JP2590702B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2590702B2 JP2590702B2 JP5234830A JP23483093A JP2590702B2 JP 2590702 B2 JP2590702 B2 JP 2590702B2 JP 5234830 A JP5234830 A JP 5234830A JP 23483093 A JP23483093 A JP 23483093A JP 2590702 B2 JP2590702 B2 JP 2590702B2
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- Japan
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、特に半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜を
所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク又はレチ
クルを通して露光した後、現像液を用いて現像する方法
に関する。
法、特に半導体基板上に形成されたフォトレジスト膜を
所望の半導体集積回路パターンを描いたマスク又はレチ
クルを通して露光した後、現像液を用いて現像する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の半導体装置の製造方法で
は図５に示すように、現像処理を施される半導体基板
（以下、ウェハーと呼ぶ）に一度、常温の現像液を滴下
して液盛り処理５０１を施し、その後所望の現像時間終
了まで特に現像液温度を操作することなくフォトレジス
ト膜を現像する処理５０２を行い、次いで超純水による
水洗処理５０３，振り切り乾燥処理５０４を行ってい
た。現像処理５０２における現像液温度の時間変化を図
６に、またレジスト膜の現像時間依存性を図７に示す。
また図８には従来の方法で得られたウェハー８０２上で
のＴ型形状レジストパターン８０１の断面図を示す。こ
こで図７において現像初期における表面難溶化層による
レジスト膜の溶解が阻害されている部分７０１が観察さ
れている。この表面難溶化層によるレジストの溶解阻害
が、レジスト形状の劣化を引き起こしている。また７０
２は、常温現像液による通常レジスト溶解を示す。
は図５に示すように、現像処理を施される半導体基板
（以下、ウェハーと呼ぶ）に一度、常温の現像液を滴下
して液盛り処理５０１を施し、その後所望の現像時間終
了まで特に現像液温度を操作することなくフォトレジス
ト膜を現像する処理５０２を行い、次いで超純水による
水洗処理５０３，振り切り乾燥処理５０４を行ってい
た。現像処理５０２における現像液温度の時間変化を図
６に、またレジスト膜の現像時間依存性を図７に示す。
また図８には従来の方法で得られたウェハー８０２上で
のＴ型形状レジストパターン８０１の断面図を示す。こ
こで図７において現像初期における表面難溶化層による
レジスト膜の溶解が阻害されている部分７０１が観察さ
れている。この表面難溶化層によるレジストの溶解阻害
が、レジスト形状の劣化を引き起こしている。また７０
２は、常温現像液による通常レジスト溶解を示す。
【０００３】また従来から提案されている表面処理方法
は、レジスト形状を改善し、解像力を高めるためにクロ
ロベンゼンによる表面処理，アルカリ現像液による表面
アルカリ処理、さらには酸溶液による表面処理や露光後
の水処理等も提案されていたが、化学増幅系ポジ型レジ
スト特有のＴ型形状の原因である表面難溶化層の解消に
は、有効ではなかった。
は、レジスト形状を改善し、解像力を高めるためにクロ
ロベンゼンによる表面処理，アルカリ現像液による表面
アルカリ処理、さらには酸溶液による表面処理や露光後
の水処理等も提案されていたが、化学増幅系ポジ型レジ
スト特有のＴ型形状の原因である表面難溶化層の解消に
は、有効ではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法にてフォトレジスト膜を現像した場合、
フォトレジスト膜上に液盛りされた常温の現像液の温度
は図６に示すように、現像時間が進むに伴って変化しな
い。そのため、化学増幅系レジスト膜表面の比較的強い
表面難溶化層にレジストの溶解が阻害され、図７に示す
ように現像初期の段階では、レジスト膜はほとんど溶解
しないという現象がみられる。この表面難溶化層の影響
で、現像後に得られるフォトレジストは図８に示すよう
に、いわゆるＴ型形状になり、矩形で良好なレジスト形
