レジストパターニングを含むフォトリソグラフィープロセスの最適化とその評価

1部: フォトリソグラフィー技術のプロセス最適化と評価

(12:30〜14:25)

　フォトリソグラフィー技術は、レジストの塗布、べーク、露光、現像などの工程を伴い、また、工程の途中では、膜厚測定や、屈折率測定、パターンの寸法評価、現像の面内均一性の評価など、様々なプロセス評価を伴う。 　本講演では、レジストの塗布から現像に至るまでのリソグラフィー技術のプロセスの概要と最適化方法について紹介する。

1. リソグラフィーの概要
2. フォトレジストの塗布の概要
   1. フォトレジスト塗布装置の概要
   2. スクリーン塗布方法
   3. スピン塗布法
   4. ロールコーティング法
   5. ラミネーター法
   6. ディップコーティング法
   7. スプレーコーティング法
   8. スピン塗布プロセスの実際
   9. 塗布プロセスの影響
   10. HMDS処理
   11. HMD処理の原理
   12. HMDS処理効果の確認
   13. プリベーク
   14. 膜厚の評価
   15. 分光反射率計による膜厚測定 (厚膜)
   16. エリプソ法による膜厚測定 (薄膜)
3. 露光装置の概要
   1. コンタクトアライナー
   2. プロキシミティー・アライナ
   3. ミラープロジェクション
   4. 縮小投影露光装置
   5. プロキシミティー露光の光学
   6. ステッパの光学
   7. 高解像化へのアプローチ
   8. フォトレジストの感光の原理とABCパラメータ
4. 露光後ベーク (PEB) の概要
   1. 露光後ベークの概要
   2. PEBにおける感光剤の熱分解
   3. PEBによる感光剤の拡散長の測定
   4. 感光材の拡散長とその最適化
   5. 表面難溶化パラメータとその評価
5. 現像技術の概要
   1. ディップ現像
   2. スプレー現像
   3. パドル現像
   4. ソフトインパクトパドル現像
   5. 現像プロセスの最適化

2部: レジスト材料の基礎およびレジスト剥離メカニズムと新規剥離技術

(14:35〜16:30)

　半導体、LCD等の電子デバイス製造では、成膜、パターン作製 (レジスト塗布、露光、現像) 、エッチング、レジスト剥離、洗浄等のプロセスを複数回繰り返すことにより、基板上にトランジスタを形成している。特に、微細素子のパターンニングに用いられるレジストの剥離プロセスにおいては、硫酸、過酸化水素、アミン系有機溶剤など環境負荷の大きい薬液を大量に使用している。 　本講習では、レジストの密着性を含む現像特性全般について講演するとともに、特に、レジスト剥離工程において従来の剥離技術、及び新規な環境に優しいレジスト剥離 (除去) 技術について紹介する。イオン注入されたレジストの構造についても言及する。

1. 半導体とレジストについて
   1. 半導体の微細化
   2. 電子デバイスの製造工程
   3. レジスト解像度とレジスト材料の変遷
   4. 半導体プロセスにおける各種レジスト
   5. レジストに要求される特性
   6. EUVレジストに求められる特性
2. レジストの基本原理
   1. レジストの基本原理 (光化学反応)
   2. レジストの現像特性 (溶解性)
   3. リソグラフィー工程とポジ/ネガ型レジスト
   4. i線/g線用ノボラック系ポジ型レジスト
   5. KrF用,ArF用レジスト (化学増幅型)
   6. レジストの解像度向上
3. レジストとSi基板との密着性について
   1. レジストの密着性の向上
   2. HMDSの感度特性への影響
   3. 紫外光透過率のHMDS依存性
4. ハーフトーンマスク用多層レジスト技術
   - LCD用における、マスク枚数削減への取り組み -
5. ノボラック系ポジ型レジストの現像特性について
   1. レジストの現像特性の評価
   2. レジストの分子量と溶解特性の関係
   3. レジスト現像アナライザを用いた現像特性評価
   4. プリベーク温度を変えたレジストの現像特性
   5. PACのエステル化率を変化させたノボラック系ポジ型レジストの現像特性評価
6. 水素ラジカルを用いた環境にやさしいレジスト除去技術
   1. 原子状水素によるレジスト除去速度の向上
      1. 既存の除去方式に匹敵する除去速度の達成
      2. 反応メカニズムについて検討
   2. 半導体プロセスにおける各種レジストの除去
      1. イオン注入レジストの除去
      2. 化学構造の異なるレジストの除去
   3. レジスト除去時の下地Si基板へのダメージ評価
      1. サリサイド構造の形状を変化させない
      2. 基板の表面状態を劣化させない
7. オゾンマイクロバブルを用いたポリマー薄膜 (レジスト) の分解
   1. ノボラック樹脂の除去 (pH依存性、温度依存性)
   2. 化学構造の異なるポリマーの除去
      • ノボラック樹脂
      • ポリビニルフェノール
      • ポリメタクリル酸メチル)
   3. オゾンマイクロバブル水溶液中での有機物の分解