JPH05142788A - Formation of resist pattern - Google Patents
Formation of resist patternInfo
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- JPH05142788A JPH05142788A JP11762492A JP11762492A JPH05142788A JP H05142788 A JPH05142788 A JP H05142788A JP 11762492 A JP11762492 A JP 11762492A JP 11762492 A JP11762492 A JP 11762492A JP H05142788 A JPH05142788 A JP H05142788A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/265—Selective reaction with inorganic or organometallic reagents after image-wise exposure, e.g. silylation
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サイドエッチを防止して微細なレジストパタ
ーンを形成することができる方法を提供する。
【構成】 基板1上にレジスト層2を形成した後、レジ
スト層2にパターンを焼き付ける。次に、レジスト層2
において焼き付けられた領域5のシリル化を行なうた
め、レジスト層をシリル化剤にさらす。シリル化の後、
レジスト層を未現像の部分が残るよう途中まで現像す
る。焼き付けられた領域において現像により表出された
部分のシリル化を行なう。ついで、未現像の部分を除去
してレジストパターンを最終的に得る。
(57) [Summary] [Object] To provide a method capable of forming a fine resist pattern while preventing side etching. [Structure] After forming a resist layer 2 on a substrate 1, a pattern is printed on the resist layer 2. Next, the resist layer 2
The resist layer is exposed to a silylating agent to effect silylation of the area 5 baked in. After silylation,
The resist layer is partially developed so that an undeveloped portion remains. The silylation of the exposed portion in the baked area is performed. Then, the undeveloped portion is removed to finally obtain a resist pattern.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路の製造におい
て、レジストパターンを形成する方法に関し、特に、シ
リル化を用いてより微細なレジストパターンを形成する
方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern in the manufacture of integrated circuits, and more particularly to a method for forming a finer resist pattern by using silylation.
【0002】[0002]
【従来の技術】今日、情報・通信機器はもとより、多く
の産業用機器において、トランジスタ、抵抗およびコン
デンサなどが1つのチップ上に作り込まれた集積回路
(IC)が使用されている。このICは、あらゆる産業
用機器において、それらをインテリジェント化および精
密化してきた。そして、ICは、さらにその集積度が高
められ、LSI、VLSI、ULSIへと発達してきて
いる。2. Description of the Related Art Today, not only information / communication devices but also many industrial devices use an integrated circuit (IC) in which transistors, resistors and capacitors are built on one chip. This IC has made them intelligent and refined in all industrial equipment. The integration degree of the IC has been further increased, and the IC has been developed into an LSI, a VLSI, and a ULSI.
【0003】このICについて、1970年頃数mm角
のチップ上には数千個のトランジスタが集積されていた
が、今日では、チップ上に数百万個以上のトランジスタ
が集積されるまでになっている。その間、IC内に形成
される配線の幅も、10μm程度から1μm以下にまで
細くされてきている。About this IC, thousands of transistors were integrated on a chip of several mm square around 1970, but nowadays, several millions of transistors are integrated on the chip. There is. Meanwhile, the width of the wiring formed in the IC has been narrowed from about 10 μm to 1 μm or less.
【0004】IC内に作り込まれる素子を微細化し、か
つより高い密度で集積していくことは、多くの利点を生
む。素子のサイズを小さくすれば、ICを小型にし、か
つ軽量にすることができ、その製造コストも低減させる
ことができる。The miniaturization of devices built into ICs and their higher density integration yields many advantages. By reducing the size of the element, the IC can be made small and lightweight, and the manufacturing cost thereof can be reduced.
【0005】また、より多数の素子を一体化することに
より、はんだ付などによる接続をより多く省略すること
ができるため、ICの信頼性は向上する。Further, by integrating a larger number of elements, more connections such as soldering can be omitted, so that the reliability of the IC is improved.
