JPH11214288A - フォトレジストパターンの形成方法 - Google Patents
フォトレジストパターンの形成方法Info
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- JPH11214288A JPH11214288A JP10017064A JP1706498A JPH11214288A JP H11214288 A JPH11214288 A JP H11214288A JP 10017064 A JP10017064 A JP 10017064A JP 1706498 A JP1706498 A JP 1706498A JP H11214288 A JPH11214288 A JP H11214288A
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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
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- G03F7/11—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having cover layers or intermediate layers, e.g. subbing layers
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＣＶＤ法により成膜されたＷＳｉ膜１４をパ
ターニングするフォトリソグラフィ工程において、パタ
ーン欠陥が生じないようにする。 【解決手段】 ポリシリコン膜１３の表面に、六フッ化
タングステンとジクロルシランを主原料としてのＣＶＤ
法により、ＷＳｉ膜１４を成膜する。この成膜の最終段
階では、内部応力を緩和するために、六フッ化タングス
テンの供給を停止しジクロルシランのみを供給する。そ
れゆえ、ＷＳｉ膜１４の上には、塩素イオンを高濃度に
含有するＳｉリッチＷＳｉ膜１５が形成される。そこ
で、化学増幅型レジストの塗布前に、これらの膜が形成
されたシリコン基板１を過酸化水素を含むエッチング液
に浸漬して、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５を除去する。これ
により、アルカリ現像作用を鈍らせる塩化アンモニアの
発生を抑制できる。
ターニングするフォトリソグラフィ工程において、パタ
ーン欠陥が生じないようにする。 【解決手段】 ポリシリコン膜１３の表面に、六フッ化
タングステンとジクロルシランを主原料としてのＣＶＤ
法により、ＷＳｉ膜１４を成膜する。この成膜の最終段
階では、内部応力を緩和するために、六フッ化タングス
テンの供給を停止しジクロルシランのみを供給する。そ
れゆえ、ＷＳｉ膜１４の上には、塩素イオンを高濃度に
含有するＳｉリッチＷＳｉ膜１５が形成される。そこ
で、化学増幅型レジストの塗布前に、これらの膜が形成
されたシリコン基板１を過酸化水素を含むエッチング液
に浸漬して、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５を除去する。これ
により、アルカリ現像作用を鈍らせる塩化アンモニアの
発生を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、フォトレジスト
パターンの形成方法に係り、詳しくは、（シリコンと金
属元素との金属間化合物である）シリサイド膜上のフォ
トレジストパターンの形成方法に関する。
パターンの形成方法に係り、詳しくは、（シリコンと金
属元素との金属間化合物である）シリサイド膜上のフォ
トレジストパターンの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、トランジスタ等のゲート電極
や配線の導電性材料としてタングステンシリサイド（Ｗ
Ｓｉ）が用いられている。このタングステンシリサイド
膜の形成方法には、化学的気相成長（ＣＶＤ:Chemcal V
apor Deposition）法やスパッタ法等が知られている
が、このうち、ＣＶＤ法の方が、スパッタ法よりも、抵
抗率が２０％〜４０％程度低いタングステンシリサイド
膜を得ることができることから、半導体集積回路の微細
化が進むにつれて、好んで使われてきている。
や配線の導電性材料としてタングステンシリサイド（Ｗ
Ｓｉ）が用いられている。このタングステンシリサイド
膜の形成方法には、化学的気相成長（ＣＶＤ:Chemcal V
apor Deposition）法やスパッタ法等が知られている
が、このうち、ＣＶＤ法の方が、スパッタ法よりも、抵
抗率が２０％〜４０％程度低いタングステンシリサイド
膜を得ることができることから、半導体集積回路の微細
化が進むにつれて、好んで使われてきている。
【０００３】ところで、ＣＶＤで成膜されたタングステ
ンシリサイド膜のフォトリソグラフィ工程での露光は、
従来より高圧水銀灯のｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線
（波長３６５ｎｍ）を光源として、タングステンシリサ
イド膜上に塗布固化されたノボラック系フォトレジスト
に露光を行いレジストパターンを形成していたが、近
年、半導体集積回路の設計ルールが０．３５ｎｍを下回
るに及んで、上記高圧水銀灯のｇ線、ｉ線を光源とする
露光から、より精密なレジストパターンを得るため、フ
ッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザを光源（波長
２４８ｎｍ）とする露光が実現されている。このＫｒＦ
エキシマレーザを光源とする露光法においては、フォト
レジストとして、化学増幅型フォトレジストが用いられ
るようになっている。上記したノボラック系フォトレジ
ストでは光吸収が大きく、良好なレジストパターンが得
られないからである。
ンシリサイド膜のフォトリソグラフィ工程での露光は、
従来より高圧水銀灯のｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線
（波長３６５ｎｍ）を光源として、タングステンシリサ
イド膜上に塗布固化されたノボラック系フォトレジスト
に露光を行いレジストパターンを形成していたが、近
年、半導体集積回路の設計ルールが０．３５ｎｍを下回
るに及んで、上記高圧水銀灯のｇ線、ｉ線を光源とする
露光から、より精密なレジストパターンを得るため、フ
ッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザを光源（波長
２４８ｎｍ）とする露光が実現されている。このＫｒＦ
エキシマレーザを光源とする露光法においては、フォト
レジストとして、化学増幅型フォトレジストが用いられ
るようになっている。上記したノボラック系フォトレジ
ストでは光吸収が大きく、良好なレジストパターンが得
られないからである。
【０００４】化学増幅系フォトレジストは、酸触媒反応
を応用したポジ型のフォトレジストで、所定の部位に保
護基が結合した状態ではアルカリ現像液に対して不溶化
となり、保護基が離脱した状態ではアルカリ可溶化とな
るポリヒドロキシスチレン（Polyhydroxystyrene）等の
ベース樹脂と、光が当たると水素イオンを発生する光酸
発生剤と、性能調整のための微量の添加物と、スピナ塗
布のための有機溶剤とから概略なっている。
を応用したポジ型のフォトレジストで、所定の部位に保
護基が結合した状態ではアルカリ現像液に対して不溶化
となり、保護基が離脱した状態ではアルカリ可溶化とな
るポリヒドロキシスチレン（Polyhydroxystyrene）等の
ベース樹脂と、光が当たると水素イオンを発生する光酸
発生剤と、性能調整のための微量の添加物と、スピナ塗
布のための有機溶剤とから概略なっている。
【０００５】この化学増幅系フォトレジストが、タング
ステンシリサイド膜上に塗布され、乾燥固化された状態
で、例えばＫｒＦエキシマレーザ光源等の遠紫外線の照
射を受けると、光酸発生剤から化学増幅の開始種となる
水素イオンが発生する。この水素イオンが、露光後実施
される熱処理（ＰＥＢ:Post Exposure Bake）過程で、
ベース樹脂の保護基と置換してベース樹脂に結合する
と、ベース樹脂がアルカリ現像液に可溶となる。一方、
離脱した保護基が、さらに水と反応して、再び水素イオ
ンを発生させるので、上述のアルカリ可溶化が連鎖反応
的に促進する。それゆえ、このポジ型化学増幅レジスト
をアルカリ現像液で現像すれば、露光量が不充分でも、
所望のレジストパターンが得られる。
ステンシリサイド膜上に塗布され、乾燥固化された状態
で、例えばＫｒＦエキシマレーザ光源等の遠紫外線の照
射を受けると、光酸発生剤から化学増幅の開始種となる
水素イオンが発生する。この水素イオンが、露光後実施
される熱処理（ＰＥＢ:Post Exposure Bake）過程で、
ベース樹脂の保護基と置換してベース樹脂に結合する
と、ベース樹脂がアルカリ現像液に可溶となる。一方、
離脱した保護基が、さらに水と反応して、再び水素イオ
ンを発生させるので、上述のアルカリ可溶化が連鎖反応
的に促進する。それゆえ、このポジ型化学増幅レジスト
をアルカリ現像液で現像すれば、露光量が不充分でも、
所望のレジストパターンが得られる。
【０００６】以下、図３を参照して、従来のフォトリソ
グラフィ工程における化学増幅型レジストのレジストパ
ターンの形成について、さらに詳述する。まず、シリコ
ン基板（ウェハ）３１の表面に、熱酸化法等でシリコン
酸化膜３２を形成する。次に、例えばＣＶＤ法によりシ
リコン酸化膜３２上にポリシリコン膜３３を成長させ
る。この後、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）と六フッ
化タングステン （ＷＦ6）を原料とするＣＶＤ法によっ
て、タングステンシリサイド膜（ＷＳｉ膜）３４を形成
する。しかしながら、このＷＳｉ膜３４は、内部応力が
極めて大きいため、従来では、成膜の最終段階で六フッ
化タングステンの供給を停止し、ジクロルシランのみを
供給することで応力の低減化を図っている。
グラフィ工程における化学増幅型レジストのレジストパ
ターンの形成について、さらに詳述する。まず、シリコ
ン基板（ウェハ）３１の表面に、熱酸化法等でシリコン
酸化膜３２を形成する。次に、例えばＣＶＤ法によりシ
リコン酸化膜３２上にポリシリコン膜３３を成長させ
る。この後、ジクロルシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）と六フッ
化タングステン （ＷＦ6）を原料とするＣＶＤ法によっ
て、タングステンシリサイド膜（ＷＳｉ膜）３４を形成
する。しかしながら、このＷＳｉ膜３４は、内部応力が
極めて大きいため、従来では、成膜の最終段階で六フッ
化タングステンの供給を停止し、ジクロルシランのみを
供給することで応力の低減化を図っている。
【０００７】次に、フォトレジストの密着性を高めるた
め、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ:Hexamethyldis
ilazane）雰囲気中に半導体基板を晒し、その表面に対
して疎水化処理を行う。この後、ＳｉリッチＷＳｉ膜３
５上に化学増幅型レジスト３７を塗布する（同図
(ｂ)）。次に、例えばＫｒＦエキシマレーザを光源とし
てパターン露光を行い、最後に、フォトレジストの不必
要な部分のみを現像除去することで、レジストパターン
３８を形成する（同図(ｃ)）。
め、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ:Hexamethyldis
ilazane）雰囲気中に半導体基板を晒し、その表面に対
して疎水化処理を行う。この後、ＳｉリッチＷＳｉ膜３
５上に化学増幅型レジスト３７を塗布する（同図
(ｂ)）。次に、例えばＫｒＦエキシマレーザを光源とし
てパターン露光を行い、最後に、フォトレジストの不必
要な部分のみを現像除去することで、レジストパターン
３８を形成する（同図(ｃ)）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のフォトレジストパターンの形成方法にあっては、次
のような問題があった。すなわち、ＷＳｉ膜３４を成膜
する場合、上記したように、内部応力を緩和するため
に、成膜の最終段階で六フッ化タングステンの供給を停
止しジクロルシランのみを供給しているが、この間も僅
かにＷＳｉ膜３４が成膜され、この膜はシリコンを過剰
に含むＳｉリッチＷＳｉ膜３５になっている（同図
(ａ)）。
来のフォトレジストパターンの形成方法にあっては、次
のような問題があった。すなわち、ＷＳｉ膜３４を成膜
する場合、上記したように、内部応力を緩和するため
に、成膜の最終段階で六フッ化タングステンの供給を停
止しジクロルシランのみを供給しているが、この間も僅
かにＷＳｉ膜３４が成膜され、この膜はシリコンを過剰
に含むＳｉリッチＷＳｉ膜３５になっている（同図
