JPH09306809A - レジストパターンの形成方法及び現像装置 - Google Patents
レジストパターンの形成方法及び現像装置Info
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- JPH09306809A JPH09306809A JP11923696A JP11923696A JPH09306809A JP H09306809 A JPH09306809 A JP H09306809A JP 11923696 A JP11923696 A JP 11923696A JP 11923696 A JP11923696 A JP 11923696A JP H09306809 A JPH09306809 A JP H09306809A
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 反射防止膜を用いるレジストプロセスに関
し、設備費を増加させず、スループットを低下させない
ようにし、良好なレジスト膜のパターニングを行うこと
が可能となるレジストパターンの形成方法及び現像装置
の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の半導体装置の製造方法は、表面
にレジスト膜とこのレジスト膜の表面に反射防止膜が形
成されているウエーハを回転させながら、この反射防止
膜の表面にこの反射防止膜を溶解する処理液を滴下し
て、この反射防止膜を溶解して剥離する工程と、この反
射防止膜の剥離処理終了後、このレジスト膜を現像処理
する工程とを含むように構成し、本発明の現像装置は、
この処理液を滴下する孔と、このレジスト膜の現像液を
滴下する孔とを交互に配設したノズルを具備するように
構成する。
し、設備費を増加させず、スループットを低下させない
ようにし、良好なレジスト膜のパターニングを行うこと
が可能となるレジストパターンの形成方法及び現像装置
の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の半導体装置の製造方法は、表面
にレジスト膜とこのレジスト膜の表面に反射防止膜が形
成されているウエーハを回転させながら、この反射防止
膜の表面にこの反射防止膜を溶解する処理液を滴下し
て、この反射防止膜を溶解して剥離する工程と、この反
射防止膜の剥離処理終了後、このレジスト膜を現像処理
する工程とを含むように構成し、本発明の現像装置は、
この処理液を滴下する孔と、このレジスト膜の現像液を
滴下する孔とを交互に配設したノズルを具備するように
構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射防止膜を用い
るレジストプロセスに関するものである。近年の半導体
装置の高集積化に伴い、半導体装置の製造工程において
用いるレジストに対しては微細パターンを形成すること
が要求されるようになり、レジストパターンの寸法を制
御することが重要になってきており、その対策として反
射防止膜を用いることが考えられている。
るレジストプロセスに関するものである。近年の半導体
装置の高集積化に伴い、半導体装置の製造工程において
用いるレジストに対しては微細パターンを形成すること
が要求されるようになり、レジストパターンの寸法を制
御することが重要になってきており、その対策として反
射防止膜を用いることが考えられている。
【０００２】レジスト膜上に反射防止膜を塗布すること
により上方から照射された光のレジスト膜表面における
反射を抑制し、レジストパターンを形成する場合の寸法
の制御性を向上させている。
により上方から照射された光のレジスト膜表面における
反射を抑制し、レジストパターンを形成する場合の寸法
の制御性を向上させている。
【０００３】反射防止膜をレジストパターン上にスピン
コートした後、露光、露光後のレジストベーキング(Pos
t Exposure Baking)(ＰＥＢと略称する)を行った後、純
水またはポジレジスト現像液（TMAH水溶液）を用いて反
射防止膜の剥離を行うが、工程が増加し、反射防止膜の
塗布、剥離用の装置も必要になるという難点がある。
コートした後、露光、露光後のレジストベーキング(Pos
t Exposure Baking)(ＰＥＢと略称する)を行った後、純
水またはポジレジスト現像液（TMAH水溶液）を用いて反
射防止膜の剥離を行うが、工程が増加し、反射防止膜の
塗布、剥離用の装置も必要になるという難点がある。
【０００４】これらの難点を少しでも減少させるため、
現状では反射防止膜の剥離とレジストの現像とを同時に
行っており、装置の共用と工程の短縮を図っている。し
かしながら、反射防止膜の高性能化を進めていくために
は、屈折率を下げることが必要なので、フッ素の含有量
を増加しなければならないが、フッ素の含有量を増加す
ると水溶性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水
溶性を高めるようにしなければならないという問題点が
ある。
現状では反射防止膜の剥離とレジストの現像とを同時に
行っており、装置の共用と工程の短縮を図っている。し
かしながら、反射防止膜の高性能化を進めていくために
