JP2000058506A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置 - Google Patents
半導体装置の製造方法及び半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホール径やラインパターンの分離幅の微小な
レジストパターンを形成し、微小なパターンを有する半
導体デバイスを得る。 【解決手段】 半導体基板上に酸を供給し得る第1レジ
ストのホールパターンあるいは分離パターンを形成し、
第1レジストのパターン側壁に架橋膜(有機枠)を形成
してレジストパターンのホール径あるいは分離幅を縮小
し、さらに架橋膜の熱リフロー現象により分離を縮小
し、このレジストパターンをマスクとして半導体基板を
エッチングする。
レジストパターンを形成し、微小なパターンを有する半
導体デバイスを得る。 【解決手段】 半導体基板上に酸を供給し得る第1レジ
ストのホールパターンあるいは分離パターンを形成し、
第1レジストのパターン側壁に架橋膜(有機枠)を形成
してレジストパターンのホール径あるいは分離幅を縮小
し、さらに架橋膜の熱リフロー現象により分離を縮小
し、このレジストパターンをマスクとして半導体基板を
エッチングする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトリソグラ
フィー技術の限界を超える微細パターンを有する半導体
装置の製造方法およびその製造方法による半導体装置に
関するものである。
フィー技術の限界を超える微細パターンを有する半導体
装置の製造方法およびその製造方法による半導体装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、露光によるフォトリソグラフィー
技術の限界を超える微細なレジストパターンの形成方法
として、本願発明者らによる先の出願、特開平10−7
3927号の特許公開公報に開示された方法がある。図
10は、この方法の概略を説明するための図である。こ
の方法では、図10のステップ11に示すように、半導
体基板1の上に酸を供給し得る第1レジストパターン3
を形成し、次にホール4を含むパターン3の上に、酸に
より架橋反応を起こす第2のレジストを塗布し、次にス
テップ12に示すように、加熱処理と溶解により、第1
レジストパターン3の側壁に架橋膜(有機枠)7を形成
することにより、ホール8の内径やラインパターンの分
離幅を縮小している。
技術の限界を超える微細なレジストパターンの形成方法
として、本願発明者らによる先の出願、特開平10−7
3927号の特許公開公報に開示された方法がある。図
10は、この方法の概略を説明するための図である。こ
の方法では、図10のステップ11に示すように、半導
体基板1の上に酸を供給し得る第1レジストパターン3
を形成し、次にホール4を含むパターン3の上に、酸に
より架橋反応を起こす第2のレジストを塗布し、次にス
テップ12に示すように、加熱処理と溶解により、第1
レジストパターン3の側壁に架橋膜(有機枠)7を形成
することにより、ホール8の内径やラインパターンの分
離幅を縮小している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような方法におい
て、架橋膜7(有機枠)の膜厚は、第1のレジストと第
2のレジストとの加熱処理(ミキシングベーク)の温度
や時間、あるいは第2のレジストの材料組成の調整によ
り、制御が可能であるが、ホール内径やラインパターン
の分離幅を極端に小さくした場合には、ステップ13に
示すように、ホール8などに第2のレジストの残渣10
等が残り、良好なパターン形成が妨げられるということ
があった。
て、架橋膜7(有機枠)の膜厚は、第1のレジストと第
2のレジストとの加熱処理(ミキシングベーク)の温度
や時間、あるいは第2のレジストの材料組成の調整によ
り、制御が可能であるが、ホール内径やラインパターン
の分離幅を極端に小さくした場合には、ステップ13に
示すように、ホール8などに第2のレジストの残渣10
等が残り、良好なパターン形成が妨げられるということ
があった。
【0004】また、ホール内径を更に縮小し、ホール内
径が0.1μm□以下(1辺が0.1μmの四辺形)と
なるときに、第2のレジストのリンス除去工程におい
て、洗浄・乾燥時点でホール内に、また、ホール内の半
導体基板1の界面に残渣が残り、エッチング時の欠陥と
なるという問題があった。
径が0.1μm□以下(1辺が0.1μmの四辺形)と
なるときに、第2のレジストのリンス除去工程におい
て、洗浄・乾燥時点でホール内に、また、ホール内の半
導体基板1の界面に残渣が残り、エッチング時の欠陥と
なるという問題があった。
【0005】この発明は、このような課題を解決し、レ
ジストのホールパターンの径あるいはラインパターンの
分離幅などを極めて微細に形成できる半導体装置の製造
方法とそれによる半導体装置を提供しようとするもので
ある。なお、このような微細パターンは、LSI半導体
デバイスのほか、液晶表示パネル等の製造にも適用しよ
うとするものである。
ジストのホールパターンの径あるいはラインパターンの
分離幅などを極めて微細に形成できる半導体装置の製造
方法とそれによる半導体装置を提供しようとするもので
ある。なお、このような微細パターンは、LSI半導体
デバイスのほか、液晶表示パネル等の製造にも適用しよ
うとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1によ
る半導体装置の製造方法は、半導体基材上に酸を発生し
得る第1のレジストによる第1レジストパターンを形成
する工程と、前記第1レジストパターンの上に酸の存在
により架橋反応を起こす第2のレジストの膜を形成する
工程と、前記第1レジストパターンからの酸の供給によ
り前記第2のレジストの膜の前記第1レジストパターン
に接する部分に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2
のレジストの膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジス
トパターンに前記架橋膜を被着した第2レジストパター
ンを形成する工程と、加熱処理により前記架橋膜をリフ
ローさせ前記第2レジストパターンの相互間隔を縮小さ
せる工程と、前記架橋膜をリフローさせた前記第2レジ
ストパターンをマスクとして前記半導体基材をエッチン
グする工程とを含むことを特徴とするものである。
る半導体装置の製造方法は、半導体基材上に酸を発生し
得る第1のレジストによる第1レジストパターンを形成
する工程と、前記第1レジストパターンの上に酸の存在
により架橋反応を起こす第2のレジストの膜を形成する
工程と、前記第1レジストパターンからの酸の供給によ
り前記第2のレジストの膜の前記第1レジストパターン
に接する部分に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2
のレジストの膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジス
トパターンに前記架橋膜を被着した第2レジストパター
ンを形成する工程と、加熱処理により前記架橋膜をリフ
ローさせ前記第2レジストパターンの相互間隔を縮小さ
せる工程と、前記架橋膜をリフローさせた前記第2レジ
ストパターンをマスクとして前記半導体基材をエッチン
グする工程とを含むことを特徴とするものである。
【0007】また、この発明の請求項2による半導体装
置の製造方法は、前記加熱処理の工程と前記エッチング
工程との間で、純水または純水と有機溶剤との混合溶剤
により前記架橋膜を被着させた前記第2レジストパター
ンを洗浄し、前記第1のレジストのパターンに接しない
部分の残渣を除去する工程を含むことを特徴とするもの
である。
置の製造方法は、前記加熱処理の工程と前記エッチング
