JPH02113247A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造工程におけるパターン形
成方法に関し、特に基板へのパターン形成゛の際、欠陥
の修正方法に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置の微細化・高密度化が進むにつれて、従来問
題とならなかったレベルのパターン欠陥も大きな問題と
なるようになってきた。通常、半導体装置の製造工程に
おいて、マスクが使用されるが、このマスクに金属クロ
ムをパターン材とするハードマスクが広く使甲されてい
る。これに、たとえば特開昭５７−１５７２４７号公報
、特開昭５７−１５７２４９号公報に示されている。こ
のようなパターンが形成された各工程に対応するマスク
を複数使用して半導体装置が製造されるわけであるが、
上記マスク欠陥が存在すると、半導体素子の製造歩留り
に大きく影響するものであり、無欠陥マスクが望ましい
。しかし、通常のマスク製造工程で無欠陥マスクが得ら
れる確率に低く、数個の欠陥を含む場合が多い。従って
、無欠陥マスクを得るには、マスク製造後これらの欠陥
に修正処理が施されることが一般に行われる。

上記ハードマスクにおいて発生する欠陥には、パターン
とならないクロム膜の一部が残存する残留欠陥と、クロ
ム膜にピンホールが発生する欠損欠陥との２８１類に大
別される。これらのうち、上記残留欠陥に欠陥部にレー
ザ光全照射して残留クロム膜を蒸発させることにより、
修正が容易に行ない得る。一方、欠損欠陥に、リフトオ
フ法を用いて修正が行なわれる。

第８図に、このリフトオフ法による欠陥の修正方法を示
す図である。図において、ｔｌｌｉ石英等よりなる基板
、［２１Ｈ所定形状を有するクロム膜等よりなるマスク
パターン、［３１１−！このマスクパターン（２）上に
塗布されるレジスト、＋４１＆’！このレジストに照射
される露光光、（５）は上記マスクパターン（２）上に
ある欠損欠陥である。（６）に上記欠損欠陥（５）の修
正用りＣ１４膜、（７ａ）　ＩｒＸ修正部、（７ｂ）お
よび（７ｃ）は上記基板上およびマスクパターン（２１
上に存する残渣部、（８）は修正用クロム膜（６）内部
に発生する応力、＋９１ｉレジスト（３１と基板ｆｉ＋
またにレジスト（３１とマスクパターン（２１間に生じ
るすき間を埋めるクロム膜である。

上記欠損欠陥（６）ニ次のように修正される。すなわち
、まず基板＋１１の一生面に衆知の方法によりマスクパ
ターン（２）が形成されたマスクが準備される。

このマスクにその形成の際に欠損欠陥（６）が発生した
ものとなっている。上記マスクパターン（２）ヲ有する
側の上記基板ｔｌｌ上の全面に、スピン塗布法等により
、例えばポジ型のレジスト（２１を所定膜厚に塗布する
。この後、上記レジスト（２）に選択的に、例えば紫外
光の露光光（４）ヲ所定時間照射する。これにより、上
記欠損欠陥（５１部上とその近傍領域上との上記レジス
ト（２）が露光される（第８図（８））。

次いで、上記マスクをアルカリ現像液等で現像処理する
と、上記露光部のレジスト（３１が溶解除去される（第
８図（ｂ））。

次に、上記欠損欠陥（５）部を覆うように、上記レジス
ト（２１上の全面にスパッタ法により修正用クロム膜（
６１を堆積する。このとき、堆積される膜厚に上記マス
クパターン（２）と少なくとも同程度の光学濃度を有す
るように形成される（第８図（Ｃ））。

修正用クロム膜（６１全堆積することによって下地材料
との熱膨張率の差に起因して、その内部に引っばりの応
力（８）が働き、修正用クロム膜（６）とその下のレジ
スト（３１の一部が基板ｆｉ＋から押し上げられるよう
に引っばられる。そのためマスクパターン（２）とレジ
スト（３１０間や基板１１１とレジスト（３）の間にす
き間が発生し、引き続き修正クロム膜（６１全スパツタ
し所定膜厚にまで成膜した状態でに、このすき間に修正
用クロム＠（６１が堆積される（第８図（ｄ））。

