專利名稱：半導體器件的制造方法及半導體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有超過了光刻技術(shù)極限的超精細圖形的半導體器件的制造方法及利用該制造方法制造的半導體器件。
迄今，作為比利用曝光進行的光刻技術(shù)更精細圖形的形成方法，有本發(fā)明者們原先提出的申請即特開平10-73927號專利公報中公開的方法。在該方法中，如

圖10中的步驟11所示，在半導體襯底1上形成能生成酸的第一抗蝕劑圖形，其次將由于酸而引起交聯(lián)反應(yīng)的第二抗蝕劑涂敷在含有孔4的圖形3上，然后如步驟12所示，通過加熱處理和溶解，在第一抗蝕劑圖形3的側(cè)壁上形成交聯(lián)膜(有機框)7，將孔8的內(nèi)徑或線路圖形的分離寬度縮小。
在這樣的方法中，通過調(diào)節(jié)第一抗蝕劑和第二抗蝕劑的加熱處理(混和烘焙)的溫度或時間、或第二抗蝕劑的材料成分，能控制交聯(lián)膜(有機框)7的厚度，但在孔內(nèi)徑或線路圖形的分離寬度非常小的情況下，如步驟13所示，有時第二抗蝕劑的殘渣10等留在孔8等中，會妨礙形成良好的圖形。
另外，在進一步縮小孔徑、使孔徑在0.1μm□以下(每邊為0.1μm的四邊形)時，在第二抗蝕劑的沖洗工序中，存在這樣的問題在清洗·干燥時殘渣留在孔內(nèi)或留在孔內(nèi)的半導體襯底1的界面上而成為刻蝕時的缺陷。
本發(fā)明就是要解決這樣的課題，提供一種能極其精細地形成抗蝕劑上的孔圖形的直徑或線路圖形的分離寬度等的半導體器件的制造方法、以及利用該方法制造的半導體器件。
另外，這樣的精細圖形除了用于LSI半導體器件之外，還適用于液晶顯示面板等的制造。
本發(fā)明第一方面的半導體器件的制造方法的特征在于包括以下工序在半導體襯底上形成能生成酸的第一抗蝕劑構(gòu)成的第一抗蝕劑圖形的工序；在上述第一抗蝕劑圖形上形成由于存在酸而引起交聯(lián)反應(yīng)的第二抗蝕劑膜的工序；通過來自上述第一抗蝕劑圖形的酸的供給，在上述第二抗蝕劑膜與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分形成交聯(lián)膜的處理工序；剝離上述第二抗蝕劑膜的非交聯(lián)部分，在上述第一抗蝕劑圖形上形成被覆了上述交聯(lián)膜的第二抗蝕劑圖形的工序；通過加熱處理，使上述交聯(lián)膜回流，縮小上述第二抗蝕劑圖形相互之間的間隔的工序；以及將使上述交聯(lián)膜回流的上述第二抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底的工序。
另外，本發(fā)明第二方面的半導體器件的制造方法的特征在于在上述加熱處理工序和上述刻蝕工序之間包括這樣的工序利用純水或純水和有機溶劑的混合溶劑，清洗被覆了上述交聯(lián)膜的上述第二抗蝕劑圖形，將不與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分上的殘渣除去。
另外，本發(fā)明第三方面的半導體器件的制造方法的特征在于在120℃～126℃的溫度和50秒～150秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
另外，本發(fā)明第四方面的半導體器件的制造方法的特征在于在123℃～125℃的溫度和50秒～100秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
另外，本發(fā)明第五方面的半導體器件的制造方法的特征在于通過上述加熱處理使上述交聯(lián)膜回流，將被覆了上述交聯(lián)膜的上述第一抗蝕劑圖形相互之間的間隔縮小到0.1μm以下。