工程との間で、純水または純水と有機溶剤との混合溶剤
により前記架橋膜を被着させた前記第2レジストパター
ンを洗浄し、前記第1のレジストのパターンに接しない
部分の残渣を除去する工程を含むことを特徴とするもの
である。
【0008】また、この発明の請求項3による半導体装
置の製造方法は、前記加熱処理を、120℃〜126℃
の温度範囲で、50秒〜150秒の時間で行うことを特
徴とするものである。
置の製造方法は、前記加熱処理を、120℃〜126℃
の温度範囲で、50秒〜150秒の時間で行うことを特
徴とするものである。
【0009】また、この発明の請求項4による半導体装
置の製造方法は、前記加熱処理を、123℃〜125℃
の温度範囲で、50秒〜100秒の時間で行うことを特
徴とするものである。
置の製造方法は、前記加熱処理を、123℃〜125℃
の温度範囲で、50秒〜100秒の時間で行うことを特
徴とするものである。
【0010】また、この発明の請求項5による半導体装
置の製造方法は、前記加熱処理により前記架橋膜をリフ
ローさせ前記架橋膜を被着した前記第1のレジストのパ
ターンの相互間隔を0.1μm以下に縮小させることを
特徴とするものである。
置の製造方法は、前記加熱処理により前記架橋膜をリフ
ローさせ前記架橋膜を被着した前記第1のレジストのパ
ターンの相互間隔を0.1μm以下に縮小させることを
特徴とするものである。
【0011】また、この発明の請求項6による半導体装
置の製造方法は、半導体基材上に酸を発生し得る第1の
レジストによる第1レジストパターンを形成する工程
と、前記第1レジストパターンの上に酸の存在により架
橋反応を起こす第2のレジストの膜を形成する工程と、
前記第1レジストパターンからの酸の供給により前記第
2のレジストの膜の前記第1レジストパターンに接する
部分に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2のレジス
トの膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジストパター
ンに前記架橋膜を被着した第2レジストパターンを形成
する工程と、加熱処理により前記架橋膜を純水または純
水と有機溶剤との混合溶剤に不溶化させる工程と、純水
または純水と有機溶剤との混合溶剤により前記第2レジ
ストパターンを洗浄し、前記第1のレジストのパターン
に接しない部分の残渣を除去する工程と、前記残渣を除
去した前記第2レジストパターンをマスクとして前記半
導体基材をエッチングする工程とを含むことを特徴とす
るものである。
置の製造方法は、半導体基材上に酸を発生し得る第1の
レジストによる第1レジストパターンを形成する工程
と、前記第1レジストパターンの上に酸の存在により架
橋反応を起こす第2のレジストの膜を形成する工程と、
前記第1レジストパターンからの酸の供給により前記第
2のレジストの膜の前記第1レジストパターンに接する
部分に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2のレジス
トの膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジストパター
ンに前記架橋膜を被着した第2レジストパターンを形成
する工程と、加熱処理により前記架橋膜を純水または純
水と有機溶剤との混合溶剤に不溶化させる工程と、純水
または純水と有機溶剤との混合溶剤により前記第2レジ
ストパターンを洗浄し、前記第1のレジストのパターン
に接しない部分の残渣を除去する工程と、前記残渣を除
去した前記第2レジストパターンをマスクとして前記半
導体基材をエッチングする工程とを含むことを特徴とす
るものである。
【0012】また、この発明の請求項7による半導体装
置の製造方法は、前記加熱処理を、115℃〜140℃
の温度範囲で、50秒〜150秒の時間範囲で行うこと
を特徴とするものである。
置の製造方法は、前記加熱処理を、115℃〜140℃
の温度範囲で、50秒〜150秒の時間範囲で行うこと
を特徴とするものである。
【0013】また、この発明の請求項8による半導体装
置の製造方法は、前記第1のレジストとして、ノボラッ
ク樹脂とナフトキノンジアジド系感光剤の混合物を主成
分とするレジストを用いることを特徴とするものであ
る。
置の製造方法は、前記第1のレジストとして、ノボラッ
ク樹脂とナフトキノンジアジド系感光剤の混合物を主成
分とするレジストを用いることを特徴とするものであ
る。
【0014】また、この発明の請求項9による半導体装
置の製造方法は、前記第1のレジストとして、酸を発生
する機構を有する化学増幅型レジストを用いることを特
徴とするものである。
置の製造方法は、前記第1のレジストとして、酸を発生
する機構を有する化学増幅型レジストを用いることを特
徴とするものである。
【0015】また、この発明の請求項10による半導体
装置の製造方法は、前記第2のレジストとして、水溶性
樹脂の1種類、又は前記水溶性樹脂の2種類以上の混合
物、あるいは前記水溶性樹脂の2種類以上による共重合
物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微細
パターン形成材料を用いることを特徴とするものであ
る。
装置の製造方法は、前記第2のレジストとして、水溶性
樹脂の1種類、又は前記水溶性樹脂の2種類以上の混合
物、あるいは前記水溶性樹脂の2種類以上による共重合
物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微細
パターン形成材料を用いることを特徴とするものであ
る。
【0016】また、この発明の請求項11による半導体
装置の製造方法は、前記第2のレジストとして、水溶性
架橋剤の1種類又は前記水溶性架橋剤の2種類以上の混
合物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微
細パターン形成材料を用いることを特徴とするものであ
る。
装置の製造方法は、前記第2のレジストとして、水溶性
架橋剤の1種類又は前記水溶性架橋剤の2種類以上の混
合物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微
細パターン形成材料を用いることを特徴とするものであ
る。
【0017】また、この発明の請求項12による半導体
装置は、上記いずれかに記載の半導体装置の製造方法に
よって製造されたことを特徴とするものである。
装置は、上記いずれかに記載の半導体装置の製造方法に
よって製造されたことを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】実施の形態1.図1〜図8を参照
して、この発明の実施の形態1について説明する。先
ず、図1は、この発明の実施の形態1による半導体装置
の製造方法のフローを示す図、図2は、この実施の形態
1による半導体装置の製造方法を工程に沿って示す断面
図である。先ず、製造方法について、工程を追って説明
する。
して、この発明の実施の形態1について説明する。先
ず、図1は、この発明の実施の形態1による半導体装置
の製造方法のフローを示す図、図2は、この実施の形態
1による半導体装置の製造方法を工程に沿って示す断面
図である。先ず、製造方法について、工程を追って説明
する。
【0019】まず、図1及び図2のステップ1に示すよ
うに、半導体基板1に、適当な加熱処理により内部に酸
を発生する機構をもつ第1のレジスト2を、例えば、厚
さ0.7〜1.0μm程度に塗布する。具体的な例として
は、化学増幅型レジスト(例えば、東京応化製TDUR-P01
5PM)を用いて、これを7350Åの厚さに塗布する。
うに、半導体基板1に、適当な加熱処理により内部に酸
を発生する機構をもつ第1のレジスト2を、例えば、厚
さ0.7〜1.0μm程度に塗布する。具体的な例として
は、化学増幅型レジスト(例えば、東京応化製TDUR-P01
