JP2012151189A - Formation method of fine pattern - Google Patents

Formation method of fine pattern Download PDF

Info

Publication number
JP2012151189A
JP2012151189A JP2011007327A JP2011007327A JP2012151189A JP 2012151189 A JP2012151189 A JP 2012151189A JP 2011007327 A JP2011007327 A JP 2011007327A JP 2011007327 A JP2011007327 A JP 2011007327A JP 2012151189 A JP2012151189 A JP 2012151189A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoresist film
film
etching
fine pattern
width
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2011007327A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuo Kawauchi
拓男 川内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Electron Ltd
Original Assignee
Tokyo Electron Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Electron Ltd filed Critical Tokyo Electron Ltd
Priority to JP2011007327A priority Critical patent/JP2012151189A/en
Publication of JP2012151189A publication Critical patent/JP2012151189A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a formation method of a fine pattern capable of forming a line pattern having a narrower line width than a resolution limit of an exposure device.SOLUTION: Disclosed is a formation method of a fine pattern comprising: a step of forming a negative-type photoresist film on the thin film to be etched; a step of drying the photoresist film under a reduced-pressure atmosphere; a step of exposing the dried photoresist film by irradiating the photoresist film with an exposure light using a photomask having an exposure light transmission part having a narrower width than a resolution limit of the exposure device to be used; a step of forming an etching mask from the exposed photoresist film by developing the photoresist film; and a step of etching the thin film using the etching mask.

Description

本発明は、フラットパネルディスプレー(FPD)の回路パターンを微細化可能なパターン形成方法に関する。   The present invention relates to a pattern forming method capable of miniaturizing a circuit pattern of a flat panel display (FPD).

FPDを製造する場合、ガラス基板上に、種々の回路素子や配線を含む回路パターンが形成される。回路パターンは、ガラス基板上へ薄膜を形成し、フォトリソグラフィー技術によりエッチングマスクを形成し、エッチングマスクを用いて薄膜をエッチングするといった手順を繰り返すことにより形成される(たとえば特許文献1)。現在の回路パターン中のたとえばラインの幅は約3μmであるが、今後、1.5μm程度までの微細化が望まれている。   When manufacturing an FPD, a circuit pattern including various circuit elements and wirings is formed on a glass substrate. The circuit pattern is formed by repeating a procedure of forming a thin film on a glass substrate, forming an etching mask by a photolithography technique, and etching the thin film using the etching mask (for example, Patent Document 1). For example, the width of a line in the current circuit pattern is about 3 μm, but in the future, miniaturization to about 1.5 μm is desired.

特開2002−341525号公報(段落0002から0009)JP 2002-341525 A (paragraphs 0002 to 0009)

回路パターンの微細化のためには、フォトリソグラフィー工程で使用される露光光の短波長化が欠かせない。ところが、FPDの製造には一辺の長さが1mにも及ぶ大型のガラス基板が使用されるため、そのようなガラス基板に対応可能な短波長光光源の開発・製造が難しいという事情がある。
本発明の出願人においては、約3μmの解像度を有する現状の露光装置を用いつつ、回路パターンの形成方法を工夫することにより、約2μmのスペース幅を実現する方法が検討されている。
In order to miniaturize the circuit pattern, it is indispensable to shorten the wavelength of exposure light used in the photolithography process. However, since a large glass substrate with a side length of 1 m is used for manufacturing an FPD, it is difficult to develop and manufacture a short-wavelength light source that can handle such a glass substrate.
The applicant of the present invention has studied a method of realizing a space width of about 2 μm by devising a circuit pattern forming method while using a current exposure apparatus having a resolution of about 3 μm.

以下、図1を参照しながら、この方法を説明する。まず、図1(a)に示すように、ガラス基板S上のエッチング対象となる薄膜11上に、ポジ型のフォトレジストによりフォトレジスト膜13が形成される。   Hereinafter, this method will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, a photoresist film 13 is formed on a thin film 11 to be etched on a glass substrate S using a positive photoresist.

次に、図1(b)に示すように、436nm(g線)、405nm(h線)、または365nm(i線)の波長を有する露光光Lがフォトマスク15を通してフォトレジスト膜13に照射され、フォトレジスト膜13が露光される。ここでフォトマスク15の図示の部分は、回路パターン中のライン・アンド・スペースを形成する部分に対応しており、複数のスリット15sが所定のピッチで形成されている。スリット15sの幅SW1は、使用する露光装置の露光限界が2.5μmから3μm程度であるのに対して、たとえば約1.7μmである。   Next, as shown in FIG. 1B, exposure light L having a wavelength of 436 nm (g line), 405 nm (h line), or 365 nm (i line) is irradiated to the photoresist film 13 through the photomask 15. The photoresist film 13 is exposed. Here, the illustrated portion of the photomask 15 corresponds to a portion forming a line and space in the circuit pattern, and a plurality of slits 15s are formed at a predetermined pitch. The width SW1 of the slit 15s is, for example, about 1.7 μm while the exposure limit of the exposure apparatus to be used is about 2.5 μm to 3 μm.