状が得られないという欠点がある。
装置の製造方法にてフォトレジスト膜を現像した場合、
フォトレジスト膜上に液盛りされた常温の現像液の温度
は図６に示すように、現像時間が進むに伴って変化しな
い。そのため、化学増幅系レジスト膜表面の比較的強い
表面難溶化層にレジストの溶解が阻害され、図７に示す
ように現像初期の段階では、レジスト膜はほとんど溶解
しないという現象がみられる。この表面難溶化層の影響
で、現像後に得られるフォトレジストは図８に示すよう
に、いわゆるＴ型形状になり、矩形で良好なレジスト形
状が得られないという欠点がある。
【０００５】また既に提案されている上述の各種表面処
理方法では、表面アルカリ処理のように、表面難溶化層
をより強調する処理もあり、他においてもこの表面難溶
化層を溶解する効果は弱く、この化学増幅系ポジ型レジ
ストに特有の表面難溶化層に起因するレジストパターン
のＴ型形状の解消は、非常に困難である。
理方法では、表面アルカリ処理のように、表面難溶化層
をより強調する処理もあり、他においてもこの表面難溶
化層を溶解する効果は弱く、この化学増幅系ポジ型レジ
ストに特有の表面難溶化層に起因するレジストパターン
のＴ型形状の解消は、非常に困難である。
【０００６】特に微細パターン形成に対しては、このよ
うな表面難溶化層に起因するフォトレジストパターンの
形状劣化は、致命的である。
うな表面難溶化層に起因するフォトレジストパターンの
形状劣化は、致命的である。
【０００７】本発明の目的は、レジストの現像初期の段
階で表面難溶化層を強制的に溶解する半導体装置の製造
方法を提供することにある。
階で表面難溶化層を強制的に溶解する半導体装置の製造
方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、高温現像液
処理工程と、常温現像液処理工程とを有し、所望の半導
体集積回路パターンを半導体基板上の化学増幅系フォト
レジストの膜に転写した後に、現像液を用いて該フォト
レジスト膜を現像する半導体装置の製造方法であって、
高温現像液処理工程は、フォトレジスト膜を、３５℃以
上の高温の現像液を用いて現像処理する工程であり、常
温現像液処理工程は、高温の現像液で現像処理されたフ
ォトレジスト膜を、該高温の現像液を振り切る処理を行
った後に、常温の現像液を用いて現像処理をする工程で
ある。
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、高温現像液
処理工程と、常温現像液処理工程とを有し、所望の半導
体集積回路パターンを半導体基板上の化学増幅系フォト
レジストの膜に転写した後に、現像液を用いて該フォト
レジスト膜を現像する半導体装置の製造方法であって、
高温現像液処理工程は、フォトレジスト膜を、３５℃以
上の高温の現像液を用いて現像処理する工程であり、常
温現像液処理工程は、高温の現像液で現像処理されたフ
ォトレジスト膜を、該高温の現像液を振り切る処理を行
った後に、常温の現像液を用いて現像処理をする工程で
ある。
【０００９】また、高温現像液による処理時間は、常温
現像液による処理時間より短く設定されているものであ
る。
現像液による処理時間より短く設定されているものであ
る。
【００１０】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法は図１及び図２
に示すように、温度の異なる現像液を複数回ウェハー上
に滴下する方法となっているため、図４及び図５に示す
ように現像時間が進むに伴って低下する現像液温度を変
化させることができる。そのため、レジスト表面の表面
難溶化層を現像初期の段階で強制的に溶解させ、その後
常温の現像液を用いて現像を進行させ、矩形のレジスト
パターンを得ることができる。
に示すように、温度の異なる現像液を複数回ウェハー上
に滴下する方法となっているため、図４及び図５に示す
ように現像時間が進むに伴って低下する現像液温度を変
化させることができる。そのため、レジスト表面の表面
難溶化層を現像初期の段階で強制的に溶解させ、その後
常温の現像液を用いて現像を進行させ、矩形のレジスト
パターンを得ることができる。
【００１１】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を示すシーケンス図、図２は現像液温度の現像時間依
存性を示す図、図３はレジスト膜厚の現像時間依存性を
示す図、図４は現像後に得られたレジストパターンを示
す断面図である。
る。図１は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法を示すシーケンス図、図２は現像液温度の現像時間依