5PM)を用いて、これを7350Åの厚さに塗布する。
【0020】次に、第1のレジスト2の感度波長に対応
した光源を用い、第1レジストパターン3を形成するた
めに、所定のマスクを用いて投影露光する。例えば、Kr
Fエキシマステッパにより露光する。次に、TMAH
(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)など
の約0.05〜3.0wt%のアルカリ水浴液を用いて現
像する。これにより、0.23μm□のホール4を有す
る第1レジストパターン3を形成する。
した光源を用い、第1レジストパターン3を形成するた
めに、所定のマスクを用いて投影露光する。例えば、Kr
Fエキシマステッパにより露光する。次に、TMAH
(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)など
の約0.05〜3.0wt%のアルカリ水浴液を用いて現
像する。これにより、0.23μm□のホール4を有す
る第1レジストパターン3を形成する。
【0021】以上は、酸を発生する第1のレジスト2を
用いるという点を別にすれば、プロセスとしては、一般
的なレジストプロセスによるレジストパターンの形成と
同様である。
用いるという点を別にすれば、プロセスとしては、一般
的なレジストプロセスによるレジストパターンの形成と
同様である。
【0022】次に、図1及び図2のステップ2に示すよ
うに、半導体基板1上に、酸の存在により架橋する架橋
性の材料を主成分とし、第1のレジスト2を溶解しない
溶剤に溶解された第2のレジスト5を塗布する。具体的
な例としては、第1レジストパターン3の上にポリビニ
ルアセタール樹脂水溶液等の第2のレジスト5を3500Å
程度塗布する。次に、第2のレジスト5の塗布後、必要
に応じてこれをプリベークし(例えば、85℃、60秒
程度)、第2のレジスト5の膜6を形成する。
うに、半導体基板1上に、酸の存在により架橋する架橋
性の材料を主成分とし、第1のレジスト2を溶解しない
溶剤に溶解された第2のレジスト5を塗布する。具体的
な例としては、第1レジストパターン3の上にポリビニ
ルアセタール樹脂水溶液等の第2のレジスト5を3500Å
程度塗布する。次に、第2のレジスト5の塗布後、必要
に応じてこれをプリベークし(例えば、85℃、60秒
程度)、第2のレジスト5の膜6を形成する。
【0023】次に、図1及び図2のステップ3に示すよ
うに、半導体基板1に形成された第1レジストパターン
3と、この上に形成された第2のレジスト5の膜6とを
加熱処理し(ミキシングベーク、以下必要に応じMBと
略記する。)、第1レジストパターン3から酸の拡散を
促進させ、第2のレジスト5の膜6中へ供給し、第2の
レジスト5の膜6と第1レジストパターン3との界面に
おいて、架橋反応を発生させる。
うに、半導体基板1に形成された第1レジストパターン
3と、この上に形成された第2のレジスト5の膜6とを
加熱処理し(ミキシングベーク、以下必要に応じMBと
略記する。)、第1レジストパターン3から酸の拡散を
促進させ、第2のレジスト5の膜6中へ供給し、第2の
レジスト5の膜6と第1レジストパターン3との界面に
おいて、架橋反応を発生させる。
【0024】この場合のミキシングベーク温度/時間
は、例えば85℃〜150℃/60〜120秒であり、
用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みに
より、最適な条件に設定すれば良い。具体的な例として
は、113℃/70秒の加熱処理(ミキシングベーク)
を行なう。このミキシングベークにより、架橋反応を起
こした架橋膜7(架橋反応層、有機枠)が、第1レジス
トパターン3を被覆するように第2のレジスト5の膜6
の中に形成される。
は、例えば85℃〜150℃/60〜120秒であり、
用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みに
より、最適な条件に設定すれば良い。具体的な例として
は、113℃/70秒の加熱処理(ミキシングベーク)
を行なう。このミキシングベークにより、架橋反応を起
こした架橋膜7(架橋反応層、有機枠)が、第1レジス
トパターン3を被覆するように第2のレジスト5の膜6
の中に形成される。
【0025】次に、図1及び図2のステップ4に示すよ
うに、水、あるいはTMAH等のアルカリ水溶液の現像
液などを用いて、架橋していない第2のレジスト5の部
分を現像剥離して、第1レジストパターン3の表面に架
橋膜7を被着してなる第2レジストパターン8を形成す
る。具体的な例としては、インプロピルアルコール10%
水溶液等で第2のレジスト5の未架橋部分を溶解、剥離
する。以上の処理により、ホールパターンのホール内
径、またはラインパターンの分離幅を縮小し、あるい
は、孤立残しパターンの面積を拡大した第2レジストパ
ターン8を得ることが可能となる。例えば、ホール径
0.23μm□のホール4を、ホール径0.13μm□
のホール8’へ縮小する。
うに、水、あるいはTMAH等のアルカリ水溶液の現像
液などを用いて、架橋していない第2のレジスト5の部
分を現像剥離して、第1レジストパターン3の表面に架
橋膜7を被着してなる第2レジストパターン8を形成す
る。具体的な例としては、インプロピルアルコール10%
水溶液等で第2のレジスト5の未架橋部分を溶解、剥離
する。以上の処理により、ホールパターンのホール内
径、またはラインパターンの分離幅を縮小し、あるい
は、孤立残しパターンの面積を拡大した第2レジストパ
ターン8を得ることが可能となる。例えば、ホール径
0.23μm□のホール4を、ホール径0.13μm□
のホール8’へ縮小する。
【0026】次に、図1及び図2のステップ5に示すよ
うに、加熱処理(サーマルフローべーク:以下、適宜T
FBと略称する。)を行って、第1レジストパターン3
の界面に付着形成した架橋膜7を熱リフローさせて、第
2レジストパターン8を第2レジストパターン9へと変
形させ、ホール8’からホール9’のようにホール径を
縮小させる。ホール径の縮小度合いは、TFBの加熱温
度及び加熱時間により調整することができる。これによ
りホール径を0.1μm以下に縮小させることができ
る。
うに、加熱処理(サーマルフローべーク:以下、適宜T
FBと略称する。)を行って、第1レジストパターン3
の界面に付着形成した架橋膜7を熱リフローさせて、第
2レジストパターン8を第2レジストパターン9へと変
形させ、ホール8’からホール9’のようにホール径を
縮小させる。ホール径の縮小度合いは、TFBの加熱温
度及び加熱時間により調整することができる。これによ
りホール径を0.1μm以下に縮小させることができ
る。
【0027】図3及び図4は、加熱温度及び加熱時間と
ホール径の縮小度合いとの関係を示す実験データによる
グラフである。図3は、一定の加熱時間(例えば、70
秒)のとき、加熱温度を横軸に、ホール径を縦軸にと
り、ホールの縮小する状態を示している。図3にみるよ
うに、120℃以上でホール縮小が顕著になる。また、
図4は、加熱温度をパラメータとして(具体的には10
0℃、112℃、124℃)、加熱時間を横軸に、ホー
ル径を縦軸にとり、ホールの縮小する状態を示してい
る。図4にみるように、加熱温度124℃では加熱時間
にほぼ比例してホール径が縮小している。
ホール径の縮小度合いとの関係を示す実験データによる
グラフである。図3は、一定の加熱時間(例えば、70
秒)のとき、加熱温度を横軸に、ホール径を縦軸にと
り、ホールの縮小する状態を示している。図3にみるよ
うに、120℃以上でホール縮小が顕著になる。また、
図4は、加熱温度をパラメータとして(具体的には10
0℃、112℃、124℃)、加熱時間を横軸に、ホー
ル径を縦軸にとり、ホールの縮小する状態を示してい
る。図4にみるように、加熱温度124℃では加熱時間
にほぼ比例してホール径が縮小している。
【0028】この実験によれば、TFBを、120℃〜
