JP3188673B2 - 基板の製造方法 - Google Patents
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- 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
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- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/38—Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、その上に硬化した
フォトレジストパターンを有する基板の製造方法に関
し、詳しくは、半透過型（Half-tone）フォトマスクを
介してパターニングされた化学増幅型フォトレジストを
その上に有する半導体基板の製造方法に関するものであ
る。
フォトレジストパターンを有する基板の製造方法に関
し、詳しくは、半透過型（Half-tone）フォトマスクを
介してパターニングされた化学増幅型フォトレジストを
その上に有する半導体基板の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近来、半導体素子の集積度が高度になる
に従って、０．２５μm以下の最小寸法（Critical dime
ntsion）を実現するリソグラフィー技術が要求され、こ
のような微細パターンに対する解像力を高めるために、
フォトマスクとフォトレジスト両者の改善が必要になっ
ている。
に従って、０．２５μm以下の最小寸法（Critical dime
ntsion）を実現するリソグラフィー技術が要求され、こ
のような微細パターンに対する解像力を高めるために、
フォトマスクとフォトレジスト両者の改善が必要になっ
ている。
【０００３】フォトマスクについては、１９８２年度に
レベンソン氏が開発した位相シフトマスクが、その後、
漸次改良され、最近は、半透過型位相シフトマスク（Ha
lf tone phase shift mask）が欠陥を検出する装置の開
発と相まって、実際の半導体製造工程に多用されてい
る。
レベンソン氏が開発した位相シフトマスクが、その後、
漸次改良され、最近は、半透過型位相シフトマスク（Ha
lf tone phase shift mask）が欠陥を検出する装置の開
発と相まって、実際の半導体製造工程に多用されてい
る。
【０００４】一方、フォトレジストについては、最近、
２００〜３００nmの波長を有する超短波長紫外光（Deep
−ＵＶ）を利用したリソグラフィー技術が活発に研究さ
れ、該超短波長紫外光に対応する新しいフォトレジスト
として、化学増幅型レジストが市販されている。ここ
で、“フォトレジスト”とは、光の照射により化学反応
が誘起され、その結果、光の非照射部と照射部とで現像
液に対する溶解性の差ができることを利用し、パターン
を形成する感光性ポリマー組成物の総称である。
２００〜３００nmの波長を有する超短波長紫外光（Deep
−ＵＶ）を利用したリソグラフィー技術が活発に研究さ
れ、該超短波長紫外光に対応する新しいフォトレジスト
として、化学増幅型レジストが市販されている。ここ
で、“フォトレジスト”とは、光の照射により化学反応
が誘起され、その結果、光の非照射部と照射部とで現像
液に対する溶解性の差ができることを利用し、パターン
を形成する感光性ポリマー組成物の総称である。
【０００５】以下、半透過型位相シフトマスク及び化学
増幅型レジストを用いてパターニングされる原理につい
て説明する。
増幅型レジストを用いてパターニングされる原理につい
て説明する。
【０００６】図７は、半透過型位相シフトマスクの縦断
面図で、図中１は光学的に透明な基板、２はクロム薄膜
からなる半透過膜、３は二酸化シリコン薄膜からなる位
相シフト膜である。半透過膜２はそれへの入射光を約５
〜１０％程度透過させ得るが、該半透過膜上に該位相シ
フト膜が形成された部位を位相シフト領域４又は遮光領
域４と称し、一方、透明な基板１がそのまま露出された
部分を透光領域５と称す。図８は、図７の位相シフトマ
スクに入射した光がレジストに到達した時の光の位相及
び振幅を示した図であり、図示の通り、位相シフト領域
４を通過した光は負の位相となり、その振幅は減衰す
る。
面図で、図中１は光学的に透明な基板、２はクロム薄膜
からなる半透過膜、３は二酸化シリコン薄膜からなる位
相シフト膜である。半透過膜２はそれへの入射光を約５
〜１０％程度透過させ得るが、該半透過膜上に該位相シ
フト膜が形成された部位を位相シフト領域４又は遮光領
域４と称し、一方、透明な基板１がそのまま露出された
部分を透光領域５と称す。図８は、図７の位相シフトマ
スクに入射した光がレジストに到達した時の光の位相及
び振幅を示した図であり、図示の通り、位相シフト領域
４を通過した光は負の位相となり、その振幅は減衰す
る。
【０００７】一方、透光領域５を通過した光は正の位相
のままであり、その振幅の減衰は殆んどない。図８の光
の透過の程度を透過率、すなわち、透過光量：Ｉ／入射
光量：Ｉｏにて示すと、図９のようになる。すなわち、
透光領域５を通過した光の強さは１に近く、位相シフト
領域４を通過した光の強さは０に近い。図１０は図７の
位相シフトマスクを介して基板１０の上面に塗布された
フォトレジスト膜を露光し、現像した後のレジストパタ
ーン２０を示した縦断面図である。図示の通り、フォト
レジスト膜（ポジ型の場合）は、図７の位相シフトマス
