JP5926752B2 - 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置 - Google Patents
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Description
まず、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図1に、第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例のフローチャートを示す。
まず、図2(a)に示すように、基板101上に下地膜102を形成する。
次に、図2(c)に示すように、撥水層102a上に感光膜104を形成する。
次に、図3(a)に示すように、感光膜104に対して露光処理及び現像処理を行うことにより、感光膜パターンを形成する。この際、下地膜102に形成された撥水層102aの一部を露出させる。
次に、図3(b)に示すように、パターン形成された感光膜104及び露出した下地膜102上に第1のスペーサ材105を供給する。
次に、図3(d)に示すように、基板101を有機溶剤で洗浄する。これにより、第1のスペーサ材105のうち、固化が進行していない部分は除去され、固化されている部分は除去されることなく残存する。すなわち、撥水層102aの上面に形成された第1のスペーサ材105b及び撥水層104aの上面に形成された第1のスペーサ材105cは除去される。一方、感光膜104の側壁部に形成された第1のスペーサ材105aはほとんど除去されることなく残存する。この結果、感光膜104の側壁部の両側に形成された第1のスペーサ材105aによって、第1のパターンが形成される。
このため、第1のパターンのピッチを感光膜パターンのピッチよりも小さくすることができる。結果として、第1のパターンをエッチングマスクとして下地膜102をエッチングすることにより、露光装置の限界解像度以下のピッチを有する反射防止膜のパターンを形成することができる。
次に、図4(a)に示すように、感光膜104をドライエッチング法又はウェットエッチング法によりエッチングする。これにより、感光膜104を選択的にエッチングし除去する。なお、感光膜104の除去は、第1のパターン形成工程S5における第1のスペーサ材105b及び第1のスペーサ材105cの除去と同時に行っても良い。感光膜104の除去を第1のスペーサ材105b及び第1のスペーサ材105cの除去と同時に行う方法としては、例えばフッ酸水溶液でスピンオン処理する方法等が挙げられる。
次に、図4(b)に示すように、第1のパターンに形成された第1のスペーサ材105aをエッチングマスクとして用いることにより、下地膜102をエッチングする。これにより、下地膜102が第1のパターンに形成される。エッチング方法としては、例えば反応性イオンエッチング(RIE:Reactive Ion Etching)等のドライエッチングを用いることができる。
次に、第1のスペーサ材105aを除去する。除去方法としては、例えばドライエッチング、ウェットエッチング等を用いることができる。
次に、第1のパターンに形成された下地膜102をエッチングマスクとして用いることにより、基板101をエッチングする。エッチング方法としては、例えばRIE等のドライエッチングを用いることができる。
次に、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について、図8及び図9を参照しながら説明する。図8及び図9に、第2実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の工程断面図を示す。
第2実施形態に係る半導体装置の製造方法では、まず、図8(a)に示すように、基板101上に撥水性材料を含有した塗布液をスピン塗布して下地膜102の表面に撥水層102aを形成する。
次に、図8(b)に示すように、下地膜102上に撥水性材料を含有した塗布液をスピン塗布して感光膜104の表面に撥水層104aを形成する。
次に、第1実施形態と同様の方法により、基板のパターニングまでを行う。
次に、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について、図10から図13を参照しながら説明する。図10から図13に、第3実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の工程断面図を示す。
第3実施形態に係る半導体装置の製造方法では、まず、第1実施形態と同様の方法により、第1のパターンを形成する。
次に、図12(a)に示すように、第2のスペーサ材106を基板101上に供給する。
次に、図12(c)に示すように、基板101を有機溶剤で洗浄する。これにより、第2のスペーサ材106のうち固化が進行していない部分は除去され、固化されている部分は除去されることなく残存する。すなわち、撥水層102aの上面に形成された第2のスペーサ材106b及び撥水層104aの上面に形成された第2のスペーサ材106cは除去される。一方、第1のスペーサ材105aの側壁部に形成された第2のスペーサ材106aはほとんど除去されることなく残存する。そして、第1のスペーサ材105aの側壁部に形成された第2のスペーサ材106aによって、第2のパターンが形成される。
次に、図12(d)に示すように、第1のスペーサ材105aをドライエッチング法又はウェットエッチング法によりエッチングする。これにより、第1のスペーサ材105aを選択的にエッチングし除去する。
次に、図13に示すように、感光膜パターンに形成された感光膜104及び第2のパターンに形成された第2のスペーサ材106aをエッチングマスクとして用いることにより、下地膜102をエッチングする。エッチング方法としては、例えばRIE等のドライエッチングを用いることができる。
次に、感光膜104及び第2のスペーサ材106aを除去する。除去方法としては、例えばドライエッチング、ウェットエッチング等を用いることができる。
次に、所望のパターンに形成された下地膜102をエッチングマスクとして用いることにより、基板101をエッチングする。エッチング方法としては、例えばRIE等のドライエッチングを用いることができる。
次に、本発明の第4実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例について、図14から図17を参照しながら説明する。図14から図17に、第4実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の工程断面図を示す。
第4実施形態に係る半導体装置の製造方法では、まず、第1実施形態と同様の方法により、第1のパターンを形成する。
次に、図16(a)に示すように、感光膜104を除去する。除去方法としては、例えばドライエッチング、ウェットエッチング等を用いることができる。
次に、図16(b)に示すように、第2のスペーサ材106を基板101上に供給する。
次に、図16(c)に示すように、第1のスペーサ材105が露出するように第2のスペーサ材106をエッチバックすることにより第2のスペーサ材106による第2のパターンを形成する。エッチバック方法としては、例えばドライエッチング、ウェットエッチング等の方法を用いることができる。
次に、図16(d)に示すように、第1のパターンに形成された第1のスペーサ材105aをドライエッチング法又はウェットエッチング法によりエッチングする。これにより、第1のスペーサ材105aを選択的にエッチングし除去する。
次に、図17に示すように、第2のパターンに形成された第2のスペーサ材106をエッチングマスクとして用いることにより、下地膜102をエッチングする。エッチング方法としては、例えばRIE等のドライエッチングを用いることができる。
次に、第2のスペーサ材106を除去する。除去方法としては、例えばドライエッチング、ウェットエッチング等を用いることができる。
次に、第2のパターンに形成された下地膜102をエッチングマスクとして用いることにより、基板101をエッチングする。エッチング方法としては、例えばRIE等のドライエッチングを用いることができる。
102 下地膜
104 感光膜
105 第1のスペーサ材
106 第2のスペーサ材
B1 第1のブロック(現像処理ユニットの一例)
B2 第2のブロック(反射防止膜形成ユニットの一例)
B3 第3のブロック(感光膜形成ユニットの一例)
B4 第4のブロック(スペーサ材形成ユニット及び洗浄ユニットの一例)
ADH2、ADH3 撥水処理モジュール(撥水処理ユニットの一例)
A1〜A4 搬送アーム(搬送機構の一例)
C 受け渡し手段(搬送機構の一例)
D 受け渡しアーム(搬送機構の一例)
E シャトルアーム(搬送機構の一例)
F インターフェースアーム(搬送機構の一例)
CU 制御部
Claims (11)
- 基板上に表面が撥水性を有する下地膜を形成する下地膜形成工程と、
前記下地膜上に表面が撥水性を有する感光膜を形成する感光膜形成工程と、
前記感光膜を現像することにより前記下地膜を露出させて感光膜パターンを形成する感光膜パターン形成工程と、
前記感光膜上及び露出した前記下地膜上に第1のスペーサ材を供給すると共に供給した前記第1のスペーサ材のうち前記感光膜パターンの側壁部に形成された前記第1のスペーサ材の固化を進行させる第1のスペーサ材形成工程と、
前記第1のスペーサ材形成工程において供給した第1のスペーサ材のうち、固化が進行された前記第1のスペーサ材を除く、前記感光膜の上面及び前記下地膜の上面に形成された前記第1のスペーサ材の少なくとも一部を除去する第1のパターン形成工程と
を含む、
半導体装置の製造方法。 - 前記下地膜は反射防止膜を含み、
前記下地膜形成工程は、前記反射防止膜を形成した後に撥水性材料を前記反射防止膜に供給する工程を含む、
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記下地膜は反射防止膜を含み、
前記下地膜形成工程は、撥水性材料を含有した塗布液をスピン塗布して前記反射防止膜を形成する工程を含む、
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記感光膜形成工程は、前記感光膜を形成した後に撥水性材料を前記感光膜に供給する工程を含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記感光膜形成工程は、撥水性材料を含有した塗布液をスピン塗布して前記感光膜を形成する工程を含む、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のスペーサ材形成工程は、前記第1のスペーサ材が供給された基板を加熱処理する加熱処理工程を含む、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のパターン形成工程の後に、
第2のスペーサ材を前記基板上に供給する第2のスペーサ材形成工程と、
前記感光膜の上面及び前記下地膜の上面に形成された前記第2のスペーサ材の少なくとも一部を除去する第2のパターン形成工程と
を含む、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のパターン形成工程の後に、
前記感光膜パターンを除去する感光膜パターン除去工程と、
第2のスペーサ材を前記基板上に供給する第2のスペーサ材形成工程と、
前記第1のスペーサ材が露出するように前記第2のスペーサ材をエッチバックする第2のパターン形成工程と
を含む、
請求項1乃至6のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2のパターン形成工程の後に、
前記第1のスペーサ材を除去する第1のスペーサ材除去工程を含む、
請求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板に反射防止膜を形成する反射防止膜形成ユニットと、
基板に感光膜を形成する感光膜形成ユニットと、
基板に形成された前記反射防止膜又は前記感光膜に撥水処理を施す撥水処理ユニットと、
基板に現像液を供給して露光された感光膜を現像することで感光膜のパターンを形成する現像処理ユニットと、
基板に形成された感光膜のパターン上にスペーサ材を供給するスペーサ材形成ユニットと、
基板に供給された前記スペーサ材のうち、基板に形成された感光膜のパターンの側壁部に供給された前記スペーサ材の固化を促進する加熱処理ユニットと、
基板に洗浄液を供給する洗浄ユニットと、
前記反射防止膜形成ユニット、前記感光膜形成ユニット、前記撥水処理ユニット、前記現像処理ユニット、前記スペーサ材形成ユニット、前記加熱処理ユニット及び前記洗浄ユニットの間で基板を搬出入する搬送機構と、
前記スペーサ材形成ユニットから搬出された基板を前記加熱処理ユニットに搬送し、更に前記加熱処理ユニットから搬出された基板を前記洗浄ユニットに搬送し、前記洗浄ユニットにおいて前記スペーサ材形成ユニットで供給された前記スペーサ材のうち前記加熱処理ユニットで固化が進行された前記スペーサ材を除く、前記スペーサ材の少なくとも一部を除去するように、前記搬送機構、前記加熱処理ユニット及び前記洗浄ユニットを制御する制御部と
を備える、
半導体製造装置。 - 前記スペーサ材形成ユニットと前記洗浄ユニットとは同一ユニットである、
請求項10に記載の半導体製造装置。
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