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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023074494
(43)【公開日】2023-05-29
(54)【発明の名称】ＥＵＶレジストのＵＶ処理
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20230522BHJP
G03F 7/26 20060101ALI20230522BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 503
G03F7/26
【審査請求】未請求
【請求項の数】25
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022183051
(22)【出願日】2022-11-16
(31)【優先権主張番号】17/455365
(32)【優先日】2021-11-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000219967
【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】スティーヴン グルゼスコヴィアク
(72)【発明者】
【氏名】アンジェリーク ラリー
【テーマコード（参考）】
2H196
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H196AA25
2H196EA07
2H196FA01
2H196HA03
2H197AB16
2H197CA03
2H197CA06
2H197CA10
2H197DB06
2H197GA01
2H197JA13
2H197JA17
2H197JA24
(57)【要約】
【課題】ＥＵＶレジストのＵＶ処理を提供する。
【解決手段】本方法は、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）放射領域のＵＶ光の第１のドーズで露光されたパターンを含むレジストを有する基板をデベロッパトラック上にローディングすることと、第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外線放射の第２のドーズで基板をブランケット露光することと、ブランケット露光の後にパターンを現像することと、を含む。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】本方法は、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）放射領域のＵＶ光の第１のドーズで露光されたパターンを含むレジストを有する基板をデベロッパトラック上にローディングすることと、第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外線放射の第２のドーズで基板をブランケット露光することと、ブランケット露光の後にパターンを現像することと、を含む。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＵＶスペクトルの極紫外（ＥＵＶ）放射線領域におけるＵＶ光の第１のドーズで露光されたパターンを含むレジストを有する基板を、デベロッパトラック上にロードするステップと、
第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外光放射線の第２のドーズで前記基板をブランケット露光するステップと、
前記ブランケット露光するステップの後に前記パターンを現像するステップと、
を有する、方法。
第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外光放射線の第２のドーズで前記基板をブランケット露光するステップと、
前記ブランケット露光するステップの後に前記パターンを現像するステップと、
を有する、方法。
【請求項2】
さらに、前記ブランケット露光するステップの前に、露光後ベークを実施するステップを有し、
前記露光後ベークは、空気または窒素の環境中で、１～３分の間、５０℃～２５０℃の温度で前記基板をベークするように構成される、請求項１に記載の方法。
前記露光後ベークは、空気または窒素の環境中で、１～３分の間、５０℃～２５０℃の温度で前記基板をベークするように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
さらに、前記ブランケット露光するステップの後であって、前記現像するステップの前に、露光後ベークを実施するステップを有し、
前記露光後ベークは、空気または窒素の環境中で、１～３分の間、５０℃～２５０℃の温度で前記基板をベークするように構成される、請求項１に記載の方法。
前記露光後ベークは、空気または窒素の環境中で、１～３分の間、５０℃～２５０℃の温度で前記基板をベークするように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記第１のＵＶ露光モジュールにおける光の波長は、１３０ｎｍ～３００ｎｍの範囲にある、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記第１のＵＶ露光モジュールは、１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２の間のＵＶ光のドーズで、前記基板をブランケット露光するように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
さらに、前記現像するステップの後に、ＵＶ光の第３のドーズで前記基板をブランケット露光するステップを有し、
前記第３のドーズは、８０ｍＪ／ｃｍ２を超える、請求項１に記載の方法。
前記第３のドーズは、８０ｍＪ／ｃｍ２を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
ＵＶスペクトルの極紫外（ＥＵＶ）領域におけるＵＶ光の第１のドーズで、基板上にパターンを形成する方法であって、
ＥＵＶリソグラフィツール内に前記基板を配置するステップであって、前記基板の露光される外側表面は、ＥＵＶレジストを有する、ステップと、
転写されるパターンを含む光学マスクを介して透過されたＥＵＶ光に、前記ＥＵＶレジストを露光するステップと、
ＵＶ光の第２のドーズで、前記基板上の前記ＥＵＶレジストをブランケット露光するステップと、
前記ブランケット露光するステップの後、前記ＥＵＶレジストを現像して、前記転写されるパターンを形成するステップと、
を有する、方法。
ＥＵＶリソグラフィツール内に前記基板を配置するステップであって、前記基板の露光される外側表面は、ＥＵＶレジストを有する、ステップと、
転写されるパターンを含む光学マスクを介して透過されたＥＵＶ光に、前記ＥＵＶレジストを露光するステップと、
ＵＶ光の第２のドーズで、前記基板上の前記ＥＵＶレジストをブランケット露光するステップと、
前記ブランケット露光するステップの後、前記ＥＵＶレジストを現像して、前記転写されるパターンを形成するステップと、
を有する、方法。
【請求項8】
さらに、前記ＥＵＶ光に露光するステップの後であって、前記ＵＶ光に対してブランケット露光するステップの前に、前記基板を露光後ベークに供するステップを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項9】
さらに、
いかなるＵＶ露光も介在させずに、ＥＵＶ露光だけを用いて、参照ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第１のドーズを決定するステップと、
前記ＥＵＶ露光、およびブランケットＵＶ露光を用いて、前記ＥＵＶレジストを前記ターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第２のドーズを決定するステップであって、前記第２のドーズは、前記第１のドーズよりも少なくとも２０％少ない、ステップと、
を有し、
前記ＥＵＶレジストを露光するステップは、前記ＥＵＶレジストを前記第２のドーズで露光するステップを有する、請求項７に記載の方法。