另外，本發(fā)明第六方面的半導體器件的制造方法的特征在于包括以下工序在半導體襯底上形成能生成酸的第一抗蝕劑構(gòu)成的第一抗蝕劑圖形的工序；在上述第一抗蝕劑圖形上形成由于存在酸而引起交聯(lián)反應(yīng)的第二抗蝕劑膜的工序；通過來自上述第一抗蝕劑圖形的酸的供給，在上述第二抗蝕劑膜與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分形成交聯(lián)膜的處理工序；剝離上述第二抗蝕劑膜的非交聯(lián)部分，在上述第一抗蝕劑圖形上形成被覆了上述交聯(lián)膜的第二抗蝕劑圖形的工序；通過加熱處理，使上述交聯(lián)膜不溶于純水或純水和有機溶劑的混合溶劑中的工序；利用純水或純水和有機溶劑的混合溶劑，清洗上述第二抗蝕劑圖形，將不與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分上的殘渣除去的工序；以及將除去了上述殘渣的上述第二抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底的工序。
另外，本發(fā)明第七方面的半導體器件的制造方法的特征在于在115℃～140℃的溫度和50秒～150秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
另外，本發(fā)明第八方面的半導體器件的制造方法的特征在于上述第一抗蝕劑采用以酚醛清漆樹脂和疊氮萘醌系列感光劑的混合物為主要成分的抗蝕劑。
另外，本發(fā)明第九方面的半導體器件的制造方法的特征在于上述第一抗蝕劑采用具有產(chǎn)生酸的機理的化學放大型抗蝕劑。
另外，本發(fā)明第十方面的半導體器件的制造方法的特征在于上述第二抗蝕劑采用以一種水溶性樹脂、或兩種以上的上述水溶性樹脂的混合物、或由兩種以上的上述水溶性樹脂構(gòu)成的共聚物為主要成分、由于存在酸而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的形成精細圖形的材料。
另外，本發(fā)明第十一方面的半導體器件的制造方法的特征在于作為上述第二抗蝕劑，使用以一種水溶性交聯(lián)劑或兩種以上的上述水溶性交聯(lián)劑的混合物為主要成分、由于存在酸而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的形成精細圖形的材料。
另外，本發(fā)明第十二方面的半導體器件的特征在于它是采用上述任意一方面所述的半導體器件的制造方法制造的。
圖1是表示本發(fā)明實施例1的半導體器件的制造方法的流程圖。
圖2是表示以工序順序示出該實施例1的半導體器件的制造方法的剖面圖。
圖3是說明該實施例1中的加熱處理用的圖，是表示加熱溫度和孔徑縮小之間的關(guān)系曲線圖。
圖4是說明該實施例1中的加熱處理用的圖，是表示加熱溫度和孔徑縮小之間的關(guān)系曲線圖。
圖5是為了進行比較而示出的通常的熱板裝置的剖面示意圖。
圖6是適合于該實施例1使用的改良型熱板裝置的剖面示意圖。
圖7是表示通常的熱板裝置和改良型熱板裝置中的晶片表面內(nèi)尺寸均勻性的圖。
圖8是表示采用該實施例1的制造方法制造的半導體器件的結(jié)構(gòu)之一例的剖面圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施例2的半導體器件的制造方法的流程圖。
圖10是表示按照工序示出現(xiàn)有的半導體器件的制造方法的剖面圖。
實施例1參照圖1～圖8說明本發(fā)明的實施例1。
首先，圖1是表示本發(fā)明的實施例1的半導體器件的制造方法的流程圖。圖2是表示按照工序示出該實施例1的半導體器件的制造方法的剖面圖。先按照工序說明制造方法。
首先，如圖1及圖2中的步驟1所示，將通過適當?shù)募訜崽幚碓趦?nèi)部具有產(chǎn)生酸的機理的第一抗蝕劑2涂敷在半導體襯底1上，其厚度例如為0.7～1.0μm。作為具體例，用化學放大型抗蝕劑(例如，東京應(yīng)化制TDUR-PO15PM)，使其涂敷厚度達7350埃。
其次，為了形成第一抗蝕劑圖形3，使用規(guī)定的掩模，用與第一抗蝕劑2的敏感波長對應(yīng)的光源進行投影曝光。例如，用KrF激態(tài)步進曝光機進行曝光。
