JP2014045132A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】凹凸パターンが形成された半導体基板上でのリソグラフィ工程における現像・リンス後の乾燥処理において凹凸パターンの倒壊を防止する。
【解決手段】本実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、基板上に凹凸パターンを含む所定パターンを形成し、前記所定パターンの表面を撥水化し、前記所定パターン上にレジスト膜を形成し、露光処理及び現像処理を行い、前記レジスト膜に、前記凹凸パターンを露出させ、前記基板を水リンスし、前記基板を乾燥させる。
【選択図】図2
【解決手段】本実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、基板上に凹凸パターンを含む所定パターンを形成し、前記所定パターンの表面を撥水化し、前記所定パターン上にレジスト膜を形成し、露光処理及び現像処理を行い、前記レジスト膜に、前記凹凸パターンを露出させ、前記基板を水リンスし、前記基板を乾燥させる。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の製造工程には、リソグラフィ工程、エッチング工程、イオン注入工程などの様々な工程が含まれている。各工程の終了後、次の工程に移る前に、ウェーハ表面に残存した不純物や残渣を除去してウェーハ表面を清浄にするためのクリーニング(洗浄)工程及び乾燥工程が実施されている。
例えば、エッチング工程後のウェーハの洗浄処理では、ウェーハの表面に洗浄処理のための薬液が供給され、その後に純水が供給されてリンス処理が行われる。リンス処理後は、ウェーハ表面に残っている純水を除去してウェーハを乾燥させる乾燥処理が行われる。乾燥処理の際に、ウェーハ上のパターンが毛細管力により倒壊するという問題があった。そのため、IPA(イソプロピルアルコール)を用いてウェーハ上の純水をIPAに置換してウェーハを乾燥させる手法が提案されている。また、有機溶剤をベースとした撥水剤を用いてパターン表面を撥水処理する方法が知られている。
しかし、凹凸パターンが形成された半導体基板上でのリソグラフィ工程における現像・リンス後の乾燥処理では、基板上にレジストパターンが存在するため、上述のようなIPAや撥水剤を用いた乾燥方法を用いることができず、凹凸パターンの倒壊を防止することが困難であった。
本発明は、凹凸パターンが形成された半導体基板上でのリソグラフィ工程における現像・リンス後の乾燥処理において凹凸パターンの倒壊を防止することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
本実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、基板上に凹凸パターンを含む所定パターンを形成し、前記所定パターンの表面を撥水化し、前記所定パターン上にレジスト膜を形成し、露光処理及び現像処理を行い、前記レジスト膜に、前記凹凸パターンを露出させ、前記基板を水リンスし、前記基板を乾燥させる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の実施形態による半導体装置の製造方法を図1〜図4に示す工程断面図を用いて説明する。
まず、図1に示すように、基板101上に微細な凹凸パターン102aを含むパターン102を形成する。パターン102は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、金属等からなり、これらが積層されたものでもよい。
次に、図2に示すように、撥水化材料を塗布し、パターン102の表面に撥水化処理を施す。ここで使用される撥水化材料は、炭素を含み、後の工程で用いられるレジスト材料や薬液に対する耐性を有する。撥水化処理により、パターン102の表面に炭素含有材料が吸着し、炭素含有膜103が形成される。
また、下地との反応性を制御するために、チオール類やホスホン酸類を用いることができる。チオール類の一例としてオクタデカンチオールを以下に示す。パターン102がPtやAuのような貴金属を含む場合、撥水化材料にチオール類を用いることが好ましい。例えば、パターン102がAuを含む場合、撥水化材料はアルカンチオールを含むことが好ましい。
撥水化材料は気相、液相のどちらで供給してもよく、パターン102の表面に自己組織化単分子膜(SAM: Self-Assembled Monolayer)を形成することが好ましい。例えば、撥水化材料を溶解させた有機溶媒に基板101を浸漬させたり、基板101を導入した減圧チャンバ内において、撥水化材料を溶解させた有機溶媒を飛散させたりすることで、パターン102の表面にSAMを形成することができる。この場合、撥水化材料は、8〜18程度の炭素を含む直鎖アルキル基を有することが好ましい。炭素数8〜18程度が、直鎖アルキル基同士の分子間力が働きやすく、自己組織化単分子膜の形成に好適なためである。
また、後の工程で用いられるレジスト材料や薬液に対する耐性を高めるために、アルキルカーボン鎖の代わりにアルキルフッ素鎖を用いてもよい。この場合、パターン102の表面にはフロロカーボンを含む膜が形成される。
次に、図3に示すように、基板101及びパターン102上にレジスト104を塗布する。
次に、図4に示すように、レジスト104を露光・現像し、凹凸パターン102a部分を露出する開口部105を形成する。現像液には、例えば、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)と界面活性剤の混合液が用いられる。現像処理後、基板101に純水を供給してリンス処理を行う。純水リンス後、基板101をスピン乾燥等により乾燥させる。
パターン102の表面には撥水化処理が施されているため、乾燥処理時の純水の接触角が大きくなる。そのため、乾燥処理時に凹凸パターン102aに作用する液体の表面張力が小さくなり、凹凸パターン102aのパターン倒壊を防止することができる。
なお、パターン102の表面の炭素含有膜103は、その後のレジスト104剥離の際に除去される。
(比較例)比較例による半導体装置の製造方法を図5〜図7を用いて説明する。
