半導体装置の製造方法
【課題】ＬＳパターンの間隔が狭くなり、露光光の波長が短くなると、化学増幅型レジスト膜を使用しても、ＬＳパターンの終端部に露光不良部分が生じる。
【解決手段】パターニング阻害膜をＬＳパターンの終端部に隣接した非露光領域に設け、露光領域及び非露光領域上に化学増幅型レジスト膜を形成する。露光領域だけでなく、非露光領域上の化学増幅型レジスト膜にＬＳパターンを露光現像する。非露光領域上には、パターニング阻害膜が形成されているため、露光の際、露光領域上のＬＳパターンの終端部には、露光不良部分が生じない。このため、露光領域に、周期性に乱れのないＬＳパターンを形成できる。
【解決手段】パターニング阻害膜をＬＳパターンの終端部に隣接した非露光領域に設け、露光領域及び非露光領域上に化学増幅型レジスト膜を形成する。露光領域だけでなく、非露光領域上の化学増幅型レジスト膜にＬＳパターンを露光現像する。非露光領域上には、パターニング阻害膜が形成されているため、露光の際、露光領域上のＬＳパターンの終端部には、露光不良部分が生じない。このため、露光領域に、周期性に乱れのないＬＳパターンを形成できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化、微細化に対処するために、短波長の露光光を使用すること、フォトレジスト材料として、化学増幅型レジストを用いること等、種々のリソグラフィ技術が提案されている。具体的に例を上げて説明すると、特許文献１は、露光光として、２４８ｎｍの波長λのＫｒＦ等のエキシマレーザを使用して、化学増幅型レジストを露光する技術を開示している。また、特許文献１は、化学増幅型レジストを露光した場合、レジストポイゾニング（以下、単に、ポイゾニングと略称する）と呼ばれる化学増幅型レジストの解像不良が発生することを明らかにし、ポイゾニングによる影響を軽減する手法を提案している。即ち、特許文献１は、化学増幅型レジストを塗布する前に、基板の表面に弱酸化性ガス、或いは、有機系酸化性ガスを含むガスを供給することを提案している。
【０００３】
更に、特許文献２は、ポイゾニングを抑止して微細な配線構造を得ることができる半導体装置の製造方法を提案している。即ち、特許文献２は、層間絶縁膜内に形成されたビアホールに、埋め込み材として化学増幅型レジストを充填し、層間絶縁膜に吸蔵されていた塩基性物質を酸性物質の化学増幅型レジストによって中和することを開示している。特許文献２では、更に、中和後、レジストのパターニングを行うことによって、レジストポイズニングの影響を少なくすることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９７４２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体装置製造の際、ライン・アンド・スペース（以下、ＬＳと略称する）からなる繰り返しパターンが、シリコン酸化膜等の絶縁膜、或いは、タングステン等の金属膜の被エッチング膜の所定領域に形成される場合がある。例えば、１９３ｎｍの波長λを有するＡｒＦを露光光として使用し、微細なＬＳの繰り返しパターンを形成した場合、繰り返しパターンの終端部、即ち、パターンを形成するラインと直交方向の両端部に、露光不良の部分が発生し、繰り返しパターンの周期性が失われることが見出された。露光不良の部分の発生及び繰り返しパターン周期性の欠如は、微細加工を行える化学増幅型レジストを使用しても解消できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法が得られる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜（即ち、パターニング阻害膜）として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法が得られる。即ち、本発明は、レジストと膜とのポイズニング効果を積極的に利用したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、化学増幅型レジスト等をマスクとしてエッチングされない領域上に、エッチング阻害膜を形成し、当該エッチング阻害膜上にも、繰り返しパターンを形成したレジストを配置し、露光することにより、所定領域内の繰り返しパターン終端部における露光不良をも改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、本発明の前提となる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を説明する断面図である。（ｂ）は図２（ａ）に示された工程をより具体的に説明するための斜視図である。（ｃ）は図２（ａ）及び（ｂ）に示された工程の後に行われる工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は図２（ｃ）の工程を具体的に説明するための斜視図である。（ｂ）は図３（ａ）の工程後に行われる工程を説明する断面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。（ｂ）は図４（ａ）の後に行われる工程を説明する断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する断面図である。
【図６】（ａ）は図５（ｅ）の一部を拡大して示す断面図である。（ｂ）は図６（ａ）の後に行われる工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）〜（d）を参照すると、本発明の前提となる半導体装置の製造方法、即ち、露光方法が、本発明の理解を容易にするために示されている。まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板２１上に、絶縁膜（即ち、被エッチング膜）２２及びレジスト２３が形成される。この状態で、半導体基板２上の絶縁膜２２に、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）パターンが形成されるものとする。以下では、ＬＳパターンが形成される領域及びＬＳパターンが形成されない領域をそれぞれ第１の領域及び第２の領域と呼ぶものとする。図示された例では、絶縁膜２２の第１の領域上に形成されたレジスト２３には、露光によって潜像が形成される露光領域が形成され、第１の領域を除く第２の領域上のレジスト２３には、露光されない非露光領域が形成される。図示されているように、レジスト２２は、被エッチング膜である絶縁膜２２及び半導体基板２１における第１の領域だけでなく、第２の領域をも覆うように設けられている。
【００１１】
尚、この例では、半導体基板２１、絶縁膜２２、及び、レジスト２３として、それぞれ、シリコン基板、シリコン酸化膜、及びポジ型の化学増幅型レジストを用いた例を説明するが、本発明は何等これに限定されないことは云うまでもない。
【００１２】
次に、図１（ｂ）に示すように、ＬＳパターンを形成したレチクル２４を用意し、化学増幅型レジスト膜２３上に潜像を形成する。図示されたレチクル２４は、露光光として１９３ｎｍの波長λを有するＡｒＦ光を用いて、化学増幅型レジスト膜２３に潜像を形成する場合について説明するが、他の波長λの露光光（例えば、ＫｒＦ光等）を用いても良い。
