JP2005277284A - Exposure method and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光技術に関し、詳しくは、フォーカス調整機構により焦点合わせを行う露光方法及び半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure technique, and more particularly to an exposure method for performing focusing by a focus adjustment mechanism and a method for manufacturing a semiconductor device.
近年、半導体装置のパターニングプロセスにおいて、TIR(Total Internal Reflection:全内部反射)型ホログラフィック露光技術が注目されている。この露光技術は、ホログラムマスクに対し所望のパターンを記録する記録工程と、このホログラムマスクに再生光を照射して半導体パターン用のフォトレジストを感光する露光工程とからなる。 2. Description of the Related Art In recent years, TIR (Total Internal Reflection) type holographic exposure technology has attracted attention in the patterning process of semiconductor devices. This exposure technique includes a recording process for recording a desired pattern on a hologram mask and an exposure process for irradiating the hologram mask with reproducing light to expose a semiconductor pattern photoresist.
記録工程では、まず半導体装置のパターンに対応したマスクパターン(元レチクル)にレーザー光の記録ビームを照射して回折光を生じさせ、ホログラムマスクの記録面に射出する。一方、ホログラムマスクの記録面に対し一定の角度でホログラムマスクの裏側から参照光を照射し、元レチクルからの回折光と干渉させる。これによってホログラムマスクの記録面に干渉パターンを生じさせこれをホログラム記録面に記録させる。 In the recording step, first, a mask pattern (original reticle) corresponding to the pattern of the semiconductor device is irradiated with a recording beam of laser light to generate diffracted light, which is emitted onto the recording surface of the hologram mask. On the other hand, the reference light is irradiated from the back side of the hologram mask at a fixed angle with respect to the recording surface of the hologram mask, and interferes with the diffracted light from the original reticle. As a result, an interference pattern is generated on the recording surface of the hologram mask, and this is recorded on the hologram recording surface.
露光工程では、元レチクルと同じ位置にホログラムマスクを置いて、記録時と反対方向から再生光である露光ビームを照射し、基板に形成されたフォトレジストに元のパターンを再現した回折光を結像させてフォトレジストを露光する。 In the exposure process, a hologram mask is placed at the same position as the original reticle, and the exposure beam, which is the reproduction light, is irradiated from the opposite direction to the time of recording, and the diffracted light that reproduces the original pattern is coupled to the photoresist formed on the substrate. Image and expose the photoresist.
例えば非特許文献1に記載されているように、通常、露光工程においては、再生光である露光ビームの焦点を合わせるために、別途フォーカスビームを基板上に照射して、反射して得られる反射光を検出することにより、露光ビームのフォーカス制御を行っている。
しかしながら、例えば、半導体装置の製造方法において、酸化シリコンなどから構成される絶縁層にコンタクトホールを上記のような露光方法で形成する場合には、絶縁層の反射率が少ないために、フォーカスビームが絶縁層を透過してしまい、十分な反射光が得られないため、フォーカス制御が有効に機能し得ないという問題があった。 However, for example, in a method of manufacturing a semiconductor device, when a contact hole is formed in an insulating layer made of silicon oxide or the like by the above exposure method, the focus beam is reduced because the insulating layer has a low reflectance. There is a problem that the focus control cannot function effectively because the insulating layer is transmitted and sufficient reflected light cannot be obtained.
そこで、本発明は、フォーカス制御に必要な反射光の反射光量を確保した露光方法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure method and a semiconductor device manufacturing method in which the amount of reflected light necessary for focus control is ensured.
上記課題を解決するために、本発明は、反射光に基づいて被加工物への露光ビームのフォーカスを調整する露光方法であって、前記被加工物上に当該被加工物より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、を備え、前記レジスト層上から前記被加工物にフォーカス調整用のビームを照射し、前記反射膜により反射された反射光に基づいて前記露光ビームのフォーカスを調整する露光方法を提供するものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is an exposure method for adjusting the focus of an exposure beam on a workpiece based on reflected light, and has a higher reflectance on the workpiece than the workpiece. And a step of forming a resist layer on the reflective film. The workpiece is irradiated with a focus adjusting beam from the resist layer and reflected by the reflective film. An exposure method for adjusting the focus of the exposure beam based on the reflected light is provided.
