1223321 玫、發明說明: (相關申請案之前後參照) 本申請案係依前日本中請案N。· 2QG2_122862為基礎案而 主張優先權,該案申請日為2002年4月24日,將其全部内容 編入於此以作為參考用。 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於—插@ U ^ 、種圖案I印製程,尤其是關於一種改善 圖案轉印之被加工膜之加工精度的圖案形成方法、及使用 依該圖案形成方法所形成之圖案的半導體裝置之製造方法。 【先前技術】 在:系列之半導體裝置之製造過程中,於微影製程方面 、,通常係進行以光阻圖案為乾式Μ的掩模來加工下層之 被力膜者。因此,已對光阻膜,在解像性及對於乾式钱 d之抗ί±又方面上要求較高的性能。近年來,&雷射之利 :’已公然被視為是作為次世代微影技術之一。然而,I 田射之波長由於極短,所以非常難開發出對應該波長呈有 高透光率的光阻膜。因而,4 了提高光阻膜之透光率,、而 不得不減薄光阻膜之膜厚。但是,當減薄光阻料,卻難 以降低光阻膜對乾式_之抗性,且難以謀求解像性。 /又即使在使用低加速電子射線以取代雷射之光阻圖案 I成方法中,由於光阻膜中之電子射線的透過距離短,所 以仍難以增加光阻膜之膜厚。 用以解決該等的技術,可舉多層光阻製程。其中雖有各 種的方法,但是以在光阻圖案中埋設具有乾式蝕刻抗性的 84880 1223321 材料、,且將經埋設的材料當作掩模以在下層膜上轉印圖案 =方法更為有&。该方法,由於並未完全對光阻膜要求乾 式钱刻抗性,而可在光阻膜之開發中ί意地追求解像 性,所可以說特別有希望。 當舉其-例時’日本專利特開平7_13514()號公報中所揭 不的發明’係在光阻圖案上塗敷作為塗敷㈣材料之s〇g (Spin on Glass),亚對該s〇G進行回蝕刻直至光阻圖案之上 部露出為止。 ^ 然而’在使用上述埋設材料之方法中,存在有如下所述 的問題。 圖16A至圖16C係!員示作為埋設材料之埋設&阻膜較薄 的情況。圖16A係顯示形成光阻圖案以作為所謂線與間隙圖 案(Line and Space pattern),通稱為L/s圖案i〇ia之部分的 剖面圖。圖16B係顯示形成光阻圖案以作為所謂孤立線圖案 (isolated Line pattern),通稱為匕圖案1〇化之部分的剖面圖 。圖16C係顯示形成光阻圖案以作為所謂孤立間隙圖案 (isolated Space pattern),通稱為is圖案1〇lc之部分的剖面 圖。該等即使在於後參照之圖17A至圖17C及圖18A至圖isc 中亦為相同。如圖16A至圖16C所示,在埋設光阻膜1〇2較 薄的情況,由於埋設材料之高低差被覆性並非充分,所以 會按照光阻圖案101a〜l〇lc之形狀,而在埋設光阻膜1〇2之 表面殘留某程度的凹凸。 圖17A至圖17C係以成為『光阻膜之蝕刻速度〉埋設光阻 膜之蝕刻速度』的條件,對形成較薄之埋設光阻膜1 〇2進行 84880 1223321 回蝕刻之後的光阻圖案i 〇丨a〜丨〇丨c附近的狀態。埋設光阻膜 102之回姓刻所需的量(深度),在上述3個圖案之中,一般 依經驗可知在iS圖案1〇lc之殘餘部上變成最大。然而,當 配合iS圖案101c之殘餘部的回蝕刻量進行回蝕刻時,就會 如圖17A及圖17B所示,L/S圖案101a及iL圖案l〇lb之去除部 的埋設光阻膜102,其膜厚會變薄至必要以上,或依情況而 肖失此胃在加工下層膜1 0 3時,於其加工尺寸之控制方面 造成問題。 用以解決關於以上說明之埋設光阻膜1 〇2之高低差被覆 性的問題之方法,係以將埋設光阻膜1 02之膜厚形成較厚者 車乂為有效。圖1 8A至圖1 8C係顯示該情況之光阻圖案 l〇la〜l〇lc附近的狀態。當將埋設光阻膜1〇2之膜厚形成較 厚日可,無淪光阻圖案1 〇 1 a〜1 〇 1 c之形狀,埋設光阻膜i 〇2之 表面均會變成大致完全的平面。然而,在該情況下,將難 以控制回蝕刻深度之面内均等性。此外,當埋設光阻膜工 之膜厚、交厚時,就會發生使花在回蝕刻上的處理時間長時 間化的問題。特別是在前者,由於面内均等性之變動的容 卉範圍,會隨著光阻膜! 04之膜厚變薄而變窄,所以一般的 钱刻技術之適用恐有招致失敗之虞。 【發明内容】 依據本發明之一態樣,其提供一種半導體裝置之製造方 法’其包含有以下步驟:在基板上設置被加工膜;在上述 被加工膜上設置光阻膜;對上述光阻膜進行圖案化處理; 覆蓋上述經圖案化之光阻膜並將感放射線性化合物之膜設 84880 1223321 在上述被加工膜上;對上述感放射線性化合物之膜施予放 射線照射及顯影處理以使上述光阻膜之上面露出,且對上 述感放射線性化合物之膜進行圖案化處理;以及將上述經 圖案化的感放射線性化合物之膜當作掩模以去除上述光阻 膜’同時加工上述被加工膜。 依據本發明之另一態樣,其提供一種半導體裝置之製造 方法,其包含有以下步驟:在基板上設置被加工膜;在上 述被加工膜上設置光阻膜;對上述光阻膜進行圖案化處理 ,復盍上述經圖案化之光阻膜並將感放射線性化合物之膜 认在上述被加工膜上;對上述感放射線性化合物之膜施予 放射線照射及顯影處理以使上述光阻膜之上面露出,且對 上述感放射線性化合物之膜進行圖案化處理;將上述經圖 案化的感放射線性化合物之膜當作掩模以去除上述光阻膜 ,同日守加工上述被加工膜以形成圖案;以及根據該形成之 圖案進行蝕刻處理。 【實施方式】 以下,係依圖示之實施形態而說明本發明之詳細。 (第1實施形態) ' 貫先’邊參照圖1Α至圖II及圖2至圖6而邊說明本發明之 ㈣施形態。圖1Α至圖U係顯示以實施形態之圖案形成 方法的步驟剖面圖。圖2係顯示光阻之溶解速度與曝光量之 關係的曲線示意圖。圖3係顯示將圖2之曲線予以2值化=问 化圖。