いかなるＵＶ露光も介在させずに、ＥＵＶ露光だけを用いて、参照ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第１のドーズを決定するステップと、
前記ＥＵＶ露光、およびブランケットＵＶ露光を用いて、前記ＥＵＶレジストを前記ターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第２のドーズを決定するステップであって、前記第２のドーズは、前記第１のドーズよりも少なくとも２０％少ない、ステップと、
を有し、
前記ＥＵＶレジストを露光するステップは、前記ＥＵＶレジストを前記第２のドーズで露光するステップを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項10】
さらに、前記第２のドーズが前記第１のドーズよりも少なくとも３０％少なくなるように、前記ブランケット露光のためのブランケットＵＶ露光のドーズを選択するステップを有する、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
さらに、前記基板をＥＵＶ光で露光するステップの後、前記基板をデベロッパトラック内にロードするステップを有し、
前記ブランケット露光するステップおよび前記現像するステップは、前記デベロッパトラック内で実施される、請求項７に記載の方法。
前記ブランケット露光するステップおよび前記現像するステップは、前記デベロッパトラック内で実施される、請求項７に記載の方法。
【請求項12】
ブランケットＵＶ光の前記第２のドーズは、１３０ｎｍ～３００ｎｍの波長を有し、
露光ドーズは、１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２である、請求項７に記載の方法。
露光ドーズは、１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２である、請求項７に記載の方法。
【請求項13】
さらに、前記ブランケット露光するステップと前記現像するステップの間に、前記基板を露光後ベークに供するステップを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項14】
前記ＥＵＶレジストは、有機金属ＥＵＶレジストである、請求項７に記載の方法。
【請求項15】
さらに、前記現像するステップの後、８０ｍＪ／ｃｍ２を超える露光ドーズを有するＵＶ光の第３のドーズで、前記基板をブランケット露光するステップを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項16】
さらに、
いかなるブランケットＵＶ露光も介在させずに、ＥＵＶ露光だけを用いて、参照ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第１のドーズを決定するステップと、
いかなるブランケットＵＶ露光も介在させずに、参照ＥＵＶレジストを含む参照基板を、転写される前記パターンを含む前記光学マスクを介して透過された前記ＥＵＶ光に露光し、前記露光された参照ＥＵＶレジストを現像して、転写される前記パターンを形成するステップと、
ＥＵＶ光で露光されなかった領域に残留するレジストの層を残したまま、時限現像を実施するステップと、
前記露光された参照ＥＵＶレジストを現像するステップの後、ＥＵＶ光で露光されなかった領域における前記参照ＥＵＶレジストの残留する第１のレジスト厚さを測定するステップと、
転写される前記パターンを含む前記光学マスクを介して透過された前記ＥＵＶ光に、複数のテスト基板を露光するステップであって、各テスト基板は、テストＥＵＶレジストを含む、ステップと、
異なるＵＶドーズのＵＶ光で、前記テスト基板の各々の上にある前記露光されたテストＥＵＶレジストをブランケット露光するステップと、
前記テスト基板の各々に対して前記時限現像を実施して、転写される前記パターンを形成するステップと、
前記テスト基板の各々の前記露光されたテストＥＵＶレジストの前記時限現像の後、ブランケットＵＶで露光され、ＥＵＶで露光されなかった前記領域の各テスト基板に対して、残留するレジストの厚さを測定するステップと、
前記基板上の前記露光されたＥＵＶレジストのブランケット露光のためのＵＶ光のドーズを選択するステップであって、前記選択されたドーズは、ブランケットＵＶ光で露光され、ＥＵＶで露光されなかった、前記基板の領域上の前記露光されたテストＥＵＶレジストの厚さに対応し、該厚さは、前記第１のレジスト厚さよりも少なくとも２５％薄い、ステップと、
を有する、請求項７に記載の方法。
いかなるブランケットＵＶ露光も介在させずに、ＥＵＶ露光だけを用いて、参照ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするための、ＥＵＶ光の第１のドーズを決定するステップと、
いかなるブランケットＵＶ露光も介在させずに、参照ＥＵＶレジストを含む参照基板を、転写される前記パターンを含む前記光学マスクを介して透過された前記ＥＵＶ光に露光し、前記露光された参照ＥＵＶレジストを現像して、転写される前記パターンを形成するステップと、
ＥＵＶ光で露光されなかった領域に残留するレジストの層を残したまま、時限現像を実施するステップと、
前記露光された参照ＥＵＶレジストを現像するステップの後、ＥＵＶ光で露光されなかった領域における前記参照ＥＵＶレジストの残留する第１のレジスト厚さを測定するステップと、
転写される前記パターンを含む前記光学マスクを介して透過された前記ＥＵＶ光に、複数のテスト基板を露光するステップであって、各テスト基板は、テストＥＵＶレジストを含む、ステップと、
異なるＵＶドーズのＵＶ光で、前記テスト基板の各々の上にある前記露光されたテストＥＵＶレジストをブランケット露光するステップと、
前記テスト基板の各々に対して前記時限現像を実施して、転写される前記パターンを形成するステップと、
前記テスト基板の各々の前記露光されたテストＥＵＶレジストの前記時限現像の後、ブランケットＵＶで露光され、ＥＵＶで露光されなかった前記領域の各テスト基板に対して、残留するレジストの厚さを測定するステップと、
前記基板上の前記露光されたＥＵＶレジストのブランケット露光のためのＵＶ光のドーズを選択するステップであって、前記選択されたドーズは、ブランケットＵＶ光で露光され、ＥＵＶで露光されなかった、前記基板の領域上の前記露光されたテストＥＵＶレジストの厚さに対応し、該厚さは、前記第１のレジスト厚さよりも少なくとも２５％薄い、ステップと、
を有する、請求項７に記載の方法。
【請求項17】
前記選択されたドーズは、ブランケットＵＶ光で露光され、ＥＵＶで露光されなかった前記基板の領域における前記露光されたテストＥＵＶレジストの厚さに対応し、前記厚さは、前記第１の残留する現像後のレジスト厚さよりも少なくとも４０％薄い、請求項１６に記載の方法。
【請求項18】
さらに、
前記選択されたドーズで基板をパターニングし、前記パターンを完全に現像して、ＥＵＶ露光されなかった領域からレジストを除去するステップと、
スカム発生に関して前記パターンを検査するステップと、
スカム発生が最小限に抑制されるブランケットＵＶのドーズが決定されるまで、ブランケットＵＶの前記選択されたドーズを調整し、基板上にパターンを形成し、スカム発生に関して前記パターンを検査するステップを繰り返すステップと、
ベースラインＥＵＶパターニングプロセスのため、前記調整され選択されたドーズを選定するステップと、
を有する、請求項１６に記載の方法。
前記選択されたドーズで基板をパターニングし、前記パターンを完全に現像して、ＥＵＶ露光されなかった領域からレジストを除去するステップと、
スカム発生に関して前記パターンを検査するステップと、
スカム発生が最小限に抑制されるブランケットＵＶのドーズが決定されるまで、ブランケットＵＶの前記選択されたドーズを調整し、基板上にパターンを形成し、スカム発生に関して前記パターンを検査するステップを繰り返すステップと、
ベースラインＥＵＶパターニングプロセスのため、前記調整され選択されたドーズを選定するステップと、
を有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項19】