其次，用TMAH(氫氧化甲基胺)等的約0.05～3.0wt％的堿性水溶液進行顯影。
于是，形成具有0.23μm□的孔4的第一抗蝕劑圖形3。
以上，不同之處在于使用產(chǎn)生酸的第一抗蝕劑2，作為工藝來說，與一般的采用抗蝕劑工藝形成抗蝕劑圖形是一樣的。
其次，如圖1及圖2中的步驟2所示，在第一抗蝕劑圖形上涂敷被溶解于溶劑中的第二抗蝕劑5，上述溶劑以由于存在酸而進行交聯(lián)的交聯(lián)性材料為主要成分，且在其中不溶解第一抗蝕劑2。
作為具體例，將聚乙烯縮醛樹脂水溶液等第二抗蝕劑5涂敷在第一抗蝕劑圖形3上，使其厚度為3500埃左右。
其次，涂敷了第二抗蝕劑5之后，根據(jù)需要，對其進行預烘(例如，85℃，60秒左右)，形成第二抗蝕劑5的膜6。
其次，如圖1及圖2中的步驟3所示，對在半導體襯底1上形成的第一抗蝕劑圖形3、以及在它上面形成的第二抗蝕劑5的膜6進行加熱處理(混和烘焙，根據(jù)以下需要，簡稱為MB)，促進從第一抗蝕劑圖形3酸的擴散，供給到第二抗蝕劑5的膜6中，在第二抗蝕劑5的膜6和第一抗蝕劑圖形3的界面處發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)。
這時混和烘焙的溫度/時間例如為85℃～150℃/60～120秒，所使用的抗蝕劑的種類可以根據(jù)所需要的反應(yīng)層的厚度按最佳條件設(shè)定。作為具體例，可進行113℃/70秒的加熱處理(混和烘焙)。
通過該混和烘焙，在第二抗蝕劑5的膜6中形成引起交聯(lián)反應(yīng)的交聯(lián)膜7(交聯(lián)反應(yīng)層、有機框)，以便被覆第一抗蝕劑圖形3。
其次，如圖1及圖2中的步驟4所示，用水或TMAH等的堿性水溶液構(gòu)成的顯影液，使未交聯(lián)的第二抗蝕劑5的部分顯影并剝離，形成將交聯(lián)膜7被覆在第一抗蝕劑圖形3的表面上的第二抗蝕劑圖形8。
作為具體例，用10％的異丙醇的水溶液等，使第二抗蝕劑5的未交聯(lián)部分溶解、剝離。
通過以上的處理，能獲得第二抗蝕劑圖形8，該第二抗蝕劑圖形8使孔圖形的孔徑或線路圖形的分離寬度縮小，或者使單獨留下的圖形的面積擴大。
例如，使孔徑為0.23μm□的孔4縮小到孔徑為0.13μm□的孔8’。
其次，如圖1及圖2中的步驟5所示，進行加熱處理(熱風烘焙以下簡稱適當?shù)腡FB)，使附著在第一抗蝕劑圖形3的界面上形成的交聯(lián)膜7進行熱回流，使第二抗蝕劑圖形8變形為第二抗蝕劑圖形9，使孔徑縮小，從孔8’變?yōu)榭?’。
通過改變TFB的加熱溫度及加熱時間，能調(diào)整孔徑的縮小程度。由此能將孔徑縮小到0.1μm以下。
圖3及圖4是用實驗數(shù)據(jù)畫成的表示加熱溫度及加熱時間和孔徑的縮小程度之間的關(guān)系的曲線。
圖3表示加熱時間一定(例如70秒)時，以加熱溫度為橫軸，以孔徑為縱軸的孔的縮小狀態(tài)。如圖3所示，在120℃以上時，孔的縮小變得顯著。
另外，圖4表示將加熱溫度作為參量(具體地說，100℃、112℃、124℃)，以加熱時間為橫軸，以孔徑為縱軸，示出了孔的縮小狀態(tài)。由圖4可見，加熱溫度為124℃時，孔徑大致與加熱時間成比例地縮小。
由該實驗可知，在120℃～126℃的溫度范圍內(nèi)，持續(xù)50秒～150秒的時間進行TFB，能縮小孔徑。另外，還能知道在123℃～125℃的溫度范圍內(nèi)，持續(xù)50秒～100秒的時間進行TFB，效果更好。
這樣，由TFB導致的孔徑或線路間隔的縮小量可以通過TFB溫度及TFB時間進行調(diào)整，但考慮到批量處理能力，作為具體例，將TFB時間固定在70秒，對應(yīng)于該烘焙時間，將TFB溫度確定為124℃，以便使孔徑為0.10μm，這樣處理是有效的。
如上所述，通過該交聯(lián)膜7的熱回流，除了由于形成交聯(lián)膜而導致孔徑縮小以外，還能進一步縮小孔徑。特別是能形成只通過形成交聯(lián)膜來縮小孔徑時由于孔內(nèi)的抗蝕劑殘渣等而難以形成圖形的程度的微小的孔。