この場合、フォトマスク15のスリット15sを透過する露光光は回折現象により広がるため、透過露光光の強度曲線は、図1(b)中に参照符号Aで示すように、スリット15sの幅SW1を超えて裾を引くこととなる。したがって、フォトレジスト膜13においては、回折現象が無いと仮定したときに露光されるスリット15sの幅SW1に等しい領域だけでなく、これよりも外側の領域P2もが露光され得る。すなわち、露光時間を適切に調整すれば(オーバー露光すれば)、スリット15sの幅(約1.7μm)に対応した領域P1よりも広い領域P2、たとえば約2μmの幅を有する領域P2を露光することが可能となる。したがって、この後、フォトレジスト膜13をオーバー現像すると、約2μmの幅SW2を有するスペースSを有するエッチングマスクM1が形成される(図1(c))。   In this case, since the exposure light transmitted through the slit 15s of the photomask 15 spreads due to the diffraction phenomenon, the intensity curve of the transmitted exposure light has a width SW1 of the slit 15s as indicated by reference symbol A in FIG. It will pull the hem beyond. Therefore, in the photoresist film 13, not only the region equal to the width SW1 of the slit 15s exposed when it is assumed that there is no diffraction phenomenon, but also the region P2 outside this can be exposed. That is, if the exposure time is appropriately adjusted (overexposed), a region P2 wider than the region P1 corresponding to the width of the slit 15s (about 1.7 μm), for example, a region P2 having a width of about 2 μm is exposed. It becomes possible. Therefore, after that, when the photoresist film 13 is over-developed, an etching mask M1 having a space S having a width SW2 of about 2 μm is formed (FIG. 1C).

上記の方法によれば、露光限界よりも小さい幅を有するスリット15sによる回折現象を利用してオーバー露光するとともに、オーバー現像により、スリット15sの幅SW1より大きく露光限界より小さい約2μmの幅SW2を有するスペースSを実現することができる。   According to the above method, overexposure is performed using the diffraction phenomenon by the slit 15s having a width smaller than the exposure limit, and a width SW2 of about 2 μm that is larger than the width SW1 of the slit 15s and smaller than the exposure limit is obtained by overdevelopment. It is possible to realize the space S that is included.

しかし、この方法をラインの形成に適用しようとすると、図2(a)に示すように、露光光の回折により、フォトレジスト膜13中の残存すべき領域P3までが露光され、現像後のエッチングマスクM2の膜厚が小さくなり過ぎ(図2(b))、エッチングマスクとして利用できなくなってしまうおそれがある。このように、約2μmの幅を有するラインを上記の方法で形成することは難しい。また、回折光による露光のため、現像後の各ラインの幅の均一性を得ることも困難である。
本発明は、上記の事情に鑑み、露光装置の解像限界よりも狭い線幅を有するラインパターンを形成可能な微細パターン形成方法を提供する。
However, when this method is applied to the formation of a line, as shown in FIG. 2A, the region P3 to be left in the photoresist film 13 is exposed by the diffraction of exposure light, and etching after development is performed. There is a possibility that the film thickness of the mask M2 becomes too small (FIG. 2B) and cannot be used as an etching mask. Thus, it is difficult to form a line having a width of about 2 μm by the above method. In addition, because of exposure using diffracted light, it is difficult to obtain the uniformity of the width of each line after development.
In view of the above circumstances, the present invention provides a fine pattern forming method capable of forming a line pattern having a line width narrower than the resolution limit of an exposure apparatus.

本発明の一の態様によれば、エッチングの対象となる薄膜の上に、ネガ型のフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜を減圧雰囲気下で乾燥する工程と、使用する露光装置における解像限界よりも幅が小さい露光光透過部を有するフォトマスクを用いて、乾燥された前記フォトレジスト膜に対し前記露光光を照射して当該フォトレジスト膜を露光する工程と、露光された前記フォトレジスト膜を現像して当該フォトレジスト膜からエッチングマスクを形成する工程と、前記エッチングマスクを用いて前記薄膜をエッチングする工程とを含む、微細パターン形成方法が提供される。   According to one aspect of the present invention, a step of forming a negative photoresist film on a thin film to be etched, a step of drying the photoresist film in a reduced-pressure atmosphere, and an exposure apparatus used Using a photomask having an exposure light transmission portion whose width is smaller than the resolution limit in the step of irradiating the dried photoresist film with the exposure light to expose the photoresist film; There is provided a fine pattern forming method including a step of developing the photoresist film to form an etching mask from the photoresist film, and a step of etching the thin film using the etching mask.

本発明の実施形態によれば、露光装置の解像限界よりも狭い線幅を有するラインパターンを形成可能な微細パターン形成方法が提供される。   According to the embodiment of the present invention, there is provided a fine pattern forming method capable of forming a line pattern having a line width narrower than the resolution limit of an exposure apparatus.

解像限界以下の幅を有するスペースを形成する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of forming the space which has a width | variety below a resolution limit. 図1の方法により、解像限界以下の幅を有するラインを形成する場合の問題点を説明する図である。It is a figure explaining the problem in the case of forming the line which has the width | variety below a resolution limit with the method of FIG. 本発明の実施形態による微細パターン形成方法を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating a fine pattern forming method according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態による微細パターン形成方法の各工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each process of the fine pattern formation method by embodiment of this invention. 図4に引き続いて、本発明の実施形態による微細パターン形成方法の各工程を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating each step of the fine pattern forming method according to the embodiment of the present invention, following FIG. 4. 本発明の実施形態による微細パターン形成方法におけるフォトレジスト膜の減圧雰囲気下での乾燥に好適な塗布ユニットおよび減圧乾燥ユニットを説明する図である。It is a figure explaining the coating unit and reduced pressure drying unit suitable for the drying in the reduced pressure atmosphere of the photoresist film in the fine pattern formation method by embodiment of this invention. 図4の減圧乾燥ユニットにてフォトレジスト膜を減圧雰囲気下で乾燥する際のガスの流れを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a gas flow when a photoresist film is dried in a reduced-pressure atmosphere by the reduced-pressure drying unit of FIG. 4.