存性を示す図、図３はレジスト膜厚の現像時間依存性を
示す図、図４は現像後に得られたレジストパターンを示
す断面図である。
【００１２】図１において、最初の約５秒間で約４０℃
の高温現像液をフォトレジスト膜上に滴下する高温現像
液滴下処理１０１を行い、約５秒間高温現像液による現
像処理１０２を行い、フォトレジスト膜を現像する。こ
の時、現像液温度は、レジストパターンの表面難溶化層
を強制的に溶解するため、３５℃以上が望ましく、また
後の２３℃付近の常温に速やかに戻すため、５０℃以下
が望ましい。
の高温現像液をフォトレジスト膜上に滴下する高温現像
液滴下処理１０１を行い、約５秒間高温現像液による現
像処理１０２を行い、フォトレジスト膜を現像する。こ
の時、現像液温度は、レジストパターンの表面難溶化層
を強制的に溶解するため、３５℃以上が望ましく、また
後の２３℃付近の常温に速やかに戻すため、５０℃以下
が望ましい。
【００１３】次にウェハーを約４０００ｒｐｍの回転数
で回転させる高温現像液振り切り処理１０３を行い、ウ
ェハーから高温現像液を振り切り、続いて約２３℃の常
温現像液をウェハーのフォトレジスト膜上に滴下する常
温現像液滴下処理１０４を行い、その後、常温現像液に
よる現像処理１０５を行い、フォトレジスト膜を約５０
秒間現像する。最後に超純水を用いたウェハーの水洗処
理１０６を行い、かつ振り切り乾燥処理１０７を行っ
て、約４０００ｒｐｍの回転数でウェハーから現像液を
振り切り、乾燥する。
で回転させる高温現像液振り切り処理１０３を行い、ウ
ェハーから高温現像液を振り切り、続いて約２３℃の常
温現像液をウェハーのフォトレジスト膜上に滴下する常
温現像液滴下処理１０４を行い、その後、常温現像液に
よる現像処理１０５を行い、フォトレジスト膜を約５０
秒間現像する。最後に超純水を用いたウェハーの水洗処
理１０６を行い、かつ振り切り乾燥処理１０７を行っ
て、約４０００ｒｐｍの回転数でウェハーから現像液を
振り切り、乾燥する。
【００１４】上記本発明の方法によるシーケンスで現像
を行った場合、ウェハー上の現像液温度は、図２に示す
ような推移を示す。また図３のレジスト膜厚の現像時間
依存性において、高温現像液で現像している時は、高温
現像液による表面難溶化層の強制溶解線３０１で示すよ
うに、レジスト膜厚が急激に減少し、常温現像液で現像
しているときには常温現像液による通常レジスト溶解線
３０２で示すように、比較的緩やかにレジスト膜厚が減
少している。また図３において、レジスト膜の現像初期
段階では、表面難溶化層によるレジスト膜の溶解が阻害
されている様子は、観察されない。最後に、このシーケ
ンスで現像を行った後、ウェハー４０２上に矩形のレジ
ストパターン４０１が得られる。
を行った場合、ウェハー上の現像液温度は、図２に示す
ような推移を示す。また図３のレジスト膜厚の現像時間
依存性において、高温現像液で現像している時は、高温
現像液による表面難溶化層の強制溶解線３０１で示すよ
うに、レジスト膜厚が急激に減少し、常温現像液で現像
しているときには常温現像液による通常レジスト溶解線
３０２で示すように、比較的緩やかにレジスト膜厚が減
少している。また図３において、レジスト膜の現像初期
段階では、表面難溶化層によるレジスト膜の溶解が阻害
されている様子は、観察されない。最後に、このシーケ
ンスで現像を行った後、ウェハー４０２上に矩形のレジ
ストパターン４０１が得られる。
【００１５】上記方法にて、ウェハー上のフォトレジス
ト膜を現像した場合、化学増幅系ポジ型レジスト特有の
Ｔ型形状の原因である表面難溶化層は解消され、矩形な
微細パターンを再現性良く得ることができる。
ト膜を現像した場合、化学増幅系ポジ型レジスト特有の
Ｔ型形状の原因である表面難溶化層は解消され、矩形な
微細パターンを再現性良く得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法は、レジスト膜の現像初期段階で表面難溶化
層を強制的に溶解することができ、そのため化学増幅系
ポジ型レジストに特有の表面難溶化層に起因するレジス
トパターンのＴ型形状を防止することができる。
の製造方法は、レジスト膜の現像初期段階で表面難溶化
層を強制的に溶解することができ、そのため化学増幅系
ポジ型レジストに特有の表面難溶化層に起因するレジス
トパターンのＴ型形状を防止することができる。
【００１７】特に微細パターン形成に対しては、その効
果は大きく、フォトレジストパターンの形状劣化，解像
度低下，フォトレジストパターンの寸法均一性の低下を
防止でき、微細フォトレジストパターンを再現性良く形
成することができる。
