專利名稱：曝光方法和使用這種方法的半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曝光方法及使用該曝光方法的半導(dǎo)體器件制造方法，其中粘附感光性抗蝕劑層和光掩膜，對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件和液晶顯示器件等的制造工藝中，經(jīng)常利用光刻在作為基板的半導(dǎo)體晶片以及玻璃基板等上形成電路圖形。
在光刻中具備透過光掩模將光照射到在基板上成膜的感光性抗蝕劑層，將光掩模上形成的圖形轉(zhuǎn)移到所述感光性抗蝕劑層的曝光步驟。
為此，在伴隨著現(xiàn)有半導(dǎo)體存儲器的大容量化和CPU處理器的高速化以及大型化的發(fā)展所需的光刻微細(xì)化中，曝光的微細(xì)化是不可缺少的。
一般情況下，利用步進(jìn)式光刻機(jī)等曝光裝置進(jìn)行曝光時，通過透鏡聚焦光而獲得的束點(diǎn)尺寸成為微細(xì)化的限制。利用下述[公式1](Rayleigh公式)表示這種束點(diǎn)尺寸。
φ＝k1×(λ/NA)[公式1]中的符號表示如下。
φ束點(diǎn)尺寸；λ光的波長；NA物鏡的數(shù)值口徑；K1光學(xué)系統(tǒng)的比例系數(shù)。
通過[公式1]可看出，通過縮短光的波長λ和加大物鏡的數(shù)值口徑NA，則可以縮小束點(diǎn)尺寸φ。
但是，作為光源使用具有短波長的ArF準(zhǔn)分子激光(193[nm])和F2激光(152[nm])時，必須對含有光路的光學(xué)系統(tǒng)抽真空，并且作為物鏡所使用的材料也受到限制。例如，在使用F2激光的情況下，用于物鏡的透明材料只有熒石(CaF2)。因此，為了獲得最小束點(diǎn)尺寸φ而縮短光的波長存λ在各種問題。
另一方面，物鏡的數(shù)值口徑NA大導(dǎo)致由下述[公式2]表示的焦點(diǎn)深度淺，在曝光的基板的表面粗糙的情況下，有不能進(jìn)行微細(xì)加工的問題。
DOF＝k2×(λ/NA2)[公式2]中的符號表示如下。
DOF焦點(diǎn)深度；λ光的波長；NA物鏡的數(shù)值口徑；K2光學(xué)系統(tǒng)的比例系數(shù)。
因此，作為超過取決于光源波長λ和物鏡的數(shù)值口徑NA的曝光微細(xì)化界限的超分辨措施，使用移相掩模。移相掩模和在掩?；迳闲纬傻母褡訝顖D形上的半色調(diào)膜等構(gòu)成的移相器交互設(shè)置。
對移相掩模照射光，為了使透過移相器的光的相位只偏移180度，透過鄰接的2個圖形的光由于相互抵消而在視覺上感覺消失。由此，提高了透過光的對比度，利用F2透鏡的規(guī)格進(jìn)行50[nm]前后的加工。
但是，在使用移相掩模的情況下，需要步進(jìn)器等高價曝光裝置，因此存在成本方面的問題。
因此，近年來使用近場光的曝光方法倍受矚目。
使用圖3說明近場光的發(fā)生原理。
如圖3所示，如果對物質(zhì)照射光，則在物質(zhì)中的多數(shù)原子(圖中示出了1個原子)中形成互相振動的電偶極子。在該電偶極子的周圍同時產(chǎn)生并存在封閉曲線狀的電力線E1和在電偶極子之間封閉的電力線E2。
封閉曲線狀的電力線E1使所謂的傳播光衍射并傳播到遠(yuǎn)隔場。為此，通常觀測到的傳播光是借助這個電力線E1觀測到的。另一方面，電雙曲線之間封閉的電力線E2不傳播到遠(yuǎn)隔場，因此近場光局限在原子附近。因此，通常觀察不到近場光。
此外，使用圖4說明近場光對感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的例子。
在使用近場光對感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的情況下，在成膜于抗蝕劑基板101的表面上的感光性抗蝕劑層102上粘附光掩模103的遮光膜104，在這種狀態(tài)下從掩?；?05一側(cè)向光掩模103照射光。
