JP2000031001A - 半導体素子の製造装備、これを利用した半導体素子のパタ―ン形成方法及びこれを適用した半導体素子製造用フォトレジスト - Google Patents
半導体素子の製造装備、これを利用した半導体素子のパタ―ン形成方法及びこれを適用した半導体素子製造用フォトレジストInfo
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
-
- G—PHYSICS
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- G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
- G03F7/2024—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure of the already developed image
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/308—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 好ましい大きさのパターンを形成する半導体
素子の製造装備、これを利用した半導体素子のパターン
形成方法及び半導体素子製造用フォトレジストを提供す
る。 【解決手段】 製造装備３０はウェーハ上に特定のフォ
トレジストを塗布するフォトレジスト塗布部３６、フォ
トレジストが塗布された後、露光されたウェーハ上にフ
ォトレジストパターンを形成させる現像部４４、及びフ
ォトレジストパターンのフロー工程時、安定されたフロ
ーを提供するためにフォトレジストパターンを架橋反応
させるための架橋反応部を備えてなる。また、ウェーハ
上にフォトレジストを塗布する段階、フォトレジスト上
にフォトマスクを整列させて露光する段階、ウェーハ上
にフォトレジストパターンを形成させる段階、フォトレ
ジストパターンを架橋反応させる段階、及び架橋反応
後、フォトレジストパターンをフローベークさせる段階
を含む。
素子の製造装備、これを利用した半導体素子のパターン
形成方法及び半導体素子製造用フォトレジストを提供す
る。 【解決手段】 製造装備３０はウェーハ上に特定のフォ
トレジストを塗布するフォトレジスト塗布部３６、フォ
トレジストが塗布された後、露光されたウェーハ上にフ
ォトレジストパターンを形成させる現像部４４、及びフ
ォトレジストパターンのフロー工程時、安定されたフロ
ーを提供するためにフォトレジストパターンを架橋反応
させるための架橋反応部を備えてなる。また、ウェーハ
上にフォトレジストを塗布する段階、フォトレジスト上
にフォトマスクを整列させて露光する段階、ウェーハ上
にフォトレジストパターンを形成させる段階、フォトレ
ジストパターンを架橋反応させる段階、及び架橋反応
後、フォトレジストパターンをフローベークさせる段階
を含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造に
関するもので、より詳しくは写真工程で現像後、フォト
レジストパターン上にＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅ
ｔ）光を照射した後、フロー工程を遂行することで好ま
しい大きさのパターンを形成する半導体素子の製造装
備、これを利用した半導体素子のパターン形成方法及び
これを適用した半導体素子製造用フォトレジストに関す
るものである。
関するもので、より詳しくは写真工程で現像後、フォト
レジストパターン上にＵＶ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅ
ｔ）光を照射した後、フロー工程を遂行することで好ま
しい大きさのパターンを形成する半導体素子の製造装
備、これを利用した半導体素子のパターン形成方法及び
これを適用した半導体素子製造用フォトレジストに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、半導体素子は蒸着工程、写真工
程、エッチング工程及びイオン注入工程等の一連の工程
を遂行してなる。
程、エッチング工程及びイオン注入工程等の一連の工程
を遂行してなる。
【０００３】即ち、半導体素子はウェーハ上に多結晶
膜、酸化膜、窒化膜及び金属膜等のようないくつかの層
の薄膜を蒸着した後、写真工程、エッチング工程及びイ
オン注入工程等を通じてパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ）を
形成させて完成する。前記写真工程はフォトマスク（Ｐ
ｈｏｔｏ Ｍａｓｋ）を使用して好ましい半導体集積回
路のパターンを前記ウェーハ上に形成させる半導体素子
製造工程の核心技術である。前記写真工程は露光時、使
用する光源によって１６Ｍ ＤＲＡＭ、６４Ｍ ＤＲＡＭ
進んでは２５６Ｍ及び１Ｇ ＤＲＡＭ以上の半導体素子
製造工程に利用されている。現在前記写真工程の光源と
してはそれぞれｇ−ｌｉｎｅ（４３６ｎｍ）、ｉ−ｌｉ
ｎｅ（３６５ｎｍ）、ＤＵＶ（２４８ｎｍ）及びＫｒＦ
レーザー（１９３ｎｍ）等が使用されている。
膜、酸化膜、窒化膜及び金属膜等のようないくつかの層
の薄膜を蒸着した後、写真工程、エッチング工程及びイ
オン注入工程等を通じてパターン（Ｐａｔｔｅｒｎ）を
形成させて完成する。前記写真工程はフォトマスク（Ｐ
ｈｏｔｏ Ｍａｓｋ）を使用して好ましい半導体集積回
路のパターンを前記ウェーハ上に形成させる半導体素子
製造工程の核心技術である。前記写真工程は露光時、使
用する光源によって１６Ｍ ＤＲＡＭ、６４Ｍ ＤＲＡＭ
進んでは２５６Ｍ及び１Ｇ ＤＲＡＭ以上の半導体素子
製造工程に利用されている。現在前記写真工程の光源と
してはそれぞれｇ−ｌｉｎｅ（４３６ｎｍ）、ｉ−ｌｉ
ｎｅ（３６５ｎｍ）、ＤＵＶ（２４８ｎｍ）及びＫｒＦ
レーザー（１９３ｎｍ）等が使用されている。
【０００４】前記写真工程に使用されるフォトレジスト
（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）は、光によって化学反応が
起こり一般的に溶解度等が変換される感光性高分子材質
で作られる。即ち、微細回路が既形成されたフォトマス
クを通じて光が照射されることにより光が照射されたフ
ォトレジスト部分には化学反応が起き、光が照射されな
い部分に比べ、さらに可溶性材質で変形されるか不可溶
性材質に変形されることによって適当な現像液で現像す
ると、それぞれのポジティブ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）また
はネガティブ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）型フォトレジストパ
ターンが形成される。前記フォトレジストパターンは前
記写真工程以後の工程即ち、エッチング及びイオン注入
工程等でマスクの役割をする。
（Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）は、光によって化学反応が
起こり一般的に溶解度等が変換される感光性高分子材質
で作られる。即ち、微細回路が既形成されたフォトマス
クを通じて光が照射されることにより光が照射されたフ
ォトレジスト部分には化学反応が起き、光が照射されな
い部分に比べ、さらに可溶性材質で変形されるか不可溶
性材質に変形されることによって適当な現像液で現像す
ると、それぞれのポジティブ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ）また
はネガティブ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ）型フォトレジストパ
ターンが形成される。前記フォトレジストパターンは前
記写真工程以後の工程即ち、エッチング及びイオン注入
工程等でマスクの役割をする。
【０００５】前記フォトレジストは露光波長によってｇ
−ｌｉｎｅ，ｉ−ｌｉｎｅ，ＤＵＶ用フォトレジストで
区分され、通常前記フォトレジストは光源の露光波長よ
り小さな大きさのパターンは具現し難いという問題点が
あった。
−ｌｉｎｅ，ｉ−ｌｉｎｅ，ＤＵＶ用フォトレジストで
区分され、通常前記フォトレジストは光源の露光波長よ
り小さな大きさのパターンは具現し難いという問題点が
あった。
【０００６】現在、写真工程でコンタクトホール（Ｃｏ
ｎｔａｃｔ Ｈｏｌｅ）パターンはラインアンドスペー
ス（Ｌｉｎｅ ＆ Ｓｐａｃｅ）パターンに比べ解像度が
低く、ウェーハ全面のパターン均一度もよくない。
ｎｔａｃｔ Ｈｏｌｅ）パターンはラインアンドスペー
ス（Ｌｉｎｅ ＆ Ｓｐａｃｅ）パターンに比べ解像度が
低く、ウェーハ全面のパターン均一度もよくない。
【０００７】従って、前記フォトレジストの限界解像度
を克服し、６４Ｍ ＤＲＡＭ以上の高集積半導体素子が
要求する０．０２μｍ以下の大きさを有するコンタクト
ホールパターンの形成のためには新しい技術が適用され
なければならない。
を克服し、６４Ｍ ＤＲＡＭ以上の高集積半導体素子が
要求する０．０２μｍ以下の大きさを有するコンタクト
ホールパターンの形成のためには新しい技術が適用され
なければならない。
【０００８】現在、露光波長より小さな大きさを有する
コンタクトホールを具現するために次のような方法が利
用されている。
コンタクトホールを具現するために次のような方法が利
用されている。
【０００９】(1) フォトレジストパターンのフロー（Ｆ
ｌｏｗ）方法として、好ましい大きさ以上のコンタクト
ホールのフォトレジストパターンを一般的なクロム（Ｃ
ｒ）マスクを使用して形成した後、前記フォトレジスト
パターンに前記フォトレジストの軟化点以上の熱を加
え、前記フォトレジスト高分子の軟化及び粘度が減少さ
れてフローされるようにして前記フォトレジストパター
ンの大きさを小さくする。
ｌｏｗ）方法として、好ましい大きさ以上のコンタクト
ホールのフォトレジストパターンを一般的なクロム（Ｃ
ｒ）マスクを使用して形成した後、前記フォトレジスト
パターンに前記フォトレジストの軟化点以上の熱を加
え、前記フォトレジスト高分子の軟化及び粘度が減少さ
れてフローされるようにして前記フォトレジストパター
ンの大きさを小さくする。
【００１０】(2) 変形露光方法として、変形照明と位相
反転マスク（ＰＳＭ：ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔ Ｍａｓ
ｋ）を使用して露光することで、前記フォトレジストの
露光と非露光の部位がもう少し明確に区分され、通常の
照明とフォトマスクを使用して露光する時より小さなコ
ンタクトホールを有するフォトレジストパターンを具現
する。
反転マスク（ＰＳＭ：ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔ Ｍａｓ
ｋ）を使用して露光することで、前記フォトレジストの
露光と非露光の部位がもう少し明確に区分され、通常の
照明とフォトマスクを使用して露光する時より小さなコ
ンタクトホールを有するフォトレジストパターンを具現
する。
【００１１】ノボラックレジン（Ｎｏｖｏｌａｋ Ｒｅ
ｓｉｎ）、ＰＡＣ（Ｐｈｏｔｏ Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐ
ｏｕｎｄ）、ソルベント（Ｓｏｌｖｅｎｔ）及び添加剤
（Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）等を含めてなるｉ−ｌｉｎｅ用
フォトレジストのフロー方法は、熱によってＰＡＣが熱
分解されてレジン（Ｒｅｓｉｎ）と架橋（ＣｒｏｓｓＬ
ｉｎｋｉｎｇ）反応して熱特性が増加する現象と熱によ
る粘度の減少によるフォトレジストパターンフロー現象
の間の速度の差を利用する。前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォト
レジストは架橋反応が起きながら連続的に前記フローが
進行されるので、前記架橋反応によって前記フロー現象
が適切に制御される。即ち、前記ｉ−ｌｉｎｋ用フォト