果は大きく、フォトレジストパターンの形状劣化，解像
度低下，フォトレジストパターンの寸法均一性の低下を
防止でき、微細フォトレジストパターンを再現性良く形
成することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示すシーケンス図である。
を示すシーケンス図である。
【図２】本発明の一実施例におけるウェハー上での現像
液温度と現像時間との依存性を示す図である。
液温度と現像時間との依存性を示す図である。
【図３】本発明の一実施例におけるレジスト膜厚と現像
時間との依存性を示す図である。
時間との依存性を示す図である。
【図４】本発明の一実施例により得られたレジストパタ
ーンを示す断面図である。
ーンを示す断面図である。
【図５】従来例に係る半導体装置の製造方法を示すシー
ケンス図である。
ケンス図である。
【図６】従来例におけるウェハー上での現像液温度と現
像時間との依存性を示す図である。
像時間との依存性を示す図である。
【図７】従来例におけるレジスト膜厚と現像時間との依
存性を示す図である。
存性を示す図である。
【図８】従来例のレジストパターンを示す断面図であ
る。
る。
１０１ 高温現像液滴下処理 １０２ 高温現像液による現像処理 １０３ 高温現像液振り切り処理 １０４ 常温現像液滴下処理 １０５ 常温現像液による現像処理 １０６ 超純水による水洗処理 １０７ 振り切り乾燥処理 ３０１ 高温現像液による表面難溶化層の強制溶解線 ３０２ 常温現像液による通常レジスト溶解線 ４０１ 矩形レジストパターン ４０２ ウェハー
Claims (2)
- 【請求項１】 高温現像液処理工程と、常温現像液処理
工程とを有し、所望の半導体集積回路パターンを半導体
基板上の化学増幅系フォトレジストの膜に転写した後
に、現像液を用いて該フォトレジスト膜を現像する半導
体装置の製造方法であって、 高温現像液処理工程は、フォトレジスト膜を、３５℃以
上の高温の現像液を用いて現像処理する工程であり、 常温現像液処理工程は、高温の現像液で現像処理された
フォトレジスト膜を、該高温の現像液を振り切る処理を
行った後に、常温の現像液を用いて現像処理をする工程
であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 高温現像液による処理時間は、常温現像
液による処理時間より短く設定されていることを特徴と
する請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234830A JP2590702B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5234830A JP2590702B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794391A JPH0794391A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2590702B2 true JP2590702B2 (ja) | 1997-03-12 |
Family
ID=16977051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5234830A Expired - Fee Related JP2590702B2 (ja) | 1993-09-21 | 1993-09-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2590702B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219953A (ja) * | 1985-03-26 | 1986-09-30 | Toshiba Corp | 現像方法 |
| DE3750275T3 (de) * | 1986-06-13 | 1998-10-01 | Microsi Inc | Lackzusammensetzung und -anwendung. |
| JP2578646B2 (ja) * | 1988-07-18 | 1997-02-05 | 三洋電機株式会社 | 非水系二次電池 |
-
1993
- 1993-09-21 JP JP5234830A patent/JP2590702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0794391A (ja) | 1995-04-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |