CN1786830A - 抗蚀剂图案形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种抗蚀剂图案形成方法。在已形成了CCD图像传感器的基本结构的半导体基板(60)上涂敷彩色抗蚀剂，形成抗蚀剂膜(62)。进而在该抗蚀剂膜(62)上成膜升华防止膜(64)。以使升华防止膜(64)具有阻止包含于抗蚀剂膜(62)的颜料等向外部升华的功能的方式选择材料及厚度。将已形成升华防止膜(64)的半导体基板(60b)载置于曝光装置中，通过光掩膜(66)照射紫外线，进行抗蚀剂(62)的曝光。通过曝光后进行的抗蚀剂膜(62)的显影处理除去升华防止膜(64)。因此，可以防止在用彩色抗蚀剂形成固体摄像元件的彩色滤光器之际、在曝光时颜料从抗蚀剂升华并附着在曝光装置内的现象。

Description

抗蚀剂图案形成方法
技术领域
本发明涉及光致抗蚀剂的图案形成方法。
背景技术
在半导体装置的制造工艺中，应用光刻法技术，在半导体基板上进行电路图案的形成。在该光刻法中，光致抗蚀剂(以下称为抗蚀剂)被涂敷于半导体基板上，利用光掩膜曝光。根据由曝光的光照射的有无，抗蚀剂相对显影液有选择地不溶化，通过由显影处理除去没有不溶化的部分，光掩膜上的图案被转写在半导体基板上。例如，通过利用该图案化后的抗蚀剂，从而在残留了抗蚀剂的部分和抗蚀剂被除去的部分，可选择性地进行相对半导体基板的蚀刻和离子注入。
再者，抗蚀剂也可作为装载于固体摄像元件的摄像部等中的彩色滤光器的材料应用。例如在透过可见光的抗蚀剂中混入颜料和染料来调整透过色，将其涂敷于摄像部上进行图案化，可形成对应于受光象素(光学元件)的位置的彩色滤光器。通过按多个透光色的每一个反复进行彩色抗蚀剂的涂敷和图案化，例如可形成周期性配置了多种颜色的滤光器阵列。
图3是在半导体基板上形成抗蚀剂图案的工序的简要流程图。另外，图4是说明形成抗蚀剂图案的工序的示意图，图4(a)、图4(b)、图4(c)分别表示从侧面看到的抗蚀剂涂敷工序、曝光工序、显影工序的样子。抗蚀剂是由有机溶剂等形成的液状物，该液状的抗蚀剂例如可用旋涂等方法涂敷在半导体基板20上(S2、图4(a))。表面形成了抗蚀剂膜22的半导体基板20a在预烘焙(prebake)处理中被加热，由此可使抗蚀剂膜22中的有机溶剂挥发(S4)。之后，半导体基板20a被放入曝光装置中进行曝光处理(S6)。在曝光处理中，将光掩膜24配置在半导体基板20a上，通过该光掩膜24对半导体基板20a照射紫外线等光26(图4(b))。由此，光掩膜24的图案被烧结在抗蚀剂膜22上。曝光后进行显影处理，抗蚀剂膜22被有选择地除去，例如，在应用阴性抗蚀剂时，被光26照射的部分的抗蚀剂膜22a残留在半导体基板20上(S8、图4(c))。该显影处理是利用抗蚀剂在被曝光光源的光照射的部分和没有被照射的部分、在对应于显影液的可溶度上产生差而进行的。显影后，进行后烘焙处理，烧结在曝光处理S6和显影处理S8中图案化过的抗蚀剂(S10)。
在曝光装置内进行抗蚀剂的曝光时，根据照射的光能量，有时会从抗蚀剂释放升华成分。例如，有时从形成固体摄像元件的彩色滤光器的彩色抗蚀剂升华包含于其的颜料或染料。升华的成分附着在曝光装置内，污染装置或光掩膜，导致了曝光性能劣化或使用该曝光装置制造的半导体元件品质降低的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供一种防止由曝光时的升华物造成的曝光装置内的污染等、并形成抗蚀剂图案的方法。
本发明的抗蚀剂图案形成方法，其中具有：升华防止膜形成步骤，其在光致抗蚀剂表面形成具有光透过性的升华防止膜；和曝光步骤，其在上述升华防止膜形成步骤后，在曝光装置中曝光上述光致抗蚀剂。
其他本发明的抗蚀剂图案形成方法，基体预先形成光学元件，上述光致抗蚀剂膜是包含着色料的彩色抗蚀剂，并配置在上述光学元件的表面上，以做成对应于上述着色料的透过色的光透过滤光器。
根据本发明，因为在曝光之前在光抗蚀剂膜的表面上形成升华防止膜，故可防止在曝光时从光抗蚀剂膜向曝光装置内释放升华物。
附图说明
图1是在CCD图像传感器的摄像部的表面上形成彩色滤光器的图案的工序的简要框图。
图2是说明形成抗蚀剂图案的工序的示意图。
图3是在半导体基板上形成抗蚀剂图案的现有工序的简要框图。
图4是说明形成抗蚀剂图案的现有工序的示意图。
图中：60-半导体基板，62-抗蚀剂膜，64-升华防止膜，66-光掩膜。
具体实施方式
以下根据附图说明本发明的实施方式(以下称为实施方式)的彩色滤光器的制造方法。