レジストのフロー現象は、温度変化によって円満に進行
されて工程及び設備による温度変化に大きく影響を与え
ない。前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストの場合、フロ
ー方法としては０．２５μｍの大きさのパターンを具現
することができた。また、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレ
ジストに変形照明と位相反転マスクを適用することで、
０．２８μm大きさのパターンを具現することができ
た。
ｓｉｎ）、ＰＡＣ（Ｐｈｏｔｏ Ａｃｔｉｖｅ Ｃｏｍｐ
ｏｕｎｄ）、ソルベント（Ｓｏｌｖｅｎｔ）及び添加剤
（Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）等を含めてなるｉ−ｌｉｎｅ用
フォトレジストのフロー方法は、熱によってＰＡＣが熱
分解されてレジン（Ｒｅｓｉｎ）と架橋（ＣｒｏｓｓＬ
ｉｎｋｉｎｇ）反応して熱特性が増加する現象と熱によ
る粘度の減少によるフォトレジストパターンフロー現象
の間の速度の差を利用する。前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォト
レジストは架橋反応が起きながら連続的に前記フローが
進行されるので、前記架橋反応によって前記フロー現象
が適切に制御される。即ち、前記ｉ−ｌｉｎｋ用フォト
レジストのフロー現象は、温度変化によって円満に進行
されて工程及び設備による温度変化に大きく影響を与え
ない。前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストの場合、フロ
ー方法としては０．２５μｍの大きさのパターンを具現
することができた。また、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレ
ジストに変形照明と位相反転マスクを適用することで、
０．２８μm大きさのパターンを具現することができ
た。
【００１２】図1は、従来の半導体素子のパターン形成
方法に関するもので、具体的には、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストを使用してコンタクトホールパターン形成方
法を説明するための工程順序図である。
方法に関するもので、具体的には、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストを使用してコンタクトホールパターン形成方
法を説明するための工程順序図である。
【００１３】図1でみるように、まずウェーハ上にフォ
トレジストを塗布するＳ２段階で、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストをＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉ
ｌａｚａｎｅ）が塗布された前記ウェーハ上に所定の厚
さ塗布する。継続して前記塗布されたフォトレジストを
ソフトベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）させるＳ４段階
で、前記フォトレジストが含んでいるソルベントを除去
することで前記フォトレジストの接着力を増加させ、ま
た、前記フォトレジストが前記ウェーハ上に一定な厚さ
に塗布された状態を維持するようにする。継続して前記
ソフトベークが終った前記フォトレジスト上にフォトマ
スクを整列させて露光するＳ６段階で、前記ｉ−ｌｉｎ
ｅ用フォトレジストが塗布された前記ウェーハをｉ−ｌ
ｉｎｅ用ステッパーに移動させて前記ウェーハ上に微細
ホールパターンが形成された位相反転マスクを整列させ
た後、ｉ−ｌｉｎｅを前記位相反転マスクを通過して前
記フォトレジストが塗布された前記ウェーハに照射させ
て露光する。継続して前記露光されたウェーハをＰＥＢ
（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）させるＳ８段
階で、前記露光が完了されたウェーハを所定の温度にベ
ークしてフォトレジストパターン上に前記露光光源の入
射光と、反射光の干渉によって補強及び相殺現象が起き
ながら生じるスタンディングウェーブ（Ｓｔａｎｄｉｎ
ｇ Ｗａｖｅ）効果によって発生する波模様を除去して
前記フォトレジストパターンのプロファイルを向上さ
せ、前記フォトレジストパターンの解像度を向上させ
る。継続して前記ＰＥＢが完了された前記ウェーハを現
像及び洗浄して前記フォトレジストパターンを形成させ
るＳ１０段階で、前記ＰＥＢが完了された前記ウェーハ
を現像装置に移動させて前記フォトレジスト上に現像液
を供給してパターンを形成した後、洗浄液で現像不純物
を除去する。
トレジストを塗布するＳ２段階で、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストをＨＭＤＳ（Ｈｅｘａｍｅｔｈｙｌｄｉｓｉ
ｌａｚａｎｅ）が塗布された前記ウェーハ上に所定の厚
さ塗布する。継続して前記塗布されたフォトレジストを
ソフトベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）させるＳ４段階
で、前記フォトレジストが含んでいるソルベントを除去
することで前記フォトレジストの接着力を増加させ、ま
た、前記フォトレジストが前記ウェーハ上に一定な厚さ
に塗布された状態を維持するようにする。継続して前記
ソフトベークが終った前記フォトレジスト上にフォトマ
スクを整列させて露光するＳ６段階で、前記ｉ−ｌｉｎ
ｅ用フォトレジストが塗布された前記ウェーハをｉ−ｌ
ｉｎｅ用ステッパーに移動させて前記ウェーハ上に微細
ホールパターンが形成された位相反転マスクを整列させ
た後、ｉ−ｌｉｎｅを前記位相反転マスクを通過して前
記フォトレジストが塗布された前記ウェーハに照射させ
て露光する。継続して前記露光されたウェーハをＰＥＢ
（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）させるＳ８段
階で、前記露光が完了されたウェーハを所定の温度にベ
ークしてフォトレジストパターン上に前記露光光源の入
射光と、反射光の干渉によって補強及び相殺現象が起き
ながら生じるスタンディングウェーブ（Ｓｔａｎｄｉｎ
ｇ Ｗａｖｅ）効果によって発生する波模様を除去して
前記フォトレジストパターンのプロファイルを向上さ
せ、前記フォトレジストパターンの解像度を向上させ
る。継続して前記ＰＥＢが完了された前記ウェーハを現
像及び洗浄して前記フォトレジストパターンを形成させ
るＳ１０段階で、前記ＰＥＢが完了された前記ウェーハ
を現像装置に移動させて前記フォトレジスト上に現像液
を供給してパターンを形成した後、洗浄液で現像不純物
を除去する。
【００１４】継続して前記現像されたウェーハをハード
ベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋｅ）させるＳ１２段階で、現
像が完了された前記フォトレジストパターンを乾燥さ
せ、硬化させて前記フォトレジストパターンを堅固にす
る。
ベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋｅ）させるＳ１２段階で、現
像が完了された前記フォトレジストパターンを乾燥さ
せ、硬化させて前記フォトレジストパターンを堅固にす
る。
【００１５】継続して前記ハードベークの後、フローベ
ークをするＳ１４段階として、前記フォトレジストの軟
化点以上の熱を前記フォトレジストパターンに加えて前
記フォトレジスト高分子を軟化及び粘度が減少するよう
にして、前記フォトレジストパターンをフローさせてパ
ターンの大きさを小さくする。
ークをするＳ１４段階として、前記フォトレジストの軟
化点以上の熱を前記フォトレジストパターンに加えて前
記フォトレジスト高分子を軟化及び粘度が減少するよう
にして、前記フォトレジストパターンをフローさせてパ
ターンの大きさを小さくする。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のように
ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストと、前記変形照明を使用
する位相反転マスクを使用してフロー方法を遂行する場
合０．１８μm解像度を有する前記フォトレジストパタ
ーンを形成することができるが、非露光部位も一部不均
一に露光されて高分子であるフォトレジストパターンの
熱的特性が不均一になる。即ち、フローのためのベーク
時、パターンの密度が高いセル（Ｃｅｌｌ）地域とパタ
ーン密度が低いペリ（Ｐｅｒｉ）地域の非露光部位に加
えられた露光量が不均一である。従って、前記露光量の
不均一は熱による効果によるフローの速度の差が発生し
て前記セル地域とペリ地域の境界地域でコンタクトホー
ルパターンがつぶれるバルク効果（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅ
ｃｔ）が発生するという問題点があった。
ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストと、前記変形照明を使用
する位相反転マスクを使用してフロー方法を遂行する場
合０．１８μm解像度を有する前記フォトレジストパタ
ーンを形成することができるが、非露光部位も一部不均
一に露光されて高分子であるフォトレジストパターンの
熱的特性が不均一になる。即ち、フローのためのベーク
時、パターンの密度が高いセル（Ｃｅｌｌ）地域とパタ
ーン密度が低いペリ（Ｐｅｒｉ）地域の非露光部位に加
えられた露光量が不均一である。従って、前記露光量の
不均一は熱による効果によるフローの速度の差が発生し
て前記セル地域とペリ地域の境界地域でコンタクトホー
ルパターンがつぶれるバルク効果（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅ
ｃｔ）が発生するという問題点があった。
【００１７】また、ＤＵＶ用フォトレジストのフロー方
法の適用は、前記ＤＵＶ用フォトレジストは前記ｉ−ｌ
ｉｎｅ用フォトレジストより熱的にとても脆弱でフロー
時、使用されるベークオーブン（Ｂａｋｅ Ｏｖｅｎ）
の温度均一度に相当に敏感で、急激にフローされ、ウェ
ーハ全面に均一な大きさを有するコンタクトホールパタ
ーン分布を得ることが難しいという問題点があった。前
記問題点はフロー時、前記ＤＵＶ用フォトレジストのフ
ロー過程が前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストのフロー
過程と異なるからである。そこで、前記ＤＵＶ用フォト
レジストの場合フローが起きる温度またはフロー発生温
度より低い温度で架橋反応が発生するメカニズムが欠け
ているので、ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストのような効
果を期待することができないという問題点があった。
法の適用は、前記ＤＵＶ用フォトレジストは前記ｉ−ｌ
ｉｎｅ用フォトレジストより熱的にとても脆弱でフロー
時、使用されるベークオーブン（Ｂａｋｅ Ｏｖｅｎ）
の温度均一度に相当に敏感で、急激にフローされ、ウェ
ーハ全面に均一な大きさを有するコンタクトホールパタ
ーン分布を得ることが難しいという問題点があった。前
記問題点はフロー時、前記ＤＵＶ用フォトレジストのフ
ロー過程が前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストのフロー
過程と異なるからである。そこで、前記ＤＵＶ用フォト
レジストの場合フローが起きる温度またはフロー発生温
度より低い温度で架橋反応が発生するメカニズムが欠け
ているので、ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストのような効
果を期待することができないという問題点があった。
【００１８】図２乃至図５は、図１の工程順序図による
ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト及び位相反転マスクを使
用したフロー方法でコンタクトホールパターン形成を示
す工程断面図である。
ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト及び位相反転マスクを使
用したフロー方法でコンタクトホールパターン形成を示
す工程断面図である。
【００１９】図２に示すように、上部に非パターン形成
膜４が形成されているウェーハ２にｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジスト６を塗布した後、ソフトベークする。継続し
て図３に示すように、前記ウェーハ２をｉ−ｌｉｎｅ用
ステッパに移動させて前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
ト６が塗布された前記ウェーハ２の上に微細ホールパタ
ーンが形成されている位相反転マスク７を整列させてｉ
−ｌｉｎｅを利用して露光を実施する。継続して図４に
示すように前記露光された前記ウェーハ２をＰＥＢを実
施した後、現像及び洗浄をして第１コンタクトホールパ
ターン８を形成する。この際、前記第１コンタクトホー
ルパターン８の大きさは０．２５μｍ程度である。継続
して図5のように前記第1コンタクトホールパターン８を
フローベークさせて、第2コンタクトホール９を形成す
る。 しかし、前記変形照明を使用する位相反転マスク
を使用してフローを遂行する場合、非露光部位も一部不
均一に露光されて高分子であるフォトレジストパターン
の熱的特性が不均一になり、熱による硬化によるフロー
速度の差が発生して図５に示すように、フローベーク
時、前記第２コンタクトホール９がつぶれるバルク効果
（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅｃｔ）が発生する問題点があっ
た。
膜４が形成されているウェーハ２にｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジスト６を塗布した後、ソフトベークする。継続し
て図３に示すように、前記ウェーハ２をｉ−ｌｉｎｅ用
ステッパに移動させて前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
ト６が塗布された前記ウェーハ２の上に微細ホールパタ
ーンが形成されている位相反転マスク７を整列させてｉ
−ｌｉｎｅを利用して露光を実施する。継続して図４に
示すように前記露光された前記ウェーハ２をＰＥＢを実
施した後、現像及び洗浄をして第１コンタクトホールパ
ターン８を形成する。この際、前記第１コンタクトホー
ルパターン８の大きさは０．２５μｍ程度である。継続
して図5のように前記第1コンタクトホールパターン８を
フローベークさせて、第2コンタクトホール９を形成す
る。 しかし、前記変形照明を使用する位相反転マスク
を使用してフローを遂行する場合、非露光部位も一部不
均一に露光されて高分子であるフォトレジストパターン
の熱的特性が不均一になり、熱による硬化によるフロー
速度の差が発生して図５に示すように、フローベーク
時、前記第２コンタクトホール９がつぶれるバルク効果
（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅｃｔ）が発生する問題点があっ
た。
【００２０】本発明の目的は、ｉ−ｌｉｎｅフォトレジ
ストと位相反転マスクが同時に適用される工程でフロー
方法が可能であるように均一で好ましい大きさを有する
コンタクトホールパターンを形成させる半導体素子のパ
ターン形成方法を提供することにある。
ストと位相反転マスクが同時に適用される工程でフロー
方法が可能であるように均一で好ましい大きさを有する
コンタクトホールパターンを形成させる半導体素子のパ
ターン形成方法を提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は、ＤＵＶ用フォトレジ
ストにフロー方法が適用されるようにして均一で好まし
い大きさを有するコンタクトホールパターンを形成させ
る半導体素子のパターン形成方法を提供することにあ
る。
ストにフロー方法が適用されるようにして均一で好まし
い大きさを有するコンタクトホールパターンを形成させ
る半導体素子のパターン形成方法を提供することにあ
る。
【００２２】本発明のまた他の目的は、前記半導体素子
のパターン形成方法のための半導体素子の製造装備を提
供することにある。本発明のまた他の目的は、前記半導
体素子のパターン形成方法に適用される半導体素子製造
用フォトレジストを提供することにある。
のパターン形成方法のための半導体素子の製造装備を提
供することにある。本発明のまた他の目的は、前記半導
体素子のパターン形成方法に適用される半導体素子製造
用フォトレジストを提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明による半導体素子の製造装備は、ウェーハ上
に特定のフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布
部と、前記フォトレジストが塗布された後、露光された
前記ウェーハ上にフォトレジストパターンを形成させる
現像部及び前記フォトレジストパターンのフロー工程時
安定されたフローを提供するために前記フォトレジスト
パターンを架橋反応させるための架橋反応部とを備えて
なる。前記半導体素子の製造装備はスピナー（Ｓｐｉｎ
ｎｅｒ）とトラック（Ｔｒａｃｋ）装備の中の一つであ
る。
めの本発明による半導体素子の製造装備は、ウェーハ上
に特定のフォトレジストを塗布するフォトレジスト塗布
部と、前記フォトレジストが塗布された後、露光された
前記ウェーハ上にフォトレジストパターンを形成させる
現像部及び前記フォトレジストパターンのフロー工程時
安定されたフローを提供するために前記フォトレジスト
パターンを架橋反応させるための架橋反応部とを備えて
なる。前記半導体素子の製造装備はスピナー（Ｓｐｉｎ
ｎｅｒ）とトラック（Ｔｒａｃｋ）装備の中の一つであ
る。
【００２４】前記半導体素子の製造装備には、フォトレ
ジスト塗布部にウェーハを伝達する前にウェーハローデ
ィング部から移送されたウェーハ表面にフォトレジスト
との接着力を増大させるためのＨＭＤＳ塗布部と、前記
フォトレジストが塗布されたウェーハ、露光されたウェ
ーハ及び現像されたウェーハをベークすることができる
ベーク部と、ウェーハ縁部分の所定の幅を露光するウェ
ーハエッジ露光（ＷＥＥ：Ｗａｆｅｒ Ｅｄｇｅ Ｅｘｐ
ｏｓｕｒｅ）部とがさらに設置されることが好ましい。
ジスト塗布部にウェーハを伝達する前にウェーハローデ
ィング部から移送されたウェーハ表面にフォトレジスト
との接着力を増大させるためのＨＭＤＳ塗布部と、前記
フォトレジストが塗布されたウェーハ、露光されたウェ
ーハ及び現像されたウェーハをベークすることができる
ベーク部と、ウェーハ縁部分の所定の幅を露光するウェ
ーハエッジ露光（ＷＥＥ：Ｗａｆｅｒ Ｅｄｇｅ Ｅｘｐ
ｏｓｕｒｅ）部とがさらに設置されることが好ましい。
【００２５】前記ウェーハローディング部、前記ＨＭＤ
Ｓ塗布部と、前記フォトレジスト塗布部、前記現像部、
前記ベーク部、前記ウェーハエッジ露光及び前記架橋反
応部は一つ以上の複数個が設置されることが好ましい。
Ｓ塗布部と、前記フォトレジスト塗布部、前記現像部、
前記ベーク部、前記ウェーハエッジ露光及び前記架橋反
応部は一つ以上の複数個が設置されることが好ましい。
【００２６】前記ベーク部は、前記ウェーハに塗布され
たフォトレジストに含まれた溶剤を除去するためのソフ
トベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）部と、フォトレジスト
パターンに表れる微細な構造のスタンディングウェーブ
などを除去するためのＰＥＢ（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｕｒ
ｓｅ Ｂａｋｅ）部と、前記フォトレジストパターンを
硬化させるためのハードベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋｅ）
部と区分される。
たフォトレジストに含まれた溶剤を除去するためのソフ
トベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）部と、フォトレジスト
パターンに表れる微細な構造のスタンディングウェーブ
などを除去するためのＰＥＢ（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｕｒ
ｓｅ Ｂａｋｅ）部と、前記フォトレジストパターンを
硬化させるためのハードベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋｅ）
部と区分される。
【００２７】前記架橋反応部は、現像されたウェーハに
ＵＶ光を照射させるためのＵＶベーク部である。前記Ｕ
Ｖベーク部は、上部にＵＶを発生させられるＵＶランプ
（Ｌａｍｐ）と、下部に前記ＵＶランプと所定の間隔離
隔されてウェーハが安着され、前記ウェーハを加熱させ
ることができるホットプレート（Ｈｏｔ Ｐｌａｔｅ）
とを備えてなる。
ＵＶ光を照射させるためのＵＶベーク部である。前記Ｕ
Ｖベーク部は、上部にＵＶを発生させられるＵＶランプ
（Ｌａｍｐ）と、下部に前記ＵＶランプと所定の間隔離
隔されてウェーハが安着され、前記ウェーハを加熱させ
ることができるホットプレート（Ｈｏｔ Ｐｌａｔｅ）
とを備えてなる。
【００２８】前記ＵＶランプは極超短波励起ランプ（Ｍ
ｉｃｒｏｗａｖｅ−ＥｘｃｉｔｅｄＬａｍｐ）またはマ
ーキュリゼノンアルクランプ（Ｍｅｒｃｕｒｙ−Ｘｅｎ
ｏｎ Ａｒｃｈ Ｌａｍｐ）である。
ｉｃｒｏｗａｖｅ−ＥｘｃｉｔｅｄＬａｍｐ）またはマ
ーキュリゼノンアルクランプ（Ｍｅｒｃｕｒｙ−Ｘｅｎ
ｏｎ Ａｒｃｈ Ｌａｍｐ）である。
【００２９】前記半導体素子の製造装備には前記フォト
レジストパターンをエッチングマスクとして使用する下
部膜質のエッチング工程が遂行される工程チャンバーが
前記工程チャンバーと前記架橋反応部の間でウェーハの
移送が容易な位置にさらに備えられることができる。
レジストパターンをエッチングマスクとして使用する下
部膜質のエッチング工程が遂行される工程チャンバーが
前記工程チャンバーと前記架橋反応部の間でウェーハの
移送が容易な位置にさらに備えられることができる。
【００３０】前記半導体素子の製造装備には、前記架橋
反応部と前記工程チャンバーを連結するロードロックチ
ャンバーがさらに備えられる。前記架橋反応部は現像さ
れたウェーハにＵＶ光を照射させるためのＵＶベーク部
であり得る。
反応部と前記工程チャンバーを連結するロードロックチ
ャンバーがさらに備えられる。前記架橋反応部は現像さ
れたウェーハにＵＶ光を照射させるためのＵＶベーク部
であり得る。
【００３１】本発明による半導体素子のパターン形成方
法は、ウェーハ上にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジスト上にフォトマスクを整列させて露光
する段階と、前記ウェーハ上にフォトレジストパターン
を形成させる段階と、前記フォトレジストパターンを架
橋反応（Ｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｉｎｇ）させる段階と、
前記架橋反応後、前記フォトレジストパターンをフロー
ベーク（Ｆｌｏｗ Ｂａｋｅ）させる段階とを含めてな
る。
法は、ウェーハ上にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジスト上にフォトマスクを整列させて露光
する段階と、前記ウェーハ上にフォトレジストパターン
を形成させる段階と、前記フォトレジストパターンを架
橋反応（Ｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｉｎｇ）させる段階と、
前記架橋反応後、前記フォトレジストパターンをフロー
