抗蚀剂图形的形成方法和半导体器件的制造方法

文档序号:6835109阅读:228来源:国知局
专利名称:抗蚀剂图形的形成方法和半导体器件的制造方法
技术领域
本发明涉及在制造半导体器件的光刻工序中使用的抗蚀剂图形的形成方法和半导体器件的制造方法。
背景技术
随着半导体器件电路的精细化也促进了曝光装置的短波长化的发展。另外,为了提高曝光装置的分辨率,提出了使用将物镜和抗蚀剂膜之间用高折射率的液体充满的液浸型曝光装置的方案。通过该方案可以提高实际的NA并且可以形成更精细的图形。另外,也提出了在ArF准分子激光曝光装置中使用水作为上述液体的方案。另外,关于这种液浸技术在“日经微型器件”日经BP社、9月号(第61-70页)中有介绍。
然而,在使用上述液浸型曝光装置的情况下,抗蚀剂膜与液体是直接接触的。为此,在使用化学放大型正性抗蚀剂等的情况下,在抗蚀剂中产生的酸会溶解到上述液体中,因而存在使抗蚀剂膜表面的酸不足而引起抗蚀剂形状异常的问题。
此外,在使用上述液浸型曝光装置的情况下,当在充满抗蚀剂膜和透镜之间的液体中产生气泡时会导致图像质量的劣化。特别是,由于抗蚀剂膜表面一般是疏水性的,因此会有在抗蚀剂膜和液体之间的界面上容易产生气泡的问题。

发明内容
本发明的一种方式的抗蚀剂图形的形成方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;以及在形成所述抗蚀剂保护膜之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
本发明的另外一种方式的抗蚀剂图形的形成方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
本发明的另外一种方式的抗蚀剂图形的形成方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
本发明的另外一种方式的半导体器件的制造方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;以及在形成所述抗蚀剂保护膜之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
本发明的另外一种方式的半导体器件的制造方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
本发明的另外一种方式的半导体器件的制造方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。


图1是表示实施第1实施例的抗蚀剂图形的形成方法的装置结构的图。
图2A-图2D是表示第1实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图3A-图3D是表示第1实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图4A和图4B是表示第1实施例和现有技术例子的抗蚀剂图形的形状的图。
图5是表示实施第2实施例的抗蚀剂图形的形成方法的装置构成的图。
图6A-图6D是表示第2实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图7A-图7C是表示第2实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图8A-图8D是表示第3实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图9A-图9C是表示第3实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图10A-图10D是表示第4实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图11A-图11C是表示第4实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图12A-图12D是表示第5实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图13A-图13E是表示第5实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图14A-图14D是表示第6实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图15A-图15E是表示第6实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图16A-图16D是表示第7实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
图17A-图17E是表示第7实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。
具体实施例方式
下面,参照

本发明的实施例。
图1是表示实施第1实施例的抗蚀剂图形的形成方法的装置结构的图。如图1所示,在液浸型曝光装置所具有的物镜1的下方,配置硅基板(半导体基板、半导体晶片)S。在物镜1和硅基板S之间充满液体(纯水)2。如后述,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R,进而在抗蚀剂膜R的表面上形成抗蚀剂保护膜R1。