これによれば、被加工物上に当該被加工物より大きい反射率を有する反射膜を形成しているので、フォーカス調整用のビームを照射した際に、フォーカス制御に必要な反射光の反射光量を確保することが可能となる。したがって、例えば、被加工物がフォーカス調整用のビームをフォーカス調整に必要な量反射し得ない材料で構成される場合であっても、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となり、精度良く露光を行うことが可能となる。 According to this, since a reflective film having a larger reflectance than the workpiece is formed on the workpiece, the amount of reflected light necessary for focus control when the focus adjustment beam is irradiated. Can be secured. Therefore, for example, even when the workpiece is made of a material that cannot reflect the focus adjustment beam in an amount necessary for focus adjustment, it is possible to perform focus adjustment with high sensitivity, and to perform exposure with high accuracy. Can be done.
本発明の他の態様は、ホログラムマスク及び被加工物からの反射光に基づいて被加工物への露光ビームのフォーカスを調整するホログラフィック露光方法であって、前記被加工物上に当該被加工物より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、を備え、前記レジスト層の上方に設置されたホログラムマスクと、当該ホログラムマスクを介して前記被加工物とにフォーカス調整用のビームを照射して、前記ホログラムマスク及び前記反射膜より反射された反射光の干渉光に基づいて前記露光ビームのフォーカスを調整する露光方法を提供するものである。 Another aspect of the present invention is a holographic exposure method that adjusts the focus of an exposure beam on a workpiece based on light reflected from the hologram mask and the workpiece, the workpiece being processed on the workpiece. A step of forming a reflective film having a larger reflectance than an object, and a step of forming a resist layer on the reflective film, and a hologram mask placed above the resist layer, via the hologram mask An exposure method for irradiating the workpiece with a focus adjustment beam and adjusting the focus of the exposure beam on the basis of interference light of reflected light reflected from the hologram mask and the reflection film is provided. is there.
このように、本発明はホログラム露光に用いた場合にも、被加工物上に当該被加工物より大きい反射率を有する反射膜を形成しているので、フォーカス調整用のビームを照射した際に、フォーカス制御に必要な反射光の反射光量を確保することが可能となる。したがって、例えば、被加工物がフォーカス調整用のビームをフォーカス調整に必要な量反射し得ない材料で構成される場合であっても、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となり、精度良く露光を行うことが可能となる。 Thus, even when the present invention is used for hologram exposure, a reflective film having a higher reflectance than the workpiece is formed on the workpiece, so that when the beam for focus adjustment is irradiated, Therefore, it is possible to secure the amount of reflected light necessary for focus control. Therefore, for example, even when the workpiece is made of a material that cannot reflect the focus adjustment beam in an amount necessary for focus adjustment, it is possible to perform focus adjustment with high sensitivity, and to perform exposure with high accuracy. Can be done.
前記フォーカス調整用のビームの波長が800〜900nmであり、前記反射膜が当該波長に対し、フォーカス調整可能な最小限の反射光量を確保し得る反射率を有することが好ましい。フォーカス調整用のビームは、波長が、例えば上記範囲のものが好適に用いられ、このような波長領域で反射膜が、フォーカス調整に必要な量の反射光量を確保し得ることにより、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となる。 It is preferable that the wavelength of the beam for focus adjustment is 800 to 900 nm, and the reflection film has a reflectivity that can secure a minimum reflected light amount capable of focus adjustment with respect to the wavelength. The focus adjustment beam having a wavelength in the above-mentioned range is preferably used. In such a wavelength region, the reflective film can secure the amount of reflected light necessary for the focus adjustment, so that the focus can be adjusted with high sensitivity. Adjustments can be made.