(ａ)）。
【０００９】このＳｉリッチＷＳｉ膜３５は、さらに、
ジクロルシランから供給される塩素を高濃度に含んでい
る膜でもある。このため、上記したように、化学増幅型
レジストの塗布に先立つヘキサメチルジシラザンによる
表面処理の際、ヘキサメチルジシラザンから発生するア
ンモニアと、ＳｉリッチＷＳｉ膜３５の最表層から供給
される塩素との間で化学反応が起こり、図４（ａ）に示
すように、塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）の固化物３
６が形成される。
ジクロルシランから供給される塩素を高濃度に含んでい
る膜でもある。このため、上記したように、化学増幅型
レジストの塗布に先立つヘキサメチルジシラザンによる
表面処理の際、ヘキサメチルジシラザンから発生するア
ンモニアと、ＳｉリッチＷＳｉ膜３５の最表層から供給
される塩素との間で化学反応が起こり、図４（ａ）に示
すように、塩化アンモニウム（ＮＨ4Ｃｌ）の固化物３
６が形成される。
【００１０】このような表面に化学増幅型レジスト３７
を塗布固化し（同図(ｂ)）、例えばＫｒＦエキシマレー
ザを光源として遠紫外線による露光を行うと、化学増幅
型レジスト中の光酸発生剤から化学増幅の開始種となる
水素イオンが発生し、この水素イオンが、塩化アンモニ
ウムの固化物３６に捕獲されるため、保護基脱離の連鎖
反応が阻害されてしまう。この結果、塩化アンモニウム
の固化物３６周辺の化学増幅型レジストが、アルカリ可
溶化に変質しなくなる。それゆえ、フォトレジストの現
像時に、除去されるべきフォトレジストが除去されない
まま残るので、パターン欠陥３９となり（同図(ｃ)）、
このパターン欠陥３９が発生した状態で、ＷＳｉ膜３４
をエッチングしても、設計値通りのゲート電極や配線を
得ることができず、電気特性的にも不良品が発生する虞
がある。
を塗布固化し（同図(ｂ)）、例えばＫｒＦエキシマレー
ザを光源として遠紫外線による露光を行うと、化学増幅
型レジスト中の光酸発生剤から化学増幅の開始種となる
水素イオンが発生し、この水素イオンが、塩化アンモニ
ウムの固化物３６に捕獲されるため、保護基脱離の連鎖
反応が阻害されてしまう。この結果、塩化アンモニウム
の固化物３６周辺の化学増幅型レジストが、アルカリ可
溶化に変質しなくなる。それゆえ、フォトレジストの現
像時に、除去されるべきフォトレジストが除去されない
まま残るので、パターン欠陥３９となり（同図(ｃ)）、
このパターン欠陥３９が発生した状態で、ＷＳｉ膜３４
をエッチングしても、設計値通りのゲート電極や配線を
得ることができず、電気特性的にも不良品が発生する虞
がある。
【００１１】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、基板上に形成された金属シリサイド膜、特に、
ＣＶＤ法により成膜されたＷＳｉ膜をパターニングする
フォトリソグラフィ工程において、パターン欠陥が生じ
ないフォトレジストパターンの形成方法を提供すること
を目的としている。
もので、基板上に形成された金属シリサイド膜、特に、
ＣＶＤ法により成膜されたＷＳｉ膜をパターニングする
フォトリソグラフィ工程において、パターン欠陥が生じ
ないフォトレジストパターンの形成方法を提供すること
を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、基板上に形成された金属シ
リサイド膜の上にフォトレジストを塗布してフォトレジ
スト膜を形成した後、該フォトレジスト膜をリソグラフ
ィ技術を用いてパターニングする方法に係り、上記フォ
トレジスト塗布前に、上記金属シリサイド膜の表層部を
エッチング除去することを特徴としている。
に、請求項１記載の発明は、基板上に形成された金属シ
リサイド膜の上にフォトレジストを塗布してフォトレジ
スト膜を形成した後、該フォトレジスト膜をリソグラフ
ィ技術を用いてパターニングする方法に係り、上記フォ
トレジスト塗布前に、上記金属シリサイド膜の表層部を
エッチング除去することを特徴としている。
【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フオトレ
ジスト塗布前に、上記金属シリサイド膜の表層部を所定
の濃度の過酸化水素含有液でエッチング除去することを
特徴としている。
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フオトレ
ジスト塗布前に、上記金属シリサイド膜の表層部を所定
の濃度の過酸化水素含有液でエッチング除去することを
特徴としている。
【００１４】請求項３記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フオトレ
ジスト塗布前に、まず、上記金属シリサイド膜の表層部
をエッチング除去し、次に、上記金属シリサイド膜の表
面を疎水化処理することを特徴としている。
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フオトレ
ジスト塗布前に、まず、上記金属シリサイド膜の表層部
をエッチング除去し、次に、上記金属シリサイド膜の表
面を疎水化処理することを特徴としている。
【００１５】請求項４記載の発明は、請求項１記載のフ
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フォトレ
ジストが、所定の部位に保護基が結合した状態ではアル
カリ系溶剤に不溶化となり、上記保護基が離脱した状態
では上記アルカリ系溶剤に可溶化となるベース樹脂と、
光が当たると、水素イオンを発生する光酸発生剤とを有
し、該光酸発生剤が発生した水素イオンと、上記ベース
樹脂との反応により上記保護基が離脱することで、上記
ベース樹脂がアルカリ系溶剤に可溶となる化学増幅系フ
ォトレジストであることを特徴としている。
ォトレジストパターンの形成方法に係り、上記フォトレ
ジストが、所定の部位に保護基が結合した状態ではアル
カリ系溶剤に不溶化となり、上記保護基が離脱した状態
では上記アルカリ系溶剤に可溶化となるベース樹脂と、
光が当たると、水素イオンを発生する光酸発生剤とを有
し、該光酸発生剤が発生した水素イオンと、上記ベース
樹脂との反応により上記保護基が離脱することで、上記
ベース樹脂がアルカリ系溶剤に可溶となる化学増幅系フ
ォトレジストであることを特徴としている。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項２に記載の