【0006】加えて、集積度を高めることによって、素
子間をつなぐ配線の長さが短くなれば、ICの信号処理
に要する時間は急速に短縮され、それにともなって消費
電力も低減される。たとえば、MOS集積回路の場合、
スケーリング則が成立する範囲内では、素子の寸法を1
/kにすると、遅延時間は1/kになり、消費電力は素
子あたり1/k2 にまで減少される。In addition, if the length of the wiring connecting the elements is shortened by increasing the degree of integration, the time required for the signal processing of the IC is rapidly shortened, and the power consumption is reduced accordingly. For example, in the case of a MOS integrated circuit,
Within the range where the scaling law holds, the element size should be 1
With / k, the delay time becomes 1 / k, and the power consumption is reduced to 1 / k 2 per element.
【0007】ICの集積度を高めるため1チップ内の素
子数を増加させることは、ウエハ上に微細な構造物を多
数形成できる技術に負っている。この技術において、ウ
エハ上にレジストを塗布した後、塗布されたレジストを
所望の形状に加工するプロセスは、微細な構造物を形成
するための鍵となるものである。Increasing the number of elements in one chip in order to increase the degree of integration of IC depends on a technique capable of forming a large number of fine structures on a wafer. In this technique, a process of applying a resist on a wafer and then processing the applied resist into a desired shape is a key for forming a fine structure.
【0008】このプロセスは、超LSIを完成させるま
でに多い場合で10数回必要である。たとえば、シリコ
ン基板上にトランジスタを形成させるにあたり、ソース
部とドレイン部はレジストを用いて図5に示される工程
を経て形成される。This process requires ten or more times in many cases to complete a VLSI. For example, in forming a transistor on a silicon substrate, a source part and a drain part are formed using a resist through the steps shown in FIG.
【0009】図5を参照して、まず、その表面に酸化膜
58が形成されたシリコン基板51が準備される(図5
(a))。次に、酸化膜58上にフォトレジスト膜52
が塗布される(図5(b))。続いて、フォトレジスト
膜52の上方にフォトマスク53が設けられ、フォトマ
スク53を介して紫外線54がフォトレジスト膜上に照
射される(図5(c))。現像およびベーキングの後、
所定の形状にされたレジストパターン52′が得られる
(図5(d))。Referring to FIG. 5, first, a silicon substrate 51 having an oxide film 58 formed on its surface is prepared (FIG. 5).
(A)). Next, the photoresist film 52 is formed on the oxide film 58.
Is applied (FIG. 5B). Then, a photomask 53 is provided above the photoresist film 52, and ultraviolet rays 54 are applied to the photoresist film through the photomask 53 (FIG. 5C). After development and baking,
A resist pattern 52 'having a predetermined shape is obtained (FIG. 5 (d)).
【0010】次に、エッチングが行なわれ、酸化膜にお
いてレジストパターン52′で覆われていない部分だけ
が除去される(図5(e))。プラズマアッシングによ
りレジストパターンを除去した後、シリコン基板で表出
された部分に不純物が拡散され、ソース部59およびド
レイン部60が形成される(図5(f))。Next, etching is performed to remove only the portion of the oxide film which is not covered with the resist pattern 52 '(FIG. 5 (e)). After removing the resist pattern by plasma ashing, impurities are diffused in the exposed portion of the silicon substrate, and the source portion 59 and the drain portion 60 are formed (FIG. 5F).
【0011】また、基板上に配線を形成するため、たと
えば図6に示すような工程が取られる。図6を参照し
て、まず、基板61上にアルミニウム層70が蒸着され
る(図6(a))。次に、図6(b)に示すように、ア
ルミニウム層70上にレジスト膜62が形成された後、
フォトマスク63を介して紫外線64がレジスト膜62
上に照射される(図6(c))。次に、現像およびベー
キングが行なわれ、レジストパターン62′が得られる
(図6(d))。Further, in order to form the wiring on the substrate, for example, the steps shown in FIG. 6 are taken. Referring to FIG. 6, first, aluminum layer 70 is deposited on substrate 61 (FIG. 6A). Next, as shown in FIG. 6B, after the resist film 62 is formed on the aluminum layer 70,
Ultraviolet rays 64 are transferred through the photomask 63 to the resist film 62.
