JP5313030B2 - 酸拡散を利用するダブルパターニング工程による半導体素子の微細パターン形成方法 - Google Patents

酸拡散を利用するダブルパターニング工程による半導体素子の微細パターン形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5313030B2
JP5313030B2 JP2009107527A JP2009107527A JP5313030B2 JP 5313030 B2 JP5313030 B2 JP 5313030B2 JP 2009107527 A JP2009107527 A JP 2009107527A JP 2009107527 A JP2009107527 A JP 2009107527A JP 5313030 B2 JP5313030 B2 JP 5313030B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acid
mask
forming
layer
mask layer
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.)
Active
Application number
JP2009107527A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2009272623A (ja
Inventor
律 姜
昔柱 李
重▲玄▼ 李
時▲庸▼ 李
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.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co 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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JP2009272623A publication Critical patent/JP2009272623A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5313030B2 publication Critical patent/JP5313030B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0035Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321After treatment
    • H01L21/3213Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32139Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer using masks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/033Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers
    • H01L21/0334Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising inorganic layers characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/0338Process specially adapted to improve the resolution of the mask

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

本発明は、半導体素子の微細パターン形成方法に関し、特にダブルパターニング工程を利用して既存の露光設備の解像限界を超える微細なピッチで反復形成される微細パターンを形成するための半導体素子の微細パターン形成方法に関する。
高集積化された半導体素子の製造に当たってパターンの微細化が必須である。狭い面積に多くの素子を集積させるためには個別素子のサイズをなるべく小さく形成せねばならず、このためには、形成しようとするパターンそれぞれの幅と前記パターン間の間隔との和であるピッチを小さくせねばならない。最近、半導体素子のデザインルールが急減するにつれて、半導体素子の具現に必要なパターンを形成するためのフォトリソグラフィー工程において、解像限界によって微細ピッチを持つパターンを形成するのに限界がある。特に、基板上にラインアンドスペースパターンの形成のためのフォトリソグラフィー工程において、解像限界によって微細ピッチを持つ所望のパターンを形成するところに限界がある。
前記のようなフォトリソグラフィー工程での解像限界を克服するために、ダブルパターニング工程を利用して微細ピッチを持つ微細ハードマスクパターンを形成する方法が提案された。しかし、これまで提案されたダブルパターニング工程を利用する微細パターン形成方法では、CVD(Chemical Vapor Deposition)のような蒸着工程を利用してアスペクト比の大きい開口領域の内部に微細マスクパターン形成用物質を蒸着せねばならないので、前記開口領域の内部にボイドのような欠陥のない優秀な埋め込み特性を持つ膜を形成するのに限界がある。
本発明の目的は、前記の従来技術での問題点を解決することであり、ダブルパターニング工程により形成されるエッチングマスクパターンを形成するに当たって、高コストの蒸着設備を使用せずに化学反応を利用して、所定領域内でパターン密度を倍加させることができる半導体素子の微細パターン形成方法を提供することである。
前記目的を達成するために、本発明の第1様態による半導体素子の微細パターン形成方法では、基板上に前記基板の主面と平行方向に沿って第1空間を介して相互離隔している複数の第1マスクパターンを形成する。前記複数の第1マスクパターンの側壁及び上面に酸ソースを含むキャッピング層を形成する。前記キャッピング層上に前記第1空間を満たす第2マスク層を形成する。前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部まで延びる酸拡散領域を形成する。前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第1空間に残っている前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成する。
前記キャッピング層は、水溶性高分子及び前記酸ソースを含む。ここで、前記酸ソースは、水溶性酸及び潜在的酸のうち選択されるいずれか一つからなる。
前記酸ソースは発色基を含み、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAG(PhotoAcid Generator)で形成される。または、前記酸ソースは、TAG(ThermoAcid Generator)で形成される。
前記第2マスク層は、酸及び潜在的酸を含んでいない。または、前記第2マスク層は、前記酸ソースとは異なる種類の非活性酸ソースを含む。前記非活性酸ソースは、発色基を含まず、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されるときは酸を発生させず、EUV光(1〜31nm)に露光されれば、酸を発生させる第2PAGで形成される。または、前記非活性酸ソースは発色基を含み、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGで形成される。
前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいないフォトレジスト膜で形成される。または、前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマー及び潜在的酸を含むフォトレジスト膜で形成される。
本発明の第1様態による半導体素子の微細パターン形成方法で、前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理する。
本発明の第1様態による半導体素子の微細パターン形成方法で、前記酸ソースが発色基を含む第1PAGで形成される場合、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を露光して、前記キャッピング層に含まれた酸ソースから第1酸を発生させるステップと、前記第1酸が発生した結果物を熱処理して、前記第1酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含む。
前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像できる。
本発明の第1様態による半導体素子の微細パターン形成方法で、前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成された場合、前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含む。前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップは、前記キャッピング層の形成前または前記キャッピング層の形成後に行える。
本発明の第1様態による半導体素子の微細パターン形成方法で、前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含む。
また、前記目的を達成するために、本発明の第2様態による半導体素子の微細パターン形成方法では、基板上に複数の第1マスクパターンを形成する。酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成する。酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含んでいない第2PAGを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成する。前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成する。前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成する。