向光掩模103照射光，在遮光膜104上形成的曝光用的開口部106的內(nèi)部產(chǎn)生近場光K，其一部分從開口部106向感光性抗蝕劑層102一側(cè)露出對感光性抗蝕劑層102進(jìn)行曝光。像這種利用近場光K的光刻稱為近場光光刻。
此外，在上述近場光光刻中，必須控制照射到光掩模103上的光由曝光用開口部106的形狀導(dǎo)致的偏振。例如，在曝光用開口部106是狹縫的情況下，通過使光發(fā)生偏振來使電場平行于狹縫，與開口部形狀相同的形狀被復(fù)制到抗蝕劑上。
通過上述近場光光刻，為了產(chǎn)生不受到開口部106的尺寸限制的近場光K，通過對在遮光膜104上形成的開口部106的尺寸進(jìn)行微細(xì)化，可進(jìn)行與其同程度的微細(xì)化曝光。
但是，上述近場光K局限于原子周邊，因此只向感光性抗蝕劑層102一側(cè)泄漏很少量。為此，必須粘附遮光膜104和感光性抗蝕劑層102，來縮小光掩模103和感光性抗蝕劑層102之間的距離。
因此，如圖5所示，以前，在抗蝕劑基板101上成膜的感光性抗蝕劑層102的表面上直接粘附形成于光掩模103的遮光膜104的表面上的用作間隔器的薄固體層107(例如參見非專利文獻(xiàn)1)。
此外，如圖6所示，在抗蝕劑基板101上的感光性抗蝕劑層102的表面一側(cè)上設(shè)置光掩模103，光掩模103和感光性抗蝕劑層102之間被抽成真空，獲得高粘附性(例如參見非專利文獻(xiàn)2)。
應(yīng)用物理期刊，第81卷第7號，2002年8月12日，第1315頁。
AAPPS Bulletin，第11卷，第3號，2001年9月，第10頁。
因此，在感光性抗蝕劑層表面上直接粘附光掩模對感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的方法中，在粘附光掩模和感光性抗蝕劑層時互相摩擦，存在損傷光掩模和感光性抗蝕劑層等的問題。特別是，光掩模作為向基板轉(zhuǎn)移圖形時使用的精密制作的原版，長期使用必然產(chǎn)生損傷。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，設(shè)計(jì)了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種不損傷光掩模和感光性抗蝕劑層等、不限制光源的波長的實(shí)現(xiàn)微細(xì)曝光的曝光方法和使用這種方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。
為了實(shí)現(xiàn)解決上述問題的本發(fā)明的目的，提供了本發(fā)明的曝光方法和使用這種方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。
(1)一種曝光方法，使感光性抗蝕劑層和具有遮光膜的光掩模靠近來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光，其特征在于通過液體使具有尺寸比來自光源的振蕩光的波長小的開口部的所述遮光膜與所述感光性抗蝕劑層靠近，在與所述開口部對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光。
(2)一種曝光方法，使感光性抗蝕劑層和具有遮光膜的光掩?？拷鼇韺λ龈泄庑钥刮g劑層進(jìn)行曝光，其特征在于通過液體使具有來自光源的振蕩光無法通過的開口部的所述遮光膜與所述感光性抗蝕劑層靠近，在與所述開口部對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光。
(3)根據(jù)(1)或(2)記載的曝光方法，其特征在于所述液體不腐蝕所述感光性抗蝕劑層以及光掩模并且是透明的和不活潑的。
(4)根據(jù)(1)或(2)記載的曝光方法，其特征在于所述液體至少含有純水和甘油之一。
(5)根據(jù)(1)或(2)記載的曝光方法，其特征在于所述液體是在純水中添加了表面活性劑的液體。
