(57)【要約】【課題】チップの取れ数を減少させることなく、ダマシンプロセスにおける銅配線の側壁露出防止を可能とする半導体の製造方法を提供する。【解決手段】被エッチング膜１０１を堆積した半導体ウェハ１０２の上にレジスト吐出ノズル１０３から化学増幅型ポジ型レジスト１０４を回転塗布し、レジスト膜１０５を形成する。更に、ウェハ１０２の周辺のレジスト膜１０５上に露光光源に対して吸光性のある遮光剤１０７をウェハの回転中に薬液ノズル１０６から吐出し、加熱処理により遮光膜１０８を形成する。この後、レジスト１０４に所定パターンで露光照射後、エッチングを行う。遮光膜下のレジストパターンは現像されずに、ウェハ周辺部に残ることから、ダミーショットによる取れ数を減少することなくダマシンプロセスにおける銅配線層の露出を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に被エッチング膜を形成する工程（ａ）と、
前記被エッチング膜上にポジ型のレジスト膜を形成する工程（ｂ）と、
前記半導体基板の周辺部の前記レジスト膜上に遮光膜を形成する工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）の後に、前記半導体基板の全面にパターンを露光する工程（ｄ）と、
前記工程（ｄ）の後に、パターンを露光された前記レジスト膜を現像する工程（ｆ）とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記遮光膜は、光および放射線の少なくとも一方を吸収または捕捉することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記遮光膜は、樹脂を含有することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記遮光膜は、水溶性高分子を含有し、前記工程（ｆ）で溶解することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
前記遮光膜は、アミンを含有することを特徴とする請求項１記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光および放射線を照射してポジ型レジストにパターンを形成するプロセスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のウェハ周辺部にレジストのダミーパターンを形成する方法としては、例えば、特許文献１に記載されているものがあった。これについて、以下に説明する。
【０００３】
半導体基板のアルミ膜上にネガ型レジスト膜をスピン塗布により形成する。そして、半導体基板の周辺部のネガ型レジスト上に酸液を塗布して、ネガ型レジストを架橋させる。これにより半導体基板の周辺部にダミーパターンを形成することが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−１６８０４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、配線工程でのダマシンプロセスを実施した場合、パターン端部では銅が露出するため、銅汚染が生じる。一方で、露光時の有効ショットを制限することで銅の露出は防止出来る反面、チップ取れ数が減少し、コスト高になることが生じている。このため、チップ取れ数を減少させることなく、銅の露出から汚染を防止するためには、ウェハ端部にレジストパターンを残す必要がある。
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、化学増幅型ネガレジストに限定される課題があった。一般に、レジストは露光部が現像液に可溶となるポジ型レジストと、露光部が架橋反応により高分子化し、現像液に不溶となるネガ型レジストがある。焦点深度、露光余裕度、エッジ形状などリソグラフィ工程で所望の特性やレジスト設計を鑑みると、ポジ型レジストの方が有用であるが、ポジ型レジストにおけるウェハ周辺部の残しパターンの形成手法はこれまでに報告が無い。特許文献１では、化学増幅型ネガレジストに限定されており、さらにはウェハ周辺部への酸塗布により架橋される部分はレジスト表面に限られることから、現像時に周辺部ごと膜剥がれが生じ、従来の目的を達成できないという問題があった。
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決するもので、現像時に膜剥がれが生じることなく、ポジ型レジストにおけるウェハ周辺部のレジストダミーパターン形成方法を提供し、全面打ちして取れ数を稼ぐことを可能とし、かつパターン切断部から銅汚染の発生を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明のパターン形成方法は、半導体基板上に被エッチング膜を形成する工程（ａ）と、被エッチング膜上にポジ型のレジスト膜を形成する工程（ｂ）と、半導体基板の周辺部のレジスト膜上に遮光膜を形成する工程（ｃ）と、工程（ｃ）の後に、半導体基板の全面にパターンを露光する工程（ｄ）と、工程（ｄ）の後に、パターンを露光されたレジスト膜を現像する工程（ｆ）とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
また、遮光膜は、光および放射線の少なくとも一方を吸収または捕捉することを特徴とする。
【０００９】
また、遮光膜は、樹脂を含有することを特徴とする。
【００１０】
また、遮光膜は、水溶性高分子を含有し、工程（ｆ）で溶解することを特徴とする。
【００１１】
また、遮光膜は、アミンを含有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパターン形成方法によれば、ポジ型レジストの塗布面に光または放射線を照射して露光する際、ウェハ周辺部のレジスト上に遮光膜を形成することで、ウェハ周辺部のレジストが現像液により溶けることなく残り、ダマシンプロセスでの配線パターン形成で、全面打ちして取れ数を稼ぐとともに、パターン切断部から銅汚染の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態におけるパターン形成方法を示す断面図である。