また、前記目的を達成するために、本発明の第3様態による半導体素子の微細パターン形成方法では、基板上に複数の第1マスクパターンを形成する。酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成する。酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいない第2マスク層を前記キャッピング層上に形成する。前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記第2マスク層に酸拡散領域を形成する。前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成する。
また、前記目的を達成するために、本発明の第4様態による半導体素子の微細パターン形成方法では、基板上に複数の第1マスクパターンを形成するする。酸及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成する。酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含む第1PAGとを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成する。前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成する。前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成する。
<解決手段1>
請求項1に対応する解決手段1は、基板上に前記基板の主面と平行方向に沿って第1空間を介して相互離隔している複数の第1マスクパターンを形成するステップと、前記複数の第1マスクパターンの側壁及び上面に酸ソースを含むキャッピング層を形成するステップと、前記キャッピング層上に前記第1空間を満たす第2マスク層を形成するステップと、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部まで延びる酸拡散領域を形成するステップと、前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第1空間に残っている前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法である。
前記キャッピング層を形成するステップは、水と、水溶性高分子と、前記酸ソースとの混合物で形成されるキャッピング組成物を、前記第1マスクパターンの露出面にコーティングするステップと、前記キャッピング組成物がコーティングされた結果物を熱処理して前記キャッピング層を形成するステップと、を含む。
<解決手段2>
請求項2に対応する解決手段2は、前記キャッピング層は水溶性高分子及び前記酸ソースを含み、前記酸ソースは、水溶性酸及び潜在的酸のうち選択されるいずれか一つからなることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段3>
請求項3に対応する解決手段3は、前記酸ソースは発色基を含み、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びF2エキシマレーザーのうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGで形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段4>
請求項4に対応する解決手段4は、前記酸ソースは、TAGで形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段5>
請求項5に対応する解決手段5は、前記酸ソースは、C49SO3H、CF3CO2H、及びCF3SO3Hのうち選択されるいずれか一つの酸であることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段6>
請求項6に対応する解決手段6は、前記第2マスク層は、酸及び潜在的酸を含んでいないことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段7>
請求項7に対応する解決手段7は、前記第2マスク層は、前記酸ソースとは異なる種類の酸ソースを含むことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段8>
前記非活性酸ソースは発色基を含まず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びF2エキシマレーザーのうち選択されるいずれか一つの光に露光される時は酸を発生させず、EUV光に露光されれば、酸を発生させる第2PAGで形成されることを特徴とする解決手段7に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段9>
前記非活性酸ソースは発色基を含み、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びF2エキシマレーザーのうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGで形成されることを特徴とする解決手段7に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段10>
請求項8に対応する解決手段10は、前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいないフォトレジスト膜で形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段11>
請求項9に対応する解決手段11は、前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマー及び潜在的酸を含むフォトレジスト膜で形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段12>
前記第2マスク層内に含まれた潜在的酸は発色基を含まず、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びF2エキシマレーザーのうち選択されるいずれか一つの光に露光される時は酸を発生させず、EUV光に露光されれば、酸を発生させる第2PAGで形成されることを特徴とする解決手段11に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段13>
請求項10に対応する解決手段13は、前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理することを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段14>
前記熱処理は、25〜200℃の温度下で行われることを特徴とする解決手段13に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
<解決手段15>
請求項11に対応する解決手段15は、前記酸ソースは発色基を含む第1PAGで形成され、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を露光して、前記キャッピング層に含まれた酸ソースから第1酸を発生させるステップと、前記第1酸が発生した結果物を熱処理して、前記第1酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段16>
請求項12に対応する解決手段16は、前記酸ソースはTAGで形成され、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して前記キャッピング層に含まれた酸ソースから第2酸を発生させるステップと、前記第2酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段17>
前記酸ソースから第2酸を発生させるために、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を25〜200℃の温度で熱処理することを特徴とする解決手段16に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段18>
請求項13に対応する解決手段18は、前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像することを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
<解決手段19>
請求項14に対応する解決手段19は、前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成され、前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段20>
前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップは、前記キャッピング層の形成前に行うことを特徴とする解決手段19に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段21>
前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップは、前記キャッピング層の形成後に行うことを特徴とする解決手段19に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段22>
前記第1マスクパターンを硬化させるために、前記第1マスクパターンを、ArプラズマまたはHBrプラズマを利用してプラズマ処理することを特徴とする解決手段19に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
解決手段24>
前記キャッピング組成物内で前記酸ソースは、前記水溶性高分子の総重量を基準に0.01〜50重量%の量で含まれることを特徴とする解決手段23に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段25>
請求項15に対応する解決手段25は、前記第1マスクパターンは、PAGを含む化学増幅型レジスト組成物から形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段26>
請求項16に対応する解決手段26は、前記第1マスクパターンは、TAGとネガティブ型レジスト組成物との混合物から形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段27>