(6)一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括在被加工膜的表面上形成感光性抗蝕劑層的感光性抗蝕劑層形成步驟；通過液體使形成了具有尺寸比來自光源的振蕩光的波長小的開口部的遮光膜的光掩模與所述感光性抗蝕劑層的表面靠近，在與所述開口部相對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的曝光步驟；對曝光后的所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行顯影，在所述感光性抗蝕劑層上形成與所述開口部的形狀相同的圖形的感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟；用形成了上述圖形的所述感光性抗蝕劑層作為掩模，加工所述被加工膜的被加工膜加工步驟。
(7)一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括在被加工膜的表面上形成感光性抗蝕劑層的感光性抗蝕劑層形成步驟；通過液體使形成了具有尺寸讓來自光源的振蕩光無法通過的開口部的遮光膜的光掩模與所述感光性抗蝕劑層的表面靠近，在與所述開口部相對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的曝光步驟；對曝光后的所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行顯影，在所述感光性抗蝕劑層上形成與所述開口部的形狀相同的圖形的感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟；用形成了所述圖形的所述感光性抗蝕劑層作為掩模，加工所述被加工膜的被加工膜加工步驟。
(8)根據(jù)(6)或(7)記載的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體不腐蝕所述光掩模、非感光性抗蝕劑層以及感光性抗蝕劑層，并且是透明的和不活潑的。
(9)根據(jù)(6)或(7)記載的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體至少含有純水和甘油之一。
(10)根據(jù)(6)或(7)記載的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體是在純水中添加了表面活性劑的液體。
(11)根據(jù)(6)或(7)記載的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于還包括對所述液體施加超聲波振動的超聲波振動施加步驟；和在超聲波振動施加步驟中，剝離所述感光性抗蝕劑層和光掩膜的剝離步驟。
(12)根據(jù)(6)或(7)記載的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于還包括對所述液體加熱，使其一部分或全部汽化的加熱步驟；和在該加熱步驟中，使所述感光性抗蝕劑層和光掩模剝離的剝離步驟。


圖1是表示使用本發(fā)明第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的制造工藝的工藝圖。
圖2是表示本發(fā)明的曝光方法的原理的示意圖。
圖3是表示近場光的產(chǎn)生原理的示意圖。
圖4是表示通過近場光進(jìn)行感光性抗蝕劑層曝光的例子的示意圖。
圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)的近場光光刻的示意圖。
圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)的近場光光刻的示意圖，其中6(a)是總體圖，6(b)是6(a)中的區(qū)域A的放大圖。
圖7是表示使用根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的制造工藝的工藝圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照圖1-2介紹本發(fā)明的第一實(shí)施方式。