【００１３】
ＬＳパターンが形成されるべき第１の領域Ｓ１に対応したレチクル２４の領域には、Ｃｒ膜が間隔をおいて被着形成されたライン・アンド・スペース（ＬＳ）パターン２６がパターニングされており、ＬＳパターンが形成されない第２の領域Ｓ２に対応したレチクル２４の領域は、遮光膜２７によって覆われている。図示されているように、レチクル２４のＳ２に対応する領域には、ＬＳパターンが形成されていない。
【００１４】
図示されたレチクル２４を化学増幅型レジスト等のレジスト２３を対向させた状態で、ＡｒＦ光を照射して等倍露光すると、レジスト２３の露光領域である第１の領域Ｓ１には、レチクル２４のＬＳパターンの潜像が形成され、他方、第２の領域Ｓ２には、遮光膜２７によってＡｒＦ光が遮光されるため、潜像は形成されない。
【００１５】
図１（ｂ）において、レジスト２３の露光後、露光領域を現像液により溶解すると、図１（ｃ）に示すように、レジスト２３上の第１の領域Ｓ１には、レチクル２４のＬＳパターンに対応したレジストパターン２３’が絶縁膜２２上に残され、第２の領域Ｓ２には、レジスト２３がそのまま残っている。
【００１６】
図１（ｄ）を参照すると、レジストパターン２３’の形成後における光学強度の測定結果が示されている。図１（ｄ）からも明らかな通り、第１の領域Ｓ１の中央領域におけるレジストパターン２３’からの光学強度は高く、非露光領域の第２の領域Ｓ２に近くなるに従って、レジストパターン２３’からの光学強度は弱くなっている。このため、露光領域の終端部では、露光不良が発生する。露光不良の結果、ＬＳパターンの周期性は、露光領域（即ち、第１の領域Ｓ１）の終端部において乱れることが見出された。ＬＳパターンの周期性の乱れは、露光光の波長λが短くなるに従って大きくなると共に、ＬＳパターンの間隔が小さくなるにしたがって大きくなることも観測された。
【００１７】
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法、即ち、露光方法を概略的に説明する。図２（ａ）及び（ｂ）には、半導体基板１１上に、エッチングされるべき被エッチング膜として、絶縁膜１２が、半導体基板１１の所定領域（第１の領域）Ｓ１及び所定領域を囲む周辺領域（第２の領域）Ｓ２の全面に亘って形成されている。図示された例では、第２の領域Ｓ２上に、例えば、化学増幅型レジストに対してポイゾニング効果を示す膜、例えば、塩基性化合物（アミン成分）を含む膜やＳｉＣＮ膜が、エッチング阻害膜１５として形成されている。図示されたエッチング阻害膜１５は、例えば、絶縁膜１２の第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２上に、上記ポイズニング効果を示す膜を形成した後、第１の領域Ｓ１上の当該膜を除去することによって、第２の領域Ｓ２上にのみ、エッチング阻害膜１５を残すことによって形成される。この場合、エッチング阻害膜１５は、エッチング選択比分以上の厚さを有していることが望ましい。
【００１８】
次に、図２（ｃ）を参照すると、絶縁膜１２及びエッチング阻害膜１５上に、エッチング阻害膜１５に対してポイズニング効果を示す化学増幅型レジスト膜１６が形成されている。この結果、図２（ｃ）の状態では、第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２は、化学増幅型レジスト膜１６によって覆われることになる。
【００１９】
一方、被エッチング膜である絶縁膜１２の第１の領域Ｓ１に、ＬＳパターンを形成するレチクル１７が用意され、図２（ｃ）に示すように、化学増幅型レジスト膜１６と対向するように配置されている。当該レチクル１７には、第１の領域Ｓ１に対応した領域にＬＳパターンを備えるだけでなく、第２の領域Ｓ２に対応した領域にもＬＳパターン１７ａが形成されている。
【００２０】
当該レチクル１７をエッチング阻害膜１５と対向させた状態で、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、露光光１８ａとしてＡｒＦ光を用いて、化学増幅型レジスト膜１６を等倍露光する。この露光によって、化学増幅型レジスト膜１６の第１の領域Ｓ１には、レチクル１７に形成されたＬＳパターンの潜像が生成される。この場合、化学増幅型レジスト膜１６の第２の領域Ｓ２にも潜像が形成されるが、第２の領域Ｓ２上の潜像は化学増幅型レジスト膜１６の上部に限定的に形成されるだけである。これは、塩基性化合物を含むエッチング阻害膜１５のポイズニング効果によって、化学増幅型レジスト膜１６の酸が失活し、中和されるためである。
【００２１】
露光後、現像液により、露光部分を除去すると、図3（ｂ）に示すように、化学増幅型レジスト１６の第１の領域Ｓ１に対応する領域上には、レチクル１７のＬＳパターンが転写される。一方、化学増幅型レジスト膜１６の第２の領域Ｓ２の対応する領域上に、露光によって形成された化学増幅型レジスト膜１６上の潜像が現像液によって殆ど溶解されずに残っている。したがって、化学増幅型レジスト１６は、第２の領域Ｓ２に対応した領域には、パターンが形成されない部分１９を有している。
【００２２】
図４（ａ）を参照すると、図３（ｂ）の部分Ａが拡大して示されている。図示されているように、エッチング阻害膜１５上には、ＬＳパターンが形成されていないが、エッチング阻害膜１５に隣接した化学増幅型レジスト１６には、ＬＳパターンが、終端部までＬＳパターンの繰り返し周期を維持した状態で形成されている。この結果、化学増幅型レジスト膜１６のＬＳパターンの終端部には、露光不良によるパターン周期の乱れは発生していない。即ち、化学増幅型レジスト１６は、第１の領域Ｓ１の終端部、即ち、ＬＳパターンを形成するラインと交叉する方向における第１の領域Ｓ１の終端部まで、露光不良なくパターニングされている。
【００２３】
図４（ｂ）を参照すると、図４（ａ）に示されたパターン周期乱れのない化学増幅型レジスト膜１６をマスクとして、絶縁膜１２をエッチングした例が示されている。図４（ｂ）に示されているように、レチクル１７のＬＳパターンが絶縁膜１２に絶縁膜ＬＳパターン１２’として転写され、当該絶縁膜ＬＳパターン１２’は、第1の領域Ｓ１の終端部１２ａにおいても周期の乱れなく転写される。これは、エッチング阻害膜１５によって、絶縁膜１２における第１の領域Ｓ１の終端部が、第２の終端部Ｓ２まで実質的に拡大されたためである。
【００２４】
第２の領域Ｓ２上に残されたエッチング阻害膜１５は、最終的に除去されても良いし、層間絶縁膜の一部として利用されても良い。
【００２５】
上に述べた実施形態では、被エッチング膜である絶縁膜１２として、シリコン酸化膜を例として上げたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等にも適用できる。更に、本発明に係る被エッチング膜１２は絶縁膜に限定されることなく、タングステン等の金属膜であっても良い。
【００２６】
また、化学増幅型レジスト膜１６に対してポイズニング効果を有するエッチング阻害膜１５として、ＳｉＣＮを上げたが、本発明は何等これに限定されることなく、化学増幅型レジスト膜１６の組成に応じて、ポイズニング効果を有する膜（例えば、塩基性を示す有機物膜（アミン成分を含む有機膜等））を選定することができる。
【００２７】
図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法（即ち、露光方法）を説明する。まず、図５（ａ）に示すように、半導体基板３１上には、被エッチング膜３２が形成されている。更に、被エッチング膜３２は、当該被エッチング膜３２のエッチャントに対してエッチングストッパとなる膜（以下、ストッパ膜）３３によって覆われている。ストッパ膜３３は、選択比分以上の膜厚を有している。被エッチング膜３２は、ＬＳパターンを形成されるべき第１の領域Ｓ１と、第１の領域Ｓ１を囲む第２の領域Ｓ２とを覆うように形成されている。
【００２８】
この例では、半導体基板３１、被エッチング膜３２、及び、ストッパ膜３３は、それぞれ、シリコン基板、シリコン酸化膜、及び、ＳｉＮ膜であるものとして説明するが、本発明は、何等これに限定されるものではないことは云うまでもない。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、ストッパ膜３３上に、非化学増幅型レジスト膜３４が形成される。当該非化学増幅型レジスト膜３４のうち、被エッチング膜３２の第１の領域Ｓ１に対応する部分の非化学増幅型レジスト膜３４は除去されている。この結果、非化学増幅型レジスト膜３４は、被エッチング膜３２の第２の領域Ｓ２に対応したストッパ膜３３上にのみ残されている。
【００３０】
続いて、図５（ｃ）に示すように、第２の領域Ｓ２に残された非化学増幅型レジスト膜３４をマスクとして、非化学増幅型レジスト膜３４のエッチングに使用されるエッチャントとは異なるエッチャントを用いて、ストッパ膜３３がエッチングされる。ストッパ膜３３のエッチングにより、被エッチング膜３２の第１の領域Ｓ１が露出する。非化学増幅型レジスト膜３４のエッチング後、非化学増幅型レジスト膜３４は除去され、図４（ｃ）に示された状態が得られる。
【００３１】
非化学増幅型レジスト膜３４の除去後、図５（ｄ）に示すように、第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２上に化学増幅型レジスト膜３５が塗布される。続いて、被エッチング膜３２の第１及び第２の領域Ｓ１、Ｓ２に亘って、ＬＳパターンが形成されたレチクル３７が用意され、化学増幅型レジスト膜３５と対向するように位置付けられる。この状態で、ＬＳパターンが、化学増幅型レジスト膜３５上に第１及び第２の領域Ｓ１，Ｓ２に亘って露光される。ここでは、露光光としてＡｒＦ光を使用したが、他の露光光であっても良い。この結果、化学増幅型レジスト膜３５には、図５（ｄ）に破線で示すような潜像が形成される。
【００３２】
潜像が形成された化学増幅型レジスト膜３５を現像液によって溶解することによって、図５（ｅ）に示すようなＬＳパターンを有する化学増幅型レジスト膜３５’が得られる。図５（ｄ）では、第１の領域Ｓ１だけでなく、第２の領域Ｓ２にも、ＬＳパターンを有するレチクル３７が用いられているため、第２の領域Ｓ２上の化学増幅型レジスト膜３５’にも、ＬＳパターンが第１の領域Ｓ１と同様に形成されている。
【００３３】
図５（ｅ）に示すように、第１の領域Ｓ１の化学増幅型レジスト膜３５’のＬＳパターンは、被エッチング膜３２に達するまで、エッチングされており、他方、第２の領域Ｓ２のストッパ膜３３上に形成された化学増幅型レジスト膜３５’にもＬＳパターンが形成される。ストッパ膜３３上に形成された化学増幅型レジスト膜３５’に形成されたＬＳパターンにおけるエッチングは、ストッパ膜３３までで停止しており、被エッチング膜３２には達していない。
【００３４】
図示されたように、第２の領域Ｓ２上にもＬＳパターンを有する化学増幅型レジスト３５’では、第１の領域Ｓ１の終端部においても、ＬＳパターンの周期性が維持されていることが判明した。
【００３５】
図６（ａ）を参照すると、図５（ｅ）に示された領域Ｂが拡大して示されている。図６（ａ）に示されているように、ストッパ膜３２上の化学増幅型レジスト膜３５’にも、パターン３５ａが、第１の領域Ｓ１と同様に形成され、当該パターン３５ａは被エッチング膜３２に達していない。
【００３６】
この状態で、化学増幅型レジスト膜３５’をマスクとして被エッチング膜３２がエッチングされる。このエッチングに使用されるエッチャントとしては、化学増幅型レジスト膜３５をエッチングするエッチャントとは異なり、且つ、被エッチング膜３２のみをエッチングできるエッチャントが用いられる。即ち、被エッチング膜３２のエッチングの際、ストッパ膜３２はエッチングされないようなエッチャントが使用される。
【００３７】
被エッチング膜３２のエッチングによって、パターニングされた被エッチング膜３２’が得られる。この状態で、化学増幅型レジスト膜３５’が除去されると、図６（ｂ）に示すように、第１の領域Ｓ１における終端部に位置する被エッチング膜３２’のＬＳパターン３２ａまで、周期性を維持した状態で、ＬＳパターンが形成される。
【００３８】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００３９】
［付記１］
所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、
パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、
前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、
前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４０】
［付記２］
付記１において、前記レジスト全体に形成される前記パターンは、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）の繰り返しパターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４１】
［付記３］
付記１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記レジストに対してポイズニング効果を生じさせる膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４２】
［付記４］
付記３において、前記パターニング阻害性膜は、塩基性を示す物質を含み、他方、前記レジストは、酸性を示す物質を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４３】
［付記５］
付記４において、前記パターニング阻害性膜は、ＳｉＮ膜、塩基性化合物膜、ＳｉＣＮ膜の少なくとも一つによって形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４４】
［付記６］
付記４又は５において、前記レジストは、化学増幅型レジストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４５】
［付記７］
付記１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記被エッチング膜のエッチングに対してエッチングストッパとなる材料によって形成されたストッパ膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４６】