前記露光された前記ＥＵＶレジストを現像するステップは、水素および臭素を含むガスによるドライ現像プロセスを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項20】
基板を処理する方法であって、
前記基板上に形成された被パターン化層の上に、有機金属フォトレジストを配置するステップであって、前記有機金属フォトレジストは、金属酸化物粒子に接続されたアルキル配位子を含む、ステップと、
現像される前記有機金属フォトレジストの一部から、前記アルキル配位子の第１の部分を除去することにより、光化学反応生成物を形成するステップと、
前記光化学反応生成物を凝集させ、前記有機金属フォトレジストの前記露光された部分に、金属酸化物ネットワークを形成するステップと、
前記有機金属フォトレジストの前記露光された部分および未露光部分から、前記有機金属フォトレジストにおける前記金属酸化物ネットワークから、前記アルキル配位子の第２の部分を除去するステップと、
前記アルキル配位子の前記第２の部分を除去するステップの後、前記有機金属フォトレジストを現像し、パターン化された有機金属フォトレジストを形成するステップと、
を有する、方法。
前記基板上に形成された被パターン化層の上に、有機金属フォトレジストを配置するステップであって、前記有機金属フォトレジストは、金属酸化物粒子に接続されたアルキル配位子を含む、ステップと、
現像される前記有機金属フォトレジストの一部から、前記アルキル配位子の第１の部分を除去することにより、光化学反応生成物を形成するステップと、
前記光化学反応生成物を凝集させ、前記有機金属フォトレジストの前記露光された部分に、金属酸化物ネットワークを形成するステップと、
前記有機金属フォトレジストの前記露光された部分および未露光部分から、前記有機金属フォトレジストにおける前記金属酸化物ネットワークから、前記アルキル配位子の第２の部分を除去するステップと、
前記アルキル配位子の前記第２の部分を除去するステップの後、前記有機金属フォトレジストを現像し、パターン化された有機金属フォトレジストを形成するステップと、
を有する、方法。
【請求項21】
前記光化学反応生成物を形成するステップは、前記有機金属フォトレジスト上に形成されるパターンを含む光学マスクを介して、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）領域における第１の波長を有するＵＶ光の第１のドーズに、前記有機金属フォトレジストを露光するステップを有し、
前記アルキル配位子の前記第２の部分を除去するステップは、露光されたおよび未露光の前記有機金属フォトレジストを、前記光学マスクを使用せずに、第２の波長を有する第２のＵＶ放射線に露光するステップを有し、
前記第２の波長は、前記第１の波長よりも少なくとも１０倍大きい、請求項２０に記載の方法。
前記アルキル配位子の前記第２の部分を除去するステップは、露光されたおよび未露光の前記有機金属フォトレジストを、前記光学マスクを使用せずに、第２の波長を有する第２のＵＶ放射線に露光するステップを有し、
前記第２の波長は、前記第１の波長よりも少なくとも１０倍大きい、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記第２のＵＶ放射線の露光は、デベロッパトラックに組み込まれたＵＶ光モジュールにおいて実施される、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
さらに、前記現像するステップの後、第２の波長を有する第３のＵＶドーズにより、１分を超える時間、８０ｍＪ／ｃｍ２を超えるドーズで、前記基板をブランケット露光するステップを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項24】
前記光化学反応生成物を凝集させるステップは、前記基板を露光後ベークプロセスに供するステップを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項25】
前記露光後ベークプロセスは、空気中、１分～３分の間、前記基板を５０℃～２５０℃に加熱するステップを有する、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、全般的にはＥＵＶレジストに関し、具体的には極紫外線（ＥＵＶ）レジストの紫外線（ＵＶ）処理に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体の幾何学的形状が益々、より小さいピッチにスケーリングされるにつれて、これらパターンをプリントするために用いられる光の波長は必然的に更に短くなる。半導体技術ロードマップによれば、２００７年にＥＵＶスキャナを製造に導入するという計画であった。十分な強度を有するＥＵＶソースを作製する際に遭遇した技術的挑戦、及びＥＵＶ放射に十分な感度を有するＥＵＶフォトレジストを作製する際に遭遇した技術的挑戦が、ＥＵＶフォトリソグラフィの導入を２０１９年まで遅延させた。
【0003】
増加した感度を有する有機金属レジスト、及び増加した強度を有するＥＵＶソースの最近の開発が、５ｎｍ及び７ｎｍのトランジスタノードにおける半導体製造へのＥＵＶパターニングの導入を可能にした。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0004】
方法は、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）放射領域のＵＶ光の第１のドーズで露光されたパターンを含むレジストを有する基板をデベロッパトラック上にローディングすることと、第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外線放射の第２のドーズで基板をブランケット露光することと、ブランケット露光の後にパターンを現像することと、を含む。
【0005】
ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）領域におけるＵＶ光の第１のドーズで基板上にパターンを形成する方法は、基板をＥＵＶリソグラフィツール内に配置することであって、基板の露光された外側表面がＥＵＶレジストを含む、ことと；転写されるパターンを含む光学マスクを通して伝達されたＥＵＶ光でＥＵＶレジストを露光することと；基板上のＥＵＶレジストをＵＶ光の第２のドーズでブランケット露光することと；ブランケット露光後にＥＵＶレジストを現像して、転写されるパターンを形成することと、を含む。
【0006】
基板を処理する方法は、基板上に形成された、パターニングされる層上に、有機金属フォトレジストを配置することであって、有機金属フォトレジストは、金属酸化物粒子に結合したアルキル配位子を含む、ことと；アルキル配位子の第１の部分を、現像される有機金属フォトレジストの一部分から除去することにより、光化学反応生成物を形成することと；光化学反応生成物を凝縮させて、有機金属フォトレジストの露光された一部分において金属酸化物ネットワークを形成することと；露光された一部分における有機金属フォトレジスト中の金属酸化物ネットワークから、及び有機金属フォトレジストの露光されていない部分から、アルキル配位子の第２の部分を除去することと；アルキル配位子の第２の部分を除去した後に、有機金属フォトレジストを現像して、パターニングされた有機金属フォトレジストを形成することと、を含む。
【0007】
本発明及びその利点をより完全に理解するために、ここで、添付図面と併せて読まれるべき以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】実施形態による、極紫外線ＥＵＶレジストにおけるパターンの形成について説明するフロー図である。
【図2A】ＵＶ及びＥＵＶ光での露光中に有機金属ＥＵＶフォトレジストで起こる化学反応を説明する。
【図2B】ＵＶ及びＥＵＶ光での露光中に有機金属ＥＵＶフォトレジストで起こる化学反応を説明する。
【図2C】ＵＶ及びＥＵＶ光での露光中に有機金属ＥＵＶフォトレジストで起こる化学反応を説明する。
【図3】ＵＶ及びＥＵＶ光での露光中に有機金属ＥＵＶフォトレジストで起こる化学反応を説明する。