前記酸拡散領域を形成するステップは、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して前記第1マスクパターン内にある前記TAGから酸を発生させるステップと、前記TAGから発生した酸を前記第2マスク層の内部まで拡散させるステップと、をさらに含むことを特徴とする解決手段26に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段28>
請求項17に対応する解決手段28は、前記第2マスク層は、前記基板上で前記キャッピング層の上面の高さと同じであるか、またはさらに低い上面を持つように形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段29>
請求項18に対応する解決手段29は、前記第2マスク層は、前記基板上で前記キャッピング層の上面の高さよりさらに高い上面を持つように形成されることを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段30>
請求項19に対応する解決手段30は、前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする解決手段1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段31>
請求項20に対応する解決手段31は、基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含んでいない第2PAGを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、
前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段32>
前記キャッピング層は、水溶性高分子及び前記酸ソースを含むことを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段33>
前記キャッピング層内で前記酸ソースは、前記水溶性高分子の総重量を基準に0.01〜50重量%の量で含まれていることを特徴とする解決手段32に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段34>
前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理することを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段35>
前記熱処理は、25〜200℃の温度下で行われることを特徴とする解決手段34に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段36>
前記キャッピング層は、前記酸ソースとして前記第1PAGを含み、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を露光して、前記キャッピング層に含まれた前記第1PAGから第1酸を発生させるステップと、前記第1酸が発生した結果物を熱処理して、前記第1酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段37>
前記キャッピング層は前記酸ソースとして前記TAGを含み、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して、前記キャッピング層に含まれたTAGから第2酸を発生させるステップと、前記第2酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段38>
前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像することを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段39>
前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成され、前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段40>
前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする解決手段31に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段41>
請求項21に対応する解決手段41は、基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいない第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法である。
前記キャッピング層を形成するステップは、水と、水溶性高分子と、前記酸ソースとの混合物で形成されるキャッピング組成物を、前記第1マスクパターンの露出面にコーティングするステップと、前記キャッピング組成物がコーティングされた結果物を熱処理して前記キャッピング層を形成するステップと、を含む
<解決手段42>
前記キャッピング層は、水溶性高分子及び前記酸ソースを含むことを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段43>
前記キャッピング層内で前記酸ソースは、前記水溶性高分子の総重量を基準に0.01〜50重量%の量で含まれていることを特徴とする解決手段42に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段44>
前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理することを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段45>
前記キャッピング層は、前記酸ソースとして前記第1PAGを含み、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を露光して、前記キャッピング層に含まれた前記第1PAGから第1酸を発生させるステップと、前記第1酸が発生した結果物を熱処理して、前記第1酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段46>
前記キャッピング層は前記酸ソースとして前記TAGを含み、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して前記キャッピング層に含まれたTAGから第2酸を発生させるステップと、前記第2酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段47>
前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像することを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段48>
前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成され、前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように、前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段49>
前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする解決手段41に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段50>
請求項22に対応する解決手段50は、基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、酸及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含む第1PAGとを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段51>
前記キャッピング層は、水溶性高分子及び前記酸ソースを含むことを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段52>
前記キャッピング層内で前記酸ソースは、前記水溶性高分子の総重量を基準に0.01〜50重量%の量で含まれていることを特徴とする解決手段51に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段53>
前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理することを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段54>
前記熱処理は、25〜200℃の温度下で行われることを特徴とする解決手段53に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段55>
前記キャッピング層は、前記酸ソースとして前記TAGを含み、前記酸拡散領域を形成するステップは、前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して、前記キャッピング層に含まれた前記TAGから酸を発生させるステップと、前記TAGから発生した酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段56>
前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像することを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段57>
前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成され、前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように、前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
<解決手段58>
前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする解決手段50に記載の半導体素子の微細パターン形成方法である。
本発明によれば、ダブルパターニング工程を利用して高集積半導体素子の製造に必要な微細ピッチのパターンを形成するに当って、まず基板上に複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第1マスクパターンの外側表面に酸ソースを含むキャッピング層を形成し、前記キャッピング層からの酸の拡散を利用して、前記複数の第1マスクパターンのうち相互隣接した2つの第1マスクパターン間の空間に第2マスクパターンを形成する方法で、フォトリソグラフィー工程での解像限界を超える微細ピッチのパターンを形成する。
本発明によれば、酸の拡散を利用して複数の第1マスクパターン間にそれぞれ配される複数の第2マスクパターンを形成する方法でパターンの密度を高めるので、通常の工程によっては制御不可能な微細な幅のパターンを容易に形成でき、半導体素子の製造に必要なパターンの密度を容易に高めることができ、多様な形態の微細パターンを形成できる。したがって、本発明によれば、通常のフォトリソグラフィー工程で具現し難い微細ピッチのパターンを容易に形成できる。
本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の望ましい実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法で、一部の特定の場合に実施可能な工程を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法で、他の一部の特定の場合に実施可能な工程を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の望ましい実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態はいろいろな形態に変形でき、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されると解釈されてはならない。図面で、層及び領域の厚さは明細書の明確性のために誇張されたものである。図面上で同じ符号は同じ要素を称する。
(一実施形態)
図1Aから図1Gは、本発明の一実施形態による半導体素子の微細パターン形成方法を説明するために工程順序によって示した断面図である。
図1Aを参照すれば、基板100上に被エッチング膜110を形成し、被エッチング膜110上に複数の第1マスクパターン120を形成する。第1マスクパターン120は、基板100の主面と平行方向に沿って複数の第1空間S1を介して相互離隔するように反復的に形成される。
基板100は、シリコン基板で形成される。
被エッチング膜110は、形成しようとするパターンの用途によって多様な物質で形成される。基板100上にゲート電極を形成する場合には、被エッチング膜110は導電層、例えば、ドーピングされたポリシリコン層またはドーピングされたポリシリコン層と金属シリサイド層との積層構造で形成される。そして、ビットラインを形成する場合には、被エッチング膜110は金属、例えば、タングステンまたはアルミニウムで形成される。最終的に形成しようとする微細パターンが基板100のエッチングにより形成される場合には、被エッチング膜110は省略できる。例えば、基板100に活性領域を定義するために本発明による方法を利用する場合には、被エッチング膜110を省略できる。必要に応じて第1マスクパターン120を形成する前に、被エッチング膜110上に図示しない反射防止膜(図示せず)をさらに形成してもよい。
第1マスクパターン120は、通常のレジスト組成物から得られるレジストパターンで形成される。第1マスクパターン120を形成するために、例えば、被エッチング膜110上にフォトレジスト物質をコーティングしてレジスト膜を形成した後、通常のフォトリソグラフィー工程によって前記レジスト膜の露光及び現象工程を経て、被エッチング膜110の上面を所定の幅ほど露出させる開口部を揃えたレジストパターンを形成できる。
一例として、第1マスクパターン120は、PAGを含むポジティブ型化学増幅型レジスト組成物で構成される。例えば、第1マスクパターン120は、KrFエキシマレーザー(248nm)用レジスト組成物、ArFエキシマレーザー(193nm)用レジスト組成物、またはF2エキシマレーザー(157nm)用レジスト組成物から得ることができる。または、第1マスクパターン120は、ネガティブ型レジスト組成物から得られることもある。第1マスクパターン120がネガティブ型レジスト組成物を使用して形成される場合、第1マスクパターン120が形成されるまでの工程温度よりさらに高温下で酸分解されるTAGがネガティブ型レジスト組成物に混合された状態で第1マスクパターン120を形成できる。このように、ネガティブ型レジスト組成物とTAGとの混合物を利用して前記第1マスクパターン120を形成する理由及びその効果については、図1Eを参照して後述する。
図1Bを参照すれば、複数の第1マスクパターン120の側壁及び上面にキャッピング層130を形成する。
キャッピング層130は、酸または潜在的酸で形成される酸ソースを含む。例えば、キャッピング層130は高分子と前記酸ソースとの混合物で形成される。
キャッピング層130に含まれる潜在的酸は、例えば、C49SO3H、CF3CO2H、及びCF3SO3Hのうち選択されるいずれか一つでありうる。
または、キャッピング層130に含まれる潜在的酸は、例えば、発色基を含み、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGでありうる。この場合、前記第1PAGは、トリアリールスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩、スルホン酸またはその混合物で形成されうる。例えば、前記第1PAGは、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムアンチモン酸、ジフェニルヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムアンチモン酸、メトキシジフェニルヨードニウムトリフレート、ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムトリフレート、2,6−ジニトロベンジルスルホン酸、ピロガロールトリス(アルキルスルホン酸)、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフレート、ノルボルネン−ジカルボキシイミド−トリフレート、トリフェニルスルホニウムノナフレート、ジフェニルヨードニウムノナフレート、メトキシジフェニルヨードニウムノナフレート、ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムノナフレート、N−ヒドロキシスクシンイミドノナフレート、ノルボルネン−ジカルボキシイミド−ノナフレート、トリフェニルスルホニウムパーフルオロブタンスルホン酸、トリフェニルスルホニウムパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)、ジフェニルヨードニウムPFOS、メトキシジフェニルヨードニウムPFOS、ジ−t−ブチルジフェニルヨードニウムトリフレート、N−ヒドロキシスクシンイミドPFOS、ノルボルネン−ジカルボキシイミドPFOS、またはこれらの混合物で形成されうる。
または、キャッピング層130に含まれる潜在的酸は、例えば、熱により酸を発生させるTAGでありうる。前記TAGは、脂肪族または脂環式化合物で構成できる。例えば、前記TAGは、炭酸エステル、スルホン酸エステル、及びリン酸エステルで形成される群から選択される少なくとも一つの化合物で構成できる。さらに具体的な例として、前記TAGは、シクロヘキシルノナフルオロブタンスルホン酸、ノルボルニルノナフルオロブタンスルホン酸、トリシクロデカニルノナフルオロブタンスルホン酸、アダマンチルノナフルオロブタンスルホン酸、シクロヘキシルノナフルオロブタン炭酸、ノルボルニルノナフルオロブタン炭酸、トリシクロデカニルノナフルオロブタン炭酸、アダマンチルノナフルオロブタン炭酸、シクロヘキシルノナフルオロブタンリン酸、ノルボルニルノナフルオロブタンリン酸、トリシクロデカニルノナフルオロブタンリン酸、及びアダマンチルノナフルオロブタンリン酸で形成される群から選択される少なくとも一つの化合物で構成できる。
キャッピング層130が高分子と前記酸ソースとの混合物で形成される場合、前記酸ソースは前記高分子の総重量を基準に0.01〜50重量%の量で含まれうる。
キャッピング層130に含まれうる高分子は、水溶性高分子からなる。前記水溶性高分子は、例えば、アクリルアミドタイプモノマーユニット、ビニルタイプモノマーユニット、アルキレングリコールタイプモノマーユニット、無水マレイン酸モノマーユニット、エチレンイミンモノマーユニット、オキサゾリン基を含むモノマーユニット、アクリロニトリルモノマーユニット、アリルアミドモノマーユニット、3,4−ジヒドロピランモノマーユニット及び2,3−ジヒドロフランモノマーユニットのうち選択される少なくとも一つのモノマーユニットを反復単位で含むことができる。
キャッピング層130を形成するための例示的な方法として、水と、水溶性高分子と、水溶性の酸または潜在的酸で形成される酸ソースとの混合物で形成されるキャッピング組成物を第1マスクパターン120の露出された表面にコーティングした後、その結果物を熱処理する工程を利用できる。
または、キャッピング層130を形成するための他の例示的な方法として、RELACSTM物質(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink:AZ Electronic Materials社製品)に前述したような酸ソースのうちいずれか一つの酸ソースを混合し、その混合物を第1マスクパターン120の露出された表面上にスピンコーティングした後、これを所定温度下で所定時間、例えば、約100〜130℃の温度下で約20〜70秒べークしてキャッピング層130を形成する工程を利用できる。このとき、第1マスクパターン120の表面に残っている酸が触媒として作用して、前記RELACSTM物質が前記第1マスクパターン120の表面に架橋結合されてキャッピング層130が形成される。キャッピング層130が形成された後、キャッピング層130上に残っている不要なコーティング組成物は水、有機溶媒、水と有機溶媒との混合物、及び現像液のうちいずれか一つの溶剤を利用して除去できる。