图2A-图2D以及图3A-图3D是表示本第1实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图2A-图2D以及图3A-图3D说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,在硅基板S上涂布防反射膜溶液(ARC29A、日产化学公司制造),并在190℃的热板上进行60秒钟的烘焙处理,从而获得膜厚为80nm的防反射膜(被加工膜)。
之后,如图2A所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S上供给下层抗蚀剂溶液13。由此,在上述防反射膜上涂布甲基丙烯酸酯类的ArF化学放大型正性抗蚀剂(膜厚300nm)。接着,如图2B所示,在120℃的热板14上对上述硅基板S进行60秒钟的烘焙处理,从而在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。
之后,如图2C所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给保护膜水溶液15。由此,在抗蚀剂膜R上涂布膜厚为60nm的固体成分浓度6wt%的聚倍半硅氧烷水溶液。接着,在120℃的热板上进行60秒钟的加热处理而进行不溶化处理。由此,在抗蚀剂膜R的表面上形成对于液体2不溶的抗蚀剂保护膜R1。
接着,如图2D所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形(Line and Space Pattern)。然后,如图3A所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
接着,如图3B所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给剥离液16。由此,将上述硅基板S在0.1%氢氟酸溶液中浸渍30秒钟,从而将上述聚倍半硅氧烷膜、即抗蚀剂保护膜R1除去。然后,如图3C所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图3D所示,获得良好形状的抗蚀剂图形P。
图4A、图4B是表示抗蚀剂图形的形状的图。如上所述,通过使用抗蚀剂保护膜获得了如图4A所示的良好形状的抗蚀剂图形P1。另外,在不使用抗蚀剂保护膜的情况下,如图4B所示,抗蚀剂图形P2形成为所示的T-top(T字顶)形状,而没有形成良好的形状。
图5是表示实施第2实施例的抗蚀剂图形的形成方法的装置构成的图。如图5所示,在液浸型曝光装置所具有的物镜1的下方,配置硅基板S。在物镜1和硅基板S之间充满液体(纯水)2。如后述,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R,并使抗蚀剂膜R的表面具有亲水性。
图6和图7是表示第2实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图6和图7说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,在硅基板S上涂布防反射膜溶液(ARC29A、日产化学公司制造),在190 C的热板上进行60秒钟的烘焙处理,获得膜厚为80nm的防反射膜(被加工膜)。
之后,如图6A所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S上供给下层抗蚀剂溶液13。由此,在上述防反射膜上涂布甲基丙烯酸酯类的ArF化学放大型正性抗蚀剂(膜厚300nm)。然后,如图6B所示,在120℃的热板14上对上述硅基板S进行60秒钟的烘焙处理,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。
此后,如图6C所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给臭氧水18。由此,当使抗蚀剂膜R由从臭氧水供给装置供给的5ppm的臭氧水侵渍5分钟后,使与液体2接触的抗蚀剂膜R的表面具有亲水性,从而使纯水的接触角从65降低到55。
接着,如图6D所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图7A所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
接着,如图7B所示,从喷嘴12向硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图7C所示,获得形状良好的抗蚀剂图形P。
此外,代替臭氧水而在1%的硫酸水溶液中浸渍60秒钟,可以使接触角从65降低到35。
图8A-图8D和图9A-图9C是表示第3实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图8A-图8D和图9A-图9C说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,如图8A、图8B所示,与第2实施例一样,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。之后,如图8C所示,在大气下利用172nmVUV准分子(エキシマ)照射装置18,在室温下在上述抗蚀剂膜R上照射准分子光10秒钟。放射照度为5mW/cm2,灯与硅基板S之间的间隙为2mm。由此,使抗蚀剂膜R表面的纯水的接触角从65降低到35。
然后,如图8D所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图9A所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
然后,如图9B所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图9C所示,获得良好形状的抗蚀剂图形P。
