JPH11162846A - フォトレジスト分解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を製造する方法、ディープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造及びディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を生成する装置 - Google Patents
フォトレジスト分解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を製造する方法、ディープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造及びディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を生成する装置Info
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- JPH11162846A JPH11162846A JP10271806A JP27180698A JPH11162846A JP H11162846 A JPH11162846 A JP H11162846A JP 10271806 A JP10271806 A JP 10271806A JP 27180698 A JP27180698 A JP 27180698A JP H11162846 A JPH11162846 A JP H11162846A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フォトリソグラフィープロセスにおける分解
能の不足を防止するため、ＤＵＶフォトレジストにおけ
る酸損失を減少する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 第１の容積の有機反射防止化学剤を準備
し；第２の容積のフォト−酸発生化学剤を準備し、第２
の容積が、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほぼ
３０パーセントの間にあり；第１の容積の有機反射防止
化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を実質的に
同時に混合して、増加したレベルの酸を含む増強された
反射防止化学剤を製造する。
能の不足を防止するため、ＤＵＶフォトレジストにおけ
る酸損失を減少する方法及び装置を提供する。 【解決手段】 第１の容積の有機反射防止化学剤を準備
し；第２の容積のフォト−酸発生化学剤を準備し、第２
の容積が、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほぼ
３０パーセントの間にあり；第１の容積の有機反射防止
化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を実質的に
同時に混合して、増加したレベルの酸を含む増強された
反射防止化学剤を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造に関する。さらに特定すれば、本発明は、ディープ
紫外線(deep ultra violet)フォトリソグラフィーにお
いてフォトレジスト現像の分解能及びプロセスウインド
ウを改善する技術に関する。
製造に関する。さらに特定すれば、本発明は、ディープ
紫外線(deep ultra violet)フォトリソグラフィーにお
いてフォトレジスト現像の分解能及びプロセスウインド
ウを改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の製造において、周知の
フォトリソグラフィー技術は、種々のレベルの集積回路
チップ上における種々の機能的形状をパターニングする
ために利用される。一般にフォトリソグラフィーは、金
属化層、ポリシリコン層及び誘電体層のようなウエハ層
の領域を後続のエッチング操作から保護するために、放
射パターンにフォトレジストコーティングしたシリコン
ウエハの領域を選択的に露光し、かつそれから露光した
フォトレジストを現像することを含む。
フォトリソグラフィー技術は、種々のレベルの集積回路
チップ上における種々の機能的形状をパターニングする
ために利用される。一般にフォトリソグラフィーは、金
属化層、ポリシリコン層及び誘電体層のようなウエハ層
の領域を後続のエッチング操作から保護するために、放
射パターンにフォトレジストコーティングしたシリコン
ウエハの領域を選択的に露光し、かつそれから露光した
フォトレジストを現像することを含む。
【０００３】一般にフォトレジストは、典型的にはシリ
コンウエハの選ばれた層上にスピンコーティングされた
放射に感応する材料である。フォトレジスト材料は、露
光の間に光放射にどのように化学的に反応するかに依存
して、ポジ型又はネガ型として分類される。ポジ型フォ
トレジストは、放射に露光されたとき、さらに溶解しや
すくなり、かつしたがって現像プロセスにおいて一層容
易に除去される。それに対してネガ型レジストは、一般
に放射に露光されたとき、溶解しにくくなり、それによ
り露光されない領域の除去を可能にする。従来のＩライ
ンフォトリソグラフィープロセスは、０．３５ミクロン
の技術又はそれより大きいものにおいて形状をパターニ
ングするために良好に作用するとはいえ、集積回路の形
状寸法は収縮し続けるので、パターニングしたフォトレ
ジストは、いくつかの分解能限界を提示している。
コンウエハの選ばれた層上にスピンコーティングされた
放射に感応する材料である。フォトレジスト材料は、露
光の間に光放射にどのように化学的に反応するかに依存
して、ポジ型又はネガ型として分類される。ポジ型フォ
トレジストは、放射に露光されたとき、さらに溶解しや
すくなり、かつしたがって現像プロセスにおいて一層容
易に除去される。それに対してネガ型レジストは、一般
に放射に露光されたとき、溶解しにくくなり、それによ
り露光されない領域の除去を可能にする。従来のＩライ
ンフォトリソグラフィープロセスは、０．３５ミクロン
の技術又はそれより大きいものにおいて形状をパターニ
ングするために良好に作用するとはいえ、集積回路の形
状寸法は収縮し続けるので、パターニングしたフォトレ
ジストは、いくつかの分解能限界を提示している。
【０００４】この問題と戦うために、フォトリソグラフ
ィーの技術者は、通常の“Ｉライン”の波長（すなわち
３６５ｎｍ）よりも短い波長の利用を可能にする光学系
を利用している。一例として、いくつかの通常のフォト
リソグラフィープロセスは、今ではディープ紫外線“Ｄ
ＵＶ”波長（例えば２４８ｎｍ波長）を利用している。
フォトリソグラフィープロセスにＤＵＶ波長を利用した
結果、さらに短い波長と一層良好に相互作用するよう
に、いくつかのＤＵＶフォトレジストも開発された。Ｄ
ＵＶ固有のフォトレジストの必要性は、Ｉラインフォト
リソグラフィーにおいて使用した従来のフォトレジスト
がＤＵＶ波長においては不透明の光学特性を提示するこ
とに技術者が気付いたときに必要になった。通常ＤＵＶ
フォトレジストは、１つの一次成分、すなわちデプロテ
クション基(deprotection group)を有するポリマー樹
脂、及びフォト−酸発生剤(photo-acid generator)（Ｐ
ＡＧ）を含んでいる。
ィーの技術者は、通常の“Ｉライン”の波長（すなわち
３６５ｎｍ）よりも短い波長の利用を可能にする光学系
を利用している。一例として、いくつかの通常のフォト
リソグラフィープロセスは、今ではディープ紫外線“Ｄ
ＵＶ”波長（例えば２４８ｎｍ波長）を利用している。
フォトリソグラフィープロセスにＤＵＶ波長を利用した