クの透光領域５に対応する部位、すなわち露光部におい
ては現像液に対する溶解性が大きい成分に変化するが、
位相シフト領域４に対応する部位、すなわち非露光部に
おいては現象液に対する溶解性は殆んど変化しない。次
いで、該基板１０を現像液の溶液内に浸すと、露光部の
フォトレジストは現像液に溶解して除去され、非露光部
のフォトレジストが残存するので所定のパターン２０が
形成される。このようにして形成された基板１０上のレ
ジストパターン２０を例示したものが、図１０（縦断面
図）及び図１１（平面図）である。
のままであり、その振幅の減衰は殆んどない。図８の光
の透過の程度を透過率、すなわち、透過光量：Ｉ／入射
光量：Ｉｏにて示すと、図９のようになる。すなわち、
透光領域５を通過した光の強さは１に近く、位相シフト
領域４を通過した光の強さは０に近い。図１０は図７の
位相シフトマスクを介して基板１０の上面に塗布された
フォトレジスト膜を露光し、現像した後のレジストパタ
ーン２０を示した縦断面図である。図示の通り、フォト
レジスト膜（ポジ型の場合）は、図７の位相シフトマス
クの透光領域５に対応する部位、すなわち露光部におい
ては現像液に対する溶解性が大きい成分に変化するが、
位相シフト領域４に対応する部位、すなわち非露光部に
おいては現象液に対する溶解性は殆んど変化しない。次
いで、該基板１０を現像液の溶液内に浸すと、露光部の
フォトレジストは現像液に溶解して除去され、非露光部
のフォトレジストが残存するので所定のパターン２０が
形成される。このようにして形成された基板１０上のレ
ジストパターン２０を例示したものが、図１０（縦断面
図）及び図１１（平面図）である。
【０００８】以下、このようなその上にレジストパター
ンを有する従来の基板（その上にレジストパターンを有
する基板としてシリコンウェーハを例として説明する）
の製造方法について、図１２のフローチャートを用いて
説明する。まず、該基板を製造するクリーンルームの内
部であるが、実際に該基板の製造が行われる場所である
トラック及び人間が作業を行う場所であるインタフェー
ス領域に区分される。前記のパターニング工程は全てト
ラック内で行われ、該トラックの内部空間はインタフェ
ース領域に比べてその空気の清浄度は高く保持され、半
導体素子の製造に有害なガスの濃度が低く保たれてい
る。ここで、トラック内部のＮＨ3のようなアルカリガ
ス濃度は、１ppb以下に調節されているが、インタフェ
ース領域のアルカリガス濃度は２０〜５０ppb程度であ
る。
ンを有する従来の基板（その上にレジストパターンを有
する基板としてシリコンウェーハを例として説明する）
の製造方法について、図１２のフローチャートを用いて
説明する。まず、該基板を製造するクリーンルームの内
部であるが、実際に該基板の製造が行われる場所である
トラック及び人間が作業を行う場所であるインタフェー
ス領域に区分される。前記のパターニング工程は全てト
ラック内で行われ、該トラックの内部空間はインタフェ
ース領域に比べてその空気の清浄度は高く保持され、半
導体素子の製造に有害なガスの濃度が低く保たれてい
る。ここで、トラック内部のＮＨ3のようなアルカリガ
ス濃度は、１ppb以下に調節されているが、インタフェ
ース領域のアルカリガス濃度は２０〜５０ppb程度であ
る。
【０００９】まず、トラック内にウェーハを投入し（６
１）、該ウェーハの上にフォトレジストを塗布する（６
２）。次いで、該フォトレジストが塗布されたウェーハ
を熱処理（ソフト・ベーク；Soft bake）して該塗布さ
れたフォトレジストを固める（６３）。次いで、該フォ
トレジストが固められたウェーハを冷却し（６４）、ス
テッパーのような露光装置に投入し、半透過型位相シフ
トマスクを介して該フォトレジストを露光する（６
５）。次いで、該露光されたウェーハを再び熱処理した
（ポスト・エクスポージャ・ベーク：Post exposure ba
ke）（６６）後、該熱処理されたウェーハをアルカリ現
象液に浸して現像を行い、露光部を除去してレジストパ
ターンを形成する（６７）。次いで、該レジストパター
ンを形成されたウェーハを再び熱処理して（ハード・ベ
ーク：Hard bake）前記のレジストパターンを完全に固
め（６８）、該熱処理されたウェーハをトラックから引
き出して（６９）、フォトレジストのパターニングを終
了する。
１）、該ウェーハの上にフォトレジストを塗布する（６
２）。次いで、該フォトレジストが塗布されたウェーハ
を熱処理（ソフト・ベーク；Soft bake）して該塗布さ
れたフォトレジストを固める（６３）。次いで、該フォ
トレジストが固められたウェーハを冷却し（６４）、ス
テッパーのような露光装置に投入し、半透過型位相シフ
トマスクを介して該フォトレジストを露光する（６
５）。次いで、該露光されたウェーハを再び熱処理した
（ポスト・エクスポージャ・ベーク：Post exposure ba
ke）（６６）後、該熱処理されたウェーハをアルカリ現
象液に浸して現像を行い、露光部を除去してレジストパ
ターンを形成する（６７）。次いで、該レジストパター
ンを形成されたウェーハを再び熱処理して（ハード・ベ
ーク：Hard bake）前記のレジストパターンを完全に固
め（６８）、該熱処理されたウェーハをトラックから引
き出して（６９）、フォトレジストのパターニングを終
了する。
【００１０】以下、このような化学増幅型レジストを用
いたパターニングの原理を説明する。まず、化学増幅型
レジストとは、ノボラック樹脂等のバインダ樹脂、酸発