［付記８］
付記７において、前記エッチングストッパとなる材料によって形成された前記ストッパ膜上に、非化学増幅型レジストを塗布し、前記被エッチング膜をエッチングすることなく、前記非化学増幅型レジストを用いて、前記第２の領域に対応する前記ストッパ膜を残した状態で、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４７】
［付記９］
付記８において、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングした後、前記非化学増幅型レジストを除去し、化学増幅型レジストを前記レジストとして塗布して前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４８】
［付記１０］
レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４９】
［付記１１］
付記１０において、前記レジストは化学増幅型レジストであり、前記下地膜は塩基性を示す物質を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５０】
［付記１２］
付記１０又は１１において、前記下地膜は、エッチングされるべき被エッチング膜の前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周に沿って設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５１】
［付記１３］
付記１０〜１２のいずれか一項において、前記レジストは、前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周を超える領域に亘って、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５２】
［付記１４］
予め定められた領域に形成されたパターンと、前記予め定められた領域と隣接した領域に、当該パターンと同様なダミーパターンを有することを特徴とする露光用レチクル。
【００５３】
［付記１５］
付記１４において、前記パターン及びダミーパターンはライン・アンド・スペースの繰り返しパターンであることを特徴とする露光用レチクル。
【００５４】
［付記１６］
付記１４又は１５において、ＡｒＦ光で露光されることを特徴する露光用レチクル。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、シリコン基板及びシリコン酸化膜に限定されることなく、種々の半導体基板上に形成された種々の絶縁膜或いは金属膜をエッチングする場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１１、２１、３１ 半導体基板
１２、３２ 被エッチング膜
１５ パターニング阻害膜（ポイゾニング効果を有する膜）
１６ 化学増幅型レジスト膜
１７ レチクル
１７ａ ＬＳパターン
１８ａ 露光光
２２ シリコン酸化膜
２３ 化学増幅型レジスト膜
３３ パターニング阻害膜（ストッパ膜）
３４ 非化学増幅型レジスト膜
３５ 化学増幅型レジスト膜
３７ レチクル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の高集積化、微細化に対処するために、短波長の露光光を使用すること、フォトレジスト材料として、化学増幅型レジストを用いること等、種々のリソグラフィ技術が提案されている。具体的に例を上げて説明すると、特許文献１は、露光光として、２４８ｎｍの波長λのＫｒＦ等のエキシマレーザを使用して、化学増幅型レジストを露光する技術を開示している。また、特許文献１は、化学増幅型レジストを露光した場合、レジストポイゾニング（以下、単に、ポイゾニングと略称する）と呼ばれる化学増幅型レジストの解像不良が発生することを明らかにし、ポイゾニングによる影響を軽減する手法を提案している。即ち、特許文献１は、化学増幅型レジストを塗布する前に、基板の表面に弱酸化性ガス、或いは、有機系酸化性ガスを含むガスを供給することを提案している。
【０００３】
更に、特許文献２は、ポイゾニングを抑止して微細な配線構造を得ることができる半導体装置の製造方法を提案している。即ち、特許文献２は、層間絶縁膜内に形成されたビアホールに、埋め込み材として化学増幅型レジストを充填し、層間絶縁膜に吸蔵されていた塩基性物質を酸性物質の化学増幅型レジストによって中和することを開示している。特許文献２では、更に、中和後、レジストのパターニングを行うことによって、レジストポイズニングの影響を少なくすることが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１９７４２０号公報
【特許文献２】特開２００７−１３４５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体装置製造の際、ライン・アンド・スペース（以下、ＬＳと略称する）からなる繰り返しパターンが、シリコン酸化膜等の絶縁膜、或いは、タングステン等の金属膜の被エッチング膜の所定領域に形成される場合がある。例えば、１９３ｎｍの波長λを有するＡｒＦを露光光として使用し、微細なＬＳの繰り返しパターンを形成した場合、繰り返しパターンの終端部、即ち、パターンを形成するラインと直交方向の両端部に、露光不良の部分が発生し、繰り返しパターンの周期性が失われることが見出された。露光不良の部分の発生及び繰り返しパターン周期性の欠如は、微細加工を行える化学増幅型レジストを使用しても解消できなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法が得られる。
【０００７】
本発明の別の態様によれば、レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜（即ち、パターニング阻害膜）として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法が得られる。即ち、本発明は、レジストと膜とのポイズニング効果を積極的に利用したものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、化学増幅型レジスト等をマスクとしてエッチングされない領域上に、エッチング阻害膜を形成し、当該エッチング阻害膜上にも、繰り返しパターンを形成したレジストを配置し、露光することにより、所定領域内の繰り返しパターン終端部における露光不良をも改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）は、本発明の前提となる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【図２】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を説明する断面図である。（ｂ）は図２（ａ）に示された工程をより具体的に説明するための斜視図である。（ｃ）は図２（ａ）及び（ｂ）に示された工程の後に行われる工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）は図２（ｃ）の工程を具体的に説明するための斜視図である。（ｂ）は図３（ａ）の工程後に行われる工程を説明する断面図である。
