(57)【要約】【課題】ウェルイオン注入工程を行う時、ウェル近接効果を防止することができるレジストパターンを形成する。【解決手段】半導体素子のウェルフォトレジストパターンとその形成方法が開示される。本方法は、半導体基板上に犠牲酸化膜を形成した後、犠牲酸化膜上にＨＭＤＳを塗布した後、ＨＭＤＳ上にフォトレジストを塗布する。その後、フォトレジストをソフトベークした後、フォトレジストを露光し、露光されたフォトレジストをポストエクスポージャベークし、露光されたフォトレジストを現像してウェルパターニングした後、ウェルフォトレジストパターンをハードベークし、ウェルフォトレジストパターンを完成する。この際、フォトレジストを露光するフォーカスは、プラス・デフォーカスにする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に犠牲酸化膜を形成する段階と、
前記犠牲酸化膜上にＨＭＤＳを塗布する段階と、
前記ＨＭＤＳ上にフォトレジストを塗布する段階と、
前記フォトレジストをソフトベークする段階と、
前記基板に照射される光の焦点深度をデフォーカスにして前記フォトレジストを露光する段階と、
前記露光されたフォトレジストをポストエクスポージャベークする段階と、
前記露光されたフォトレジストを現像してウェルパターニングする段階と、
前記ウェルフォトレジストパターンをハードベークする段階と、を備えることを特徴とする半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法。
【請求項２】
前記フォトレジストを露光する段階で、光のフォーカスがプラス・デフォーカスとなるように、露光を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方法により形成された半導体素子のウェルフォトレジストパターンであって、上部エッジが曲面形状を有することを特徴とする半導体素子のウェルフォトレジストパターン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造技術に関し、特に、露光する時、光のフォーカスをプラス・デフォーカスにして上部エッジが曲面形状を有するウェルフォトレジストパターンを形成させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造技術において、フォトリソグラフィ工程は、半導体素子の高集積化を可能にする基本技術であって、光を用いて半導体基板上に半導体素子の形成に必要なフォトレジストパターンを形成することである。
【０００３】
フォトレジストパターンの一般的な形成方法は次の通りである。半導体素子のパターンが形成されているマスクを通して光をフォトレジストが塗布されている基板に照射し、光化学反応を生じさせる。このとき、基板に転写される光のフォーカスは、焦点深度を調節し、ベストフォーカスとなるようにする。その後、現像工程で露光されたフォトレジストを除去すると、素子を形成すべきフォトレジストパターンだけが基板に形成される。その際、形成されたフォトレジストパターンは、上部エッジまで直角な形態となっている。このように形成されたフォトレジストパターンは、エッチング工程やイオン注入工程を行う時、マスクとして使用される。
【０００４】
以下、図１を参照してフォトレジストパターンを用いてウェルイオン注入工程を行う方法を説明する。
【０００５】
フォトレジストパターン３０ａが形成された半導体基板１０にウェルイオン注入工程を行う。その際、イオン６０が基板１０に注入されるとき、一部がフォトレジストパターン３０ａの垂直なエッジにぶつかり、散乱する。その散乱されたイオン６０ａが活性領域７０に入るが、このように活性領域７０に入った、散乱されたイオン６０ａによりウェル近接効果（well proximity effect）が発生する。さらに詳細に説明すると、活性領域７０には、後続工程によりゲート電極７０ａやソース／ドレイン拡散領域７０ｂなどが形成されるが、前述のように散乱されたイオン６０ａが活性領域７０に入っていると、素子のスレショルド電圧を高め、飽和電流の量を減少させるという問題をも引き起こす。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述したような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法において、露光する時、光のフォーカスをプラス・デフォーカスにして、上部エッジが曲面形状を有するように形成することにある。
本発明の他の目的は、上部エッジが曲面形状を有するウェルフォトレジストパターンを形成することによって、ウェルイオン注入工程を行う時、ウェル近接効果を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、下記の構成を有する半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法を提供する。
【０００８】
本発明に係る半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法は、半導体基板上に犠牲酸化膜を形成する段階と、前記犠牲酸化膜上にＨＭＤＳ（Hexa Methyl Di Silazane、ヘキサメチルジシラザン）を塗布する段階と、前記ＨＭＤＳ上にフォトレジストを塗布する段階と、前記フォトレジストをソフトベークする段階と、前記基板に転写される光の焦点深度をデフォーカスにして前記フォトレジストを露光する段階と、前記露光されたフォトレジストをポストエクスポージャベークする段階と、前記露光されたフォトレジストを現像してウェルパターニングする段階と、前記ウェルフォトレジストパターンをハードベークする段階と、を備える。ここで、前記フォトレジストを露光する段階で、光のフォーカスがプラス・デフォーカスとなるようにして露光を行うことが好ましい。また、前記方法により形成されたウェルフォトレジストパターンの上部エッジが曲面形状を有することが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る半導体素子のウェルフォトレジストパターンの形成方法は、ウェルフォトレジストパターンの上部エッジを曲面形状として形成することになり、その結果ウェル近接効果を防止することができるという利点がある。