次に、上記マスクをアセトン等の溶媒に浸漬処理し、い
わゆるリフトオフ法によって、上記レジスト（３１とそ
の上の上記修正用クロム膜（６１とを除去する。これに
より、上記欠損欠陥（５）部とその近傍領域部とに上記
修正用クロム膜（６）の一部が残存された状態となる。

なお、このとき、修正されるべき修正部（７ａ　）のほ
かて、上記基板ｉｌｌ上における上記マスクパターン（
２）の側面部や上記マスクパターン（２１上にもすき間
を埋ぬるクロム膜（９）の残渣部（７ｂ）、（７Ｃ）が
形成される（第８図（ｅ））。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来のパターン形成方法でに、スパッタ法に
より、修正用クロム膜（６）を堆積すると、下地材料と
の熱膨張率の差に起因して、修正用クロム膜（６）内部
に引っ張り応力が働き、その応力によってクロム膜＋６
１とレジスト（３）が基板（１）から剥離してすき間が
生じ、そのすき間にスパッタされた修正用クロム膜（６
）が埋め込まれ、その膜（９）が残存し、残渣部（７ｂ
）、（７ｃ）となり、パターン欠陥を発生させてしまう
という間萌点があった。

この発明に上記のような間萌点を解消するためになされ
念もので、修正部の形成の際に、レジストの基板からの
剥離が抑制され、正常なパターン形成が行なわれて、信
頼性の向上が図らＶるパターン形成方法を得ることを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るパターン形成方法に、基板の一生面に形
成されたパターンに有する欠損欠陥を含んで、上記基板
上にレジス）？形成し１この後、上記欠損欠陥部上のレ
ジスト’１選択的に除去する第１の工程と、所定真空雰
囲気中で上記基板に上記レジストの軟化点近傍温度の熱
処理を施す第２０工程と、上記欠損欠陥を覆うように、
上記基板上に所定真空圧によるスパッタ膜を形成した後
、上記レジストとその上のスパッタ膜とを除去し、上記
欠損欠陥部に上記スパッタ膜の一部を残存させるｉ３の
工程とを備えている。

〔作用〕

この発明における基板上に形成されるレジストに、所定
真空雰囲気中で、上記レジストの軟化点温度の近傍で熱
処理が施され、上記基板との密着力が向上する。さらに
欠損欠陥部を被覆するように上記レジスト上に所定真空
圧で形成されるスパッタ膜に、内部の引っ張り応力が低
減されたものとなり、上記レジストが基板から剥離され
るの全抑止し、修正すべき部分以外の部分に残留するの
を防止する機能を有する。

〔箔明の実施例〕

以下、この発明の一実施例全図について説明する。第１
図にこの発明の一実施例のマスクの修正方法を示す図で
ある。図において、（ｌ）〜（６）および（７ａ）ｉ従
来のものと同一のもの、（ｌＯ）ｒｘ、スパッタ装置中
での熱処理である。

欠損欠陥（５）ニ次のように修正される。すなわち、ま
ず、基板ｉｌｌの一生面に衆知の方法によりマスクパタ
ーン（２）が形成されたマスクが準備される。このマス
クはその形成の際に欠損欠陥（６１が発生したものとな
っている。上記マスクパターン（２）を有する側の上記
基板（１）上の全面にスピン塗布法等により、例えばポ
ジ型レジスト（２）を所定膜厚に塗布する。この後、上
記レジスト（３１に選択的に、例えば紫外光である露光
光（４）を所定時間照射する。これにより上記欠損欠陥
（５１部上とその近傍領域上との上記レジスト（３）が
露光される（第１図（ａ））。

次いで、上記マスクをアルカリ現像液等で現像すると、
上記露光部のレジスト（３）が溶解除去される（第１図
（ｂ））。

次に、上記マスクを第２図に示すようなスパッタ装置音
用いて、そのロード室卸）に収納し、さらに加熱堅固に
移送する。この加熱室（２′２にば、所定温度まで昇温
できる加熱機構が設けられてあり、ここで真空屓を所定
真空圧まで高ぬる一方、レジスト（３）の軟化温ｗの近
傍でマスク全体の熱処理を施す（第１図（Ｃ））。