ここで、フォーカス調整に必要な量の反射光量は、露光装置に備えられたフォーカスビームの検出装置の感度によっても異なるが、例えば、反射膜の反射率が約20%以上であると、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となる。 Here, the amount of reflected light necessary for focus adjustment varies depending on the sensitivity of the focus beam detector provided in the exposure apparatus. For example, when the reflectance of the reflective film is about 20% or more, the sensitivity is high. Focus adjustment can be performed.
本発明の他の態様は、反射光に基づいて加工対象層への露光ビームのフォーカスを調整する露光方法を利用した半導体装置の製造方法であって、前記加工対象層上に当該加工対象層より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト層上から前記被加工対象層にフォーカス調整用のビームを照射して、前記反射膜により反射された反射光に基づきフォーカスを調整しながら、前記レジスト層を露光し、パターニングする工程と、前記パターニングしたレジスト層をエッチングマスクとしてエッチング処理することにより、前記被加工対象層に凹部又は溝部を形成する工程と、を含む半導体装置の製造方法を提供するものである。 Another aspect of the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device using an exposure method that adjusts the focus of an exposure beam on a processing target layer based on reflected light, and is formed on the processing target layer from the processing target layer. A step of forming a reflective film having a high reflectance; a step of forming a resist layer on the reflective film; and irradiating the processing target layer with a focus adjusting beam from the resist layer, and the reflective film The step of exposing and patterning the resist layer while adjusting the focus based on the reflected light reflected by the step, and performing the etching process using the patterned resist layer as an etching mask, thereby forming a recess or a groove in the processing target layer. And a step of forming a semiconductor device.
これによれば、加工対象層上に当該加工対象層より大きい反射率を有する反射膜を形成しているので、フォーカス調整用のビームを照射した際に、フォーカス制御に必要な反射光の反射光量を確保することが可能となる。したがって、例えば、加工対象層がフォーカス調整用のビームをフォーカス調整に必要な量反射し得ない材料で構成される場合であっても、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となり、精度良く露光を行うことが可能となる。よって、半導体装置の設計の自由度が広がる。なお、ここで、半導体装置としては、例えば薄膜トランジスタ等の薄膜素子を含むものが挙げられる。 According to this, since the reflection film having a larger reflectance than the processing target layer is formed on the processing target layer, the amount of reflected light necessary for focus control when the focus adjustment beam is irradiated. Can be secured. Therefore, for example, even when the processing target layer is made of a material that cannot reflect the focus adjustment beam in an amount necessary for focus adjustment, the focus adjustment can be performed with high sensitivity, and exposure can be performed with high accuracy. Can be done. Therefore, the degree of freedom in designing the semiconductor device is expanded. Here, examples of the semiconductor device include a device including a thin film element such as a thin film transistor.
前記凹部又は前記溝部が、コンタクトホール、ビアホール、又は配線溝である場合にも好適に適用し得る。通常、コンタクトホール、ビアホール、又は配線溝は、層間絶縁膜等の絶縁層に形成することが多い。このような絶縁層は、例えばシリコン酸化膜のように透光性であることが多く、十分な反射量を期待し得ない場合がある。このような場合においても、本発明の製造方法によれば好適に形成し得る。 The present invention can also be suitably applied when the concave portion or the groove portion is a contact hole, a via hole, or a wiring groove. Usually, a contact hole, a via hole, or a wiring trench is often formed in an insulating layer such as an interlayer insulating film. Such an insulating layer is often translucent like a silicon oxide film, for example, and there are cases where a sufficient amount of reflection cannot be expected. Even in such a case, it can be suitably formed according to the production method of the present invention.