ベーク（Ｆｌｏｗ Ｂａｋｅ）させる段階とを含めてな
る。
【００３２】前記フォトレジストはｉ−ｌｉｎｅ用また
はディップＵＶ（ＤＵＶ：ＤｅｅｐＵｌｔｒａｖｉｏｌ
ｅｔ）用が好ましく、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
ト使用時、前記フォトマスクは位相反転マスク（ＰＳ
Ｍ：Ｐｈａｓｅ ＳｈｉｆｔＭａｓｋ）になり得る。
はディップＵＶ（ＤＵＶ：ＤｅｅｐＵｌｔｒａｖｉｏｌ
ｅｔ）用が好ましく、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
ト使用時、前記フォトマスクは位相反転マスク（ＰＳ
Ｍ：Ｐｈａｓｅ ＳｈｉｆｔＭａｓｋ）になり得る。
【００３３】前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストはベー
ス樹脂、光活性剤及び溶剤等で構成されるポジティブフ
ォトレジストで、フォトレジストパターンの架橋反応を
活性化するための添加剤として２、４、６−トリアミノ
−１、３、５−トリアジンを含めてなるものが使用でき
る。
ス樹脂、光活性剤及び溶剤等で構成されるポジティブフ
ォトレジストで、フォトレジストパターンの架橋反応を
活性化するための添加剤として２、４、６−トリアミノ
−１、３、５−トリアジンを含めてなるものが使用でき
る。
【００３４】前記フォトレジストパターンはコンタクト
ホールパターン（ＣｏｎｔａｃｔＨｏｌｅ Ｐａｔｔｅ
ｒｎ）であり得るし、前記架橋反応は前記フォトレジス
トパターンをＵＶベーク（ＵＶ Ｂａｋｅ）させること
である。
ホールパターン（ＣｏｎｔａｃｔＨｏｌｅ Ｐａｔｔｅ
ｒｎ）であり得るし、前記架橋反応は前記フォトレジス
トパターンをＵＶベーク（ＵＶ Ｂａｋｅ）させること
である。
【００３５】前記ＵＶベークは前記フォトレジストパタ
ーンにＵＶ光を照射しながらフローベークより低い温度
の熱によるベーク工程を同時に遂行することが好まし
い。前記ＵＶベークさせる段階前にハードベークさせる
段階をさらに添加することができる。
ーンにＵＶ光を照射しながらフローベークより低い温度
の熱によるベーク工程を同時に遂行することが好まし
い。前記ＵＶベークさせる段階前にハードベークさせる
段階をさらに添加することができる。
【００３６】前記ＵＶ光照射時、工程時間は１０乃至８
０秒が好ましく、前記ＵＶベーク時、前記熱によるベー
ク工程の工程温度は５０乃至１４０℃で、前記フローベ
ークの工程温度は１４０乃至２００℃で、前記フローベ
ーク時、工程時間は８０乃至１２０秒が好ましい。前記
フローベークを１回以上反復することができる。
０秒が好ましく、前記ＵＶベーク時、前記熱によるベー
ク工程の工程温度は５０乃至１４０℃で、前記フローベ
ークの工程温度は１４０乃至２００℃で、前記フローベ
ーク時、工程時間は８０乃至１２０秒が好ましい。前記
フローベークを１回以上反復することができる。
【００３７】本発明による他の架橋反応は、前記フォト
レジストパターンをハードベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋ
ｅ）させる段階と、前記ハードベークが終った前記フォ
トレジストパターンを現像液処理する段階とを含む。前
記ハードベークが終った後、前記フォトレジストパター
ンの現像処理を２回以上反復遂行することができる。
レジストパターンをハードベーク（Ｈａｒｄ Ｂａｋ
ｅ）させる段階と、前記ハードベークが終った前記フォ
トレジストパターンを現像液処理する段階とを含む。前
記ハードベークが終った後、前記フォトレジストパター
ンの現像処理を２回以上反復遂行することができる。
【００３８】また、本発明のまた他の目的を達成するた
めの本発明によるフォトレジストは、ベース樹脂、光活
性剤及び溶剤等で構成されるｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジ
ストであって、フォトレジストパターンの架橋反応を活
性化するための添加剤として２、４、６−トリアミノ−
１、３、５−トリアジンを含めてなる。
めの本発明によるフォトレジストは、ベース樹脂、光活
性剤及び溶剤等で構成されるｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジ
ストであって、フォトレジストパターンの架橋反応を活
性化するための添加剤として２、４、６−トリアミノ−
１、３、５−トリアジンを含めてなる。
【００３９】この際、前記２、４、６−トリアミノ−
１、３、５−トリアジンがベース樹脂と光活性剤及び溶
剤の総量に対して０．００１乃至５重量％で含まれるこ
とが好ましい。
１、３、５−トリアジンがベース樹脂と光活性剤及び溶
剤の総量に対して０．００１乃至５重量％で含まれるこ
とが好ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明は、半導体素子の高集積化
によって線幅をより小さくするために写真工程で現像し
た後、フォトレジストパターン上にＵＶ光を照射して前
記フォトレジストパターンのフロー工程時、パターンが
つぶれる現象を防止して効果的に好ましいパターンの大
きさを形成することができるようにする半導体素子の製
造装備、これを利用した半導体素子のパターン形成方法
及びこれを適用した半導体素子製造用フォトレジストに
関するものである。
によって線幅をより小さくするために写真工程で現像し
た後、フォトレジストパターン上にＵＶ光を照射して前
記フォトレジストパターンのフロー工程時、パターンが
つぶれる現象を防止して効果的に好ましいパターンの大
きさを形成することができるようにする半導体素子の製
造装備、これを利用した半導体素子のパターン形成方法
及びこれを適用した半導体素子製造用フォトレジストに
関するものである。
【００４１】以下、本発明の具体的な一実施例を添付し
た図面を参照して詳しく説明する。図６は本発明による
半導体素子の製造装備の一実施例を説明するための構成
図で、図７は図６の極超短波励起ランプが付着されたＵ
Ｖベーク部を説明するための断面図である。
た図面を参照して詳しく説明する。図６は本発明による
半導体素子の製造装備の一実施例を説明するための構成
図で、図７は図６の極超短波励起ランプが付着されたＵ
Ｖベーク部を説明するための断面図である。
【００４２】図６は、本実施例による半導体素子の製造
装備３０と露光装備９０がインターペース８０を通じて
インライン（Ｉｎ Ｌｉｎｅ）で連結された状態を示し
ている。
装備３０と露光装備９０がインターペース８０を通じて
インライン（Ｉｎ Ｌｉｎｅ）で連結された状態を示し
ている。
【００４３】半導体素子の製造装備３０はウェーハが内
在されたウェーハカセットが積載されるウェーハローデ
ィング部３２、前記ウェーハローディング部３２から移
送されたウェーハの表面にフォトレジストとの接着力を
増大させるためのＨＭＤＳ塗布部３４、前記ＨＭＤＳ塗
布部３４でＨＭＤＳが塗布されたウェーハ上にフォトレ
ジストを塗布するフォトレジスト塗布部３６、前記フォ
トレジスト塗布部３６で前記フォトレジストが塗布され
た後、露光されたウェーハを現像してフォトレジストパ
ターンを形成させる現像部４４、前記フォトレジストが
塗布されたウェーハに含まれた溶剤を除去するためのソ
フトベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）部３８、前記フォト
レジストが塗布されたウェーハの露光後、フォトレジス
トパターンに表れる微細な構造のスタンディングウェー
ブ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ）などを除去するため
のＰＥＢ部４２、前記フォトレジストパターンを硬化さ
せるためのハードベーク部４０を含むベーク部３７、及
び前記現像によってフォトレジストパターンが形成され
たウェーハ上にＵＶ光を照射させて前記フォトレジスト
パターンを架橋反応させて前記フォトレジストパターン
のフロー工程時、安定されたフローを提供する架橋反応
部としてＵＶベーク部４８を含めてなる。
在されたウェーハカセットが積載されるウェーハローデ
ィング部３２、前記ウェーハローディング部３２から移
送されたウェーハの表面にフォトレジストとの接着力を
増大させるためのＨＭＤＳ塗布部３４、前記ＨＭＤＳ塗
布部３４でＨＭＤＳが塗布されたウェーハ上にフォトレ
ジストを塗布するフォトレジスト塗布部３６、前記フォ
トレジスト塗布部３６で前記フォトレジストが塗布され
た後、露光されたウェーハを現像してフォトレジストパ
ターンを形成させる現像部４４、前記フォトレジストが
塗布されたウェーハに含まれた溶剤を除去するためのソ
フトベーク（Ｓｏｆｔ Ｂａｋｅ）部３８、前記フォト
レジストが塗布されたウェーハの露光後、フォトレジス
トパターンに表れる微細な構造のスタンディングウェー
ブ（Ｓｔａｎｄｉｎｇ ｗａｖｅ）などを除去するため
のＰＥＢ部４２、前記フォトレジストパターンを硬化さ
せるためのハードベーク部４０を含むベーク部３７、及
び前記現像によってフォトレジストパターンが形成され
たウェーハ上にＵＶ光を照射させて前記フォトレジスト
パターンを架橋反応させて前記フォトレジストパターン
のフロー工程時、安定されたフローを提供する架橋反応
部としてＵＶベーク部４８を含めてなる。
【００４４】半導体素子の製造装備３０は、スピナーと
トラック装備の中の一つであり得るし、半導体素子の製
造装備３０にはウェーハの縁部分を所定幅露光するウェ
ーハエッジ露光部４６がさらに設置されることが好まし
い。
トラック装備の中の一つであり得るし、半導体素子の製
造装備３０にはウェーハの縁部分を所定幅露光するウェ
ーハエッジ露光部４６がさらに設置されることが好まし
い。
【００４５】半導体素子の製造装備３０は、半導体素子
製造工程の効率的なマルチ工程（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ）のためにウェーハローディング部３２、ＨＭＤ
Ｓ塗布部３４、フォトレジスト塗布部３６、現像部４
４、ソフトベーク（ＳｏｆｔＢａｋｅ）部３８、ＰＥＢ
部４２、ハードベーク部４０、ウェーハエッジ露光部４
６及びＵＶベーク部４８は一つ以上の複数個が設置され
ることが好ましい。
製造工程の効率的なマルチ工程（Ｍｕｌｔｉ Ｐｒｏｃ
ｅｓｓ）のためにウェーハローディング部３２、ＨＭＤ
Ｓ塗布部３４、フォトレジスト塗布部３６、現像部４
４、ソフトベーク（ＳｏｆｔＢａｋｅ）部３８、ＰＥＢ
部４２、ハードベーク部４０、ウェーハエッジ露光部４
６及びＵＶベーク部４８は一つ以上の複数個が設置され
ることが好ましい。
【００４６】ＵＶベーク部４８はチャンバー上部にＵＶ
を発生させることができるＵＶランプ及びチャンバー下
部に前記ＵＶランプと所定間隔離隔されてウェーハが安
着され、前記ウェーハを加熱させることができるホット
プレートを備えてなる。
を発生させることができるＵＶランプ及びチャンバー下
部に前記ＵＶランプと所定間隔離隔されてウェーハが安
着され、前記ウェーハを加熱させることができるホット
プレートを備えてなる。
【００４７】前記ＵＶランプは極超短波励起ランプまた
は、マーキュリゼノンランプが好ましい。前記極超短波
励起ランプ６０が装着されたＵＶベーク部４８を実例で
調べてみると、極超短波ガイド６１が付着された水銀電
球６２、前記水銀電球６２を包み、前記極超短波ガイド
６１により与えられた極超短波によって前記水銀電球６
２から発散するＵＶをウェーハに集中させる下面に石英
板６４が付着された反射鏡６３を含めてなる極超短波励
起ランプ６０、及び極超短波励起ランプ６０と所定間隔
離隔されてウェーハ６８が安着され、前記ウェーハ６８
を加熱させることが可能なホットプレート７０を備えて
なる。
は、マーキュリゼノンランプが好ましい。前記極超短波
励起ランプ６０が装着されたＵＶベーク部４８を実例で
調べてみると、極超短波ガイド６１が付着された水銀電
球６２、前記水銀電球６２を包み、前記極超短波ガイド
６１により与えられた極超短波によって前記水銀電球６
２から発散するＵＶをウェーハに集中させる下面に石英