フォトレジストパターンの形成方法に係り、上記過酸化
水素含有液は、少なくともアンモニアと過酸化水素と水
とを含有してなることを特徴としている。
フォトレジストパターンの形成方法に係り、上記過酸化
水素含有液は、少なくともアンモニアと過酸化水素と水
とを含有してなることを特徴としている。
【００１７】また、請求項６記載の発明は、請求項２に
記載のフォトレジストパターンの形成方法に係り、上記
過酸化水素含有液は、少なくとも硫酸と過酸化水素とを
含有してなることを特徴としている。
記載のフォトレジストパターンの形成方法に係り、上記
過酸化水素含有液は、少なくとも硫酸と過酸化水素とを
含有してなることを特徴としている。
【００１８】また、請求項７記載の発明は、請求項１、
２又は３記載のフォトレジストパターンの形成方法に係
り、上記金属シリサイド膜は、タングステンシリサイド
膜又はチタンシリサイド膜であることを特徴としてい
る。
２又は３記載のフォトレジストパターンの形成方法に係
り、上記金属シリサイド膜は、タングステンシリサイド
膜又はチタンシリサイド膜であることを特徴としてい
る。
【００１９】さらにまた、請求項８記載の発明は、請求
項７に記載のフォトレジストパターンの形成方法に係
り、上記タングステンシリサイド膜は、少なくともジク
ロルシランと六フッ化タングステンとを原料として化学
的気相成長法により形成された膜であることを特徴とし
ている。
項７に記載のフォトレジストパターンの形成方法に係
り、上記タングステンシリサイド膜は、少なくともジク
ロルシランと六フッ化タングステンとを原料として化学
的気相成長法により形成された膜であることを特徴とし
ている。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１の実施例 図１は、この発明の第１の実施例であるフォトレジスト
パターンの形成方法を工程順に示す工程断面図である。
この例のフォトレジストパターンの形成方法は、シリコ
ン基板（ウェハ）１１上に成膜されたタングステンシリ
サイド（ＷＳｉ）膜１４の上に化学増幅型レジストを塗
布してフォトレジスト膜１７を形成した後、形成したフ
ォトレジスト膜１７をフォトリソグラフィ技術を用いて
パターニングする方法に係り、上記した従来の方法と大
きく異なるところは、化学増幅型レジスト塗布前に、か
つ、ヘキサメチルジシラザン処理前に、タングステンシ
リサイド（ＷＳｉ）膜１４の表層部を所定の過酸化水素
含有液でエッチング除去するようにした点である。
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１の実施例 図１は、この発明の第１の実施例であるフォトレジスト
パターンの形成方法を工程順に示す工程断面図である。
この例のフォトレジストパターンの形成方法は、シリコ
ン基板（ウェハ）１１上に成膜されたタングステンシリ
サイド（ＷＳｉ）膜１４の上に化学増幅型レジストを塗
布してフォトレジスト膜１７を形成した後、形成したフ
ォトレジスト膜１７をフォトリソグラフィ技術を用いて
パターニングする方法に係り、上記した従来の方法と大
きく異なるところは、化学増幅型レジスト塗布前に、か
つ、ヘキサメチルジシラザン処理前に、タングステンシ
リサイド（ＷＳｉ）膜１４の表層部を所定の過酸化水素
含有液でエッチング除去するようにした点である。
【００２１】図１を参照して、この例のフォトレジスト
パターンの形成方法について、さらに詳述する。まず、
シリコン基板１１上に、熱酸化法等を用いてシリコン酸
化膜１２を形成し、次に、シリコン酸化膜１２の上に、
例えばＣＶＤ法により、ポリシリコン膜１３を膜厚略１
００ｎｍに形成する。この例では、ポリシリコン膜１３
には、成膜中にその場（in-situ）ドーピングする方法
により、リンが添加される。なお、その場ドーピングに
よらず、成膜後にリン拡散あるいはイオン注入にて導入
しても良い。また、リンを含有したポリシリコン膜１３
は、リン含有のアモルファスシリコンを材料に用いてア
モルファスシリコン膜としても良い。このリンは、アモ
ルファスシリコン成長時にその場添加しても良いし、ア
モルファスシリコン成膜後、リン拡散あるいはイオン注
入法にて導入しても良い。
パターンの形成方法について、さらに詳述する。まず、
シリコン基板１１上に、熱酸化法等を用いてシリコン酸
化膜１２を形成し、次に、シリコン酸化膜１２の上に、
例えばＣＶＤ法により、ポリシリコン膜１３を膜厚略１
００ｎｍに形成する。この例では、ポリシリコン膜１３
には、成膜中にその場（in-situ）ドーピングする方法
により、リンが添加される。なお、その場ドーピングに
よらず、成膜後にリン拡散あるいはイオン注入にて導入
しても良い。また、リンを含有したポリシリコン膜１３
は、リン含有のアモルファスシリコンを材料に用いてア
モルファスシリコン膜としても良い。このリンは、アモ
ルファスシリコン成長時にその場添加しても良いし、ア
モルファスシリコン成膜後、リン拡散あるいはイオン注
入法にて導入しても良い。
【００２２】この後、ポリシリコン膜１３の表面に、六
フッ化タングステンとジクロルシランを主原料としての
ＣＶＤ法により、膜厚略１１０ｎｍのＷＳｉ膜１４を成
膜する。このＷＳｉ膜１４の成膜工程においては、上記
従来技術と略同様に、内部応力を緩和するために、成膜
の最終段階で六フッ化タングステンの供給を停止してジ
クロルシランのみを供給しているが、この過程でＷＳｉ
膜１４の上には不可避的に、塩素イオンを高濃度に含有
するＳｉリッチＷＳｉ膜１５が形成される（図１
(ａ)）。次に、アンモニアと過酸化水素と水との混合液
に、表面に多層膜１２，１３，１４が形成されたシリコ
ン基板１１を略１０分間浸漬して、ＳｉリッチＷＳｉ膜
１５をエッチング除去する。上記混合液としては、略２
９重量％のアンモニア水、略３１重量％の過酸化水素、
及び水を、体積比略（アンモニア水）１：（過酸化水素
水）１：（水）５で混合したものが好ましい。また、エ
ッチング時の液温は略５５℃が好ましく、このときのエ
ッチング速度は略１ｎｍ／分である。なお、このエッチ
ングでは、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５だけではなく、ＷＳ
ｉ膜１４の一部（膜厚略１０ｎｍ程度）も除去される
（同図（ｂ））。次に、シリコン基板１を、例えば１〜
５０％のキレシンで希釈したヘキサメチルジシラザンの
ガス雰囲気中に晒し、ＷＳｉ膜１４の表面を疎水性に改
質して、フォトレシストの密着性を良くする。
フッ化タングステンとジクロルシランを主原料としての