前記反射膜が配線材料で構成されており、さらに、前記凹部又は前記溝部に前記配線材料を充填すると共に、前記被加工対象層上に前記配線材料を用いて配線層を形成する工程と、前記配線層上にレジスト層を形成し、当該レジスト層をパターニングする工程と、前記レジスト層をエッチングマスクとして前記配線層をエッチング処理する工程と、を含み、前記配線層をエッチング処理する工程で、前記配線層と共に前記反射膜を同時に除去することが好ましい。これによれば、反射膜が配線材料で構成されているので、配線層をエッチング処理する工程で、同時に不要部位の反射膜を除去することが可能となる。よって、別途不要な反射膜を除去する工程を必要としないので、製造工程を簡略化することができ、半導体装置の生産効率を向上させることが可能となる。 The reflective film is made of a wiring material, and the step of filling the recess or groove with the wiring material and forming the wiring layer on the workpiece layer using the wiring material; Forming a resist layer on the wiring layer, patterning the resist layer, and etching the wiring layer using the resist layer as an etching mask, and etching the wiring layer, It is preferable to remove the reflective film together with the wiring layer. According to this, since the reflective film is made of the wiring material, it is possible to remove the reflective film at unnecessary portions at the same time in the step of etching the wiring layer. Accordingly, since a process for removing an unnecessary reflection film is not required, the manufacturing process can be simplified and the production efficiency of the semiconductor device can be improved.
以下に、本発明の実施の形態に係る露光方法について、図面を参照しながら説明する。
まず、本実施形態に用いられる露光装置について説明する。
図1は、本実施形態に用いられる露光装置の一例の全体構成を示す図である。
Hereinafter, an exposure method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, an exposure apparatus used in this embodiment will be described.
FIG. 1 is a view showing the overall configuration of an example of an exposure apparatus used in the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態に用いられるホログラフィック露光装置は、プリズム201、ステージ220を備えるステージ装置222、第1情報処理装置230、距離測定光学系240、膜厚測定光学系250、光源260、第2情報処理装置270、露光光源280、および露光光源駆動装置282により構成される。
As shown in FIG. 1, the holographic exposure apparatus used in this embodiment includes a
ステージ装置222は、被加工物としての基体210上にレジスト層(感光性材料膜)212が形成された被露光基板216を真空チャック等でステージ220上に保持して、上下方向(Z方向)及び水平方向(XY平面)へのステージ220の位置調整が可能に構成されている。
The
光源260は、距離測定光学系240および膜厚測定光学系250の測定用光ビームを射出可能に構成されている。距離測定光学系240については、後に詳しく説明する。膜厚測定光学系250は、ビームスプリッタ、フォトデテクタ、増幅器、A/D変換器等を備え、基体210上に形成されたレジスト層212の膜厚を測定するための構成を備えている。第2情報処理装置270は、露光光源280から照射される露光ビームが適正な露光領域内を走査するように露光光源280を移動させるとともに、膜厚測定光学系250により出力されたレジスト層212の膜厚の相対値に基づいて露光の光量を制御するように構成されている。露光光源280は、ホログラムマスク200のホログラム記録面202に露光ビームを照射可能に構成されている。露光光源駆動装置282は、本発明の駆動装置に係り、この露光光源280を移動して被露光基板216上の所望の露光領域を走査して露光するように構成されている。また当該露光装置は、被露光基板216に対向する面に、所定のレチクルパターンに対応した干渉パターンが記録されているホログラムマスク200を装着したプリズム201を備えている。
The
次に、距離測定光学系240について説明する。