126℃の温度範囲で、50秒〜150秒の時間でホー
ル縮小を行うことができることがわかる。さらに、TF
Bを、123℃〜125℃の温度範囲で、50秒〜10
0秒の時間範囲で行うことが効果的であることがわか
る。このように、TFBによるホール径あるいはライン
間隔の縮小量は、TFB温度及びTFB時間により調整
が可能であるが、具体例としては量産での処理能力を考
慮してTFB時間は70秒に固定し、そのべーク時間に
対してホール径が0.10μmになるようにTFB温度
を124℃に決定するのが、効率的である。
126℃の温度範囲で、50秒〜150秒の時間でホー
ル縮小を行うことができることがわかる。さらに、TF
Bを、123℃〜125℃の温度範囲で、50秒〜10
0秒の時間範囲で行うことが効果的であることがわか
る。このように、TFBによるホール径あるいはライン
間隔の縮小量は、TFB温度及びTFB時間により調整
が可能であるが、具体例としては量産での処理能力を考
慮してTFB時間は70秒に固定し、そのべーク時間に
対してホール径が0.10μmになるようにTFB温度
を124℃に決定するのが、効率的である。
【0029】以上のように、この架橋膜7の熱リフロー
により、架橋膜の形成によるホール径縮小に加えて、さ
らにホール径を縮小させることができる。特に、架橋膜
の形成によるホール径縮小のみではホール内のレジスト
残渣等によりパターン形成が困難なレベルの微細ホール
の形成が可能となる。なお、適切なTFB温度及びTF
B時間は、第1のレジストあるいは第2のレジストの材
料によっても変わるものであり、これらは適切に選択さ
れるものである。
により、架橋膜の形成によるホール径縮小に加えて、さ
らにホール径を縮小させることができる。特に、架橋膜
の形成によるホール径縮小のみではホール内のレジスト
残渣等によりパターン形成が困難なレベルの微細ホール
の形成が可能となる。なお、適切なTFB温度及びTF
B時間は、第1のレジストあるいは第2のレジストの材
料によっても変わるものであり、これらは適切に選択さ
れるものである。
【0030】次に、この実施の形態1で用いられる第1
のレジスト2及び第2のレジスト5の材料について説明
する。先ず、第1のレジストの材料は、適当な加熱処理
により、レジスト内部に酸性成分が発生する機構を用い
たレジストであればよく、また、ポジ型、ネガ型レジス
トのどちらでもよい。例えば、第1のレジストとして
は、ノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド系感光剤か
ら構成されるポジ型レジストなどが挙げられる。さら
に、第1のレジストとしては、酸を発生する機構を用い
た化学増幅型レジストの適用も可能であり、酸を含有す
るパターンを形成する反応系を利用したレジスト材料で
あれば、その他のものでもよい。
のレジスト2及び第2のレジスト5の材料について説明
する。先ず、第1のレジストの材料は、適当な加熱処理
により、レジスト内部に酸性成分が発生する機構を用い
たレジストであればよく、また、ポジ型、ネガ型レジス
トのどちらでもよい。例えば、第1のレジストとして
は、ノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド系感光剤か
ら構成されるポジ型レジストなどが挙げられる。さら
に、第1のレジストとしては、酸を発生する機構を用い
た化学増幅型レジストの適用も可能であり、酸を含有す
るパターンを形成する反応系を利用したレジスト材料で
あれば、その他のものでもよい。
【0031】次に、第2のレジストとしては、架橋性の
水溶性樹脂の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合
物ないしは共重合物を用いることができる。第2のレジ
ストに用いられる水溶性樹脂組成物の具体例としては、
ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミ
ン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マレイン酸共重
合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキ
サゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶
性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂、な
どが有効に適用可能である。
水溶性樹脂の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合
物ないしは共重合物を用いることができる。第2のレジ
ストに用いられる水溶性樹脂組成物の具体例としては、
ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピ
ロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミ
ン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マレイン酸共重
合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキ
サゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶
性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂、な
どが有効に適用可能である。
【0032】また、第2のレジストとしては、水溶性架
橋剤の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物が用
いられる。さらに、これら水溶性樹脂と水溶性架橋剤と
の混合物が用いられる。第2のレジストに用いることが
できる水溶性架橋剤としては、具体的には、尿素、アル
コキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エ
チレン尿素、エチレン尿素カルボン酸などの尿素系架橋
剤、メラミン、アルコキシメチレンメラミン、などのメ
ラミン系架橋剤、ベンゾグアナミン、グリコールウリル
等のアミノ系架橋剤などが適用可能である。
橋剤の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物が用
いられる。さらに、これら水溶性樹脂と水溶性架橋剤と
の混合物が用いられる。第2のレジストに用いることが
できる水溶性架橋剤としては、具体的には、尿素、アル
コキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エ
チレン尿素、エチレン尿素カルボン酸などの尿素系架橋
剤、メラミン、アルコキシメチレンメラミン、などのメ
ラミン系架橋剤、ベンゾグアナミン、グリコールウリル
等のアミノ系架橋剤などが適用可能である。
【0033】さらに第2のレジストとしては、上述した
ような水溶性樹脂の単独あるいは混合物に、同じく上述
したような水溶性架橋剤の単独又は混合物を、相互に混
合して用いることも有効である。例えば、具体的には、
水溶性樹脂組成物としてはポリビニルアセタール樹脂を
用い、水溶性架橋剤としてはメトキシメチロールメラミ
ン、あるいはエチレン尿素などを混合して用いることな
どが挙げられる。
ような水溶性樹脂の単独あるいは混合物に、同じく上述
したような水溶性架橋剤の単独又は混合物を、相互に混
合して用いることも有効である。例えば、具体的には、
水溶性樹脂組成物としてはポリビニルアセタール樹脂を
用い、水溶性架橋剤としてはメトキシメチロールメラミ
ン、あるいはエチレン尿素などを混合して用いることな
どが挙げられる。
【0034】以上の説明では、図1及び図2に示した製
造工程のステップ1〜ステップ4について、また、第1
のレジスト及び第2のレジストの材料について、代表的