It is irradiated on top (FIG. 6 (c)). Next, development and baking are performed to obtain a resist pattern 62 '(FIG. 6 (d)).
【0012】エッチングにより露出されたアルミニウム
層だけが除去された後、プラズマアッシングによりレジ
ストパターンが除去されると、所望の形状にされた配線
層70′が得られる(図6(e))。After removing only the aluminum layer exposed by etching, the resist pattern is removed by plasma ashing to obtain a wiring layer 70 'having a desired shape (FIG. 6 (e)).
【0013】以上に示したプロセスにおいて、形成され
るべき素子の大きさおよび配線層の幅は、レジストパタ
ーンのサイズに依存することが明らかである。より小さ
な素子およびより幅の狭い配線層を形成させるには、レ
ジスト膜をより微細に加工する必要がある。したがっ
て、レジスト膜の加工技術は、ICの集積度を向上させ
るため特に重要な役割を担っている。In the above-mentioned process, it is apparent that the size of the element to be formed and the width of the wiring layer depend on the size of the resist pattern. In order to form a smaller element and a wiring layer having a narrower width, it is necessary to finely process the resist film. Therefore, the resist film processing technique plays an especially important role in improving the degree of integration of ICs.
【0014】より微細なレジストパターンを形成する技
術の1つとして、シリル化およびドライ現像を用いる方
法がある。この方法に関して、最も著名なものの1つ
は、1986年にCoopmansおよびRoland
によって発表されたDESIREシステムである(Pr
oceeding of SPIE 631,34(1
986)。このシステムに関する基本的な工程フローを
図7を参照しながら以下に説明していく。As one of the techniques for forming a finer resist pattern, there is a method using silylation and dry development. One of the most prominent of this method was that of Coopmans and Roland in 1986.
DESIRE system announced by (Pr
oceding of SPIE 631, 34 (1
986). A basic process flow regarding this system will be described below with reference to FIG. 7.
【0015】まず、図7(a)に示されるように、基板
71上にレジスト層72が形成される。レジスト層は製
品名「PLASMASK」でUCBエレクトロニクス
(ベルギー)または日本合成ゴム(株)等により市販さ
れている材料を用いて形成することができる。PLAS
MASKは、ノボラック樹脂およびキノンジアジドを主
成分として含有する。ノボラック樹脂およびキノンジア
ジドは次に示す化学式で表わされる。First, as shown in FIG. 7A, a resist layer 72 is formed on a substrate 71. The resist layer can be formed by using a material marketed by UCB Electronics (Belgium) or Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. under the product name “PLASMASK”. PLAS
MASK contains a novolac resin and quinonediazide as main components. The novolak resin and quinonediazide are represented by the chemical formulas shown below.
【0016】[0016]
【化1】 [Chemical 1]
【0017】この材料が、たとえばスピナーによって基
板上に塗布された後、プリベークが適当な温度で行なわ
れる。After this material has been applied to the substrate, for example by a spinner, a prebake is carried out at a suitable temperature.
【0018】次に、図7(b)に示されるように、波長
248nm〜436nmの紫外線74がマスク73で被
覆されたレジスト層72に照射される。Next, as shown in FIG. 7B, the resist layer 72 covered with the mask 73 is irradiated with ultraviolet rays 74 having a wavelength of 248 nm to 436 nm.
【0019】露光後、基板は真空チャンバ内に載置さ
れ、かつ約120〜200℃で加熱される。レジスト層
で露光された領域75は、加熱に対して安定である一
方、露光されなかった領域77では、加熱により架橋反
応が進行する。After exposure, the substrate is placed in a vacuum chamber and heated at about 120-200 ° C. The exposed region 75 of the resist layer is stable to heating, while the unexposed region 77 undergoes a crosslinking reaction by heating.