図2は、距離測定光学系240を説明するための図である。距離測定光学系240は、ビームスプリッタ310、回折格子312、光センサとしてのリニアCCDアレイ314(Linear Charge-Coupled Devices Array)、および誤差信号検出器316等を備えている。
Next, the distance measuring
FIG. 2 is a diagram for explaining the distance measuring
距離測定光学系240の機構について説明する。光源260から出射されたフォーカス調整用のビーム(フォーカスビームともいう。例えば、波長800〜900nmのビームが用いられる)は、プリズム201を介してホログラムマスク200及び基体210上で反射する。このホログラムマスク200及び基体210で各々反射した異なる波長を有する反射光が、ビームスプリッタ310により回折格子312に導かれる。その後、回折格子312によって分散され、リニアCCDアレイ314上に集中する。このホログラムマスク200及び基体210の反射光の干渉波により、CCDを通過する際の強度分布が変化する。このリニアCCDアレイ314から得られる強度分布の変化を誤差信号検出器316により検出し、ホログラムマスク200と基体210との距離の変化を算出する。その後、算出された誤差情報が、第1情報処理装置230に伝えられる。第1情報処理装置230では、距離測定光学系240により計測されたホログラム記録面と被露光基板に形成されたレジスト層表面との距離に基づいてフォーカスが適正となるようにステージ220の位置を設定するための位置情報をステージ装置222に送る。ステージ装置222は、このステージ220の位置を設定するための位置情報に基づいて上下方向(Z方向)にステージ220の位置調整を行う。このような機構により、ホログラム記録面202と被露光基板上に塗布されたレジスト層表面214との距離を調整することが可能となり、精度良く露光することが可能となる。
The mechanism of the distance measuring
次に、図3及び図4を参照しながら本実施形態の露光方法について、半導体装置の製造方法を例に採り説明する。図3及び図4は、本実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。本例では、特に半導体装置の配線層の形成工程を例に採り説明する。 Next, the exposure method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4 taking a semiconductor device manufacturing method as an example. 3 and 4 are views for explaining the method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment. In this example, the process for forming a wiring layer of a semiconductor device will be described as an example.
まず、図3(A)に示すように、例えば、ガラス等の基板10上にp−Si層12(例:50nm)、加工対象層としてのシリコン酸化膜14(例:800nm)、反射膜としての窒化チタン膜16(例:50nm)、及びレジスト層212(例:1μm)がこの順に積層された被露光基板216を準備する。ここで、基板10、p−Si層12、加工対象層としてのシリコン酸化膜14、及び窒化チタン膜16から構成される積層構造が基体210に該当する。また、基体210、及びレジスト層212から構成される積層構造が、被露光基板216に該当する。
First, as shown in FIG. 3A, for example, a p-Si layer 12 (example: 50 nm) on a
具体的には、p−Si層12は、薄膜トランジスタ等の活性層であってもよく、例えばPECVD法、LPCVD法、スパッタリング法等の各種成膜法により形成される。シリコン酸化膜14は、例えば電子サイクロトロン共鳴PECVD法(ECR−PECVD法)又はPECVD法等の成膜法によって形成することができる。窒化チタン膜16は、例えば、スパッタリング法、CVD法等の成膜法により形成することができる。なお、図示しないが、基板10とp−Si層12との間には、例えばシリコン酸化膜等の下地絶縁層が形成されていてもよい。
Specifically, the p-
この被露光基板216上に、露光ビーム20を照射し、レジスト層212をパターニングする。これにより、露光ビーム20で照射した所望の領域18が感光される。
具体的には、本実施形態では、コンタクトホールを形成する予定領域18を露光ビーム20で露光する。この際、露光ビーム20のフォーカス制御を行うために、上述したようなフォーカス調整用のビームを同時に被露光基板216に照射する。
The resist
Specifically, in this embodiment, the planned region 18 in which the contact hole is to be formed is exposed with the
ここで、加工対象層であるシリコン酸化膜14は、光透過性が高い。したがって、例えば800〜900nmの波長のフォーカス調整用ビームを照射した場合、反射率が低いため、露光ビーム20のフォーカス調整に必要な反射光量が十分に得られない。しかし、本実施形態では、このシリコン酸化膜14よりも反射率が高い窒化チタン膜16を形成しているため、フォーカス調整に十分な反射光量が得られる。
Here, the