生剤（ＰＡＧ：Photo acid generator 以下、ＰＡＧと
称す）及び溶解阻害剤（Dissolution inhibitor）を含
む感光性のポリマー組成物である。該レジストが光を受
けると、ＰＡＧからプロトン（Ｈ+）が放出され、その
後、約１００℃の温度下で３０分間熱処理（ポスト・エ
クスポージャ・ベーク）を行うと、Ｈ+の放出が激しく
なり、Ｈ+はレジスト内を拡散しながら溶解阻害剤とバ
インダ樹脂との連結鎖を切る。該溶解阻害剤は連結鎖を
切られながらＨ+を更に発生させるのでＨ+の発生が増幅
される。そこで、化学増幅型レジストと称する。
いたパターニングの原理を説明する。まず、化学増幅型
レジストとは、ノボラック樹脂等のバインダ樹脂、酸発
生剤（ＰＡＧ：Photo acid generator 以下、ＰＡＧと
称す）及び溶解阻害剤（Dissolution inhibitor）を含
む感光性のポリマー組成物である。該レジストが光を受
けると、ＰＡＧからプロトン（Ｈ+）が放出され、その
後、約１００℃の温度下で３０分間熱処理（ポスト・エ
クスポージャ・ベーク）を行うと、Ｈ+の放出が激しく
なり、Ｈ+はレジスト内を拡散しながら溶解阻害剤とバ
インダ樹脂との連結鎖を切る。該溶解阻害剤は連結鎖を
切られながらＨ+を更に発生させるのでＨ+の発生が増幅
される。そこで、化学増幅型レジストと称する。
【００１１】このように溶解剤阻害剤とバインダ樹脂と
の連結鎖が完全に切られると、アルカリ溶液、例えば、
ＴＭＡＨ（Tetramethyl amonium hydroxide）に対する
溶解性が大きくなるので該レジストの露光部は該アルカ
リ溶液に溶解してパターンが形成される。このような原
理でパターンが形成される化学増幅型レジストを、ＮＨ
3のようなアルカリ性ガスの濃度が高い、例えば、５０p
pb以上有する場所に長時間放置すると、アルカリ性ガス
が露光後のレジストの内部及び表面に発生したＨ+と結
合し、溶解阻害剤とバインダ樹脂との連結鎖を切ること
に消費されるべきＨ+を消費してしまう。その結果、露
光部と非露光部とのアルカリ溶液に対する溶解性に差が
できないことになり、結果としてレジストのパターニン
グが不可能になる。トラック内部空間の空気中のアルカ
リ性ガスの濃度を極めて低いレベル、例えば、１ppb以
下に制御する理由がここにある。
の連結鎖が完全に切られると、アルカリ溶液、例えば、
ＴＭＡＨ（Tetramethyl amonium hydroxide）に対する
溶解性が大きくなるので該レジストの露光部は該アルカ
リ溶液に溶解してパターンが形成される。このような原
理でパターンが形成される化学増幅型レジストを、ＮＨ
3のようなアルカリ性ガスの濃度が高い、例えば、５０p
pb以上有する場所に長時間放置すると、アルカリ性ガス
が露光後のレジストの内部及び表面に発生したＨ+と結
合し、溶解阻害剤とバインダ樹脂との連結鎖を切ること
に消費されるべきＨ+を消費してしまう。その結果、露
光部と非露光部とのアルカリ溶液に対する溶解性に差が
できないことになり、結果としてレジストのパターニン
グが不可能になる。トラック内部空間の空気中のアルカ
リ性ガスの濃度を極めて低いレベル、例えば、１ppb以
下に制御する理由がここにある。
【００１２】然るに、このような従来の基板製造方法に
おいては、微細パターン形成用の半透過型位相シフトマ
スクに形成されている開口部のパターンは極めて接近し
て形成されているので、当該部分を通過した光が合成さ
れて光の強度が増し、フォトレジストが溶解・除去され
るべきでない領域（非露光部とされるべき領域）からフ
ォトレジストが溶解・除去され、不必要にフォトレジス
トが開放（Opening）されるサイドロブ（Side lob）と
いう現象が発生するという問題点があった。
おいては、微細パターン形成用の半透過型位相シフトマ
スクに形成されている開口部のパターンは極めて接近し
て形成されているので、当該部分を通過した光が合成さ
れて光の強度が増し、フォトレジストが溶解・除去され
るべきでない領域（非露光部とされるべき領域）からフ
ォトレジストが溶解・除去され、不必要にフォトレジス
トが開放（Opening）されるサイドロブ（Side lob）と
いう現象が発生するという問題点があった。
【００１３】すなわち、図１３及び図１４に示すよう
に、基板１０上のレジストパターン２０と開放部３０と
の間に、その形成を望まないサイドロブ３０ａが発生す
る。
に、基板１０上のレジストパターン２０と開放部３０と
の間に、その形成を望まないサイドロブ３０ａが発生す
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半透
過型位相シフトマスクと化学増幅型レジストとを用いて
レジストパターンをその上に有する基板を製造する際に
発生するサイドロブの問題を解決しようとするものであ
る。
過型位相シフトマスクと化学増幅型レジストとを用いて
レジストパターンをその上に有する基板を製造する際に
発生するサイドロブの問題を解決しようとするものであ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、その上に硬化
したフォトレジストパターンを有する基板の製造方法で
あって、該基板の上に塗布されたフォトレジストを、フ
ォトマスクを介した露光の後、現像の前で、アルカリ性
のガスと接触させることを特徴とする。ここで、前記の
アルカリ性ガスの濃度としては２０ppbであることが好
