(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工基板に遠紫外線用ポジ型レジストを塗布する工程と、
次いで、プリ・ベーキングを行う工程と、
次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストの周辺露光を行なう工程と、
次いで、加熱処理を行う工程と、
次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストのパターン露光を行う工程と、
次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストの現像を行ってパターンを形成する工程と
が含まれてなる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】
遠紫外線用ポジ型レジストが化学増幅レジストであること
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】
遠紫外線用ポジ型レジストが波長２７０〔ｎｍ〕以下の遠紫外線を吸収して反応する遠紫外線用レジストであること
を特徴とする請求項１或いは２記載のレジスト・パターンの形成方法。
【請求項４】
遠紫外線用ポジ型レジストを塗布してから行うプリ・ベーキングの温度を越えない温度で前記遠紫外線用ポジ型レジストの周辺露光を行った後の加熱処理を行うこと
が含まれてなることを特徴とする請求項１或いは２或いは３記載のレジスト・パターンの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置を製造するのに適用されるフォト・リソグラフィ技術、例えば、ＫｒＦエキシマ・レーザなどを光源とする遠紫外線（ｄｅｅｐ  ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｒａｙｓ：ｄｅｅｐ  ＵＶ）リソグラフィ技術を適用し、例えば、ポジ型化学増幅レジスト（要すれば、（株）サイエンスフォーラム発行
滝川忠宏他３名編集「ＵＬＳＩリソグラフィ技術の革新」第６０頁乃至第７０頁及び第３０８頁乃至３１６頁、或いは、上田  充他１名「有機合成化学」第４９巻第５号（１９９１）第４３７頁乃至４５０頁、或いは、伊藤  洋他１名「Ｊ．Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．，Ｖｏｌ．２，Ｎｏ．１，１９８９」第２頁乃至第１０頁、などを参照）からなるパターンを形成するのに好適な方法に関する。
【０００２】
微細パターンを得る為、遠紫外線リソグラフィ技術とポジ型化学増幅レジストとを組み合わせることは有効であるが、ウエハの周辺露光に時間が掛かるので、これを短縮することが必要であり、本発明は、これに応えることができる。
【０００３】
【従来の技術】
高集積化された半導体装置を実現させる為、パターンの微細化が要求されているところであり、その為、露光装置の高開口数（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ａｐｅｒｔｕｒｅ：ＮＡ）化と共に光源の短波長化が進展しつつあり、この光源の短波長化に伴ってＫｒＦエキシマ・レーザなどを光源とするディープＵＶリソグラフィ技術が実用になりつつある。
【０００４】
ところで、半導体装置の製造工程に於いて、リソグラフィ技術を実施する場合には、通常、ウエハに形成したレジスト膜に対してパターン露光を行ってマスクを形成し、そのマスクを利用して回路パターンを形成するのであるが、露光を実施するのは、回路に関する部分のみではない。
【０００５】
即ち、後続する工程、或いは、搬送するなどの場合に於いては、ウエハのエッジに触れざるを得ないが、その場合、エッジにレジスト膜が残っているとゴミが発生することが多い。
【０００６】
従って、ウエハのエッジに在るレジスト膜は除去しておくことが必要であり、その為、その周辺部分を回路部分とは別に露光することが必要である。尚、周辺部分の露光と回路部分の露光とは、条件が異なる為、同時に実施することはできない。
【０００７】
この周辺露光、或いはエッジ露光、或いは端面露光などと呼ばれる露光を行う装置を特に周辺露光装置などと呼び、通常のｇ線或いはｉ線を適用するレジスト用の周辺露光装置の光源としては、一般に高圧水銀燈が利用されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の周辺露光装置に於ける光源である高圧水銀燈は、ディープＵＶ領域の発光強度が弱い。
【０００９】
一般に、ディープＵＶ用のレジスト材料は、ディープＵＶ領域の光には高効率で反応するが、より長波長の光に対しては、著しく低感度であるものが多い。このようなレジスト材料を用いる際、従来の周辺露光装置を使用すると露光に膨大な時間が掛かり、スルー・プットが著しく低下する。
【００１０】
ディープＵＶ領域の発光が比較的強力なＸｅ−Ｈｇランプを用いた場合でも、ディープＵＶ領域の発光強度はｇ線やｉ線の強度に比較すると大変に弱いので、スルー・プットの低下は回避できない。
