embodiment, detailed description of the manufacturing process is omitted, and laser processing and a resist film are performed. Only the process related to coating will be described.
[0084]
Similarly to the process described in the second embodiment, after forming an antireflection film on the substrate to be processed, the substrate to be processed was further carried into a resist chemical solution coating apparatus with a laser processing device (FIG. 6). First, a process of removing the anti-reflection film at the 40 alignment mark portions used by the latent image forming means and the 20 alignment accuracy measurement marks was performed on the workpiece substrate.
[0085]
In addition to the one shown in FIG. 12, the resist chemical solution coating apparatus with a laser processing device can move the resist chemical solution supply nozzle 283 between the substrate to be processed 210 and the partition plate 284, so that the resist chemical solution coating device is provided on the main surface of the substrate to be processed. The chemical solution can be supplied. Further, the window 207a, the chemical solution supply nozzle 283, and the piezoelectric element 270 can be temporarily moved above the substrate.
[0086]
First, the substrate to be processed was mounted on the stage 211. Next, an ethyl lactate that is soluble in the solvent used in the resist solution (one of the solvents contained in the resist solution) is placed above the substrate with a nozzle that supplies the solvent onto the substrate, and the chemical solution while slowly rotating the substrate Started supplying. A quartz plate was arranged with a gap of 0.2 mm from the substrate surface so that ethyl lactate had a thickness that was transparent to a laser wavelength of 256 nm used for processing, and flowed into the space. By detecting the notch of the substrate and recognizing rough coordinates, comparing the image of the observation camera 205b installed on the upper surface of the substrate with the image template in which the region including the alignment mark acquired in advance is registered, A mark on the substrate to be processed was recognized, and laser processing was performed based on the recognition information. Laser processing was performed at about 300 msec per location, and processing of all marks could be completed in 30 seconds on the entire surface of the substrate. This time is shorter than the processing time per sheet in the latent image forming apparatus, and is a value set in advance based on the processing time of the latent image forming apparatus. This is the time obtained as a result of automatically adjusting the laser output and the number of pulses per pulse of the laser processing apparatus so that this time is reached.
[0087]
After the laser processing, the solvent was supplied and the substrate to be processed was rotated so that the ethyl lactate solvent was supplied to the entire surface of the substrate to be processed. Since the wettability of the resist solution to the antireflection film is different between the portion supplied with ethyl lactate and the portion not supplied with ethyl lactate, the entire substrate surface was once exposed to ethyl lactate. Thereafter, ethyl lactate was shaken off from the surface of the substrate to be processed, and most of the substrate was removed from the substrate to be processed.
[0088]
This process is performed when the solvent used for laser processing has the property of remaining on the substrate to be processed and affects the coating characteristics in the next resist coating process. When the solvent used in laser processing is quick-drying and does not change the surface of the substrate, it is not necessary to perform the above treatment.
[0089]
Needless to say, ethyl lactate is contained in the resist solution to be applied thereafter and is soluble in the resist solution. In this embodiment, ethyl lactate contained in the resist solvent is used as a solvent that dissolves in the resist solvent. However, the present invention is not limited to this, and any solvent having solubility with the resist solvent may be used.
[0090]
A resist solvent supply device (not shown in FIG. 12) is disposed on the substrate to be processed above the main surface of the substrate, a resist solvent containing ethyl lactate as a main component is dropped, and it is spread by a rotating force to spread a uniform resist of 500 nm. A liquid film was formed. Next, this substrate was transported to the second solvent removal apparatus 107 and heated to remove the solvent remaining in the resist solution film, thereby forming a resist film having a thickness of 400 nm.
[0091]
Subsequent processes for forming a latent image, exposure, and etching are the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted.
[0092]
In this embodiment, the KrF projection exposure apparatus is used as the latent image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. As the latent image forming apparatus, various latent image forming apparatuses such as an exposure electron beam exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, and an EUV exposure apparatus can be used as well as a KrF projection exposure apparatus.