ましい。また、前記のアルカリ性のガスとの接触は、前
記のフォトレジストの露光された部分に接する非露光部
分の該接触部分近傍中のプロトンを中和し得る時間だけ
行われるのが好ましい。尚、前記の基板は、半導体基板
であるのが好ましい。
したフォトレジストパターンを有する基板の製造方法で
あって、該基板の上に塗布されたフォトレジストを、フ
ォトマスクを介した露光の後、現像の前で、アルカリ性
のガスと接触させることを特徴とする。ここで、前記の
アルカリ性ガスの濃度としては２０ppbであることが好
ましい。また、前記のアルカリ性のガスとの接触は、前
記のフォトレジストの露光された部分に接する非露光部
分の該接触部分近傍中のプロトンを中和し得る時間だけ
行われるのが好ましい。尚、前記の基板は、半導体基板
であるのが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその一実施態様を
示す図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の説明
において、その上にレジストパターンが形成される基板
としてシリコンウェーハを引用しているが、本発明はそ
れに限定されるものではない。
示す図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の説明
において、その上にレジストパターンが形成される基板
としてシリコンウェーハを引用しているが、本発明はそ
れに限定されるものではない。
【００１７】図１に示すように、まず、アルカリ性ガス
が全体ガス濃度の１ppb以下に制御されたトラックの内
部にウェーハを投入し（８１）、該ウェーハ上に化学増
幅型のレジストを塗布する（８２）。次いで、該レジス
トを塗布されたウェーハに弱めの熱処理（Soft bake：
条件は常法のそれに準じればよい）して該塗布されたレ
ジストを固め（８３）、そして冷却する（８４）。次い
で、該レジストが固められたウェーハを露光装置、例え
ばステッパに投入し、半透過型位相シフトマスクを介し
て露光し（８５）、そして濃度が約２０〜５０ppbのア
ルカリガス、例えばＮＨ3が存在する雰囲気下に５分間
放置する。ここで、このようなアルカリ性ガス濃度はク
リーンルーム内のインタフェース領域のガス濃度と同程
度であるため、該露光されたウェーハをトラックからイ
ンタフェース領域に所定時間取り出して放置してもよ
い。新たな設備を設ける必要がないからである。勿論、
トラック内に、アルカリ性ガス濃度が２０〜５０ppb、
又はそれ以上の濃度を有する反応室を別途設け、該反応
室の内部にウェーハを所定時間放置することもできる。
次いで、該アルカリ性ガスとの接触が行われたウェーハ
を再び熱処理し（Postexposure bake：その条件は常法
に従えばよい）（８７）、そしてアルカリ現像液に浸し
て現像を行い、該レジストの露光部を溶解・除去して所
定のレジストパターンを形成し（８８）、そして再び熱
処理（Hard bake：その条件は常法に従えばよい）して
該レジストパターンを完全に固め（８９）、そしてトラ
ックから取り出して（９０）、所定のレジストパターン
をその上に形成された基板の製造を終了する。
が全体ガス濃度の１ppb以下に制御されたトラックの内
部にウェーハを投入し（８１）、該ウェーハ上に化学増
幅型のレジストを塗布する（８２）。次いで、該レジス
トを塗布されたウェーハに弱めの熱処理（Soft bake：
条件は常法のそれに準じればよい）して該塗布されたレ
ジストを固め（８３）、そして冷却する（８４）。次い
で、該レジストが固められたウェーハを露光装置、例え
ばステッパに投入し、半透過型位相シフトマスクを介し
て露光し（８５）、そして濃度が約２０〜５０ppbのア
ルカリガス、例えばＮＨ3が存在する雰囲気下に５分間
放置する。ここで、このようなアルカリ性ガス濃度はク
リーンルーム内のインタフェース領域のガス濃度と同程
度であるため、該露光されたウェーハをトラックからイ
ンタフェース領域に所定時間取り出して放置してもよ
い。新たな設備を設ける必要がないからである。勿論、
トラック内に、アルカリ性ガス濃度が２０〜５０ppb、
又はそれ以上の濃度を有する反応室を別途設け、該反応
室の内部にウェーハを所定時間放置することもできる。
次いで、該アルカリ性ガスとの接触が行われたウェーハ
を再び熱処理し（Postexposure bake：その条件は常法
に従えばよい）（８７）、そしてアルカリ現像液に浸し
て現像を行い、該レジストの露光部を溶解・除去して所
定のレジストパターンを形成し（８８）、そして再び熱
処理（Hard bake：その条件は常法に従えばよい）して
該レジストパターンを完全に固め（８９）、そしてトラ
ックから取り出して（９０）、所定のレジストパターン
をその上に形成された基板の製造を終了する。
【００１８】ここで、本発明の製造方法での実行に係る
装置の配置について説明すると次のようである。
装置の配置について説明すると次のようである。
【００１９】まず、図２に示すように、トラック９１の
内部、図面の左から右に向って、コータ（coater）９
２、ソフト・ベークプレート（Soft bake plate）９３
及び冷却板９４がａ列に順次配置され、一方、トラック
９１の内部の該ａ列に対向する位置に、図面の右から左
に向って、ポスト・エクスポージャ・ベークプレート
（Post exposure bake plate）９７、現像器９８及びハ
ード・ベークプレート９９が、ｂ列に順次配置され、そ
