(57)【要約】【課題】多重露光を行う際にパターン欠陥を低減できる液浸多重露光方法及び液浸露光システムを提供することを目的としている。【解決手段】基板上に形成したフォトレジスト膜を第１のマスクを用いて液浸露光する第１の露光工程（ＳＴＥＰ７）と、前記基板の表面を洗浄する洗浄工程（ＳＴＥＰ８）と、前記フォトレジスト膜を第２のマスクを用いて液浸露光する第２の露光工程（ＳＴＥＰ９）とを具備し、前記第１の露光工程と前記第２の露光工程との間に加熱処理がないことを特徴とする。第１の露光工程において発生し、フォトレジスト膜または保護膜上に付着したダストを表面洗浄処理して除去することにより、第２の露光工程でのダストに起因するパターン欠陥を低減する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成した同一のフォトレジスト膜に、少なくとも２回以上液浸露光する液浸多重露光方法において、
前記液浸多重露光処理の露光間に、少なくとも１回以上の前記基板表面の洗浄工程が入ることを特徴とする液浸多重露光方法。
【請求項２】
前記洗浄工程は、純水を用いて行うものであることを特徴とする請求項１に記載の液浸多重露光方法。
【請求項３】
前記洗浄工程は、前記フォトレジスト膜または前記フォトレジスト膜上に形成された保護膜を洗浄するものであることを特徴とする請求項１に記載の液浸多重露光方法。
【請求項４】
前記第１のマスクと前記第２のマスクは異なるパターンであることを特徴とする請求項１に記載の液浸多重露光方法。
【請求項５】
同一のフォトレジスト膜に少なくとも２回以上液浸露光を行う液浸露光システムにおいて、
前記液浸多重露光処理の露光間に、基板を洗浄する洗浄ユニットを具備することを特徴とする液浸露光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造工程で使用される液浸露光技術に係り、例えば微細パターンと微細でないパターンとを分けて多重露光する液浸多重露光方法及び液浸露光システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高集積化された半導体集積回路装置を形成する際に、露光するパターンを微細なものと微細でないものとに分け、それぞれに最適な照明条件でフォトレジスト膜に二重露光する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。液浸露光を例に取ると、まず、ウエハーの素子形成面（主表面）上にＡｒＦ有機反射防止材をスピンコートにより塗布して温度２１５℃で１分間ベークし、厚さ８０ｎｍの反射防止膜を形成する。その後、上記反射防止膜上にＡｒＦポジレジストをスピンコートにより塗布し、温度９０℃で１分間ベークして厚さ４００ｎｍのフォトレジスト膜を形成する。次に、上記フォトレジスト膜上に、液浸露光の保護膜をスピンコートにより塗布し、温度９０℃で１分間ベークを行う。
【０００３】
このように反射防止膜、フォトレジスト膜及び液浸保護膜を積層したウエハーを、ＡｒＦエキシマレーザー液浸露光装置にてＮＡ＝０．７８、２／３輪帯照明の条件で、透過率６％のハーフトーンマスクを用いて露光した後、ＮＡ＝０．９２、σ０．９７の条件で透過率６％のハーフトーンマスクを用いて再び露光する。その後、温度１００℃で１分間ベークし、２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液で現像してレジストパターンを形成する。
【０００４】
上記のような二重露光工程で形成したレジストパターンを、光学式欠陥検査装置（ＫＬＡ製２３６０）にて検査したところ、多数の欠陥が発生しており、欠陥密度は０．７個／ｃｍ２程度であった、この欠陥は、液浸露光で二重露光を行った際、一度目の露光工程で発生したダストが液浸保護膜上に付着し、二度目の露光工程で照射光を遮ることにより発生するものと考えられる。
【特許文献１】特願平１１−１５７８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、多重露光を行う際にパターン欠陥を低減できる液浸多重露光方法及び液浸露光システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によると、基板上に形成した同一のフォトレジスト膜に、少なくとも２回以上液浸露光する液浸多重露光方法において、前記液浸多重露光処理の露光間に、少なくとも１回以上の前記基板表面の洗浄工程が入る液浸多重露光方法が提供される。
【０００７】
また、本発明の一態様によると、同一のフォトレジスト膜に少なくとも２回以上液浸露光を行う液浸露光システムにおいて、前記液浸多重露光処理の露光間に、基板を洗浄する洗浄ユニットを具備する液浸露光システムが提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多重露光を行う際にパターン欠陥を低減できる液浸多重露光方法及び液浸露光システムが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。  
図１乃至図３はそれぞれ、本発明の一実施形態に係る液浸多重露光方法及び液浸露光システムについて説明するためのもので、図１はウエハー（半導体基板）が露光工程に投入されてから現像処理が終わって払い出されるまでの手順を示すプロセスフロー、図２は液浸二重露光の対象となるウエハーの断面図、図３は液浸露光システムの概略構成を示すブロック図である。
【００１０】
まず、ウエハー１１の素子形成面（主表面）上にＡｒＦ有機反射防止材をスピンコートにより塗布して（ＳＴＥＰ１）、加熱処理（ＳＴＥＰ２）、例えば温度２１５℃で１分間ベークし、厚さ８０ｎｍ程度の反射防止膜１２を形成する。
【００１１】
その後、ウエハー１１をコーター・デベロップメント装置１００に収容し、上記反射防止膜１２上にＡｒＦポジレジストをスピンコートにより塗布し（ＳＴＥＰ３）、加熱処理（ＳＴＥＰ４）、例えば温度９０℃で１分間ベークし、厚さが約４００ｎｍのフォトレジスト膜１３を形成する。
【００１２】