なお、ここで、反射膜として窒化チタン膜16を用いたが、これに限定されず、少なくともフォーカス調整に必要十分な最小限の反射光量が得られればよい。また、フォーカス調整に必要な量の反射光量とは、露光装置に備えられたフォーカスビームの検出装置の感度によっても異なるが、例えば、反射膜の反射率が約20%以上、例えば20〜80%であることが好ましい。反射率が上記範囲にあると、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となり、また、露光ビーム20の照射を妨げることもない。なお、本実施形態では露光装置(フォーカスシステムを含む)としては、ホルトロニックテクノロジーズ(Holtronic Technologies)社製のホログラム露光装置を用いた。
Here, although the
ただし、後の工程で、配線層を形成後に反射膜を除去する必要がある場合には、配線層のパターニング後のエッチング処理時に同時に反射膜を除去し得るので、配線層を形成するのに使用されるのと同様の配線材料で反射膜を形成することが好ましい。このような反射膜を形成するのに用いられる配線材料としては、例えば、バリアメタル又は金属が挙げられる。より具体的には、例えば配線層がアルミニウム等の金属で構成されている場合には、反射膜として例えばTi又はTiN等を用いることにより、後の工程で同時にエッチングにより除去し得る。また、反射膜は露光ビームの照射に対し、実質的な影響を及ぼさないものであることが好ましい。例えば反射膜としてTi又はTiNを用いた場合には、露光ビームに対して実質的な影響を及ぼすことがなく、精度よく露光することが可能であるので好ましい。さらに、反射膜はフォーカス調整用ビームの波長に対し、十分な遮光性(減衰率)を持つものが好ましい。反射膜が透過性の高い膜(減衰率の低い膜、例えばa−Si)である場合には、反射膜の下に形成された膜がパターニングされている場合、反射膜の下に形成された膜により反射されたフォーカス調整用ビームの影響をフォーカスシステムがノイズとして拾ってしまう虞がある。この場合、フォーカス制御の精度が落ちる虞があるので好ましくない。Ti又はTiNの場合には、このようなノイズによる影響がないことが確認されている。 However, if it is necessary to remove the reflective film after forming the wiring layer in a later step, the reflective film can be removed at the same time as the etching process after patterning the wiring layer, so it is used to form the wiring layer. It is preferable to form the reflective film with the same wiring material as that used. Examples of the wiring material used to form such a reflective film include barrier metal and metal. More specifically, for example, when the wiring layer is made of a metal such as aluminum, it can be removed by etching at a later step by using, for example, Ti or TiN as the reflective film. Further, it is preferable that the reflective film does not substantially affect the exposure beam irradiation. For example, when Ti or TiN is used as the reflective film, it is preferable because the exposure beam can be accurately exposed without substantially affecting the exposure beam. Further, it is preferable that the reflective film has sufficient light shielding properties (attenuation rate) with respect to the wavelength of the focus adjustment beam. When the reflective film is a highly transmissive film (a film having a low attenuation rate, such as a-Si), the film formed under the reflective film is patterned under the reflective film. The focus system may pick up the influence of the focus adjustment beam reflected by the film as noise. In this case, focus control accuracy may be lowered, which is not preferable. In the case of Ti or TiN, it has been confirmed that there is no influence by such noise.