れらａ、ｂ列のトラックの右側にインタフェース領域９
６をはさんで、トラック９１内に露光装置としてのステ
ッパー９５が配置される。尚、該ステッパーの設置場所
のガス雰囲気は勿論、他のトラック内のガス雰囲気と同
等に維持されている。また、図中の矢印は、処理の流れ
を示したものである。
内部、図面の左から右に向って、コータ（coater）９
２、ソフト・ベークプレート（Soft bake plate）９３
及び冷却板９４がａ列に順次配置され、一方、トラック
９１の内部の該ａ列に対向する位置に、図面の右から左
に向って、ポスト・エクスポージャ・ベークプレート
（Post exposure bake plate）９７、現像器９８及びハ
ード・ベークプレート９９が、ｂ列に順次配置され、そ
れらａ、ｂ列のトラックの右側にインタフェース領域９
６をはさんで、トラック９１内に露光装置としてのステ
ッパー９５が配置される。尚、該ステッパーの設置場所
のガス雰囲気は勿論、他のトラック内のガス雰囲気と同
等に維持されている。また、図中の矢印は、処理の流れ
を示したものである。
【００２０】このように配置されたクリーンルーム内の
各装置を用いて、トラック９１内部のコータ９２により
ウェーハ上に化学増幅型レジストが塗布され、ソフトベ
ークプレート９３で該レジストが固められ、冷却板９４
で冷却された後、露光装置としてのステッパー９５で露
光され、インタフェース領域９６にてアルカリ性ガスの
濃度２０〜５０ppbの雰囲気に数分間曝らされた後、再
びトラック９１に移送されてポスト・エクスポージャ・
ベークプレート９７で該露光されたレジストが再び固め
られ、現像器９８で現像されてレジストパターンが形成
された後、ハードベークプレート９９にて再びレジスト
パターンが固められ、トラック９１からその上に所定の
レジストパターンが形成されたウェーハが引き出され
る。
各装置を用いて、トラック９１内部のコータ９２により
ウェーハ上に化学増幅型レジストが塗布され、ソフトベ
ークプレート９３で該レジストが固められ、冷却板９４
で冷却された後、露光装置としてのステッパー９５で露
光され、インタフェース領域９６にてアルカリ性ガスの
濃度２０〜５０ppbの雰囲気に数分間曝らされた後、再
びトラック９１に移送されてポスト・エクスポージャ・
ベークプレート９７で該露光されたレジストが再び固め
られ、現像器９８で現像されてレジストパターンが形成
された後、ハードベークプレート９９にて再びレジスト
パターンが固められ、トラック９１からその上に所定の
レジストパターンが形成されたウェーハが引き出され
る。
【００２１】また、フォトレジストパターンを形成する
ときの装置を次のように配置して作業を行うこともでき
る。すなわち、図３に示すように、トラック１０１内の
ｂ列、ポスト・エクスポージャ・ベークプレート１０７
の上流にアルカリ性ガス反応室１１０を設けたものであ
る。尚、同図において、符号１０２、１０３、１０４、
１０５、１０７、１０８、１０９を付された装置は、図
２において符号９２、９３、９４、９５、９７、９８、
９９を付された装置と同様のものであり、符号１０６は
図２において符号９６を付されたインターフェース領域
である。
ときの装置を次のように配置して作業を行うこともでき
る。すなわち、図３に示すように、トラック１０１内の
ｂ列、ポスト・エクスポージャ・ベークプレート１０７
の上流にアルカリ性ガス反応室１１０を設けたものであ
る。尚、同図において、符号１０２、１０３、１０４、
１０５、１０７、１０８、１０９を付された装置は、図
２において符号９２、９３、９４、９５、９７、９８、
９９を付された装置と同様のものであり、符号１０６は
図２において符号９６を付されたインターフェース領域
である。
【００２２】このように配置されたクリーンルーム内の
各装置を用いた処理の流れは、露光後にインターフェー
ス領域を通過したウェーハにアルカリ性ガスを接触させ
る操作がアルカリ性ガス反応室１１０で独立的に行われ
る点を除き、図２に示す配置におけるそれと同様であ
る。
各装置を用いた処理の流れは、露光後にインターフェー
ス領域を通過したウェーハにアルカリ性ガスを接触させ
る操作がアルカリ性ガス反応室１１０で独立的に行われ
る点を除き、図２に示す配置におけるそれと同様であ
る。
【００２３】以下、本発明の製造方法によれば、何故、
サイドロブが除去されるか、について説明する。すなわ
ち、前述したように、露光時にフォトマスクの開口部の
パターンが密集しているところでは、遮光領域４と透光
領域５との境界部において光の合成により光の強度が高
くなって、当該部分下方の本来は非露光部とされるべき
フォトレジストの表面近傍においても光の照射によりＰ
ＡＧからＨ+が放出される。この、本来は非露光部とさ
れるべき部位に放出されたＨ+を中和するため、所定の
範囲すなわち非露光部と露光部との境界近傍のみに存在
するＨ+を中和し得る程の時間だけ、アルカリ性ガスに
露光後のレジストをその上に有するウェーハを曝露する
と、本来は開放（Opening）すべきでないところに生成
されたレジスト中のＨ+が中和して除去されるので、当
該部分のレジストは現像液に溶解されることなくそのま
ま残って、正確なパターンが描かれることになる。但
し、あまり永い間曝露すると、本来は露光部とされる部
分まで中和されてしまう恐れがあるため、注意を要す
る。
サイドロブが除去されるか、について説明する。すなわ
ち、前述したように、露光時にフォトマスクの開口部の
パターンが密集しているところでは、遮光領域４と透光
領域５との境界部において光の合成により光の強度が高
くなって、当該部分下方の本来は非露光部とされるべき
フォトレジストの表面近傍においても光の照射によりＰ
ＡＧからＨ+が放出される。この、本来は非露光部とさ
れるべき部位に放出されたＨ+を中和するため、所定の
範囲すなわち非露光部と露光部との境界近傍のみに存在
するＨ+を中和し得る程の時間だけ、アルカリ性ガスに
露光後のレジストをその上に有するウェーハを曝露する
と、本来は開放（Opening）すべきでないところに生成
されたレジスト中のＨ+が中和して除去されるので、当
該部分のレジストは現像液に溶解されることなくそのま
ま残って、正確なパターンが描かれることになる。但
し、あまり永い間曝露すると、本来は露光部とされる部
分まで中和されてしまう恐れがあるため、注意を要す
る。
【００２４】このような仕組みを示したのが図４〜６で
あるが、フォトレジスト膜１１１において、フォトマス
クの透光領域下方の光が照射されるべき部位（露光部）
を１１２とし、サイドロブが発生する可能性のある部位
（当然、非露光部とされるべき部位）を１１３とする
と、図示するように、部位１１２ではフォトレジスト膜
１１１の内部にＨ+が多量に生成し、サイドロブが発生
する可能性のある部位１１３ではフォトレジスト膜１１
１の表面付近のみにＨ+が生成する（図４参照）。従っ
て、部位１１３の表面近傍に生成したＨ+を中和し得る
程の時間だけ、アルカリ性ガスと接触させると、図５に
示すように、もし、そのような操作を行わなければサイ
ドロブになる部位１１３表面近傍のＨ+が消滅する。そ
の後、該フォトレジスト１１１を加熱すると、透光領域
下方のフォトレジストの部位１１２ではＨ+が急激に生
成するので、当該部位のみ現像液で溶解・除去され、結
果として、図６に示すようにサイドロブのない所望のレ
ジストパターン１１１ａが得られるわけである。
あるが、フォトレジスト膜１１１において、フォトマス
クの透光領域下方の光が照射されるべき部位（露光部）
を１１２とし、サイドロブが発生する可能性のある部位
（当然、非露光部とされるべき部位）を１１３とする
と、図示するように、部位１１２ではフォトレジスト膜
１１１の内部にＨ+が多量に生成し、サイドロブが発生
する可能性のある部位１１３ではフォトレジスト膜１１
１の表面付近のみにＨ+が生成する（図４参照）。従っ
て、部位１１３の表面近傍に生成したＨ+を中和し得る
程の時間だけ、アルカリ性ガスと接触させると、図５に
示すように、もし、そのような操作を行わなければサイ
ドロブになる部位１１３表面近傍のＨ+が消滅する。そ
の後、該フォトレジスト１１１を加熱すると、透光領域
下方のフォトレジストの部位１１２ではＨ+が急激に生
成するので、当該部位のみ現像液で溶解・除去され、結
果として、図６に示すようにサイドロブのない所望のレ
ジストパターン１１１ａが得られるわけである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製造方法
によれば、０．２５μmのデザインルールに対応するた
め、超短波長紫外光（Deep−ＵＶ）を光源とするリソグ
ラフィーにて化学増幅型レジストをパターニングすると
き、欠陥検出の容易な半透過型位相シフトマスクを用い
てもサイドロブの発生を防止し得るレジストパターンを
その上に有する基板を提供することができる。
によれば、０．２５μmのデザインルールに対応するた
め、超短波長紫外光（Deep−ＵＶ）を光源とするリソグ
ラフィーにて化学増幅型レジストをパターニングすると
き、欠陥検出の容易な半透過型位相シフトマスクを用い
てもサイドロブの発生を防止し得るレジストパターンを
その上に有する基板を提供することができる。
【図１】本発明の製造方法をフローチャートにて示した
図である。
図である。
【図２】本発明の製造方法を実行するための各装置の配
置を示した平面図である。
置を示した平面図である。
【図３】本発明の製造方法を実行するための各装置の別
の配置を示した平面図である。
の配置を示した平面図である。
【図４】本発明の製造方法にてサイドロブが除去される
機序を示した説明図である。
機序を示した説明図である。
【図５】本発明の製造方法にてサイドロブが除去される
機序を示した説明図である。
機序を示した説明図である。
【図６】本発明の製造方法にてサイドロブが除去される
機序を示した説明図である。
機序を示した説明図である。
【図７】一般的な半透過型位相シフトマスクを示した縦
断面図である
断面図である
【図８】図７に示したマスクの通過光の位相及び振幅を
示した図である。
示した図である。
【図９】図７に示したマスクを通過した光の強度を透過
率で示した図である。
率で示した図である。
【図１０】図７に示したマスクを通過した光による正常
な露光にて形成されたレジストパターンを示した（図１
１における１０−１０線にて切断した）断面図である。
な露光にて形成されたレジストパターンを示した（図１
１における１０−１０線にて切断した）断面図である。
【図１１】図１０の平面図である。
【図１２】従来の製造方法をフローチャートにて示した
図である。
図である。
【図１３】サイドロブが発生したレジストパターンを示
した平面図である。
した平面図である。
【図１４】図１３の１４−１４線で切断した断面図であ
る。
る。
【符号の説明】 ２：半透過膜 ３：位相シフト膜 ４：位相シフト領域、遮光領域 ５：透光領域 １０：（半導体）基板 ２０：レジストパターン ３０：開放（Opening）された部分 ３０ａ：サイドロブ １１１：フォトレジスト膜 １１１ａ：レジストパターン