な事例を示した。しかし、この実施の形態は、ここに説
明したものに限られるものではない。さらに他の事例に
ついては、本願発明者らによる先の出願(特開平10−
73927号)で記載した内容を適宜適用できるもので
あり、それらをすべて説明することはここでは省略す
る。
造工程のステップ1〜ステップ4について、また、第1
のレジスト及び第2のレジストの材料について、代表的
な事例を示した。しかし、この実施の形態は、ここに説
明したものに限られるものではない。さらに他の事例に
ついては、本願発明者らによる先の出願(特開平10−
73927号)で記載した内容を適宜適用できるもので
あり、それらをすべて説明することはここでは省略す
る。
【0035】次に、上記のような架橋膜7の熱リフロー
の均一性を向上させる方法について説明する。図5及び
図6は、熱リフローを行うためのホットプレート装置を
示す図で、図5は比較のために示す通常のホットプレー
ト装置の断面模式図、図6はこの実施の形態で使用する
のに適した改良型ホットプレート装置の断面模式図を示
す。この改良型のホットプレート装置については、本願
発明者らによる先の出願(特願平9−332584号)
において、コータデベロッパで改良型ホットプレートカ
バーを用い、熱リフローの際、ウェーハ面内の寸法均一
性向上を図るものであることを詳細に説明している。
の均一性を向上させる方法について説明する。図5及び
図6は、熱リフローを行うためのホットプレート装置を
示す図で、図5は比較のために示す通常のホットプレー
ト装置の断面模式図、図6はこの実施の形態で使用する
のに適した改良型ホットプレート装置の断面模式図を示
す。この改良型のホットプレート装置については、本願
発明者らによる先の出願(特願平9−332584号)
において、コータデベロッパで改良型ホットプレートカ
バーを用い、熱リフローの際、ウェーハ面内の寸法均一
性向上を図るものであることを詳細に説明している。
【0036】図5に示す通常のホットプレート装置で
は、ベークプレート51の上にウェーハ52を載せ、カ
バー53とシャッター54の隙間から直接外気を導入す
るため、外気の影響を受けるてウェーハ52面内の温度
分布が不均一になる傾向がある。またカバー53の天板
54の傾斜により、輻射熱が不均一となる。このため図
6に示す改良型ホットプレート装置では、カバー55の
内部に外気を通してから導入することにより外気温の影
響を抑えている。またカバー55の天板56をフラット
にすることにより輻射熱の均一化を図っている。
は、ベークプレート51の上にウェーハ52を載せ、カ
バー53とシャッター54の隙間から直接外気を導入す
るため、外気の影響を受けるてウェーハ52面内の温度
分布が不均一になる傾向がある。またカバー53の天板
54の傾斜により、輻射熱が不均一となる。このため図
6に示す改良型ホットプレート装置では、カバー55の
内部に外気を通してから導入することにより外気温の影
響を抑えている。またカバー55の天板56をフラット
にすることにより輻射熱の均一化を図っている。
【0037】図7は通常のホットプレート装置と改良型
ホットプレート装置におけるウェーハ面内寸法均一性を
示した図である。図7のグラフにおいて、横軸はウェー
ハ面内での横方向(X方向)と縦方向(Y方向)の位
置、縦軸はホール径を表しており、白丸の曲線は通常の
ホットプレートを用いた場合、黒丸の曲線は改良型ホッ
トプレートを用いた場合を示している。この図を見る
と、通常のホットプレート装置ではホール径に明らかな
面内傾向が存在するが、改良形ホットプレートではほぼ
均一になっていることが分かる。これにより寸法ばらつ
きのレンジの分布(3σ)が向上していることが分か
る。
ホットプレート装置におけるウェーハ面内寸法均一性を
示した図である。図7のグラフにおいて、横軸はウェー
ハ面内での横方向(X方向)と縦方向(Y方向)の位
置、縦軸はホール径を表しており、白丸の曲線は通常の
ホットプレートを用いた場合、黒丸の曲線は改良型ホッ
トプレートを用いた場合を示している。この図を見る
と、通常のホットプレート装置ではホール径に明らかな
面内傾向が存在するが、改良形ホットプレートではほぼ
均一になっていることが分かる。これにより寸法ばらつ
きのレンジの分布(3σ)が向上していることが分か
る。
【0038】図8は、この実施の形態1の製造方法によ
って製造された半導体装置の構造を示す断面図であり、
例として半導体メモリであるDRAMのストレージノー
ドコンタクトホールのホール径を縮小した構造を示して
いる。図8において、81は半導体基板、82は活性領
域、83は分離絶縁膜、84はゲート電極でありかつゲ
ート配線、85は層間絶縁膜、86はストレージノー
ド、87はストレージノードコンタクトを示す。
って製造された半導体装置の構造を示す断面図であり、
例として半導体メモリであるDRAMのストレージノー
ドコンタクトホールのホール径を縮小した構造を示して
いる。図8において、81は半導体基板、82は活性領
域、83は分離絶縁膜、84はゲート電極でありかつゲ
ート配線、85は層間絶縁膜、86はストレージノー
ド、87はストレージノードコンタクトを示す。
【0039】図8に示すように、ストレージノードコン
タクト87における隣接するゲート84の間のスペース
が0.30μmの場合、寸法変動や重ね合せおよび層間
絶縁膜分を考慮すると、0.10μm径に縮小したホー
ルが必要とされるため、KrFエキシマレーザ光でのフォ
トリソグラフィの限界値である0.23μm□ホール
を、この実施の形態によるプロセスにより0.10μm
□に縮小している。
タクト87における隣接するゲート84の間のスペース
が0.30μmの場合、寸法変動や重ね合せおよび層間
絶縁膜分を考慮すると、0.10μm径に縮小したホー
ルが必要とされるため、KrFエキシマレーザ光でのフォ
トリソグラフィの限界値である0.23μm□ホール
を、この実施の形態によるプロセスにより0.10μm
□に縮小している。
【0040】このように、この実施の形態の製造方法に
よれば、レジスト膜のホール内径や分離パターンの分離
幅の縮小が可能であり、コンタクトホールでのホール径
縮小、あるいは半導体装置における活性領域やストレー
ジノードの分離幅の縮小が可能となる。また、そのホー
ル径や分離幅の縮小度合いを制御し、微細レジストパタ
ーンの精度を向上させることができる。
よれば、レジスト膜のホール内径や分離パターンの分離
幅の縮小が可能であり、コンタクトホールでのホール径
縮小、あるいは半導体装置における活性領域やストレー
ジノードの分離幅の縮小が可能となる。また、そのホー
ル径や分離幅の縮小度合いを制御し、微細レジストパタ
ーンの精度を向上させることができる。
【0041】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、第1のレジストのパターンの表面に第2のレジス
トの架橋膜(有機枠)を形成した後、熱処理により架橋
膜の熱リフローを行い、架橋反応のみの縮小では困難で
あった領域のさらに微細なホール等を有するレジストパ
ターンの形成が可能となる。これにより、微細なパター
ンを有する半導体装置が得られる。
れば、第1のレジストのパターンの表面に第2のレジス
トの架橋膜(有機枠)を形成した後、熱処理により架橋
膜の熱リフローを行い、架橋反応のみの縮小では困難で
あった領域のさらに微細なホール等を有するレジストパ
ターンの形成が可能となる。これにより、微細なパター
ンを有する半導体装置が得られる。
【0042】なお、実施の形態1を次のようにまとめる
ことができる。すなわち、この実施の形態1における半
導体装置の製造方法によれば、半導体基板等の上に酸を
供給し得る第1のレジストのホールパターンあるいは分
離パターンを形成する工程と、特開平10−73927
号公報に記載した方法を用いて第1のレジストのパター
ン側壁に架橋膜(有機枠)を形成しレジストパターンの
ホール径あるいは分離幅などを縮小する工程と、続いて