图10A-图10D和图11A-图11C是表示第4实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图10A-图10D和图11A-图11C说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,如图10A、图10B所示,与第2实施例一样,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。之后,如图10C所示,将上述硅基板S放置在真空室19内,在氧气气氛下进行等离子体处理。由此,使抗蚀剂膜R表面的纯水的接触角从65降低到30。
然后,如图10D所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图11A所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
然后,如图11B所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图11C所示,获得良好形状的抗蚀剂图形P。
图12A-图12D和图13A-图13E是表示第5实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图12A-图12D和图13A-图13E说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,在硅基板S上涂布防反射膜溶液(ARC29A、日产化学公司制造),在190 C的热板上进行60秒钟的烘焙处理,获得膜厚为80nm的防反射膜(被加工膜)。
之后,如图12A所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S上供给下层抗蚀剂溶液13。由此,在上述防反射膜上涂布甲基丙烯酸酯类的ArF化学放大型正性抗蚀剂(膜厚300nm)。然后,如图12B所示,在120℃的热板14上对上述硅基板S进行60秒钟的烘焙处理,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。
之后,如图12C所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给保护膜水溶液15。由此,在抗蚀剂膜R上涂布膜厚为60nm的固体成分浓度6wt%的聚倍半硅氧烷水溶液。接着,在120℃的热板上进行60秒钟的加热处理而进行不溶化处理。由此,在抗蚀剂膜R表面上形成对于液体2不溶的抗蚀剂保护膜R1。
然后,如图12D所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给臭氧水18。由此,当使抗蚀剂膜R由从臭氧水供给装置供给的5ppm的臭氧水侵渍5分钟后,使与液体2接触的抗蚀剂保护膜R1的表面具有亲水性,从而使纯水的接触角从55降低到45。
然后,如图13A所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图13B所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
接着,如图13C所示,从喷嘴12向上述硅基板S供给剥离液16。由此,将上述硅基板S在0.1%氢氟酸溶液中浸渍30秒钟,从而将上述聚倍半硅氧烷膜、即抗蚀剂保护膜R1除去。然后,如图13D所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图13E所示,获得形状良好的抗蚀剂图形P。
图14A-图14D和图15A-图15E是表示第6实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图14A-图14D和图15A-图15E说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,在硅基板S上涂布防反射膜溶液(ARC29A、日产化学公司制造),在190 C的热板上进行60秒钟的烘焙处理,获得膜厚为80nm的防反射膜(被加工膜)。之后,如图14A所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S上供给下层抗蚀剂溶液13。由此,在上述防反射膜上涂布甲基丙烯酸酯类的ArF化学放大型正性抗蚀剂(膜厚300nm)。
然后,如图14B所示,在120℃的热板14上对上述硅基板S进行60秒钟的烘焙处理,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。之后,如图14C所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给保护膜水溶液15。由此,在抗蚀剂膜R上涂布膜厚为60nm的固体成分浓度6wt%的聚倍半硅氧烷水溶液。接着,在120℃的热板上进行60秒钟的加热处理而进行不溶化处理。由此,在抗蚀剂膜R表面上形成对于液体2不溶的抗蚀剂保护膜R1。
然后,如图14D所示,在大气下利用172nmVUV准分子照射装置18,在室温下在上述抗蚀剂膜R上照射准分子光10秒钟。放射照度为5mW/cm2,灯与硅基板S之间的间隙为2mm。由此,使抗蚀剂膜R表面的纯水的接触角从65降低到35。
然后,如图15A所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图15B所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