まず、図5に示すように、基板201上に微細な凹凸パターン202aを含むパターン202を形成する。パターン202は、ポリシリコン、アモルファスシリコン、金属等からなり、これらが積層されたものでもよい。
次に、図6に示すように、基板201及びパターン202上にレジスト204を塗布する。
次に、図7に示すように、レジスト204を露光・現像し、凹凸パターン202a部分を露出する開口部205を形成する。現像処理後、基板201に純水を供給してリンス処理を行う。純水リンス後、基板201をスピン乾燥等により乾燥させる。このとき、凹凸パターン202aには純水の表面張力が大きく作用し、凹凸パターン202aが倒壊する。
一方、上記実施形態によれば、レジスト塗布前にパターン102の表面に撥水化処理を施しているため、露光・現像・純水リンスを行った後の乾燥処理において、凹凸パターン102aに作用する液体の表面張力が小さくなり、凹凸パターン102aのパターン倒壊を防止することができる。パターン102の表面の撥水化処理に使用される撥水化材料は、レジスト材料等に対する耐性を有するため、現像後にも撥水性を維持することができる。
上記実施形態において、撥水化処理後、レジスト104の塗布前に、石油類等の有機溶媒を用いて基板101をリンスしてもよい。また、このリンス後に、有機溶媒をIPAに置換し、スピン乾燥してもよい。
また、撥水化処理後、基板101をベーク処理(加熱処理)してもよい。これにより、炭素含有膜103の薬液耐性が向上する。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
101 基板
102 パターン
103 炭素含有膜
104 レジスト
105 開口部
102 パターン
103 炭素含有膜
104 レジスト
105 開口部
Claims (6)
- 基板上に凹凸パターンを含む所定パターンを形成し、
炭素を含む撥水化材料を用いて前記所定パターンの表面を撥水化し、
前記所定パターン上にレジスト膜を形成し、
露光処理及び現像処理を行い、前記レジスト膜に、前記凹凸パターンを露出させ、
前記基板を水リンスし、
前記基板を乾燥させる半導体装置の製造方法であって、
前記凹凸パターンは貴金属を含み、
前記撥水化材料は8〜18個の炭素を含む直鎖アルキル基を有するチオール類であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 基板上に凹凸パターンを含む所定パターンを形成し、
前記所定パターンの表面を撥水化し、
前記所定パターン上にレジスト膜を形成し、
露光処理及び現像処理を行い、前記レジスト膜に、前記凹凸パターンを露出させ、
前記基板を水リンスし、
前記基板を乾燥させる
半導体装置の製造方法。 - 炭素を含む撥水化材料を用いて前記所定パターンの表面を撥水化することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記撥水化材料は、8〜18個の炭素を含む直鎖アルキル基を有することを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
- 撥水化により前記所定パターンの表面にカーボン又はフロロカーボンを吸着させることを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記凹凸パターンは貴金属を含み、
前記撥水化材料はチオール類であることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012187718A JP2014045132A (ja) | 2012-08-28 | 2012-08-28 | 半導体装置の製造方法 |
US13/787,281 US20140065555A1 (en) | 2012-08-28 | 2013-03-06 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012187718A JP2014045132A (ja) | 2012-08-28 | 2012-08-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014045132A true JP2014045132A (ja) | 2014-03-13 |
Family
ID=50188055
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2012187718A Pending JP2014045132A (ja) | 2012-08-28 | 2012-08-28 | 半導体装置の製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014045132A (ja) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5770350A (en) * | 1993-11-09 | 1998-06-23 | Lg Semicon Co. Ltd. | Method for forming pattern using multilayer resist |
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2012
- 2012-08-28 JP JP2012187718A patent/JP2014045132A/ja active Pending
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2013
- 2013-03-06 US US13/787,281 patent/US20140065555A1/en not_active Abandoned
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Publication number | Publication date |
---|---|
US20140065555A1 (en) | 2014-03-06 |
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