[0093]
Although the laser processing means is included in the film forming means, if the fluid liquid used for laser processing is a pure water system, the supply system may be partially shared with the developing means or the etching means. .
[0094]
Note that the resist chemical solution coating apparatus 406 with a laser processing device is not limited to the method shown in FIG. 12, but may have any configuration as long as the laser irradiation is performed while generating a liquid flow on the processing region surface of the substrate to be processed. I do not care.
[0095]
In the present embodiment, the coating liquid film is formed by the spin coating method, but may be formed by using linear coating or the like. In this case, since the amount of the solvent in the liquid film is very large, it is preferable to use a decompression means instead of the heating means for removing the solvent. In this case, heating is preferably performed after removing the solvent by exposure to a reduced pressure near the saturated vapor pressure.
[0096]
The antireflection film does not need to be an organic film as in the present embodiment. For example, SiN formed by sputtering or CVD.xOyAn inorganic film such as (x, y is a composition ratio) or carbon may be used.
[0097]
(Fourth embodiment)
When patterning the uppermost photosensitive polyimide in a semiconductor manufacturing apparatus in a lithography process, light is absorbed or attenuated by the polyimide film, so that there is a problem that it is difficult to observe the alignment mark even if ordinary visible light is used. Of course, when light having the same wavelength as the exposure light is used as the alignment mark observation light, the mark cannot be detected.
[0098]
In the present embodiment, a pattern forming apparatus that performs application / formation and patterning of a photosensitive polyimide film will be described. FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 13, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0099]
As shown in FIG. 13, this system includes a photosensitive polyimide chemical solution coating device 506 and a solvent removing device 507. Further, a laser processing apparatus is provided for removing the photosensitive polyimide film on the region including the alignment mark after the formation of the photosensitive polyimide film.
[0100]
Next, the formation and patterning process of the photosensitive polyimide using this system will be described with reference to FIG.
[0101]
First, a substrate to be processed in which alignment marks 603 and pads 604 are formed in an interlayer insulating film 602 on an Si substrate 601 is prepared, and the substrate to be processed is loaded into the carrier station 101. Here, the interlayer insulating film is a silicon oxide film, a low dielectric constant film mainly composed of a silicon oxide film containing a methyl group or the like, a low dielectric constant film made of an organic material, or a silicon nitride film on a semiconductor substrate. It is the formed insulating film.
[0102]
The substrate to be processed in the carrier station 101 is transferred to the photosensitive polyimide chemical solution coating apparatus 506 using the substrate transfer machine 102. In the photosensitive polyimide chemical coating apparatus 506, a photosensitive polyimide liquid film is formed on the interlayer insulating film 602 on the main surface of the substrate to be processed. Next, the substrate to be processed is transferred from the photosensitive polyimide chemical solution coating apparatus 506 to the solvent removing apparatus 507 using the transfer device 102. In the solvent removing apparatus 507, the substrate to be processed is heated to volatilize the solvent in the liquid film, thereby forming a photosensitive polyimide film 605 as shown in FIG. Next, the substrate to be processed is transferred from the solvent removing device 507 to the substrate temperature adjusting device 508 using the substrate transfer device 102, and the substrate to be processed is cooled.
[0103]
Next, the substrate to be processed is transferred from the substrate temperature adjustment device 508 to the laser processing device 108 using the substrate transfer device 102. Next, in the same process as in the second and third embodiments, laser processing is performed on the photosensitive polyimide film while supplying pure water to the surface of the substrate to be processed. As shown in FIG. The photosensitive polyimide film 605 on the region including the alignment mark 603 is removed.
[0104]
As a laser oscillator used for laser processing, it is possible to select any of the fourth harmonic, the third harmonic and the second harmonic of Q-switch YAG, and the wavelength of the harmonic is 266 nm, 355 nm and 532 nm. The wavelength can be appropriately selected so as to obtain an optimum processing condition depending on the material formed in the polyimide lower layer and the polyimide film thickness.