另外，適宜的TFB溫度及TFB時間隨著第一抗蝕劑或第二抗蝕劑材料的不同而變，可以適當?shù)剡x擇。
其次，說明該實施例1中使用的第一抗蝕劑2及第二抗蝕劑5的材料。
首先，第一抗蝕劑材料只要是通過適當?shù)臒崽幚碓诳刮g劑內(nèi)部產(chǎn)生酸性成分的抗蝕劑即可，另外，正型或負型抗蝕劑都可以。
例如，作為第一抗蝕劑可以舉出由酚醛清漆樹脂、疊氮萘醌系列感光劑構(gòu)成的正型抗蝕劑等。
另外，作為第一抗蝕劑還可以使用利用發(fā)生酸的機理的化學放大型抗蝕劑，也可以是其他材料，只要是利用形成含有酸的圖形的反應(yīng)系列的抗蝕劑即可。
其次，作為第二抗蝕劑，可以使用單獨的交聯(lián)性的水溶性樹脂、或它們的兩種以上的混合物或共聚物。
作為第二抗蝕劑中使用的水溶性樹脂組成物的具體例，可以有效地使用聚丙烯酸、聚乙烯醇縮醛、聚乙烯醇吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙烯亞胺、聚苯乙烯環(huán)氧、苯乙烯馬來酸共聚體、聚乙烯胺樹脂、多芳基胺、含惡唑啉基水溶性樹脂、水溶性蜜胺樹脂、水溶性脲樹脂、醇酸樹脂、磺胺樹脂、等等。
另外，作為第二抗蝕劑可以使用單獨的水溶性交聯(lián)劑、或它們的兩種以上的混合物。還可以使用這些水溶性樹脂和水溶性交聯(lián)劑的混合物。
作為能用于第二抗蝕劑的水溶性交聯(lián)劑，具體地說可以使用脲、烷氧基亞甲基脲、N-烷氧基亞甲基脲、次乙基脲、次乙基脲羧酸等脲系交聯(lián)劑、蜜胺、烷氧基亞甲基蜜胺等蜜胺系交聯(lián)劑、苯并胍胺(苯并三聚氰二胺，benzoguanamine)、甘脲等氨基系交聯(lián)劑等。
另外，作為第二抗蝕劑還可以將上述單獨的水溶性交聯(lián)劑或其混合物與上述單獨的水溶性樹脂或其混合物互相混合使用，也同樣有效。
例如，具體地說，作為水溶性樹脂組成物可以使用聚乙烯醇縮醛樹脂，作為水溶性交聯(lián)劑可以使用甲氧基羥甲基蜜胺(methoxymethylolmelamine)、或與次乙基脲等混合使用。
在以上的說明中，關(guān)于圖1及圖2所示的制造工序的步驟1～步驟4、以及關(guān)于第一抗蝕劑及第二抗蝕劑的材料都給出了具有代表性的事例?？墒?，該實施例不受這里說明的限制。另外關(guān)于其他事例，可以參考本發(fā)明者們原先提出的申請(特開平10-73927號)中記載的事例，這里將其說明全部從略。
其次，說明提高上述的交聯(lián)膜7的熱回流的均勻性的方法。
圖5及圖6是表示進行熱回流用的熱板裝置的圖，圖5表示為了比較而示出的通常的熱板裝置的剖面示意圖，圖6表示適合于該實施例中使用的改良型熱板裝置的剖面示意圖。關(guān)于該改良型熱板裝置，在本發(fā)明者們原先提出的申請(特愿平9-332584號)中詳細地說明了使用通過涂覆裝置改良的熱板裝置蓋，謀求進行熱回流時提高晶片表面內(nèi)的尺寸均勻性的裝置。
在圖5所示的通常的熱板裝置中，將晶片52置于加熱板51上，由于從蓋53和閘門54之間的間隙直接導入外部空氣，所以受外部空氣的影響，使得晶片52表面內(nèi)的溫度分布不均勻。另外由于蓋53的頂部54是傾斜的，造成輻射熱不均勻。
為此，在圖6所示的改良型熱板裝置中，由于使外部空氣通過蓋55的內(nèi)部導入，所以能抑制外部氣溫的影響。另外通過使蓋55的頂部56呈平坦狀，以謀求輻射熱的均勻化。
圖7是表示通常的熱板裝置和改良型熱板裝置中的晶片表面內(nèi)的尺寸均勻性的圖。在圖7所示的曲線圖中，橫軸表示在晶片表面內(nèi)的橫向(X方向)和縱向(Y方向)的位置，縱軸表示孔徑，將白點連成的曲線表示使用通常的熱板裝置時的情況，將黑點連成的曲線表示使用改良型熱板裝置時的情況。由該圖可見，在通常的熱板裝置的情況下，孔徑中存在差別大的面內(nèi)傾向，在改良型熱板裝置的情況下變得大致均勻。由此可見尺寸離散范圍的分布(3σ)提高了。