図1Cを参照すれば、第1マスクパターン120を硬化させて第1マスクパターン120が有機溶媒、例えば、PGMEA(Propylene Glycol Methyl Ether Acetate)、EL(Ethyl Lactate)、シクロヘキサノンに対して不溶性を持つようにする。
第1マスクパターン120を硬化させるために第1マスクパターン120をプラズマ135処理できる。プラズマ135としてArプラズマまたはHBrプラズマを利用できる。
本例では、プラズマ135処理をキャッピング層130が形成された後で行うと説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第1マスクパターン120を形成した後、キャッピング層130を形成する前に行ってもよい。または、キャッピング層130が前記第1PAGまたは酸を含む場合、キャッピング層130の形成のために第1マスクパターン120上にコーティング組成物をコーティングした後、キャッピング層130を形成させるためのべーク工程だけでも第1マスクパターン120の有機溶媒に対する溶解度が変化して、後続工程、例えば、図1Dを参照して説明する第2マスク層140の形成工程、でキャッピング層130上に他のレジスト物質をコーティングするときに使われる有機溶媒に対して、第1マスクパターン120が不溶性になって第1マスクパターン120が溶解されることを防止できる。
図1Dを参照すれば、被エッチング膜110上で第1空間S1を満たす第2マスク層140をキャッピング層130上に形成する。
第2マスク層140はフォトレジスト膜で形成される。ここで、第2マスク層140を構成するフォトレジスト膜は、前記酸及び潜在的酸を含まず、酸により分解可能な基を持つポリマーを含むフォトレジスト膜で形成される。
または、第2マスク層140は、前記の酸ソースとは異なる種類の非活性酸ソースを含むことができる。前記非活性酸ソースは、潜在的酸からなる。例えば、第2マスク層140は、前記潜在的酸と、酸により分解可能な基を持つポリマーとを含むフォトレジスト膜で形成される。この場合、第2マスク層140内に含まれる潜在的酸は、発色基を含まず、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されるときは酸を発生させず、EUV光(Extreme Ultra Violet light)(1〜31nm)に露光されれば、酸を発生させる第2PAGで形成される。前記第2PAGは、化学式1及び化学式2のうちいずれか一つの式で表示される物質で形成される。
Figure 0005313030
Figure 0005313030
化学式1及び化学式2で、
1、R2及びR3は、それぞれC1〜C10のアルキル基であり、
Xは、化学式2のS+と共に環を形成するC3〜C20の脂環式炭化水素基であり、前記脂環式炭化水素基のうち少なくとも1つのCH2は、S、O、N、ケトン基、及びR5−S+-(R5は、C1〜C10のアルキル基)のうち選択されるいずれか一つで置換でき、
4は、C1〜C20のアルキル基、C1〜C20のシクロアルキル基、C1〜C20の脂環式炭化水素基、C1〜C20の芳香族炭化水素基、水酸基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン族元素であり、
nは、0または1であり、
化学式1で、n=0である場合の化学式2で表示されるように、化学式1のR2及びR3は化学式1のS+と共に環を形成して−R2−R3−の形態で結合でき、
-は、カウンターイオンである。
例えば、前記第2PAGは、トリメチルスルホニウムトリフレート、メチル−テトラヒドロチオフェントリフレート、メチル−ペンタヒドロチオピラントリフレート、メチル−テトラヒドロチオピラン−4−オントリフレート、またはメチル−ジチアントリフレートからなる。
場合によって、第2マスク層140に含まれる潜在的酸は発色基を含み、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGからなりうる。この場合、第2マスク層140が除去される前には第2マスク層140に対する露光工程があってはならない。
図1Dで、基板100から第2マスク層140の上面の高さがキャッピング層130の上面の高さよりさらに高くなるように第2マスク層140を形成すると例示された。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像液または有機溶媒、例えば、アルコール類、を使用して部分溶解させて、第2マスク層140がキャッピング層130の上面の高さと同一か、またはそれより低くなるように形成しもよい。
図1Dには図示されていないが、第2マスク層140を形成した後、第2マスク層140の上面にキャッピング層130と同じ物質からなる図示しない上部キャッピング層、または図示しない酸供給層をさらに形成できる。この場合についてのさらに詳細な説明は、図1Eを参照してさらに詳細に説明する。
図1Eを参照すれば、キャッピング層130内に含まれた酸ソースから得られる酸をキャッピング層130から第2マスク層140の内部に拡散させて、キャッピング層130から第2マスク層140の内部まで延びる酸拡散領域142を形成する。
酸拡散領域142を形成するために露光工程または熱処理工程を利用できる。
酸拡散領域142を形成するために露光工程を利用する場合は、キャッピング層130内に含まれた酸ソースが前記第1PAGである場合である。また、酸拡散領域142を形成するために露光工程を利用する場合は、第2マスク層140は、酸により分解可能な基を持つポリマーを含むフォトレジスト膜で形成され、第2マスク層140内に酸及び潜在的酸を含んでいないか、非活性酸ソース、すなわち、発色基を含まず、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光されるときは酸を発生させない第2PAGが含まれる場合に限って適用できる。
酸拡散領域142を形成するために露光工程を利用する場合、酸拡散領域142を形成するために第2マスク層140が形成された結果物を、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光させて前記第1PAGから酸を発生させた後、キャッピング層130で酸が発生した結果物を熱処理して、キャッピング層130内に存在する酸を第2マスク層140の内部に拡散させる。ここで、酸を拡散させるための熱処理は、例えば、約25〜200℃の温度下で行われうる。熱処理時間は、酸の所望の拡散距離によって可変的に制御できる。
酸拡散領域142を形成するために熱処理工程を利用する場合は、キャッピング層130内に含まれた酸ソースが酸またはTAGである場合である。この場合には、基板100上に第2マスク層140が形成された状態では露光工程が行われないので、第2マスク層140が酸により分解可能な基を持つポリマーを含むフォトレジスト膜で形成され、第2マスク層140内に発色基を含んでKrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光される時に酸を発生させる第1PAGが含まれても構わない。第2マスク層140内に第1PAGが含まれている場合、第2マスク層140は露光されないので、第1PAGは酸を発生させない非活性状態を保持し続ける。また、この場合、第2マスク層140内には、酸及び潜在的酸を含んでいないか、第2PAGのようにKrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光される時には酸を発生させない非活性酸ソースを含むこともある。
酸拡散領域142を形成するために熱処理工程を利用する場合、酸拡散領域142を形成するために第2マスク層140が形成された結果物を熱処理してキャッピング層130内のTAGから酸を発生させる工程と、キャッピング層130内に存在する酸を第2マスク層140の内部に拡散させる工程とを連続的に行うことができる。
図1Aを参照して説明した第1マスクパターン120形成工程で、第1マスクパターン120がネガティブ型レジスト組成物から形成され、第1マスクパターン120が形成されるまでの工程温度よりさらに高温下で酸分解されるTAGが前記ネガティブ型レジスト組成物に混合された状態で第1マスクパターン120が形成された場合、第2マスク層140が形成された結果物を、第1マスクパターン120内にあるTAGの酸発生温度以上の温度で熱処理することで、第1マスクパターン120内にあるTAGから酸が発生する。そして、キャッピング層130内の酸が第2マスク層140の内部まで広がる間に、第1マスクパターン120内にある酸も第2マスク層140の内部まで広がりうる。ここで、第1マスクパターン120内にあるTAGからの酸の発生及びその酸の拡散のための熱処理と、キャッピング層130内にあるTAGからの酸発生及びその酸の拡散のための熱処理とを同時に行うことができる。
第2マスク層140内に化学式1または化学式2で表示される発色基を含んでいない第2PAGで形成される酸ソースが含まれている場合には、キャッピング層130からの酸が第2マスク層140まで広がるとき、第2マスク層140の内部に広がってきた酸により、前記広がってきた酸に隣接した位置にある第2PAGは、露光がなくても酸として作用する。したがって、第2マスク層140内に第2PAGがある場合には、第2マスク層140内に第2PAGがない場合に比べて酸拡散領域142の範囲が大きくなる。これについての詳細な説明は、後述する実験例を通じて詳細に説明する。
第2マスク層140の酸拡散領域142では、キャッピング層130のみから広がってきた酸、または第1マスクパターン120及びキャッピング層130から広がってきた酸により、第2マスク層140内にあるポリマーの保護基が脱保護されて現像液に溶解可能な状態になる。
図1Eには図示されていないが、図1Dを参照して説明したように、第2マスク層140を形成した後、第2マスク層140の上面にキャッピング層130と同じ物質からなる図示しない上部キャッピング層または図示しない酸供給層をさらに形成した場合には、図1Eを参照して説明した酸拡散工程で、キャッピング層130内に含まれた酸ソースから得られる酸のみならず、前記上部キャッピング層から得られる酸も第2マスク層140の内部に広がって、第2マスク層140には第1マスクパターン120の周囲のみならず、第2マスク層140の上部にもその上面から所定深さまで延びる図示しない上部酸拡散領域が形成される。
図1Fを参照すれば、第2マスク層140の酸拡散領域142を除去する。その結果、第1空間S1には、第2マスク層140の残留部分で形成される複数の第2マスクパターン140Aが形成される。