圖1表示使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的制造工藝的工藝圖，圖2是解釋本發(fā)明的曝光方法的原理的示意圖。
在使用根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件制造方法制造半導(dǎo)體器件的情況下，如圖1(a)所示，制備由石英玻璃制成的第一抗蝕劑基板10，在其表面上形成SiN、GaP等金屬膜11(被加工膜)。
然后，如圖1(b)所示，在金屬膜11的表面上通過旋涂涂覆預(yù)定厚度的下層抗蝕劑12(作為被加工膜的非感光性抗蝕劑層)[JSR制造；PFRIX795G]，在本實(shí)施例中，涂覆厚度為約280nm。然后，通過在約190度下、在約2小時內(nèi)加熱該下層抗蝕劑12，使感光性消失(非感光性抗蝕劑層形成步驟)。
此外，如下所述，下層抗蝕劑12的膜厚是在刻蝕金屬膜11時可以作為掩模的厚度。
然后，如圖1(c)所示，通過旋涂在下層抗蝕劑12的表面上涂覆預(yù)定厚度的上層抗蝕劑13(感光性抗蝕劑層)[富士膠片制造；Fi-SP2，Si含有率為約10％]，本實(shí)施例中涂覆厚度約為130nm。之后，在約90度下、在2分鐘時間內(nèi)加熱該上層抗蝕劑13(感光性抗蝕劑層形成步驟)。此外，作為上層抗蝕劑13的材料的所述Fi-SP的原料聚合物是在酚醛清漆樹脂中含有堿性可溶性的硅聚合物(APSA)和作為感光物的萘醌二疊氮基。
另一方面，作為上述抗蝕劑形成步驟的其它步驟，如圖1(d)所示制備光掩模20。在對上層抗蝕劑13曝光時使用這個光掩模20，具有由約6mm厚的石英玻璃制成的掩?；?1(電介質(zhì)基板)，通過濺射等方法在其表面上形成厚度約為40nm的鉻膜22(遮光膜)。
通過集束離子束在該鉻膜22上形成用于曝光上層抗蝕劑13的開口部23。該開口部23的尺寸比在曝光時使用的光源的振蕩光波長小，來自光源的光不能通過該開口部23。為此，上層抗蝕劑13不會被來自光源的光直接曝光。因此，在開口部23的尺寸比光源的波長小的情況下，這種光不能通過該開口部23，通過發(fā)明人的試驗(yàn)也證實(shí)了這一點(diǎn)。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式，作為上述開口部23，使用以格子狀并設(shè)了寬度為130nm的狹縫的格子圖形。
然后，如圖1(e)所示，使用噴灑器等噴霧器在第一抗蝕劑基板10上噴射不腐蝕金屬膜11、下層抗蝕劑12、上層抗蝕劑13和光掩模20的透明不活潑的純水，在上層抗蝕劑13的表面上形成薄的純水膜15(液體)。此外，純水膜15的膜厚是能使下述近場光K對上層抗蝕劑13曝光的厚度。
這樣，在上層抗蝕劑13的表面上通過純水膜15粘附光掩模20的鉻膜22，通過近掩模對準(zhǔn)器(佳能制造)等對光掩模20和第一抗蝕劑基板10之間抽真空。
然后，如圖1(f)所示，向光掩模20照射任何波長的光約100秒，在本實(shí)施方式中，作為光源使用高壓水銀燈的435nm、405nm和365nm波長的光。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，使用不是偏振光的自然光。
向掩?；?1照射光，如圖2所示，從鉻膜22的開口部23向第一抗蝕劑基板10一側(cè)泄漏近場光K，對上層抗蝕劑13進(jìn)行曝光(曝光步驟)。
此外，為了使向第一抗蝕劑基板10一側(cè)泄漏的近場光K與開口部23的尺寸相對應(yīng)，對上層抗蝕劑13進(jìn)行與開口部23基本相同尺寸的曝光。
上層抗蝕劑13的曝光步驟結(jié)束之后，從第一抗蝕劑基板10除去光掩模20，使用NMD-3等對上層抗蝕劑13進(jìn)行約30秒的顯影。由此，在下層抗蝕劑12的表面上形成具備與光掩模20相同圖形的上層掩模(感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟)。
