JP2583987B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2583987B2 JP2583987B2 JP63179575A JP17957588A JP2583987B2 JP 2583987 B2 JP2583987 B2 JP 2583987B2 JP 63179575 A JP63179575 A JP 63179575A JP 17957588 A JP17957588 A JP 17957588A JP 2583987 B2 JP2583987 B2 JP 2583987B2
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- JP
- Japan
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- resist
- photoresist
- pattern
- semiconductor device
- excimer laser
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- 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.)
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
- G03F7/70875—Temperature, e.g. temperature control of masks or workpieces via control of stage temperature
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置製造工程の一つであるレジスト
マスク形成工程において、特に、短波長のKrF（λ＝248
nm）のエキシマレーザを搭載した縮小投影型露光装置
（以下エキシマレーザステッパー）を用いて、高アスペ
クト比の断面形状を有する微細レジストパターンの形成
を可能とする半導体装置の製造方法に関する。
マスク形成工程において、特に、短波長のKrF（λ＝248
nm）のエキシマレーザを搭載した縮小投影型露光装置
（以下エキシマレーザステッパー）を用いて、高アスペ
クト比の断面形状を有する微細レジストパターンの形成
を可能とする半導体装置の製造方法に関する。
従来の技術 半導体装置の微細化にともない、レジストパターン形
成に用いられるパターン転写装置の露光波長が、短波長
化しエキシマレーザを光源とするステッパーが開発され
ている。エキシマレーザステッパーを用いた場合、従来
のノボラック樹脂をベースポリマーとしたホトレジスト
ではレジスト中の光吸収が大きく、露光量のレジスト深
さ方向に沿った勾配と、未露光部側壁の現像液に対する
膜減り量の深さ方向に沿った勾配が重なりレジストパタ
ーンのコントラストが低下し、台形状もしくは三角形状
をしたレジストパターンが形成される。このため0.5μ
ｍ以下の微細パターンを得るためには、O2RIEを用いた
多層レジスト法との併用が必須となっている。
成に用いられるパターン転写装置の露光波長が、短波長
化しエキシマレーザを光源とするステッパーが開発され
ている。エキシマレーザステッパーを用いた場合、従来
のノボラック樹脂をベースポリマーとしたホトレジスト
ではレジスト中の光吸収が大きく、露光量のレジスト深
さ方向に沿った勾配と、未露光部側壁の現像液に対する
膜減り量の深さ方向に沿った勾配が重なりレジストパタ
ーンのコントラストが低下し、台形状もしくは三角形状
をしたレジストパターンが形成される。このため0.5μ
ｍ以下の微細パターンを得るためには、O2RIEを用いた
多層レジスト法との併用が必須となっている。
発明が解決しようとする課題 既知のノボラック樹脂系のホトレジストを用いた単層
レジスト法では、後工程で必要とされるレジスト膜厚を
保持すると、レジスト自体の光吸収特性によりレジスト
形状が三角となり、良好な微細レシストパターンを形成
することができなかった。また、多層レジスト法では、
工程が複雑化するばかりでなく、安定性にも乏しく、量
産化をはかる面で解決すべき問題が残されていた。
レジスト法では、後工程で必要とされるレジスト膜厚を
保持すると、レジスト自体の光吸収特性によりレジスト
形状が三角となり、良好な微細レシストパターンを形成
することができなかった。また、多層レジスト法では、
工程が複雑化するばかりでなく、安定性にも乏しく、量
産化をはかる面で解決すべき問題が残されていた。
課題を解決するための手段 本発明は、短波長のエキシマレーザステッパーを用い
た従来のレジストパターン形成方法に存在した問題点を
排除を目的としてなされたもので、本発明の半導体装置
の製造方法の特徴は、半導体基上に塗布したホトレジス
ト層に、その表面側から深さ方向へ向けて高くなる関係
を成立させて、現像液に対する溶解度勾配の付与処理
（窒素雰囲気中で行う紫外光の全面照射処理）を施した
のち、前記ホトレジストを現像する工程を有するところ
にある。
た従来のレジストパターン形成方法に存在した問題点を
排除を目的としてなされたもので、本発明の半導体装置
の製造方法の特徴は、半導体基上に塗布したホトレジス
ト層に、その表面側から深さ方向へ向けて高くなる関係