【図４】（ａ）は図３（ｂ）の一部を拡大して示す断面図である。（ｂ）は図４（ａ）の後に行われる工程を説明する断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に説明する断面図である。
【図６】（ａ）は図５（ｅ）の一部を拡大して示す断面図である。（ｂ）は図６（ａ）の後に行われる工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（ａ）〜（d）を参照すると、本発明の前提となる半導体装置の製造方法、即ち、露光方法が、本発明の理解を容易にするために示されている。まず、図１（ａ）に示すように、半導体基板２１上に、絶縁膜（即ち、被エッチング膜）２２及びレジスト２３が形成される。この状態で、半導体基板２上の絶縁膜２２に、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）パターンが形成されるものとする。以下では、ＬＳパターンが形成される領域及びＬＳパターンが形成されない領域をそれぞれ第１の領域及び第２の領域と呼ぶものとする。図示された例では、絶縁膜２２の第１の領域上に形成されたレジスト２３には、露光によって潜像が形成される露光領域が形成され、第１の領域を除く第２の領域上のレジスト２３には、露光されない非露光領域が形成される。図示されているように、レジスト２２は、被エッチング膜である絶縁膜２２及び半導体基板２１における第１の領域だけでなく、第２の領域をも覆うように設けられている。
【００１１】
尚、この例では、半導体基板２１、絶縁膜２２、及び、レジスト２３として、それぞれ、シリコン基板、シリコン酸化膜、及びポジ型の化学増幅型レジストを用いた例を説明するが、本発明は何等これに限定されないことは云うまでもない。
【００１２】
次に、図１（ｂ）に示すように、ＬＳパターンを形成したレチクル２４を用意し、化学増幅型レジスト膜２３上に潜像を形成する。図示されたレチクル２４は、露光光として１９３ｎｍの波長λを有するＡｒＦ光を用いて、化学増幅型レジスト膜２３に潜像を形成する場合について説明するが、他の波長λの露光光（例えば、ＫｒＦ光等）を用いても良い。
【００１３】
ＬＳパターンが形成されるべき第１の領域Ｓ１に対応したレチクル２４の領域には、Ｃｒ膜が間隔をおいて被着形成されたライン・アンド・スペース（ＬＳ）パターン２６がパターニングされており、ＬＳパターンが形成されない第２の領域Ｓ２に対応したレチクル２４の領域は、遮光膜２７によって覆われている。図示されているように、レチクル２４のＳ２に対応する領域には、ＬＳパターンが形成されていない。
【００１４】
図示されたレチクル２４を化学増幅型レジスト等のレジスト２３を対向させた状態で、ＡｒＦ光を照射して等倍露光すると、レジスト２３の露光領域である第１の領域Ｓ１には、レチクル２４のＬＳパターンの潜像が形成され、他方、第２の領域Ｓ２には、遮光膜２７によってＡｒＦ光が遮光されるため、潜像は形成されない。
【００１５】
図１（ｂ）において、レジスト２３の露光後、露光領域を現像液により溶解すると、図１（ｃ）に示すように、レジスト２３上の第１の領域Ｓ１には、レチクル２４のＬＳパターンに対応したレジストパターン２３’が絶縁膜２２上に残され、第２の領域Ｓ２には、レジスト２３がそのまま残っている。
【００１６】
図１（ｄ）を参照すると、レジストパターン２３’の形成後における光学強度の測定結果が示されている。図１（ｄ）からも明らかな通り、第１の領域Ｓ１の中央領域におけるレジストパターン２３’からの光学強度は高く、非露光領域の第２の領域Ｓ２に近くなるに従って、レジストパターン２３’からの光学強度は弱くなっている。このため、露光領域の終端部では、露光不良が発生する。露光不良の結果、ＬＳパターンの周期性は、露光領域（即ち、第１の領域Ｓ１）の終端部において乱れることが見出された。ＬＳパターンの周期性の乱れは、露光光の波長λが短くなるに従って大きくなると共に、ＬＳパターンの間隔が小さくなるにしたがって大きくなることも観測された。
【００１７】
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法、即ち、露光方法を概略的に説明する。図２（ａ）及び（ｂ）には、半導体基板１１上に、エッチングされるべき被エッチング膜として、絶縁膜１２が、半導体基板１１の所定領域（第１の領域）Ｓ１及び所定領域を囲む周辺領域（第２の領域）Ｓ２の全面に亘って形成されている。図示された例では、第２の領域Ｓ２上に、例えば、化学増幅型レジストに対してポイゾニング効果を示す膜、例えば、塩基性化合物（アミン成分）を含む膜やＳｉＣＮ膜が、エッチング阻害膜１５として形成されている。図示されたエッチング阻害膜１５は、例えば、絶縁膜１２の第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２上に、上記ポイズニング効果を示す膜を形成した後、第１の領域Ｓ１上の当該膜を除去することによって、第２の領域Ｓ２上にのみ、エッチング阻害膜１５を残すことによって形成される。この場合、エッチング阻害膜１５は、エッチング選択比分以上の厚さを有していることが望ましい。
【００１８】
次に、図２（ｃ）を参照すると、絶縁膜１２及びエッチング阻害膜１５上に、エッチング阻害膜１５に対してポイズニング効果を示す化学増幅型レジスト膜１６が形成されている。この結果、図２（ｃ）の状態では、第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２は、化学増幅型レジスト膜１６によって覆われることになる。
【００１９】
一方、被エッチング膜である絶縁膜１２の第１の領域Ｓ１に、ＬＳパターンを形成するレチクル１７が用意され、図２（ｃ）に示すように、化学増幅型レジスト膜１６と対向するように配置されている。当該レチクル１７には、第１の領域Ｓ１に対応した領域にＬＳパターンを備えるだけでなく、第２の領域Ｓ２に対応した領域にもＬＳパターン１７ａが形成されている。
【００２０】
当該レチクル１７をエッチング阻害膜１５と対向させた状態で、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、露光光１８ａとしてＡｒＦ光を用いて、化学増幅型レジスト膜１６を等倍露光する。この露光によって、化学増幅型レジスト膜１６の第１の領域Ｓ１には、レチクル１７に形成されたＬＳパターンの潜像が生成される。この場合、化学増幅型レジスト膜１６の第２の領域Ｓ２にも潜像が形成されるが、第２の領域Ｓ２上の潜像は化学増幅型レジスト膜１６の上部に限定的に形成されるだけである。これは、塩基性化合物を含むエッチング阻害膜１５のポイズニング効果によって、化学増幅型レジスト膜１６の酸が失活し、中和されるためである。
【００２１】