圖4係顯示以單色光對埋設材料進行曝光時的深度: 向之光強度分布的曲線示意圖。圖5係甜—^ . 又 84880 :間舁殘肤厚度之關係的曲線示意圖。圖6係顯示使用複數 固=長所構成之光對光阻膜進行曝光時的深度方向之光強 度分布的曲線示意圖。 在。亥弟1貫施形態中,係分別採用ArF正光阻膜作為光阻 膜,採用感光性聚發氨燒作為埋設材料,並採用ArF準分子 2作為對埋設材料進行放射線践的光源。以下,具體說 百先’就第1實施形態之圖案的形成方法加以說明。如圖 |A所不,在施予細微加工之半導體基板(石夕基板)1上,旋轉 土敷作為被加工膜(下層膜)之JSR(股)製的塗敷型碳膜2(商 品名CT01),並使其膜厚達到〇 3 左右。 、其-人,如圖1Β所示,將設有塗敷型碳膜2之半導體基板i 載置於加熱板3上,並進行約3〇〇t且約12〇秒的烘乾作業 (baking) ° 其次,如圖1C所示,在經烘乾的塗敷型碳膜2上,旋轉塗 敷作為光阻膜(上層光阻膜)之JSR(股)製的正型ArF光阻膜 4(商品名ATB367S),並使其膜厚達到約12〇 nm之後,進行 預烘乾。 其-人,如圖1D所示,在向正型ArF光阻膜4照射ArF準分 子雷射光線5並予以曝光之後,進行顯影。藉此,在正型ArF 光阻膜4上,進行形成具有所希望之形狀及精度之光阻圖案 (上層光阻圖案)的圖案化作業。 其次,如圖1E所示,在經圖案化的正型ArF光阻膜4上, 施予對作為後述埋設材料之感放射線性化合物的溶劑(溶 84880 10 1223321 媒)具有抗性的處理。該處理,係使用電子射線照射、紫外 線照射、自由基照射、分子射線照射、或加熱處理中之1 種以上而進行。在本實施形態中,係藉由向正型ArF光阻膜 4照射4 mC/cm2之電子射線(e_) 6,進行EB固化處理。 其次,如圖1F所示,覆蓋經施予EB固化處理的正型ArF 光阻膜4,並將作為埋設材料之感放射線性化合物組成的膜 7 α又在塗敷型;5反膜2上。作為該感放射線性化合物,係採用 含有矽原子(Si)、鍺原子(Ge)、錫原子(Sn)、及鎢原子(W) 中之1種以上的化合物。 具體而言’感放射線性化合物,係採用感放射線性聚石夕 烧、感放射線性聚鍺烷、感放射線性聚錫烷、感放射線性 聚石夕氨烧、感放射線性聚矽氧烷、感放射線性聚碳化矽烧 、感放射線性二伸矽烷基_冗_電子系聚合物、或該等各化 合物之2種以上的共聚合物中之一種。或是,採用笨環取代 基中含有矽原子的酚醛樹脂、及苯環取代基中含有矽原子 的聚經苯乙烯樹脂、含有矽原子的丙烯酸樹脂衍生物、含 有石夕原子的曱基丙稀酸樹脂衍生物中之一種。更且,採用 以上列舉之各化合物中之一種與感放射線性物質之混合物 、含有石夕原子之 COMA (Cycloolefine Maleic Anhydride)樹 脂衍生物中之一種。 •此係在蝕刻下層膜2時,感放射線性化合物膜7具有作為 蝕刻掩模的功能,而可控制對感放射線性化合物膜7進行凹 陷(recess)作業時的膜厚之故。 在感放射線性化合物中,存在有正型感放射線性化合物 84880 1223321 /、負聖感放射線性化合物,亦可利用該等雙方。但是,比 =負51感放射線性化合物較佳者係利用正型感放射線性化 合物。為何如此’係如後面所詳$,因在利用正型感放射 線性化合物的情況,藉由使該化合物具有放射線之吸收作 用,即可按照距離感放射線性化合物膜7之表面的深度而減 夕凹fe速度之故。在使用正型感放射線性化合物的情況, 藉由利質,g卩可獲得比使用負型感放射線性化合物 的情況較佳的結果。 又,前面舉作為感放射線性化合物的各化合物,係特別 事先況明亦可按照感放射線性化合物之種、或處理過程而 獲知正型或負型。當舉具體例時,聚矽氧烷與作為感放射 線性化合物之0_萘醌二疊氮化合物之混合物雖為正型感放 射線性化合物,但是聚矽氧烷與作為感放射線性化合物之 雙豐氮化合物之混合物卻為負型感放射線性化合物。又, 一般而言,作為KrF光阻膜而廣被使用的聚羥苯乙烯樹脂與 光氧產生劑之混合物,通常雖為正型感放射線性化合物, 但疋當過度提高光之照射量時由於樹脂會進行橋聯作用, 所以會變成負型感放射線性化合物。 在本實施形態中,作為感放射線性化合物之膜,係採用 由正型感放射線性化合物所構成的膜,為克拉利安德積潘 (KURARI AND JAPAN)(股)製的感光性聚矽氨烷膜7(商品 名PS-MSZ)。該感光性聚矽氨烷膜7,係以其膜厚達到約5〇〇 的方式,旋轉塗敷在塗敷型碳膜2上。在該階段中,形 成有光阻圖案的正型ArF光阻膜4,係以其圖案高低差大致 84880 -12- 1223321 完全消除的方式覆盍。又,正型ArF光阻膜4(上層光阻圖案) ,係在由感光性聚矽氨元膜7所覆盍時,就不溶於作為感光 性聚矽氨烷膜7之溶劑的丙二醇單曱醚乙酸(PGMeA)中。 其次,如圖1 G所不,係向感光性聚矽氨烷膜7照射放射線 (hv) 8,以對感光性聚矽氨烷膜7進行全面曝光。用於該曝 光之放射線8,係光線、電子射線、或離子束中之一個。又 ,在採用光線以作為放射線8的情況,該光線係紅外線、可 見光線、紫外線、真空紫外線、極紫外線、或軟χ射線中之 一個。本實施形態中,放射線係使用波長約為193 nm2ArF 準分子雷射光線8,以對感光性聚矽氨烷膜7進行全面曝光 。另外,在該曝光中,感光性聚矽氨烷膜7對ArF準分子雷 射光線8之波長的吸光係數約為6.5 μγ!。 其次,對感光性聚矽氨烷膜7,以使其顯影後之殘膜厚度 達到約100 nm的方式,力σ濕處理後,施予顯影處理。藉此 ,如圖1Η所示,使正型ArF光阻膜4(上層光阻圖案)之上部 (上面)露出。結果’在感光性聚矽氨烷膜7中,形成具有所 希望之形狀及精度的圖案。