接着,如图15C所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给剥离液16。由此,将上述硅基板S在0.1%氢氟酸溶液中浸渍30秒钟,从而将上述聚倍半硅氧烷膜、即抗蚀剂保护膜R1除去。然后,如图15D所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图15E所示,获得良好形状的抗蚀剂图形P。
图16A-图16D和图17A-图17E是表示第7实施例的抗蚀剂图形的形成方法的工艺流程的图。下面,基于图16A-图16D和图17A-图17E说明抗蚀剂图形的形成的处理步骤。
首先,在硅基板S上涂布防反射膜溶液(ARC29A、日产化学公司制造),在190 C的热板上进行60秒钟的烘焙处理,获得膜厚为80nm的防反射膜(被加工膜)。
之后,如图16A所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S上供给下层抗蚀剂溶液13。由此,在上述防反射膜上涂布甲基丙烯酸酯类的ArF化学放大型正性抗蚀剂(膜厚300nm)。然后,如图16B所示,在120℃的热板14上对上述硅基板S进行60秒钟的烘焙处理,在硅基板S上形成抗蚀剂膜R。
之后,如图16C所示,一边通过旋转卡盘11使硅基板S旋转,一边从喷嘴12向硅基板S的抗蚀剂膜R上供给保护膜水溶液15。由此,在抗蚀剂膜R上涂布膜厚为60nm的固体成分浓度6wt%的聚倍半硅氧烷水溶液。接着,在120℃的热板上进行60秒钟的加热处理而进行不溶化处理。由此,在抗蚀剂膜R表面上形成对于液体2不溶的抗蚀剂保护膜R1。
接着,如图16D所示,将上述硅基板S放置在真空室19内,在氧气气氛下进行等离子体处理。由此,使抗蚀剂膜R表面的纯水的接触角从55降低到25。
然后,如图17A所示,利用以水作为媒介的液浸型的ArF准分子激光曝光装置,在NA=0.68、σ=0.75、2/3环带照明的条件下,使用透过率6%的半色调掩模(ハ一フト一ンマスク)M,通过物镜1在硅基板S上复制线宽100nm的间隔线图形。之后,如图17B所示,在120℃的热板14上进行60秒钟的PEB处理。
然后,如图17C所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给剥离液16。由此,将上述硅基板S在0.1%氢氟酸溶液中浸渍30秒钟,从而将上述聚倍半硅氧烷膜、即抗蚀剂保护膜R1除去。然后,如图17D所示,从喷嘴12向上述硅基板S上供给显影液17。由此,将上述硅基板S由2.38wt%TMAH水溶液形成的显影液浸渍30秒钟而进行显影。
其结果,如图17E所示,获得形状良好的抗蚀剂图形P。
根据本实施例,在半导体器件的制造工艺中的光刻工序的抗蚀剂图形的形成中包括在形成被加工膜的半导体基板上直接或间接地形成抗蚀剂膜的工序;利用在所述半导体基板和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置对所述抗蚀剂膜进行曝光的工序;以及对所述抗蚀剂膜进行显影的工序。另外,在形成抗蚀剂膜之后且在所述抗蚀剂膜曝光之前,包括在所述抗蚀剂膜上形成由水溶性无机材料形成的抗蚀剂保护膜的工序,以及使所述抗蚀剂保护膜对于所述液浸型曝光装置中所使用的液体不溶化的工序;在所述抗蚀剂膜曝光之后且在所述抗蚀剂膜显影之前,包括除去所述抗蚀剂保护膜的工序。
作为所述抗蚀剂保护膜的材料,优选采用水溶性无机膜(旋涂式玻璃SOGspin on glass)材料等。
此外,作为使所述抗蚀剂保护膜对于所述液浸型曝光装置中所使用的液体不溶化的工序,优选采用加热处理所述抗蚀剂保护膜的方法、用紫外光照射所述抗蚀剂保护膜的方法(UV照射)、照射电子束的方法(EB照射)、或者这些处理方法的多种组合方法。
此外,作为除去所述抗蚀剂保护膜的方法,优选在所述抗蚀剂膜的显影工序之前,使用不溶解抗蚀剂材料的有机溶剂、氢氟酸水溶液、氟化铵水溶液等的酸性水溶液、或四甲基氢氧化铵水溶液等的碱性水溶液、或者这些物质的组合而进行除去方法。
此外,根据本实施例,使用液浸型曝光装置对在形成了被加工膜的半导体基板上形成的抗蚀剂膜进行曝光。而且,与所述液浸型曝光装置所使用的液体接触的半导体基板表面是对于所述液体具有亲和性的表面。
如上所述,在液浸型曝光装置中所使用的液体直接接触的半导体基板的表面,通过使其具有对于所述液体的亲和性,可以抑制使曝光中在抗蚀剂上的光学像的偏斜而导致抗蚀剂图形劣化的气泡附着在所述基板的表面上。
另外,作为使半导体基板表面具有对于所述液体的亲和性的工序,优选采用在包含氧的气氛下进行加热处理的方法、照射紫外光的方法(UV照射)、照射电子束的方法(EB照射)、或者这些处理多种组合的方法。
当所述液体是水时,在所述半导体基板中,在与所述液体直接接触的面是抗蚀剂膜的表面的情况下,通过在所述半导体基板上涂布抗蚀剂溶液而形成抗蚀剂膜之后,使所述抗蚀剂膜表面侵渍于氧化性水溶液、或者暴露于氧化性气氛中,而使所述抗蚀剂膜表面氧化,从而使所述半导体基板表面具有亲水性。
在此,作为氧化性水溶液,优选采用含有过氧化氢、盐酸、硫酸、硝酸、氢氟酸等的酸中的一种或一种以上的水溶液和含有臭氧的水溶液等。关于氧化性水溶液的酸度,优选采用最适合于抗蚀剂的酸度。即,这是因为当氧化能力弱时不能充分获得除去气泡的效果,此外,当氧化能力过强时会使抗蚀剂膜对于显影液或水溶解,因而很难形成图形。
另外,作为氧化性气氛,可以考虑采用暴露于含有氧的等离子体气氛中的方法和暴露于含有臭氧的气氛中的方法。作为臭氧的发生方法,可以采用在含有氧的气氛下照射UV光的方法等。此外,也可以在含有氧的气氛下进行加热处理。
根据本发明的实施例,在使用液浸型曝光装置的情况下,可以提供出可形成通常稳定的抗蚀剂图形的抗蚀剂图形的形成方法和半导体器件的制造方法。