露光後、現像液により、露光部分を除去すると、図3（ｂ）に示すように、化学増幅型レジスト１６の第１の領域Ｓ１に対応する領域上には、レチクル１７のＬＳパターンが転写される。一方、化学増幅型レジスト膜１６の第２の領域Ｓ２の対応する領域上に、露光によって形成された化学増幅型レジスト膜１６上の潜像が現像液によって殆ど溶解されずに残っている。したがって、化学増幅型レジスト１６は、第２の領域Ｓ２に対応した領域には、パターンが形成されない部分１９を有している。
【００２２】
図４（ａ）を参照すると、図３（ｂ）の部分Ａが拡大して示されている。図示されているように、エッチング阻害膜１５上には、ＬＳパターンが形成されていないが、エッチング阻害膜１５に隣接した化学増幅型レジスト１６には、ＬＳパターンが、終端部までＬＳパターンの繰り返し周期を維持した状態で形成されている。この結果、化学増幅型レジスト膜１６のＬＳパターンの終端部には、露光不良によるパターン周期の乱れは発生していない。即ち、化学増幅型レジスト１６は、第１の領域Ｓ１の終端部、即ち、ＬＳパターンを形成するラインと交叉する方向における第１の領域Ｓ１の終端部まで、露光不良なくパターニングされている。
【００２３】
図４（ｂ）を参照すると、図４（ａ）に示されたパターン周期乱れのない化学増幅型レジスト膜１６をマスクとして、絶縁膜１２をエッチングした例が示されている。図４（ｂ）に示されているように、レチクル１７のＬＳパターンが絶縁膜１２に絶縁膜ＬＳパターン１２’として転写され、当該絶縁膜ＬＳパターン１２’は、第1の領域Ｓ１の終端部１２ａにおいても周期の乱れなく転写される。これは、エッチング阻害膜１５によって、絶縁膜１２における第１の領域Ｓ１の終端部が、第２の終端部Ｓ２まで実質的に拡大されたためである。
【００２４】
第２の領域Ｓ２上に残されたエッチング阻害膜１５は、最終的に除去されても良いし、層間絶縁膜の一部として利用されても良い。
【００２５】
上に述べた実施形態では、被エッチング膜である絶縁膜１２として、シリコン酸化膜を例として上げたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜等にも適用できる。更に、本発明に係る被エッチング膜１２は絶縁膜に限定されることなく、タングステン等の金属膜であっても良い。
【００２６】
また、化学増幅型レジスト膜１６に対してポイズニング効果を有するエッチング阻害膜１５として、ＳｉＣＮを上げたが、本発明は何等これに限定されることなく、化学増幅型レジスト膜１６の組成に応じて、ポイズニング効果を有する膜（例えば、塩基性を示す有機物膜（アミン成分を含む有機膜等））を選定することができる。
【００２７】
図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の製造方法（即ち、露光方法）を説明する。まず、図５（ａ）に示すように、半導体基板３１上には、被エッチング膜３２が形成されている。更に、被エッチング膜３２は、当該被エッチング膜３２のエッチャントに対してエッチングストッパとなる膜（以下、ストッパ膜）３３によって覆われている。ストッパ膜３３は、選択比分以上の膜厚を有している。被エッチング膜３２は、ＬＳパターンを形成されるべき第１の領域Ｓ１と、第１の領域Ｓ１を囲む第２の領域Ｓ２とを覆うように形成されている。
【００２８】
この例では、半導体基板３１、被エッチング膜３２、及び、ストッパ膜３３は、それぞれ、シリコン基板、シリコン酸化膜、及び、ＳｉＮ膜であるものとして説明するが、本発明は、何等これに限定されるものではないことは云うまでもない。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、ストッパ膜３３上に、非化学増幅型レジスト膜３４が形成される。当該非化学増幅型レジスト膜３４のうち、被エッチング膜３２の第１の領域Ｓ１に対応する部分の非化学増幅型レジスト膜３４は除去されている。この結果、非化学増幅型レジスト膜３４は、被エッチング膜３２の第２の領域Ｓ２に対応したストッパ膜３３上にのみ残されている。
【００３０】
続いて、図５（ｃ）に示すように、第２の領域Ｓ２に残された非化学増幅型レジスト膜３４をマスクとして、非化学増幅型レジスト膜３４のエッチングに使用されるエッチャントとは異なるエッチャントを用いて、ストッパ膜３３がエッチングされる。ストッパ膜３３のエッチングにより、被エッチング膜３２の第１の領域Ｓ１が露出する。非化学増幅型レジスト膜３４のエッチング後、非化学増幅型レジスト膜３４は除去され、図４（ｃ）に示された状態が得られる。
【００３１】
非化学増幅型レジスト膜３４の除去後、図５（ｄ）に示すように、第１及び第２の領域Ｓ１及びＳ２上に化学増幅型レジスト膜３５が塗布される。続いて、被エッチング膜３２の第１及び第２の領域Ｓ１、Ｓ２に亘って、ＬＳパターンが形成されたレチクル３７が用意され、化学増幅型レジスト膜３５と対向するように位置付けられる。この状態で、ＬＳパターンが、化学増幅型レジスト膜３５上に第１及び第２の領域Ｓ１，Ｓ２に亘って露光される。ここでは、露光光としてＡｒＦ光を使用したが、他の露光光であっても良い。この結果、化学増幅型レジスト膜３５には、図５（ｄ）に破線で示すような潜像が形成される。
【００３２】
潜像が形成された化学増幅型レジスト膜３５を現像液によって溶解することによって、図５（ｅ）に示すようなＬＳパターンを有する化学増幅型レジスト膜３５’が得られる。図５（ｄ）では、第１の領域Ｓ１だけでなく、第２の領域Ｓ２にも、ＬＳパターンを有するレチクル３７が用いられているため、第２の領域Ｓ２上の化学増幅型レジスト膜３５’にも、ＬＳパターンが第１の領域Ｓ１と同様に形成されている。
【００３３】
図５（ｅ）に示すように、第１の領域Ｓ１の化学増幅型レジスト膜３５’のＬＳパターンは、被エッチング膜３２に達するまで、エッチングされており、他方、第２の領域Ｓ２のストッパ膜３３上に形成された化学増幅型レジスト膜３５’にもＬＳパターンが形成される。ストッパ膜３３上に形成された化学増幅型レジスト膜３５’に形成されたＬＳパターンにおけるエッチングは、ストッパ膜３３までで停止しており、被エッチング膜３２には達していない。
【００３４】
図示されたように、第２の領域Ｓ２上にもＬＳパターンを有する化学増幅型レジスト３５’では、第１の領域Ｓ１の終端部においても、ＬＳパターンの周期性が維持されていることが判明した。
【００３５】
図６（ａ）を参照すると、図５（ｅ）に示された領域Ｂが拡大して示されている。図６（ａ）に示されているように、ストッパ膜３２上の化学増幅型レジスト膜３５’にも、パターン３５ａが、第１の領域Ｓ１と同様に形成され、当該パターン３５ａは被エッチング膜３２に達していない。
【００３６】
この状態で、化学増幅型レジスト膜３５’をマスクとして被エッチング膜３２がエッチングされる。このエッチングに使用されるエッチャントとしては、化学増幅型レジスト膜３５をエッチングするエッチャントとは異なり、且つ、被エッチング膜３２のみをエッチングできるエッチャントが用いられる。即ち、被エッチング膜３２のエッチングの際、ストッパ膜３２はエッチングされないようなエッチャントが使用される。
【００３７】
被エッチング膜３２のエッチングによって、パターニングされた被エッチング膜３２’が得られる。この状態で、化学増幅型レジスト膜３５’が除去されると、図６（ｂ）に示すように、第１の領域Ｓ１における終端部に位置する被エッチング膜３２’のＬＳパターン３２ａまで、周期性を維持した状態で、ＬＳパターンが形成される。