第2マスク層の酸拡散領域142を除去するために、酸拡散領域142を塩基性水溶液、例えば、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液からなる現像液で現像する工程を利用できる。
図1Gを参照すれば、複数の第1マスクパターン120及び複数の第2マスクパターン140Aをエッチングマスクとして利用して、被エッチング膜110をエッチングして微細パターン110Aを形成する。
微細パターン110Aが形成された後、微細パターン110A上に残留する複数の第1マスクパターン120及び複数の第2マスクパターン140Aを除去する。複数の第1マスクパターン120及び複数の第2マスクパターン140Aを除去するためにアッシング及びストリップ工程を利用できる。
図2は、図1Aないし図1Gを参照して説明した半導体素子の微細パターン形成方法で、第2マスク層140が酸により分解可能な基を持つポリマーと前記第2PAGとを含んでいる場合、または第2マスク層140が前記酸により分解可能な基を持つポリマーは含むが、酸、前記第1PAG及び前記第2PAGのうちいずれも含んでいない場合に実施可能な工程を説明するためのフローチャートである。
図2を参照すれば、工程210aないし工程210dで、図1Aないし図1Dを参照して説明したように、基板100上の被エッチング膜110上に第1マスクパターン120、キャッピング層130及び第2マスク層140を形成する。ここで、第2マスク層140は、酸により分解可能な基を持つポリマーと第2PAGとを含んでいるか、前記酸により分解可能な基を持つポリマーは含むが、酸、前記第1PAG及び前記第2PAGのうちいずれも含んでいない。
図2で工程210e−1及び工程210e−2は、図1Eを参照して説明した酸拡散領域142の形成工程に対応する。図2の工程210e−1は、キャッピング層130からの酸発生工程を示し、図2の工程210e−2は、キャッピング層130で発生した酸の拡散工程を示す。
図2の210e−1で、キャッピング層130に含まれた酸ソースが酸、例えば、水溶性酸である場合、酸発生工程は省略されて工程210e−2に進む。キャッピング層130に含まれた酸ソースが第1PAGである場合、第2マスク層140が形成された結果物を、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、及びF2エキシマレーザー(157nm)のうち選択されるいずれか一つの光に露光させて、キャッピング層130の第1PAGから酸を発生させる。キャッピング層130に含まれた酸ソースがTAGである場合、第2マスク層140が形成された結果物を熱処理してキャッピング層130のTAGから酸を発生させる。
図2の210e−2で、キャッピング層130に酸が存在する状態の結果物を熱処理して、キャッピング層130内の酸を第2マスク層140に拡散させる。
次いで、図1F及び図1Gを参照して説明したような工程を経て基板100上に微細パターン110Aを形成する。
図3は、図1Aないし図1Gを参照して説明した半導体素子の微細パターン形成方法で、第2マスク層140が、酸により分解可能な基を持つポリマーと前記第1PAGとを含んでいる場合に実施可能な工程を説明するためのフローチャートである。
図3を参照すれば、工程310aないし工程310dで、図1Aないし図1Dを参照して説明したように、基板100上の被エッチング膜110上に第1マスクパターン120、キャッピング層130及び第2マスク層140を形成する。ここで、第2マスク層140は、酸により分解可能な基を持つポリマーと前記第1PAGとを含む。
図3で工程310e−1及び工程310e−2は、図1Eを参照して説明した酸拡散領域142形成工程に対応する。図3の工程310e−1は、キャッピング層130からの酸発生工程を示し、図3の工程310e−2は、キャッピング層130で発生した酸の拡散工程を示す。本例では、第2マスク層140に第1PAGが含まれているので、第1PAGからの酸発生を抑制するために第2マスク層140を形成した後、第2マスク層140が除去されるまで露光工程は行わない。したがって、キャッピング層130には露光により酸が発生するPAGは含まれない。
図3の310e−1で、キャッピング層130に含まれた酸ソースが酸、例えば、水溶性酸である場合、酸発生工程は省略されて工程310e−2に進む。キャッピング層130に含まれた酸ソースがTAGである場合、第2マスク層140が形成された結果物を熱処理してキャッピング層130のTAGから酸を発生させる。
図3の310e−2で、キャッピング層130に酸が存在する状態の結果物を熱処理してキャッピング層130内の酸を第2マスク層140に拡散させる。
次いで、図1F及び図1Gを参照して説明したような工程を経て基板100上に微細パターン110Aを形成する。
<実験例>
図1Eを参照して説明したように、第2マスク層140内に発色基を含んでいない第2PAGで形成される酸ソースが含まれている場合、キャッピング層130からの酸が第2マスク層140まで広がるとき、第2マスク層140の内部に広がってきた酸により、前記広がってきた酸に隣接した位置にある第2PAGは、露光なしでも酸として作用することを、下記のような実験により確認した。
まず、シリコンウェーハ上に酸により分解可能なポリマーと、トリメチルスルホニウムトリフレートからなる第2PAGとを含むArF用レジストで形成されるレジスト層を形成し、前記レジスト層上にC49SO3Hで形成される酸ソース層を形成した第1サンプル群を製造した。前記第1サンプル群で、前記レジスト層内の第2PAGの含有量が、前記ポリマーの総重量を基準にそれぞれ1重量%及び5.0重量%である第1サンプルを含むようにした。
対照用として、前記レジスト層として前記第2PAGを含んでいないArF用レジスト層を形成したことを除いては、前記第1サンプル群と同一に製造した第2サンプルを製造した。
前記第1サンプル群及び第2サンプルに対してそれぞれ100℃の温度下で60秒間熱処理して、前記酸ソース層から酸を前記レジスト層に拡散させた。
前記第1サンプル群及び第2サンプルに対して露光を行わない状態で、2.38重量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液を利用して前記第1サンプル群及び第2サンプルをそれぞれ現像した後、前記レジスト層の消耗量を測定した結果、前記第1サンプル群で、前記レジスト層内の第2PAGの含有量が前記ポリマーの総重量を基準に1重量%及び5.0重量%である第1サンプルのレジスト層の現像による除去量が、それぞれ約280Å及び約667Åであった。すなわち、前記第1サンプル群で前記レジスト層内の第2PAGの含有量が増加するほど前記レジスト層の現像による除去量が増加した。一方、対照用の第2サンプルの場合には、前記レジスト層の現像による除去量が約249Åであった。
前記第1サンプル群及び第2サンプルに対し露光を行わない状態で、前記酸ソース層からの酸が前記レジスト層まで広がった酸拡散距離は、前記第1サンプル群で前記レジスト層内の第2PAGの含有量が、前記ポリマーの総重量を基準に1重量%及び5.0重量%である場合、それぞれ約270Å及び約659Åであると評価された。一方、対照用の第2サンプルの場合には、前記酸ソース層からの酸が前記レジスト層まで広がった酸拡散距離は、約248Åであると評価された。
前記の実験例の結果から、第1サンプル群の場合には、露光なしでも前記レジスト層内にある第2PAGのうち、酸ソース層から広がってくる酸に隣接した第2PAGが酸として作用して、前記レジスト層内にあるポリマーの保護基を脱保護させる役割を行うということが分かる。
したがって、図1Aないし図1Gを参照して説明した実施形態で第2マスク層140内に第2PAGがある場合には、第1マスク層140内に前記第2PAGがない場合に比べて前記酸拡散領域142の範囲を広げられるということが分かる。
以上、本発明を望ましい実施形態を挙げて詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の技術的思想及び範囲内で当業者によっていろいろな変形及び変更が可能である。
本発明は、半導体素子の微細パターン形成関連の技術分野に好適に用いられる。
100:基板、110:被エッチング膜、110A:微細パターン、120:第1マスクパターン、130:キャッピング層、135:プラズマ、140:第2マスク層、140A:第2マスクパターン、142:酸拡散領域

Claims (22)

  1. 基板上に前記基板の主面と平行方向に沿って第1空間を介して相互離隔している複数の第1マスクパターンを形成するステップと、
    前記複数の第1マスクパターンの側壁及び上面に酸ソースを含むキャッピング層を形成するステップと、
    前記キャッピング層上に前記第1空間を満たす第2マスク層を形成するステップと、
    前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部まで延びる酸拡散領域を形成するステップと、
    前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第1空間に残っている前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含み、
    前記キャッピング層を形成するステップは、
    水と、水溶性高分子と、水溶性の酸及び潜在的酸のうち選択される酸ソースとの混合物で形成されるキャッピング組成物を、前記第1マスクパターンの露出面にコーティングするステップと、
    前記キャッピング組成物がコーティングされた結果物を熱処理して前記キャッピング層を形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法。
  2. 前記キャッピング層は水溶性高分子及び前記酸ソースを含み、