[0105]
In the present embodiment, a wavelength of 355 nm is used in order not to process the interlayer insulating film 602 formed in the lower layer. When a silicon nitride film is formed on the uppermost layer of the interlayer insulating film, for example, when removing not only polyimide but also the silicon nitride film, it is better to use a wavelength of 266 nm.
[0106]
The film thickness of the photosensitive polyimide film 605 is 3 μm, and the laser irradiation energy density is 0.5 J / cm per pulse.2It was. 0.5 J / cm2The processing speed with the energy irradiation is about 0.3 μm / pulse per pulse. However, the processing speed changes by about ± 20% due to the influence of local variation of the polyimide film thickness or the influence of non-uniformity of the laser energy.
[0107]
Therefore, this apparatus performs processing while automatically performing in-situ observation whether or not polyimide is removed using the observation system 205, and performs processing while appropriately controlling the number of pulses and pulse energy depending on the irradiation location.
[0108]
0.5 J / cm of 3 μm thick polyimide2In the case of removing with the irradiation energy of 1, it was possible to remove the polyimide on the mark with the number of pulses of 10 pulses to 15 pulses. Even in a laser processing apparatus that does not include the observation system 205, it is possible to remove all regions by irradiating with 15 pulses of laser.
[0109]
However, by providing the observation system 205 and a mechanism for judging the machining shape, the number of pulses and energy can be automatically controlled, eliminating the need for unnecessary irradiation and dramatically improving the processing time. It becomes.
[0110]
At the time of this laser processing, power of 40 kHz and 50 W was applied to the piezoelectric element 270 at least during laser irradiation. As shown in FIG. 14B, no scattering of processing waste was observed around the laser processing region and the processing region. Also, no irradiation damage such as peeling or cracking has been observed.
[0111]
By removing the photosensitive polyimide film 605 on the region including the alignment mark 603 by laser processing, it becomes easy to observe the mark when using an alignment scope using visible light, and the alignment error is drastically reduced. It is possible to improve the yield dramatically. Furthermore, when exposure light is used as alignment light, the mark cannot be observed at all if polyimide is formed, but the alignment mark can be observed by removing it.
[0112]
Next, the substrate to be processed is transferred from the laser processing apparatus 108 to the solvent removing apparatus 507 using the substrate transfer device 102. Next, the solvent removing apparatus 507 heats the substrate to be processed to dry the surface. Next, the substrate to be processed is transferred from the photosensitive polyimide film forming apparatus to the temperature adjustment device 508 using the substrate transfer device 102, and the substrate to be processed is cooled. In this embodiment, pure water is used as a cooling medium at the time of laser processing. However, when a solvent such as thinner is used, there is no need to perform a drying step.
[0113]
Next, the substrate to be processed is transferred from the temperature adjustment device 508 to the latent image forming system 120 using the substrate transfer device 102. In the latent image forming system 120, first, an alignment mark on the substrate to be processed is detected by an alignment detector using the same wavelength as the exposure wavelength for the reference light 307. Next, the photosensitive polyimide film 605 is exposed based on the position information measured by the alignment detector. Next, the substrate to be processed is transported from the latent image forming system 120 to the developing unit 111 by using the substrate transporting machine 102, and the exposed photosensitive polyimide film 605 is developed as shown in FIG. A photosensitive polyimide film pattern is formed.
[0114]
Next, the substrate to be processed is transferred to an etching apparatus (RIE apparatus) 112, and as shown in FIG. 14D, the interlayer insulating film 602 is etched using the photosensitive polyimide film pattern as a mask to expose the pad 604. Let
[0115]
As described above, by performing laser processing of the photosensitive polyimide film in a cooling liquid such as pure water, the scattered coolant is removed, and reading errors and surroundings that have been a processing problem in the atmosphere are removed. Yield reduction due to adverse effects on patterning is improved.