【図4】一実施形態による、有機金属ＥＵＶレジストに形成された幾何学的形状のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を、ＥＵＶ露光のみを使用した場合と、ＥＵＶ露光及びブランケットＵＶ露光を使用した場合とで比較したグラフである
【図5】一実施形態による、ＥＵＶドーズのグラフと、ＥＵＶ及びブランケットＵＶドーズのグラフとを重ね合わせた、ＥＵＶレジストの層の断面図である。
【図6】一実施形態による、ＥＵＶドーズのみで形成されたＥＵＶレジストの幾何学的形状、並びにＥＵＶドーズ及びブランケットＵＶドーズで形成されたＥＵＶレジストの幾何学的形状の、現像後の断面図である。
【図7】一実施形態による、有機金属ＥＵＶレジストに形成された幾何学的形状のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）を、ウェット現像プロセスのみを使用した場合とＥＵＶ及びブランケットＵＶ露光の後にドライ現像プロセスを使用した場合とで比較したグラフである
【図8】一実施形態による、ＥＵＶステッパのスループットを改善する、ＥＵＶドーズ及びブランケットＵＶドーズを選択する方法における主なステップについて説明するフロー図である。
【図9】一実施形態による、時限現像後に残っているＥＵＶレジストの厚さをＵＶドーズに対して示すグラフである。
【図10】一実施形態による、ＥＵＶパターンにおけるスカム発生を改善するブランケットＵＶドーズを選択する方法における主なステップについて説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明は、例示的実施形態を参照して説明されているが、本明細書は、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。当業者であれば、本明細書を参照することにより、それらの例示的実施形態の様々な修正形態及び組み合わせ並びに本発明の別の実施形態が明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる修正形態又は実施形態を包含することが意図される。
【0010】
過去１０年間、ＥＵＶツールにおいて多くの進歩がなされたが、ＥＵＶステッパは、その低いスループットに起因して、依然として製造におけるボトルネックのツールである。ＥＵＶステッパにより処理できるウェハーの数は、ＥＵＶ光の強度及びＥＵＶレジストの感度により制限される。現像中のＥＵＶパターンにおけるスカム発生に対するプロセスウィンドウは、特に密接したピッチを有するエリアにおいて狭い可能性がある。
【0011】
本出願の実施形態は、ブランケットＵＶ光を用いて極紫外線（ＥＵＶ）レジストパターンを露光することによりパターンを形成する方法を開示する。本出願の実施形態は、ＥＵＶレジストにパターンを形成する場合に、ＥＵＶステッパを通過するサイクルタイムを減らす方法を開示する。本出願の実施形態は、ＥＵＶレジストにパターンを形成する場合に、コントラストを改善しスカム発生を減らす方法を開示する。
【0012】
図１Ａは、一実施形態による、極紫外線（ＥＵＶ）レジストにパターンを形成する主なステップについてを説明するフロー図である。図１Ｂ～図１Ｆは、図１Ａのフロー図における主なステップのいくつかについて更に説明する断面図である。
【0013】
方法は、基板をＥＵＶフォトレジストでコーティングするコーティングプロセスを含む（ブロック１００）。図１Ｂに示すように、半導体製造では、半導体ウェハー基板１０はコーター／デベロッパトラック６０においてＥＵＶレジスト２０でコーティングされる。ＥＵＶレジストでコーティングする前に、ハードマスクなどのパターニングされる層１１が基板１０上に堆積され得る。様々な実施形態では、基板１０は、能動デバイスを形成するためのドーピング領域を含む複数の層を既に含んでいる場合がある。基板１０にＥＵＶレジスト２０をコーティングする前に、反射防止層及び接着促進層などの追加の層１５が、パターニングされる層１１の上に堆積され得る。
【0014】
ＥＵＶレジスト２０は、化学増幅（ＣＡＲ）ＥＵＶレジスト、光酸発生（ＰＡＧ）ＥＵＶレジスト、又は有機金属ＥＵＶレジストであり得る。有機金属ＥＵＶレジスト２０は、金属酸化物コアを含み、金属酸化物コアは、金属酸化物コアに共有結合した有機アルキル基により取り囲まれている。金属酸化物コアは、例えば、酸化スズ、酸化ハフニウム、酸化亜鉛及び酸化ジルコニウムであり得る。金属酸化物コア中の金属原子は、有機ポリマーレジスト中の炭素及び酸素原子よりも、ＥＵＶ光をより強く吸収して、有機金属ＥＵＶレジストをＥＵＶに対してより高感度にしている。
【0015】
次にブロック１０２及び図１Ｃを参照すると、基板１０はＥＵＶフォトリソグラフィステッパ５０に移送され、そこで光学マスク２５を通してＥＵＶ光２７のドーズが投射されて、ＥＵＶレジスト２０中にパターン３０が形成される。有機金属ＥＵＶレジスト２０では、ＥＵＶレジストの露光された部分２１は現像液中で不溶性になる一方で、ＥＵＶレジストの露光されていない部分２０は可溶性のままである。ウェット現像プロセス又はドライ現像プロセスのいずれかを使用してパターンを現像できる。
【0016】
次にブロック１０４で示すように、基板はコーター／デベロッパトラック６０に戻されて、露光後ベークが施され得る。基板１０は、典型的には、空気中で５０℃～２５０℃温度で１～３分間にわたってベークされる。ポストＥＵＶ露光ベーク条件は、露光されたレジスト中の架橋の程度を促進させてコントラストを改善させ、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）を減らすように選択される。
【0017】
通常、ＥＵＶレジスト２０でパターンを形成する場合、次のステップはパターンを現像することである（ブロック１１２）。一実施形態によると、ＥＵＶパターニングプロセスは、現像ステップ（ブロック１１２）の前にブランケットＵＶ露光ステップ（ブロック１０８）を導入することにより改善される。
【0018】
図１Ｄは、基板が次に、実施形態に従ってブランケットＵＶ処理を受けていることを示す。
【0019】
図１Ｄに示すように、パターニングされた幾何学的形状３０（露光されたＥＵＶレジスト２１及び露光されていないＥＵＶレジスト２０）を有する基板１０は、コーター／デベロッパトラック６０に再びローディングされ、第１のＵＶ露光モジュール３３においてＵＶ光２３のブランケット露光を受ける。
【0020】
ブランケットＵＶ露光２３は、いかなる光学マスクもなしでも実施され、したがって、以前にＥＵＶ光２７で露光された領域及びＥＵＶ光２７で露光されなかった領域の両方が露光される。このブランケット露光に起因する、このプロセスのための追加費用は殆ど生じない。
【0021】
様々な実施形態では、ブランケットＵＶ露光２３の間の光の波長は約１３０ｎｍ～約３００ｎｍの範囲、例えば一実施形態では１５０ｎｍ～２００ｎｍ、別の実施形態では１３０ｎｍ～３００ｎｍである。様々な実施形態では、ブランケットＵＶ露光２３の間のＵＶ光のドーズは、約１ｍＪ／ｃｍ２～約１００ｍＪ／ｃｍ２、例えば、１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２である。
【0022】
図１Ｅは、ＥＵＶレジスト２０の可溶性部分が現像中に除去された基板１０の断面図を示す。パターン３０の不溶性の幾何学的形状は残っている。一実施形態のブランケットＵＶ光露光は、目標クリティカルディメンジョン（ＣＤ）３１に到達するのに必要なＥＵＶ光２７のドーズを減らすことにより、ＥＵＶステッパのスループットを改善できる。実施形態のブランケットＵＶ光露光２３は、ＣＤを調整することができる範囲を改善する。図１Ｅに示すように、有機金属ＥＵＶレジスト２０が現像された後に、スカム３５が、特に密接したピッチを有する領域に残ったままとなる場合がある。実施形態のブランケットＵＶ露光２３は、現像（ブロック１１２）後に形成されるスカム３５を低減させる又は排除するために、有利に使用されてもよい。加えて、実施形態のブランケットＵＶ露光２３はまた、コントラストを改善する場合がある。
【0023】