【００３８】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００３９】
［付記１］
所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、
パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、
前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、
前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４０】
［付記２］
付記１において、前記レジスト全体に形成される前記パターンは、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）の繰り返しパターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４１】
［付記３］
付記１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記レジストに対してポイズニング効果を生じさせる膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４２】
［付記４］
付記３において、前記パターニング阻害性膜は、塩基性を示す物質を含み、他方、前記レジストは、酸性を示す物質を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４３】
［付記５］
付記４において、前記パターニング阻害性膜は、ＳｉＮ膜、塩基性化合物膜、ＳｉＣＮ膜の少なくとも一つによって形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４４】
［付記６］
付記４又は５において、前記レジストは、化学増幅型レジストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４５】
［付記７］
付記１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記被エッチング膜のエッチングに対してエッチングストッパとなる材料によって形成されたストッパ膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４６】
［付記８］
付記７において、前記エッチングストッパとなる材料によって形成された前記ストッパ膜上に、非化学増幅型レジストを塗布し、前記被エッチング膜をエッチングすることなく、前記非化学増幅型レジストを用いて、前記第２の領域に対応する前記ストッパ膜を残した状態で、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４７】
［付記９］
付記８において、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングした後、前記非化学増幅型レジストを除去し、化学増幅型レジストを前記レジストとして塗布して前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４８】
［付記１０］
レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００４９】
［付記１１］
付記１０において、前記レジストは化学増幅型レジストであり、前記下地膜は塩基性を示す物質を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５０】
［付記１２］
付記１０又は１１において、前記下地膜は、エッチングされるべき被エッチング膜の前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周に沿って設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５１】
［付記１３］
付記１０〜１２のいずれか一項において、前記レジストは、前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周を超える領域に亘って、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【００５２】
［付記１４］
予め定められた領域に形成されたパターンと、前記予め定められた領域と隣接した領域に、当該パターンと同様なダミーパターンを有することを特徴とする露光用レチクル。
【００５３】
［付記１５］
付記１４において、前記パターン及びダミーパターンはライン・アンド・スペースの繰り返しパターンであることを特徴とする露光用レチクル。
【００５４】
［付記１６］
付記１４又は１５において、ＡｒＦ光で露光されることを特徴する露光用レチクル。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、シリコン基板及びシリコン酸化膜に限定されることなく、種々の半導体基板上に形成された種々の絶縁膜或いは金属膜をエッチングする場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１１、２１、３１ 半導体基板
１２、３２ 被エッチング膜
１５ パターニング阻害膜（ポイゾニング効果を有する膜）
１６ 化学増幅型レジスト膜
１７ レチクル
１７ａ ＬＳパターン
１８ａ 露光光
２２ シリコン酸化膜
２３ 化学増幅型レジスト膜
３３ パターニング阻害膜（ストッパ膜）
３４ 非化学増幅型レジスト膜
３５ 化学増幅型レジスト膜
３７ レチクル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、
パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、
前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、
前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記レジスト全体に形成される前記パターンは、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）の繰り返しパターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記レジストに対してポイズニング効果を生じさせる膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、前記パターニング阻害性膜は、塩基性を示す物質を含み、他方、前記レジストは、酸性を示す物質を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記パターニング阻害性膜は、ＳｉＮ膜、塩基性化合物膜、ＳｉＣＮ膜の少なくとも一つによって形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記レジストは、化学増幅型レジストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記被エッチング