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−169671（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−190440（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−46346（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−226758（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−35240（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−13950（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−81050（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−92741（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−15240（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03F 7/38 G03F 7/039 G03F 7/26 H01L 21/027
Claims (4)
- 【請求項１】 化学増幅型レジストを用いて、その上に
硬化した精細フォトレジストパターンを有する基板を製
造する方法であって、該基板の上に塗付された化学増幅
型レジストを、半透過型位相シフトマスクを介した露光
の後、濃度が２０〜５０ppbのアンモニアガスと接触さ
せ、そしてポスト・エクスポージャ・ベークを行なうこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記のアンモニアガスとの接触が、前記
の化学増幅型レジストの露光された部分に接する非露光
部分の該接触部分近傍中のプロトンを中和し得る時間だ
け行なわれる請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記の基板が半導体基板である請求項１
又は２に記載の方法。 - 【請求項４】 下記のステップからなる、その上に硬化
したフォトレジストパターンを有する半導体基板の製造
方法： １．半導体基板の上に化学増幅型レジストを塗付する； ２．該塗付された化学増幅型レジストを熱処理する； ３．該熱処理された化学増幅型レジストを半透過型位相
シフトマスクを介して露光する； ４．該露光された化学増幅型レジストを濃度が２０〜５
０ppbのアンモニアガスに暴露する； ５．該アルカリ性のガスに暴露させた露光後の化学増幅
型レジストを熱処理する；そして ６．該再度熱処理を施された露光後の化学増幅型レジス
トを現像する。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980000819A KR100271641B1 (ko) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | 포토레지스트 패턴형성방법 |
| KR819/1998 | 1998-01-14 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP3188673B2 true JP3188673B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=19531433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19834898A Expired - Fee Related JP3188673B2 (ja) | 1998-01-14 | 1998-07-14 | 基板の製造方法 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR100271641B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419029B1 (ko) * | 1999-08-31 | 2004-02-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 알칼리 처리 과정을 포함하는 포토레지스트 패턴 형성방법 |
| TW439104B (en) * | 1999-12-31 | 2001-06-07 | Winbond Electronics Corp | Method to reduce the side lobe of photolithography process |
| US6355399B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-03-12 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | One step dual damascene patterning by gray tone mask |
| SG106599A1 (en) * | 2000-02-01 | 2004-10-29 | Tokyo Electron Ltd | Substrate processing apparatus and substrate processing method |