以下、図3から図5までを参照しながら、本発明の実施形態による微細パターン形成方法を説明する。以下の説明において、同一または対応する部品または部材には、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a fine pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following description, the same or corresponding parts or members are denoted by the same or corresponding reference numerals, and redundant description is omitted.

まず、ガラス基板(以下、単に基板)Sの上にエッチングされるべき薄膜(以下、エッチング対象膜)11が形成される。エッチング対象膜11は、これらに限定されないが、化学気相堆積(CVD)法で堆積したポリシリコン膜、およびスパッタ法で堆積した金属膜であって良い。   First, a thin film (hereinafter referred to as an etching target film) 11 to be etched is formed on a glass substrate (hereinafter simply referred to as a substrate) S. The etching target film 11 is not limited to these, but may be a polysilicon film deposited by a chemical vapor deposition (CVD) method and a metal film deposited by a sputtering method.

次いで、エッチング対象膜11が形成された基板Sは、所定のフォトレジスト塗布現像装置(以下、塗布現像装置)に搬入される。塗布現像装置においては、まず、たとえば疎水化処理など、フォトレジスト膜13の形成前の所定の処理が行われる。次いで、基板Sは、塗布現像装置のフォトレジスト塗布ユニットに搬送され、図4(a)に示すように、エッチング対象膜11の上にフォトレジスト膜13が形成される(図3のステップS1)。本発明の実施形態による微細パターン形成方法においては、フォトレジスト膜13は、ネガ型のフォトレジスト(液)を用いて形成される。ネガ型のフォトレジストとしては、使用される露光装置の露光光の波長に対して感度を有していれば、特に限定されることはない。また、フォトレジスト膜13の膜厚は、約0.5μmから約3μmまでの範囲にあって良い。   Next, the substrate S on which the etching target film 11 is formed is carried into a predetermined photoresist coating and developing apparatus (hereinafter referred to as a coating and developing apparatus). In the coating and developing apparatus, first, a predetermined process before the formation of the photoresist film 13, such as a hydrophobizing process, is performed. Next, the substrate S is transferred to the photoresist coating unit of the coating and developing apparatus, and as shown in FIG. 4A, a photoresist film 13 is formed on the etching target film 11 (step S1 in FIG. 3). . In the fine pattern forming method according to the embodiment of the present invention, the photoresist film 13 is formed using a negative photoresist (liquid). The negative photoresist is not particularly limited as long as it has sensitivity to the wavelength of the exposure light of the used exposure apparatus. The film thickness of the photoresist film 13 may be in the range from about 0.5 μm to about 3 μm.

フォトレジスト膜13が形成された後、図4(b)に示すように、塗布現像装置に設けられる減圧乾燥ユニット46内に基板Sが搬送される。減圧乾燥ユニット46は、外部雰囲気に対して気密可能に構成され、図示しない排気装置により内部が減圧に排気される。これにより、減圧乾燥ユニット46内のフォトレジスト膜13に含まれるフォトレジストの溶剤が蒸発し、フォトレジスト膜13が乾燥する(図3のステップS2)。ここで、減圧乾燥ユニット46内での基板Sの温度(たとえば23℃)におけるフォトレジスト溶剤の蒸気圧よりも低い圧力にまで、減圧乾燥ユニット46の内部が減圧されることが望ましい。フォトレジスト(液)の溶剤が、たとえば複数の溶剤を含む場合は、いずれかの溶剤、好ましくは含有量の最も多い溶剤の蒸気圧よりも減圧乾燥ユニット46の内部が減圧されることが望ましい。また、複数の溶剤の蒸気圧のうちの最も低い蒸気圧よりも低い圧力まで減圧乾燥ユニット46の内部を減圧しても良い。   After the photoresist film 13 is formed, as shown in FIG. 4B, the substrate S is transported into a vacuum drying unit 46 provided in the coating and developing apparatus. The vacuum drying unit 46 is configured to be airtight with respect to the external atmosphere, and the inside is exhausted to a reduced pressure by an exhaust device (not shown). As a result, the solvent of the photoresist contained in the photoresist film 13 in the reduced pressure drying unit 46 is evaporated, and the photoresist film 13 is dried (step S2 in FIG. 3). Here, it is desirable that the inside of the reduced-pressure drying unit 46 is reduced to a pressure lower than the vapor pressure of the photoresist solvent at the temperature of the substrate S (for example, 23 ° C.) in the reduced-pressure drying unit 46. When the solvent of the photoresist (liquid) contains, for example, a plurality of solvents, it is desirable that the inside of the vacuum drying unit 46 be depressurized more than the vapor pressure of any of the solvents, preferably the solvent having the largest content. Further, the inside of the vacuum drying unit 46 may be depressurized to a pressure lower than the lowest vapor pressure among the vapor pressures of the plurality of solvents.

なお、フォトレジスト溶剤の蒸気圧より低い圧力に到達するまでの時間は、たとえば5secから40secまでの範囲であることが好ましい。本発明の発明者の検討によれば、この程度の時間でフォトレジスト膜13を急速に乾燥すると、フォトレジスト膜13の表層が、より硬化されるため、露光耐性が高くなる(露光され難くなる)傾向があることが分かっている。   The time required to reach a pressure lower than the vapor pressure of the photoresist solvent is preferably in the range of 5 sec to 40 sec, for example. According to the study of the inventor of the present invention, when the photoresist film 13 is rapidly dried in such a time, the surface layer of the photoresist film 13 is further cured, so that the exposure resistance becomes high (hard to be exposed). ) I know that there is a tendency.

また、減圧乾燥ユニット46内でフォトレジスト膜13を減圧雰囲気下で乾燥しているときに、基板Sの上方に、窒素ガスや希ガスなどの不活性ガスGを流すことにより、フォトレジスト膜13の乾燥を促進することが好ましい。これにより、フォトレジスト膜13の硬化および露光耐性の促進が期待される。
なお、フォトレジスト膜13の形成に好適な塗布ユニットと、減圧雰囲気下での乾燥に好適な減圧乾燥ユニット46とについては後に説明する。
Further, when the photoresist film 13 is dried in a reduced-pressure atmosphere in the reduced-pressure drying unit 46, an inert gas G such as nitrogen gas or a rare gas is allowed to flow above the substrate S, thereby causing the photoresist film 13 to flow. It is preferable to promote the drying of. Thereby, the hardening of the photoresist film 13 and the acceleration of the exposure resistance are expected.
A coating unit suitable for forming the photoresist film 13 and a reduced pressure drying unit 46 suitable for drying under a reduced pressure atmosphere will be described later.

フォトレジスト膜13が減圧雰囲気下で乾燥された後、塗布現像装置において更に乾燥するために基板Sが加熱され、再び室温(たとえば23℃)に冷却される。この後、基板Sは露光装置に搬送され、図4(c)に示すように、フォトマスク15を通してフォトレジスト膜13が露光される(図3のステップS3)。ここで露光光の波長は、たとえば波長405nm(h線)と波長365nm(i線)の混合波長であり、露光限界は2.5μmから3.0μm程度である。また、露光光の露光量はたとえば30〜40mJであって良い。また、100mJ程度の露光量でフォトレジスト膜13をオーバー露光しても良い。   After the photoresist film 13 is dried in a reduced-pressure atmosphere, the substrate S is heated and further cooled to room temperature (for example, 23 ° C.) for further drying in the coating and developing apparatus. Thereafter, the substrate S is transferred to an exposure apparatus, and the photoresist film 13 is exposed through the photomask 15 as shown in FIG. 4C (step S3 in FIG. 3). Here, the wavelength of the exposure light is, for example, a mixed wavelength of a wavelength of 405 nm (h line) and a wavelength of 365 nm (i line), and the exposure limit is about 2.5 μm to 3.0 μm. Moreover, the exposure amount of exposure light may be 30-40 mJ, for example. Further, the photoresist film 13 may be overexposed with an exposure amount of about 100 mJ.

フォトマスク15のスリット15s(露光光透過部)の幅SW1は、本実施形態においては露光限界より小さいたとえば約1.8μmである。スリット15sを透過する露光光Lの光強度曲線Aは、露光光Lがスリット15sにより回折されるため、スリット15sの幅SW1の外側にまで裾を引くことになる。このため、図4(c)に示すように、スリット15sの幅SW1にほぼ対応する領域P4が露光されるのに加えて、領域P4の外側の領域P5までに露光光が照射され得る。   In this embodiment, the width SW1 of the slit 15s (exposure light transmitting portion) of the photomask 15 is, for example, about 1.8 μm, which is smaller than the exposure limit. Since the exposure light L is diffracted by the slit 15s, the light intensity curve A of the exposure light L that passes through the slit 15s is traced to the outside of the width SW1 of the slit 15s. For this reason, as shown in FIG. 4C, in addition to exposing the region P4 substantially corresponding to the width SW1 of the slit 15s, the exposure light can be irradiated to the region P5 outside the region P4.

続いて、現像塗布装置の現像ユニットへ基板Sが搬送され、露光されたフォトレジスト膜13が現像される(図3のステップS4)。本発明の実施形態においてフォトレジスト膜13はネガ型であるため、現像後には領域P4およびP5が残ることになる。しかしながら、フォトレジスト膜13の表層はステップS2において減圧雰囲気下で急速に乾燥されて露光され難くなっているため、露光光の回折成分が照射されたに過ぎない領域P5は十分には露光されておらず、現像により除去される。その結果、図5(d)に示すように、領域P4のみが残ったエッチングマスクMが得られる。
なお、領域P5の確実な除去のために、フォトレジスト膜13における露光光が照射されていない部分が現像液に十分に溶け出した後も、所定の時間、フォトレジスト膜13を現像液に晒しておいても良い(オーバー現像を行っても良い)。
Subsequently, the substrate S is transported to the developing unit of the developing and coating apparatus, and the exposed photoresist film 13 is developed (step S4 in FIG. 3). In the embodiment of the present invention, since the photoresist film 13 is a negative type, the regions P4 and P5 remain after development. However, since the surface layer of the photoresist film 13 is rapidly dried in a reduced-pressure atmosphere in step S2 and is difficult to be exposed, the region P5 that is only irradiated with the diffraction component of the exposure light is sufficiently exposed. It is removed by development. As a result, as shown in FIG. 5D, an etching mask M in which only the region P4 remains is obtained.
In order to surely remove the region P5, the photoresist film 13 is exposed to the developer for a predetermined time after the portion of the photoresist film 13 that is not irradiated with the exposure light is sufficiently dissolved in the developer. It is also possible to perform over-development.

ここでエッチングマスクMの断面形状に着目すると、エッチングマスクM(領域P4)の幅は、上端部で広く、下端部に向かって狭くなっていることがわかる(いわゆるTトップ形状)。しかも、上端部でのエッチングマスクM(領域P4)の幅は、フォトマスク15のスリット15sの幅にほぼ等しい。これは、フォトレジスト膜13を減圧雰囲気下で乾燥したことにより、フォトレジスト膜13の表層ほど乾燥し、硬化され、露光耐性が向上したためと考えられる。また、減圧雰囲気下での乾燥中に、フォトレジスト膜13の上方において不活性ガスG(図4(b))を流すことによる乾燥促進の効果でもある。   Here, focusing on the cross-sectional shape of the etching mask M, it can be seen that the width of the etching mask M (region P4) is wide at the upper end and narrows toward the lower end (so-called T-top shape). Moreover, the width of the etching mask M (region P4) at the upper end is substantially equal to the width of the slit 15s of the photomask 15. This is presumably because the photoresist film 13 was dried in a reduced-pressure atmosphere, so that the surface layer of the photoresist film 13 was dried and cured to improve the exposure resistance. Further, it is also an effect of promoting drying by flowing an inert gas G (FIG. 4B) above the photoresist film 13 during drying in a reduced pressure atmosphere.

続けて、図5(e)に示すように、エッチングマスクMを使用してエッチング対象膜11がエッチングされる(図3のステップS5)。このエッチングは、たとえば100mTorrより低い圧力の下で、エッチング対象膜11の性質に応じて、塩素を含むエッチングガスまたはフッ素を含むエッチングガスにより行われることが好ましい。塩素を含むエッチングガスとしては、たとえば、塩素(Cl)ガス、Clと六フッ化硫黄(SF)との混合ガス、Clと四フッ化炭素(CF)との混合ガス、Clと三塩化ホウ素(BCl)との混合ガス、およびClと酸素(O)との混合ガスがある。また、フッ素を含むエッチングガスとしては、SFとOとの混合ガス、SFと窒素(N)との混合ガス、CFとOとの混合ガス、およびCFとNとの混合ガスがある。これらによれば、エッチング対象膜11が異方的にエッチングされる。すなわち、図5(e)に示すように、エッチングマスクMの上端部の幅がエッチング対象膜11に転写され、エッチング対象膜11からライン11Lが基板S上に形成される。 Subsequently, as shown in FIG. 5E, the etching target film 11 is etched using the etching mask M (step S5 in FIG. 3). This etching is preferably performed, for example, under a pressure lower than 100 mTorr, using an etching gas containing chlorine or an etching gas containing fluorine, depending on the properties of the etching target film 11. Examples of the etching gas containing chlorine include chlorine (Cl 2 ) gas, a mixed gas of Cl 2 and sulfur hexafluoride (SF 6 ), a mixed gas of Cl 2 and carbon tetrafluoride (CF 4 ), Cl There is a mixed gas of 2 and boron trichloride (BCl 3 ), and a mixed gas of Cl 2 and oxygen (O 2 ). Etching gas containing fluorine includes a mixed gas of SF 6 and O 2 , a mixed gas of SF 6 and nitrogen (N 2 ), a mixed gas of CF 4 and O 2 , and CF 4 and N 2 There is a mixed gas. According to these, the etching object film 11 is anisotropically etched. That is, as shown in FIG. 5E, the width of the upper end portion of the etching mask M is transferred to the etching target film 11, and a line 11 L is formed on the substrate S from the etching target film 11.

以上、本発明の実施形態によれば、エッチング対象膜11の上にネガ型のフォトレジスト膜13を形成し、フォトレジスト膜13を減圧雰囲気下で乾燥することにより、露光限界よりも小さい幅を有するスリット15sを用いてフォトレジスト膜13を露光しても、露光限界より小さい幅を有するエッチングマスクMを得ることができる。このエッチングマスクMを用いた異方性エッチングにより、露光限界より小さい幅を有するラインを形成することが可能となる。また、フォトレジスト膜13の表層の露光耐性が向上しているため、露光光が照射された領域がより確実に残ることとなり、各ライン幅の均一性も向上され得る。   As described above, according to the embodiment of the present invention, the negative photoresist film 13 is formed on the etching target film 11, and the photoresist film 13 is dried in a reduced-pressure atmosphere, so that the width smaller than the exposure limit is obtained. Even when the photoresist film 13 is exposed using the slits 15 s, the etching mask M having a width smaller than the exposure limit can be obtained. By anisotropic etching using this etching mask M, a line having a width smaller than the exposure limit can be formed. Further, since the exposure resistance of the surface layer of the photoresist film 13 is improved, the region irradiated with the exposure light remains more reliably, and the uniformity of each line width can be improved.

また、上述のとおり、フォトレジスト膜13の表層を減圧雰囲気下で急速に乾燥することにより、フォトレジスト膜13の表層が露光され難くなるため、フォトレジスト膜13におけるスリット15sで回折した露光光が照射された領域P5は、オーバー現像により除去され得る。したがって、現像により得られたエッチングマスクM(領域P4)の幅は、スリット15sの幅SW1とほぼ等しくなる。すなわち、スリット15sの幅SW1を露光限界よりも小さく設定することにより、露光限界よりも小さい幅を有するラインを形成することが可能となる。しかも、ライン幅の均一性をより向上できる。   Further, as described above, since the surface layer of the photoresist film 13 is not easily exposed by rapidly drying the surface layer of the photoresist film 13 in a reduced-pressure atmosphere, the exposure light diffracted by the slits 15s in the photoresist film 13 is reduced. The irradiated region P5 can be removed by over development. Therefore, the width of the etching mask M (region P4) obtained by development is substantially equal to the width SW1 of the slit 15s. That is, by setting the width SW1 of the slit 15s to be smaller than the exposure limit, a line having a width smaller than the exposure limit can be formed. In addition, the uniformity of the line width can be further improved.

また、本発明の実施形態による微細パターン形成方法によれば、解像限界を低減可能であり、大型基板に対応可能な短波長光光源を備える露光装置の開発を待つことなく、解像限界よりも小さい幅を有し、ライン幅均一性に優れたラインを形成できる。すなわち、新たな露光装置の開発・導入が不要なため、製造コストの上昇を伴うことなく微細化が可能となるという利点が提供される。   Further, according to the fine pattern forming method according to the embodiment of the present invention, the resolution limit can be reduced, and without waiting for the development of an exposure apparatus equipped with a short wavelength light source capable of handling a large substrate, the resolution limit is exceeded. Can be formed with a small width and excellent line width uniformity. That is, since it is not necessary to develop and introduce a new exposure apparatus, there is an advantage that miniaturization is possible without an increase in manufacturing cost.

次に、フォトレジスト膜13の形成に好適な塗布ユニットと、減圧雰囲気下での乾燥に好適な減圧乾燥ユニット46とについて説明する。
図6は、塗布ユニット30と、これに組み合わされた減圧乾燥ユニット46を示す側面図である。図示のとおり、塗布ユニット30には、支持台80の上に配置されるガイドレール81と、基板Sを保持可能で、ガイドレール81に沿って平行移動可能な搬送アーム82と、塗布ユニット30と減圧乾燥ユニット46との間に配置される、ノズル84を含むレジスト塗布ユニット44とを備える。ノズル84は、図示しないフォトレジスト液供給源に接続されており、フォトレジスト液供給源から供給されるフォトレジスト液を下方に向けて吐出するように、支持台80に固定されたゲート83の上部から吊り下げられている。
Next, a coating unit suitable for forming the photoresist film 13 and a reduced pressure drying unit 46 suitable for drying in a reduced pressure atmosphere will be described.
FIG. 6 is a side view showing the coating unit 30 and the vacuum drying unit 46 combined therewith. As shown in the figure, the coating unit 30 includes a guide rail 81 disposed on the support base 80, a transfer arm 82 that can hold the substrate S and can be translated along the guide rail 81, and the coating unit 30. And a resist coating unit 44 including a nozzle 84 disposed between the vacuum drying unit 46. The nozzle 84 is connected to a photoresist solution supply source (not shown), and an upper portion of the gate 83 fixed to the support base 80 so as to discharge the photoresist solution supplied from the photoresist solution supply source downward. It is hung from.

減圧乾燥ユニット46は、図6および図7に示すように、上面が開口する椀状の下部チャンバ85と、下面が開口する蓋状の上部チャンバ86とを有している。上部チャンバ86は、図示しない昇降機構により昇降可能である。昇降機構により上部チャンバ86が下部チャンバ85の上面に載置されると、図示しないシール部材により上部チャンバ86と下部チャンバ85が気密に密着する。   As shown in FIGS. 6 and 7, the vacuum drying unit 46 includes a bowl-shaped lower chamber 85 having an upper surface opened and a lid-shaped upper chamber 86 having a lower surface opened. The upper chamber 86 can be moved up and down by a lifting mechanism (not shown). When the upper chamber 86 is placed on the upper surface of the lower chamber 85 by the elevating mechanism, the upper chamber 86 and the lower chamber 85 are tightly adhered to each other by a seal member (not shown).

また、下部チャンバ85には、基板Sが載置されるステージ88が配置されており、上部チャンバ86が上方に持ち上げられるとき、基板Sが搬入されステージ88に載置される。また、下部チャンバ85の底部には排気口89が形成されており、排気口89には配管90の一端が接続され、配管90の他端には真空ポンプ91が接続されている。さらに、下部チャンバ85の底部に、窒素ガスや希ガスなどの不活性ガスを供給する供給口92が形成され、供給口92には配管96の一端が接続され、配管96の他端には不活性ガス供給源97が接続されている。供給口92と排気口89との間において、下部チャンバ85の底面とステージ88との間を塞ぐように整流板93が設けられている。これにより、供給口92から、ステージ88に載置される基板Sの上方を通り、基板Sの裏側に回り込んで吸気口89へ至る気流路が形成される。   The lower chamber 85 is provided with a stage 88 on which the substrate S is placed. When the upper chamber 86 is lifted upward, the substrate S is loaded and placed on the stage 88. An exhaust port 89 is formed at the bottom of the lower chamber 85. One end of a pipe 90 is connected to the exhaust port 89, and a vacuum pump 91 is connected to the other end of the pipe 90. Furthermore, a supply port 92 for supplying an inert gas such as nitrogen gas or a rare gas is formed at the bottom of the lower chamber 85, and one end of a pipe 96 is connected to the supply port 92, and the other end of the pipe 96 is not connected. An active gas supply source 97 is connected. A rectifying plate 93 is provided between the supply port 92 and the exhaust port 89 so as to close the space between the bottom surface of the lower chamber 85 and the stage 88. As a result, an air flow path is formed from the supply port 92 through the upper side of the substrate S placed on the stage 88 to the back side of the substrate S to reach the intake port 89.

上記の構成を有する塗布ユニット30および減圧乾燥ユニット46により、以下のように、フォトレジスト膜13が形成され、このフォトレジスト膜13が減圧雰囲気下で乾燥される。
まず、基板Sが搬送アーム82上に載置されると、搬送アーム82は、レール81上をレジスト塗布ユニット44のゲート83に向かって移動する。搬送アーム82上の基板Sの前端が、ゲート83から吊り下げられたノズル84の下に達すると、ノズル84から基板Sに対しフォトレジスト液Rが吐出され、基板Sが更に移動するのに伴って、基板Sの上面にフォトレジスト液が塗布されていく。このとき、減圧乾燥ユニット46の上部チャンバ86は、下部ユニット85から持ち上げられており、基板Sはその前端から上部チャンバ86と下部チャンバ85との間の空間へと移動する。基板Sの後端がノズル84の下方を通り過ぎて、基板Sの上面全体にフォトレジスト液が塗布されると、基板Sはそのままステージ88の上方に至りステージ88上に載置される。
By the coating unit 30 and the reduced pressure drying unit 46 having the above-described configuration, the photoresist film 13 is formed as follows, and this photoresist film 13 is dried in a reduced pressure atmosphere.
First, when the substrate S is placed on the transfer arm 82, the transfer arm 82 moves on the rail 81 toward the gate 83 of the resist coating unit 44. When the front end of the substrate S on the transfer arm 82 reaches below the nozzle 84 suspended from the gate 83, the photoresist solution R is discharged from the nozzle 84 to the substrate S, and the substrate S further moves. Then, a photoresist solution is applied to the upper surface of the substrate S. At this time, the upper chamber 86 of the vacuum drying unit 46 is lifted from the lower unit 85, and the substrate S moves from its front end to the space between the upper chamber 86 and the lower chamber 85. When the rear end of the substrate S passes under the nozzle 84 and the photoresist liquid is applied to the entire upper surface of the substrate S, the substrate S reaches the upper side of the stage 88 as it is and is placed on the stage 88.

次いで、上部ユニット86が下部ユニット85上に載置され、上部ユニット86および下部ユニット85により気密に形成される空間が真空ポンプ91により減圧される。また、不活性ガス供給源97から配管96および供給口92を通して不活性ガスが供給されると、基板S上のフォトレジスト膜13の表面上を流れる不活性ガスの気流が形成される。
このときの減圧乾燥ユニット46内の圧力は、たとえば100Paであって良く、不活性ガスの流量は、たとえば11リットル/分程度であって良い。
Next, the upper unit 86 is placed on the lower unit 85, and the space formed by the upper unit 86 and the lower unit 85 in an airtight manner is decompressed by the vacuum pump 91. Further, when an inert gas is supplied from the inert gas supply source 97 through the pipe 96 and the supply port 92, an inert gas stream flowing on the surface of the photoresist film 13 on the substrate S is formed.
The pressure in the reduced pressure drying unit 46 at this time may be, for example, 100 Pa, and the flow rate of the inert gas may be, for example, about 11 liters / minute.

以上、実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、添付の特許請求の範囲に照らし種々に変更または変形することが可能である。   Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously changed or modified in light of the appended claims.

11・・・エッチング対象膜、13・・・ネガ型のフォトレジスト膜、15・・・フォトマスク、11L・・・ライン、30・・・塗布ユニット、82・・・搬送アーム、84・・・(フォトレジスト液供給)ノズル、46・・・減圧乾燥ユニット、85・・・下部ユニット、86・・・上部ユニット、88・・・ステージ、91・・・真空ポンプ、89・・・排気口、92・・・吸気口、97・・・不活性ガス供給源、A・・・露光光強度曲線、M・・・エッチングマスク。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Etching object film, 13 ... Negative photoresist film, 15 ... Photomask, 11L ... Line, 30 ... Coating unit, 82 ... Transfer arm, 84 ... (Photoresist solution supply) Nozzle, 46 ... Low pressure drying unit, 85 ... Lower unit, 86 ... Upper unit, 88 ... Stage, 91 ... Vacuum pump, 89 ... Exhaust port, 92 ... Inlet port, 97 ... Inert gas supply source, A ... Exposure light intensity curve, M ... Etching mask.