另外’該顯影處理後之正型 光阻膜4及感光性聚石夕氨烧膜7之各自的露出表面(上面) 之面内均等性(凹凸之寬度),係收在約1〇賺以内。又,顯 影處理完成後之凹陷的減膜速度,約為} ηηι/_。 取後,如圖U所示,將感光性聚石夕氨垸膜7當作掩模,加 工未殘留感光性聚矽氨烷膜7之區域的正型ArF光阻膜4及 塗敷型碳膜2並予以去除。藉此,殘留於半導體基板1上的 土敷i故膜2 t ’就可形成具有所希望之形狀及精度的圖案。 84880 在此,就應滿足作為埋設材料之感放射線性化合物的二 個要件加以說明。 首先,第-個要件’係關於顯影處理完成時的感放射線 性化合物之溶解速度。在將感纟射線性化合物膜7顯影並使 光阻膜4之上部露出時,將距離感放射線性化合物膜7之殘 膜厚度的目標值之誤差的最大容許值設為W。⑷。發生該 殘膜厚度之誤差的原因’大可分為二個。 其一,係由進行全面曝光時的曝光量不均所造成,且成 為使感放射線性化合物膜7表面之面内均等性惡化的主要 原因。另-’係由顯影時間之控制性所造成。將顯影處理 完成時的感放射線性化合物膜7表面之溶解速度當作r,將 時間誤差當作△ t。如此,Μ由你弓5 !占 、 猎由使顯影處理後之感放射線性
化合物膜7的膜厚從目標值只偏銘R 侷私RZX 1,未圖示之晶圓間的 均等膜厚之重現性(均等性)就合亞 〇〇 曰惡化。在此,依RZ\t不可 單獨超過△ ht()taI的要求,而成立 - 刀乂儿如下所不的式子(1)。 RA t < Δ htotal 〇 r < Δ htotal/A t 本實施形態中所假設的光阻膜 胰4之胰厚,大約為15〇 nm以 下。又,若依據本發明人等所進 疋仃的戶、驗,則在以含矽材 料為掩模而對被加工膜2加工時,依 、 才依經驗可明白感放射線性 化合物膜7之殘膜厚度最低f要約5 1X1 囚而,htC)tal之; 得的最大值,約為1 〇〇 nm。當將顯旦/ ^ 田將顯影時間之誤差設為1秒時 ,R所應滿足的條件係以如下所示的式子(2)表示。 R < 100 nm/s 84880 -14- 1223321 ““八恕中’係用以保證凹陷膜厚之控制性的 件二在光阻膜4之膜厚較薄的情況,而曝光量之不均等^ ::兄,或疋在晶圓面内之感放射線性化合物膜7的埋 等性-的情況’R之上限值就變得更小。若依 1 所進行的實驗,則在本實施形態中可知Μ滿足式^ 條件,且無任何問題。 以上說明的要件,係#合正型感放射線性化合物及負型 感放射線性化合物之雙方的要件。 、 其次’第二個要件’係關於正型之感放射線性化合物的 :收係數者。首先,圖2係顯示典型的光阻膜之溶解速度測 定曲線。又’為了簡化光阻膜之溶解特性的處理,圖3係顯 不:圖2所示的光阻膜之溶解速度單純2值化時的溶解速度 :疋曲線。在該圖3中,L係切換光阻膜之溶解速度的曝光 罝。又’ Rmax係顯示1>1丨之光阻膜的溶解速度,而U顯 示1<Ιι之光阻膜的溶解速度。 又,圖4係以實線顯示使用單色光對正型感放射線性化合 物膜7進行全面曝光時的深度方向之光強度〗的分布。圖々中 以虛線顯示的曲線,係顯示照射曝光量中包含誤差△ ^時 的冰度方向之光強度〗,之分布。在該圖4中,^係作為埋設 材料之正型感放射線性化合物膜7的初期膜厚。又,匕1係在 王面曝光之曝光量為IG時光強度J變成j 1之正型感放射線性 化合物膜7之距離被加工膜2之介面的膜厚。又,Ahi係在 王面曝光之曝光量為ig+z\ig時光強度丨變成L之正型感放射 線性化合物膜7之距離被加工膜2之介面的膜厚與h!之差。 84880 -15- 1223321 又,△ I〇係全面曝光之曝光量誤差。然後 相同。 更且’圖5係顯示正型感放射線性化合物膜7之顯影時門 、與其殘膜厚度的關係。在該圖5中,^hi係與圖4=( 及1相同又h2係當作目標值(target)之埋設材料(正型 放射線性化合物膜)7的殘膜厚度。又,q係埋設材料之殘膜 厚度變成h,的蝕刻。同樣地’ h係埋設材料7之殘膜厚度變 成112的蝕刻。相同地’ &係埋設材料7之殘膜厚度變成。的蝕 刻。 在此’將照射在正型感放射線性化合物膜7上之放射線8 的波長對正型感放射線性化合物膜7之吸光係數當作α (μιη )’將距離顯影處理前之正型感放射線性化合物膜7的 表面(上面)之深度當作h。如此,光強度I可以如下所示的式 子(3)表示。 I = I〇 exp (-ah) 又’照射曝光量中包含誤差△ 時的光強度T,,係可以如 下所設的式子(4)表示。 Γ = (Ι〇+ Δ I〇) exp (-ah) . .(4) 又’如圖4所示,當將i滿足Ι = Ιι之深度設為^―心時, 足Γ = Ι!之深度就變成hi)。在此,△ h!係可以如下 所示的式子(5)表示。 84880 -16- 1223321 該Ah!由於不能超過前述的 ~Δ htQtal,所以成立如下的式 子(6)。 aL· ^ Ahtoui ο α >
total ••(6) △ Ig/I〇係顯示曝光量之不均笙 ._ 卜叼寺的比例,該值依光源而力 田不冋。在此’假設曝光量之不均等受到最佳控制的情货 二亚在式子⑹中△職入例如〇 〇2,即範圍2%。又,如 刖面所述,在本實施形態中, 1ΛΑ Λ之取得的最大值約為 100 nm,並將此代入式子(6 .^ )中如此,正型感放射線性化 3物膜7之吸光係數α (-丨)庫 一 /兩足的條件,係可以如下所 示的式子(7)表示。 cc > 0.2 μιη-ι 此係在本實施形態中,用以保證凹陷膜厚之控制性的 牛。右依據本發明人等所進行的實驗,可知在本實施形 α已滿足式子⑺之條件,且沒有任何問題。 =之說明中,係舉對正型感放射線性化合物膜7進 *、吏用早一波長所構成的單色光之情況為例 、/ 。而’在實際的曝光現場中,亦可考慮使用罝 複數個線光譜、或某範圍之波長擴展的光源。 ".