板６４が付着された反射鏡６３を含めてなる極超短波励
起ランプ６０、及び極超短波励起ランプ６０と所定間隔
離隔されてウェーハ６８が安着され、前記ウェーハ６８
を加熱させることが可能なホットプレート７０を備えて
なる。
【００４８】前記ホットプレート７０にウェーハ６８が
装着されると、極超短波ガイド６１がエネルギーを水銀
が内在された水銀電球６２に加え、前記水銀をプラズマ
状態にしてＵＶを発生させる。いくつかの方向に発散さ
れて発生したＵＶは反射鏡６３によって反射されてウェ
ーハ６８に効率的に到達する。
装着されると、極超短波ガイド６１がエネルギーを水銀
が内在された水銀電球６２に加え、前記水銀をプラズマ
状態にしてＵＶを発生させる。いくつかの方向に発散さ
れて発生したＵＶは反射鏡６３によって反射されてウェ
ーハ６８に効率的に到達する。
【００４９】本実施例による半導体素子の製造設備３０
の動作順序を調べてみると、最初ウェーハローディング
部３２にウェーハが内在されたウェーハカセットがロー
ディングされると第１移送アーム５０によって前記ウェ
ーハはＨＭＤＳ塗布部３４に移送される。前記ＨＭＤＳ
塗布部３４は前記ウェーハにフォトレジストが効果的に
塗布されるように所定の厚さのＨＭＤＳを塗布する。
の動作順序を調べてみると、最初ウェーハローディング
部３２にウェーハが内在されたウェーハカセットがロー
ディングされると第１移送アーム５０によって前記ウェ
ーハはＨＭＤＳ塗布部３４に移送される。前記ＨＭＤＳ
塗布部３４は前記ウェーハにフォトレジストが効果的に
塗布されるように所定の厚さのＨＭＤＳを塗布する。
【００５０】継続して、前記ＨＭＤＳが塗布されたウェ
ーハはフォトレジスト塗布部３６に第２移送アーム５２
によって移送されて特定工程の特定のフォトレジストが
前記ウェーハ表面に塗布される。前記移送アーム５０、
５２は単に一実施例を説明するために添付したものであ
り、特定位置に限定されることではないことは当業者に
は公知の事実である。
ーハはフォトレジスト塗布部３６に第２移送アーム５２
によって移送されて特定工程の特定のフォトレジストが
前記ウェーハ表面に塗布される。前記移送アーム５０、
５２は単に一実施例を説明するために添付したものであ
り、特定位置に限定されることではないことは当業者に
は公知の事実である。
【００５１】継続して、前記フォトレジストが塗布され
たウェーハはソフトベーク部３８に移送されて所定の温
度でベークされ、前記フォトレジストに含まれた溶剤を
除去して塗布されたフォトレジストが一定の厚さに塗布
された状態を維持するようにする。
たウェーハはソフトベーク部３８に移送されて所定の温
度でベークされ、前記フォトレジストに含まれた溶剤を
除去して塗布されたフォトレジストが一定の厚さに塗布
された状態を維持するようにする。
【００５２】継続して、前記ソフトベークを遂行したウ
ェーハはインターペース８０を通じて露光装備９０に移
送されて露光が遂行される。前記露光が遂行されたウェ
ーハはウェーハエッジ露光部４６を通過した後、ＰＥＢ
部４２に移送されて所定の温度でベークされて現像後フ
ォトレジストパターンに露光光源の入射光と反射光の干
渉によって補強及び相殺現象が起きながら生じるスタン
ディングウェーブ効果によって発生する波模様が除去さ
れ、パターンのプロファイルが向上される。
ェーハはインターペース８０を通じて露光装備９０に移
送されて露光が遂行される。前記露光が遂行されたウェ
ーハはウェーハエッジ露光部４６を通過した後、ＰＥＢ
部４２に移送されて所定の温度でベークされて現像後フ
ォトレジストパターンに露光光源の入射光と反射光の干
渉によって補強及び相殺現象が起きながら生じるスタン
ディングウェーブ効果によって発生する波模様が除去さ
れ、パターンのプロファイルが向上される。
【００５３】継続して、前記ＰＥＢが完了されたウェー
ハは前記現像部４４に移送されて、前記ウェーハ表面に
現像液が噴射されて露光による陽性フォトレジストパタ
ーンまたは陰性フォトレジストパターンが形成される。
この際、前記フォトレジストパターンの線幅は好ましい
線幅より大きい。
ハは前記現像部４４に移送されて、前記ウェーハ表面に
現像液が噴射されて露光による陽性フォトレジストパタ
ーンまたは陰性フォトレジストパターンが形成される。
この際、前記フォトレジストパターンの線幅は好ましい
線幅より大きい。
【００５４】続いて、前記ウェーハはＵＶベーク部４８
に移送されて前記フォトレジストパターン上にＵＶ照射
とホットプレートによるベーク工程を遂行して前記フォ
トレジスト内に架橋反応（Ｃｒｏｓｓ Ｌｉｎｋｉｎ
ｇ）が起きるようにした後、前記フォトレジストパター
ンをフローベークさせて現像後の最初の前記フォトレジ
ストパターンより小さくなったフォトレジストパターン
を得る。
に移送されて前記フォトレジストパターン上にＵＶ照射
とホットプレートによるベーク工程を遂行して前記フォ
トレジスト内に架橋反応（Ｃｒｏｓｓ Ｌｉｎｋｉｎ
ｇ）が起きるようにした後、前記フォトレジストパター
ンをフローベークさせて現像後の最初の前記フォトレジ
ストパターンより小さくなったフォトレジストパターン
を得る。
【００５５】半導体素子の製造装備３０のそれぞれの単
位工程部は便宜によって配列順序を変更することがで
き、製造装備３０のファブライン（Ｆａｂ Ｌｉｎｅ）
内の占有面積の効率性を高くするために前記単位工程部
を垂直形態に配置することができることは当業者には当
然である。
位工程部は便宜によって配列順序を変更することがで
き、製造装備３０のファブライン（Ｆａｂ Ｌｉｎｅ）
内の占有面積の効率性を高くするために前記単位工程部
を垂直形態に配置することができることは当業者には当
然である。
【００５６】本実施例による半導体素子の製造装備３０
の重要なポイントは、従来のスピナーまたはトラック装
備にＵＶベーク部４８を添付することで、ＵＶベーク部
４８の特別な位置地点を限定はしない。ＵＶベーク部４
８の位置はＵＶベークが工程順序上現像工程の次に遂行
されるもので現像部４４に近接して配置することが好ま
しい。
の重要なポイントは、従来のスピナーまたはトラック装
備にＵＶベーク部４８を添付することで、ＵＶベーク部
４８の特別な位置地点を限定はしない。ＵＶベーク部４
８の位置はＵＶベークが工程順序上現像工程の次に遂行
されるもので現像部４４に近接して配置することが好ま
しい。
【００５７】従って、ＵＶベーク部４８が付加された半
導体素子の製造設備３０を通過してフォトレジストパタ
ーンが形成されたウェーハを後続工程のエッチング装備
に移動させて前記フォトレジストパターンをエッチング
マスクとして下部膜質をエッチングして素子パターンを
形成する。
導体素子の製造設備３０を通過してフォトレジストパタ
ーンが形成されたウェーハを後続工程のエッチング装備
に移動させて前記フォトレジストパターンをエッチング
マスクとして下部膜質をエッチングして素子パターンを
形成する。
【００５８】前述したように、本実施例の素子パターン
形成方法は現像工程によって形成されたフォトレジスト
パターンをＵＶベークとフローベークを遂行した後、エ
ッチング工程を遂行するもので、前記ＵＶベーク部が付
加されたエッチング装備を使用して素子パターンを形成
することができる。
形成方法は現像工程によって形成されたフォトレジスト
パターンをＵＶベークとフローベークを遂行した後、エ
ッチング工程を遂行するもので、前記ＵＶベーク部が付
加されたエッチング装備を使用して素子パターンを形成
することができる。
【００５９】従って、前記エッチング装備は現像工程が
遂行されて形成されたウェーハ上のフォトレジストパタ
ーンにＵＶ光を照射させて前記ウェーハ上のフォトレジ
ストパターンのフロー工程時、安定されたフローを提供
するためのＵＶベーク部及び前記ＵＶベーク部と隣接し
て前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとす
る下部膜質のエッチング工程が遂行される工程チャンバ
ーを含めてなる。
遂行されて形成されたウェーハ上のフォトレジストパタ
ーンにＵＶ光を照射させて前記ウェーハ上のフォトレジ
ストパターンのフロー工程時、安定されたフローを提供
するためのＵＶベーク部及び前記ＵＶベーク部と隣接し
て前記フォトレジストパターンをエッチングマスクとす
る下部膜質のエッチング工程が遂行される工程チャンバ
ーを含めてなる。
【００６０】前記ＵＶベーク部と前記工程チャンバーは
工程の効率上ロードロックチャンバーに連結されること
が好ましい。図８は、本発明の一実施例による半導体素
子のパターンの形成方法を示す工程順序図である。
工程の効率上ロードロックチャンバーに連結されること
が好ましい。図８は、本発明の一実施例による半導体素
子のパターンの形成方法を示す工程順序図である。
【００６１】図８に示すように、半導体素子のパターン
の形成方法は、現像及び洗浄段階の後、３つの順序中で
一つを選択して遂行することができる。前記３つの工程
順序は、Ａ、Ｂ及びＣであり、まずＡ順序に対して記述
した後、Ｂ及びＣの順序の記述において、Ａ順序と重複
される段階は説明を省略した。まず、Ａ工程順序を調べ
て見ると最初ウェーハ上に前記フォトレジストを塗布す
るＳ２０段階で、前記ウェーハ上にｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストを塗布する。
の形成方法は、現像及び洗浄段階の後、３つの順序中で
一つを選択して遂行することができる。前記３つの工程
順序は、Ａ、Ｂ及びＣであり、まずＡ順序に対して記述
した後、Ｂ及びＣの順序の記述において、Ａ順序と重複
される段階は説明を省略した。まず、Ａ工程順序を調べ
て見ると最初ウェーハ上に前記フォトレジストを塗布す
るＳ２０段階で、前記ウェーハ上にｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストを塗布する。
【００６２】継続して前記塗布された前記ｉ−ｌｉｎｅ
用フォトレジストをソフトベークさせるＳ２２段階とし
て、前記フォトレジストが含めているソルベントを除去
することで前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストの接着力
を増加させるためにソフトベークを遂行する。
用フォトレジストをソフトベークさせるＳ２２段階とし
て、前記フォトレジストが含めているソルベントを除去
することで前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストの接着力
を増加させるためにソフトベークを遂行する。
【００６３】この際、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
トはベース樹脂、光活性剤及び溶剤などで構成されるポ
ジティブフォトレジストとしてフォトレジストパターン
の架橋反応を活性するための添加剤として２、４、６―
トリアミノ−１、３、５―トリアジンがベース樹脂と光
活性剤及び溶剤の総量に対して０．００１乃至５重量％
で含まれたことを使用することができる。 前記２、
４、６−トリアミノ−１、３、５−トリアジンはいわゆ
るメラミン（ｍｅｌａｍｉｎｅ）とするもので、化学式
がＣ3Ｈ6Ｎ6で、フォルムアルデヒドと付加縮合反応に
よってメラミンフォルムアルデヒド樹脂を形成する。
トはベース樹脂、光活性剤及び溶剤などで構成されるポ
ジティブフォトレジストとしてフォトレジストパターン
の架橋反応を活性するための添加剤として２、４、６―
トリアミノ−１、３、５―トリアジンがベース樹脂と光
活性剤及び溶剤の総量に対して０．００１乃至５重量％
で含まれたことを使用することができる。 前記２、
４、６−トリアミノ−１、３、５−トリアジンはいわゆ
るメラミン（ｍｅｌａｍｉｎｅ）とするもので、化学式
がＣ3Ｈ6Ｎ6で、フォルムアルデヒドと付加縮合反応に
よってメラミンフォルムアルデヒド樹脂を形成する。
【００６４】続いて、前記ソフトベークが終ったフォト
レジスト上にフォトマスクを整列させて前記フォトレジ
ストを露光するＳ２４段階として、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストが塗布されたウェーハをｉ−ｌｉｎｅステッ