圖8是表示采用該實施例1的制造方法制造的半導體器件的結(jié)構(gòu)的剖面圖，作為一例示出了作為半導體存儲器的DRAM的存儲節(jié)點接觸孔的孔徑被縮小了的結(jié)構(gòu)。
在圖8中，81是半導體襯底，82是有源區(qū)，83是分離絕緣膜，84是柵極又是柵布線，85是層間絕緣膜，86是存儲節(jié)點，87是存儲節(jié)接點。
如圖8所示，在存儲節(jié)接點87與相鄰的柵84之間的間隔為0.30μm的情況下，如果考慮尺寸變化或重疊及層間絕緣膜部分，需要將孔徑縮小到0.10μm，所以通過該實施例的工序，將用KrF激態(tài)激光時光刻法的極限值即0.23μm□的孔縮小到0.10μm□。
這樣，如果采用本實施例的制造方法，能縮小抗蝕劑膜的孔徑和分離圖形的分離寬度，能縮小接觸孔的孔徑，或縮小半導體器件中的有源區(qū)和存儲節(jié)點的分離寬度。另外，控制該孔徑和分離寬度的縮小程度，能提高精細的抗蝕劑圖形的精度。
如上所述，如果采用本實施例，則在第一抗蝕劑圖形的表面上形成了第二抗蝕劑的交聯(lián)膜(有機框)后，通過熱處理進行交聯(lián)膜的熱回流，能在只用交聯(lián)反應(yīng)難以縮小的區(qū)域形成具有微小的孔等的抗蝕劑圖形。因此，能獲得有精細圖形的半導體器件。
另外，可把實施例1歸納如下。
即，如果采用該實施例1的半導體器件的制造方法，則包括以下工序在半導體襯底等上形成能生成酸的第一抗蝕劑的孔圖形或分離圖形的工序；使用特開平10-73927號公報中記載的方法，在第一抗蝕劑圖形的側(cè)壁上形成交聯(lián)膜(有機框)，縮小抗蝕劑圖形的孔徑或分離寬度等的工序；接著利用上述交聯(lián)膜的熱回流現(xiàn)象，進一步縮小分離的工序；以及將該抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底等的工序。
實施例2圖9是表示本發(fā)明的實施例2的半導體器件的制造方法的流程圖。
在圖9中，從步驟1到步驟4與用圖1及圖2說明的工序相同，將圖示的一部分省略，說明也從略。在步驟4中，將交聯(lián)膜7被覆在第一抗蝕劑圖形3的表面上，形成第二抗蝕劑圖形8。
其次，在圖9所示的步驟4之后，在步驟5中進行交聯(lián)膜(有機框)7的不溶解熱處理。
在該步驟5中，用在實施例1中說明過的熱氣流烘焙溫度，或用熱氣流不會引起孔徑縮小的溫度，但至少用比混和烘焙溫度高的溫度，對與上述第一抗蝕劑圖形3連接的部分的交聯(lián)膜7進行完全不溶解的充分的熱處理，使與第一抗蝕劑圖形3連接的部分不溶解。
例如，在115℃～140℃的溫度和50秒～150秒的時間內(nèi)進行熱處理。
另外，在圖9所示的步驟5中，進行交聯(lián)膜7的熱流動，使孔徑從孔8’縮小到孔9’，進行使第二抗蝕劑圖形8變到第二抗蝕劑圖形9的變形處理。
接著，如圖9中的步驟6所示，為了除去存在于不與第一抗蝕劑圖形3連接的半導體襯底1的界面部分上的殘渣10，用純水或純水和10％的異丙醇的水溶液等再次進行沖洗。
由此，如圖9中的步驟7所示，存在于微小的孔等中的殘渣10被除去。
此后，為了使水分蒸發(fā)，也可在100℃～115℃的溫度下，進行60～120秒的干燥烘焙工序。
在上述的步驟6中的再次沖洗之前，在前一清洗過程中干燥時會有微量的溶解物再次析出，雖然這種幾率很小，但有時存在著其內(nèi)部留有10～20nm的殘渣的孔。雖然取決于此后進行的刻蝕工序中的抗蝕劑選擇比，但在刻蝕最外層表面是氮化膜(～30nm)的結(jié)構(gòu)等情況下，上述10～20nm的殘渣就會成為掩模，有時不完全開口。
在這樣的情況下，如果進行以上這樣的交聯(lián)膜7的不溶解熱處理、以及殘渣的清洗，就能顯著地減少由于殘渣的存在造成的不良情況發(fā)生的幾率。
如上所述，在該實施例中，通過交聯(lián)膜(有機交聯(lián)層)熱回流時在與第一抗蝕劑圖形3的界面上形成的交聯(lián)膜完全不溶解在純水或純水和有機溶劑的混合溶劑中，并用純水或純水和有機溶劑的混合溶劑沖洗不與第一抗蝕劑圖形3連接的部分的殘留物，而將殘渣除去。