| DE10120659B4 (de) * | 2001-04-27 | 2007-04-19 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Strukturierung einer Photolackschicht |
| US6686300B2 (en) * | 2000-12-27 | 2004-02-03 | Texas Instruments Incorporated | Sub-critical-dimension integrated circuit features |
| JP3453365B2 (ja) * | 2001-01-15 | 2003-10-06 | 株式会社半導体先端テクノロジーズ | 写真製版によるパターン形成方法 |
| US7078348B1 (en) * | 2001-06-27 | 2006-07-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | Dual layer patterning scheme to make dual damascene |
| KR100488953B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-05-11 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 액정표시장치의 지주 스페이서 형성방법 |
| US7517640B2 (en) * | 2005-08-11 | 2009-04-14 | Texas Instruments Incorporated | Method for removing photoresist using a thermal bake in the presence of hydrogen and a semiconductor device manufactured using the same |
| WO2008015635A2 (en) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Nxp B.V. | Photolithography |
| JP6268113B2 (ja) * | 2015-03-05 | 2018-01-24 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板処理システム |
| JP7154081B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2022-10-17 | 東京エレクトロン株式会社 | マスクの形成方法 |
| US20240004302A1 (en) * | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Nanya Technology Corporation | Method of manufacturing semiconductor device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5650261A (en) * | 1989-10-27 | 1997-07-22 | Rohm And Haas Company | Positive acting photoresist comprising a photoacid, a photobase and a film forming acid-hardening resin system |
| JP3425243B2 (ja) * | 1994-11-07 | 2003-07-14 | 株式会社東芝 | 電子部品のパターン形成方法 |
| US6107002A (en) * | 1998-10-29 | 2000-08-22 | Micron Technology, Inc. | Reducing resist shrinkage during device fabrication |
-
1998
- 1998-01-14 KR KR1019980000819A patent/KR100271641B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-03-30 TW TW087104739A patent/TW525238B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-07-14 JP JP19834898A patent/JP3188673B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-03 US US09/146,257 patent/US6218082B1/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| KR19990065500A (ko) | 1999-08-05 |
| US6218082B1 (en) | 2001-04-17 |
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| TW525238B (en) | 2003-03-21 |
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