:〇.6 L ‘1 〇 其一例,係比較具有由 、線光言晋 A1 ·· αΑ1==〇 2 、 線光譜A2 : ami μπτ1、ΙΑ2Γ〇·4 1〇 組成之2條亮線的複色光源^及光阻膜Ar之組合 84880 1223321 只由 線光譜 B : αΒ = 〇·2 μπΓ1、Ί〇 組成的單色光源心及光阻膜心 + % 組合。但是各光阻膜之 k敏度亚不受波長影響而呈一定。 k该等三個線光譜之式子可明白, ,ΛΑ 先源AL及光源Bl之各 自的正肢強度I係相同,而各自的 ]及先係數α的最大值亦為 相同。圖6係分別使用實線及虛線祐 ^ I、、貝不使用各光源Al、 而對各光阻膜Ar、:811進行曝光時的深 A ^ A 旧,衣度方向之光強度分布 的曲線。從圖6中可明白,當與B比* ^ ” 1比較時,光源AL之一方會 緩和光阻膜AR中之光的衰減。 如光源AL所示,在光源發出複數個波長所構成的光線之 情況’雖然無法定義單一吸光係數,但是實質的吸光係數以 可看做變成小於0.2 _人因而,從圖6所示之2條曲線及式 子⑷’可明白光源Al及光阻膜^之組合不適於本實施形態 中。換句話說,在重現本實施形態之情況,最大吸光係數 〇cmax要滿足狀2 μηΓ1之必要充分料者,係使用單色光所 構成的光源之情況。在光源發出包含光阻膜之吸光係數變 成約〇·2μηΓΐ以下之波長的光線之情況,最大吸光係數 就必須大於約〇·2 μπι·1。或是,必須利用未圖示之光學濾光 片等來去除光阻膜之吸光係數06變成約〇·2 pm·,以下的波長 成分。 另外,作為埋設材料之正型感放射線性化合物的吸光係 數’在理論上即使設為多大皆可。但是,當吸光係數太大 時’放射線就很難到達正型感放射線性化合物膜之較深的 84880 -18- 1223321 位置。因此,為了以一次之 町琢…、射及顯影對正型感放 射線性化合物膜7施予圖案化 心 ,,.n77 ^ 门 处 叫而要非現實的大量放 射線射。因而,正型感放射 a々^丄 1 耵琛性化合物之吸光係數,例 如在非吊大於0.2 μηΓ1的情% 卜# # , , θ 閒况比起使〜次之放射線照射時 間予以長時間化,較佳者係 _ , ’別反设進行複數次的放射線 a射及顯影。藉此,即|4 _ 丨便在正型感放射線性化合物之吸光 係數大幅超越〇 · 2 μηΓ I之值的掉π , 的ι兄,亦可將凹陷所需充分量 的放射線向正型感放射線性 化口物妝射,以使放射線到達 正型感放射線性化合物之軺 — 之#又,木的位置。與之同時,可謀求 化在凹陷製程、甚至圖幸开彡 /成ν私正體上的處理時間之縮 短。 又’在放射線源為電子斯娩 ^ 电于射線的情況,必須藉由適當地調 正電子的加速電壓以令周敕τ丨 * "正正型感放射線性化合物膜7中之 電子的透過距離,且滿足式子(2)。 如以上說明,在木膏祐彡# 、 / 4中’在根據形成於光阻膜4 上的光阻圖案對被加工膜2 ;隹一1 , 、, ^ 胰2進仃加工之前,先覆蓋光阻膜4 ’亚將正型感放射線性化合物膜7設在被加工膜2上。此時 ’以使其圖案高低差幾乎消除的方式,使用正型感放射線 性化合物膜7,來埋設形成於光阻膜4上的光阻圖案。藉由 對正型感放射線性彳卜人% 艮Γ玍化口物膑7進行放射線照射及顯影處理 之凹處理’即可以較高的水準控制凹陷深度,並可使光 + ' (上層光阻圖案)之表面(上面),以較高的面内均等性 路出。精由提高所露出的光阻膜4之面内均等性,即可將光 阻膜4之膜厚的下限’降低至對被加工膜㈣行加工所需之 84880 -19- 正型感放射線性化合物腺7
物馭7的取低膜厚附近。結果,光阻膜 4之膜厚,即使在不能 M m丄— 、用白知回蝕刻之薄度的情況,亦可 適用本貫施形態之圖宰韓 口茶铋印製程,且可在被加工膜2中 具有所希望之形狀及精产纟 成 .„ , ,tJ 知度的圖案。另外,本實施形態之圖 案轉印製程,即使在光阻膜4 α 、之厗為可適用習知回钱 厚度的情況,當然亦為有效。 在无猶[當以『光阻膜之崎度〉埋設光阻膜 之餘刻速度』的條件對形成較厚之埋設光阻賴⑼行回钱 d寺口回蝕刻之面内均等性的差,有時會使下層膜1 〇3 之圖案的尺寸控制惡化,或使下層膜103之加工失敗。相對 於此,在本實施形態中由於能以較高的水準控制凹陷深度 ,所以可使用比習知更薄的光阻膜4,且能以比目前更高的 精度控制被加工膜2之加工尺寸。 更且此縮紐铯在正型感放射線性化合物膜7之凹陷處理 上的寸間#及花在圖案形成步驟上之製程時間丁:以〜 Process Time)。 因而’若依據本實施形態之圖案形成方法,則無論所形 成之圖案的形狀,均可擴展圖案轉印製程之適用範圍,同 T可k尚轉印圖案時之尺寸控制性、重現性及製程效率, 並可以較高精度效率佳地形成圖案。 其-入’就本發明之第丨實施形態的半導體裝置之製造方法 作簡潔說明。本實施形態的半導體裝置之製造方法,其係 包含有根據由前面所述之本實施形態的圖案形成方法所形 成的圖案進行餘刻處理的步驟等者。若依據前面所述之本 84880 -20- 1223321 實施形態的圖案形成方法1可以較高精度效 圖案。因^若依據本實施形態的半導體裝置之製造= ’:以較高精度效率佳地形成半導體裝置内之各種電子電 路等,並提高半導體裝置之制p 電 且效率佳地製造良質的半導體裝置。以下,即使在後:t ;之第2至第5之各實施形態中,藉由根據由該等各實施形 1、之圖案形成方法所形成的圖案進行㈣處理,即可以低 成本效率佳地製造良質的半導體裝置。 - (弟2貫施形態) 其次,邊參照圖7而邊說明本發明之第2實施形態。圖7 係顯示本實施形態之圖案形成方法之局部的步驟剖面圖。 另外:與圖1A至圖屮目同的部分係附記相同元件符號並省 略其洋細5兄明。又’本實施形態的半導體裝置之製造方法 由於與前面所述之第i實施形態的半導體裝置之製造方法 相同,所以省略盆論、明。_ 、兄月以下’即使在後面所述之第3至第 8實施形態中亦採用同樣的說明方法。 在4第2貫施形態、中,在向作為正型感放射線性化合物膜 之感光丨生ΛΚ矽氨烷膜7照射放射線並進行全面曝光的步驟 中’係如圖7所#,採用加速電壓約1〇 kv的電子射線u, 以取代在第1貝訑形悲中所採用之波長約為1Μ疆的ArF準 刀子田射光線8。在向感光性聚矽氨烷膜7全面照射電子射 線11之後與第1貫施形態同樣地對感光性聚矽氨烷膜7施 予顯影處理等。 以上說明之點以外,其餘與第1實施形態同樣地實施。結 84880 果,與說明第1實施形態時所參照之圖u所示的狀態同樣, 可獲得在被加工膜(塗敷型碳膜)2中具有所希望之形狀及 精度的圖案。 如以上說明,若依據該第2實施形態,則可獲得與前面所 述之第1實施形態同樣的效果。 (第3實施形態) 其次,邊參照圖8A至圖8H而邊說明本發明之第3實施形 態。圖8A至圖8H係顯示本實施形態之圖案形成方法的步驟 剖面圖。 在該第3實施形態中,係分別採用DLC膜作為被加工膜, 採用低加速EB描繪用負光阻膜作為光阻膜,採用聚 二曱基二苯二伸錢基)苯撐]作為埋設材料,並採用低壓 水銀燈作為對埋設材料進行放射線照射的光源。以下,具體 說明之。 ^ 首先,如圖8A所示,在半導體基板以,設置作為被加 工膜之DLC (Diamond Like Carb〇nm 2 i,並使其膜厚達到 約 〇 · 3 μ m 〇 其次,如圖8B所示,在DLC膜21上,旋轉塗敷作為光阻 膜之低加速EB描繪用負光阻膜22,並使其膜厚達到約7〇nm 之後,進行預烘乾。 其次,如圖8C所示,向負光阻膜22照射加速電壓約5 ” 的電子射線23,並在描繪出所希望之圖案之後,進行顯影 、:藉此,纟負光阻膜22上形成具有所希望之形狀及精度的 光阻圖案(上層光阻圖案)。 84880 1223321 其次,如圖8D所示,向經圖案化的負光阻膜22照射2分鐘 的100 mW/cm2之紫外線24,並進行UV固化處理。 其次,如圖8E所示,覆蓋施行uv固化處理的負光阻膜 ’並將作為埋設材料之正型感放射線性化合物膜25設在 DLC膜21上。在本實施形態中,係採用由聚甲基 一笨二伸石夕烧基)苯撐]所構成的膜25。該聚[ρ_(ι,2_二甲基 二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25,係以使其膜厚達到約5〇〇 之方式’旋轉塗敷在DLC膜21上。在該階段,形成有光阻 圖案之負光阻膜22,係以使其圖案高低差大致完全消失的 方式被覆。又,負光阻膜22(上層光阻圖案),係在由聚 [p-(l,2-二甲基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25所覆蓋時,就不 溶於作為聚[p-(l,2-二甲基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25之溶 劑的菌香酸中。 其次,如圖8F所示,向聚[p_(i,2-二甲基二苯二伸矽烷基) 笨撐]膜25照射放射線26,並對聚[p-(l,2-二甲基二苯二伸石夕 烧基)苯撐]膜2 5進行全面曝光。在本實施形態中,放射線 係採用低壓水銀燈所發出的光線26,以取代第1實施形態 中所採用之波長約1 93 nm的ArF準分子雷射光線8。此時, 设定成利用未圖示之硼矽酸鹽耐熱玻璃來過濾光線2 6,並 照射實質上波長約254 nm之單色光。聚[p-(l,2-二曱基二 '笨二伸矽烷基)苯撐]膜2 5對該波長之吸光係數,已滿足約 〇·2 μητ1 以上。 其次,對聚[ρ-(1,2-二曱基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25使 用有機溶劑並施予顯影處理。藉此,如圖8G所示,使負光 84880 -23- 1223321 阻膜22(上層光阻圖案)之上部(上面)露出。 [P-(1,2-二甲基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25中,;、可在伞 希望之形狀及精度的圖案。χ,顯影完成 有所 減膜速度已滿足約10〇 nm/sec以下, 、的凹陷之 凹陷深度。 且“良好的精度控制 最後,如圖8H所示,將聚[p_(1,2_二 ^ ' 赛一本二伸碎烧基) 苯杈]膜25當作掩模,並加工未殘留 狀u &域的負光阻 朕22及DL^21並予以去除。藉此,殘留於半導沪基 的DLc膜21中,可形成具有所希望之形狀及精度V圖案。 如以上說明,若依據該第3實施形態,則可獲得與前面所 述之第1實施形態相同的效果。 (第4實施形態) /其次,邊參照圖9而邊說明本發明之第4實施形態。圖9 仏顯示本貫轭形悲之圖案形成方法之局部的步驟剖面圖。 在該第4實施形態中,在向作為正型感放射線性化合物膜 之聚[p-(l,2-二曱基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜乃照射放射線 並進行全面曝光的步驟中,取代第3實施形態中所採用之經 過濾的單色光所構成之低壓水銀燈所發出的光線26,而如 圖9所示’採用X4準分子燈所發出的光線3 1。又,如說明 第3實施形態時所參照的圖8G所示,在使作為光阻膜之低加 速EB描繪用負光阻膜22的上部(上面)露出的步驟中,分別 每次反覆進行二次依Xe2準分子燈之光線3丨所進行的全面 曝光、與接在該曝光之後進行的顯影處理。 以上說明之點以外,其餘與第3實施形態同樣地實施。結 84880 -24- 1223321 果,與說明第3實施形態時所參照之圖8H所示的狀態同樣, 可獲得在被加工膜(DLC膜)2 1中具有所希望之形狀及精产 的圖案。 々月又 則可獲得與前面所 如以上說明,若依據該第4實施形態 述之第1實施形態同樣的效果。 (第5實施形態) 其次,邊蒼照圖10而邊說明本發明之第5實施形態。_ 係顯示本實施形態之圖案形成方法之局部的步驟剖面圖。 在該第5實施形態中,作為成為埋設材料之正型感放射線 性化合物膜,係如圖1 0所示,採用 第3實施形態中所採用的聚[p_(1,2-苯撐]膜25。 聚一苯石夕烧4 1,以取代 二曱基二苯二伸矽烷基) 以上說明之點以外,其餘與第3實施態樣同樣地實施。社 果’與說明第3實施形態時所參照之圖8H所示的狀態同樣, 可獲得在被加工膜(DLC膜)21中具有所希望之形狀及精度 的圖案。 如以上5兒明’ t依據该第5實施形態,貝q可獲得與前面所 述之弟1實施形態同樣的效果。 (第6實施形態) 其次,邊芩照圖11而邊說明本發明之第6實施形態。圖i i 係顯示本貫施形怨之圖案形成方法之局部的步驟剖面圖。 在。亥第6貝轭形恶中,作為成為埋設材料之正型感放射線 性化合物膜,係如圖11所示,採用由在聚甲基矽氧烷中增 加2,3,4,4 -四羥苯酚烷],2-萘醌二疊氮-5_磺酸g旨作為添加 84880 -25- 1223321 劑的混合物所構成的膜5 1,以取代第3實施形態中所採用的 聚[p-( 1,2-二曱基二苯二伸矽烷基)苯撐]膜25。又,在向作 為正型感放射線性化合物膜照射放射線並進行全面曝光的 步驟中,係如圖11所示,採用高壓水銀燈所發出的光線52 ,以取代第3實施形態中所採用之經過濾的單色光所構成之 低壓水銀燈所發出的光線2 6。 以上說明之點以外,其餘與第3實施形態同樣地實施。結 果,與說明第3實施形態時所參照之圖8H所示的狀態同樣, 可獲得在被加工膜(DLC膜)21中具有所希望之形狀及精度 的圖案。 如以上說明,若依據該第6實施形態,則可獲得與前面所 述之第1實施形態同樣的效果。 (第7實施態樣) 其次,省略圖示說明本發明之第7實施形態。 在該第7實施形態中,作為成為埋設材料之正型感放射線 性化合物膜,係採用由在苯環取代基中含有矽(si)原子之聚 羥苯乙烯樹脂所構成的膜,以取代第3實施形態中所採用的 聚[p-(l,2-二曱基二笨二伸矽烷基)苯撐]膜25。又,在向作 為正型感放射線性化合物膜照射放射線並進行全面曝光的 步驟中,與第6實施形態同樣,採用高壓水銀燈所發出的光 _線’以取代第3實施形態中所採用之經過濾的單色光所構成 之低壓水銀燈所發出的光線2 6。 以上說明之點以外,其餘與第3實施形態同樣地實施。結 果’與說明第3實施形態時所參照之圖8H所示的狀態同樣, 84880 -26- 1223321 可獲得在被加工膜(DLC膜)21中具有所希望之形狀及精度 的圖案。 如以上說明’若依據遠第7實施形態,則可獲得與前面所 述之第1實施形態同樣的效果。 (第8實施形態) 其次,邊參照圖12A至圖12H而邊說明本發明之第8實施 形怨。圖1 2A至圖1 2H係顯示本實施形態之圖案形成方法的 步驟剖面圖。 在该第8貫施形悲中,係分別採用濺鍍碳膜作為被加工膜 ,採用KrF負光阻膜作為光阻膜,採用包含日本專利特開昭 62-229 136號公報之實施例2中所揭示之感光性組成物的聚 矽氧烷樹脂作為埋設材料,並採用KrF準分子雷射作為對埋 設材料進行放射線照射的光源。 首先’如圖12A所示,在半導體基板1±,設置作為被加 工膜的濺鍍碳膜61,並使其膜厚達到約〇. 3 。 其次,如圖12Β所示,在滅鑛碳膜61上,旋轉塗敷作為光 阻膜之東京應化工業(股)製的KrF負光阻膜62 (丁dur_n62〇) ’並使其膜厚達到約1 50 nm之後,進行預烘乾。 其次,如圖12C所示,在使用未圖示之KrF 負光阻膜62進行曝光之後,進行顯影。藉此1成在^ 負光阻膜62上具有所希望之形狀及精度的光阻圖案(上層 光阻圖案)。 曰 刀其次,如圖12D所示,藉由向經圖案化的KrF負光阻膜以 照射4 mC/cm2之電子射線6,以進行EB固化處理。 84880 -27- 1223321 其次’如圖12E所示,覆蓋施行EB固化處理的KrF負光阻 膜62 ’並將作為埋設材料之正型感放射線性化合物膜〇設 在濺鍍碳膜61上。在本實施形態中,係採用由包含日本專 利特開昭62-229136號公報之實施例2中所揭示之感光性組 成物的聚矽氧烷樹脂所構成的膜63,以作為正型感放射線 性化合物膜。該聚矽氧烷樹脂膜63,係以使其膜厚達到約 3 00 nm之方式,旋轉塗敷在濺鍍碳膜61上。在該階段,形 成有光阻圖案之KrF負光阻膜62,係以使其圖案高低差大致 兀全消失的方式被覆。又,KrF負光阻膜62(上層光阻圖案) ,係在由聚矽氧烷樹脂膜63所覆蓋時,就不溶於作為聚矽 氧烧樹脂膜6 3之溶劑的環己酮中。 其次,如圖1 2F所示,向聚矽氧烷樹脂膜63照射放射線64 ,並對聚矽氧烷樹脂膜63進行曝光。此時,係使用用於KrF 負光阻膜62之曝光中的掩模65&KrF曝光裝置,以對聚矽氧 烷樹脂膜63進行局部曝光。在本實施形態中,放射線係採 用波長約248 nm之KrF準分子雷射光線64,以取代第i實施 形悲中所採用之波長約193 nm的ArF準分子雷射光線8。包 含曰本專利特開昭62-229136號公報之實施例2中所揭示之 感光性組成物的聚矽氧烷樹脂膜63對該KrF準分子雷射光 線64之波長的吸光係數,已滿足約〇·2 μηι·ι以上。 其次,對聚矽氧烷樹脂膜63使用四甲基銨氧撐之約ι.5〇/〇 水溶液並施予約45秒的顯影處理。藉此,如圖丨2G所示,使 KrF負光阻膜62(上層光阻圖案)之上部(上面)露出。結果, 可在聚;ε夕氧烧樹脂膜6 3中,形成具有所希望之形狀及精度 84880 -28- 1223321 的圖案。又,顯影完成時附近的凹陷之減膜速度已滿足約 1 00 nm/sec以下,且能以良好的精度控制凹陷深度。 最後,如圖1 2H所示,將聚矽氧烷樹脂膜63當作掩模,並 加工未殘留該膜63之區域的KrF負光阻膜62及濺鍍碳膜61 並予以去除。藉此’殘留於半導體基板1上的錢鍍碳膜6 1 中,可形成具有所希望之形狀及精度的圖案。 如以上說明’若依據該第8實施形態,則可獲得與前面所 述之第1實施形態相同的效果。 (第9實施形態) 其-人’邊參照圖1 3 A及圖1 3 B而邊說明本發明之第9實施 形態。圖13A及圖13B係顯示本實施形態之圖案形成方法之 局部的步驟剖面圖。 在該第9實施形態中 作為光阻膜,係如圖1 3 A所示,採 用JSR(股)製的KrF正型光阻(KRF V2i〇g)71,以取代在第 實施形悲中所採用之東京應化 工業(股)製的KrF負光阻膜