另外，可把實施例2歸納如下。
即，如果采用該實施例2的半導體器件的制造方法，則包括以下工序在半導體襯底等上形成能產(chǎn)生酸的第一抗蝕劑的孔圖形或分離圖形的工序；使用特開平10-73927號公報中記載的方法，在第一抗蝕劑圖形的側(cè)壁上形成交聯(lián)膜(有機框)，縮小孔徑或分離寬度的工序；接著至少用比混煉烘焙的溫度高的溫度或更長的時間對上述有機框進行熱處理，而使在與上述第一抗蝕劑圖形的界面上形成的交聯(lián)膜完全不溶解在純水或純水和有機溶劑的混合溶劑中的工序；此后用純水或純水和有機溶劑的混合液再次沖洗圖形，將與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分以外的殘渣除去的工序；以及將該抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底等的工序。
另外，在交聯(lián)膜不溶解的熱處理中，還包括以下情況同時具有使交聯(lián)膜進行熱回流，進一步縮小孔徑或分離寬度的功能。
在以上的實施例2中，說明了在實施例1的圖1所示的步驟4之后，轉(zhuǎn)移到實施例2的步驟5繼續(xù)進行的處理?？墒?，也可以在實施例1的圖1所示的步驟5之后，再轉(zhuǎn)移到實施例2的步驟5進行。即，也可以在進行TFB加熱處理、使交聯(lián)膜進行回流后，接著再進行不溶解的熱處理。
但是，也可以通過設(shè)定加熱溫度和加熱時間，將回流處理和不溶解處理分開進行，但有時也使兩者同時進行。該實施例2包含了各種情況。
另外，以上說明了在半導體襯底1上形成微細分離抗蝕劑圖形的處理，但本發(fā)明的微細分離抗蝕劑圖形不限于在半導體襯底1上，隨著半導體器件的制造工序的不同，有時也可在硅氧化膜等絕緣層上形成，或者在多晶硅膜等導電層上形成。
這樣，本發(fā)明的微細分離抗蝕劑圖形的形成不受襯底膜的限制，只要是在能形成抗蝕劑圖形的襯底上，在什么情況下都能適用，都能在所需要的襯底上形成。將它們統(tǒng)稱為半導體襯底。
另外，在本發(fā)明中，將如上形成的微細分離抗蝕劑圖形作為掩模，對作為襯底的半導體襯底或各種薄膜等半導體襯底進行刻蝕，在半導體襯底上形成微小的間隔或微小的孔等，制造半導體器件。
如上所述，如果采用本發(fā)明的半導體器件的制造方法，則能極其精細地形成抗蝕劑上的孔圖形的直徑或線路圖形的分離寬度等。從而能獲得具有精細圖形的半導體器件。
另外，能將在形成精細的抗蝕劑圖形時的極微少的殘渣除去，能提高制造的成品率。
權(quán)利要求
1.一種半導體器件的制造方法，其特征在于包括以下工序在半導體襯底上形成能生成酸的第一抗蝕劑構(gòu)成的第一抗蝕劑圖形；在上述第一抗蝕劑圖形上形成由于酸的存在而引起交聯(lián)反應(yīng)的第二抗蝕劑膜；通過來自上述第一抗蝕劑圖形的酸的供給，在上述第二抗蝕劑膜與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分形成交聯(lián)膜；剝離上述第二抗蝕劑膜的非交聯(lián)部分，在上述第一抗蝕劑圖形上形成被覆了上述交聯(lián)膜的第二抗蝕劑圖形；通過加熱處理，使上述交聯(lián)膜回流，縮小上述第二抗蝕劑圖形相互之間的間隔；以及將在其上使上述交聯(lián)膜回流的上述第二抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在上述加熱處理工序和上述刻蝕工序之間包括這樣的工序，即，利用純水或純水和有機溶劑的混合溶劑，清洗被覆了上述交聯(lián)膜的上述第二抗蝕劑圖形，將不與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分上的殘渣除去的工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在120℃～126℃的溫度和50秒～150秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在123℃～125℃的溫度和50秒～100秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體器件的制造方法，其特征在于通過上述加熱處理，使上述交聯(lián)膜回流，將被覆了上述交聯(lián)膜的上述第一抗蝕劑圖形相互之間的間隔縮小到0.1μm以下。