【0020】その後、適当な温度で真空チャンバ内にN
2 をキャリアガスとしてヘキサメチルジシラザン(HM
DS)ガスが導入され、基板上に噴き付けられる。HM
DSは、レジスト層において露光された部分にのみ選択
的に取込まれる。露光された部分の中で、たとえば図7
(c)に示される黒く塗りつぶされた部分76において
次式に示すようなシリル化反応が起こる。After that, at an appropriate temperature, N 2 is put in the vacuum chamber.
Hexamethyldisilazane (HM 2 as carrier gas
DS) gas is introduced and sprayed onto the substrate. HM
The DS is selectively incorporated only in the exposed portion of the resist layer. Among the exposed parts, for example, FIG.
A silylation reaction as shown in the following equation occurs in the blackened portion 76 shown in (c).
【0021】[0021]
【化2】 [Chemical 2]
【0022】ついで、レジスト層に対し反応性イオンエ
ッチング(RIE)を用いてドライ現像が行なわれる。
RIEではO2 プラズマが用いられる。Next, dry development is performed on the resist layer by using reactive ion etching (RIE).
O 2 plasma is used in RIE.
【0023】ドライ現像が開始されると、図7(d)に
示されるように、レジスト層において選択的なシリル化
が行なわれた部分76でシリコン化合物SiO2 が形成
される。SiO2 が形成された部分はRIEに抵抗する
一方、HMDSが取込まれなかった部分は酸化により揮
発させられる物質のみで構成されているため、RIEに
よってエッチングされる。ドライ現像は、最終的に図7
(e)に示されるように、レジスト層で露光された部分
のみが残ったレジストパターンをもたらす。When the dry development is started, as shown in FIG. 7D, the silicon compound SiO 2 is formed at the portion 76 where the selective silylation is performed in the resist layer. The portion where SiO 2 is formed resists RIE, while the portion where HMDS is not incorporated is etched by RIE because it is composed of only a substance that can be volatilized by oxidation. The dry development is finally shown in FIG.
As shown in (e), only the exposed portion of the resist layer results in a residual resist pattern.
【0024】[0024]
【発明が解決しようとする課題】DESIREシステム
は、微細なレジストパターンを形成するために適用され
る。しかしながら、このシステムでは、RIEにより側
部が削られたレジストパターンが形成されやすかった。
すなわち、図8に示すように、サイドエッチまたはアン
ダーカットのため、胴体がくびれたレジストパターン8
0が形成されやすかった。より微細なレジストパターン
を形成したい場合、このようなくびれた形状のレジスト
パターンは、傾いたり、倒れたりするおそれがあった。The DESIRE system is applied to form a fine resist pattern. However, in this system, it was easy to form a resist pattern whose side portions were shaved by RIE.
That is, as shown in FIG. 8, the resist pattern 8 in which the body is narrowed due to side etching or undercut
0 was easy to be formed. When it is desired to form a finer resist pattern, the resist pattern having such a constricted shape may be inclined or tilted.
【0025】このようなRIEによるサイドエッチを多
層レジスト膜系において防止しようとする方法が特開平
2−24661に開示される。この方法を図を参照しな
がら以下に説明する。A method for preventing such side etching by RIE in a multilayer resist film system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-24661. This method will be described below with reference to the drawings.
【0026】図9を参照して、まず図9(a)に示され
るように、半導体基板91上に第1のレジスト層92を
形成する。次に、第1のレジスト層92上にシリコンを
含有した第2のレジスト層93を堆積させる(図9
(b))。Referring to FIG. 9, first, as shown in FIG. 9A, a first resist layer 92 is formed on a semiconductor substrate 91. Next, a second resist layer 93 containing silicon is deposited on the first resist layer 92 (FIG. 9).
(B)).