ＣＶＤ法により、膜厚略１１０ｎｍのＷＳｉ膜１４を成
膜する。このＷＳｉ膜１４の成膜工程においては、上記
従来技術と略同様に、内部応力を緩和するために、成膜
の最終段階で六フッ化タングステンの供給を停止してジ
クロルシランのみを供給しているが、この過程でＷＳｉ
膜１４の上には不可避的に、塩素イオンを高濃度に含有
するＳｉリッチＷＳｉ膜１５が形成される（図１
(ａ)）。次に、アンモニアと過酸化水素と水との混合液
に、表面に多層膜１２，１３，１４が形成されたシリコ
ン基板１１を略１０分間浸漬して、ＳｉリッチＷＳｉ膜
１５をエッチング除去する。上記混合液としては、略２
９重量％のアンモニア水、略３１重量％の過酸化水素、
及び水を、体積比略（アンモニア水）１：（過酸化水素
水）１：（水）５で混合したものが好ましい。また、エ
ッチング時の液温は略５５℃が好ましく、このときのエ
ッチング速度は略１ｎｍ／分である。なお、このエッチ
ングでは、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５だけではなく、ＷＳ
ｉ膜１４の一部（膜厚略１０ｎｍ程度）も除去される
（同図（ｂ））。次に、シリコン基板１を、例えば１〜
５０％のキレシンで希釈したヘキサメチルジシラザンの
ガス雰囲気中に晒し、ＷＳｉ膜１４の表面を疎水性に改
質して、フォトレシストの密着性を良くする。
【００２３】次に、ヘキサメチルジシラザン処理がなさ
れたＷＳｉ膜１４の表面にポジ型の化学増幅型レジスト
１７をスピナを用いて塗布する（同図（ｃ））。この
後、例えばＫｒＦエキシマレーザを光源として露光を行
い、さらに、熱（ＰＥＢ）処理した後、アルカリ現像を
行って、化学増幅型レジスト膜１７のうち、光が照射さ
れた部分を現像剤で溶解して、ＷＳｉ膜１４上にレジス
トパターン１８を形成する（同図(ｄ)）。
れたＷＳｉ膜１４の表面にポジ型の化学増幅型レジスト
１７をスピナを用いて塗布する（同図（ｃ））。この
後、例えばＫｒＦエキシマレーザを光源として露光を行
い、さらに、熱（ＰＥＢ）処理した後、アルカリ現像を
行って、化学増幅型レジスト膜１７のうち、光が照射さ
れた部分を現像剤で溶解して、ＷＳｉ膜１４上にレジス
トパターン１８を形成する（同図(ｄ)）。
【００２４】図２は、シリコン基板１１，３１上におけ
るレジストパターンの欠陥発生分布を示す図で、同図
（ａ）が、この例によるレジストパターンの欠陥発生分
布を示す図、同図（ｂ）が、従来法によるレジストパタ
ーンの欠陥発生分布を示す図である。同図から明らかな
ように、従来法による場合には、多数のパターン欠陥３
９が見られるが、この例の方法によれば、パターン欠陥
１９の個数は著しく減少している。
るレジストパターンの欠陥発生分布を示す図で、同図
（ａ）が、この例によるレジストパターンの欠陥発生分
布を示す図、同図（ｂ）が、従来法によるレジストパタ
ーンの欠陥発生分布を示す図である。同図から明らかな
ように、従来法による場合には、多数のパターン欠陥３
９が見られるが、この例の方法によれば、パターン欠陥
１９の個数は著しく減少している。
【００２５】このように、この例の方法によれば、ヘキ
サメチルジシラザン処理前にアンモニア水と過酸化水素
水と水との混合液を用いて、塩素イオンを高濃度に含有
するＳｉリッチＷＳｉ膜１５をエッチング除去するた
め、ＷＳｉ膜１４の表面に塩化アンモニウムの固化物が
形成されない。このため、反応開始剤となる水素イオン
が塩化アンモニウムによって捕獲されないため、除去さ
れるべきフォトレジストが円滑に除去される。それゆ
え、パターン欠陥を防止あるいは緩和できる。
サメチルジシラザン処理前にアンモニア水と過酸化水素
水と水との混合液を用いて、塩素イオンを高濃度に含有
するＳｉリッチＷＳｉ膜１５をエッチング除去するた
め、ＷＳｉ膜１４の表面に塩化アンモニウムの固化物が
形成されない。このため、反応開始剤となる水素イオン
が塩化アンモニウムによって捕獲されないため、除去さ
れるべきフォトレジストが円滑に除去される。それゆ
え、パターン欠陥を防止あるいは緩和できる。
【００２６】なお、上記混合液によるＷＳｉ膜１４のエ
ッチング速度は、上記したように、１ｎｍ／分程度と非
常に緩慢であるので、エッチング状況のモニターが容易
であ、る上、ＷＳｉ膜１４の総エッチング膜厚が、ＷＳ
ｉ成膜時の膜厚の１／３程度（例えば、ＣＶＤ成膜時の
ＷＳｉ膜の膜厚が略１５０ｎｍ程度なら、略５０ｎｍ）
まで許容できるので、制御性良くエッチングできる。
ッチング速度は、上記したように、１ｎｍ／分程度と非
常に緩慢であるので、エッチング状況のモニターが容易
であ、る上、ＷＳｉ膜１４の総エッチング膜厚が、ＷＳ
ｉ成膜時の膜厚の１／３程度（例えば、ＣＶＤ成膜時の
ＷＳｉ膜の膜厚が略１５０ｎｍ程度なら、略５０ｎｍ）
まで許容できるので、制御性良くエッチングできる。
【００２７】◇第２の実施例 次に、この発明の第２の実施例について説明する。この
第２の実施例の方法が、上述した第１の実施例のそれと
大きく異なるところは、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５を除去
するエッチング処理液として、アンモニア水と過酸化水
素水と水との混合液を用いるのに代えて、硫酸と過酸化
水素水との混合液を用いるようにした点である。これ以
外の点では、上述した第１の実施例のそれと略同様であ
るので、図１は、この第２の実施例においても、そのま
ま参照される。
第２の実施例の方法が、上述した第１の実施例のそれと
大きく異なるところは、ＳｉリッチＷＳｉ膜１５を除去
するエッチング処理液として、アンモニア水と過酸化水
素水と水との混合液を用いるのに代えて、硫酸と過酸化
水素水との混合液を用いるようにした点である。これ以
外の点では、上述した第１の実施例のそれと略同様であ
るので、図１は、この第２の実施例においても、そのま
ま参照される。
【００２８】上記混合液としては、９５重量％の硫酸、
３１重量％の過酸化水素を、体積比略（硫酸）５：（過
酸化水素水）１で混合したものが好ましい。また、エッ
チング時の液温は略１４０℃が好ましく、このときのエ
ッチング速度は、略０．２ｎｍ／分である。液温略１４
０℃のこの混合液に、表面に多層膜１２，１３，１４が
形成されたシリコン基板１１を略１０分間浸漬すれば、
ＳｉリッチＷＳｉ膜１５だけではなく、ＷＳｉ膜１４の
一部（膜厚略２ｎｍ程度）も除去される。
３１重量％の過酸化水素を、体積比略（硫酸）５：（過
酸化水素水）１で混合したものが好ましい。また、エッ
チング時の液温は略１４０℃が好ましく、このときのエ