次に、上記フォトレジスト膜１３に、液浸露光における保護材をスピンコートにより塗布し（ＳＴＥＰ５）、加熱処理（ＳＴＥＰ６）、例えば温度９０℃で１分間ベークを行い、液浸保護膜１４を形成する。
【００１３】
このように、反射防止膜１２、フォトレジスト膜１３及び液浸保護膜１４を積層形成したウエハー１１を、露光機２００内に搬送してＮＡ＝０．７８、２／３輪帯照明の条件で、透過率６％の第１のハーフトーンマスクを用いて露光する（ＳＴＥＰ７）。この露光機２００は、例えばＡｒＦエキシマレーザー液浸露光機であり、照明光源２１０、この照明光源２１０からの照射光を集光する集光光学系２２０、集光光学系２２０の出射側に配置されフォトマスクがセットされるレチクルステージ２３０、レチクルステージ２３０の下方に配置される投影光学系２４０、及び投影光学系２４０の下方に配置され上記ウエハー１１がセットされるウエハーステージ２５０等を備える。
【００１４】
その後、液浸露光したウエハー１１を洗浄ユニット３００に搬送して、純水または超純水（以降は超純水と称する）にて表面洗浄処理を行う（ＳＴＥＰ８）。上記洗浄ユニット３００は、コーター・デベロップメント装置と露光機２００のインターフェイス部に設けられており、ウエハー１１を回転させながら超純水を吹き付けて洗浄する。
【００１５】
次に、表面洗浄処理済みのウエハー１１を、再度露光機２００内に搬送し、ウエハーステージ２５０にセットしてＮＡ＝０．９２、σ０．９７の条件で、透過率６％の第２のハーフトーンマスク（上記第１のハーフトーンマスクと異なるパターンを有する第２のハーフトーンマスク）を用いて露光（ＳＴＥＰ９）した後、加熱処理（ＳＴＥＰ１０）、例えば温度１００℃で１分間ベークする。露光したウエハー１１は、コーター・デベロップメント装置１００内に搬送して２．３８重量％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）水溶液で現像し、レジストパターンを形成する（ＳＴＥＰ１１）。
【００１６】
そして、上記レジストパターンを少なくともマスクの一部に用いて被加工物を加工、例えば酸化膜や金属膜のエッチングを行って種々の半導体素子や配線等を形成する。
【００１７】
上記のような液浸多重露光方法によれば、一度目の露光の際に発生し、液浸保護膜１４上に付着したダストを超純水にて表面洗浄して除去できるので、パターン欠陥を低減できる。
【００１８】
また、上記のような液浸露光システムによれば、コーター・デベロップメント装置１００と液浸露光機２００との間のインターフェイス部に洗浄ユニット３００を設けるので、効率良くフォトレジスト膜の洗浄を行うことができ、且つ装置間の搬送時における汚染も最小限にできる。
【００１９】
更に、上記のような半導体装置の製造方法によれば、フォトレジスト膜のパターン欠陥を低減できるので、歩留まりの低下を抑制できる。
【００２０】
上記のような製造方法で形成したパターンを光学式欠陥検査装置にて欠陥検査をしたところ、図４に示すように欠陥密度は０．３個／ｃｍ２であり、図５に示す従来の製造方法で発生する欠陥密度（０．７個／ｃｍ２）に比べて明らかに欠陥数を低減できる。
【００２１】
なお、上記実施形態では、フォトレジスト膜１３上に液浸保護膜１４を形成する場合を例に取って説明したが、図６に示すように保護膜レスタイプのフォトレジスト膜１３’を用いれば液浸保護膜は不要である。他の製造方法や製造条件は基本的には上記実施形態と同様である。
【００２２】
また、上記実施形態では、液浸二重露光を例に取って説明したが、同一レジスト面に３回以上露光する液浸多重露光にも適用できる。この際、複数の露光処理のうち、いずれか２つの露光処理の間に一度でも洗浄処理を行えば効果が得られる。もちろん、各露光処理間に洗浄処理を行ってもよい。
【００２３】
更に、上記実施形態では、第１のハーフトーンマスクと第２のハーフトーンマスクのパターンが異なる場合を例にとって説明した。しかしながら、同一パターンの同一マスクを用いた多重露光を行う場合にも同様にして適用でき、実質的に同様な作用効果が得られる。
【００２４】
上述したように、本発明の一つの側面によれば、多重露光を行う際にパターン欠陥を低減できる液浸多重露光方法及び液浸露光システムが得られる。
【００２５】
以上実施形態を用いて本発明の説明を行ったが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも一つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも一つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る液浸多重露光方法及び液浸露光システムについて説明するためのもので、ウエハーが露光工程に投入されてから現像処理が終わって払い出されるまでの手順を示すプロセスフロー。
【図２】本発明の一実施形態に係る液浸多重露光方法及び液浸露光システムについて説明するためのもので、液浸二重露光の対象となるウエハーの断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る液浸多重露光方法及び液浸露光システムについて説明するためのもので、液浸露光システムの概略構成を示すブロック図。
【図４】本発明の一実施形態に係る液浸多重露光方法で形成したパターンを光学式欠陥検査装置にて検査した結果を示す図。
【図５】従来の液浸多重露光方法で形成したパターンを光学式欠陥検査装置にて検査した結果を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態について説明するためのもので、液浸二重露光の対象となるウエハーの断面図。
【符号の説明】
【００２７】
１１…ウエハー、１２…反射防止膜、１３，１３’…フォトレジスト膜、１４…液浸保護膜、１００…コーター・デベロップメント装置、２００…露光機、２１０…照明光源、２２０…集光光学系、２３０…レチクルステージ、２４０…投影光学系、２５０…ウエハーステージ、３００…洗浄ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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