【0027】ついで、第2のレジスト層93上に第3の
レジスト層94を形成した後(図9(c))、所定のパ
ターンを有するマスクを介して第3のレジスト層94を
露光する(図9(d))。第3のレジスト層を現像し
て、レジストパターン94′を得る(図9(e))。次
に、レジストパターン94′をマスクとして、第2のレ
ジスト層93について異方性エッチングを行なう(図9
(f))。Then, after forming a third resist layer 94 on the second resist layer 93 (FIG. 9C), the third resist layer 94 is exposed through a mask having a predetermined pattern ( FIG. 9D). The third resist layer is developed to obtain a resist pattern 94 '(FIG. 9 (e)). Next, anisotropic etching is performed on the second resist layer 93 using the resist pattern 94 'as a mask (FIG. 9).
(F)).
【0028】次に、第2のレジスト層から形成されたレ
ジストパターン93′をマスクとし、第1のレジスト層
について異方性エッチングが行なわれる。この異方性エ
ッチングは、第1のレジスト層92が半分ほど削られた
ら一時的に中断される。このとき、第3の層についての
レジストパターン94′は除去される(図9(g))。Next, anisotropic etching is performed on the first resist layer using the resist pattern 93 'formed from the second resist layer as a mask. This anisotropic etching is temporarily stopped when the first resist layer 92 is removed by about half. At this time, the resist pattern 94 'for the third layer is removed (FIG. 9 (g)).
【0029】その後、図9(h)に示されるように、エ
ッチングにより新たに形成された第1のレジスト層の面
95上にシリコンが導入され、シリル化層96が形成さ
れる。ついで、シリル化層96の水平面部分が異方性エ
ッチングにより除去される(図9(i))。After that, as shown in FIG. 9H, silicon is introduced on the surface 95 of the first resist layer newly formed by etching to form a silylated layer 96. Then, the horizontal portion of the silylated layer 96 is removed by anisotropic etching (FIG. 9 (i)).
【0030】その後、第1のレジスト層92について異
方性エッチングが再び行なわれ、半導体基板91が表出
されるまで続けられる。その結果、図9(j)に示され
るようにパターニングされたレジスト92′が得られ
る。After that, anisotropic etching is performed again on the first resist layer 92 and is continued until the semiconductor substrate 91 is exposed. As a result, a patterned resist 92 'is obtained as shown in FIG. 9 (j).
【0031】この方法は、第1のレジスト層の側部にシ
リル化層を形成することによって、第1のレジスト層を
保護し、上述したDESIREのように側部のくびれた
レジスト層が形成されるのを防止しようとしている。し
かしながら、この方法は、第1のレジスト層をパターニ
ングするにあたり、さらに2つのレジスト層を形成しな
ければならない。このことは、レジストパターンを形成
するための工程数を多くしている。This method protects the first resist layer by forming a silylated layer on the side portion of the first resist layer, so that a resist layer having a narrowed side portion is formed as in the above-mentioned DESIRE. Trying to prevent it. However, this method requires forming two more resist layers in patterning the first resist layer. This increases the number of steps for forming the resist pattern.
【0032】上述したように、レジストパターンを形成
するためのプロセスは、LSIの製造において何回も行
なわれるため、1回のプロセスに必要な工程数が多けれ
ば、それだけLSIの製造に要する時間およびコストも
増加する。As described above, the process for forming the resist pattern is performed many times in the manufacture of the LSI, and therefore, if the number of steps required for one process is large, the time and the time required for the manufacture of the LSI are increased. The cost also increases.
【0033】また、上記方法では、パターニングすべき
第1のレジスト層上に第1のレジスト層よりもかなり薄
い層を堆積させる必要がある。このように薄い層は、塵
に対して影響を受けやすい。塵により層が影響を受けて
所望する形状のレジストパターンが得られないと、LS
I製造における歩留りは低減する。Further, in the above method, it is necessary to deposit a layer considerably thinner than the first resist layer on the first resist layer to be patterned. Such thin layers are susceptible to dust. If the layer is affected by dust and a resist pattern with a desired shape cannot be obtained, LS
The yield in I manufacturing is reduced.