    前記酸ソースは、水溶性酸及び潜在的酸のうち選択されるいずれか一つからなることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  3. 前記酸ソースは発色基を含み、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、及びF2エキシマレーザーのうち選択されるいずれか一つの光に露光されれば、酸を発生させる第1PAGで形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  4. 前記酸ソースは、TAGで形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  5. 前記酸ソースは、C49SO3H、CF3CO2H、及びCF3SO3Hのうち選択されるいずれか一つの酸であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  6. 前記第2マスク層は、酸及び潜在的酸を含んでいないことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  7. 前記第2マスク層は、前記酸ソースとは異なる種類の酸ソースを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  8. 前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいないフォトレジスト膜で形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  9. 前記第2マスク層は、酸により分解可能な基を持つポリマー及び潜在的酸を含むフォトレジスト膜で形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  10. 前記酸拡散領域を形成するステップで、前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるために、前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理することを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  11. 前記酸ソースは発色基を含む第1PAGで形成され、
    前記酸拡散領域を形成するステップは、
    前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を露光して、前記キャッピング層に含まれた酸ソースから第1酸を発生させるステップと、
    前記第1酸が発生した結果物を熱処理して、前記第1酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  12. 前記酸ソースはTAGで形成され、
    前記酸拡散領域を形成するステップは、
    前記キャッピング層上に前記第2マスク層が形成された結果物を熱処理して前記キャッピング層に含まれた酸ソースから第2酸を発生させるステップと、
    前記第2酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させるステップと、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  13. 前記第2マスク層の酸拡散領域を除去するために、前記酸拡散領域を塩基性水溶液で現像することを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  14. 前記複数の第1マスクパターンはフォトレジスト膜で形成され、
    前記複数の第1マスクパターンを形成した後、前記第2マスク層を形成する前に前記第1マスクパターンが有機溶媒に対して不溶性を持つように前記複数の第1マスクパターンを硬化させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  15. 前記第1マスクパターンは、PAGを含む化学増幅型レジスト組成物から形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  16. 前記第1マスクパターンは、TAGとネガティブ型レジスト組成物との混合物から形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  17. 前記第2マスク層は、前記基板上で前記キャッピング層の上面の高さと同じであるか、またはさらに低い上面を持つように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  18. 前記第2マスク層は、前記基板上で前記キャッピング層の上面の高さよりさらに高い上面を持つように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  19. 前記複数の第1マスクパターン及び複数の第2マスクパターンをエッチングマスクとして利用して前記基板をエッチングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の微細パターン形成方法。
  20. 基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、
    酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、
    酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含んでいない第2PAGを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、
    前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、
    前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法。
  21. 基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、
    酸、発色基を含む第1PAG、及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、
    酸により分解可能な基を持つポリマーを含み、酸及び潜在的酸は含んでいない第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、
    前記酸ソースから得られる酸を前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて、前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、
    前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含み、
    前記キャッピング層を形成するステップは、
    水と、水溶性高分子と、前記酸ソースとの混合物で形成されるキャッピング組成物を、前記第1マスクパターンの露出面にコーティングするステップと、
    前記キャッピング組成物がコーティングされた結果物を熱処理して前記キャッピング層を形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法。
  22. 基板上に複数の第1マスクパターンを形成するステップと、
    酸及びTAGのうち選択されるいずれか一つの酸ソースを含むキャッピング層を、前記複数の第1マスクパターンの露出面に形成するステップと、
    酸により分解可能な基を持つポリマーと、発色基を含む第1PAGとを含む第2マスク層を前記キャッピング層上に形成するステップと、
    前記酸ソースから得られる酸を、前記キャッピング層から前記第2マスク層の内部に拡散させて前記第2マスク層に酸拡散領域を形成するステップと、
    前記第2マスク層の酸拡散領域を除去して、前記第2マスク層の残留部分で形成される複数の第2マスクパターンを形成するステップと、を含むことを特徴とする半導体素子の微細パターン形成方法。
JP2009107527A 2008-05-02 2009-04-27 酸拡散を利用するダブルパターニング工程による半導体素子の微細パターン形成方法 Active JP5313030B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0041483 2008-05-02
KR1020080041483A KR101439394B1 (ko) 2008-05-02 2008-05-02 산 확산을 이용하는 더블 패터닝 공정에 의한 반도체소자의 미세 패턴 형성 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009272623A JP2009272623A (ja) 2009-11-19
JP5313030B2 true JP5313030B2 (ja) 2013-10-09

Family

ID=41231528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009107527A Active JP5313030B2 (ja) 2008-05-02 2009-04-27 酸拡散を利用するダブルパターニング工程による半導体素子の微細パターン形成方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8431331B2 (ja)
JP (1) JP5313030B2 (ja)
KR (1) KR101439394B1 (ja)
CN (1) CN101572226B (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI505046B (zh) * 2008-01-24 2015-10-21 Jsr Corp 光阻圖型之形成方法及微細化光阻圖型之樹脂組成物
KR101439394B1 (ko) * 2008-05-02 2014-09-15 삼성전자주식회사 산 확산을 이용하는 더블 패터닝 공정에 의한 반도체소자의 미세 패턴 형성 방법
JP5384852B2 (ja) * 2008-05-09 2014-01-08 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
JP2009295745A (ja) * 2008-06-04 2009-12-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JP2010027978A (ja) * 2008-07-23 2010-02-04 Toshiba Corp パターン形成方法
KR101523951B1 (ko) * 2008-10-09 2015-06-02 삼성전자주식회사 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
KR101715343B1 (ko) * 2009-03-11 2017-03-14 주식회사 동진쎄미켐 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