【００１５】
シリコンウェハ１０２の上には、被エッチング膜１０１が形成されている。被エッチング膜１０１を堆積したシリコンウェハ１０２上にレジスト吐出ノズル１０３から化学増幅型のポジ型レジスト１０４を回転塗布する。そして、加熱処理によりレジスト溶媒を気化し、レジストフィルム１０５を形成する。レジストフィルム１０５を形成後に、ウェハ周辺部の上方に設けた遮光剤吐出ノズル１０６より、色素および高分子樹脂を含む遮光剤１０７を吐出し、ウェハ周辺部のレジストフィルム１０５上に回転塗布を行う。装置上、遮光剤吐出ノズルの位置は可変であり、ウェハ中心からウェハ末端まで移動可能である。通常はウェハ端から０．１ｍｍ〜１０ｍｍの間で使用する。そして、塗布後に加熱処理を実施することにより、ウェハ周辺部にはレジストフィルム１０５上に色素入りの高分子フィルムからなる遮光膜１０８を形成する。このとき、色素および高分子樹脂に露光光源に対して吸光性を示す材料を選択することで、ウェハ周辺部に塗布した高分子フィルムが遮光膜１０８となる。
【００１６】
上記遮光膜１０８は色素と高分子樹脂により構成される。具体的な材料を以下に示す。
【００１７】
例えば、アゾ色素、ベンゾキノン系色素、ナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、対称型シアニン系色素、非対称型シアニン系色素、スクアリリウム系色素、クロコニウム系色素、メロシアニン系色素、スチルベン系色素、ジフェニルメタン系色素、トリフェニルメタン系色素、フルオラン系色素、スピロピラン系色素、フタロシアニン系色素、インジゴ系色素、フルギド系色素などがあり、露光波長に対して、吸光性を有する色素を用いる。
【００１８】
また、高分子樹脂にはフェノール系高分子、アクリル系高分子、メタクリル系高分子、ノボラック系高分子などに代表される高分子を用いるが、特に、水溶性高分子を選択することにより、現像処理時に高分子フィルムを溶解させることができ、従来得られるエッチング特性と同等の効果を得ることができる。
【００１９】
例えば、水溶性高分子はポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエチルエーテル、カルボキシビニルポリマー、ポリエチレングリコール、酸化エチレン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルヒドロキシプロピルセルロース、可溶性デンプン、カルボキシメチルデンプン、メチルデンプン、アルギン酸塩、グアーガム、ローカストビーンガム、カラギーナン、アラビアゴム、ドラガント、ペクチン、デンプン、デキストリン、ゼラチン、カゼイン、コラーゲンにより構成される高分子に代表される。
【００２０】
前述の高分子はいずれも２００ｎｍ以下の露光波長に対しては、透過性が無いため、特にＡｒＦエキシマレーザーリソグラフィやＦ2エキシマレーザーリソグラフィにおいては色素を含有せず、上記高分子のみでも遮光膜として用いることができる。
【００２１】
Ｘ線、電子線リソグラフィにおいても、前記遮光剤の塗布により下地レジストパターンを現像液に対して不溶化できる。前記遮光剤はいずれも電子捕捉能があり、レジストの反応を阻害する。
【００２２】
上記高分子は、下地レジストに応じてメチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基、アミノ基、アルコール基に代表される側鎖を導入することで、レジスト界面との密着性を向上させることが出来る。
【００２３】
レジストに化学増幅型レジストを用いる場合には、遮光剤にアミンを含有することで、レジスト界面での酸失活が起こるため、光に対する遮光効果に加えて、酸増幅反応が停止し、現像液に対しては不溶となるため、遮光で得られる効果以上の効果を得ることが可能である。
【００２４】
上記アミンには、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジフェニルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニルアミンなどに代表されるアミンを用いる。
【００２５】
所望の光源によりシリコンウェハ１０２上のレジストフィルム１０５を露光し、パターンを形成する。ここで、遮光膜１０８がウェハ周辺部に形成されているので、ウェハ周辺部のレジストフィルムにおいては光反応が生じず、後に現像処理によってウェハ周辺部は現像液に不溶であるレジストダミーパターンを形成する。
【００２６】
そして、パターンが形成されたレジストフィルム１０５をマスクに被エッチング膜１０１をエッチング処理を行い、ダマシンプロセスにより銅配線パターンを形成する。このとき、ウェハ周辺部には、完全にマスクで覆われているので、エッチングされず、被エッチング膜１０１が残る。これにより、ウェハ端において銅配線パターンが形成されないので、配線材料の銅の露出は無く、銅漏れにより汚染することがない。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明にかかるパターン形成方法は、ポジ型レジストを使用した半導体装置の製造において、半導体基板の周辺部においてもパターンを形成するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態におけるパターン形成方法を示す断面図
【符号の説明】
【００２９】
１０１  被エッチング膜
１０２  シリコンウェハ
１０４  ポジ型レジスト
１０５  レジストフィルム
１０６  遮光剤吐出ノズル
１０７  遮光剤
１０８  遮光膜
【図１】
2005311024.tif 000003