然后，將第一抗蝕劑基板10搬入刻蝕裝置(未示出)的反應(yīng)室中。然后，向反應(yīng)室內(nèi)流入約94sccm的氮?dú)狻⒓s6sccm的氧氣，內(nèi)部壓力設(shè)定為約3Pa。
之后，向承載第一抗蝕劑基板10的臺(stage)電極供給約200W的功率。利用反應(yīng)離子刻蝕(RIE)隔著上述上層掩模刻蝕下層抗蝕劑12。
接著，在金屬膜11的表面上形成具有與上層掩模大致相同圖形、即與上述光掩模20相同圖形的下層掩模(非感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟)。使用這個下層掩模通過刻蝕等方法處理金屬膜11(被加工膜處理步驟)。
以約130nm的精度處理在這種金屬膜11的表面上形成的抗蝕劑圖形。
此外，純水膜15介于第一抗蝕劑基板10和光掩模20之間，按照本發(fā)明的半導(dǎo)體器件制造方法，向光掩模20照射的光不用偏振光控制，因此可以進(jìn)行微細(xì)的加工。
由此，通過使純水膜15存在于第一抗蝕劑基板10和光掩模20之間，因此可推測實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有技術(shù)不可能的利用沒有偏振的光的近場光曝。
按照本實(shí)施方式的曝光方法和使用這種方法的半導(dǎo)體器件制造方法，利用從鉻膜22的開口部23泄漏的近場光，對上層抗蝕劑13進(jìn)行曝光。
為此，由于不需要使用步進(jìn)器等曝光裝置，因此可以進(jìn)行低成本、對光源的波長沒有限制的微細(xì)加工。
此外，在第一抗蝕劑基板10和光掩模20粘附的狀態(tài)下，對上層抗蝕劑13進(jìn)行曝光。
為此，通過制成大型光掩模，本發(fā)明的曝光方法可適用于像液晶顯示器等所使用的母基板那樣的對角尺寸為米的大型基板。
此外，在粘附第一抗蝕劑基板10和光掩模20時，純水膜15介于上層抗蝕劑13和鉻膜22之間。
因此，由于沒有上層抗蝕劑13和鉻膜22的互相摩擦，因此可以抑制上層抗蝕劑13和光掩模20的損傷。
此外，根據(jù)上述實(shí)施方式，由于純水介于上層抗蝕劑13和光掩模20之間，因此不會腐蝕2層抗蝕劑14、掩?；?1、和鉻膜22等，如果使用透明的無反應(yīng)性的液體例如甘油等也是可以的。
此外，作為介于上層抗蝕劑13和光掩模20之間的液體，也可以使用向純水中添加表面活性劑得到的液體。在使用向純水中添加表面活性劑的液體的情況下，可以在上層抗蝕劑13和光掩模20之間平滑流過純水。
下面參照圖7介紹本發(fā)明第二實(shí)施方式。
圖7是使用根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件制造方法的半導(dǎo)體器件的制造工藝的工藝圖。
在使用根據(jù)本實(shí)施方式半導(dǎo)體器件制造方法制造半導(dǎo)體器件的情況下，如圖7(a)所示，制備具有撓性的第二抗蝕劑基板30，在其表面上形成SiN、GaP等金屬膜31(被加工膜)。作為第二抗蝕劑基板30，使用紙、塑料膜、薄玻璃基板等。
然后，如圖7(b)所示，通過旋涂在金屬膜31的表面上涂覆預(yù)定厚度的下層抗蝕劑32(也作為被加工膜的非感光性抗蝕劑層)[JSR制造；PFRIX795G]，在本實(shí)施例中，其厚度為約280[nm]。然后，通過在約190度下、在約2小時內(nèi)加熱該下層抗蝕劑32，使感光性消失(非感光性抗蝕劑層形成步驟)。此外，如下所述，下層抗蝕劑32的膜厚是在刻蝕金屬膜31時可以作為掩模的厚度。
然后，如圖7(c)所示，通過旋涂在下層抗蝕劑32的表面上涂覆預(yù)定厚度的上層抗蝕劑33(感光性抗蝕劑)[富士膠片制造；Fi-SP2，Si含有率為約10％]，本實(shí)施例中涂覆厚度約為100nm。之后，在約90度下、在約2分鐘時間內(nèi)加熱該上層抗蝕劑33并固化(感光性抗蝕劑層形成步驟)。
此外，在金屬膜31的表面上形成由下層抗蝕劑32和上層抗蝕劑33構(gòu)成的兩層抗蝕劑34(抗蝕劑形成步驟)。此外，作為上層抗蝕劑33的材料，所述Fi-SP的原料聚合物是在酚醛清漆樹脂中含有堿性可溶性的硅聚合物(APSA)和作為感光物的萘醌二疊氮基。
另一方面，作為上述抗蝕劑形成步驟的其它步驟，如圖7(d)所示制備光掩模40。在對上層抗蝕劑33曝光時使用該光掩模40，在由約6mm厚的石英玻璃制成的掩?；?1(電介質(zhì)基板)的表面上，通過濺射等方法以一定圖形形成厚度約為40nm的鉭膜42(遮光膜)。
由于光掩模40的平面尺寸比第二抗蝕劑基板30小，在曝光上層抗蝕劑33時，如下所述，必須在上層抗蝕劑33上掃描光掩模40。
使用電子束曝光(EB曝光)在上述鉭膜42上以棋盤格那樣的形狀形成用于曝光上層抗蝕劑33的多個開口部43。各開口部43是平面矩形形狀的，其尺寸可以比光源振蕩的光的波長大，也可以小于該波長。
此外，根據(jù)本實(shí)施方式，作為上述開口部43，使用間距為0.32μm、0.45μm、0.57μm的棋盤格狀。
此外，如圖7(e)所示，向第二抗蝕劑基板30表面的第一暴光范圍37微量滴下不腐蝕金屬膜31、下層抗蝕劑32、上層抗蝕劑33和光掩模40的、透明不活潑的液體，例如純水和甘油以一定比例混合的混合液，利用這種混合液，在上層抗蝕劑33的表面上粘附光掩模40的鉭膜42。這樣，將其間充滿上述混合液的光掩模40和第二抗蝕劑基板30粘在一起。
借此，在上層抗蝕劑33和光掩模40之間形成大致均勻厚度的液膜35(液體)，上層抗蝕劑33和光掩模40之間的距離在整個面上可以保持大致恒定。
此外，選擇純水和甘油的混合比使其最適合于曝光條件。
然后，如圖7(f)所示，向光掩模40照射約25秒的任意波長的光，在本實(shí)施方式中，使用作為光源的高壓水銀燈的435nm、405nm和365nm波長的光。
在向掩?；?1照射光和開口部43的尺寸小于光波長的情況下，與第一實(shí)施方式相同，從鉭膜42的開口部43向第二抗蝕劑基板30一側(cè)泄漏近場光K，沿著光掩模40的圖形對上層抗蝕劑33的第一曝光范圍37進(jìn)行曝光(參見圖2)。這種情況下，液膜35的膜厚必須設(shè)定為可以使用近場光K對上層抗蝕劑33進(jìn)行曝光的程度。
此外，為了使向第二抗蝕劑基板30一側(cè)泄漏的近場光K與開口部43的尺寸相對應(yīng)，對上層抗蝕劑33進(jìn)行與開口部43大致相同尺寸的曝光。
另一方面，在開口部43的尺寸大于光波長的情況下，由高壓水銀燈的振蕩傳播的光通過鉭膜42的開口部43，沿著光掩模40的圖形曝光上層抗蝕劑33的第一曝光范圍37。
換言之，即使在使用開口部43的尺寸同時具備比光波長大的部分和比光波長小的部分的光掩模的情況下，通過調(diào)整置于第二抗蝕劑基板30和感光性抗蝕劑40之間的液膜35的厚度，也可以利用與各個尺寸相應(yīng)的光即傳播光或近場光對上層抗蝕劑33進(jìn)行曝光。
上層抗蝕劑33的第一曝光范圍37的曝光結(jié)束之后，如圖7(g)所示，將用液膜35粘附的光掩模40和第二抗蝕劑基板30放入水槽38中，利用超聲波振動體36對水槽38中的水施加超聲波振動(超聲波施加步驟)。
對水槽38中的水施加的超聲波振動傳播到液膜35中，導(dǎo)致液膜35中的水分子密度發(fā)生濃淡變化。由此，部分地降低了液膜35和第二抗蝕劑基板30之間以及液膜35和光掩模40之間的粘附力。因此，在這種狀態(tài)下使光掩模40和第二抗蝕劑基板30分離(剝離步驟)。
此外，在本實(shí)施方式中，雖然在分離光掩模40和第二抗蝕劑基板30時，利用水槽38中的水對液膜35進(jìn)行超聲波振動，但并不限于此。
例如，也可以使超聲波振動體36靠近液膜35，利用空氣對液膜35施加超聲波振動。并且，也可以使超聲波振動體36直接與光掩模40或第二抗蝕劑基板30接觸，對液膜35施加超聲波振動。
此外，可利用超聲波振動提供方式和頻率等，在液膜35中產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。這種情況下，降低了光掩模40和第二抗蝕劑基板30的粘附性，使光掩模40和第二抗蝕劑基板30容易分離。