[0116]
As a laser processing apparatus that removes polyimide on a mark by laser irradiation and facilitates observation of the mark, an apparatus for removing polyimide by laser irradiation in the atmosphere has been proposed as disclosed in JP-A-10-1173779. ing. However, in this proposed apparatus, since the laser irradiation is performed in the atmosphere, processing waste is scattered around the removal area and the periphery of the removal area, the mark reading error increases, and the patterning of the periphery is adversely affected. As a result, there arises a problem that the yield decreases.
[0117]
(Fifth embodiment)
In the fourth embodiment, the step of removing polyimide on the mark has been described. In the present embodiment, a method will be described in which patterning for directly forming a pad opening and a fuse window is applied to polyimide using laser processing. Here, the fuse is a fuse connected to the redundancy circuit and the trimming circuit.
[0118]
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a film forming system according to the fifth embodiment of the present invention. In FIG. 15, the same parts as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0119]
Since the resist film pattern is not formed, the film forming system shown in FIG. 15 is different from the pattern forming system shown in FIG. 13 in that there is no latent image forming system and developing unit. Further, as the chemical solution coating apparatus, a polyimide chemical solution coating apparatus 706 is provided.
[0120]
Next, a manufacturing process of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to process cross-sectional views of FIGS.
First, as shown in FIG. 16A, a substrate to be processed in which a pad 604 and a fuse 611 are formed in an interlayer insulating film 602 on a Si substrate 601 is prepared. Subsequently, after carrying in the polyimide chemical | medical solution coating device 706 and apply | coating a polyimide chemical | medical solution, it carries in to a solvent removal apparatus, the solvent in a coating film is removed, and the polyimide film 612 is formed on the interlayer insulation film 602. At this time, the polyimide film 612 need not use photosensitive polyimide as used in the fourth embodiment. Therefore, it is possible to use a very inexpensive polyimide.
[0121]
Next, the substrate to be processed is carried into a laser processing apparatus as shown in FIG. 2, and laser processing is performed. The laser beam used at the time of laser processing is the third harmonic of Q-switch YAG and has a wavelength of 355 nm.
[0122]
The film thickness of polyimide is 3 μm, and the laser irradiation energy density is 0.5 J / cm per pulse.2It was. This device uses the observation system shown in FIG. 2 to determine whether or not polyimide has been removed, and performs processing while automatically performing in-situ observation, and processing while appropriately controlling the number of pulses and pulse energy depending on the irradiation location. I do.
[0123]
The shape after removing the polyimide film on the pad 604 and the fuse 611 using the apparatus of FIG. 2 is shown in FIG. At the time of this processing, power of 40 kHz and 50 W was applied to the piezoelectric element at least during laser irradiation.
[0124]
The alignment at this time was performed by observing the alignment mark using visible light. However, when alignment observation is difficult and an alignment error occurs, the polyimide on the alignment mark is used in advance as shown in the previous embodiment. It is possible to easily observe the alignment mark by removing. As shown in FIG. 16B, no scattering of processing waste was observed around the laser processing region and the processing region. Also, no irradiation damage such as peeling or cracking has been observed.
[0125]
Next, the substrate to be processed is carried into an RIE apparatus, and the interlayer insulating film 602 is etched using the polyimide film 612 as a mask to expose the pad 604 and form a fuse window.
[0126]
As described in the present embodiment, by performing laser processing in a liquid, it is possible to process polyimide on a mark, a pad, and a fuse while suppressing generation of processing waste and irradiation damage. According to this method, the yield of the semiconductor device is improved, and at the same time, the chemical process such as the development process in the lithography process can be eliminated, so that adverse effects on the environment can be reduced.
[0127]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change and implement variously.
[0128]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by performing laser processing in a liquid, it is possible to process polyimide on a mark, a pad, and a fuse while suppressing generation of processing waste and irradiation damage. .
[0129]
In addition, since the coating liquid thin film forming means and the coating thin film forming means for forming a coating film such as a resist film and an SOG film are connected to the laser processing apparatus via a transfer device, the formation of the coating film in-line Since laser processing can be performed, the manufacturing time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a laser processing apparatus according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of a substrate to be processed which is transported by a substrate transport machine.
4 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG.
FIG. 5 is a process cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;
6 is a process cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG.
7 is a process cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment; FIG.
FIG. 8 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.
FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a process sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to the second embodiment of the invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a pattern forming system according to a third embodiment.
FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of a resist chemical solution coating apparatus with a laser beam machine according to a third embodiment.
FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a pattern forming system according to a fourth embodiment.
FIG. 14 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the fourth embodiment.
FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration of a film forming system according to a fifth embodiment.
FIG. 16 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
100: Film formation system
101 ... Carrier station
102. Substrate transfer machine
103: First substrate temperature control device
104a ... Anti-reflection chemical coating device
104b ... 1st solvent removal apparatus
105 ... Second substrate temperature control device
106: Resist chemical solution coating apparatus
107: Second solvent removing apparatus
108: Laser processing apparatus
109 ... Third substrate temperature control device
110 ... PEB process heating device
111 ... Developing unit
120 ... latent image forming system
202 ... Laser oscillator
202a ... Laser light
203 ... Laser oscillator control unit
204: Optical system
205 ... Observation system
205b ... Observation camera
206 ... Scanning system
207 ... Holder
207a ... Quartz glass plate
208 ... Liquid
209 ... Fluid flow device
210 ... Substrate to be processed
211 ... Stage
270 ... Piezoelectric element
271 ... Piezoelectric element drive control circuit
301 ... Semiconductor substrate
302 ... Alignment mark
302 ... Semiconductor substrate
303 ... pattern
304: Insulating film
305 ... Antireflection film
306... Resist film
306a ... exposure section
307 ... Reference light
309 ... resist pattern
310 ... Protective film

Claims (20)

半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A process of forming a coating solution thin film by supplying a chemical solution containing a photosensitive substance and a solvent onto a main surface of a substrate to be processed having a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate. When,
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film on the substrate to be processed;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the photosensitive thin film;
Carrying the substrate to be processed into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the photosensitive thin film is selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy beam based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
On the basis of the photosensitive thin film which is formed on a latent image, a method of manufacturing a semiconductor device and forming a selectively remove the photosensitive thin film pattern said photosensitive film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第1のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
Applying an ultrasonic wave to the liquid irradiated with the first energy ray ;
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第1のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とするとする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
Applying an ultrasonic wave to the liquid irradiated with the first energy ray ;
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記第1のエネルギー線が照射された前記液体に超音波を印加し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とするとする半導体装置の製造方法。
A process of forming a coating solution thin film by supplying a chemical solution containing a photosensitive substance and a solvent onto a main surface of a substrate to be processed having a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate. When,
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film on the substrate to be processed;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the photosensitive thin film;
Carrying the substrate to be processed into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the photosensitive thin film is selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy beam based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
On the basis of the photosensitive thin film which is formed on a latent image, a method of manufacturing a semiconductor device and forming a selectively remove the photosensitive thin film pattern said photosensitive film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
Applying an ultrasonic wave to the liquid irradiated with the first energy ray ;
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、第1の薄膜一部に液体を供給し、
第1の薄膜の一部を選択的に除去した後に、前記第1の薄膜表面を加熱して、該被加工基板主面上に残存する液体を除去し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, a liquid is supplied to a part of the first thin film ,
After selectively removing a part of the first thin film, the surface of the first thin film is heated to remove the liquid remaining on the main surface of the substrate to be processed ,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、第1の薄膜一部に液体を供給し、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去した後に、前記第1の薄膜表面を加熱して、該被加工基板主面上に残存する液体を除去し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, a liquid is supplied to a part of the first thin film ,