結果、さらに短い波長と一層良好に相互作用するよう
に、いくつかのＤＵＶフォトレジストも開発された。Ｄ
ＵＶ固有のフォトレジストの必要性は、Ｉラインフォト
リソグラフィーにおいて使用した従来のフォトレジスト
がＤＵＶ波長においては不透明の光学特性を提示するこ
とに技術者が気付いたときに必要になった。通常ＤＵＶ
フォトレジストは、１つの一次成分、すなわちデプロテ
クション基(deprotection group)を有するポリマー樹
脂、及びフォト−酸発生剤(photo-acid generator)（Ｐ
ＡＧ）を含んでいる。
【０００５】“ポジ型”ＤＵＶフォトレジスト層が、集
積回路幾何学的構造を定義するために選択的に露光され
たときに、ＤＵＶフォトレジストの露光された領域にお
けるＰＡＧは、化学的分解を受け、かつ強酸を発生す
る。露光後に、ウエハは、それからホットプレートに動
かされ、ここにおいて露光後ベーク(posto-exposed bak
e)（ＰＥＢ）は、発生された酸に、ＤＵＶフォトレジス
トのポリマー樹脂におけるデプロテクション基の触媒反
応を引起こす。一度ポリマー樹脂におけるデプロテクシ
ョン基が触媒反応すると、露光されたＤＵＶフォトレジ
ストは、水ベースの現像溶液に溶解可能になる。理想的
には下の層にまで延びたＤＵＶフォトレジスト材料のす
べての露光されたポリマー樹脂が、ＰＥＢ操作の間に触
媒反応すべきである。しかしながらいくつかの小さな形
状幾何学構造の精密な検査において、残念ながら周知の
フッティング及びスカミング効果を形成する現像の後
に、種々の量のＤＵＶフォトレジストが、ＤＵＶフォト
レジストと反射防止層の境界面に残ることが観察され
た。
積回路幾何学的構造を定義するために選択的に露光され
たときに、ＤＵＶフォトレジストの露光された領域にお
けるＰＡＧは、化学的分解を受け、かつ強酸を発生す
る。露光後に、ウエハは、それからホットプレートに動
かされ、ここにおいて露光後ベーク(posto-exposed bak
e)（ＰＥＢ）は、発生された酸に、ＤＵＶフォトレジス
トのポリマー樹脂におけるデプロテクション基の触媒反
応を引起こす。一度ポリマー樹脂におけるデプロテクシ
ョン基が触媒反応すると、露光されたＤＵＶフォトレジ
ストは、水ベースの現像溶液に溶解可能になる。理想的
には下の層にまで延びたＤＵＶフォトレジスト材料のす
べての露光されたポリマー樹脂が、ＰＥＢ操作の間に触
媒反応すべきである。しかしながらいくつかの小さな形
状幾何学構造の精密な検査において、残念ながら周知の
フッティング及びスカミング効果を形成する現像の後
に、種々の量のＤＵＶフォトレジストが、ＤＵＶフォト
レジストと反射防止層の境界面に残ることが観察され
た。
【０００６】この問題を図解するために、図１は、現像
されたフォトレジスト層１０６を有する半導体基板１０
０の横断面図を示している。半導体基板１００は、後続
のエッチング操作のためのターゲットである層１０２を
有する。通常の底部反射防止層（ＢＡＲＬ）１０４は、
反射光を抑圧するために、かつ“臨界寸法”（ＣＤ）を
一層良好に制御するために、典型的に層１０２上に取り
付けられる。最後にポジ型ＤＵＶフォトレジスト層１０
６は、ＢＡＲＬ層１０４上にスピンコーティングされ
る。いくつかの例の形状パターンが、レチクルステッパ
装置を通して露光された後に、ＰＥＢ操作が実行され、
かつ現像が実行され、残念ながら貧弱な分解能が明らか
になる。図示したように、ＤＵＶフォトレジスト１０８
は、領域１０８ａ−１０８ｃにおける現像されないフォ
トレジスト材料の結果である貧弱な分解能を有するよう
に示されている。
されたフォトレジスト層１０６を有する半導体基板１０
０の横断面図を示している。半導体基板１００は、後続
のエッチング操作のためのターゲットである層１０２を
有する。通常の底部反射防止層（ＢＡＲＬ）１０４は、
反射光を抑圧するために、かつ“臨界寸法”（ＣＤ）を
一層良好に制御するために、典型的に層１０２上に取り
付けられる。最後にポジ型ＤＵＶフォトレジスト層１０
６は、ＢＡＲＬ層１０４上にスピンコーティングされ
る。いくつかの例の形状パターンが、レチクルステッパ
装置を通して露光された後に、ＰＥＢ操作が実行され、
かつ現像が実行され、残念ながら貧弱な分解能が明らか
になる。図示したように、ＤＵＶフォトレジスト１０８
は、領域１０８ａ−１０８ｃにおける現像されないフォ
トレジスト材料の結果である貧弱な分解能を有するよう
に示されている。
【０００７】貧弱な分解能を結果として生じるものの１
つは、ＰＡＧの酸化合物が早期に失われるときに起こる
と信じられている。この酸損失は、塩基の中和、蒸発又
はその両方を含むいくつかの周知の要因に帰することが
できる。ある種の場合、空気とフォトレジストの境界面
における酸損失は、領域１０８ｃによって図解したよう
に、きわめて貧弱な分解能が起こるほど厳しい。時には
貧弱な分解能は、“Ｔ−トップ”と称する（すなわち接
触穴構造のために閉じたパターン及びライン／スペース
構造のため橋絡したパターン）。その結果、ＤＵＶフォ
トレジスト層１０６の表皮だけが、１０８ｃに残る。
つは、ＰＡＧの酸化合物が早期に失われるときに起こる
と信じられている。この酸損失は、塩基の中和、蒸発又
はその両方を含むいくつかの周知の要因に帰することが
できる。ある種の場合、空気とフォトレジストの境界面
における酸損失は、領域１０８ｃによって図解したよう
に、きわめて貧弱な分解能が起こるほど厳しい。時には
貧弱な分解能は、“Ｔ−トップ”と称する（すなわち接
触穴構造のために閉じたパターン及びライン／スペース
構造のため橋絡したパターン）。その結果、ＤＵＶフォ
トレジスト層１０６の表皮だけが、１０８ｃに残る。
【０００８】酸損失は、ＢＡＲＬ層１０４とＤＵＶフォ
トレジスト層１０６の境界面１２０においても起こり、
これは、“酸拡散”及び“酸中和”により、図２に図解
されている。それ故に図２は、ＤＵＶフォトレジスト層
１０６から逃れる酸の損失を絵画的に示したいくつかの
酸拡散矢印１３０を示している。境界面１２０において
酸の損失が生じるとき、“スカミング”又は“フッティ
ング”と称する貧弱な分解能の効果は、残念ながら領域
１０８ａにおいて生じ、かつ閉じたパターンは、領域１
０８ｂにおいて起こることがある。
トレジスト層１０６の境界面１２０においても起こり、
これは、“酸拡散”及び“酸中和”により、図２に図解
されている。それ故に図２は、ＤＵＶフォトレジスト層
１０６から逃れる酸の損失を絵画的に示したいくつかの
酸拡散矢印１３０を示している。境界面１２０において
酸の損失が生じるとき、“スカミング”又は“フッティ
ング”と称する貧弱な分解能の効果は、残念ながら領域
１０８ａにおいて生じ、かつ閉じたパターンは、領域１
０８ｂにおいて起こることがある。
【０００９】貧弱な分解能のためのその他の理由は、光
がステッパ網を通過するときに回折する場合、結果とし
て生じる貧弱な空中結像に起因する。例えばフォトリソ
グラフィープロセスに２４８ｎｍの波長が利用されると
き、ほぼ１７５ｎｍのＣＤを有する形状は、残念ながら
増大した光回折によって害を受ける。したがって光の貧
弱な空中結像が、ＤＵＶフォトレジスト層１０６上に形
成され、それによりＢＡＲＬ層１０４境界面１２０の近
くにおいてデプロテクション反応の触媒反応のために強
酸を発生するために必要な光の強度が減少する。
がステッパ網を通過するときに回折する場合、結果とし
て生じる貧弱な空中結像に起因する。例えばフォトリソ
グラフィープロセスに２４８ｎｍの波長が利用されると
き、ほぼ１７５ｎｍのＣＤを有する形状は、残念ながら
増大した光回折によって害を受ける。したがって光の貧
弱な空中結像が、ＤＵＶフォトレジスト層１０６上に形
成され、それによりＢＡＲＬ層１０４境界面１２０の近
くにおいてデプロテクション反応の触媒反応のために強