パに移動させて前記ウェーハ上に微細ホールパターンが
形成された位相反転マスクを整列させてｉ−ｌｉｎｅを
位相反転マスクを通じてｉ−ｌｉｎｅを入射させて前記
ウェーハを露光する。
レジスト上にフォトマスクを整列させて前記フォトレジ
ストを露光するＳ２４段階として、ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジストが塗布されたウェーハをｉ−ｌｉｎｅステッ
パに移動させて前記ウェーハ上に微細ホールパターンが
形成された位相反転マスクを整列させてｉ−ｌｉｎｅを
位相反転マスクを通じてｉ−ｌｉｎｅを入射させて前記
ウェーハを露光する。
【００６５】継続して、前記露光されたウェーハをＰＥ
ＢさせるＳ２６段階として、前記ＰＥＢは前記フォトレ
ジストパターンの前記露光光源の入射光と反射光の干渉
によって補強及び相殺現象が起こりながら生じるスタン
ディングウェーブ効果によって発生する波模様を除去し
て前記パターンのプロファイルを向上させて前記フォト
レジストパターンの解像度を向上させる。
ＢさせるＳ２６段階として、前記ＰＥＢは前記フォトレ
ジストパターンの前記露光光源の入射光と反射光の干渉
によって補強及び相殺現象が起こりながら生じるスタン
ディングウェーブ効果によって発生する波模様を除去し
て前記パターンのプロファイルを向上させて前記フォト
レジストパターンの解像度を向上させる。
【００６６】継続して、前記ＰＥＢが完了された前記ウ
ェーハを現像及び洗浄して前記フォトレジストパターン
を形成させるＳ２８段階として、ＰＥＢが完了された前
記ウェーハを現像装置に移動させて前記フォトレジスト
上に現像液を供給してパターンを形成した後、洗浄液に
現像不純物を除去する。
ェーハを現像及び洗浄して前記フォトレジストパターン
を形成させるＳ２８段階として、ＰＥＢが完了された前
記ウェーハを現像装置に移動させて前記フォトレジスト
上に現像液を供給してパターンを形成した後、洗浄液に
現像不純物を除去する。
【００６７】継続して、前記フォトレジストパターンを
ＵＶベークさせるＳ３２段階として、前記フォトレジス
トパターンにＵＶ光を照射しながら熱を加えフォトレジ
スト内に架橋反応（Ｃｒｏｓｓ Ｌｉｎｋｉｎｇ）が起
こるようにして前記フォトレジストパターンの熱的安全
性が確保されて温度上昇によるフロー時、熱に鈍感であ
るようにする。前記ＵＶベークは前記フォトレジストパ
ターンにＵＶ光を照射しながら熱によるベーク工程を同
時に遂行することができ、前記熱によるベーク工程はＵ
Ｖ光を照射した後、独立的に遂行することができる。
ＵＶベークさせるＳ３２段階として、前記フォトレジス
トパターンにＵＶ光を照射しながら熱を加えフォトレジ
スト内に架橋反応（Ｃｒｏｓｓ Ｌｉｎｋｉｎｇ）が起
こるようにして前記フォトレジストパターンの熱的安全
性が確保されて温度上昇によるフロー時、熱に鈍感であ
るようにする。前記ＵＶベークは前記フォトレジストパ
ターンにＵＶ光を照射しながら熱によるベーク工程を同
時に遂行することができ、前記熱によるベーク工程はＵ
Ｖ光を照射した後、独立的に遂行することができる。
【００６８】継続して、前記ＵＶベークの後、前記フォ
トレジストパターンをフローベークするＳ３６段階とし
て、前記フォトレジストの軟化点以上の熱を前記フォト
レジストパターンに加えて前記フォトレジスト高分子を
軟化及び粘度が減少するようにして前記フォトレジスト
パターンをフローさせてパターンの大きさを小さくす
る。また、パターンの密度が高いセル地域とパターンの
密度が低いペリ地域の前記フォトレジストパターンのフ
ロー程度の差が大きくなく前記フォトレジストパターン
が前記ウェーハの全面に均一に形成される。
トレジストパターンをフローベークするＳ３６段階とし
て、前記フォトレジストの軟化点以上の熱を前記フォト
レジストパターンに加えて前記フォトレジスト高分子を
軟化及び粘度が減少するようにして前記フォトレジスト
パターンをフローさせてパターンの大きさを小さくす
る。また、パターンの密度が高いセル地域とパターンの
密度が低いペリ地域の前記フォトレジストパターンのフ
ロー程度の差が大きくなく前記フォトレジストパターン
が前記ウェーハの全面に均一に形成される。
【００６９】続いて、Ｂ工程順序は、前記Ａ工程順序で
前記フォトレジストパターンにＵＶベークさせるＳ３２
段階の前にフロー工程をもう少し安定に遂行するために
ハードベークさせるＳ３０段階がさらに添加される。
前記フォトレジストパターンにＵＶベークさせるＳ３２
段階の前にフロー工程をもう少し安定に遂行するために
ハードベークさせるＳ３０段階がさらに添加される。
【００７０】最後にＣ工程順序は前記Ａ工程順序で遂行
されたフォトレジスト内に架橋反応が起こるようにし
て、前記フォトレジストパターンの熱的安定性が確保さ
れて温度上昇によるフロー時、熱に鈍感であるようにＵ
ＶベークさせるＳ３２段階の代わりにハードベークさせ
るＳ３３段階と前記Ｓ２８の現像段階で使用する同一な
現像液と同一な方法で、前記ハードベークが遂行された
ウェーハを現像液処理させるＳ３４段階を次々に遂行す
る。即ち、Ｃ工程順序では前記現像工程によって形成さ
れた前記フォトレジストパターンを現像液処理すること
でフォトレジストの特性を変化させて前記ＵＶベークと
同一な特性を得る。
されたフォトレジスト内に架橋反応が起こるようにし
て、前記フォトレジストパターンの熱的安定性が確保さ
れて温度上昇によるフロー時、熱に鈍感であるようにＵ
ＶベークさせるＳ３２段階の代わりにハードベークさせ
るＳ３３段階と前記Ｓ２８の現像段階で使用する同一な
現像液と同一な方法で、前記ハードベークが遂行された
ウェーハを現像液処理させるＳ３４段階を次々に遂行す
る。即ち、Ｃ工程順序では前記現像工程によって形成さ
れた前記フォトレジストパターンを現像液処理すること
でフォトレジストの特性を変化させて前記ＵＶベークと
同一な特性を得る。
【００７１】図９乃至図１２は、図８の工程順序図によ
るｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト及び位相反転マスクを
使用してフロー方法でコンタクトホールパターン形成を
表す工程断面図でＡ工程順序を説明する。
るｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト及び位相反転マスクを
使用してフロー方法でコンタクトホールパターン形成を
表す工程断面図でＡ工程順序を説明する。
【００７２】図９に示すように、上部に非パターン形成
膜１４が形成されているウェーハ１２にｉ−ｌｉｎｅ用
フォトレジスト１６を塗布した後、８０乃至１２０℃で
５０乃至１００秒の間ソフトベークする。前記ソフトベ
ークは、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト１６に含ま
れた溶剤を除去して塗布された前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジスト１６が一定の厚さで塗布された状態を維持す
るようにする。前記ソフトベークの好ましい工程温度は
９０乃至１１０℃である。
膜１４が形成されているウェーハ１２にｉ−ｌｉｎｅ用
フォトレジスト１６を塗布した後、８０乃至１２０℃で
５０乃至１００秒の間ソフトベークする。前記ソフトベ
ークは、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト１６に含ま
れた溶剤を除去して塗布された前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォ
トレジスト１６が一定の厚さで塗布された状態を維持す
るようにする。前記ソフトベークの好ましい工程温度は
９０乃至１１０℃である。
【００７３】この際、前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジス
トはベース樹脂、光活性剤、溶剤及び添加剤として２、
４、６−トリアミノ−１、３、５−トリアジンがベース
樹脂と光活性剤及び溶剤の総量に対して０．００１乃至
５重量％で含まれたポジティブフォトレジストを使用す
ることができる。
トはベース樹脂、光活性剤、溶剤及び添加剤として２、
４、６−トリアミノ−１、３、５−トリアジンがベース
樹脂と光活性剤及び溶剤の総量に対して０．００１乃至
５重量％で含まれたポジティブフォトレジストを使用す
ることができる。
【００７４】継続して、図１０に示すように前記ウェー
ハ１２をｉ−ｌｉｎｅ用ステッパに移動させてｉ−ｌｉ
ｎｅ用フォトレジスト１６の上に微細ホールパターンが
形成されている移送反転マスク１７を整列させてｉ−ｌ
ｉｎｅを利用して露光を実施する。
ハ１２をｉ−ｌｉｎｅ用ステッパに移動させてｉ−ｌｉ
ｎｅ用フォトレジスト１６の上に微細ホールパターンが
形成されている移送反転マスク１７を整列させてｉ−ｌ
ｉｎｅを利用して露光を実施する。
【００７５】継続して、図１１に示すように露光された
ウェーハ１２を１００乃至１４０℃で５０乃至１００秒
の間ＰＥＢを実施した後、現像及び洗浄をして第1コン
タクトホールパターン１８を形成する。前記ＰＥＢはフ
ォトレジストからなるパターンに表れる微細な構造のス
タンディングウェーブなどを除去してパターンのプロフ
ァイルを向上させて、解像度を高くするための目的で遂
行される。この際、前記第１コンタクトホールパターン
１８の大きさは０．２８μｍ程度で、前記ウェーハ１２
の全面の前記第1コンタクトホールパターン１８の均一
度は良くない。
ウェーハ１２を１００乃至１４０℃で５０乃至１００秒
の間ＰＥＢを実施した後、現像及び洗浄をして第1コン
タクトホールパターン１８を形成する。前記ＰＥＢはフ
ォトレジストからなるパターンに表れる微細な構造のス
タンディングウェーブなどを除去してパターンのプロフ
ァイルを向上させて、解像度を高くするための目的で遂
行される。この際、前記第１コンタクトホールパターン
１８の大きさは０．２８μｍ程度で、前記ウェーハ１２
の全面の前記第1コンタクトホールパターン１８の均一
度は良くない。
【００７６】継続して、図１２のように前記第1コンタ
クトホールパターン１８にＵＶベーク及びフローベーク
を連続遂行して前記第1コンタクトホールパターン１８
より大きさが小さい０．２０μｍ以下の第２コンタクト
ホール２０を形成する。前記ＵＶベークは、前記第1コ
ンタクトホールパターン１８にＵＶ光を照射させながら
熱を加えて同時にベークする。前記ＵＶ光の照射時間
は、１０乃至８０秒であり、好ましくは１０乃至５０秒
である。前記熱によるベークの温度は５０乃至１４０℃
で、好ましくは１１０℃である。即ち、前記第1コンタ
クトホールパターン１８が前記ＵＶ光の照射とベークに
よって熱的に安定化されながら前記第1コンタクトホー
ルパターン１８に架橋反応が起きるようにする。
クトホールパターン１８にＵＶベーク及びフローベーク
を連続遂行して前記第1コンタクトホールパターン１８
より大きさが小さい０．２０μｍ以下の第２コンタクト
ホール２０を形成する。前記ＵＶベークは、前記第1コ
ンタクトホールパターン１８にＵＶ光を照射させながら
熱を加えて同時にベークする。前記ＵＶ光の照射時間
は、１０乃至８０秒であり、好ましくは１０乃至５０秒
である。前記熱によるベークの温度は５０乃至１４０℃
で、好ましくは１１０℃である。即ち、前記第1コンタ
クトホールパターン１８が前記ＵＶ光の照射とベークに
よって熱的に安定化されながら前記第1コンタクトホー
ルパターン１８に架橋反応が起きるようにする。
【００７７】継続して、前記ＵＶベークを遂行した後、
ＵＶ光照射を停止して、同一チャンバーまたは独立のベ
ークチャンバーにウェーハを移動させて１４０乃至２０
０℃で８０乃至１２０秒の間フローベークを実施して、
第２コンタクトホール２０を形成する。前記フローベー
クの工程温度は好ましくは１７０乃至１９０℃である。
従って、フローベーク時、パターンが反復して存在する
粗密な部分とパターンがない部分との高分子のフロー程
度の差が大きく、発生するパターンがつぶれるバルク効