此外，利用加熱裝置給液膜35加熱(加熱步驟)，使液膜35的一部分或者全部汽化，由此降低光掩模40和第二抗蝕劑基板30的粘附性，也可以分離光掩模40和第二抗蝕劑基板30(剝離步驟)。此外，液膜35是純水的情況下，作為加熱裝置，適于使用引起純水吸收的紅外線燈。
上層抗蝕劑33的第一曝光范圍37的曝光結(jié)束之后，如圖7(h)所示，將光掩模40移動到上層抗蝕劑33表面的未曝光的第二曝光范圍39，對該區(qū)域進(jìn)行曝光。這樣，重復(fù)進(jìn)行該操作，上層抗蝕劑33的表面全部被曝光(曝光步驟)。
上層抗蝕劑33的曝光步驟結(jié)束之后，從第二抗蝕劑基板30除去光掩模20，使用NMD-3等對上層抗蝕劑33進(jìn)行顯影約20秒。借此，在下層抗蝕劑32的表面上形成與上述光掩模40相同圖形的上層掩模(感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟)。此外，不進(jìn)行后曝光烘焙(PEB)。
然后，將第二抗蝕劑基板30放入平行平板RIE裝置(未示出)的反應(yīng)室中。之后，向反應(yīng)室內(nèi)流入約94sccm的氮?dú)狻⒓s6sccm的氧氣，內(nèi)部壓力設(shè)定為約3Pa。
然后，對承載第二抗蝕劑基板30的臺電極供給13.56MHz的RF(約200W功率)，隔著上述上層掩模刻蝕下層抗蝕劑32。
由此，在金屬膜31的表面上形成與上層掩模大致相同圖形即與上述光掩模40相同圖形的下層掩模(非感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟)。之后，使用該下層掩模通過刻蝕等處理金屬膜31(被加工膜加工步驟)。
利用上述步驟，在金屬膜31的表面上形成與在第一實(shí)施方式中形成的圖4相同的抗蝕劑圖形。此外，確認(rèn)可以以約320nm的高間隔精度加工該抗蝕劑圖形。
根據(jù)本實(shí)施方式的曝光方法和使用這種方法的半導(dǎo)體器件制造方法，作為第二抗蝕劑基板30，可以使用紙、塑料膜、薄玻璃基板等具有撓性的材料。為此，在曝光步驟時，有時會在第二抗蝕劑基板30中發(fā)生彎曲。
但是，在本實(shí)施方式中，在第二抗蝕劑基板30和光掩模40之間存在液膜35，因此可以確保第二抗蝕劑基板30和光掩模40之間的距離保持大致固定，因此即使對具有上述撓性的第二抗蝕劑基板30也可以進(jìn)行高精度的曝光。
此外，隨著液晶顯示器等平板顯示器的大畫面化，需要使用大面積薄膜玻璃基板。這種大面積薄膜玻璃基板容易產(chǎn)生彎曲變形，如果適用于本發(fā)明的制造，非常有效。
此外，可以在電子紙等具有撓性的基板上形成IC，進(jìn)行像素的形成等的微細(xì)加工。
此外，通過對位于第二抗蝕劑基板30和光掩模40之間的液膜35施加超聲波振動和加熱等，很容易迅速剝離第二抗蝕劑基板30和光掩模40。
為此，光掩模40的平面尺寸比第二抗蝕劑基板30小，在第二抗蝕劑基板30上對光掩模40重復(fù)進(jìn)行偏移并曝光的情況下，由于縮短了每次剝離所需要的時間，因此提高了生產(chǎn)率。
按照本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了一種不會損傷光掩模和感光性抗蝕劑并對光波長沒有限制的微細(xì)曝光。
權(quán)利要求
1.一種曝光方法，使感光性抗蝕劑層和具有遮光膜的光掩?？拷鼇韺λ龈泄庑钥刮g劑層進(jìn)行曝光，其特征在于通過液體使具有尺寸比來自光源的振蕩光的波長小的開口部的所述遮光膜與所述感光性抗蝕劑層靠近，在與所述開口部對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光。
2.一種曝光方法，使感光性抗蝕劑層和具有遮光膜的光掩?？拷鼇韺λ龈泄庑钥刮g劑層進(jìn)行曝光，其特征在于通過液體使具有來自光源的振蕩光無法通過的開口部的所述遮光膜與所述感光性抗蝕劑層靠近，在與所述開口部對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的曝光方法，其特征在于所述液體不腐蝕所述感光性抗蝕劑層和光掩模，并且所述液體是透明的和不活潑的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的曝光方法，其特征在于所述液體至少含有純水和甘油中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2的曝光方法，其特征在于所述液體是在純水中添加了表面活性劑的液體。