を成立させて、現像液に対する溶解度勾配の付与処理
（窒素雰囲気中で行う紫外光の全面照射処理）を施した
のち、前記ホトレジストを現像する工程を有するところ
にある。
作用 本発明の半導体装置の製造方法によると、短波長のエ
キシマレーザステッパーを用いて単層レジスト法の基本
工程をそのまま採用して高アスペクト比の断面形状を有
するホトレジストパターンを安定し、しかも、再現性よ
く形成することができる。
キシマレーザステッパーを用いて単層レジスト法の基本
工程をそのまま採用して高アスペクト比の断面形状を有
するホトレジストパターンを安定し、しかも、再現性よ
く形成することができる。
実施例 以下に本発明を実施例をもとに詳細に説明する。
シリコン基板上へ塗布するホトレジストとして市販の
ノボラック樹脂をベースポリマーとしたポジ型ホトレジ
ストを準備し、これをシリコン基板上1.2μｍの厚さに
塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で加熱処理を
行った。この後、波長248nmのKrFのエキシマレーザを搭
載したステッパーで所定の回路パターンの転写を行っ
た。第２図に本実施例で用いたホトレジストの紫外光の
吸収特性を示す。図から、248nmの光の吸収度は２以上
ある。第３図は従来のエキシマレーザステッパーと多層
レジスト法の組み合せで行った微細レジストパターン形
成方法を示す。第３図ｃに示す様に上層レジスト層に形
成されたレジストパターン１は光吸収のため三角形とな
っている。このレジストパターン１をマスクに中間層２
（実施例では塗布ガラス膜）をフレオン系ガスプラズマ
を用いたドライエッチング処理を施こす。（第３図ｂ）
その後中間層２をマスクに酸素ガスプラズマを用いた反
応性イオンエッチングにより下層レジスト３に所望のレ
ジストパターンを転写する。本従来例では中間層と下層
レジストのドライエッチング工程が必要である。これに
対し本発明のよる実施例を第１図に示す。エキシマレー
ザステッパーを用いホトレジスト５に所定の回路パター
ンを転写する。この時ホトレジスト５の光吸収特性によ
りアルカリ現像液に対する溶解速度の等速線は破線に示
すような勾配を持つ。（第１図ａ）しかる後に、窒素雰
囲気内にシリコン基板を載置したホットプレートを配置
し、さらに、ホットプレートで100℃に加熱する条件の
下で前記ホトレジスト主表面に紫外線６の全面照射を施
した。この全面照射には、紫外光のスタビライザを使用
し、照射時の照度を254nmのセンサーを用いた測定で120
mw/cm2とした。この時、レジスト中の感光基が分解した
ケテンとノボラック樹脂とのエステル結合が生じ溶解阻
止層が形成される。この溶解阻止層の溶解阻止能力は、
紫外線の照射量で決まり、レジスト中で深さ方向に勾配
を持つ。（第１図b1点鎖線）この結果エキシマレーザス
テッパーの露光時に形成された溶解速度の勾配は相殺さ
れ、専用現像液による現像処理を施こした後形成された
レジストパターン７を第１図ｃに示す。本発明により得
られたパターン形状は従来例の第３図ｅで得られた三角
形状とはならず、パターン側壁の切り立ったコントラス
トの高いものとなる。
ノボラック樹脂をベースポリマーとしたポジ型ホトレジ
ストを準備し、これをシリコン基板上1.2μｍの厚さに
塗布し、100℃で90秒間ホットプレート上で加熱処理を
行った。この後、波長248nmのKrFのエキシマレーザを搭
載したステッパーで所定の回路パターンの転写を行っ
た。第２図に本実施例で用いたホトレジストの紫外光の
吸収特性を示す。図から、248nmの光の吸収度は２以上
ある。第３図は従来のエキシマレーザステッパーと多層
レジスト法の組み合せで行った微細レジストパターン形
成方法を示す。第３図ｃに示す様に上層レジスト層に形
成されたレジストパターン１は光吸収のため三角形とな
っている。このレジストパターン１をマスクに中間層２
（実施例では塗布ガラス膜）をフレオン系ガスプラズマ
を用いたドライエッチング処理を施こす。（第３図ｂ）
その後中間層２をマスクに酸素ガスプラズマを用いた反
応性イオンエッチングにより下層レジスト３に所望のレ
ジストパターンを転写する。本従来例では中間層と下層
レジストのドライエッチング工程が必要である。これに
対し本発明のよる実施例を第１図に示す。エキシマレー
ザステッパーを用いホトレジスト５に所定の回路パター
ンを転写する。この時ホトレジスト５の光吸収特性によ
りアルカリ現像液に対する溶解速度の等速線は破線に示
すような勾配を持つ。（第１図ａ）しかる後に、窒素雰
囲気内にシリコン基板を載置したホットプレートを配置
し、さらに、ホットプレートで100℃に加熱する条件の
下で前記ホトレジスト主表面に紫外線６の全面照射を施
した。この全面照射には、紫外光のスタビライザを使用
し、照射時の照度を254nmのセンサーを用いた測定で120
mw/cm2とした。この時、レジスト中の感光基が分解した
ケテンとノボラック樹脂とのエステル結合が生じ溶解阻
止層が形成される。この溶解阻止層の溶解阻止能力は、
紫外線の照射量で決まり、レジスト中で深さ方向に勾配
を持つ。（第１図b1点鎖線）この結果エキシマレーザス
テッパーの露光時に形成された溶解速度の勾配は相殺さ
れ、専用現像液による現像処理を施こした後形成された
レジストパターン７を第１図ｃに示す。本発明により得