JP5385001B2 (ja) * 2009-05-08 2014-01-08 株式会社日立国際電気 半導体装置の製造方法、基板処理装置
US8227307B2 (en) * 2009-06-24 2012-07-24 International Business Machines Corporation Method for removing threshold voltage adjusting layer with external acid diffusion process
JP5515962B2 (ja) * 2010-03-30 2014-06-11 ソニー株式会社 化学増幅型レジストパターンの改質方法
KR20110109561A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
CN104167348B (zh) * 2013-05-17 2017-02-22 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 形成间隔物图案掩模的方法
KR102198023B1 (ko) 2013-10-30 2021-01-05 삼성전자주식회사 반도체 소자의 패턴 형성방법
CN104900581B (zh) * 2014-03-06 2017-12-29 上海微电子装备(集团)股份有限公司 一种消除金属层反射并改善曝光效果的工艺方法
JP6464413B2 (ja) * 2014-04-10 2019-02-06 東京エレクトロン株式会社 基板の複数の接触開口をパターニングする方法
KR102235611B1 (ko) 2014-06-13 2021-04-02 삼성전자주식회사 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 집적회로 소자의 제조 방법
KR102270752B1 (ko) * 2014-08-11 2021-07-01 삼성전자주식회사 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
KR102193680B1 (ko) 2014-08-14 2020-12-21 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
KR102325201B1 (ko) 2015-04-22 2021-11-11 삼성전자주식회사 반도체 소자의 제조 방법
CN106200272B (zh) * 2015-04-30 2017-10-27 中国科学院微电子研究所 一种自对准双重图形成像方法
CN105227660B (zh) * 2015-09-30 2019-02-12 小米科技有限责任公司 一种提醒方法及装置
US11201051B2 (en) * 2018-11-13 2021-12-14 Tokyo Electron Limited Method for layer by layer growth of conformal films
US11393694B2 (en) 2018-11-13 2022-07-19 Tokyo Electron Limited Method for planarization of organic films
CN114585969A (zh) * 2019-09-19 2022-06-03 东京毅力科创株式会社 形成窄沟槽的方法
US11656550B2 (en) * 2020-09-01 2023-05-23 Tokyo Electron Limited Controlling semiconductor film thickness
JP2022099428A (ja) * 2020-12-23 2022-07-05 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 犠牲層の上部を除去する方法、それに用いられる犠牲溶液および酸性水溶液
KR20240046261A (ko) * 2021-08-25 2024-04-08 제미나티오, 인코포레이티드 안티-스페이서 기반 자체 정렬 고차 패터닝

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11237742A (ja) 1998-02-23 1999-08-31 Nec Corp レジスト材料、レジストパターンおよび製造方法
US6534243B1 (en) * 2000-10-23 2003-03-18 Advanced Micro Devices, Inc. Chemical feature doubling process
US20060187403A1 (en) 2005-01-12 2006-08-24 Peng Yao Micro polymerization catalyzed by external acid source for chemical lithography
US20060188805A1 (en) 2005-02-18 2006-08-24 Fujitsu Limited Resist pattern thickening material and process for forming resist pattern, and semiconductor device and process for manufacturing the same
KR20070004234A (ko) 2005-07-04 2007-01-09 삼성전자주식회사 미세패턴의 형성방법 및 이를 이용한 구조물
KR101200938B1 (ko) 2005-09-30 2012-11-13 삼성전자주식회사 반도체 장치의 패턴 형성 방법
KR100861212B1 (ko) 2006-02-24 2008-09-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 미세패턴 형성방법
JP4801477B2 (ja) 2006-03-24 2011-10-26 富士通株式会社 レジスト組成物、レジストパターンの形成方法、半導体装置及びその製造方法
KR100861172B1 (ko) 2006-09-12 2008-09-30 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 미세패턴 형성방법
KR101439394B1 (ko) * 2008-05-02 2014-09-15 삼성전자주식회사 산 확산을 이용하는 더블 패터닝 공정에 의한 반도체소자의 미세 패턴 형성 방법
KR101523951B1 (ko) * 2008-10-09 2015-06-02 삼성전자주식회사 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN101572226B (zh) 2013-04-24
US20140004705A1 (en) 2014-01-02
CN101572226A (zh) 2009-11-04
JP2009272623A (ja) 2009-11-19
US8778598B2 (en) 2014-07-15
US8431331B2 (en) 2013-04-30
KR20090115564A (ko) 2009-11-05
KR101439394B1 (ko) 2014-09-15
US20090274980A1 (en) 2009-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5313030B2 (ja) 酸拡散を利用するダブルパターニング工程による半導体素子の微細パターン形成方法
TWI449084B (zh) 形成電子裝置之方法
TWI476816B (zh) 自我對準間隔之多重圖案化方法
US6372412B1 (en) Method of producing an integrated circuit chip using frequency doubling hybrid photoresist and apparatus formed thereby
KR101746017B1 (ko) 전자 장치의 형성 방법
US8173358B2 (en) Method of forming fine patterns of a semiconductor device
KR20110042015A (ko) 패턴 형성 방법 및 레지스트 재료
KR20100102189A (ko) 멀티 노광 포토리소그래피 방법들 및 포토레지스트 조성물들
TW200925776A (en) Method of forming mask pattern
US9766545B2 (en) Methods for small trench patterning using chemical amplified photoresist compositions
US20120064724A1 (en) Methods of Forming a Pattern of Semiconductor Devices
US20230274940A1 (en) Method to form narrow slot contacts
US7387969B2 (en) Top patterned hardmask and method for patterning
KR20110109561A (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JP2001066778A (ja) レジスト組成物及びレジストパターンの形成方法
WO2023154365A1 (en) Selective deprotection via dye diffusion
CN116802557A (zh) 用于自对准双重图案化的无冻结方法
KR20130030869A (ko) 이중 노광을 이용한 미세 패턴 형성방법
KR20100074639A (ko) 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130517

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130607

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130703

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5313030

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250