ッチング速度は、略０．２ｎｍ／分である。液温略１４
０℃のこの混合液に、表面に多層膜１２，１３，１４が
形成されたシリコン基板１１を略１０分間浸漬すれば、
ＳｉリッチＷＳｉ膜１５だけではなく、ＷＳｉ膜１４の
一部（膜厚略２ｎｍ程度）も除去される。
【００２９】このように、この第２の実施例の方法によ
っても、第１の実施例において上述したと略同様の効果
を得ることができる。加えて、この例の方法によれば、
ＷＳｉ膜のエッチング速度が第１の実施例のそれよりも
著しく遅くなる。このため、エッチング状況の把握が一
段と容易となって、ＷＳｉ膜１４のエッチングによる膜
減りを抑えることができるので、エッチング時の制御性
が一段と良くなる。したがって、ＷＳｉ膜１４の残存膜
厚のシリコン基板１１面内均一性、及びシート抵抗のシ
リコン基板１１面内均一性も上述の第１の実施例よりも
一段と良好となる。
っても、第１の実施例において上述したと略同様の効果
を得ることができる。加えて、この例の方法によれば、
ＷＳｉ膜のエッチング速度が第１の実施例のそれよりも
著しく遅くなる。このため、エッチング状況の把握が一
段と容易となって、ＷＳｉ膜１４のエッチングによる膜
減りを抑えることができるので、エッチング時の制御性
が一段と良くなる。したがって、ＷＳｉ膜１４の残存膜
厚のシリコン基板１１面内均一性、及びシート抵抗のシ
リコン基板１１面内均一性も上述の第１の実施例よりも
一段と良好となる。
【００３０】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
では無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、アンモニ
ア水と過酸化水素水と水との混合比、あるいは、硫酸と
過酸化水素水との混合比は、必要に応じて、変更でき
る。液温についても同様に変更できる。エッチングの方
法も、浸漬法に限定されない。また、上述の実施例で
は、フオトレジスト塗布前に、ＷＳｉ膜の表層部をエッ
チングするために、アンモニア水と過酸化水素水と水と
の混合液、あるいは、硫酸と過酸化水素水との混合液を
用いたが、エッチング速度が低く、したがって制御性の
良いエッチング液なら、実施例の混合液に限定されな
い。実施例で述べた混合液以外で、好適な混合液として
は、塩酸と過酸化水素の混合液又はその希釈液、フッ酸
と過酸化水素の混合液又はその希釈液、あるいは、過酸
化水素単独又はその希釈液を挙げることができる。要す
るに、過酸化水素含有のエッチング液が大変好ましい。
また、超音波発振装置を有する処理槽を用いて、上述の
エッチング処理を行うようにすれば、ＷＳｉ膜上への異
物の再付着を防止でき、パターン欠陥の防止がさらに効
果的となる。
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
では無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、アンモニ
ア水と過酸化水素水と水との混合比、あるいは、硫酸と
過酸化水素水との混合比は、必要に応じて、変更でき
る。液温についても同様に変更できる。エッチングの方
法も、浸漬法に限定されない。また、上述の実施例で
は、フオトレジスト塗布前に、ＷＳｉ膜の表層部をエッ
チングするために、アンモニア水と過酸化水素水と水と
の混合液、あるいは、硫酸と過酸化水素水との混合液を
用いたが、エッチング速度が低く、したがって制御性の
良いエッチング液なら、実施例の混合液に限定されな
い。実施例で述べた混合液以外で、好適な混合液として
は、塩酸と過酸化水素の混合液又はその希釈液、フッ酸
と過酸化水素の混合液又はその希釈液、あるいは、過酸
化水素単独又はその希釈液を挙げることができる。要す
るに、過酸化水素含有のエッチング液が大変好ましい。
また、超音波発振装置を有する処理槽を用いて、上述の
エッチング処理を行うようにすれば、ＷＳｉ膜上への異
物の再付着を防止でき、パターン欠陥の防止がさらに効
果的となる。
【００３１】また、フォトレジストは、化学増幅型レジ
ストに限らない。同様に、ポジ型に限らず、ネガ型のフ
ォトレジストにも適用可能である。また、上述の実施例
では、ＷＳｉ膜の上にフォトレジストパターンを形成し
たが、この発明はこれに限らず、チタンシリサイド（Ｔ
ｉＳｉ）等、他の金属シリサイドの上にフォトレジスト
パターンを形成する場合にも適用できる。同様に、金属
シリサイド膜は、ＣＶＤ法により形成されたものに限ら
ない。また、基板も、シリコン基板に限定されない。
ストに限らない。同様に、ポジ型に限らず、ネガ型のフ
ォトレジストにも適用可能である。また、上述の実施例
では、ＷＳｉ膜の上にフォトレジストパターンを形成し
たが、この発明はこれに限らず、チタンシリサイド（Ｔ
ｉＳｉ）等、他の金属シリサイドの上にフォトレジスト
パターンを形成する場合にも適用できる。同様に、金属
シリサイド膜は、ＣＶＤ法により形成されたものに限ら
ない。また、基板も、シリコン基板に限定されない。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のフォト
レジストパターンの形成方法によれば、フォトレジスト
塗布前に、金属シリサイド膜の表層部を、好適には過酸
化水素含有のエッチング液を用いて、塩素イオンを高濃
度に含有する金属シリサイド膜の表層部を除去するた
め、金属シリサイド膜の表面に塩化アンモニウムの固化
物が形成されない。このため、反応開始剤となる水素イ
オンが塩化アンモニウムによって捕獲されないため、除
去されるべきフォトレジストが全部除去される。それゆ
え、パターン欠陥を防止あるいは緩和できる。
レジストパターンの形成方法によれば、フォトレジスト
塗布前に、金属シリサイド膜の表層部を、好適には過酸
化水素含有のエッチング液を用いて、塩素イオンを高濃
度に含有する金属シリサイド膜の表層部を除去するた
め、金属シリサイド膜の表面に塩化アンモニウムの固化
物が形成されない。このため、反応開始剤となる水素イ
オンが塩化アンモニウムによって捕獲されないため、除
去されるべきフォトレジストが全部除去される。それゆ
え、パターン欠陥を防止あるいは緩和できる。
【図１】この発明の第１の実施例であるフォトレジスト
パターンの形成方法を工程順に示す工程断面図である。
パターンの形成方法を工程順に示す工程断面図である。
【図２】シリコン基板上におけるフォトレジストパター
ンの欠陥発生分布を示す比較図で、同図（ａ）が、この
例によるフォトレジストパターンの欠陥発生分布を示す