另外,本发明的其它的优点和变形对于本领域技术人员来说是容易的。因此,本发明的更广的范围并不局限于在这里表示和所述的具体细节和实施例。因此,在不脱离权利要求书及其等同方式所限定的本发明的宗旨和范围的情况下可以进行各种变更。
权利要求
1.一种抗蚀剂图形的形成方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;以及在形成所述抗蚀剂保护膜之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述抗蚀剂保护膜由水溶性无机膜形成。
3.根据权利要求1所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述抗蚀剂保护膜的形成包括使所述抗蚀剂保护膜对于所述液体不溶化的步骤。
4.根据权利要求3所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述不溶化是对所述抗蚀剂保护膜进行加热处理。
5.根据权利要求3所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述不溶化是向所述抗蚀保护膜照射紫外光或电子束。
6.根据权利要求1所述的抗蚀剂图形的形成方法,包括在所述抗蚀剂膜曝光之后且在所述抗蚀剂膜显影之前除去所述抗蚀剂保护膜的步骤。
7.一种抗蚀剂图形的形成方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
8.根据权利要求7所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中使所述抗蚀膜的表面具有亲水性是将所述抗蚀剂膜的表面暴露于氧化性溶液中。
9.根据权利要求7所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中使所述抗蚀膜的表面具有亲水性是将所述抗蚀剂膜的表面暴露于氧化性气氛中。
10.一种抗蚀剂图形的形成方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
11.根据权利要求10所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述抗蚀剂保护膜由水溶性无机膜构成。
12.根据权利要求10所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述抗蚀剂保护膜的形成包括使所述抗蚀剂保护膜对于所述液体不溶化的步骤。
13.根据权利要求12所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述不溶化是对所述抗蚀剂保护膜进行加热处理。
14.根据权利要求12所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中所述不溶化是向所述抗蚀剂保护膜照射紫外光或电子束。
15.根据权利要求10所述的抗蚀剂图形的形成方法,包括在所述抗蚀剂膜曝光之后且在所述抗蚀剂膜显影之前除去所述抗蚀剂保护膜的步骤。
16.根据权利要求10所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性是将所述抗蚀剂膜的表面暴露于氧化性溶液中。
17.根据权利要求10所述的抗蚀剂图形的形成方法,其中使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性是将所述抗蚀剂膜的表面暴露于氧化性气氛中。
18.一种半导体器件的制造方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;以及在形成所述抗蚀剂保护膜之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
19.一种半导体器件的制造方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
20.一种半导体器件的制造方法,是使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置制造半导体器件的方法,其包括如下步骤在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在半导体基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的半导体基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;使与所述液体接触的所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性;以及在使所述抗蚀剂保护膜的表面具有亲水性之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
全文摘要
本发明提供的一种方式的抗蚀剂图形的形成方法,是一种使用在抗蚀剂膜和物镜之间充满液体的状态下进行曝光的液浸型曝光装置形成抗蚀剂图形的方法,其包括如下步骤在被处理基板上形成被加工膜;在形成了所述被加工膜的被处理基板上形成抗蚀剂膜;在所述抗蚀剂膜上形成对于所述液体不溶的抗蚀剂保护膜;以及在形成所述抗蚀剂保护膜之后对所述抗蚀剂膜进行曝光。
文档编号H01L21/027GK1630034SQ20041009219
公开日2005年6月22日 申请日期2004年9月30日 优先权日2003年9月30日
发明者盐原英志 申请人:株式会社东芝
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