果（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅｃｔ）が発生せず、露光光源よ
り小さな０．２０μｍ以下の第２コンタクトホール２０
がウェーハ１２の全面に均一に形成される。前記フロー
ベークはフォトレジストの種類及びフロー量によって１
回以上反復することができる。
ＵＶ光照射を停止して、同一チャンバーまたは独立のベ
ークチャンバーにウェーハを移動させて１４０乃至２０
０℃で８０乃至１２０秒の間フローベークを実施して、
第２コンタクトホール２０を形成する。前記フローベー
クの工程温度は好ましくは１７０乃至１９０℃である。
従って、フローベーク時、パターンが反復して存在する
粗密な部分とパターンがない部分との高分子のフロー程
度の差が大きく、発生するパターンがつぶれるバルク効
果（Ｂｕｌｋ ｅｆｆｅｃｔ）が発生せず、露光光源よ
り小さな０．２０μｍ以下の第２コンタクトホール２０
がウェーハ１２の全面に均一に形成される。前記フロー
ベークはフォトレジストの種類及びフロー量によって１
回以上反復することができる。
【００７８】従って、前述した構成からなる本実施例の
製造装備の特徴を調べてみると、従来のスピナーまたは
トラック装備に架橋反応部としてＵＶベーク４８をさら
に設置することで、また通常のエッチング装備でエッチ
ング工程チャンバーに隣接してＵＶベーク４８を設置す
ることで、装備の効率性を高くして円滑なフローベーク
工程を遂行することができる。そして、本実施例のパタ
ーン形成方法にはｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストとＤＵ
Ｖ用フォトレジスト全てが適用される。
製造装備の特徴を調べてみると、従来のスピナーまたは
トラック装備に架橋反応部としてＵＶベーク４８をさら
に設置することで、また通常のエッチング装備でエッチ
ング工程チャンバーに隣接してＵＶベーク４８を設置す
ることで、装備の効率性を高くして円滑なフローベーク
工程を遂行することができる。そして、本実施例のパタ
ーン形成方法にはｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストとＤＵ
Ｖ用フォトレジスト全てが適用される。
【００７９】前記フォトレジストは二つの場合がある。
即ち、光に露光されると現像液に不可溶性であるネガテ
ィブフォトレジストと光に露光されると現像液に可溶性
になるポジティブフォトレジストがある。本実施例の場
合には、前記ｉ−ｌｉｎｅ用ポジティブフォトレジスト
はベース樹脂（Ｒｅｓｉｎ）としてノボラックレジン、
光活性剤としてディアゾナプトキノン（Ｄｉａｚｏｎａ
ｐｔｏｑｕｉｎｏｎｅ）ベースにブラスト系（Ｂａｌａ
ｓｔ Ｇｒｏｕｐ）としてポリハイドロッキシベンゾピ
ノン（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙ Ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏ
ｎｅ）などが結合された構造物及び溶剤として２−ヘプ
タノン（Ｈｅｐｔａｎｏｎｅ）などからなり、添加剤と
していわゆるメラミンと称する２、４、６−トリアミノ
−１、３、５−トリアジンを添加することでフォトレジ
ストパターンのフロー効果をさらに向上させることがで
きる。通常、ポジティブフォトレジストにＵＶ照射また
はベークを遂行すると、酸（Ａｃｉｄ）が発生して前記
ポジティブフォトレジストを可溶性とする。
即ち、光に露光されると現像液に不可溶性であるネガテ
ィブフォトレジストと光に露光されると現像液に可溶性
になるポジティブフォトレジストがある。本実施例の場
合には、前記ｉ−ｌｉｎｅ用ポジティブフォトレジスト
はベース樹脂（Ｒｅｓｉｎ）としてノボラックレジン、
光活性剤としてディアゾナプトキノン（Ｄｉａｚｏｎａ
ｐｔｏｑｕｉｎｏｎｅ）ベースにブラスト系（Ｂａｌａ
ｓｔ Ｇｒｏｕｐ）としてポリハイドロッキシベンゾピ
ノン（Ｐｏｌｙｈｙｄｒｏｘｙ Ｂｅｎｚｏｐｈｅｎｏ
ｎｅ）などが結合された構造物及び溶剤として２−ヘプ
タノン（Ｈｅｐｔａｎｏｎｅ）などからなり、添加剤と
していわゆるメラミンと称する２、４、６−トリアミノ
−１、３、５−トリアジンを添加することでフォトレジ
ストパターンのフロー効果をさらに向上させることがで
きる。通常、ポジティブフォトレジストにＵＶ照射また
はベークを遂行すると、酸（Ａｃｉｄ）が発生して前記
ポジティブフォトレジストを可溶性とする。
【００８０】従って、前記ポジティブフォトレジストに
添加剤の添加は前記ポジティブフォトレジスト上部での
架橋反応を手伝い、その結果、本発明のフロー工程は相
当に向上される。即ち、前記ｉ−ｌｉｎｅ用ポジティブ
フォトレジストに、２、４、６−トリアミノ−１、３、
５−トリアジンを添加することで酸触媒下で樹脂間の架
橋反応がさらに活性化されてフォトレジストの熱特性が
向上される。
添加剤の添加は前記ポジティブフォトレジスト上部での
架橋反応を手伝い、その結果、本発明のフロー工程は相
当に向上される。即ち、前記ｉ−ｌｉｎｅ用ポジティブ
フォトレジストに、２、４、６−トリアミノ−１、３、
５−トリアジンを添加することで酸触媒下で樹脂間の架
橋反応がさらに活性化されてフォトレジストの熱特性が
向上される。
【００８１】
【発明の効果】従って、本発明によると、前述したよう
にフォトレジストパターン形成後、ＵＶ光を前記フォト
レジストパターンに照射して前記フォトレジストパター
ンの高分子に架橋反応を誘発させて前記フォトレジスト
を熱的に安定化させた後、フローを進行することでパタ
ーンが反復して存在する粗密な部分とパターンがない部
分の高分子のフロー程度の差が大きく、発生するパター
ンがつぶれるバルク効果を発生させなく均一な前記フォ
トレジストパターンの大きさを露光光源の波長より小さ
く形成することができる効果がある。
にフォトレジストパターン形成後、ＵＶ光を前記フォト
レジストパターンに照射して前記フォトレジストパター
ンの高分子に架橋反応を誘発させて前記フォトレジスト
を熱的に安定化させた後、フローを進行することでパタ
ーンが反復して存在する粗密な部分とパターンがない部
分の高分子のフロー程度の差が大きく、発生するパター
ンがつぶれるバルク効果を発生させなく均一な前記フォ
トレジストパターンの大きさを露光光源の波長より小さ
く形成することができる効果がある。
【００８２】以上、本発明は記載された具体例に対して
のみ詳しく説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多
様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明
白なことであり、このような変形及び修正が添付された
特許請求の範囲に属することは当然なことである。
のみ詳しく説明されたが、本発明の技術思想範囲内で多
様な変形及び修正が可能であることは当業者にとって明
白なことであり、このような変形及び修正が添付された
特許請求の範囲に属することは当然なことである。
【図１】従来の半導体素子のパターン形成方法を示す工
程順序図である。
程順序図である。
【図２】図１の工程順序図による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程断面図である。
形成方法を示す工程断面図である。
【図３】図１の工程順序図による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程断面図である。
形成方法を示す工程断面図である。
【図４】図１の工程順序図による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程断面図である。
形成方法を示す工程断面図である。
【図５】図１の工程順序図による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程断面図である。
形成方法を示す工程断面図である。
【図６】本発明による半導体素子の製造装備の一実施例
を説明するための構成図である。
を説明するための構成図である。
【図７】図６の半導体素子の製造装備のＵＶベーク部を
説明するための断面図である。
説明するための断面図である。
【図８】本発明の一実施例による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程順序図である。
形成方法を示す工程順序図である。
【図９】図８の工程順序図による半導体素子のパターン
形成方法を示す工程断面図である。
形成方法を示す工程断面図である。
【図１０】図８の工程順序図による半導体素子のパター
ン形成方法を示す工程断面図である。
ン形成方法を示す工程断面図である。
【図１１】図８の工程順序図による半導体素子のパター
ン形成方法を示す工程断面図である。
ン形成方法を示す工程断面図である。
【図１２】図８の工程順序図による半導体素子のパター
ン形成方法を示す工程断面図である。
ン形成方法を示す工程断面図である。
２、１２ ウェーハ ４、１４ 非パターン形成膜 ６、１６ フォトレジスト ７、１７ 位相反転マスク ８、１８ 第１コンタクトホールパターン ９、２０ 第２コンタクトホールパターン ３０ 半導体素子製造装備 ３２ ローディング部 ３４ ＨＭＤＳ塗布部 ３６ フォトレジスト塗布部 ３７ ベーク部 ３８ ソフトベーク部 ４０ ハードベーク部 ４２ ＰＥＢ部 ４４ 現像部 ４６ ウェーハエッジ露光部 ４８ ＵＶベーク部 ５０ 第１移送アーム ５２ 第２移送アーム ６０ ＵＶランプ ６１ 極超短波ガイド ６２ 水銀電球 ６３ 反射鏡 ６４ 石英板 ７０ ホットプレート ８０ インターペース ９０ 露光装備
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鄭 震恒 大韓民国京畿道水原市長安区蓮武洞11−14 番地 (72)発明者 金 永善 大韓民国京畿道水原市八達区梅灘４洞826 −２番地102号 (72)発明者 李 鴻 大韓民国ソウル江北区彌阿３洞159−17番 地
Claims (26)
- 【請求項１】 ウェーハ上に特定のフォトレジストを塗
布するフォトレジスト塗布部と、 前記フォトレジストが塗布された後、露光された前記ウ
ェーハ上にフォトレジストパターンを形成させる現像部
と、 前記フォトレジストパターンのフロー工程時安定された
フローを提供するために前記フォトレジストパターンを
架橋反応させるための架橋反応部と、 を備えることを特徴とする半導体素子の製造装備。 - 【請求項２】 スピナーとトラック装備の中の一つであ
ることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造
装備。 - 【請求項３】 フォトレジスト塗布部にウェーハを伝達
する前にウェーハローディング部から移送されたウェー
ハ表面にフォトレジストとの接着力を増大させるための
ＨＭＤＳ塗布部と、 前記フォトレジストが塗布されたウェーハ、露光された
ウェーハ及び現像されたウェーハをベークすることが可
能なベーク部と、 ウェーハの縁部分の所定の幅を露光するウェーハエッジ
露光部と、 をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の半導
体素子の製造装備。 - 【請求項４】 前記ウェーハローディング部、前記ＨＭ
ＤＳ塗布部、前記フォトレジスト塗布部、前記現像部、
前記ベーク部、前記ウェーハエッジ露光及び前記架橋反
応部は一つ以上の複数個が設置されることを特徴とする
請求項３に記載の半導体素子の製造装備。 - 【請求項５】 前記架橋反応部は、現像されたウェーハ
にＵＶ光を照射させるためのＵＶベーク部であることを
特徴とする請求項１に記載の半導体素子の製造装備。 - 【請求項６】 前記ＵＶベーク部は、 上部にＵＶを発生するＵＶランプと、 下部に前記ＵＶランプと所定の間隔離隔されてウェーハ
が安着され、前記ウェーハを加熱させることが可能なホ
ットプレートと、 を備えることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子