図、同図（ｂ）が、従来法によるフォトレジストパター
ンの欠陥発生分布を示す図である。
ンの欠陥発生分布を示す比較図で、同図（ａ）が、この
例によるフォトレジストパターンの欠陥発生分布を示す
図、同図（ｂ）が、従来法によるフォトレジストパター
ンの欠陥発生分布を示す図である。
【図３】従来技術を説明するための図で、化学増幅型レ
ジストのレジストパターンの形成方法を工程順に示す工
程断面図である。
ジストのレジストパターンの形成方法を工程順に示す工
程断面図である。
【図４】同従来技術の欠点を説明するための工程断面図
である。
である。
１１ シリコン基板（基板） １３ ポリシリコン膜 １４ ＷＳｉ膜（金属シリサイド膜） １５ ＳｉリッチＷＳｉ膜（金属シリサイド膜） １７ 化学増幅型レジスト（フォトレジスト） １８ レジストパターン
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上に形成された金属シリサイド膜の
上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成
した後、該フォトレジスト膜をリソグラフィ技術を用い
てパターニングする方法であって、 前記フォトレジスト塗布前に、前記金属シリサイド膜の
表層部をエッチング除去することを特徴とするフォトレ
ジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 前記フオトレジスト塗布前に、前記金属
シリサイド膜の表層部を所定の濃度の過酸化水素含有液
でエッチング除去することを特徴とする請求項１記載の
フォトレジストパターンの形成方法。 - 【請求項３】 前記フオトレジスト塗布前に、まず、前
記金属シリサイド膜の表層部をエッチング除去し、次
に、前記金属シリサイド膜の表面を疎水化処理すること
を特徴とする請求項１記載のフォトレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項４】 前記フォトレジストは、所定の部位に保
護基が結合した状態ではアルカリ系溶剤に不溶化とな
り、前記保護基が離脱した状態では前記アルカリ系溶剤
に可溶化となるベース樹脂と、光が当たると、水素イオ
ンを発生する光酸発生剤とを有し、該光酸発生剤が発生
した水素イオンと、前記ベース樹脂との反応により前記
保護基が離脱することで、前記ベース樹脂がアルカリ系
溶剤に可溶となる化学増幅系フォトレジストであること
を特徴とする請求項１記載のフォトレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項５】 前記過酸化水素含有液は、少なくともア
ンモニアと過酸化水素と水とを含有してなることを特徴
とする請求項２記載のフォトレジストパターンの形成方
法。 - 【請求項６】 前記過酸化水素含有液は、少なくとも硫
酸と過酸化水素とを含有してなることを特徴とする請求
項２記載のフォトレジストパターンの形成方法。 - 【請求項７】 前記金属シリサイド膜は、タングステン
シリサイド膜又はチタンシリサイド膜であることを特徴
とする請求項１、２又は３記載のフォトレジストパター
ンの形成方法。 - 【請求項８】 前記タングステンシリサイド膜は、少な
くともジクロルシランと六フッ化タングステンとを原料
として化学的気相成長法により形成された膜であること
を特徴とする請求項７記載のフォトレジストパターンの
形成方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10017064A JP3027967B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | フォトレジストパターンの形成方法 |
| TW088101146A TW460977B (en) | 1998-01-29 | 1999-01-26 | Method of forming photoresist pattern |
| GB9901817A GB2333850B (en) | 1998-01-29 | 1999-01-27 | Method of forming photoresist pattern |
| KR1019990003002A KR100320898B1 (ko) | 1998-01-29 | 1999-01-29 | 포토레지스트 패턴 형성 방법 |
| CN99100483A CN1126157C (zh) | 1998-01-29 | 1999-01-29 | 形成光刻胶图形的方法 |
| US09/239,998 US6348418B1 (en) | 1998-01-29 | 1999-01-29 | Method of forming photoresist pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10017064A JP3027967B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | フォトレジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11214288A true JPH11214288A (ja) | 1999-08-06 |
| JP3027967B2 JP3027967B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=11933565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10017064A Expired - Lifetime JP3027967B2 (ja) | 1998-01-29 | 1998-01-29 | フォトレジストパターンの形成方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3027967B2 (ja) |
| KR (1) | KR100320898B1 (ja) |
| CN (1) | CN1126157C (ja) |
| GB (1) | GB2333850B (ja) |
| TW (1) | TW460977B (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2019003999A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、基板処理装置、基板処理システム、基板処理システムの制御装置、半導体基板の製造方法および半導体基板 |
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| US6989230B2 (en) * | 2002-03-29 | 2006-01-24 | Infineon Technologies Ag | Producing low k inter-layer dielectric films using Si-containing resists |
| CN100422854C (zh) * | 2004-09-08 | 2008-10-01 | 上海宏力半导体制造有限公司 | 使用t型光刻胶图案来形成缩小导线图形的方法 |
| CN1929095A (zh) * | 2005-09-06 | 2007-03-14 | 旺宏电子股份有限公司 | 开口的形成方法 |
| US8603586B2 (en) * | 2008-05-07 | 2013-12-10 | Macronix International Co., Ltd. | Method of reducing surface residual defect |
| CN103346080A (zh) * | 2013-07-09 | 2013-10-09 | 上海华力微电子有限公司 | 减少金属硅化物掩模层缺陷的方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4330569A (en) * | 1979-05-25 | 1982-05-18 | Ncr Corporation | Method for conditioning nitride surface |
| JPH01214773A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-29 | Yokogawa Electric Corp | プリント基板ショート検査方法 |
| JPH03116852A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-17 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPH0845907A (ja) * | 1994-07-29 | 1996-02-16 | Toshiba Corp | 半導体装置のプラズマ処理方法 |
| EP0792195A4 (en) * | 1994-11-22 | 1999-05-26 | Complex Fluid Systems Inc | NON-AMINIC PHOTOSENSITIVE RESIN ADHESION PROMOTERS FOR MICROELECTRONIC APPLICATIONS |
| US5756394A (en) * | 1995-08-23 | 1998-05-26 | Micron Technology, Inc. | Self-aligned silicide strap connection of polysilicon layers |
| US5635765A (en) * | 1996-02-26 | 1997-06-03 | Cypress Semiconductor Corporation | Multi-layer gate structure |
| JPH10214773A (ja) | 1997-01-30 | 1998-08-11 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5998103A (en) * | 1998-04-06 | 1999-12-07 | Chartered Semiconductor Manufacturing, Ltd. | Adhesion promotion method employing glycol ether acetate as adhesion promoter material |
| JP3175697B2 (ja) * | 1998-06-18 | 2001-06-11 | 日本電気株式会社 | 化学増幅系フォトレジスト |
-
1998
- 1998-01-29 JP JP10017064A patent/JP3027967B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-01-26 TW TW088101146A patent/TW460977B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-01-27 GB GB9901817A patent/GB2333850B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-29 KR KR1019990003002A patent/KR100320898B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-01-29 CN CN99100483A patent/CN1126157C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-01-29 US US09/239,998 patent/US6348418B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2019003999A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理方法、基板処理装置、基板処理システム、基板処理システムの制御装置、半導体基板の製造方法および半導体基板 |
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| TW460977B (en) | 2001-10-21 |
| GB2333850A (en) | 1999-08-04 |
| CN1126157C (zh) | 2003-10-29 |
| US6348418B1 (en) | 2002-02-19 |
| GB2333850B (en) | 2000-09-06 |
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| GB9901817D0 (en) | 1999-03-17 |
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