任意選択のブランケットＵＶ露光後ベーク（ＰＥＢ）（ブロック１１０）が、ブランケットＵＶ露光ステップ（ブロック１０８）の後且つ現像ステップ（ブロック１１２）の前に実施されてもよい。このＰＥＢは、空気又は窒素中で５０℃～２５０℃の温度で１～３分間にわたってウェハーにベークプロセスを施すことにより実施できる。ブランケットＵＶ露光後ベーク条件は、スカム発生の低減、ラインエッジラフネス（ＬＥＲ）の改善、コントラストの改善と、目標ＣＤを達成するのに必要なＥＵＶドーズの低減との間の最善の妥協点として選択される。
【0024】
様々な実施形態では、ブロック１１２における現像のために、ウェット現像プロセス又はドライ現像プロセスのいずれかが使用されてもよい。ウェット現像の場合、現像後に、現像液の液滴が最小ピッチのライン間のディープトレンチ内に閉じ込められる可能性がある。これらの液滴からの表面張力が、これらの狭い間隔のラインを変形させ、パターンのディストーション及びブリッジングを生じさせる可能性がある。場合によっては、ウェット現像が、高く狭いレジストラインを倒す可能性がある。
【0025】
様々な実施形態では、ウェット現像に関する上記問題を回避するために、ドライ現像プロセスが使用される場合がある。例えば、ＥＵＶ有機金属レジストは、水素ガスと、臭素、塩素などのハロゲンガスとの混合物、又はＨＢｒ、ＨＣｌ又はＨＩなどのハロゲン化水素、を用いてドライ現像することができる。現像時間は、最初にガスをリモートプラズマに通して反応性の水素及びハロゲン基を生成させることにより減らすことができる。
【0026】
現像後に、任意選択の現像後ベークを実施できる（ブロック１１４）。現像後ベークプロセスは、ブランケットＵＶ露光であってもよく、これは、レジストを追加で架橋させて、その後のプラズマエッチングステップ中のレジストの侵食を減らす（ＵＶ硬化）。現像後ベークはまた、レジストを脱ガスし、高電流注入ステップで生じる温度などの高温に対してパターンを安定化させる、高温ベーク（ハードベーク）であり得る。
【0027】
現像後にスカム３５（図１Ｅ）が存在する場合、ＵＶ光の高ドーズを用いる任意選択のブランケット露光を実施して、スカム３５を除去することができる（ブロック１１６）。ＥＵＶパターンにおけるスカム３５の残留物が主に炭素からなる場合、ＵＶ光露光により発生するオゾンを用いてスカムを効果的に除去することができる。様々な実施形態では、空気環境中における、８０ｍＪ／ｃｍ２を超える、そして一実施形態では１００ｍＪ／ｃｍ２を超える、ＵＶ光のドーズが炭素質のスカムを除去できる。様々な実施形態では、任意選択のブランケット露光中の光の波長は、約１３０ｎｍ～３００ｎｍの範囲、例えば一実施形態では１５０ｎｍ～２００ｎｍ、別の実施形態では１３０ｎｍ～３００ｎｍである。ブロック１１６における任意選択のブランケット露光中の光の波長は、ブロック１０８で説明した以前のブランケット露光中の光の波長とは異なっていてもよい。一実施形態では、ブロック１１６における任意選択のブランケット露光中の光の波長は、ブロック１０８で説明した以前のブランケット露光中の光の波長よりも小さい。別の実施形態では、任意選択のブランケット露光は、以前のＵＶ露光と比較して類似の又は短い波長を用いる。なぜなら、２４０ｎｍよりも短いＵＶ波長は、酸素分子の光分解を介してオゾンを生成するからである。ＵＶ光は、炭素原子間の結合を切断して、炭素原子上に活性部位を形成する。ＵＶ光により周囲空気中で発生したオゾンは、炭素活性部位と反応して、一酸化炭素及び二酸化炭などのガス状の酸化炭素生成物が形成される。
【0028】
ＥＵＶレジストにパターンを形成する実施形態の方法では、ＥＵＶレジスト２０（図１Ｂ）は、基板１０に転写されるパターン３０を含む光学マスク２５を通して投射されたＥＵＶ光２７（図１Ｃ）により、第１のＵＶ露光を受ける。第１の露光のために使用されるＥＵＶ光２７は、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）領域にある（約１０ｎｍ～１２０ｎｍ、例えば１３．５ｎｍ）。この短波長は、マスク２５上の狭い幾何学的形状及び密接したピッチをプリントするために必要である。ＥＵＶ光２７でパターンをプリントした後に、ＥＵＶレジストは、マスクなしで、より長い波長（１３０ｎｍ～３００ｎｍ）のＵＶ光で第２のＵＶ露光２３を受ける（図１Ｄ）。
【0029】
図１Ｆは、エッチングプロセスがフォトレジストパターン３０をハードマスク層１１に転写した後の基板１０を示す。ＥＵＶレジストパターン３０がハードマスク層１１に転写された後、ＥＵＶレジストパターン３０及び下にある介在層１５は除去される。
【0030】
【0031】
有機金属レジストは、図２Ａに示すように、有機アルキル配位子１２２により取り囲まれた金属酸化物コア１２０からなる。配位子１２２は、コア１２０に結合されている。図２Ｂに示すように、ＥＵＶ又はＵＶ光で露光された領域では、配位子１２２とコア１２０との間の結合が切断されて、配位子１２２はガス状分子として拡散して離れる場合がある。これは、ＵＶ及びＥＵＶ光の両方が、配位子１２２とコア１２０との間の結合を切断するエネルギーを有するからである。
【0032】
配位子１２２が除去されたコア１２０上に形成された活性部位１２４は、周囲空気中の酸素分子及び水分子と反応して、コア１２０と、水素原子１２８、酸素原子１３０及びヒドロキシ基１２６との間で結合が形成される。ＵＶ又はＥＵＶ光による露光が増加すると、ヒドロキシ基１２６が付着したコア１２０の密度は増加する。
【0033】
図３に示すように、ヒドロキシ基１２６が付着したコア１２０が十分に濃縮されると、ヒドロキシ基１２６が付着した隣接するコア１２０が縮合反応を受けて、水分子が分離して放出され、２つのコア１２０が酸素ブリッジ１３２で一緒に接合される可能性がある。高濃度においては、複数のコア１２０が一緒にブリッジを形成して、二次元（２Ｄ）及び三次元（３Ｄ）の金属酸化物ネットワークを形成する。これらの金属酸化物ネットワークは、例えば、現像液に不溶性である場合がある。
【0034】
図４は、ＥＵＶ露光のみを使用して形成されたＥＵＶ有機金属レジストにおける幾何学的形状の線幅（クリティカルディメンジョン、すなわちＣＤ）と、様々な実施形態で説明されるＥＵＶ露光及びブランケットＵＶ露光を使用して形成されたＥＵＶ有機金属レジストにおける幾何学的形状のＣＤとを比較するグラフである。実験データから得られた、ドライ現像プロセス後の入射ＥＵＶ放射とＣＤが、例示を目的として任意単位で示される。
【0035】
第１のデータセット１３６は、いかなる追加のＵＶ露光もなしで、ＥＵＶ露光を変化させることにより得られたＣＤを表す。第２のデータセット１３８は、固定したブランケットＵＶ露光と共に、ＥＵＶ露光を変化させることにより得られたＣＤを表す。
【0036】
図４に簡略的に示すように、本開示の実施形態で説明されるようにブランケットＵＶ光と組み合わせた場合、遥かに低いＥＵＶドーズを用いて目標ＣＤ １３４を実現できる。対照的に、ブランケットＵＶ露光がなく、ＥＵＶ光だけの場合、遥かに多くのドーズを用いても目標ＣＤ １３４を実現することさえできない（又は、場合によっては、良くても２倍のＥＵＶドーズを用いて実現される）場合がある。前述したように、従来のＥＵＶ露光のために必要な高ドーズは、製造時のボトルネックである。ＥＵＶドーズの低減により、目標露光、したがって目標ＣＤを依然として実現しながら、時間当たりのボトルネックとなるツールを通して、より多くのウェハーを流すことが可能になる。
【0037】
加えて、本発明の実施形態を使用して、ＣＤに対する感度範囲を改善できる。したがって、単にＥＵＶドーズを変えることにより、より広い範囲に広がる目標ＣＤを、同じプロセスで実現することができ、これは製造／設計において非常に有用であり得る。
【0038】
【0039】