Claims (6)

エッチングの対象となる薄膜の上に、ネガ型のフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜を減圧雰囲気下で乾燥する工程と、
使用する露光装置における解像限界よりも幅が小さい露光光透過部を有するフォトマスクを用いて、乾燥された前記フォトレジスト膜に対し前記露光光を照射して当該フォトレジスト膜を露光する工程と、
露光された前記フォトレジスト膜を現像して当該フォトレジスト膜からエッチングマスクを形成する工程と、
前記エッチングマスクを用いて前記薄膜をエッチングする工程と
を含む、微細パターン形成方法。
Forming a negative photoresist film on the thin film to be etched; and
Drying the photoresist film in a reduced pressure atmosphere;
A step of exposing the photoresist film by irradiating the dried photoresist film with the exposure light using a photomask having an exposure light transmission portion having a width smaller than a resolution limit in an exposure apparatus to be used; ,
Developing the exposed photoresist film to form an etching mask from the photoresist film;
And a step of etching the thin film using the etching mask.
前記乾燥する工程において、前記フォトレジスト膜に含まれる複数の溶剤の少なくとも一つの溶剤の蒸気圧よりも低い圧力にまで減圧された雰囲気に前記フォトレジスト膜が晒される、請求項1に記載の微細パターン形成方法。   2. The fine film according to claim 1, wherein in the drying step, the photoresist film is exposed to an atmosphere reduced to a pressure lower than a vapor pressure of at least one of the plurality of solvents contained in the photoresist film. Pattern forming method. 前記乾燥する工程において、前記フォトレジスト膜の上方に不活性ガスが流される、請求項1または2に記載の微細パターン形成方法。   The fine pattern forming method according to claim 1, wherein an inert gas is flowed above the photoresist film in the drying step. 前記フォトレジスト膜を露光する工程において、前記フォトレジスト膜がオーバー露光される、請求項1から3のいずれか一項に記載の微細パターン形成方法。   4. The fine pattern forming method according to claim 1, wherein in the step of exposing the photoresist film, the photoresist film is overexposed. 5. エッチングマスクを形成する工程において、前記フォトレジスト膜がオーバー現像される、請求項1から4のいずれか一項に記載の微細パターン形成方法。   The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the photoresist film is over-developed in the step of forming an etching mask. 前記エッチングする工程において、塩素を含むガスまたはフッ素を含むガスを利用して減圧雰囲気下で前記薄膜が異方性エッチングされる、請求項1から5のいずれか一項に記載の微細パターン形成方法。   6. The fine pattern forming method according to claim 1, wherein, in the etching step, the thin film is anisotropically etched under a reduced-pressure atmosphere using a gas containing chlorine or a gas containing fluorine. .
JP2011007327A 2011-01-17 2011-01-17 Formation method of fine pattern Pending JP2012151189A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011007327A JP2012151189A (en) 2011-01-17 2011-01-17 Formation method of fine pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011007327A JP2012151189A (en) 2011-01-17 2011-01-17 Formation method of fine pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012151189A true JP2012151189A (en) 2012-08-09

Family

ID=46793201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011007327A Pending JP2012151189A (en) 2011-01-17 2011-01-17 Formation method of fine pattern

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012151189A (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0683055A (en) * 1992-07-15 1994-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd New negative resist material and pattern forming method
JPH09326475A (en) * 1996-06-04 1997-12-16 Sony Corp Fabrication of nonvolatile memory and exposing mask
JPH10228113A (en) * 1996-12-13 1998-08-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Base material for lithography
JP2000164594A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Murata Mfg Co Ltd Method for forming wiring pattern
JP2004146651A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for coating with resist
JP2006019472A (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Toppan Printing Co Ltd Apparatus and method for reduced pressure drying

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0683055A (en) * 1992-07-15 1994-03-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd New negative resist material and pattern forming method
JPH09326475A (en) * 1996-06-04 1997-12-16 Sony Corp Fabrication of nonvolatile memory and exposing mask
JPH10228113A (en) * 1996-12-13 1998-08-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Base material for lithography
JP2000164594A (en) * 1998-11-25 2000-06-16 Murata Mfg Co Ltd Method for forming wiring pattern
JP2004146651A (en) * 2002-10-25 2004-05-20 Tokyo Electron Ltd Method and apparatus for coating with resist
JP2006019472A (en) * 2004-07-01 2006-01-19 Toppan Printing Co Ltd Apparatus and method for reduced pressure drying

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220244645A1 (en) Photoresist development with halide chemistries
JP4638550B2 (en) Mask pattern forming method, fine pattern forming method, and film forming apparatus
JP5275094B2 (en) Substrate processing method
JP7213642B2 (en) Method for manufacturing resist film
CN111399338B (en) Photoetching method
KR20220006887A (en) Method for fabricating a pellicle for EUV(extreme ultraviolet) lithography
JPH08262699A (en) Resist composition, resist processing method, and device therefor
US20070298615A1 (en) Pattern forming method and method of manufacturing semiconductor devices
JP2010027952A (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100601979B1 (en) Baking apparatus for semiconductor wafer
WO2008056614A1 (en) Reflow method, pattern-forming method, and method for manufacturing tft
JP2011165691A (en) Reduced pressure drying method and reduced pressure drying device
JP2012151189A (en) Formation method of fine pattern
US20060128160A1 (en) Photoresist strip using solvent vapor
KR20100127183A (en) Resist coating method and resist pattern forming method
JP2016111115A (en) Substrate processing method, program, computer storage medium and substrate processing system
US7670960B2 (en) Substrate processing method
KR100945928B1 (en) Method for fabricating pattern in semiconductor device using spacer
JPS63133629A (en) Manufacture of integrated circuit device
JP4243508B2 (en) Bank forming method and bank forming system
JP5344824B2 (en) Method for forming resist pattern and recording medium
US20020164543A1 (en) Bi-layer photolithographic process
US10636696B1 (en) Methods for forming vias in polymer layers
US20220404713A1 (en) Dry Resist System and Method of Using
CN113126440A (en) Semiconductor manufacturing apparatus and method of baking coating layer

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121029

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140603