【００１０】
また、ウェル近接効果を防止することができるので、素子のスレショルド電圧及び飽和電流の量を正常にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
実施形態を説明するにあたって本発明の属する技術分野において広く知られており、本発明と直接的に関連がない技術内容に対しては、説明を省略する。これは、不要な説明を省略することによって、本発明の要旨を不明確にすることなく、より明確に伝達するためである。なお、同様の理由で、図面において、構成要素の一部が誇張されたり省略されたり、または概略的に図示されており、しかも、各構成要素の大きさは、実際の大きさを反映するものでない。
【００１２】
図２乃至図５は、本発明の実施形態に係るウェルフォトレジストパターンの形成方法を示す図である。
【００１３】
図２に示されるように、まず、半導体基板１０に犠牲酸化膜２０を形成する。この犠牲酸化膜２０は、イオン注入工程で基板の損傷を防止すると共に、不純物が基板の内部に深く侵入するのを防止するためのものである。
【００１４】
次に、犠牲酸化膜２０上に、フォトレジストの接着力を増加させるために、ＨＭＤＳ（図示せず）を噴射し、次いで、フォトレジスト３０を噴射した後、基板１０を高い回転数で回転させて、フォトレジスト３０を均一な薄膜の形態で基板１０の全体に塗布する。その後、基板１０を加熱するソフトベーク工程を行う。その際、フォトレジスト３０は、加熱によりソルベントが蒸発しながら乾燥し、接着度が向上する。
【００１５】
次に、ステッパを用いて図３に示されるようにウェルマスク４０を通して光５０をフォトレジスト３０が塗布された基板１０の全面に照射する。この際、マスクを基板１０に転写させる光５０のフォーカスは、焦点深度を調節し、プラス・デフォーカスとなるようにする。この段階によりウェルフォトレジストのパターンの上部エッジが曲面となる形態が具現される。その後、ポストエクスポージャベーク（現像前ベーク）工程を行う。これにより、フォトレジスト３０の露光された部分と露光されない部分との境界で発生するウェーブプロフィール（wave profile）が改善される。
【００１６】
次に、現像工程を行い、図４に示されるようにウェルフォトレジストパターン３０ｂを形成する。現像液は、ＴＭＡＨ（Tetramethyl Ammonium Hydroxide）を使用する。現像液によって、露光過程を通じて相対的に結合が弱くなっている部分のフォトレジスト３０が溶解して除去される。これにより、上部エッジが曲面とされたウェルフォトレジストパターン３０ｂが完成する。その後、ハードベーク工程を行う。この工程で、ウェルフォトレジストパターン３０ｂが乾燥されて、さらに硬く硬化され、基板１０に対する接着度が増加する。
【００１７】
このようにして形成されたウェルフォトレジストパターンは、ウェルイオン注入工程を行う時、マスクとしての役目をする。図５を参照して、本ウェルフォトレジストパターンを用いてウェルイオン注入工程を行う方法を説明する。
【００１８】
本ウェルフォトレジストパターン３０ｂが形成された半導体基板１０にウェルイオン注入工程を行うと、イオン６０が基板１０に注入されるが、その際、イオンの一部がウェルフォトレジストパターン３０ｂにぶつかり、散乱する。しかし、本ウェルフォトレジストパターン３０ｂは、上部エッジが曲面形状を有するから、散乱されたイオン６０ａによるウェル近接効果を防止することができる。
【００１９】
なお、発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施形態は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例に限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と特許請求事項との範囲内で、様々変更して実施することができるものである 。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一般的なフォトレジストパターンを用いてウェルイオン注入を行う工程を示す断面図である。
【図２】本発明に係る基板上に犠牲酸化膜を形成し、ＨＭＤＳとフォトレジストを塗布する工程を示す断面図である。
【図３】本発明に係る露光工程を示す断面図である。
【図４】本発明に係るウェルフォトレジストパターンを示す断面図である。
【図５】本発明に係るウェルフォトレジストパターンを用いてウェルイオン注入を行う工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  基板、２０  犠牲酸化膜、３０  フォトレジスト、３０ｂ  ウェルフォトレジストパターン、４０  ウェルマスク、５０  光、６０、６０ａ  イオン、７０  活性領域
【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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