【００１１】
本発明は、スルー・プットを低下させることなく、ディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジスト膜の周辺露光を行うことを可能にしようとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明では、最初に周辺露光、次にパターン露光の順に露光を実施するものとし、また、周辺露光とパターン露光との間にレジスト膜の加熱処理を行うことが基本になっている。
【００１３】
従来、周辺露光を含む露光工程では、周辺露光とパターン露光との間でレジスト膜の加熱処理を行うことはなく、前記両方の露光が終了した後に露光後ベーク（ｐｏｓｔ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｂａｋｅ：ＰＥＢ）が行われ、また、周辺露光とパターン露光の順序を如何にするかは問題になっていなかった。
【００１４】
然しながら、ディープＵＶ用として注目されている化学増幅レジストは、その特性上、周辺露光はパターン露光よりも前に実施されることが好ましい。
【００１５】
この理由は、より微細なパターンを安定に形成する為、露光後の放置時間依存性をなるべく少なくする、即ち、露光が終わってからベーキングに至るまでの時間を短くすることが狙いであって、パターン露光とＰＥＢとの間の時間差はできるだけ少ない方が好ましい。
【００１６】
化学増幅レジストは、ＰＥＢを施すことに依って、感度が著しく上昇する為、周辺露光後、加熱処理を行うことに依って、パターン部分の感度を変化させることなく、周辺露光に於ける感度を高めることができ、スルー・プットの低下を抑えることができる。尚、ここで、周辺露光に於ける感度とは、露光及び露光後の反応を含めた感度を指している。
【００１７】
周辺露光を行った後、続いてＰＥＢを施すことに依る効果は、特に化学増幅レジストに限られず、ＰＥＢに依って感度が上昇する全てのレジストに於いて同様に得られる効果であるが、前記した理由で、特に化学増幅レジストを用いたプロセスで有効である。
【００１８】
特に、波長２７０〔ｎｍ〕以下のディープＵＶ光を吸収して反応するディープＵＶ用レジストを用いるプロセスの場合、ＰＥＢを効果的に利用することで、スルー・プットが向上するのは重要な意味を含んでいる。
【００１９】
即ち、ディープＵＶ用レジストを用いるプロセスで、その周辺露光の工程に於いてスルー・プットの低下が起こるのは普通であったから、その問題が解消されることは、従来の周辺露光装置の光源で発生する発光強度が強い波長の光に感光するレジスト、即ち、周辺露光の工程でスルー・プットの低下がないレジストと全く同等にディープＵＶ用レジストを使用することが可能となるからである。
【００２０】
通常のレジスト・プロセスに於いては、レジスト塗布後に加熱処理（ｐｒｅｂａｋｅ）が行われるが、条件に依っては、本発明に於ける周辺露光後の加熱処理と兼ねることも可能であり、その場合、工程数の増加を回避することができる。
【００２１】
ポジ型レジストを塗布する工程の後に加熱処理を行い、更に、前記したように周辺露光の工程とパターン露光の工程との間に加熱処理が行われる場合、周辺露光の工程に続く加熱処理の温度は、ポジ型レジストを塗布する工程の後の加熱処理の温度を越えないようにすることが望ましい。その理由は、後者の加熱処理がパターン露光の特性に影響を及ぼすことが懸念される為である。
【００２２】
前記したところから、本発明に依るレジスト・パターンの形成方法では、
（１）
被加工基板（半導体基板）に遠紫外線用ポジ型レジストを塗布する工程と、次いで、プリ・ベーキングを行う工程と、次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストの周辺露光（ウエハのエッジに於けるレジストを除去する為の露光）を行なう工程と、次いで、加熱処理を行う工程（本発明が最重要の特徴とする工程）と、次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストのパターン露光（周辺露光以外の例えば回路パターンの露光）を行う工程と、次いで、前記遠紫外線用ポジ型レジストの現像を行ってパターンを形成する工程とが含まれてなることを特徴とするか、又は、
【００２３】
（２）
前記（１）に於いて、遠紫外線用ポジ型レジストが化学増幅レジストであることを特徴とするか、又は、
【００２４】
（３）
前記（１）或いは（２）に於いて、遠紫外線用ポジ型レジストが波長２７０〔ｎｍ〕以下の遠紫外線を吸収して反応する遠紫外線用レジストであることを特徴とするか、又は、
【００２６】
（４）
前記（１）或いは（２）或いは（３）に於いて、遠紫外線用ポジ型レジストを塗布してから行うプリ・ベーキングの温度を越えない温度で前記遠紫外線用ポジ型レジストの周辺露光を行った後の加熱処理を行うことが含まれてなることを特徴とする。
【００２７】
【作用】