本実施形態で用いられる露光装置では、上記のように、フォーカス調整用ビームを被露光基板216に垂直に照射するので、反射光が特に得られ難い。したがって、このような装置では、フォーカス調整用ビームの反射光の検出感度を特に上げる必要があり、上記反射膜の利用はこのような装置では特に有用である。
In the exposure apparatus used in this embodiment, as described above, the focus adjustment beam is irradiated perpendicularly to the
次に、図3(B)に示すように、上記レジスト層212を現像する。続いて、図3(C)に示すように、現像後のレジスト層212をエッチングマスクとして用いて、反射膜としての窒化チタン膜16及びシリコン酸化膜14のエッチング処理を行う。この際、エッチング処理は、例えば、ウェットエッチングで行ってもドライエッチングで行ってもよい。その後、レジスト層212を除去することにより、コンタクトホール21が形成される。
Next, as shown in FIG. 3B, the resist
次に、図3(D)に示すように、配線層28を形成する。配線層28を構成する配線材料としては、特に限定するものではないが、例えば、タンタル、アルミニウム等の金属が用いられる。本実施形態では、配線層28は、チタン層22(例:50nm)、アルミニウム層24(例:800nm)、及び窒化チタン層26(例:50nm)から構成される。配線層28は、配線層28を構成する金属材料を例えばスパッタリング等の方法で堆積することにより形成される。
Next, as shown in FIG. 3D, a
次に、図4(A)に示すように、配線層28上にレジスト層30を形成し、レジスト層30のパターニングを行い、現像する。その後、図4(B)に示すように、配線層28をエッチング処理する。この際、不要な領域に形成された窒化チタン膜16も配線層28と同時にエッチング処理が可能となる。その後、レジスト層30を除去することにより、所望のパターンの配線層28が形成された半導体装置を得ることが可能となる(図4(C)参照)。
Next, as shown in FIG. 4A, a resist
本実施形態によれば、レジスト層212の下部に反射膜16を形成しているので、フォーカスビームを照射した際に、フォーカス制御に必要な反射光の反射光量を確保することが可能となる。したがって、被加工物がフォーカスビームを所要量反射し得ない材料で構成される場合であっても、感度良くフォーカス調整を行うことが可能となり、精度良く露光を行うことが可能となる。また、本実施形態に用いる露光装置のように、フォーカスビームが垂直に入射する場合には、反射光が得られ難いため、検出に十分な反射光量を得ることが困難な場合が多い。したがって、このような露光装置の場合には、本発明は特に有用である。
According to the present embodiment, since the
また、本実施形態によれば、反射膜16の材料を配線層を構成する材料と同様にすることで、不要な領域に形成された反射膜16を配線層のエッチング処理と同時に行えるので、都合がよい。
なお、本実施形態では、コンタクトホールの形成工程を例に挙げて説明したが、本発明の方法は、ビアホールの形成、又は溝の形成等にも適用することが可能である。
Further, according to the present embodiment, since the material of the
In the present embodiment, the contact hole formation process has been described as an example. However, the method of the present invention can also be applied to the formation of a via hole or a groove.
本発明の半導体装置の製造方法は、例えば、EL表示装置や液晶表示装置などの電気光学装置における各画素を構成する画素回路や、当該画素回路を制御するドライバ(集積回路)の形成等に適用することができる。また、このような電気光学装置の製造以外にも、種々のデバイス製造に適用することが可能である。例えば、FeRAM(ferroelectric RAM)、SRAM、DRAM、NOR型RAM、NAND型RAM、浮遊ゲート型不揮発メモリ、マグネティックRAM(MRAM)など各種のメモリ製造が可能である。また、この他、薄膜トランジスタを使用して集積化したセンサ、CPUを搭載したバンクカード等にも利用可能である。さらに、マイクロ波を用いた非接触型の通信システムにおいて、微小な回路チップ(ICチップ)を搭載した安価なタグを製造する場合にも適用が可能である。 The semiconductor device manufacturing method of the present invention is applied to, for example, formation of a pixel circuit that constitutes each pixel in an electro-optical device such as an EL display device or a liquid crystal display device, or a driver (integrated circuit) that controls the pixel circuit. can do. In addition to the manufacture of such an electro-optical device, the present invention can be applied to various device manufacturing. For example, various memories such as FeRAM (ferroelectric RAM), SRAM, DRAM, NOR type RAM, NAND type RAM, floating gate type non-volatile memory, magnetic RAM (MRAM) can be manufactured. In addition, the present invention can also be used for sensors integrated using thin film transistors, bank cards equipped with CPUs, and the like. Further, in a non-contact communication system using microwaves, the present invention can also be applied to manufacturing an inexpensive tag mounted with a minute circuit chip (IC chip).