の製造装備。 - 【請求項７】 前記ＵＶランプは極超短波励起ランプま
たはマーキュリゼノンアルクランプであることを特徴と
する請求項６に記載の半導体素子の製造装備。 - 【請求項８】 前記フォトレジストパターンをエッチン
グマスクとして使用するウェーハ上の下部膜質のエッチ
ング工程が遂行される工程チャンバーを、前記工程チャ
ンバーと前記架橋反応部との間でウェーハの移送が容易
な位置にさらに備えることを特徴とする請求項２に記載
の半導体素子の製造装備。 - 【請求項９】 前記架橋反応部と前記工程チャンバーを
連結するロードロックチャンバーをさらに備えることを
特徴とする請求項８に記載の半導体素子の製造装備。 - 【請求項１０】 ウェーハ上にフォトレジストを塗布す
る段階と、 前記フォトレジスト上にフォトマスクを整列させて露光
する段階と、 前記ウェーハ上にフォトレジストパターンを形成させる
段階と、 前記フォトレジストパターンを架橋反応させる段階と、 前記架橋反応後、前記フォトレジストパターンをフロー
ベークさせる段階と、 を含むことを特徴とする半導体素子のパターン形成方
法。 - 【請求項１１】 前記フォトレジストはｉ−ｌｉｎｅ用
またはディップＵＶ用であることを特徴とする請求項１
０に記載の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１２】 前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジスト使
用時、前記フォトマスクは位相反転マスクを使用するこ
とを特徴とする請求項１１に記載の半導体素子のパター
ン形成方法。 - 【請求項１３】 前記ｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストは
ベース樹脂、光活性剤及び溶剤等で構成されるポジティ
ブフォトレジストであって、フォトレジストパターンの
架橋反応を活性化するための添加剤として２、４、６−
トリアミノ−１、３、５−トリアジンを含むことを特徴
とする請求項１２に記載の半導体素子のパターン形成方
法。 - 【請求項１４】 前記フォトレジストパターンはコンタ
クトホールパターンであることを特徴とする請求項１０
に記載の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１５】 前記架橋反応は前記フォトレジストパ
ターンをＵＶベークさせることを特徴とする請求項１０
に記載の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１６】 前記ＵＶベークは前記フォトレジスト
パターンにＵＶ光を照射しながら熱によるベーク工程を
同時に遂行することを特徴とする請求項１５に記載の半
導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１７】 前記ＵＶベークさせる段階前にハード
ベークさせる段階をさらに含むことを特徴とする請求項
１５に記載の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１８】 前記熱によるベーク工程の工程温度は
５０乃至１４０℃であることを特徴とする請求項１６に
記載の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項１９】 前記ＵＶ光照射時、工程時間は１０乃
至８０秒であることを特徴とする請求項１６に記載の半
導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項２０】 前記フローベークの工程温度は１４０
乃至２００℃であることを特徴とする請求項１０に記載
の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項２１】 前記フローベーク時、工程時間は８０
乃至１２０秒であることを特徴とする請求項２０に記載
の半導体素子のパターン形成方法。 - 【請求項２２】 前記フローベークを１回以上反復する
ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項２３】 前記架橋反応は、 前記フォトレジストパターンをハードベークさせる段階
と、 前記ハードベークが終った前記フォトレジストパターン
を現像液処理する段階と、 を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体素子
のパターン形成方法。 - 【請求項２４】 前記ハードベークが終った後、前記フ
ォトレジストパターンの現像処理を２回以上反復遂行す
ることを特徴とする請求項２３に記載の半導体素子のパ
ターン形成方法。 - 【請求項２５】 ベース樹脂、光活性剤及び溶剤等で構
成されるｉ−ｌｉｎｅ用フォトレジストにおいて、フォ
トレジストパターンの架橋反応を活性化するための添加
剤として２、４、６−トリアミノ−１、３、５−トリア
ジンを含むことを特徴とする半導体素子製造用ｉ−ｌｉ
ｎｅ用ポジティブフォトレジスト。 - 【請求項２６】 前記２、４、６−トリアミノ−１、
３、５−トリアジンはベース樹脂、光活性剤及び溶剤の
総量に対して０．００１乃至５重量％で含まれているこ
とを特徴とする請求項２５に記載の半導体素子製造用ｉ
−ｌｉｎｅ用ポジティブフォトレジスト。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19980026680 | 1998-07-02 | ||
| KR1019980031545A KR100291331B1 (ko) | 1998-02-05 | 1998-08-03 | 반도체소자의제조장비및이를이용한반도체소자의패턴형성방법 |
| KR1998P31545 | 1998-08-03 | ||
| KR1998P26680 | 1998-08-03 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000031001A true JP2000031001A (ja) | 2000-01-28 |
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ID=26633867
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17090499A Expired - Fee Related JP3676947B2 (ja) | 1998-07-02 | 1999-06-17 | 半導体素子の製造装備、これを利用した半導体素子のパターン形成方法及びこれを適用した半導体素子製造用フォトレジスト |
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|---|---|
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| DE (1) | DE19925416A1 (ja) |
| GB (1) | GB2339479B (ja) |
| TW (1) | TW426904B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086353A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Seiko Epson Corp | 基材処理方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6582891B1 (en) * | 1999-12-02 | 2003-06-24 | Axcelis Technologies, Inc. | Process for reducing edge roughness in patterned photoresist |
| US6479411B1 (en) * | 2000-03-21 | 2002-11-12 | Angela T. Hui | Method for forming high quality multiple thickness oxide using high temperature descum |
| DE10138103B4 (de) * | 2001-08-03 | 2007-07-26 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Strukturieren einer Fotolackschicht auf einem Halbleitersubstrat |
| US8175732B2 (en) | 2006-12-22 | 2012-05-08 | Harris Stratex Networks Operating Corporation | Manufacturing system and method |
| CN111755326A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-10-09 | 西安微电子技术研究所 | 一种解决7度角注入工艺中硅衬底起皮缺陷的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH02980A (ja) * | 1988-03-14 | 1990-01-05 | Mitsubishi Electric Corp | レジストパターニング工程を備えた半導体装置の製造方法およびその製造方法に用いられる光照射装置 |
| JPH0427113A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-30 | Tadahiro Omi | レジスト処理装置、レジスト処理方法及びレジストパターン |
| US5300403A (en) * | 1992-06-18 | 1994-04-05 | International Business Machines Corporation | Line width control in a radiation sensitive polyimide |
| EP0825492A1 (en) * | 1996-08-23 | 1998-02-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of treating a resist pattern on a semiconductor wafer |
-
1999
- 1999-05-28 GB GB9912579A patent/GB2339479B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-02 DE DE19925416A patent/DE19925416A1/de not_active Ceased
- 1999-06-17 JP JP17090499A patent/JP3676947B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-29 TW TW87112710A01 patent/TW426904B/zh active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086353A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Seiko Epson Corp | 基材処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19925416A1 (de) | 2000-01-13 |
| TW426904B (en) | 2001-03-21 |
| GB9912579D0 (en) | 1999-07-28 |
| GB2339479B (en) | 2003-02-26 |
| JP3676947B2 (ja) | 2005-07-27 |
| GB2339479A (en) | 2000-01-26 |
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