この後、上記マスクに上記加熱室−からスパッタ室（３
）へ移送される。ここで、所定圧力の下、アルゴンスパ
ッタによる修正部クロム膜（６）全上記欠損欠陥（５）
部金校うように、上記レジスト（３）上の全面に堆積す
る。このとき堆積される膜厚は、上記マスクパターン（
２）と、少なくとも同程度の光学磯度全仔するように形
成される。なお、この場合、修正用クロム膜（６）内部
での引っ張り応力（８）に極めて小さいものとなる（第
１図（ｄ））。

この後、上記マスクはスパッタ室内から冷却呈（２４）
を経てアンロード室シ０に移送され、このアンロード室
四から取出される。

次に、上記マスク全アセトン等の溶媒に浸漬処理し、い
わゆるリフトオフ法によって上記レジスト（３１と、そ
の上の上記修正用クロム膜（６１とを除去する。これに
より上記欠損欠陥（６）部とその近傍領域部とに上記１
じ正月クロム膜（６）の一部のみが残存され、修正部（
７８）が正常に形成され次状態となる。この場合、修正
用クロム膜（６）の形成時、その内部での引っ張り応力
（８）が小さいため、レジスト（３１が基板（１１から
離れることなく、従来におけるように、上記基板ｉｌｌ
上における上記マスクパターン（２）の側面部や、上記
マスクパターン（２１上に修正用クロム膜（６）の残渣
が生ずることもない。従って、パターン欠陥の無い信頼
性の高いマスクを得ることができる。

第３図に修正用クロム腓の残渣による残留欠陥密度と１
６正用クロム膜を形成するときの基板加熱の′ＩＢＡ度
との関係を示す図である。この場合、５インチ角の石英
ガラス板を用い、その上に、例えばシラプレー社製レジ
ストＡＺ−１３５０ｔ　４ｏｏＯＡの１１９１にスピン
塗布法などにより塗布し、その後、スパッタ装置の加熱
堅固で基板加熱を行いスパッタ法による修正用クロムＨ
＋ｅ＋６堆積した後、アセトン等の有機溶媒で修正用ク
ロム膜（６１のリフトオフを行った実験結果である。

また、第４図にレジストの硬度と基板加熱温度との関係
を示す図である。

第３図に示すように、加熱Ｍ（社）内の基板加熱温度に
よって修正用クロムの残渣発生による残留欠陥密度が大
きく変化している。

基板加熱がなければ、残留欠陥密度が高く、４０個／ｃ
ｒｎ２以上もある。一方、基板加熱が１００〜１５元で
形成され之修正用クロム膜［６１ｉ、ＩＪ７トオフのと
きに残渣の発生がなく残留欠陥密度が小さくなる。しか
しながら、第４図で示すように、レジストは７５℃まで
に有機溶媒の蒸発により温度に比例して硬化を増すが、
７５〜１２５℃の間でにゴム状の性質となり軟化する。

また、１２５°Ｃ以上でにガラス状の性質となり、再び
硬化する傾向を示す。しかし、エツジの部分の形状が崩
れてしまうことになる。これら特性より、基板加熱が１
００〜１２５℃で形成された修正用クロム膜（６）が本
実験中、最もリフトオフに適した条件である。

また、第５図に修正用クロム膜Ｏ残渣による残留欠陥密
度と、修正用クロム膜全スパッタ法で形成したときのア
ルゴン気圧との関係を示す図である。この場合、シラプ
レー社製レジストＡＺ−１３５０を、スピン塗布法によ
り堕布し、露光、現像を行った後、スパッタ装置内の加
熱室−で基板加熱１００℃を施し、修正用クロム膜１ｅ
）をスパッタ法により１００００Ａ堆積し、アセトンに
より修正用クロム膜（６１のす７トオ７を行り之実験結
果である。