After selectively removing a part of the photosensitive thin film and the first thin film, the surface of the first thin film is heated to remove the liquid remaining on the processed substrate main surface ,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第1の薄膜は、第2のエネルギー線に対して吸収、或いは減衰特性を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first thin film has absorption or attenuation characteristics with respect to the second energy ray.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第1の薄膜は、第2のエネルギー線に対して吸収、或いは減衰特性を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the first thin film has absorption or attenuation characteristics with respect to the second energy ray.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第1の薄膜は、前記感光性薄膜の下層で反射された第2のエネルギー線の反射光強度を低減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
The first thin film reduces the reflected light intensity of the second energy beam reflected by the lower layer of the photosensitive thin film.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
第1の薄膜は、前記感光性薄膜の下層で反射された第2のエネルギー線の反射光強度を低減させることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
The first thin film reduces the reflected light intensity of the second energy beam reflected by the lower layer of the photosensitive thin film.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第2のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the same light source as the second energy beam is used as the light source of the reference light.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第2のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the same light source as the second energy beam is used as the light source of the reference light.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に、感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して被加工基板上に感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、感光性薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、前記感光性薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、前記感光性薄膜を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤を供給し、
前記参照光の光源には、第2のエネルギー線と同じ光源を用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
A process of forming a coating solution thin film by supplying a chemical solution containing a photosensitive substance and a solvent onto a main surface of a substrate to be processed having a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate. When,
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film on the substrate to be processed;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the photosensitive thin film;
Carrying the substrate to be processed into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the photosensitive thin film is selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy beam based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
On the basis of the photosensitive thin film which is formed on a latent image, a method of manufacturing a semiconductor device and forming a selectively remove the photosensitive thin film pattern said photosensitive film,
When irradiating the first energy ray, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water at least in the irradiation region of the first energy ray. Supplying either basic water, reducing water, alkaline water, acidic water, or an organic solvent,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the same light source as the second energy beam is used as the light source of the reference light.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記感光性薄膜に潜像を形成した後に、第1の薄膜が選択的に除去された領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a latent image on the photosensitive thin film; and covering at least a part of the region where the first thin film is selectively removed.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、少なくとも第1のエネルギー線の照射領域に液体を供給し、
前記感光性薄膜に潜像を形成した後に、第1の薄膜が選択的に除去された領域の少なくとも一部を被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, supply a liquid to at least the irradiation region of the first energy beam,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a latent image on the photosensitive thin film; and covering at least a part of the region where the first thin film is selectively removed.
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、第1の薄膜一部に液体を供給し、
第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、前記塗布液薄膜を形成する工程との間に、前記第1の薄膜表面を加熱し、該被加工基板主面に残存する液体を除去する工程を含み、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, a liquid is supplied to a part of the first thin film ,
Between the step of selectively removing a part of the first thin film and the step of forming the coating solution thin film, the surface of the first thin film is heated, and the liquid remaining on the main surface of the substrate to be processed is removed. the step of removing only contains,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の第1の薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記被加工基板を潜像形成手段に搬入し、第1の薄膜が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された前記位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜上の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の少なくとも一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、第1の薄膜一部に液体を供給し、