は、屈折率を下げることが必要なので、フッ素の含有量
を増加しなければならないが、フッ素の含有量を増加す
ると水溶性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水
溶性を高めるようにしなければならないという問題点が
ある。
【０００５】以上のような状況から、これらの問題点を
少しでも減少させることが可能なレジストパターンの形
成方法が要望されている。
少しでも減少させることが可能なレジストパターンの形
成方法が要望されている。
【０００６】
【従来の技術】従来のレジストパターンの形成方法につ
いて、図６により詳細に説明する。図６は従来の現像装
置の構造を示す図である。
いて、図６により詳細に説明する。図６は従来の現像装
置の構造を示す図である。
【０００７】このような現像装置を用いて表面にレジス
ト膜と反射防止膜が形成されているウエーハの現像処理
を行う場合には、図に示すように半導体基板５を現像装
置の回転軸12と一体構造のチャック13の表面に載置して
真空吸着させた後、先ずチャック13を回転させながら純
水用のノズル14a から純水を滴下して反射防止膜を溶解
して剥離し、その後現像液用のノズル14b から現像液を
滴下してレジスト膜の現像を行っている。
ト膜と反射防止膜が形成されているウエーハの現像処理
を行う場合には、図に示すように半導体基板５を現像装
置の回転軸12と一体構造のチャック13の表面に載置して
真空吸着させた後、先ずチャック13を回転させながら純
水用のノズル14a から純水を滴下して反射防止膜を溶解
して剥離し、その後現像液用のノズル14b から現像液を
滴下してレジスト膜の現像を行っている。
【０００８】現在市販されている反射防止膜は水を溶媒
とした水溶性のものが主流であり、純水やポジレジスト
の現像液により容易に剥離することが可能であるから、
反射防止膜の剥離は、通常の現像工程のプレウェット時
間を若干長くすることによりレジストの現像を行う前に
行うことができるので、装置としてはカップを共用する
ことが可能である。
とした水溶性のものが主流であり、純水やポジレジスト
の現像液により容易に剥離することが可能であるから、
反射防止膜の剥離は、通常の現像工程のプレウェット時
間を若干長くすることによりレジストの現像を行う前に
行うことができるので、装置としてはカップを共用する
ことが可能である。
【０００９】しかし、ｉ線露光の場合に、反射防止膜の
高性能化を進めていくためには、現在の屈折率ｎ＝1.41
程度を下げて、理想の屈折率ｎ＝1.3 程度にすることが
必要であり、そのためには、フッ素の含有量を増加する
ことが必要であるが、フッ素の含有量を増加すると水溶
性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水溶性を高
めるようにしなければならない。
高性能化を進めていくためには、現在の屈折率ｎ＝1.41
程度を下げて、理想の屈折率ｎ＝1.3 程度にすることが
必要であり、そのためには、フッ素の含有量を増加する
ことが必要であるが、フッ素の含有量を増加すると水溶
性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水溶性を高
めるようにしなければならない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のレ
ジストパターンの形成方法においては、水溶性の反射防
止膜は純水や現像液により剥離が可能であるが、屈折率
を理想の値にするためには、フッ素の含有量を増加する
ことが必要であるが、フッ素の含有量を増加すると水溶
性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水溶性を高
めるようにしているが、図３(a) に示すように親水性物
質はＰＥＢ工程における加熱により反射防止膜中から揮
発してしまう。また、図３(b) に示すように純水を用い
るレジストの剥離工程においては親水性物質のみが反射
防止膜中から純水に溶けだし、図３(c) に示すように反
射防止膜が剥離されずに残存するようになるため、この
親水性物質が無くなって残存した反射防止膜の膜は強い
溌水性を有するようになるので、図３(c) に示すように
現像工程において水や現像液が全面に広がらずに、水滴
となるという問題点があり、図４に示すように現像液が
あった所だけがパターニングされるようになる。
ジストパターンの形成方法においては、水溶性の反射防
止膜は純水や現像液により剥離が可能であるが、屈折率
を理想の値にするためには、フッ素の含有量を増加する
ことが必要であるが、フッ素の含有量を増加すると水溶
性が悪くなるため、親水性の物質を添加して水溶性を高
めるようにしているが、図３(a) に示すように親水性物
質はＰＥＢ工程における加熱により反射防止膜中から揮
発してしまう。また、図３(b) に示すように純水を用い
るレジストの剥離工程においては親水性物質のみが反射
防止膜中から純水に溶けだし、図３(c) に示すように反
射防止膜が剥離されずに残存するようになるため、この
親水性物質が無くなって残存した反射防止膜の膜は強い
溌水性を有するようになるので、図３(c) に示すように
現像工程において水や現像液が全面に広がらずに、水滴