酸を発生するために必要な光の強度が減少する。
【００１０】したがって重大な量の酸損失が起こると
き、ＤＵＶフォトレジスト層１０６と反射防止層１０４
の境界面の近くの領域は、十分な酸を発生せず、かつそ
れ故にさらに少ない酸しかポリマー樹脂のデプロテクシ
ョン基の触媒反応のために供給できない。ポリマー樹脂
のデプロテクション基は、十分な触媒反応を受けないの
で、ＤＵＶフォトレジストのこれらの領域は、現像段階
の間に溶解不可能のままであり、かつ領域１０８ａ−ｃ
は、現像されたフォトレジスト内に残留する。すなわち
フォトレジストの一部だけが、現像段階の間に溶解可能
になり、それによりきわめて貧弱な形状分解能を構成す
る。貧弱なフォトレジストの分解能は、小さな集積回路
形状寸法に対する継続的な要求の観点からとくに問題で
ある。
き、ＤＵＶフォトレジスト層１０６と反射防止層１０４
の境界面の近くの領域は、十分な酸を発生せず、かつそ
れ故にさらに少ない酸しかポリマー樹脂のデプロテクシ
ョン基の触媒反応のために供給できない。ポリマー樹脂
のデプロテクション基は、十分な触媒反応を受けないの
で、ＤＵＶフォトレジストのこれらの領域は、現像段階
の間に溶解不可能のままであり、かつ領域１０８ａ−ｃ
は、現像されたフォトレジスト内に残留する。すなわち
フォトレジストの一部だけが、現像段階の間に溶解可能
になり、それによりきわめて貧弱な形状分解能を構成す
る。貧弱なフォトレジストの分解能は、小さな集積回路
形状寸法に対する継続的な要求の観点からとくに問題で
ある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記のことから、フォ
トリソグラフィープロセスにおける分解能の不足を防止
するために、ＤＵＶフォトレジストにおける酸損失を減
少する方法及び装置に対する要求が存在する。
トリソグラフィープロセスにおける分解能の不足を防止
するために、ＤＵＶフォトレジストにおける酸損失を減
少する方法及び装置に対する要求が存在する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】幅広く述べれば、本発明
は、次のようにしてこれらの要求を満たす。すなわち増
強された反射防止層を提供し、この層が、所定の量のフ
ォト−酸発生剤（ＰＡＧ）を含み、このフォト−酸発生
剤が、ＤＵＶフォトレジスト酸損失及び不十分な光露光
を補うように構成されている。本発明が、プロセス、装
置、系、デバイス又は方法として含む多数の様式で実行
できることは明らかである。本発明のいくつかの発明に
値する実施例を次に説明する。
は、次のようにしてこれらの要求を満たす。すなわち増
強された反射防止層を提供し、この層が、所定の量のフ
ォト−酸発生剤（ＰＡＧ）を含み、このフォト−酸発生
剤が、ＤＵＶフォトレジスト酸損失及び不十分な光露光
を補うように構成されている。本発明が、プロセス、装
置、系、デバイス又は方法として含む多数の様式で実行
できることは明らかである。本発明のいくつかの発明に
値する実施例を次に説明する。
【００１３】一構成において、フォトレジスト分解能及
びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を製
造する方法が開示される。この方法は、第１の容積の有
機反射防止化学剤を準備することを含んでいる。第２の
容積のフォト−酸発生化学剤を準備する。第２の容積
は、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほぼ３０パ
ーセントの間にある。第１の容積の有機反射防止化学剤
と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を実質的に同時に
混合して、増加したレベルの酸を含む増強された反射防
止化学剤を製造する。
びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を製
造する方法が開示される。この方法は、第１の容積の有
機反射防止化学剤を準備することを含んでいる。第２の
容積のフォト−酸発生化学剤を準備する。第２の容積
は、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほぼ３０パ
ーセントの間にある。第１の容積の有機反射防止化学剤
と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を実質的に同時に
混合して、増加したレベルの酸を含む増強された反射防
止化学剤を製造する。
【００１４】別の構成において、ディープ紫外線フォト
リソグラフィー層状構造が開示されている。層状構造
は、パターニングのために選択されたベース層を含んで
いる。有機ポリマー及びあらかじめ決められた量の添加
されたフォト−酸発生剤からなる増強された反射防止層
が設けられている。層状構造は、増強された反射防止層
の上にあるディープ紫外線フォトレジストを含んでい
る。ディープ紫外線フォトレジストは、フォト−酸発生
成分及び有機ポリマー樹脂成分を含んでいる。
リソグラフィー層状構造が開示されている。層状構造
は、パターニングのために選択されたベース層を含んで
いる。有機ポリマー及びあらかじめ決められた量の添加
されたフォト−酸発生剤からなる増強された反射防止層
が設けられている。層状構造は、増強された反射防止層
の上にあるディープ紫外線フォトレジストを含んでい
る。ディープ紫外線フォトレジストは、フォト−酸発生
成分及び有機ポリマー樹脂成分を含んでいる。
【００１５】さらに別の構成において、ディープ紫外線
フォトレジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改
善するために反射防止層を生成する装置が開示されてい
る。装置は、第１の容積の有機反射防止化学剤を準備す
ることを含んでいる。第２の容積のフォト−酸発生化学
剤を準備する。第２の容積は、第１の容積のほぼ０．１
パーセントとほぼ６パーセントの間にある。第１の容積
の有機反射防止化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化
学剤を混合する手段を設けて、増加したレベルの酸を含
む増強された反射防止化学剤を製造する。
フォトレジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改
善するために反射防止層を生成する装置が開示されてい
る。装置は、第１の容積の有機反射防止化学剤を準備す
ることを含んでいる。第２の容積のフォト−酸発生化学
剤を準備する。第２の容積は、第１の容積のほぼ０．１
パーセントとほぼ６パーセントの間にある。第１の容積
の有機反射防止化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化
学剤を混合する手段を設けて、増加したレベルの酸を含
む増強された反射防止化学剤を製造する。
【００１６】有利にも、フォトレジストフッティング及
びスカミングの前記の問題は、有機ポリマー反射防止層
内に所定のパーセントのフォト−酸発生剤を添加するこ
とによって、実質的に除去される。このように一層多く
の酸が、フォトレジストと底部反射防止層の境界面に発
生されるので、おおいに幅広いプロセスウインドウが、
とくに不足露光条件が存在するときに達成することがで
きる。本発明のその他の様相及び利点は、例えば本発明
の基本方式を図解した添付の図面に関連して行なわれる
次の詳細な説明によって明らかであろう。
びスカミングの前記の問題は、有機ポリマー反射防止層
内に所定のパーセントのフォト−酸発生剤を添加するこ
とによって、実質的に除去される。このように一層多く
の酸が、フォトレジストと底部反射防止層の境界面に発
生されるので、おおいに幅広いプロセスウインドウが、
とくに不足露光条件が存在するときに達成することがで
きる。本発明のその他の様相及び利点は、例えば本発明
の基本方式を図解した添付の図面に関連して行なわれる
次の詳細な説明によって明らかであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】添付の図面に関連した次の詳細な
説明によって本発明は容易に明らかであり、ここにおい
て同様な参照符号は、同様な構造要素を示している。
説明によって本発明は容易に明らかであり、ここにおい
て同様な参照符号は、同様な構造要素を示している。
【００１８】ＤＵＶフォトレジスト酸損失を補うように
構成された増強された反射防止層を提供することによっ
てＤＵＶフォトレジスト分解能を改善する方法に関する
発明が開示されている。次の説明において、数値を特定
した詳細は、本発明の全体的な理解のために述べられて
いる。しかしながら本発明が、これら特定の詳細のいく
らか又はすべてを使用せずに実施できることは、当該技
術分野の専門家には明らかであろう。その他の点におい
て、周知のプロセス操作は、本発明を不必要に不明瞭に
しないようにするために、詳細には記載されていない。
構成された増強された反射防止層を提供することによっ
てＤＵＶフォトレジスト分解能を改善する方法に関する
発明が開示されている。次の説明において、数値を特定
した詳細は、本発明の全体的な理解のために述べられて
いる。しかしながら本発明が、これら特定の詳細のいく
らか又はすべてを使用せずに実施できることは、当該技
術分野の専門家には明らかであろう。その他の点におい
て、周知のプロセス操作は、本発明を不必要に不明瞭に
しないようにするために、詳細には記載されていない。
【００１９】図３は、本発明の一実施例によるその上に
ある層２０２を有する半導体基板２００の横断面図を示
している。一実施例において、半導体基板２００は、集
積回路（ＩＣ）の製造に一般に利用されるもののような
シリコンウエハの一部であることができる。このような
ＩＣは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミ
ックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡ
Ｍ（ＳＤＲＡＭ）及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を
含んでいる。アプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）、組合わせＤＲＡＭ−論理（埋め込まれたＤＲＡ
Ｍ）ＩＣ又はその他の論理回路のようなＩＣも、製造す
ることができる。典型的には、複数のＩＣが、ウエハ上
に並列に形成される。プロセスが終了した後に、ウエハ
は、裁断され、ＩＣを個々のチップに分離する。チップ
は、それからパッケージングされ、その結果、例えばコ
ンピュータシステム、セルラフォン、個人用デジタルア
シスタント（ＰＤＡ）及びその他の電子製品のような利
用者製品に利用される最終製品になる。層２０２は、半
導体基板２００上に堆積、スパッタリング、形成又は取
付けすることができる何らかの製造された層であること
ができる。この例において、層２０２は、なるべく集積
回路構成の形状を定義するパターニングに適したウエル
である。
ある層２０２を有する半導体基板２００の横断面図を示
している。一実施例において、半導体基板２００は、集
積回路（ＩＣ）の製造に一般に利用されるもののような
シリコンウエハの一部であることができる。このような
ＩＣは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミ
ックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、同期ＤＲＡ
Ｍ（ＳＤＲＡＭ）及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を
含んでいる。アプリケーション固有の集積回路（ＡＳＩ
Ｃ）、組合わせＤＲＡＭ−論理（埋め込まれたＤＲＡ
Ｍ）ＩＣ又はその他の論理回路のようなＩＣも、製造す
ることができる。典型的には、複数のＩＣが、ウエハ上
に並列に形成される。プロセスが終了した後に、ウエハ
は、裁断され、ＩＣを個々のチップに分離する。チップ
は、それからパッケージングされ、その結果、例えばコ
ンピュータシステム、セルラフォン、個人用デジタルア
シスタント（ＰＤＡ）及びその他の電子製品のような利
用者製品に利用される最終製品になる。層２０２は、半
導体基板２００上に堆積、スパッタリング、形成又は取
付けすることができる何らかの製造された層であること
ができる。この例において、層２０２は、なるべく集積
回路構成の形状を定義するパターニングに適したウエル
である。
【００２０】例えば層２００は、連続する金属化層の間
の絶縁体として作用する二酸化けい素（ＳｉＯ２）層の
ような誘電体層であることができる。層２０２は、一般
に半導体回路構成においてトランジスタゲートを定義す
るために利用されるアルミニウム、銅又はポリシリコン
であってもよい。したがって層２０２は、所定の数の周
知のエッチング技術の利用を介して後続のパターニング
を必要とすることがある集積回路構成における何らかの
層であると解すべきものである。図４は、本発明の一実
施例により層２０２上に増強された反射防止層２０４を
取付けた後の図３の横断面図を示している。一実施例に
おいて、増強された反射防止層は、フォト−酸発生剤
（ＰＡＧ）を含んでいる。ＰＡＧは、露光の間に酸を発
生し、それにより境界面における酸損失及び／又は不十
分な露光を補償するために、レジスト底部とＡＲＣの境
界面において酸濃度を十分に増加する。その結果、適当
なベーク温度と結び付いて酸は、ポリマーのデプロテク
ション範囲の触媒反応を行ない、ポリマーを塩基現像剤
に溶解させる。
の絶縁体として作用する二酸化けい素（ＳｉＯ２）層の
ような誘電体層であることができる。層２０２は、一般
に半導体回路構成においてトランジスタゲートを定義す
るために利用されるアルミニウム、銅又はポリシリコン
であってもよい。したがって層２０２は、所定の数の周
知のエッチング技術の利用を介して後続のパターニング
を必要とすることがある集積回路構成における何らかの
層であると解すべきものである。図４は、本発明の一実
施例により層２０２上に増強された反射防止層２０４を
取付けた後の図３の横断面図を示している。一実施例に
おいて、増強された反射防止層は、フォト−酸発生剤
（ＰＡＧ）を含んでいる。ＰＡＧは、露光の間に酸を発
生し、それにより境界面における酸損失及び／又は不十
分な露光を補償するために、レジスト底部とＡＲＣの境
界面において酸濃度を十分に増加する。その結果、適当
なベーク温度と結び付いて酸は、ポリマーのデプロテク
ション範囲の触媒反応を行ない、ポリマーを塩基現像剤
に溶解させる。
【００２１】増強された反射防止層２０４は、なるべく
通常の有機反射防止層が取付けられる場合と同様に、ス
ピンコーティングされた層である。増強された反射防止
層を堆積する別の適当な技術も有用である。増強された
反射防止化合物は、例えば反射防止層２０４を形成する
ために利用される有機ポリマー液をＰＡＧと混合するこ
とによって提供される。ＰＡＧの量は、酸損失又は不十
分な酸を補償するために増強された反射防止層内におけ
る酸の濃度を増加するために、活性化されれば十分であ
る。酸の不十分な量は、例えばレジストフッティングを
引起こす。例えば増強された反射防止層を製造する有機
ポリマーは、ほぼ０．０１パーセントとほぼ３０パーセ
ントの間において混合される（すべてのパーセントは、
とくに注意しないかぎり、容積によるものである）。有
機ポリマーの容積のうちのＰＡＧは、さらに有利には有
機ポリマーの容積のほぼ０．１パーセントとほぼ６パー
セントＰＡＧの間にあり、かつもっとも有利には有機ポ
リマーの容積のほぼ１パーセントＰＡＧである。このよ
うにして増強された反射防止層２０４は、次に堆積され
るＤＵＶフォトレジスト層から拡散することがある酸の
量を有利に制限する増加したＰＡＧ酸濃度を有する。
通常の有機反射防止層が取付けられる場合と同様に、ス
ピンコーティングされた層である。増強された反射防止
層を堆積する別の適当な技術も有用である。増強された
反射防止化合物は、例えば反射防止層２０４を形成する
ために利用される有機ポリマー液をＰＡＧと混合するこ
とによって提供される。ＰＡＧの量は、酸損失又は不十
分な酸を補償するために増強された反射防止層内におけ
る酸の濃度を増加するために、活性化されれば十分であ
る。酸の不十分な量は、例えばレジストフッティングを
引起こす。例えば増強された反射防止層を製造する有機
ポリマーは、ほぼ０．０１パーセントとほぼ３０パーセ
ントの間において混合される（すべてのパーセントは、
とくに注意しないかぎり、容積によるものである）。有
機ポリマーの容積のうちのＰＡＧは、さらに有利には有
機ポリマーの容積のほぼ０．１パーセントとほぼ６パー
セントＰＡＧの間にあり、かつもっとも有利には有機ポ
リマーの容積のほぼ１パーセントＰＡＧである。このよ
うにして増強された反射防止層２０４は、次に堆積され
るＤＵＶフォトレジスト層から拡散することがある酸の
量を有利に制限する増加したＰＡＧ酸濃度を有する。
【００２２】一般に有機ポリマーに添加されるＰＡＧ
は、なるべく典型的には取付け後ベーク(post-apply ba
ke)（ＰＡＢ）及び露光後ベーク（ＰＥＢ）操作の一部
として実行される高温プロセスステップの間に、実質的
に安定である。例えば所定のパーセントのＰＡＧが、実
際には増強された反射防止層２０４内に存在するので、
ＰＡＢ及びＰＥＢ温度の間に安定のままである（すなわ
ち分解しない）ことは重要である。一実施例において、
適当に安定なＰＡＧ化合物は、なるべくジフェニルヨー
ドニウム塩又はその他の周知のＰＡＧ化合物である。
は、なるべく典型的には取付け後ベーク(post-apply ba
ke)（ＰＡＢ）及び露光後ベーク（ＰＥＢ）操作の一部
として実行される高温プロセスステップの間に、実質的
に安定である。例えば所定のパーセントのＰＡＧが、実
際には増強された反射防止層２０４内に存在するので、
ＰＡＢ及びＰＥＢ温度の間に安定のままである（すなわ
ち分解しない）ことは重要である。一実施例において、
適当に安定なＰＡＧ化合物は、なるべくジフェニルヨー
ドニウム塩又はその他の周知のＰＡＧ化合物である。
【００２３】一般にＰＡＢ温度は、ほぼ８０℃とほぼ１
５０℃の間の範囲にあり、かつもっとも有利にはほぼ１
００℃である。一般にＰＥＢ温度は、ほぼ９０℃とほぼ
１５０℃の間の範囲にあり、かつもっとも有利にはほぼ
１３５℃である。これらのプロセス条件において、ＰＡ
Ｇ成分は、熱的に安定のままであり、かつ増強された反
射防止層２０４の有機ポリマーと反応してはいけない。
５０℃の間の範囲にあり、かつもっとも有利にはほぼ１
００℃である。一般にＰＥＢ温度は、ほぼ９０℃とほぼ
１５０℃の間の範囲にあり、かつもっとも有利にはほぼ
１３５℃である。これらのプロセス条件において、ＰＡ
Ｇ成分は、熱的に安定のままであり、かつ増強された反
射防止層２０４の有機ポリマーと反応してはいけない。
【００２４】この実施例において、増強された反射防止
層２０４にとって有利な厚さは、ほぼ３００オングスト
ロームとほぼ２０００オングストロームの間にあり、か
つさらに有利にはほぼ５００オングストロームとほぼ９
００オングストロームの間にあり、かつもっとも有利に
はほぼ１０００オングストロームである。
層２０４にとって有利な厚さは、ほぼ３００オングスト
ロームとほぼ２０００オングストロームの間にあり、か
つさらに有利にはほぼ５００オングストロームとほぼ９
００オングストロームの間にあり、かつもっとも有利に
はほぼ１０００オングストロームである。
【００２５】図５は、本発明の一実施例により増強され
た反射防止層２０４上にＤＵＶフォトレジスト層２０６
をスピンコーティングした後の図４の横断面図を示して
いる。“ポジ型”フォトレジストを引用して、とくに特
定の例及び利点を説明するが、本発明の実施例が、“ネ
ガ型”フォトレジストであってもよいことは明らかであ
る。この例において、ＤＵＶフォトレジストは、“ＵＶ
２ＨＳ”、“ＵＶ４ＨＳ”、“ＵＶ６ＨＳ”又はポリマ
ー樹脂成分（すなわちマトリクスとして）とフォト−酸
発生剤（ＰＡＧ）成分を有するその他の何らかの適当な
ポジ型フォトレジストであることができる“ポジ型”フ
ォトレジストである。これらの例のフォトレジストは、
マーボロ、ＭＡ．のシプレイ社から入手することができ
る。この実施例において、フォトレジスト層２０６は、
ほぼ４０００オングストロームとほぼ１５０００オング
ストロームの間の、かつさらに有利には６０００オング
ストロームとほぼ７０００オングストロームとの間の、
かつもっとも有利にはほぼ６５００オングストロームの
厚さになるべくスピンコーティングされている。
た反射防止層２０４上にＤＵＶフォトレジスト層２０６
をスピンコーティングした後の図４の横断面図を示して
いる。“ポジ型”フォトレジストを引用して、とくに特
定の例及び利点を説明するが、本発明の実施例が、“ネ
ガ型”フォトレジストであってもよいことは明らかであ
る。この例において、ＤＵＶフォトレジストは、“ＵＶ
２ＨＳ”、“ＵＶ４ＨＳ”、“ＵＶ６ＨＳ”又はポリマ
ー樹脂成分（すなわちマトリクスとして）とフォト−酸
発生剤（ＰＡＧ）成分を有するその他の何らかの適当な
ポジ型フォトレジストであることができる“ポジ型”フ
ォトレジストである。これらの例のフォトレジストは、
マーボロ、ＭＡ．のシプレイ社から入手することができ
る。この実施例において、フォトレジスト層２０６は、
ほぼ４０００オングストロームとほぼ１５０００オング
ストロームの間の、かつさらに有利には６０００オング
ストロームとほぼ７０００オングストロームとの間の、
かつもっとも有利にはほぼ６５００オングストロームの
厚さになるべくスピンコーティングされている。
【００２６】一度ＤＵＶフォトレジスト層２０６を増強
された反射防止層２０４上に取付けると、ウエハは、溶
媒を追出しかつフォトレジスト材料が露光前に十分に硬
くなることを確実にするために、ホットプレート上にお
いてなるべく取付け後ベーク（ＰＡＢ）を受ける。一度
ＰＡＢが完了すると、ウエハは、ステッパ装置に動かさ
れ、このステッパ装置は、ＤＵＶ波長（例えば２４８ｎ
ｍ又は１９３ｎｍ）の光４００にＤＵＶフォトレジスト
層２０６の選ばれた部分を露光するために利用される。
典型的にはステッパ装置は、ＤＵＶ波長の光４００によ
ってＤＵＶフォトレジスト層２０６上に転写すべき所望
のパターンを含むレチクルを有する。ＤＵＶフォトレジ
スト層２０６が露光されると、露光された領域は、強酸
４０２を発生する。増強された反射防止層２０４は、所
定のパーセントのＰＡＧを含むので、増強された反射防
止層２０４との境界面にあるＤＵＶフォトレジスト層２
０６のこれらの領域は、比較的高い濃度の酸を有し、そ
れにより効率的に酸拡散効果及び貧弱な空間結像に抗す
る。したがってこの境界面においてそれ以上の酸が発生
されるので、スカミング及びフッティングは、現像され
たＤＵＶフォトレジスト層２０６内にもはや存在するこ
とはない。この点において、半導体ウエハは、ホットプ
レート上に動かされ、ここにおいてほぼ１５０℃とほぼ
２５０℃の間の温度で、露光後ベーク（ＰＥＢ）が行な
われ、それにより強酸４０２は、ＤＵＶフォトレジスト
層２０６に含まれるポリマー樹脂の深い保護基を触媒反
応させる。
された反射防止層２０４上に取付けると、ウエハは、溶
媒を追出しかつフォトレジスト材料が露光前に十分に硬
くなることを確実にするために、ホットプレート上にお
いてなるべく取付け後ベーク（ＰＡＢ）を受ける。一度
ＰＡＢが完了すると、ウエハは、ステッパ装置に動かさ
れ、このステッパ装置は、ＤＵＶ波長（例えば２４８ｎ
ｍ又は１９３ｎｍ）の光４００にＤＵＶフォトレジスト
層２０６の選ばれた部分を露光するために利用される。
典型的にはステッパ装置は、ＤＵＶ波長の光４００によ
ってＤＵＶフォトレジスト層２０６上に転写すべき所望
のパターンを含むレチクルを有する。ＤＵＶフォトレジ
スト層２０６が露光されると、露光された領域は、強酸
４０２を発生する。増強された反射防止層２０４は、所
定のパーセントのＰＡＧを含むので、増強された反射防
止層２０４との境界面にあるＤＵＶフォトレジスト層２
０６のこれらの領域は、比較的高い濃度の酸を有し、そ
れにより効率的に酸拡散効果及び貧弱な空間結像に抗す
る。したがってこの境界面においてそれ以上の酸が発生
されるので、スカミング及びフッティングは、現像され
たＤＵＶフォトレジスト層２０６内にもはや存在するこ
とはない。この点において、半導体ウエハは、ホットプ
レート上に動かされ、ここにおいてほぼ１５０℃とほぼ
２５０℃の間の温度で、露光後ベーク（ＰＥＢ）が行な
われ、それにより強酸４０２は、ＤＵＶフォトレジスト
層２０６に含まれるポリマー樹脂の深い保護基を触媒反
応させる。
【００２７】有利なことに、ＤＵＶフォトレジスト層２
０６は、実質的にさらに多くのそのＰＡＧを維持するの
で、ポリマー樹脂のデプロテクション基は、それよりさ
らに均一にその下にある増強された反射防止層２０４ま
で触媒反応する。ＰＥＢ温度が、ＤＵＶフォトレジスト
層２０６のポリマー樹脂におけるデプロテクション基の
触媒反応について強酸４０２を援助した後に、今度はＤ
ＵＶフォトレジスト層２０６のこれらの露光された部分
は、現像剤に対して“溶解可能”になり、この現像剤
は、典型的には水ベースの溶液である。
０６は、実質的にさらに多くのそのＰＡＧを維持するの
で、ポリマー樹脂のデプロテクション基は、それよりさ
らに均一にその下にある増強された反射防止層２０４ま
で触媒反応する。ＰＥＢ温度が、ＤＵＶフォトレジスト
層２０６のポリマー樹脂におけるデプロテクション基の
触媒反応について強酸４０２を援助した後に、今度はＤ
ＵＶフォトレジスト層２０６のこれらの露光された部分
は、現像剤に対して“溶解可能”になり、この現像剤
は、典型的には水ベースの溶液である。
【００２８】現像剤が加えられると、ＤＵＶフォトレジ
スト層２０６は、図６に示すように、実質的に増強され
た反射防止層２０４にまで延びた領域２０８ａ−２０８
ｂを現像する。前記のように、増強された反射防止層２
０４内に所定のパーセントのＰＡＧを含むことにより、
ＤＵＶフォトレジスト層２０６からその下にある増強さ
れた反射防止層２０４への酸の拡散は、実質的に減少す
る。すなわちいくらかの酸拡散はいぜんとして存在する
が、酸損失の問題は、実質的に除去される。このように
して酸損失によって引起こされる問題となる分解能の発
生は治癒され、それにより改善されたアスペクト比を提
供するフォトレジストマスクの製造を可能にする。
スト層２０６は、図６に示すように、実質的に増強され
た反射防止層２０４にまで延びた領域２０８ａ−２０８
ｂを現像する。前記のように、増強された反射防止層２
０４内に所定のパーセントのＰＡＧを含むことにより、
ＤＵＶフォトレジスト層２０６からその下にある増強さ
れた反射防止層２０４への酸の拡散は、実質的に減少す
る。すなわちいくらかの酸拡散はいぜんとして存在する
が、酸損失の問題は、実質的に除去される。このように
して酸損失によって引起こされる問題となる分解能の発
生は治癒され、それにより改善されたアスペクト比を提
供するフォトレジストマスクの製造を可能にする。
【００２９】従来の技術と比較した場合、図１を引用し
て説明したフッティング効果及びスカミング効果が、現
像されたＤＵＶフォトレジスト層２０６内にもはや存在
することがないことは、注目すべきことである。したが
って今や、プロセスウインドウを改善することが可能で
あり、かつ集積回路構成の製造における臨界寸法（Ｃ
Ｄ）に関してさらに良好に制御することが可能である。
さらに重要なことに、形状寸法は収縮し続けるので、さ
らに良好な結像解像力を達成するためにフォトレジスト
及び反射防止層を改善するための継続的な要求が存在す
る。
て説明したフッティング効果及びスカミング効果が、現
像されたＤＵＶフォトレジスト層２０６内にもはや存在
することがないことは、注目すべきことである。したが
って今や、プロセスウインドウを改善することが可能で
あり、かつ集積回路構成の製造における臨界寸法（Ｃ
Ｄ）に関してさらに良好に制御することが可能である。
さらに重要なことに、形状寸法は収縮し続けるので、さ
らに良好な結像解像力を達成するためにフォトレジスト
及び反射防止層を改善するための継続的な要求が存在す
る。
【００３０】図７は、本発明の一実施例による有利な方
法操作を図解するフローチャートである。方法は、操作
６０２において始まり、ここにおいて層は、フォトリソ
グラフィーパターニングのために準備される。前記のよ
うに、層は、酸化物層、金属化層、シリコン層、ポリシ
リコン層等のようなどのような層でもよい。周知のよう
に、これらの層は、一般に半導体チップを作るように製
造される集積回路構成を作る多数の形状を形成するよう
にパターニングされる。
法操作を図解するフローチャートである。方法は、操作
６０２において始まり、ここにおいて層は、フォトリソ
グラフィーパターニングのために準備される。前記のよ
うに、層は、酸化物層、金属化層、シリコン層、ポリシ
リコン層等のようなどのような層でもよい。周知のよう
に、これらの層は、一般に半導体チップを作るように製
造される集積回路構成を作る多数の形状を形成するよう
にパターニングされる。
【００３１】一度操作６０２において、層が準備される
と、方法は操作６０４に進行し、ここにおいて反射防止
化学剤が準備される。なるべく反射防止化学剤は、典型
的に底部反射防止層（ＢＡＲＬ）として利用される有機
ポリマーである。操作６０４において、一度反射防止化
学剤が準備されると、方法は操作６０６に進行し、ここ
においてフォト−酸発生（ＰＡＧ）化学剤が準備され
る。前に述べたように、ＰＡＧは、なるべくジフェニル
ヨードニウム塩、又はベーク操作の間に熱的に安定であ
りかつ反射防止層のポリマーと反応しないその他の適当
なＰＡＧ化合物である。
と、方法は操作６０４に進行し、ここにおいて反射防止
化学剤が準備される。なるべく反射防止化学剤は、典型
的に底部反射防止層（ＢＡＲＬ）として利用される有機
ポリマーである。操作６０４において、一度反射防止化
学剤が準備されると、方法は操作６０６に進行し、ここ
においてフォト−酸発生（ＰＡＧ）化学剤が準備され
る。前に述べたように、ＰＡＧは、なるべくジフェニル
ヨードニウム塩、又はベーク操作の間に熱的に安定であ
りかつ反射防止層のポリマーと反応しないその他の適当
なＰＡＧ化合物である。
【００３２】それから方法は操作６０８に進行し、ここ
において反射防止化学剤と所定のパーセントのＰＡＧ
が、増強された反射防止化学剤を製造するために、実質
的に同時に混合される。なるべく反射防止化学剤のほぼ
０．０１％とほぼ３０％ＰＡＧの間のパーセントが、増
強された反射防止化学剤を製造するための準備される。
一度増強された反射防止化学剤が製造されると、方法は
操作６１０に進行し、ここにおいて増強された反射防止
化学剤は、操作６０２においてフォトリソグラフィーパ
ターニングのために準備された層上にスピンコーティン
グされる。なるべく増強された反射防止層は、ほぼ３０
０オングストロームとほぼ２０００オングストロームの
間の厚さを有する。
において反射防止化学剤と所定のパーセントのＰＡＧ
が、増強された反射防止化学剤を製造するために、実質
的に同時に混合される。なるべく反射防止化学剤のほぼ
０．０１％とほぼ３０％ＰＡＧの間のパーセントが、増
強された反射防止化学剤を製造するための準備される。
一度増強された反射防止化学剤が製造されると、方法は
操作６１０に進行し、ここにおいて増強された反射防止
化学剤は、操作６０２においてフォトリソグラフィーパ
ターニングのために準備された層上にスピンコーティン
グされる。なるべく増強された反射防止層は、ほぼ３０
０オングストロームとほぼ２０００オングストロームの
間の厚さを有する。
【００３３】次に方法は操作６１２に進行し、ここにお
いてディープ紫外線（ＤＵＶ）フォトレジストが、前記
のように、スピンコーティングされた増強された反射防
止層上に取付けられる。なるべくスピンコーティングさ
れたＤＵＶフォトレジストは、ほぼ４０００オングスト
ロームとほぼ１５０００オングストロームの間の厚さを
有する。一度ＤＵＶフォトレジストが、操作６１２にお
いてスピンコーティングされると、その上にＤＵＶフォ
トレジストがスピンコーティングされたウエハは、ＤＵ
Ｖフォトレジストを硬化するように、取付け後ベーク
（ＰＡＢ）を実行するために、ホットプレート上に配置
される。それから方法は操作６１４に進行し、ここにお
いてＤＵＶフォトレジストの選ばれた領域が露光され
る。
いてディープ紫外線（ＤＵＶ）フォトレジストが、前記
のように、スピンコーティングされた増強された反射防
止層上に取付けられる。なるべくスピンコーティングさ
れたＤＵＶフォトレジストは、ほぼ４０００オングスト
ロームとほぼ１５０００オングストロームの間の厚さを
有する。一度ＤＵＶフォトレジストが、操作６１２にお
いてスピンコーティングされると、その上にＤＵＶフォ
トレジストがスピンコーティングされたウエハは、ＤＵ
Ｖフォトレジストを硬化するように、取付け後ベーク
（ＰＡＢ）を実行するために、ホットプレート上に配置
される。それから方法は操作６１４に進行し、ここにお
いてＤＵＶフォトレジストの選ばれた領域が露光され
る。
【００３４】一度露光されると、露光された領域は、露
光されたＤＵＶフォトレジスト層が露光後ベーク（ＰＥ
Ｂ）を受けるときに、ＤＵＶフォトレジスト層のポリマ
ー樹脂のデプロテクション基の触媒反応において援助す
る強酸を製造する。それから方法は操作６１６に進行
し、ここにおいてＤＵＶフォトレジストは、実質的にＤ
ＵＶフォトレジストの露光されたすべての領域を除去す
る水ベースの溶液において現像される。
光されたＤＵＶフォトレジスト層が露光後ベーク（ＰＥ
Ｂ）を受けるときに、ＤＵＶフォトレジスト層のポリマ
ー樹脂のデプロテクション基の触媒反応において援助す
る強酸を製造する。それから方法は操作６１６に進行
し、ここにおいてＤＵＶフォトレジストは、実質的にＤ
ＵＶフォトレジストの露光されたすべての領域を除去す
る水ベースの溶液において現像される。
【００３５】前記の発明は、明瞭な理解のためにいくつ
かの詳細について説明したが、添付特許請求の範囲の権
利範囲内において、所定の変更及び変形を行なうことが
できることは明らかである。例えば種々の改善されたフ
ォトリソグラフィー技術が、化学的に増強されたフォト
レジストを構成する技術に適用することができる。一般
にこのような技術は、論理及びメモリデバイス（すなわ
ちＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ等）のような半導体集積回
路を含んでいる。したがって本実施例は、例示であっ
て、かつ限定と考えるものではなく、かつ本発明は、こ
こに示された詳細に限定されるものではなく、添付特許
請求の範囲の権利範囲及び均等物内において変形するこ
とができる。
かの詳細について説明したが、添付特許請求の範囲の権
利範囲内において、所定の変更及び変形を行なうことが
できることは明らかである。例えば種々の改善されたフ
ォトリソグラフィー技術が、化学的に増強されたフォト
レジストを構成する技術に適用することができる。一般
にこのような技術は、論理及びメモリデバイス（すなわ
ちＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ等）のような半導体集積回
路を含んでいる。したがって本実施例は、例示であっ
て、かつ限定と考えるものではなく、かつ本発明は、こ
こに示された詳細に限定されるものではなく、添付特許
請求の範囲の権利範囲及び均等物内において変形するこ
とができる。
【図１】現像されたフォトレジスト層及び通常のＤＵＶ
フォトリソグラフィーの欠陥を有する半導体基板の横断
面図である。
フォトリソグラフィーの欠陥を有する半導体基板の横断
面図である。
【図２】現像されたフォトレジスト層及び通常のＤＵＶ
フォトリソグラフィーの欠陥を有する半導体基板の横断
面図である。
フォトリソグラフィーの欠陥を有する半導体基板の横断
面図である。
【図３】本発明の一実施例によりその上の層を有する半
導体基板の横断面図である。
導体基板の横断面図である。
【図４】本発明の一実施例により層上に増強された反射
防止層を取付けた後の図３の横断面図である。
防止層を取付けた後の図３の横断面図である。
【図５】本発明の一実施例により増強された反射防止層
上にＤＵＶフォトレジスト層をスピンコーティングした
後の図４の横断面図である。
上にＤＵＶフォトレジスト層をスピンコーティングした
後の図４の横断面図である。
【図６】本発明の一実施例により露光されたＤＵＶフォ
トレジスト層を現像した後の図５の横断面図である。
トレジスト層を現像した後の図５の横断面図である。
【図７】本発明の一実施例による有利な方法操作を図解
するフローチャートである。
するフローチャートである。
２００ 半導体基板、 ２０２ 上にある層、 ２０４
増強された反射防止層、 ２０６ ＤＵＶフォトレジ
スト層、 ２０８ 現像領域、 ４００ 光、４０２
強酸
増強された反射防止層、 ２０６ ＤＵＶフォトレジ
スト層、 ２０８ 現像領域、 ４００ 光、４０２
強酸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 フォトレジスト分解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層を製造する方法、デ ィープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造及びディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及び プロセスウインドウを改善するために反射防止層を生成する装置
Claims (25)
- 【請求項１】 第１の容積の有機反射防止化学剤を準備
し；第２の容積のフォト−酸発生化学剤を準備し、第２
の容積が、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほぼ
３０パーセントの間にあり；第１の容積の有機反射防止
化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を実質的に
同時に混合して、増加したレベルの酸を含む増強された
反射防止化学剤を製造することを含むことを特徴とす
る、フォトレジスト分解能及びプロセスウインドウを改
善するために反射防止層を製造する方法。 - 【請求項２】 フォト−酸発生剤が、熱的に安定であ
る、請求項１に記載のフォトレジスト分解能及びプロセ
スウインドウを改善するために反射防止層を製造する方
法。 - 【請求項３】 さらに、パターニングするために選択さ
れた層上に増強された反射防止化学剤をスピンコーティ
ングし、スピンコーティングが、増強された反射防止層
を製造するように構成されていることを含む、請求項２
に記載のフォトレジスト分解能及びプロセスウインドウ
を改善するために反射防止層を製造する方法。 - 【請求項４】 さらに、スピンコーティングされた増強
された反射防止層上にディープ紫外線フォトレジスト層
をスピンコーティングし、ディープ紫外線フォトレジス
ト層が、有機ポリマー樹脂成分及びフォト−酸発生成分
を含むことを含む、請求項３に記載のフォトレジスト分
解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止
層を製造する方法。 - 【請求項５】 有機ポリマー樹脂が、デプロテクション
基を含む、請求項４に記載のフォトレジスト分解能及び
プロセスウインドウを改善するために反射防止層を製造
する方法。 - 【請求項６】 増強された反射防止層の増加したレベル
の酸が、増強された反射防止層内へのフォト−酸発生成
分及びディープ紫外線フォトレジスト層の酸の拡散を実
質的に減少する、請求項５に記載のフォトレジスト分解
能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止層
を製造する方法。 - 【請求項７】 ディープ紫外線フォトレジスト層が、ポ
ジ型フォトレジストである、請求項６に記載のフォトレ
ジスト分解能及びプロセスウインドウを改善するために
反射防止層を製造する方法。 - 【請求項８】 さらにディープ紫外線フォトレジスト層
の選ばれた領域上に光エネルギーを露光し、露光された
領域が、強酸を製造するように構成されていることを含
む、請求項７に記載のフォトレジスト分解能及びプロセ
スウインドウを改善するために反射防止層を製造する方
法。 - 【請求項９】 さらに製造された強酸を、ほぼ９０℃と
ほぼ１５０℃の間の範囲の露光後ベーク温度にさらし、
露光後ベーク温度を、強酸に有機ポリマー樹脂のデプロ
テクション基の触媒反応を引起こすように設定すること
を含む、請求項８に記載のフォトレジスト分解能及びプ
ロセスウインドウを改善するために反射防止層を製造す
る方法。 - 【請求項１０】 光エネルギーが、ほぼ２４８ｎｍ〜１
９３ｎｍの波長を有する、請求項９に記載のフォトレジ
スト分解能及びプロセスウインドウを改善するために反
射防止層を製造する方法。 - 【請求項１１】 パターニングのために選択されたベー
ス層；有機ポリマー及びあらかじめ決められた量の添加
されたフォト−酸発生剤からなる増強された反射防止
層；及び増強された反射防止層の上にあるディープ紫外
線フォトレジストを含み、ディープ紫外線フォトレジス
トが、フォト−酸発生成分及び有機ポリマー樹脂成分を
含むことを特徴とする、ディープ紫外線フォトリソグラ
フィー層状構造。 - 【請求項１２】 有機ポリマー樹脂成分が、デプロテク
ション基を含む、請求項１１に記載のディープ紫外線フ
ォトリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１３】 添加されたフォト−酸発生剤のあらか
じめ決められた量が、有機ポリマーのほぼ０．０１パー
セントとほぼ３０パーセントの間にある、請求項１２に
記載のディープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１４】 添加されたフォト−酸発生剤のあらか
じめ決められた量が、有機ポリマーのほぼ０．１パーセ
ントとほぼ６パーセントの間にある、請求項１２に記載
のディープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１５】 増強された反射防止層が、ほぼ３００
オングストロームとほぼ２０００オングストロームの間
である、請求項１４に記載のディープ紫外線フォトリソ
グラフィー層状構造。 - 【請求項１６】 ディープ紫外線フォトレジストが、ほ
ぼ４０００オングストロームとほぼ１５０００オングス
トロームの間の厚さを有する、請求項１４に記載のディ
ープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１７】 ２４８ｎｍの波長と１９３ｎｍの波長
から選択されたディープ紫外線波長が、ディープ紫外線
フォトレジストの露光された領域に強酸を発生するため
に利用される、請求項１６に記載のディープ紫外線フォ
トリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１８】 ホットプレートが、露光された領域の
発生された強酸を加熱するために利用され、熱が、有機
ポリマー樹脂成分のデプロテクション基の触媒反応を引
起こすように設定されている、請求項１７に記載のディ
ープ紫外線フォトリソグラフィー層状構造。 - 【請求項１９】 有機ポリマーのデプロテクション基
が、フォトレジスト現像段階が完了した後にスカミング
及びフッティングが除去されるように、パターニングの
ために選択されたベース層にまで触媒反応する、請求項
１８に記載のディープ紫外線フォトリソグラフィー層状
構造。 - 【請求項２０】 第１の容積の有機反射防止化学剤を準
備し；第２の容積のフォト−酸発生化学剤を準備し、第
２の容積が、第１の容積のほぼ０．０１パーセントとほ
ぼ１２パーセントの間にあり；第１の容積の有機反射防
止化学剤と第２の容積のフォト−酸発生化学剤を混合す
る手段を設けて、増加したレベルの酸を含む増強された
反射防止化学剤を製造することを含むことを特徴とす
る、ディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及びプロ
セスウインドウを改善するために反射防止層を生成する
装置。 - 【請求項２１】 さらにパターニングするために選択さ
れた層上に増強された反射防止化学剤をスピンコーティ
ングし、スピンコーティングが、増強された反射防止層
を製造するように構成されており；かつスピンコーティ
ングされた増強された反射防止層上にディープ紫外線フ
ォトレジスト層をスピンコーティングし、ディープ紫外
線フォトレジスト層が、有機ポリマー樹脂成分及びフォ
ト−酸発生成分を含むことを含む、請求項２０に記載の
ディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及びプロセス
ウインドウを改善するために反射防止層を生成する装
置。 - 【請求項２２】 有機ポリマー樹脂が、デプロテクショ
ン基を含む、請求項２１に記載のディープ紫外線フォト
レジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改善する
ために反射防止層を生成する装置。 - 【請求項２３】 増強された反射防止層の増加したレベ
ルの酸が、増強された反射防止層内へのフォト−酸発生
成分及びディープ紫外線フォトレジスト層の酸の拡散を
実質的に減少する、請求項２２に記載のディープ紫外線
フォトレジスト結像分解能及びプロセスウインドウを改
善するために反射防止層を生成する装置。 - 【請求項２４】 現像時間及び現像剤が減少される、請
求項２２に記載のディープ紫外線フォトレジスト結像分
解能及びプロセスウインドウを改善するために反射防止
層を生成する装置。 - 【請求項２５】 ディープ紫外線フォトレジスト層を失
活する基板汚染効果が、最小にされている、請求項２２
記載のディープ紫外線フォトレジスト結像分解能及びプ
ロセスウインドウを改善するために反射防止層を生成す
る装置。
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| US94080597A | 1997-09-30 | 1997-09-30 | |
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