図５は、ＥＵＶレジスト１４０の層の断面図である。ＥＵＶレジスト１４０の層上に重ね合わされたものは、フォトマスクの開口部を通して投射されたＥＵＶ光のドーズのグラフ１４２である。ＥＵＶドーズは、ＥＵＶレジスト１４０がマスクによりブロックされている側部で低く、ＥＵＶレジスト１４０がブロックされていない中央部で高い。ＥＵＶ光ドーズは、遷移領域１４５において急な傾斜で低下し、遷移領域では、ＥＵＶ光ドーズはマスク開口部における高ドーズからパターニングされた幾何学的形状のエッジにおける低ドーズまで遷移する。グラフは、現像閾値に対するドーズがＥＵＶレジスト１４０の表面と一致するように調整されている。ＥＵＶドーズが、マスク開口部内にあって、現像閾値よりも大きい場合、露光されたＥＵＶレジストは現像液中で不溶性になる。ＥＵＶドーズが、ＥＵＶがフォトマスクによりブロックされる、レジストがある側にあって、現像閾値未満である場合、ＥＵＶレジストは可溶性のままであり、現像により除去される。ブランケットＵＶ露光１４４は、ＥＵＶレジスト１４０全体にわたって均一なドーズを適用する。ＥＵＶドーズが高い、ＥＵＶレジスト１４０の中央では、ブランケットＵＶドーズがＵＶ露光を追加し、ＥＵＶレジスト１４０を更に不溶性にする。ＥＵＶレジスト１４０がある側では、追加されたブランケットＵＶドーズは、現像閾値に到達するには十分ではなく、そのためＥＵＶレジスト１４０は現像液に可溶性のままである。ドーズが急速に低下する遷移領域１４５では、不溶性のＥＵＶの幾何学的形状のエッジに隣接するブランケットＵＶ露光が、現像閾値を超えるようにＥＵＶレジスト１４０を押し上げるのに十分なＵＶドーズを追加する。このとき、不溶性のＥＵＶの幾何学的形状に隣接するＥＵＶレジストは不溶性になり、不溶性のＥＵＶの幾何学的形状のＣＤを増加させる。
【0040】
図６は、ＥＵＶドーズだけ１４２で露光されたＥＵＶレジストの幾何学的形状１４６の現像後ＣＤ １４８と、ＥＵＶ及びブランケットＵＶ露光１４４で露光されたＥＵＶレジストの幾何学的形状１５０の現像後ＣＤ １５２とを比較する。ＥＵＶレジストの幾何学的形状１５０の現像後ＣＤ １５２は、ＥＵＶレジストの幾何学的形状１４６の現像後ＣＤ １４８よりも大きい。ブランケットＵＶドーズが増加するにつれて、現像後ＣＤ １５２は増加する。
【0041】
図７は、ＥＵＶ露光のみを使用して形成されたＥＵＶ有機金属レジストにおける幾何学的形状の線幅（クリティカルディメンジョン、すなわちＣＤ）と、ＥＵＶ露光及びブランケットＵＶ露光を使用して形成されたＥＵＶ有機金属レジストにおける幾何学的形状のＣＤとを、様々な実施形態で説明するようなドライ現像及びウェット現像プロセスの後に比較したグラフである。実験データから得られたＣＤは、例示を目的として任意の単位で示される。
【0042】
図７では、ＥＵＶ及びブランケットＵＶ露光後にウェット現像プロセスで形成された幾何学的形状の第３のデータセット１５４のＣＤが、ドライ現像プロセスで形成された第２のデータセット１３８のＣＤと比較される。第２のデータセット１３８のドライ現像のＣＤのように、ウェット現像プロセスを使用して、ＥＵＶ露光のみを使用して実現可能な第１のデータセット１３６のＣＤよりも、より低いＥＵＶドーズで目標ＣＤ １３４を実現することもできる。この例では、ウェット現像プロセスは、目標ＣＤを実現するためには、ドライ現像プロセスよりも約５０％高いＥＵＶドーズを必要とする。この例では、ウェット現像プロセスでは、ＣＤの変動はドライ現像プロセスよりも小さく、例えば、ウェット現像プロセスでは約２５％小さいＣＤの変動が得られる。
【0043】
より高いＥＵＶステッパスループットを可能にするＥＵＶ及びブランケットＵＶドーズを選択する方法における主なステップが、図８のフロー図に記載されている。ＥＵＶ露光ドーズ及びブランケットＵＶ露光ドーズは強く連動するため、例示のために実験計画法（ＤＯＥ）の手法が選択される。ＥＵＶドーズ及びブランケットＵＶドーズを独立して変化させるなどの他の方法を使用することができるが、効率は劣る場合がある。
【0044】
ブロック１７０を参照すると、ＥＵＶドーズが第１の因子として選択され、ブランケットＵＶドーズが第２の因子として選択される、実験の二因子実験計画法（ＤＯＥ）が実施される。ブランケットＵＶのドーズがゼロである場合、ＤＯＥ実験空間における１つのコーナーポイントが最大ＥＵＶドーズである。
【0045】
次にブロック１７２を参照すると、ステップ１７０におけるウェハーランに対して、ＤＯＥ空間全体にわたる全ての実験ポイントにおいてＣＤが測定される。このＣＤは、従来技術における既知の技術を使用して測定されてもよい。
【0046】
次にブロック１７４に記載されるように、測定されたＣＤに対して、第１の軸のＥＵＶドーズ及び第２の軸のブランケットＵＶドーズによる応答曲面が生成される。
【0047】
次にブロック１７６に記載されるように、目標ＣＤに合うＥＵＶ範囲にわたるＥＵＶドーズ／ブランケットＵＶドーズの組合せのセットが選択される。
【0048】
次にブロック１７８に記載されるように、目標ＣＤに合うＥＵＶ範囲にわたるＥＵＶドーズ／ブランケットＵＶドーズの組合せでウェハーが処理される。
【0049】
ブロック１８０では、ブロック１７８において処理されたウェハーの各々に対して、サイクル時間、欠陥の数、ラインエッジラフネス及びＣＤなどのパラメータが評価される。
【0050】
ブロック１８２では、ベースラインＥＵＶパターニングプロセスに対するＥＵＶドーズ／ブランケットＵＶドーズの組合せが選択される。図４に関連して前述したように、ブランケットＵＶドーズは、目標ＣＤがより低いＥＵＶドーズで達成されることを可能にする。ＥＵＶドーズが低減されるのにつれて、より多くのウェハーをＥＵＶステッパで処理できる。したがって、スカムを残すことなく許容可能なラインエッジラフネスを生じる、可能な限り低いＥＵＶドーズを選択することが望ましい。必要なＥＵＶドーズを少なくとも２０％、より好ましくは少なくとも３０％だけ減らすブランケットＵＶドーズを選択することが望ましい。
【0051】
スカム発生は、ＥＵＶパターンにおいて、特に高アスペクト比の（狭くて深い）トレンチにおいて課題であり得る。スカム発生は、以下を含む（しかし、これらに限定されない）様々な要因により生じる可能性がある：（１）ドライ現像中に形成される可能性があり、エッチストップ層をもたらす可能性がある、パシベーション層、（２）除去を困難にする、レジストと下層との界面における化学的に異なる材料、（３）ドライ現像中に形成される揮発性の副生物、及び（４）確率論的効果に起因して望ましくない領域で反応を引き起こす迷光子（特に、密なフィーチャをパターニングする場合）。有機金属ＥＵＶレジスト中のアルキル基は、場合によっては、高い炭素含有量を有するＥＵＶレジストスカムにつながる可能性がある。
【0052】
選択された現像液に対して、有機金属ＥＵＶレジストの現像速度は、ＵＶ放射の特定の追加ドーズに到達するまでは増加し、次いで追加のＵＶ放射と共に減少する。
【0053】
図９は、時限現像プロセス後にウェハー上に残っているＥＵＶレジストの層の厚さをＵＶ放射ドーズに対して示すグラフである。残留レジストの厚さは、ＵＶドーズがゼロ（第１のポイント１９０）から増加するにつれて減少し、その後、第２のポイント１９２において最小の厚さに到達する。ドーズが高くなると、残留レジストは、より厚くなる。ＵＶドーズに伴うレジスト厚さの減少は、ＥＵＶレジストの現像速度の増加に対応する。この特異な挙動を活用して、スカム発生を減らし、コントラストを改善することができる。
【0054】
ＥＵＶ光２７で転写されるパターン２５をプリントするときの第１のＥＵＶ露光（図１Ｃ）の間、アルキル配位子１２２と金属酸化物コア１２０との間の結合が切断され、ＥＵＶレジスト２０からアルキル配位子の第１の部分が解放される。加えて、高いＥＵＶドーズでは、不溶性であり得る金属酸化物ネットワークが形成される。
【0055】
第２のＵＶ露光２３（図１Ｄ）は、ブランケット（マスクなし）露光である。ブランケット露光は、以前にパターニング中にＥＵＶ光２７のドーズを受けたＥＵＶレジストの部分２１を露光させ、また以前に受けたドーズが著しく少なかったＥＵＶレジストの部分２０を露光させる。
【0056】
第２のＵＶ露光２３は、以前にＥＵＶ光２７で露光されたＥＵＶレジストの部分２１への総ＵＶドーズを増加させる。この追加のＵＶドーズにより、アルキル配位子の第２の部分が放出され、また、より多くの金属酸化物ネットワークが生成される。これらの追加の金属酸化物ネットワークは、ＥＵＶ露光された（２１）ＥＵＶレジストの不溶性を増加させる。
【0057】
第２のＵＶ露光２３はまた、パターニング中にＥＵＶ光２７のドーズを殆ど又は全く受けなかったＥＵＶレジストの部分２０から、アルキル配位子の第２の部分を放出させる。ＵＶ光２３のドーズの増加に伴い、追加のアルキル配位子が放出される。より多くのアルキル配位子が放出されるにつれて、ＥＵＶレジスト２０の炭素含有量は減少する。炭素含有量の減少は、現像速度を増加させる。現像速度が増加するにつれて、コントラストが増加し、スカム発生が減少する。