膜のエッチングに対してエッチングストッパとなる材料によって形成されたストッパ膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、前記エッチングストッパとなる材料によって形成された前記ストッパ膜上に、非化学増幅型レジストを塗布し、前記被エッチング膜をエッチングすることなく、前記非化学増幅型レジストを用いて、前記第２の領域に対応する前記ストッパ膜を残した状態で、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングした後、前記非化学増幅型レジストを除去し、化学増幅型レジストを前記レジストとして塗布して前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記レジストは化学増幅型レジストであり、前記下地膜は塩基性を示す物質を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、前記下地膜は、エッチングされるべき被エッチング膜の前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周に沿って設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項において、前記レジストは、前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周を超える領域に亘って、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
予め定められた領域に形成されたパターンと、前記予め定められた領域と隣接した領域に、当該パターンと同様なダミーパターンを有することを特徴とする露光用レチクル。
【請求項１５】
請求項１４において、前記パターン及びダミーパターンはライン・アンド・スペースの繰り返しパターンであることを特徴とする露光用レチクル。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、ＡｒＦ光で露光されることを特徴する露光用レチクル。
【請求項１】
所定パターンを形成すべき第１の領域と、当該第１の領域の外周に沿って設けられた第２の領域とを覆うように、エッチングされるべき被エッチング膜を形成し、
パターニング阻害性膜を前記第２の領域上に形成すると共に、
前記第１及び第２の領域上の前記被エッチング膜及び前記パターニング阻害性を備えた膜上にレジストを塗布し、
前記第１の領域及び第２の領域上のレジスト全体に亘って、パターンを形成し、前記第１の領域上に、前記所定パターンを残すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、前記レジスト全体に形成される前記パターンは、ライン・アンド・スペース（ＬＳ）の繰り返しパターンであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記レジストに対してポイズニング効果を生じさせる膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、前記パターニング阻害性膜は、塩基性を示す物質を含み、他方、前記レジストは、酸性を示す物質を含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、前記パターニング阻害性膜は、ＳｉＮ膜、塩基性化合物膜、ＳｉＣＮ膜の少なくとも一つによって形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５において、前記レジストは、化学増幅型レジストであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】
請求項１又は２において、前記パターニング阻害性膜は、前記被エッチング膜のエッチングに対してエッチングストッパとなる材料によって形成されたストッパ膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、前記エッチングストッパとなる材料によって形成された前記ストッパ膜上に、非化学増幅型レジストを塗布し、前記被エッチング膜をエッチングすることなく、前記非化学増幅型レジストを用いて、前記第２の領域に対応する前記ストッパ膜を残した状態で、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、前記第１の領域に対応する前記ストッパ膜だけをエッチングした後、前記非化学増幅型レジストを除去し、化学増幅型レジストを前記レジストとして塗布して前記パターンを形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
レジストに対してポイズニング効果を持つ膜を前記レジストの下地膜として形成しておき、前記レジストと前記下地膜との前記ポイズニング効果を利用して、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の終端部における繰返し周期の乱れを無くすことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０において、前記レジストは化学増幅型レジストであり、前記下地膜は塩基性を示す物質を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、前記下地膜は、エッチングされるべき被エッチング膜の前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周に沿って設けられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項において、前記レジストは、前記ライン・アンド・スペースの繰り返しパターン形成領域の外周を超える領域に亘って、ライン・アンド・スペースの繰り返しパターンが形成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
予め定められた領域に形成されたパターンと、前記予め定められた領域と隣接した領域に、当該パターンと同様なダミーパターンを有することを特徴とする露光用レチクル。
【請求項１５】
請求項１４において、前記パターン及びダミーパターンはライン・アンド・スペースの繰り返しパターンであることを特徴とする露光用レチクル。
【請求項１６】
請求項１４又は１５において、ＡｒＦ光で露光されることを特徴する露光用レチクル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−９３４５８（Ｐ２０１３−９３４５８Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３５０４８（Ｐ２０１１−２３５０４８）
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２６日（２０１１．１０．２６）
【出願人】（５００１７４２４７）エルピーダメモリ株式会社 (2,599)
【Ｆターム（参考）】
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