られたパターン形状は従来例の第３図ｅで得られた三角
形状とはならず、パターン側壁の切り立ったコントラス
トの高いものとなる。
以上、本発明を実施例をもとに示したが、本発明の重
要な点は、現像前のホトレジスト層に加熱処理を加えな
がら紫外線を全面照射することにより、主表面では低く
内方へ向けて高くなるように現像液に対する溶解度の勾
配を設けることであり、このことにより、ホトレジスト
のコントラストの向上を図ることができる。
要な点は、現像前のホトレジスト層に加熱処理を加えな
がら紫外線を全面照射することにより、主表面では低く
内方へ向けて高くなるように現像液に対する溶解度の勾
配を設けることであり、このことにより、ホトレジスト
のコントラストの向上を図ることができる。
発明の効果 本発明の製造方法によれば、従来のホトレジストで、
短波長光のエキシマレーザステッパーを用いて、簡便か
つ安定にコントラストの高い、高アスペクト比のレジス
トパターンを形成することが可能であり、半導体装置の
量産技術として、工業的価値が高い。
短波長光のエキシマレーザステッパーを用いて、簡便か
つ安定にコントラストの高い、高アスペクト比のレジス
トパターンを形成することが可能であり、半導体装置の
量産技術として、工業的価値が高い。
第１図は本発明の製造方法によるホトレジストパターン
形成方法を示す図、第２図は従来レジストの紫外線の吸
光度特性を示す図、第３図は従来法によるホトレジスト
パターン形成方法を示す図である。 １……上層レジストパターン、２……中間層、３……下
層レジスト、４……半導体基板、５……ホトレジスト、
６……紫外線、７……レジストパターン。
形成方法を示す図、第２図は従来レジストの紫外線の吸
光度特性を示す図、第３図は従来法によるホトレジスト
パターン形成方法を示す図である。 １……上層レジストパターン、２……中間層、３……下
層レジスト、４……半導体基板、５……ホトレジスト、
６……紫外線、７……レジストパターン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｃ (72)発明者 福本 博文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 子工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−73522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−129849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−135943（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に塗布されたホトレジスト層
に、エキシマレーザーの波長を持つ第１の紫外光を用い
てパターン露光した後、現像処理を施す前に、前記基板
の温度を80℃以上130℃以下に保持し、前記ホトレジス
ト層の全表面に窒素雰囲気中で第２の紫外光の照射を行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179575A JP2583987B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63179575A JP2583987B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0229656A JPH0229656A (ja) | 1990-01-31 |
| JP2583987B2 true JP2583987B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=16068133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63179575A Expired - Lifetime JP2583987B2 (ja) | 1988-07-19 | 1988-07-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2583987B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60135943A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | レジスト層の強度向上方法および装置 |
| JP2552648B2 (ja) * | 1985-12-02 | 1996-11-13 | 東京応化工業 株式会社 | ポジ型ホトレジストパタ−ンの安定化方法 |
| JPH0821532B2 (ja) * | 1986-09-16 | 1996-03-04 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-07-19 JP JP63179575A patent/JP2583987B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0229656A (ja) | 1990-01-31 |
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