【0058】
ＵＶ露光ドーズが増加するにつれて、ヒドロキシ基が付着されたコア１２０の密度は増加して、金属酸化物ネットワークが形成され始める。金属酸化物ネットワークの増加は、現像速度を低下させる。金属酸化物ネットワークの増加は、現像速度を低下させる。これらの２つの競合する反応、すなわち、カーボン含有アルキル配位子の消失、及び不溶性の金属酸化物ネットワークの形成が、図９の残留レジスト曲線における最小の第２のポイント１９２の原因となる。
【0059】
有機金属ＥＵＶレジストに対するドライ現像化学物質の現像速度は単調ではない。低いＥＵＶ露光に対する現像速度は、追加のＵＶドーズと共に増加し、より高いＥＵＶ露光に対する現像速度は、追加のＵＶドーズと共に減少する。追加のブランケットＵＶドーズのドーズは、現像速度が単調になるように（例えば、ブランケットＵＶドーズを加算して、ウェハー上の最低ドーズ領域に対して現像速度が最大になるポイントになるように）選択できる。より高いＵＶドーズは、有機金属ＥＵＶレジストのドライ現像速度を厳密に低下させる。
【0060】
ＥＵＶレジストパターンにおけるスカム発生３５（図１Ｅ）を減らすための方法における主なステップが、図１０のフロー図で説明される。方法は、最初にＥＵＶレジストの現像速度を最大にするブランケットＵＶドーズを決定し、次いで、そのポイント近辺でブランケットＵＶドーズを変化させる実験を実施して、スカム発生が最小になるブランケットＵＶドーズを見つけることである。最も高いコントラストをもたらすＵＶドーズが、必ずしもスカム発生を最小にするドーズではない。
【0061】
ブロック２００を参照すると、複数の基板がＥＵＶレジストでコーティングされ、ＥＵＶ光のベースラインドーズを受ける。次に、ブロック２０２のように、基板はコーター／デベロッパトラックにローディングされ、露光後ベークが実施される。次に、ブロック２０４において、ゼロドーズ（すなわち、露光なし）から始まるＵＶ光の一連の増加するドーズにて基板がブランケットＵＶ光で露光される。
【0062】
次にブロック２０６で説明されるように、ＥＵＶ露光が殆ど又は全くされていない領域に一部のレジストが残るようにパターンが一定期間にわたって現像され、ＥＵＶ露光が殆ど又は全くされていない領域に残っているレジストの厚さが測定される。
【0063】
次にブロック２０８で説明されるように、ＥＵＶドーズがゼロ且つブランケットＵＶドーズがゼロである基板上の残留レジストよりも少なくとも２５％薄い残留レジストを（ＥＵＶドーズがゼロである領域において）もたらすブランケットＵＶドーズが選択される。好ましくは、少なくとも４０％薄い残留レジストをもたらすブランケットＵＶドーズが選択される。最も薄い残留レジストをもたらすブランケットＵＶドーズは、一般に、最も高いコントラストをもたらすが、最も低いスカム発生をもたらすとは限らない。
【0064】
次にブロック２１０において、ウェハーは、ブロック２０８で選択されたドーズにて処理され、十分に現像されて、ＥＵＶ露光がゼロであった領域からレジストが完全に除去される。次にブロック２１２において、ウェハーはスカム発生に関して検査される。スカム発生は、スキャトロメトリ、エリプソメトリなどの光学計測法、走査電子顕微鏡などの顕微鏡検査法、及び他の技術、を含み得る計測技術を使用して特定されてもよい。
【0065】
ブロック２１２を実行した後にスカム発生が見つかった場合、ブロック２１４において、ブランケットＵＶ露光ドーズが調整され、処理後にスカム領域が残らなくなるまで、プロセスは新しいブランケットＵＶドーズにて繰り返される。スカム発生を減らすことは、より多くのカーボン含有配位子を除去するために、より高いブランケットＵＶドーズを必要とする場合があり、又は、金属酸化物ネットワークの密度を減らすために、より低いブランケットＵＶドーズを必要とする場合がある。
【0066】
ブロック２１２及び２１４は、スカム発生に関する最善の条件が特定されるまで繰り返されてもよい。最善の条件が決定された場合、ステップ９ ２１７に進み、ベースラインＥＵＶパターニングプロセスに対するそのブランケットＵＶドーズが選択される。
【0067】
本発明の例示的な実施形態をここで要約する。他の実施形態も、本明細書の全体及び本明細書で出願される特許請求の範囲から理解することができる。
【0068】
実施例１．ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）放射領域のＵＶ光の第１のドーズで露光されたパターンを含むレジストを有する基板をデベロッパトラック上にローディングすることと、第１のＵＶ露光モジュールにおいて紫外線放射の第２のドーズで基板をブランケット露光することと、ブランケット露光の後にパターンを現像することと、を含む方法。
【0069】
実施例２．ブランケット露光の前に露光後ベークを実施することを更に含み、露光後ベークは、空気又は窒素の環境中で１～３分にわたって５０℃～２５０℃の温度で基板をベークするように構成されている、実施例１に記載の方法。
【0070】
実施例３．ブランケット露光の後且つ現像の前に露光後ベークを実施することを更に含み、露光後ベークは、空気又は窒素の環境中で１～３分にわたって５０℃～２５０℃の温度で基板をベークするように構成されている、実施例１に記載の方法。
【0071】
実施例４．第１のＵＶ露光モジュールにおける光の波長が１３０ｎｍ～３００ｎｍの範囲にある、実施例１～３のうちの１つに記載の方法。
【0072】
実施例５．第１のＵＶ露光モジュールは、１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２のＵＶ光のドーズで基板をブランケット露光するように構成されている、実施例１～４のうちの１つに記載の方法。
【0073】
実施例６．現像の後に、ＵＶ光の第３のドーズで基板をブランケット露光することを更に含み、第３のドーズは８０ｍＪ／ｃｍ２を超える、実施例１～５のうちの１つに記載の方法。
【0074】
実施例７．ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）領域におけるＵＶ光の第１のドーズで基板上にパターンを形成する方法であって、基板をＥＵＶリソグラフィツール内に配置することであって、基板の露光された外側表面がＥＵＶレジストを含む、ことと；転写されるパターンを含む光学マスクを通して伝達されたＥＵＶ光でＥＵＶレジストを露光することと；基板上のＥＵＶレジストをＵＶ光の第２のドーズでブランケット露光することと；ブランケット露光後にＥＵＶレジストを現像して、転写されるパターンを形成することと、を含む方法。
【0075】
実施例８．ＥＵＶ光での露光の後且つＵＶ光でのブランケット露光の前に、基板に露光後ベークを施すことを更に含む、実施例７に記載の方法。
【0076】
実施例９．いかなる介在するＵＶ露光もなしで、ＥＵＶ露光だけを用いて、基準ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするためのＥＵＶ光の第１のドーズを決定することと、ＥＵＶ露光及びブランケットＵＶ露光を用いて、ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするためのＥＵＶ光の第２のドーズを決定することであって、第２のドーズは第１のドーズよりも少なくとも２０％少ない、ことと、を更に含み、ＥＵＶレジストを露光することは、ＥＵＶレジストを第２のドーズで露光することを含む、実施例７又は８に記載の方法。
【0077】
実施例１０．第２のドーズが第１のドーズよりも少なくとも３０％少なくなるように、ブランケット露光のためのブランケットＵＶ露光ドーズを選択することを更に含む、実施例７～９のうちの１つに記載の方法。
【0078】
実施例１１．基板をＥＵＶ光で露光した後に、基板をデベロッパトラック内にローディングすることを更に含み、ブランケット露光及び現像はデベロッパトラック内で実施される、実施例７～１０のうちの１つに記載の方法。
【0079】
実施例１２．ブランケットＵＶ光の第２のドーズは１３０ｎｍ～３００ｎｍの波長を有し、露光ドーズは１ｍＪ／ｃｍ２～１００ｍＪ／ｃｍ２である、実施例７～１１のうちの１つに記載の方法。
【0080】
実施例１３．ブランケット露光と現像との間に、基板に露光後ベークを施すこと更に含む、実施例７～１２のうちの１つに記載の方法。