【0034】さらに、図9(h)から図9(i)に示す
ように、シリル化層の水平面部分を異方性エッチングに
より除去する工程において、エッチングの方向制御が悪
いと、側面に形成されたシリル化層も削られる可能性が
ある。したがって、この方法は、上述したようなサイド
エッチの可能性を残している。Further, as shown in FIGS. 9 (h) to 9 (i), in the step of removing the horizontal plane portion of the silylated layer by anisotropic etching, if the etching direction control is poor, it is formed on the side surface. The silylated layer may also be scraped. Therefore, this method leaves the possibility of side etching as described above.
【0035】[0035]
【課題を解決するための手段】この発明の目的は、より
少ない工程数で微細なレジストパターンをサイドエッチ
またはアンダーカットなしに形成することができる方法
を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method capable of forming a fine resist pattern without side etching or undercut in a smaller number of steps.
【0036】この発明のさらなる目的は、塵に対して影
響を受けにくいプロセスを用いることによって、再現性
よく所望の形状を有する微細なレジストパターンを形成
することができる方法を提供することにある。A further object of the present invention is to provide a method capable of forming a fine resist pattern having a desired shape with good reproducibility by using a process which is not easily affected by dust.
【0037】第1の発明にしたがって、特にネガ型レジ
ストパターンの形成に適用できる方法が提供される。こ
の方法において、レジスト層が形成された後、レジスト
層上の所定の領域は露光される。次に、レジスト層の露
光された領域はシリル化される。続いて、レジスト層の
露光されなかった領域を途中まで除去して露光された領
域の部分を表出させた後、露光された領域の表出された
部分がシリル化される。最後に、露光されなかった領域
の残りの部分が除去され、仕上げられたレジストパター
ンが得られる。According to the first aspect of the present invention, there is provided a method applicable particularly to the formation of a negative resist pattern. In this method, after the resist layer is formed, predetermined areas on the resist layer are exposed. The exposed areas of the resist layer are then silylated. Subsequently, the unexposed region of the resist layer is removed halfway to expose the exposed region, and then the exposed region of the exposed region is silylated. Finally, the remaining part of the unexposed area is removed, resulting in a finished resist pattern.
【0038】レジスト層は、ノボラック樹脂およびキノ
ンジアジドを主成分とする材料から好ましく形成させる
ことができる。レジスト材料は、スピナー等の種々の手
段によって基板に塗布することができる。レジスト層の
プリベークは、層の厚みにしたがって適当な温度および
時間で行なわれる。The resist layer can be preferably formed from a material containing novolac resin and quinonediazide as main components. The resist material can be applied to the substrate by various means such as a spinner. Pre-baking of the resist layer is carried out at a suitable temperature and time according to the thickness of the layer.
【0039】この方法において、レジスト層の領域を露
光するため、一般にフォトリソグラフィが適用される。
フォトリソグラフィでは、通常の露光装置を用いて、マ
スクを介した紫外線による露光を行なうことができる。
紫外線の波長は、たとえば248〜436nmの範囲内
とすることができる。In this method, photolithography is generally applied to expose areas of the resist layer.
In photolithography, an ordinary exposure apparatus can be used to perform exposure with ultraviolet light through a mask.
The wavelength of the ultraviolet rays can be in the range of 248 to 436 nm, for example.
【0040】露光工程の後、レジスト層の露光された領
域はシリル化される。シリル化は、たとえば、ヘキサメ
チルジシラザン(HMDS)、テトラメチルジシラザン
(TMDS)、または1,2−ジクロロテトラメチルシ
ロキサンにレジスト層をさらすことにより行なうことが
できる。After the exposure step, the exposed areas of the resist layer are silylated. Silylation can be performed, for example, by exposing the resist layer to hexamethyldisilazane (HMDS), tetramethyldisilazane (TMDS), or 1,2-dichlorotetramethylsiloxane.