となるという問題点があり、図４に示すように現像液が
あった所だけがパターニングされるようになる。
【００１１】また、反射防止膜のベース樹脂はｐＨ＝２
〜３の強い酸性を有するから、アルカリ性の水溶液中に
溶け出すので、反射防止膜の剥離を行わないで、いきな
り現像を行うことも可能であるが、現像処理を均一に行
うためには現像処理前に反射防止膜を除去してやるのが
理想的である。
〜３の強い酸性を有するから、アルカリ性の水溶液中に
溶け出すので、反射防止膜の剥離を行わないで、いきな
り現像を行うことも可能であるが、現像処理を均一に行
うためには現像処理前に反射防止膜を除去してやるのが
理想的である。
【００１２】水溶性の良い反射防止膜を用いれば、反射
防止膜がレジスト膜の表面に残らないから、レジスト膜
が正しく現像されて正確なレジスト膜のパターンが形成
されるが、水溶性の悪い反射防止膜を用いると、図５
(a) に示すように反射防止膜７がレジスト６の表面に残
り、現像されるべき部分のレジスト６が現像されないで
残存し、正確なレジスト膜のパターンが形成されなくな
り現像不良が発生するという問題点があり、図５(b) に
示すように部分的に反射防止膜が残った領域のレジスト
６が現像されなかった。
防止膜がレジスト膜の表面に残らないから、レジスト膜
が正しく現像されて正確なレジスト膜のパターンが形成
されるが、水溶性の悪い反射防止膜を用いると、図５
(a) に示すように反射防止膜７がレジスト６の表面に残
り、現像されるべき部分のレジスト６が現像されないで
残存し、正確なレジスト膜のパターンが形成されなくな
り現像不良が発生するという問題点があり、図５(b) に
示すように部分的に反射防止膜が残った領域のレジスト
６が現像されなかった。
【００１３】このような現像不良の発生を防止するため
には、露光→ＰＥＢ→剥離→現像の四工程により処理す
る場合、専用の剥離液を用いて反射防止膜の剥離を行う
ことが考えられるが、専用の剥離液を用いるためには、
剥離専用のカップを備えた設備を新たに設けることが必
要になり、設備費が増加し、スループットが低下すると
いう問題点があった。
には、露光→ＰＥＢ→剥離→現像の四工程により処理す
る場合、専用の剥離液を用いて反射防止膜の剥離を行う
ことが考えられるが、専用の剥離液を用いるためには、
剥離専用のカップを備えた設備を新たに設けることが必
要になり、設備費が増加し、スループットが低下すると
いう問題点があった。
【００１４】本発明は以上のような状況から、設備費を
増加させず、スループットを低下させないようにし、良
好なレジスト膜のパターニングを行うことが可能となる
レジストパターンの形成方法及び現像装置の提供を目的
としたものである。
増加させず、スループットを低下させないようにし、良
好なレジスト膜のパターニングを行うことが可能となる
レジストパターンの形成方法及び現像装置の提供を目的
としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のレジストパター
ンの形成方法は、表面にレジスト膜とこのレジスト膜の
表面に反射防止膜が形成されているウエーハを回転させ
ながら、この反射防止膜の表面にこの反射防止膜を溶解
する処理液を滴下して、この反射防止膜を溶解して剥離
する工程と、この反射防止膜の剥離処理終了後、このレ
ジスト膜を現像処理する工程とを含むように構成する。
ンの形成方法は、表面にレジスト膜とこのレジスト膜の
表面に反射防止膜が形成されているウエーハを回転させ
ながら、この反射防止膜の表面にこの反射防止膜を溶解
する処理液を滴下して、この反射防止膜を溶解して剥離
する工程と、この反射防止膜の剥離処理終了後、このレ
ジスト膜を現像処理する工程とを含むように構成する。
【００１６】本発明の現像装置は、この処理液を滴下す
る孔と、このレジスト膜の現像液を滴下する孔とを交互
に並べたノズルを具備するように構成する。即ち本発明
においては、この反射防止膜を溶解して剥離するこの反
射防止膜を溶解する処理液を滴下する孔と、このレジス
ト膜の現像液を滴下する孔とを交互に並べたノズルを具
備する現像装置を用いて、先ずこの反射防止膜の表面に
この処理液を滴下して、この反射防止膜を剥離し、この
処理液をレジスト膜の現像液に切り換えてレジスト膜を
現像処理することができるので、反射防止膜がレジスト
膜の表面に残留するのを防止することにより、レジスト
膜を正確にパターニングすることが可能となる。
る孔と、このレジスト膜の現像液を滴下する孔とを交互
に並べたノズルを具備するように構成する。即ち本発明
においては、この反射防止膜を溶解して剥離するこの反
射防止膜を溶解する処理液を滴下する孔と、このレジス
ト膜の現像液を滴下する孔とを交互に並べたノズルを具
備する現像装置を用いて、先ずこの反射防止膜の表面に
この処理液を滴下して、この反射防止膜を剥離し、この
処理液をレジスト膜の現像液に切り換えてレジスト膜を
現像処理することができるので、反射防止膜がレジスト
膜の表面に残留するのを防止することにより、レジスト
膜を正確にパターニングすることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施形態】以下図１〜図２により本発明の一実