【0081】
実施例１４．ＥＵＶレジストは、有機金属ＥＵＶレジストである、実施例７～１３のうちの１つに記載の方法。
【0082】
実施例１５．現像の後に、８０ｍＪ／ｃｍ２を超える露光ドーズを有するＵＶ光の第３のドーズで基板をブランケット露光することを更に含む、実施例７～１４のうちの１つに記載の方法。
【0083】
実施例１６．いかなる介在するブランケットＵＶ露光もなしで、ＥＵＶ露光だけを用いて、基準ＥＵＶレジストをターゲット線幅にパターニングするためのＥＵＶ光の第１のドーズを決定することと；基準ＥＵＶレジストを含む基準基板を、転写されるパターンを含む光学マスクを通して伝達されたＥＵＶ光で露光することと、いかなる介在するブランケットＵＶ露光もなしで、露光された基準ＥＵＶレジストを現像して、転写されるパターンを形成することと；ＥＵＶ光で露光されなかった領域にレジストの層を残したままにする時限現像を実施することと；露光された基準ＥＵＶレジストの現像の後に、ＥＵＶ光で露光されなかった領域に残っている基準ＥＵＶレジストの第１のレジスト厚さを測定することと；各々がテストＥＵＶレジストを含む、複数のテスト基板を、転写されるパターンを含む光学マスクを通して伝達されたＥＵＶ光で露光することと、テスト基板の各々の上にある露光されたテストＥＵＶレジストを、異なるＵＶドーズのＵＶ光でブランケット露光することと、テスト基板の各々の上に時限現像を実施して、転写されるパターンを形成することと；テスト基板の各々の上にある露光されたテストＥＵＶレジストの時限現像の後に、各テスト基板に対して、ブランケットＵＶで露光されＥＵＶで露光されなかった領域上の残留レジストの厚さを測定することと；基板上の露光されたＥＵＶレジストに対するブランケット露光のためのＵＶ光のドーズを選択することであって、選択されたドーズは、ブランケットＵＶ光で露光されたがＥＵＶで露光されなかった基板の領域上の、露光されたテストＥＵＶレジストの厚さが、第１のレジスト厚さよりも少なくとも２５％薄いことに相当する、ことと、を含む、実施例７～１５のうちの１つに記載の方法。
【0084】
実施例１７．選択されたドーズは、ブランケットＵＶ光で露光されたがＥＵＶで露光されなかった基板の領域上の、露光されたテストＥＵＶレジストの厚さが、現像後に残っている第１のレジスト厚さよりも少なくとも４０％薄いことに相当する、実施例７～１６のうちの１つに記載の方法。
【0085】
実施例１８．選択されたドーズで基板をパターニングし、パターンを完全に現像して、ＥＵＶ露光されなかった領域からレジストを除去することと；スカム発生に関してパターンを検査することと；スカム発生を最小限に抑えるブランケットＵＶのドーズが決定されるまで、ブランケットＵＶの選択されたドーズを調整し、基板上にパターンを形成し、スカム発生に関してパターンを検査すること、を繰り返すことと；ベースラインＥＵＶパターニングプロセスのために、調整された選択されたドーズを選択することと、を含む、実施例７～１７のうちの１つに記載の方法。
【0086】
実施例１９．露光されたＥＵＶレジストを現像することは、水素及び臭素を含むガスを用いるドライ現像プロセスを含む、実施例７～１８のうちの１つに記載の方法。
【0087】
実施例２０．基板を処理する方法であって、基板上に形成された、パターニングされる層上に、有機金属フォトレジストを配置することであって、有機金属フォトレジストは、金属酸化物粒子に結合したアルキル配位子を含む、ことと；アルキル配位子の第１の部分を、現像される有機金属フォトレジストの一部分から除去することにより、光化学反応生成物を形成することと；光化学反応生成物を凝縮させて、有機金属フォトレジストの露光された一部分において金属酸化物ネットワークを形成することと；露光された一部分における有機金属フォトレジスト中の金属酸化物ネットワークから、及び有機金属フォトレジストの露光されていない部分から、アルキル配位子の第２の部分を除去することと；アルキル配位子の第２の部分を除去した後に、有機金属フォトレジストを現像して、パターニングされた有機金属フォトレジストを形成することと、を含む方法。
【0088】
実施例２１．光化学反応生成物を形成することは、有機金属フォトレジスト上の形成されるパターンを含む光学マスクを通して、ＵＶスペクトルの極紫外線（ＥＵＶ）領域における第１の波長を有するＵＶ光の第１のドーズで有機金属フォトレジストを露光することを含み、アルキル配位子の第２の部分を除去することは、露光された及び露光されていない有機金属フォトレジストを、光学マスクなしで、第２の波長を有する第２のＵＶ放射で露光することを含み、第２の波長は、第１の波長の少なくとも１０倍の長さを有する、実施例２０に記載の方法。
【0089】
実施例２２．第２のＵＶ放射は、デベロッパトラックに組み込まれたＵＶ光モジュールにおいて実施される、実施例２０又は２１に記載の方法。
【0090】
実施例２３．現像の後に、第２の波長を有し８０ｍＪ／ｃｍ２を超えるドーズを有する第３のＵＶドーズで１分を超える時間にわたって基板をブランケット露光することを更に含む、実施例２０～２２のうちの１つに記載の方法。
【0091】
実施例２４．光化学反応生成物を凝縮させることは、基板に露光後ベークプロセスを施すことを含む、実施例２０～２３のうちの１つに記載の方法。
【0092】
実施例２５．露光後ベークプロセスは、基板を空気中で１分～３分の時間にわたって５０℃～２５０℃に加熱することを含む、実施例２０～２４のうちの１つに記載の方法。
【0093】
本発明は、例示的実施形態を参照して説明されているが、本明細書は、限定的な意味で解釈されることを意図するものではない。当業者であれば、本明細書を参照することにより、それらの例示的実施形態の様々な修正形態及び組み合わせ並びに本発明の別の実施形態が明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなあらゆる修正形態又は実施形態を包含することが意図される。
【符号の説明】
【0094】
１０ 基板
１１ 層
１５ 介在層
２０ 露光されていないＥＵＶレジスト
２１ 露光されたＥＵＶレジスト
２３、１４４ ブランケットＵＶ露光
２５ 光学マスク
２７ ＥＵＶ光
３０ パターン
３３ 第１のＵＶ露光モジュール
３５ スカム
５０ ＥＵＶフォトリソグラフィステッパ
６０ コーター／デベロッパトラック
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８０、１８２、２００、２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６ ブロック
１２０ コア
１２２ 配位子
１２４ 活性部位
１２６ ヒドロキシ基
１２８ 水素原子
１３０ 酸素原子
１３２ 酸素ブリッジ
１３６ 第１のデータセット
１３８ 第２のデータセット
１４０ ＥＵＶレジスト
１４２ グラフ
１４５ 遷移領域
１４６、１５０ 幾何学的形状
１５４ 第３のデータセット
１９０ 第１のポイント
１９２ 第２のポイント
１１ 層
１５ 介在層
２０ 露光されていないＥＵＶレジスト
２１ 露光されたＥＵＶレジスト
２３、１４４ ブランケットＵＶ露光
２５ 光学マスク
２７ ＥＵＶ光
３０ パターン
３３ 第１のＵＶ露光モジュール
３５ スカム
５０ ＥＵＶフォトリソグラフィステッパ
６０ コーター／デベロッパトラック
１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２、１１４、１１６、１７０、１７２、１７４、１７６、１７８、１８０、１８２、２００、２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２、２１４、２１６ ブロック
１２０ コア
１２２ 配位子
１２４ 活性部位
１２６ ヒドロキシ基
１２８ 水素原子
１３０ 酸素原子
１３２ 酸素ブリッジ
１３６ 第１のデータセット
１３８ 第２のデータセット
１４０ ＥＵＶレジスト
１４２ グラフ
１４５ 遷移領域
１４６、１５０ 幾何学的形状
１５４ 第３のデータセット
１９０ 第１のポイント
１９２ 第２のポイント
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【外国語明細書】