如以上說明, 气施形態時所參照之圖1 2H所示的狀態同樣 反膜61中具有所希望之形狀及精度的圖案。 右依據該第9實施形態,則可獲得與前面所 84880 -29- 1223321 述之第1實施形態同樣的效果。 (第10實施形態) 其次,邊參照圖14A至圖14H而邊說明本發明之第10實施 形態。圖14A至圖14H係顯示本實施形態之圖案形成方法的 步剖面圖。该等圖1 4A至圖1 4H所示的各步驟,係分別相 當於說明第8實施形態時所參照之圖12A至圖12H的各步驟。 在該第ίο實施形態中,如圖14A至圖14H所示,作為成為 埋设材料之感放射線性化合物,係採用包含日本專利特開 昭62-229 136號公報之實施例}中所揭示之感光性組成物的 聚矽氧烷樹脂膜81,以取代在第8實施形態中所採用之包含 曰本專利特開昭62-2291 36號公報之實施例2中所揭示之感 光性組成物的聚矽氧烷樹脂膜63。該膜81,係負型之感放 射線性化合物膜81。又,如圖14F所示,在對負型感放射線 性化合物膜81進行凹陷曝光的步驟中,係採用在圖i3B所示 之第9實施形態的凹陷曝光步驟中所採用的掩模72。 以上說明之點以外,其餘與第8實施形態同樣地實施。結 果,如圖14H所示,可獲得在濺鍍碳膜61中具有所希望之形 狀及精度的圖案。 如以上σ兒明,若依據该第1 〇實施形態,則可獲得與前面 所述之第1實施形態同樣的效果。 (第11實施形態) 其次,邊參照圖15Α至圖15Η而邊說明本發明之第u實施 形態。圖1 5A至圖i 5H係顯示本實施形態之圖㈣成方法的 步驟剖面圖。 84880 -30- 1223321 在該第11實施形態中,在基板上設置被加工膜之後,在 被加工膜上設置光阻膜之前,先在被加工膜上進一步設置 防反射膜。與之同時,一併去除該防反射膜及光阻膜。以 下’具體說明之。 首先,如圖1 5 A所示,與第3實施形態同樣,在半導體基 板1上’设置作為被加工膜之D l C膜2 1,並使其膜厚達到 約 〇·3 μηι 〇 其次,如圖15Β所示,在DLC膜21上,旋轉塗敷希布雷法 以斯特(SIPUREI FAR EAST)公司(股)製的防反射膜(商品 名AR1 9) 9 1,並使其膜厚達到約g $ nm之後,進行預烘乾。
接著,在經烘乾的防反射膜91上,與第丨實施形態同樣,旋 轉塗敷作為上層光阻膜之JSR(股)製的正型ArF光阻膜氕商 品名ATB367S),並使其膜厚達到12〇11111之後,進行預烘乾。 其次,如圖15C所示,與第丨實施形態同樣,在向正型ArF 光阻膜4照射ArF準分子雷射光線5並予以曝光之後,進行顯 衫。藉此,在正型ArF光阻膜4上,形成具有所希望之形狀 及精度的光阻圖案(上層光阻圖案)。 其次,如圖15D所示,在經圖案化的正型ArF光阻膜々上 轭予對於作為埋設材料之感放射線性化合物的溶劑(溶媒) 具f抗性的EB固化處理。在本實施形態中,係與第丨實施 形態同樣,向正型ArF光阻膜4照射4 mC/cm2之電子射線 其次,如圖15Ε所示,覆蓋 光阻膜4,並將作為埋設材料 經施予ΕΒ固化處理的正型ΑΓρ 之感放射線性化合物組成的膜 84880 -31 - 1223321 ==射膜91上。在本實施形態中,係與幻實施形態 ,木用克拉利安德積潘(KURARI AND JAp 7感:性,膜7(商品名一。該感光性聚上 m厚達到約· _的方式’旋轉塗敷在塗敷型碳 膜2上。在該階段中’形成有光阻圖案的正型ArF光阻膜4 ,係以其圖案高低差大致完全消除的方式由感光性聚矽氨 烷M7覆蓋。又,正型ArF光阻膜4(上層光阻圖案),係在由 感光性聚纖膜7所覆蓋時,就不溶於作為感光性聚石夕氨 烧膜7之’谷劑的丙一醇單甲_乙酸(PGmea)中。 x其次’如圖15F所示’係與第1實施形態同樣,向感光性 聚矽氨烷膜7照射ArF準分子雷射光線8’並對感光性聚矽氨 進行全面曝光。在該曝光中’感光性聚石夕氨烧膜靖 A"準分子雷射光線8之波長的吸光係數約為6·5 μπΓΐ。 其次,與第1實施形態同樣,對感光性聚石夕氨烧膜7,以 使其顯影後之殘膜厚度達到約⑽請的方式,加濕處理後 ’施予顯影處理。藉此’如圖15G所示,使正型㉞光阻膜 =上層光阻圖案)之上部(上面)露出。結果,在感光性聚石夕 虱烷膜7中’形成具有所希望之形狀及精度的圖案。另外, 該顯影處理後之正型ArF光阻膜4及感光性聚矽氨烷膜7之 各自的露出表面(上面)之面内均等性(凹凸之寬度),係收在 、勺10 nm以内。又’顯影處理完成後之凹陷的減膜速度,約為 1 nrn/sec 〇 最後,如圖15H所示,將感光性聚矽氨烷膜7當作掩模, 加工未殘留感光性聚矽氨燒膜7之區域的正型ArF光阻膜4 84880 -32- 12233^1 、防反射膜91、及DLC膜21並予以去除。藉此,殘留於半 導體基板1上的DLC膜21中,就可形成具有所希望之形狀及 精度的圖案。 如以上說明,若依據該第丨丨實施形態,則可獲得與前面 所述之第1實施形態同樣的效果。又,即使在使用反射率高 的DLC膜2 1作為被加工膜的情況,亦可如本實施形態一般 藉由在DLC膜21與正型ArF光阻膜4之間設置防反射膜91, 而在DLC膜21中,形成具有所希望之形狀及精度的圖案。 另外,本發明之圖案形成方法、及半導體裝置之製造方 法,並未被限定於前面所述之第丨至第u之各實施形態。只 要在未脫離本發明之宗旨的範圍A,仍可將該等的構成、 或步驟等的一部分變更成各式各樣的設定,或是合適地、 適當地組合使用各種設定來實施。 、在半導體基板上設置被加玉膜時,雖係使用塗敷 法或疋踐錢法等,但是本發明並非被限定於該等。例如, 亦可利用電弧放電、微波ECR、脈衝雷射蒸鍍、化學氣相 沉積(CVD)等而設置被加工膜。 膜又κ ΓΛ別使用ArF正光阻膜、低加細描緣用負光阻 1 、光阻艇、及KrF正光阻膜作為光阻膜,同時在對 " 阻膜進行圖案化處理時使用ArF準分子雷射光線 ,電子射線、及KrF雷射光線“ 3 “ 射先線 兮笪,(t 田耵尤線寺,但是本發明並非被限定於 δ亥專。例如亦可使用g線光阻肢..., eb^Mb. v § 、1線光阻膜、FJ阻膜、 奈米刻近接場光微影用光阻膜、或是 、乍為光阻膜’同時在對該等各光阻膜進 84880 -33 - 1223321 行圖案化處料’ I用對應料各光阻膜之能量線或具有 能量型之放射線。 〃 又,雖係使用在感光性聚矽氨烷、聚[p、l,2_二曱基二苯 二伸石夕烧基)苯撐]、聚二苯石夕現、$甲基石夕氧院^加 2,3,4,4’-四經苯酚烷十2_萘醌二疊氮i磺酸醋作為添加劑 的混合物、苯環取代基中含有石夕⑶)原子的聚經苯乙稀樹脂 、暨包含曰本專利特開昭62_2291 36號公報之實施例丨及二中 所揭示之感光性組成務的聚矽氧烷樹脂,以作為成為埋設 材料之感放射線性化合物膜,但是本發明之實施並非被限 定於該等。其他的埋設材料,例如亦可使用含有矽原子的 丙烯酸樹脂衍生物、含有矽原子的曱基丙烯酸樹脂衍生物 等。 或是,亦可使用曰本專利特開昭61_3139號、特開昭 62-159142唬、特開昭62_229136號(實施例1、2以外)、特開 昭60-1 19549號、特開昭6〇 —212757號、特開昭6卜7835號、 特開昭61-289345號、特開昭6孓229141號、特開昭62_212644 號、及特開昭60-1423 8號之公報中所揭示的物質,以作為 感放射線性化合物。更且,亦可使用j. ph〇t〇p〇lym. Sci. &
Technol.,65 1 (1 998)、J. Photopolym. Sci. & Technol·,667 (1998)、SPIE Vol. 2438,775 ( 1 995)、SPIE Vol· 3333,62 (1998)、Jpn· J. Appl. PhyS· Vol· 34, 6950 (1 995)、jpn. J. Appl. Phys· Vol· 34,6961 (1995)、及 Jpn. J. Appl. Phys· Vol· 35, 66 73 (1996)中所揭示的物質。 又,亦可使用以上所列舉的各化合物中之一種與感放射 84880 -34 - 1223321 線性物質之混合物中之_種。 又,雖係使用ArF進八工a 、 旱刀子雷射光線、電子射線、低壓水銀
燈之光線、私準分子燈之光線、高壓水銀燈之光線、及KrF 準刀子光、線卩作為對作為埋設材料之感放射線性化合物 膜作凹陷處理時進行放射線照射用的放射線,嫩發明 之實施並非被限定於該等。可使用其他各種燈之光線、或 各種田射光線。亦可使用例如準分子燈之光線、準 刀子k之光線、KrCl準分子燈之光線、Xe(:i準分子燈之光 線、蛾燈之光線、漠燈之光線、F2準分子雷射之光線、xeci 準刀子田射光線、Ar雷射光線、n2雷射光線、ND_YAG, 射光線之基本波、同第2高諧波、同第3高諧波、同第4高諧 波等的各放射線,以作為用於凹陷處理時的放射線。 又對感放射線性化合物膜作凹陷處理時所進行的放射 線之照射方法,雖係顯示對感放射線性化合物膜之全面照 射的方法、使用掩杈同於形成上層光阻圖案用之掩模的方 法及使用將形成上層光阻圖案用之掩模的透過部與遮光 部反轉之掩模的方法,但是本發明之實施並非被限定於該 等可例舉使用在對正型感放射線性化合物膜照射放射線 時,例如在形成有上層光阻圖案之區域内,上層光阻膜不 存於寬範圍内的部分之照射量,形成小於其他部分之照射量 -之遮光物的方法。 更且,雖係例舉鹼性溶液顯影法、及有機溶劑顯影法, 以作為對作為埋設材料之感放射線性化合物膜進行顯影時 的顯影方法,但是本發明之實施並非被限定於該等。亦可 84880 -35- 1223321 在對埋設材料進行顯影時,例如按照其性拼 法、酸顯影法等。 ’、貝而使用水顯影 本發明之額外的優點及變更對於孰習 可輕易思及。因此,在 w員技術者而言應 未被該詳細說明及代表具體例二廣的觀點來看其並 舉凡未脫離其-般發明概念之二所限定。因而, 中。 “盖於隨附申請專利範圍及其同等意思 【圖式簡單說明】 圖1Α至圖η係顯示第}實施形態之 剖面圖。 Θ >成方法的步驟 圖2係顯示光阻之溶解速度與曝 圖。 里之關係的曲線示意 圖3係顯示將圖2之曲線予以2值化的簡化圖。 圖4係顯示以單色光對埋設材料進行 ⑽ 之光強度分布的曲線示意圖。 才,冰度方0 圖5係顯示埋設材料之顯 線示意圖。 Κ、殘膜异度之關係的油 光Γ的係二示二用複數個波長所構成之光對光阻膜進行曝 “的冰度方向之光強度分布的曲線示意圖。 :係顯示第2實施形態之圖案形成方法之局部的步雜刻 圖8Α至圖8Η係顯示第3實施形態之圖案形成方 剖面圖。 4 ^ 84880 -36- 1223321 圖9係顯示第4實施形態之圖案形成方法之局部的步驟剖 面圖。 圖1 0係顯示第5實施形態之圖案形成方法之局部的步驟 剖面圖。 圖11係顯示第6實施形態之圖案形成方法之局部的步驟 剖面圖。 圖12A至圖12H係顯示第8實施形態之圖案形成方法的步 驟剖面圖。 圖13A及圖13B係顯示第9實施形態之圖案形成方法之局 部的步驟剖面圖。 圖14A至圖14H係顯示第10實施形態之圖案形成方法的 步驟剖面圖。 圖15A至圖15H係顯示第11實施形態之圖案形成方法的 步驟剖面圖。 圖1 6 A至圖1 6C係顯示先前技術之光阻圖案附近之構造 的剖面圖。 圖1 7 A至圖1 7C係顯示先前技術之光阻圖案附近之構造 的剖面圖。 圖18A至圖18C係顯示先前技術之光阻圖案附近之構造 的剖面圖。 【圖式代表符號說明】 1 半導體基板($夕基板) 2 塗敷型碳膜(被加工膜) 3 加熱板 84880 -37 - 1223321 4 正型ArF光阻膜 5 ArF準分子雷射光線 6、23 電子射線 7 感放射線性化合物膜(感光性聚碎氨 烷膜、埋設材料) 8 放射線(ArF準分子雷射光線) 21 DLC膜(被加工膜) 22 低加速EB描繪用負光阻膜 2 4 25 26 、 31 、 52 、 64 41 51 61 62 63 65 > 72 71 72a 72b 81 91 101a 紫外線 聚[p-(l,2-二甲基二苯二伸矽烷基) 苯撐]膜(正型感放射線性化合物膜) 光線(放射線) 聚二苯矽烷 正型感放射線性化合物膜 濺鍍碳膜 KrF負光阻膜 聚矽氧烷樹脂膜 掩模 KrF正型光阻 透過部 遮光部 負型感放射線性化合物膜 防反射膜 L/S圖案(光阻圖案) -38- 84880 101b iL圖案(光阻圖案) 101c iS圖案(光阻圖案) 102 埋設光阻膜 103 下層膜 104 光阻膜 1223321 84880 - 39 -