上記架橋膜の熱リフロー現象によりさらに分離を縮小す
る工程と、そのレジストパターンをマスクとして前記半
導体基板等をエッチングする工程とを含むものである。
ことができる。すなわち、この実施の形態1における半
導体装置の製造方法によれば、半導体基板等の上に酸を
供給し得る第1のレジストのホールパターンあるいは分
離パターンを形成する工程と、特開平10−73927
号公報に記載した方法を用いて第1のレジストのパター
ン側壁に架橋膜(有機枠)を形成しレジストパターンの
ホール径あるいは分離幅などを縮小する工程と、続いて
上記架橋膜の熱リフロー現象によりさらに分離を縮小す
る工程と、そのレジストパターンをマスクとして前記半
導体基板等をエッチングする工程とを含むものである。
【0043】実施の形態2.図9は、この発明の実施の
形態2による半導体装置の製造方法のフローを示す図で
ある。図9において、ステップ1からステップ4まで
は、図1及び図2で説明した工程と同様であるから、一
部図示を省略し、説明も省略する。ステップ4では、第
1レジストパターン3の表面に架橋膜7を被着してなる
第2レジストパターン8を形成する。
形態2による半導体装置の製造方法のフローを示す図で
ある。図9において、ステップ1からステップ4まで
は、図1及び図2で説明した工程と同様であるから、一
部図示を省略し、説明も省略する。ステップ4では、第
1レジストパターン3の表面に架橋膜7を被着してなる
第2レジストパターン8を形成する。
【0044】次に、図9に示すステップ4の後、ステッ
プ5において、架橋膜(有機枠)7の不溶化熱処理を行
う。このステップ5においては、実施の形態1で説明し
たサーマルフローベーク温度で、又はサーマルフローに
よるホール径縮小は起こらない温度であるが、少なくと
もミキシングベークよりも高温で前記第1レジストパタ
ーン3と接触する部分の架橋膜7を完全不溶化するに充
分な熱処理を施し、第1レジストパターン3と接触する
部分のみを不溶化する。例えば、加熱処理を、115℃
〜140℃の温度範囲で、50秒〜150秒の時間範囲
で行う。なお、図9のステップ5では、架橋膜7のサー
マルフローを行って、ホール8’からホール9’へとホ
ール径を縮小させ、第2レジストパターン8を第2レジ
ストパターン9へと変形させる処理をしている。
プ5において、架橋膜(有機枠)7の不溶化熱処理を行
う。このステップ5においては、実施の形態1で説明し
たサーマルフローベーク温度で、又はサーマルフローに
よるホール径縮小は起こらない温度であるが、少なくと
もミキシングベークよりも高温で前記第1レジストパタ
ーン3と接触する部分の架橋膜7を完全不溶化するに充
分な熱処理を施し、第1レジストパターン3と接触する
部分のみを不溶化する。例えば、加熱処理を、115℃
〜140℃の温度範囲で、50秒〜150秒の時間範囲
で行う。なお、図9のステップ5では、架橋膜7のサー
マルフローを行って、ホール8’からホール9’へとホ
ール径を縮小させ、第2レジストパターン8を第2レジ
ストパターン9へと変形させる処理をしている。
【0045】続いて、図9のステップ6に示すように、
第1レジストパターン3と接しない半導体基板1の界面
部分に存在する残渣10を除去するため、純水、又は純
水とイソプロピルアルコール10%の水溶液等で再度リ
ンスを実施する。
第1レジストパターン3と接しない半導体基板1の界面
部分に存在する残渣10を除去するため、純水、又は純
水とイソプロピルアルコール10%の水溶液等で再度リ
ンスを実施する。
【0046】これにより、図9のステップ7に示すよう
に、微細なホールなどに存在した残渣10が除去され
る。この後に、水分を乾燥させるための100℃〜11
5℃で、60〜120秒の乾燥ベーク工程を実施しても
よい。
に、微細なホールなどに存在した残渣10が除去され
る。この後に、水分を乾燥させるための100℃〜11
5℃で、60〜120秒の乾燥ベーク工程を実施しても
よい。
【0047】前述のステップ6の再リンス前には、それ
以前の洗浄過程の乾燥時点で微量な溶解物が再析出し、
わずかな確率ではあるが、微細ホール内部に10〜20
nmの残渣が残っているホールが存在する場合がある。
その後に施されるエッチング工程のレジスト選択比にも
よるが、例えば、最表面が窒化膜(〜30nm)である
構造をエッチングする際等に、前記10〜20nmの残
渣がマスクとなり、完全に開口しない場合がある。その
ような場合でも、以上のような架橋膜7の不溶化熱処理
と、残渣の洗浄とを行えば、残渣の存在による不具合の
発生確率を顕著に減少させることができる。
以前の洗浄過程の乾燥時点で微量な溶解物が再析出し、
わずかな確率ではあるが、微細ホール内部に10〜20
nmの残渣が残っているホールが存在する場合がある。
その後に施されるエッチング工程のレジスト選択比にも
よるが、例えば、最表面が窒化膜(〜30nm)である
構造をエッチングする際等に、前記10〜20nmの残
渣がマスクとなり、完全に開口しない場合がある。その
ような場合でも、以上のような架橋膜7の不溶化熱処理
と、残渣の洗浄とを行えば、残渣の存在による不具合の
発生確率を顕著に減少させることができる。
【0048】以上説明したように、この実施の形態で
は、架橋膜(有機架橋層)の熱リフロー時に第1レジス
トパターン3との界面に形成された架橋膜を、純水また
は純水を有機溶剤の混合溶剤に完全に不溶化し、第1レ
ジストパターン3と接触しない部分の残渣物を純水また
は純水と有機溶剤との混合溶液でリンス除去することに
より、残渣を解消する。
は、架橋膜(有機架橋層)の熱リフロー時に第1レジス
トパターン3との界面に形成された架橋膜を、純水また
は純水を有機溶剤の混合溶剤に完全に不溶化し、第1レ
ジストパターン3と接触しない部分の残渣物を純水また
は純水と有機溶剤との混合溶液でリンス除去することに
より、残渣を解消する。
【0049】なお、実施の形態2を次のようにまとめる
ことができる。すなわち、この実施の形態2の半導体装
置の製造方法は、半導体基板等の上に酸を供給し得る第
1のレジストの分離パターンを形成する工程と、特開平
10−73927号公報に開示したような方法を用いて
第1のレジストのパターン側壁に架橋膜(有機枠)を形
成しホール径あるいは分離幅を縮小する工程と、続いて
上記有機枠を少なくともミキシングベークよりも高温で
または長時間の熱処理で、前記第1レジストパターンと
の界面に形成された架橋膜を純水または純水と有機溶剤
との混合溶剤に完全に不溶化する工程と、その後に純水
または純水と有機溶剤との混合液で再度パターンをリン
スし、前記第1レジストパターンと接触する部分以外の
残渣を除去する工程と、そのレジストパターンをマスク
として前記半導体体基板等をエッチングする工程とを含
むものである。また、架橋膜を不溶化する熱処理におい
て、架橋膜を熱リフローさせ、ホール径あるいは分離幅
を更に縮小する機能を同時に果たしている場合も含むも
のである。
ことができる。すなわち、この実施の形態2の半導体装
置の製造方法は、半導体基板等の上に酸を供給し得る第
1のレジストの分離パターンを形成する工程と、特開平
10−73927号公報に開示したような方法を用いて
第1のレジストのパターン側壁に架橋膜(有機枠)を形
成しホール径あるいは分離幅を縮小する工程と、続いて
上記有機枠を少なくともミキシングベークよりも高温で
または長時間の熱処理で、前記第1レジストパターンと
の界面に形成された架橋膜を純水または純水と有機溶剤
との混合溶剤に完全に不溶化する工程と、その後に純水
または純水と有機溶剤との混合液で再度パターンをリン
スし、前記第1レジストパターンと接触する部分以外の
残渣を除去する工程と、そのレジストパターンをマスク
として前記半導体体基板等をエッチングする工程とを含
むものである。また、架橋膜を不溶化する熱処理におい
て、架橋膜を熱リフローさせ、ホール径あるいは分離幅
を更に縮小する機能を同時に果たしている場合も含むも