10・・・基板、12・・・p−Si層、14・・・シリコン酸化膜、16・・・窒化チタン膜、18・・・露光領域、20・・・露光ビーム、21・・・コンタクトホール、22・・・チタン層、24・・・アルミニウム層、26・・・窒化チタン層、28・・・配線層、30・・・レジスト層、110・・・遮光装置、200・・・ホログラムマスク、201・・・プリズム、202・・・ホログラム記録面、210・・・基体、212・・・レジスト層、214・・・レジスト層表面、216・・・被露光基板、220・・・ステージ、222・・・ステージ装置、230・・・情報処理装置、240・・・距離測定光学系、250・・・膜厚測定光学系、260・・・光源、270・・・情報処理装置、280・・・露光光源、282・・・露光光源駆動装置、310・・・ビームスプリッタ、312・・・回折格子、314・・・リニアCCDアレイ、316・・・誤差信号検出器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記被加工物上に当該被加工物より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、
前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、を備え、
前記レジスト層上から前記被加工物にフォーカス調整用のビームを照射し、前記反射膜により反射された反射光に基づいて前記露光ビームのフォーカスを調整することを特徴とする露光方法。 An exposure method for adjusting the focus of an exposure beam on a workpiece based on reflected light,
Forming a reflective film having a greater reflectance than the workpiece on the workpiece;
Forming a resist layer on the reflective film,
An exposure method comprising: irradiating the workpiece with a focus adjustment beam from above the resist layer, and adjusting a focus of the exposure beam based on reflected light reflected by the reflection film.
前記被加工物上に当該被加工物より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、
前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、を備え、
前記レジスト層の上方に設置されたホログラムマスクと、当該ホログラムマスクを介して前記被加工物とにフォーカス調整用のビームを照射して、前記ホログラムマスク及び前記反射膜より反射された反射光の干渉光に基づいて前記露光ビームのフォーカスを調整することを特徴とする露光方法。 A holographic exposure method for adjusting a focus of an exposure beam on a workpiece based on a hologram mask and reflected light from the workpiece,
Forming a reflective film having a greater reflectance than the workpiece on the workpiece;
Forming a resist layer on the reflective film,
Interference of reflected light reflected from the hologram mask and the reflection film by irradiating the hologram mask placed above the resist layer and the workpiece through the hologram mask for focus adjustment. An exposure method comprising adjusting the focus of the exposure beam based on light.
前記加工対象層上に当該加工対象層より大きな反射率を有する反射膜を形成する工程と、
前記反射膜上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層上から前記被加工対象層にフォーカス調整用のビームを照射して、前記反射膜により反射された反射光に基づきフォーカスを調整しながら、前記レジスト層を露光し、パターニングする工程と、
前記パターニングしたレジスト層をエッチングマスクとしてエッチング処理することにより、前記被加工対象層に凹部又は溝部を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device using an exposure method for adjusting a focus of an exposure beam on a processing target layer based on reflected light,
Forming a reflective film having a larger reflectance than the processing target layer on the processing target layer;
Forming a resist layer on the reflective film;
Irradiating the processing target layer from above the resist layer with a beam for focus adjustment, exposing the resist layer while adjusting the focus based on the reflected light reflected by the reflective film, and patterning;
A step of forming a recess or a groove in the layer to be processed by etching using the patterned resist layer as an etching mask;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記凹部又は前記溝部に前記配線材料を充填すると共に、前記被加工対象層上に前記配線材料を用いて配線層を形成する工程と、
前記配線層上にレジスト層を形成し、当該レジスト層をパターニングする工程と、
前記レジスト層をエッチングマスクとして前記配線層をエッチング処理する工程と、
を含み、
前記配線層をエッチング処理する工程で、前記配線層と共に前記反射膜を同時に除去する、請求項4又は請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
The reflective film is made of a wiring material, and
Filling the recess or groove with the wiring material and forming the wiring layer on the workpiece layer using the wiring material;
Forming a resist layer on the wiring layer and patterning the resist layer;
Etching the wiring layer using the resist layer as an etching mask;
Including
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the reflective film is removed together with the wiring layer in the step of etching the wiring layer.
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