前記塗布液薄膜から溶剤を除去する工程では、前記第1の薄膜表面を加熱し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Irradiating the first thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove a part of the first thin film;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Carrying the workpiece substrate into a latent image forming means and irradiating the alignment mark with reference light through a region where the first thin film has been selectively removed; and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position on the photosensitive thin film with a second energy beam based on the recognized position of the alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing at least a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, a liquid is supplied to a part of the first thin film ,
In the step of removing the solvent from the coating solution thin film, the surface of the first thin film is heated ,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
半導体基板と、半導体基板主面上に形成された位置合わせマークとを具備する被加工基板の主面上に第1の薄膜を形成する工程と、
第1の薄膜上に感光性物質及び溶剤が含まれる薬液を供給して、第1の薄膜上に塗布液薄膜を形成する工程と、
前記塗布液薄膜中に含まれる溶剤を除去して感光性薄膜を形成する工程と、
前記位置合わせマークを含む領域上の前記感光性薄膜に対して第1のエネルギー線を照射することにより、該感光性薄膜及び第1の薄膜の一部を選択的に除去する工程と、
前記感光性薄膜及び第1の薄膜の一部が選択的に除去された領域を介して前記位置合わせマークに参照光を照射して該マークの位置を認識する工程と、
認識された位置合わせマークの位置に基づいて、前記感光性薄膜の所定位置に第2のエネルギー線を照射して該感光性薄膜に潜像を形成する工程と、
前記感光性薄膜に形成された潜像に基づいて、感光性薄膜の一部を選択的に除去して感光性薄膜パターンを形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であって、
第1のエネルギー線を照射する際、第1の薄膜一部に液体を供給し、
前記塗布液薄膜から溶剤を除去する工程では、前記第1の薄膜表面を加熱し、
前記液体には、純水にオゾン、酸素、水素、アンモニア、二酸化炭素、塩化水素のうち少なくとも1つのガスが溶存している、酸化性水、還元性水、アルカリ水、酸性水のいずれか、或いは有機溶剤が用いられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first thin film on a main surface of a substrate to be processed comprising a semiconductor substrate and an alignment mark formed on the main surface of the semiconductor substrate;
Supplying a chemical liquid containing a photosensitive substance and a solvent on the first thin film to form a coating liquid thin film on the first thin film;
Removing the solvent contained in the coating solution thin film to form a photosensitive thin film;
Irradiating the photosensitive thin film on the region including the alignment mark with a first energy beam to selectively remove the photosensitive thin film and a part of the first thin film;
Irradiating the alignment mark with reference light through a region where a part of the photosensitive thin film and the first thin film is selectively removed, and recognizing the position of the mark;
Irradiating a predetermined position of the photosensitive thin film with a second energy ray based on the position of the recognized alignment mark to form a latent image on the photosensitive thin film;
Forming a photosensitive thin film pattern by selectively removing a part of the photosensitive thin film based on a latent image formed on the photosensitive thin film,
When irradiating the first energy beam, a liquid is supplied to a part of the first thin film ,
In the step of removing the solvent from the coating solution thin film, the surface of the first thin film is heated ,
In the liquid, at least one gas of ozone, oxygen, hydrogen, ammonia, carbon dioxide, hydrogen chloride is dissolved in pure water, any of oxidizing water, reducing water, alkaline water, acidic water, Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein an organic solvent is used .
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63237413A (en) * 1987-03-25 1988-10-03 Nikon Corp Removal of resist
JPH01179317A (en) * 1988-01-05 1989-07-17 Nikon Corp Substrate treatment system
JPH03241831A (en) * 1990-02-20 1991-10-29 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH03254117A (en) * 1990-03-05 1991-11-13 Nikon Corp Thin-film elimination method
JPH04354321A (en) * 1991-05-31 1992-12-08 Nikon Corp Method for removing thin film
JPH053143A (en) * 1991-04-19 1993-01-08 Hitachi Ltd Alignment method and device
JPH1147668A (en) * 1997-06-06 1999-02-23 Kansai Denshi Kk Substrate dryer
JP2000336322A (en) * 1999-05-31 2000-12-05 Lintec Corp Bonding method for pressure sensitive adhesive
JP2001015407A (en) * 1999-06-29 2001-01-19 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2601828B2 (en) * 1987-07-15 1997-04-16 株式会社日立製作所 Wet processing equipment

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63237413A (en) * 1987-03-25 1988-10-03 Nikon Corp Removal of resist
JPH01179317A (en) * 1988-01-05 1989-07-17 Nikon Corp Substrate treatment system
JPH03241831A (en) * 1990-02-20 1991-10-29 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH03254117A (en) * 1990-03-05 1991-11-13 Nikon Corp Thin-film elimination method
JPH053143A (en) * 1991-04-19 1993-01-08 Hitachi Ltd Alignment method and device
JPH04354321A (en) * 1991-05-31 1992-12-08 Nikon Corp Method for removing thin film
JPH1147668A (en) * 1997-06-06 1999-02-23 Kansai Denshi Kk Substrate dryer
JP2000336322A (en) * 1999-05-31 2000-12-05 Lintec Corp Bonding method for pressure sensitive adhesive
JP2001015407A (en) * 1999-06-29 2001-01-19 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor

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