のである。
【0050】以上の実施の形態2では、実施の形態1の
図1におけるステップ4の後に、実施の形態2のステッ
プ5に移るものとして説明した。しかし、実施の形態1
の図1におけるステップ5までを行った後に、実施の形
態2のステップ5に移るようにしてもよい。すなわち、
TFBの加熱処理を行って架橋膜をリフローさせてか
ら、引き続き不溶化の加熱処理を行うようにしてもよ
い。ただし、加熱温度と加熱時間の設定により、リフロ
ー処理と不溶化処理を分離的に行うこともできるが、両
者を同時に行うことになる場合もある。この実施の形態
2は、そのいずれの場合をも含むものである。
図1におけるステップ4の後に、実施の形態2のステッ
プ5に移るものとして説明した。しかし、実施の形態1
の図1におけるステップ5までを行った後に、実施の形
態2のステップ5に移るようにしてもよい。すなわち、
TFBの加熱処理を行って架橋膜をリフローさせてか
ら、引き続き不溶化の加熱処理を行うようにしてもよ
い。ただし、加熱温度と加熱時間の設定により、リフロ
ー処理と不溶化処理を分離的に行うこともできるが、両
者を同時に行うことになる場合もある。この実施の形態
2は、そのいずれの場合をも含むものである。
【0051】なお、以上では、半導体基板1に上に微細
分離レジストパターンを形成するものとして説明した
が、本発明の微細分離レジストパターンは、半導体基板
1の上に限られず、半導体装置の製造プロセスに応じ
て、シリコン酸化膜などの絶縁層の上に形成する場合も
あり、またポリシリコン膜などの導電層の上に形成する
こともある。このように、本発明の微細分離レジストパ
ターンの形成は、下地膜に制約されるものではなく、レ
ジストパターンを形成できる基材上であれば、どの場合
においても適用可能であり、必要に応じた基材の上に形
成されるものである。これらを総称して、半導体基材と
称することとする。
分離レジストパターンを形成するものとして説明した
が、本発明の微細分離レジストパターンは、半導体基板
1の上に限られず、半導体装置の製造プロセスに応じ
て、シリコン酸化膜などの絶縁層の上に形成する場合も
あり、またポリシリコン膜などの導電層の上に形成する
こともある。このように、本発明の微細分離レジストパ
ターンの形成は、下地膜に制約されるものではなく、レ
ジストパターンを形成できる基材上であれば、どの場合
においても適用可能であり、必要に応じた基材の上に形
成されるものである。これらを総称して、半導体基材と
称することとする。
【0052】また、本発明においては、上述のように形
成した微細分離レジストパターンをマスクとして、下地
の半導体基板あるいは各種薄膜などの半導体基材をエッ
チングし、半導体基材に微細スペース、あるいは微細ホ
ールなどを形成して、半導体装置を製造するものであ
る。
成した微細分離レジストパターンをマスクとして、下地
の半導体基板あるいは各種薄膜などの半導体基材をエッ
チングし、半導体基材に微細スペース、あるいは微細ホ
ールなどを形成して、半導体装置を製造するものであ
る。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
装置の製造方法によれば、レジストのホールパターンの
径あるいはラインパターンの分離幅などを極めて微細に
形成することができる。また、これにより、微細なパタ
ーンを有する半導体装置を得ることができる。
装置の製造方法によれば、レジストのホールパターンの
径あるいはラインパターンの分離幅などを極めて微細に
形成することができる。また、これにより、微細なパタ
ーンを有する半導体装置を得ることができる。
【0054】また、微細なレジストパターンの形成にお
ける極めて微少な残渣を除去することができ、製造の歩
留まりを向上させることができる。
ける極めて微少な残渣を除去することができ、製造の歩
留まりを向上させることができる。
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法のフローを示す図。
製造方法のフローを示す図。
【図2】 この実施の形態1による半導体装置の製造方
法を工程に沿って示す断面図。
法を工程に沿って示す断面図。
【図3】 この実施の形態1における加熱処理を説明す
るための図であり、加熱温度とホール径の縮小の関係を
示す図。
るための図であり、加熱温度とホール径の縮小の関係を
示す図。
【図4】 この実施の形態1における加熱処理を説明す
るための図であり、加熱温度とホール径の縮小の関係を
示す図。
るための図であり、加熱温度とホール径の縮小の関係を
示す図。
【図5】 比較のため示す通常のホットプレート装置の
断面模式図。
断面模式図。
【図6】 この実施の形態1で使用するのに適した改良
型ホットプレート装置の断面模式図。
型ホットプレート装置の断面模式図。
【図7】 通常のホットプレート装置及び改良型ホット
プレート装置におけるウェーハ面内寸法均一性を示す
図。
プレート装置におけるウェーハ面内寸法均一性を示す
図。
【図8】 この実施の形態1の製造方法によって製造さ
れた半導体装置の構造の一例を示す断面図。
れた半導体装置の構造の一例を示す断面図。
【図9】 この発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法のフローを示す図。
製造方法のフローを示す図。
【図10】 従来の半導体装置の製造方法を工程に沿っ
て示す断面図。
て示す断面図。
1 半導体基板(半導体基材)、 2 第1のレジス
ト、 3 第1レジストパターン、 4 ホール、 5
第2のレジスト、 6 第2のレジストの膜、7 架
橋膜(有機枠)、 8 第2レジストパターン、 8’
架橋膜による縮小ホール、 9 第2レジストパター
ン、 9’ リフローによる縮小ホール。
ト、 3 第1レジストパターン、 4 ホール、 5
第2のレジスト、 6 第2のレジストの膜、7 架
橋膜(有機枠)、 8 第2レジストパターン、 8’
架橋膜による縮小ホール、 9 第2レジストパター
ン、 9’ リフローによる縮小ホール。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 健夫 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 勝谷 隆之 兵庫県伊丹市瑞原四丁目1番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 Fターム(参考) 5F004 AA04 AA16 EB01
Claims (12)
- 【請求項1】 半導体基材上に酸を発生し得る第1のレ
ジストによる第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンの上に酸の存在により架橋反
応を起こす第2のレジストの膜を形成する工程と、前記
第1レジストパターンからの酸の供給により前記第2の
レジストの膜の前記第1レジストパターンに接する部分
に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2のレジストの
膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジストパターンに
前記架橋膜を被着した第2レジストパターンを形成する
工程と、加熱処理により前記架橋膜をリフローさせ前記
第2レジストパターンの相互間隔を縮小させる工程と、
前記架橋膜をリフローさせた前記第2レジストパターン
をマスクとして前記半導体基材をエッチングする工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記加熱処理の工程と前記エッチング工
程との間で、純水または純水と有機溶剤との混合溶剤に
より前記架橋膜を被着させた前記第2レジストパターン
を洗浄し、前記第1のレジストのパターンに接しない部
分の残渣を除去する工程を含むことを特徴とする請求項