施例について詳細に説明する。図１は本発明による一実
施例の現像装置の構造を示す図、図２は本発明による一
実施例のレジストパターンの形成方法により形成したレ
ジストパターンを示す図である。
施例について詳細に説明する。図１は本発明による一実
施例の現像装置の構造を示す図、図２は本発明による一
実施例のレジストパターンの形成方法により形成したレ
ジストパターンを示す図である。
【００１８】本発明の一実施例に用いた半導体基板はＨ
ＭＤＳ処理を施したBareシリコンウエーハであり、レジ
スト膜は膜厚 7,500Åのポジレジストである。反射防止
膜は日本合成ゴム社製の反射防止膜であり、膜厚は 650
Åである。
ＭＤＳ処理を施したBareシリコンウエーハであり、レジ
スト膜は膜厚 7,500Åのポジレジストである。反射防止
膜は日本合成ゴム社製の反射防止膜であり、膜厚は 650
Åである。
【００１９】半導体基板にレジストを塗布した後のプリ
ベーク処理は90℃で90秒間行い、反射防止膜を塗布した
後のプリベーク処理は90℃で30秒間行った。露光光とし
てはｉ線を用い、NAは0.57で、σは0.60であり、ＰＥＢ
は 110℃で60秒間行った。
ベーク処理は90℃で90秒間行い、反射防止膜を塗布した
後のプリベーク処理は90℃で30秒間行った。露光光とし
てはｉ線を用い、NAは0.57で、σは0.60であり、ＰＥＢ
は 110℃で60秒間行った。
【００２０】図１に示すように、本発明による一実施例
の現像装置は従来の現像装置の現像液用のノズルの代わ
りに図１(b) に示すような構造のノズルを用いている。
このノズル４は、図に示すように第１の液の主導入路4a
から導入路4bが分岐し導入路4bの下端に液を滴下する孔
4cが形成されており、第２の液の主導入路4dから導入路
4eが分岐し導入路4eの下端に液を滴下する孔4fが形成さ
れているものである。
の現像装置は従来の現像装置の現像液用のノズルの代わ
りに図１(b) に示すような構造のノズルを用いている。
このノズル４は、図に示すように第１の液の主導入路4a
から導入路4bが分岐し導入路4bの下端に液を滴下する孔
4cが形成されており、第２の液の主導入路4dから導入路
4eが分岐し導入路4eの下端に液を滴下する孔4fが形成さ
れているものである。
【００２１】孔4c,4f の直径は１mmで、導入路4b,4e の
直径は２mmで、主導入路4a,4d の直径は５mmであり、こ
の主導入路4aに反射防止膜の除去液を、主導入路4dに現
像液を供給すれば、この除去液により反射防止膜を除去
した直後に、液を現像液に切り換えて供給することが可
能である。
直径は２mmで、主導入路4a,4d の直径は５mmであり、こ
の主導入路4aに反射防止膜の除去液を、主導入路4dに現
像液を供給すれば、この除去液により反射防止膜を除去
した直後に、液を現像液に切り換えて供給することが可
能である。
【００２２】このような現像装置を用いて表面にレジス
ト膜と反射防止膜が形成されているウエーハの現像処理
を行う場合には、図１に示すように半導体基板５を現像
装置の回転軸２と一体構造のチャック３の表面に載置し
て真空吸着させた後、先ずチャック３を1,000rpmで回転
させながらノズル４の孔4cからTMAHの１％水溶液を30秒
間滴下して反射防止膜を溶解して剥離し、反射防止膜を
完全に剥離して除去した後、この反射防止膜の剥離液を
停止し、3,000rpmで30秒間回転させて剥離液を振り飛ば
した後、TMAHの2.38％水溶液の現像液に切り換えて、現
像液を孔4fから滴下してレジスト膜の現像を行ってい
る。
ト膜と反射防止膜が形成されているウエーハの現像処理
を行う場合には、図１に示すように半導体基板５を現像
装置の回転軸２と一体構造のチャック３の表面に載置し
て真空吸着させた後、先ずチャック３を1,000rpmで回転
させながらノズル４の孔4cからTMAHの１％水溶液を30秒
間滴下して反射防止膜を溶解して剥離し、反射防止膜を
完全に剥離して除去した後、この反射防止膜の剥離液を
停止し、3,000rpmで30秒間回転させて剥離液を振り飛ば
した後、TMAHの2.38％水溶液の現像液に切り換えて、現
像液を孔4fから滴下してレジスト膜の現像を行ってい
る。
【００２３】現像処理終了後、図示しない従来の現像装
置のものと同様の純水用ノズルから純水を滴下して純水
洗浄を行って、現像工程が完了する。本発明の現像装置
を用い、本発明のレジストパターンの形成方法により反
射防止膜を除去した後レジスト膜を現像すると、図２に
示すように正確にパターニングすることが可能となっ
た。
置のものと同様の純水用ノズルから純水を滴下して純水
洗浄を行って、現像工程が完了する。本発明の現像装置
を用い、本発明のレジストパターンの形成方法により反
射防止膜を除去した後レジスト膜を現像すると、図２に
示すように正確にパターニングすることが可能となっ
た。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な構造のノズルを具備する現像装置
により反射防止膜の剥離とレジスト膜の現像とを連続し
て行うことができるので、反射防止膜を用いるレジスト
プロセスにおいて、工程を増加させず、設備の増設を抑
制することが可能となる利点があり、著しい経済的及び