前記手段を採ることに依り、ポジ型レジスト、特に、ディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを材料とするマスクを形成する際の周辺露光をパターン露光に影響を及ぼすことなく感度を高めて短時間で行うことが可能となったので、周辺露光に起因するスルー・プットの低下は解消され、しかも、それを実現する手段は簡単であって、何ら特殊な技術を要しないので、容易に実施することができる。
【００２８】
【実施例】
実施例を説明する前に、各実施例と比較する為の比較例を挙げて説明する。
【００２９】
比較例
約１５〔ｃｍ〕φ（６〔インチ〕φ）のウエハにディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを約０．７〔μｍ〕の厚さに塗布してから、温度１１０〔℃〕で時間９０〔秒〕のプリ・ベーキングを行う。
【００３０】
Ｘｅ−Ｈｇランプを光源とした周辺露光装置を用い、前記ウエハを１周／２０〔秒〕の速度で５周させ、その間にウエハの周辺部分のみを露光した。
【００３１】
その後、パターン露光を施し、パターン形成の為の適正な条件である温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のＰＥＢを行ってから現像した。
【００３２】
その結果、パターンは形成されていたが、ウエハ周辺部分のレジストは除かれていなかった。
【００３３】
実施例１
約１５〔ｃｍ〕φ（６〔インチ〕φ）のウエハにディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを約０．７〔μｍ〕の厚さに塗布してから、温度１１０〔℃〕で時間９０〔秒〕のプリ・ベーキングを行う。
【００３４】
Ｘｅ−Ｈｇランプを光源とした周辺露光装置を用い、前記ウエハを１周／２０〔秒〕の速度で３周させ、その間にウエハの周辺部分のみを露光した。
【００３５】
温度１１０〔℃〕、時間６０〔秒〕のベーキングを施し、次に、パターン露光を行ってから、パターン形成の為の適正な条件である温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のＰＥＢを行った後に現像した。
【００３６】
その結果、ウエハ周辺部分のレジストは完全の除かれ、そして、形成されたパターンは、比較例との差が見られなかった。
【００３７】
実施例２
約１５〔ｃｍ〕φ（６〔インチ〕φ）のウエハにディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを約０．７〔μｍ〕の厚さに塗布した。
【００３８】
Ｘｅ−Ｈｇランプを光源とした周辺露光装置を用い、前記ウエハを１周／２０〔秒〕の速度で３周させ、その間にウエハの周辺部分のみを露光した。
【００３９】
温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のベーキングを施し、次に、パターン露光を行って、パターン形成の為の適正な条件である温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のＰＥＢを行った後に現像した。
【００４０】
その結果、ウエハ周辺部分のレジストは完全の除かれ、そして、形成されたパターンは、比較例との差が見られなかった。
【００４１】
実施例３
約１５〔ｃｍ〕φ（６〔インチ〕φ）のウエハにディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを約０．７〔μｍ〕の厚さに塗布してから、温度１１０〔℃〕で時間９０〔秒〕のプリ・ベーキングを行う。
【００４２】
Ｘｅ−Ｈｇランプを光源とした周辺露光装置を用い、前記ウエハを１周／２０〔秒〕の速度で５周させ、その間にウエハの周辺部分のみを露光した。
【００４３】
温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のベーキングを施し、次に、パターン露光を行って、パターン形成の為の適正な条件である温度９０〔℃〕、時間６０〔秒〕のＰＥＢを行った後に現像した。
【００４４】
その結果、ウエハ周辺部分のレジストは完全の除かれ、そして、形成されたパターンは、比較例との差が見られなかった。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に依るレジスト・パターンの形成方法に於いては、被加工基板に遠紫外線用ポジ型レジストを塗布し、プリ・ベーキングを行い、遠紫外線用ポジ型レジストの周辺露光を行ない、加熱処理を行い、遠紫外線用ポジ型レジストのパターン露光を行い、遠紫外線用ポジ型レジストの現像を行ってパターンを形成している。
【００４６】
前記構成を採ることに依り、ポジ型レジスト、特に、ディープＵＶ用ポジ型化学増幅レジストを材料とするマスクを形成する際の周辺露光をパターン露光に影響を及ぼすことなく感度を高めて短時間で行うことが可能となったので、周辺露光に起因するスルー・プットの低下は解消され、しかも、それを実現する手段は簡単であって、何ら特殊な技術を要しないので、容易に実施することができる。