1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】 前記加熱処理を、120℃〜126℃の
温度範囲で、50秒〜150秒の時間で行うことを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】 前記加熱処理を、123℃〜125℃の
温度範囲で、50秒〜100秒の時間で行うことを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 前記加熱処理により前記架橋膜をリフロ
ーさせ前記架橋膜を被着した前記第1のレジストのパタ
ーンの相互間隔を0.1μm以下に縮小させることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 半導体基材上に酸を発生し得る第1のレ
ジストによる第1レジストパターンを形成する工程と、
前記第1レジストパターンの上に酸の存在により架橋反
応を起こす第2のレジストの膜を形成する工程と、前記
第1レジストパターンからの酸の供給により前記第2の
レジストの膜の前記第1レジストパターンに接する部分
に架橋膜を形成する処理工程と、前記第2のレジストの
膜の非架橋部分を剥離して前記第1レジストパターンに
前記架橋膜を被着した第2レジストパターンを形成する
工程と、加熱処理により前記架橋膜を純水または純水と
有機溶剤との混合溶剤に不溶化させる工程と、純水また
は純水と有機溶剤との混合溶剤により前記第2レジスト
パターンを洗浄し、前記第1のレジストのパターンに接
しない部分の残渣を除去する工程と、前記残渣を除去し
た前記第2レジストパターンをマスクとして前記半導体
基材をエッチングする工程とを含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 前記加熱処理を、115℃〜140℃の
温度範囲で、50秒〜150秒の時間範囲で行うことを
特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 前記第1のレジストとして、ノボラック
樹脂とナフトキノンジアジド系感光剤の混合物を主成分
とするレジストを用いることを特徴とする請求項1〜7
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 前記第1のレジストとして、酸を発生す
る機構を有する化学増幅型レジストを用いることを特徴
とする請求項1〜7のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項10】 前記第2のレジストとして、水溶性樹
脂の1種類、又は前記水溶性樹脂の2種類以上の混合
物、あるいは前記水溶性樹脂の2種類以上による共重合
物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微細
パターン形成材料を用いることを特徴とする請求項1〜
7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】 前記第2のレジストとして、水溶性架
橋剤の1種類又は前記水溶性架橋剤の2種類以上の混合
物を主成分とし、酸の存在により架橋反応を生じる微細
パターン形成材料を用いることを特徴とする請求項1〜
7のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の半
導体装置の製造方法によって製造されたことを特徴とす
る半導体装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10223278A JP2000058506A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
US09/233,217 US6566040B1 (en) | 1998-08-06 | 1999-01-20 | Method of manufacturing a semiconductor device and semiconductor device manufactured by the method |
KR1019990011629A KR100333035B1 (ko) | 1998-08-06 | 1999-04-02 | 반도체 장치의 제조방법 및 반도체 장치 |
TW088105352A TW414963B (en) | 1998-08-06 | 1999-04-03 | Manufacture of semiconductor device and semiconductor device |
CN99104841A CN1244723A (zh) | 1998-08-06 | 1999-04-07 | 半导体器件的制造方法及半导体器件 |
DE19915899A DE19915899A1 (de) | 1998-08-06 | 1999-04-08 | Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und durch dieses Verfahren hergestellte Halbleitervorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10223278A JP2000058506A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000058506A true JP2000058506A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16795629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10223278A Pending JP2000058506A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US6566040B1 (ja) |
JP (1) | JP2000058506A (ja) |
KR (1) | KR100333035B1 (ja) |
CN (1) | CN1244723A (ja) |
DE (1) | DE19915899A1 (ja) |
TW (1) | TW414963B (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008251988A (ja) * | 2007-03-30 | 2008-10-16 | Fujitsu Microelectronics Ltd | 半導体装置の製造方法、パターン形成方法及びパターン補正装置 |
US7718541B2 (en) | 2003-05-09 | 2010-05-18 | Fujitsu Limited | Method of processing resist, semiconductor device, and method of producing the same |
US8198014B2 (en) | 2006-08-30 | 2012-06-12 | Fujitsu Limited | Resist cover film forming material, resist pattern forming method, and electronic device and method for manufacturing the same |
US8338072B2 (en) | 2006-09-26 | 2012-12-25 | Fujitsu Limited | Resist composition, resist pattern forming process, and method for manufacturing semiconductor device |
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