信頼性向上の効果が期待できるレジストパターンの形成
方法及び現像装置の提供が可能である。
によれば極めて簡単な構造のノズルを具備する現像装置
により反射防止膜の剥離とレジスト膜の現像とを連続し
て行うことができるので、反射防止膜を用いるレジスト
プロセスにおいて、工程を増加させず、設備の増設を抑
制することが可能となる利点があり、著しい経済的及び
信頼性向上の効果が期待できるレジストパターンの形成
方法及び現像装置の提供が可能である。
【図１】 本発明による一実施例の現像装置の構造を示
す図
す図
【図２】 本発明による一実施例のレジストパターンの
形成方法により形成したレジストパターンを示す図
形成方法により形成したレジストパターンを示す図
【図３】 従来の技術の第１の問題点を示す図
【図４】 従来のレジストパターンの形成方法により形
成したレジストパターンを示す図
成したレジストパターンを示す図
【図５】 従来の技術の第２の問題点を示す図
【図６】 従来の現像装置の構造を示す図
１ カップ ２ 回転軸 ３ チャック ４ ノズル 4a 主導入路 4b 導入路 4c 孔 4d 主導入路 4e 導入路 4f 孔 ５ 半導体基板 ６ レジスト ７ 反射防止膜 ８ 親水性物質
Claims (3)
- 【請求項１】 表面にレジスト膜と該レジスト膜の表面
に反射防止膜が形成されているウエーハを回転させなが
ら、該反射防止膜の表面に該反射防止膜を溶解する処理
液を滴下して、該反射防止膜を溶解して剥離する工程
と、 前記反射防止膜の剥離処理終了後、前記レジスト膜を現
像処理する工程と、 を含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。 - 【請求項２】 前記処理液が、低濃度のTMAH水溶液であ
ることを特徴とする請求項１記載のレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項３】 前記処理液を滴下する孔と、前記レジス
ト膜の現像液を滴下する孔とを交互に配設したノズルを
具備することを特徴とする現像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11923696A JPH09306809A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | レジストパターンの形成方法及び現像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11923696A JPH09306809A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | レジストパターンの形成方法及び現像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09306809A true JPH09306809A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14756340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11923696A Pending JPH09306809A (ja) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | レジストパターンの形成方法及び現像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09306809A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008294476A (ja) * | 2008-08-25 | 2008-12-04 | Tokyo Electron Ltd | 基板の現像処理方法及び現像処理装置 |
| US8415092B2 (en) | 2003-12-18 | 2013-04-09 | Tokyo Electron Limited | Substrate developing method, substrate processing method and developing solution supply nozzle |
-
1996
- 1996-05-14 JP JP11923696A patent/JPH09306809A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8415092B2 (en) | 2003-12-18 | 2013-04-09 | Tokyo Electron Limited | Substrate developing method, substrate processing method and developing solution supply nozzle |
| JP2008294476A (ja) * | 2008-08-25 | 2008-12-04 | Tokyo Electron Ltd | 基板の現像処理方法及び現像処理装置 |
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