6.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括在被加工膜的表面上形成感光性抗蝕劑層的感光性抗蝕劑層形成步驟；通過液體使形成了具有尺寸比來自光源的振蕩光的波長小的開口部的遮光膜的光掩模與所述感光性抗蝕劑層的表面靠近，在與所述開口部相對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的曝光步驟；對曝光后的所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行顯影，在所述感光性抗蝕劑層上形成與所述開口部的形狀相同的圖形的感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟；用形成了上述圖形的所述感光性抗蝕劑層作為掩模，加工所述被加工膜的被加工膜加工步驟。
7.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括在被加工膜的表面上形成感光性抗蝕劑層的感光性抗蝕劑層形成步驟；通過液體使形成了具有尺寸讓來自光源的振蕩光無法通過的開口部的遮光膜的光掩模與所述感光性抗蝕劑層的表面靠近，在與所述開口部相對應(yīng)的位置上產(chǎn)生近場光來對所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行曝光的曝光步驟；對曝光后的所述感光性抗蝕劑層進(jìn)行顯影，在所述感光性抗蝕劑層上形成與所述開口部的形狀相同的圖形的感光性抗蝕劑層構(gòu)圖步驟；用形成了所述圖形的所述感光性抗蝕劑層作為掩模，加工所述被加工膜的被加工膜加工步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體不腐蝕所述光掩模、非感光性抗蝕劑層以及感光性抗蝕劑層，并且所述液體是透明的和不活潑的。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體至少含有純水和甘油中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于所述液體是在純水中添加了表面活性劑的液體。
11.根據(jù)權(quán)利要求6或7的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于還包括對所述液體施加超聲波振動的超聲波施加步驟；和在超聲波施加步驟中，剝離所述感光性抗蝕劑層和光掩模的剝離步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求6或7的半導(dǎo)體器件制造方法，其特征在于還包括對所述液體加熱，使其一部分或全部汽化的加熱步驟；和在該加熱步驟中，使所述感光性抗蝕劑層和光掩模剝離的剝離步驟。
全文摘要
提供一種曝光方法，實(shí)現(xiàn)了不會損傷光掩模和抗蝕劑層并對光源的波長沒有限制的微細(xì)曝光。在使上層抗蝕劑13和具有鉻膜22的光掩模20靠近來對上述上層抗蝕劑13進(jìn)行曝光的曝光方法中，具有尺寸小于來自光源振蕩的光的波長的開口部23的上述鉻膜22通過純水膜15與上述上層抗蝕劑13靠近，利用近場光K在與上述開口部23相對應(yīng)的位置上對上述上層抗蝕劑13進(jìn)行曝光。
文檔編號G03F7/20GK1570771SQ20041005526
公開日2005年1月26日 申請日期2004年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月3日
發(fā)明者鈴木啟之, 大川秀樹, 戶野谷純一 申請人:株式會社東芝