従来の技術で説明したように、通常のスパッタ方法では
修正用クロム膜ｆｓ＋Ｏ内部に引っ張り応力（８）が大
きく働き、そのためレジスト（３）の一部が基板［１１
から押し上げられるように離れた。しかしながら、上記
におけるように、アルゴン圧力ｅ１５ｍＴｏｒｒ〜２５
ｒｎＴＯｒｒで処理することにより、修正用クロム藤（
６１内部の引っ張り応カｆ極めて小さくすることができ
、その影響を抑制させて、レジスト（３）が基板（１１
から剥離しないものとなる。

なお、上記実施例の説明において、金属クロムをパター
ン材とするハードマスクの修正に同一材質の金属クロム
全堆積する場合について説明し念が、堆積金属にクロム
シリサイド、モリブデンシリサイドといった遷移金属、
またに遷移金属のシリサイド化合物であってもよい。一
方、ハードマスクの材質もモリブデンシリサイド等であ
ってもよく、これに上記金属膜のいずれで修正されるも
のであっても上記実施例と同等の効果を奏する。

ｔｅ、上記において、基板（１）が石英ガラスであるハ
ードマスクの場合について説明し念が、基板＋１１がシ
リコン単結晶やガリウム・砒素基板等よりなるものであ
ってもよく、上記実施例と同様の欠陥修正が可能である
。すなわち、第６図は例えばシリコン単結晶基板（１１
１上に形成された、例えばモリブデンシリサイドよりな
る配線パターン（１力に欠損欠陥Ｑ３１ｉ有するものを
示す図であり、第７図μ第６図の■−■線における断面
により、その修正工程を示す図である。第７図に示す修
正工程に、第１図に示す修正工程と基本的に同じであり
、その説明に省略する。このように、半導体装置の製造
工程中に生じた欠陥ａ３）’を修正することができ、パ
ターン欠陥が低減され、信頼性の向上を図ることができ
る。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、パターンに有する欠損
欠陥の修正の際に、レジストの軟化点の近傍温度で基板
の熱処理全行い、この後、所定真空圧によるスパッタ膜
全形成するようにしたので、引っ張り応力が低減されて
レジストが基板から剥離するのが抑制されて正常なパタ
ーン形成を行うことができ、高信頼化が図られるといっ
た優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（、）〜（ｅ）ｒｘこの発明の一実施例によるパ
ターンの修正方法を示す断面図、第２図に第１図の修正
に用いるスパッタ装置の概略構成全示す図、第３図に修
正用クロム膜の形成時の基板加熱温度と残留欠陥との関
係を示す図、第４図はレジストの真空熱処理温度とレジ
スト硬度との関係金示す図、第５図に修正用クロム膜の
形成時のアルゴンガス気圧と残留欠陥との関係を示す図
、第６図にウェハ上に形成されたパターンに有する欠損
欠陥を示す図、第７図（ａ）〜（ｅ）　ｒｌ第６図に示
すものの■−■線におけるパターンの修正方法を示す断
面図、第８図（、）〜（ｅ）　ｎ従来のパターンの修正
方法を示す断面図である。 図において、＋１１Ｈ基板、＋２１ｉ）マスクパターン
、（３）ニレジス）、ｆ５１ｉ欠損欠陥、［６１［修正
用クロム膜、（７ａ）に修正部、（１０）に熱処理、（
Ｉｌｌにウェハ、ａ２１ｒｘ配線パターン、α（至）は
欠損欠陥、０舶にレジスト、αｅに修正膜、αηに修正
されたパターンである。 なお、各図中、同一符号は同一、またに相当部分を示す
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基板の一主面に形成されたパターンに有する欠損欠陥が
   修正されてなるパターンの形成方法であつて、 上記基板上のパターンを被覆するようにレジストを形成
   し、この後、上記欠損欠陥部上のレジストを選択的に除
   去する第１の工程と、 所定真空雰囲気中で、上記基板に上記レジストの軟化点
   近傍温度の熱処理を施す第２の工程と、上記欠損欠陥部
   を覆うように上記基板上に所定真空圧によるスパッタ膜
   を形成した後、上記レジストとその上のスパッタ膜とを
   除去し、上記欠損欠陥部上に上記スパッタ膜の一部を残
   存させる第３の工程とを備えたパターンの形成方法。