6.一種半導體器件的制造方法，其特征在于包括以下工序在半導體襯底上形成能生成酸的第一抗蝕劑構(gòu)成的第一抗蝕劑圖形；在上述第一抗蝕劑圖形上形成由于酸的存在而引起交聯(lián)反應(yīng)的第二抗蝕劑膜；通過來自上述第一抗蝕劑圖形的酸的供給，在上述第二抗蝕劑膜與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分形成交聯(lián)膜；剝離上述第二抗蝕劑膜的非交聯(lián)部分，在上述第一抗蝕劑圖形上形成被覆了上述交聯(lián)膜的第二抗蝕劑圖形；通過加熱處理，使上述交聯(lián)膜不溶于純水或純水和有機溶劑的混合溶劑中；利用純水或純水和有機溶劑的混合溶劑，清洗上述第二抗蝕劑圖形，將不與上述第一抗蝕劑圖形連接的部分上的殘渣除去；以及將除去了上述殘渣的上述第二抗蝕劑圖形作為掩模，刻蝕上述半導體襯底。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導體器件的制造方法，其特征在于在115℃～140℃的溫度和50秒～150秒的時間內(nèi)進行上述加熱處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述第一抗蝕劑采用以酚醛清漆樹脂和疊氮萘醌系列感光劑的混合物為主要成分的抗蝕劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述第一抗蝕劑采用具有產(chǎn)生酸的機理的化學放大型抗蝕劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述第二抗蝕劑采用以一種水溶性樹脂、或兩種以上的上述水溶性樹脂的混合物、或由兩種以上的上述水溶性樹脂構(gòu)成的共聚物為主要成分，且由于酸的存在而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的形成精細圖形的材料。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任一項所述的半導體器件的制造方法，其特征在于上述第二抗蝕劑采用以一種水溶性交聯(lián)劑或兩種以上的上述水溶性交聯(lián)劑的混合物為主要成分，且由于酸的存在而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的形成精細圖形的材料。
12.一種半導體器件，其特征在于它是采用權(quán)利要求1～11中的任一項所述的半導體器件的制造方法制造的。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于形成孔徑或線路圖形的分離寬度微小的抗蝕劑圖形,獲得有微細圖形的半導體器件。為此,在半導體襯底形成能產(chǎn)生酸的第一抗蝕劑的孔圖形或分離圖形,在第一抗蝕劑圖形側(cè)壁上形成交聯(lián)膜(有機框),縮小抗蝕劑圖形上的孔徑或分離寬度,利用交聯(lián)膜的熱回流現(xiàn)象可進一步縮小分離寬度,然后將該抗蝕劑圖形作為掩模,刻蝕半導體襯底。
文檔編號G03F7/40GK1244723SQ9910484
公開日2000年2月16日 申請日期1999年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月6日
發(fā)明者杉野干二, 石橋健夫, 勝谷隆之 申請人:三菱電機株式會社, 菱電半導體系統(tǒng)工程株式會社