本彩色滤光器例如配置在CCD图像传感器的摄像部上。CCD图像传感器通过离子注入或热氧化等工艺将受光部或CCD移位寄存器的通道等形成在半导体基板上，而且，在半导体基板上层叠多晶硅膜等，将其进行图案化，以形成CCD移位寄存器的传输电极。而且，在此之上层叠钝化膜、铝等配线、平坦化膜等。之后在受光元件上形成彩色滤光器。
例如，在行列配置于摄像部的受光元件中，形成多个透过色的彩色滤光器配置为镶嵌状的滤光器阵列。顺便提一下，作为构成滤光器阵列的颜色的种类，采用由红、绿、蓝构成的原色系的着色料组、或由青绿、深红、黄色构成的辅色系的着色料组。该彩色滤光器是由混合颜料或染料后着色的抗蚀剂(彩色抗蚀剂)形成的。彩色抗蚀剂通过涂敷在摄像部上并进行图案化而与所定位置的受光像素对应形成。通过在多个透光色的每一个反复进行彩色抗蚀剂的涂敷和图案化，从而形成多个颜色周期配置的滤光器阵列。
图1是例如在形成了到平坦化膜等的结构的CCD图像传感器的摄像部的表面上形成彩色滤光器的图案的工序的概要框图。图2是说明形成构成彩色滤光器的抗蚀剂图案的工序的示意图，表示从侧方看到的各工序的样子。
抗蚀剂是由有机溶剂等构成的液状物，该液状抗蚀剂例如由旋涂等方法涂敷在形成CCD图像传感器的半导体基板60上(S40)。图2(a)表示抗蚀剂涂敷后的半导体基板60a，在半导体基板60的表面上形成抗蚀剂膜62。
该半导体基板60a被实施预烘焙(prebake)处理(S42)。在预烘焙处理42中，例如用红外线加热、加热板(hot plate)等方法加热半导体基板60a，由此可使抗蚀剂膜62中的有机溶剂挥发。
预烘焙处理S42后进行升华防止膜形成处理S44。通过该处理S44，在半导体基板60a的抗蚀剂膜62的表面上形成升华防止膜64。升华防止膜64以满足以下条件的方式形成：可以透过其后进行的曝光处理中的曝光光源的光，同时防止包含于抗蚀剂膜62的颜料等在曝光时升华。例如，为了满足该条件，选择材料、以及设定涂敷厚度。升华防止膜64作为材料，例如可采用防止曝光时的多重反射的反射防止膜用材料，用涂敷或CVD等方法成膜在抗蚀剂膜62上。例如作为形成升华防止膜64用的抗反射涂敷(anti-reflective coating)用的材料，有AZ电子材料的AZ Aquatar(注册商标)。图2(b)表示形成升华防止膜64后的半导体基板60b。
形成升华防止膜64后，在曝光装置中进行抗蚀剂膜62的曝光(S46)。在该曝光处理S46中，光掩膜66被配置在半导体基板60b的上方。而且，在进行半导体基板60b和光掩膜66的匹配后，通过光掩膜66对半导体基板60b照射紫外线等光68。图2(c)表示该曝光处理的情况。由此，光掩膜66的图案被烧结在抗蚀剂膜62上。在该曝光处理S46中，通过用升华防止膜64覆盖抗蚀膜62，从而可防止来自抗蚀膜62的颜料等的升华，可防止曝光装置内被污染。
曝光处理S46后，从曝光装置中取出半导体基板60b，在显影装置中进行显影(S48)。显影是应用对应于抗蚀剂种类的专用显影液而进行的。抗蚀剂膜62在被曝光的部分和不被曝光的部分在显影液的可溶度上产生差，利用该差有选择地除去抗蚀剂膜62。例如在应用阴性抗蚀剂时，被光68照射的部分的抗蚀剂膜62a残留在半导体基板60上。
在该显影处理S48中，升华防止膜64也同时被除去。图2(d)表示显影处理后的情况。而且，在升华防止膜64由在其下应用的抗蚀剂膜62相对的显影处理中不可溶或不可剥离的材质形成的情况下，在显影处理S48之前，另外，进行升华防止膜64的除去处理。
显影后，进行后烘焙(postbake)处理，烧结在曝光处理S46及显影处理S48中被图案化的抗蚀剂膜62a(S50)。
通过以上的工序，在半导体基板60上图案化对应于1个透过色的彩色滤光器。对每个该透过色反复进行该处理，可在CCD图像传感器的摄像部上形成彩色滤光阵列。

Claims (2)

1、一种抗蚀剂图案形成方法，其中对涂敷于基体上的光致抗蚀剂膜进行图案形成处理，其特征在于，具有：
升华防止膜形成步骤，其在所述光致抗蚀剂表面上形成具有光透过性的升华防止膜；和
曝光步骤，其在所述升华防止膜形成步骤后，在曝光装置中曝光所述光致抗蚀剂。
2、根据权利要求1所述的抗蚀剂图案形成方法，其特征在于，
所述基体预先形成光学元件，
所述光致抗蚀剂膜是包含着色料的彩色抗蚀剂，并被配置在所述光学元件的表面上，以做成对应于所述着色料的透过色的光透过滤光器。
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