【0041】これらの試薬は、キャリアガス(たとえば
N2 )によりレジスト層まで供給することが好ましい。
たとえば、HMDSを用いる場合、HMDS溶液にN2
ガスを噴き込むことによって放出される気体をレジスト
層に供給すればよい。These reagents are preferably supplied to the resist layer by a carrier gas (for example, N 2 ).
For example, when using HMDS, N 2 in HMDS solution
The gas released by injecting the gas may be supplied to the resist layer.
【0042】シリル化のための処理は、たとえば160
℃の温度において3ないし6分間行なうことができる。
レジスト層がノボラック樹脂およびキノンジアジドを含
む材料から形成される場合、シリル化試薬は、レジスト
層の露光された部分にのみ取込まれ、かつノボラック樹
脂と反応して上述した化学式に示されるような有機シリ
コン化合物を形成される。このような選択的シリル化
は、露光によりレジスト層中のキノンジアジドがカルボ
ン酸に変化することに基づく。このようにして、露光さ
れた部分にはシリル化層が形成される。The treatment for silylation is, for example, 160
It can be carried out at a temperature of ° C for 3 to 6 minutes.
When the resist layer is formed from a material containing a novolac resin and a quinonediazide, the silylating reagent is incorporated only in the exposed portion of the resist layer and reacts with the novolac resin to react the organic compound as shown in the chemical formula above. A silicon compound is formed. Such selective silylation is based on the conversion of quinonediazide in the resist layer into carboxylic acid by exposure. In this way, a silylated layer is formed on the exposed portion.
【0043】ネガ型の場合、レジスト層の露光されなか
った領域は、反応性イオンエッチング(RIE)により
好ましく除去することができる。一方、露光された領域
はシリル化層によって保護されるので、RIEによって
除去されない。RIEには、たとえば、O2 プラズマを
適用することができる。In the case of the negative type, the unexposed areas of the resist layer can be preferably removed by reactive ion etching (RIE). On the other hand, the exposed areas are protected by the silylated layer and are not removed by RIE. O 2 plasma can be applied to the RIE, for example.
【0044】露光されなかった領域の最初の除去におい
てエッチングを中断する時期は、たとえば、レジスト層
が全体の約1/3〜1/2の厚さだけ除かれた時とする
ことができるが、特に限定されるものではない。この時
期は、レジスト層の厚みよって異なってくる。この工程
によって、露光された領域のみが部分的に表出される。The time for interrupting the etching in the first removal of the unexposed region can be, for example, when the resist layer is removed by about 1/3 to 1/2 of the total thickness, It is not particularly limited. This time depends on the thickness of the resist layer. By this step, only the exposed areas are partially exposed.
【0045】露光された領域の表出された部分は、さら
にシリル化される。シリル化は上述した方法にしたがっ
て行なうことができる。露光された領域には、選択的に
シリル化材が取込まれ、表出された部分にシリル化層が
形成される。The exposed portions of the exposed areas are further silylated. The silylation can be performed according to the method described above. A silylated material is selectively taken into the exposed area, and a silylated layer is formed on the exposed portion.
【0046】最後に、露光されなかった領域の残りが除
去されると、所望する形状のレジストパターンを得るこ
とができる。除去工程には、RIEを好ましく用いるこ
とができる。エッチングガスには、たとえばO2 プラズ
マが適用される。Finally, when the rest of the unexposed area is removed, a resist pattern having a desired shape can be obtained. RIE can be preferably used in the removal step. For example, O 2 plasma is applied as the etching gas.
【0047】最終的な除去工程において、露光された領
域の表出された部分に形成されるシリル化層が、サイド
エッチを抑制する役割を果たしている。表出された部分
は、全面的にシリル化層で保護されているので、RIE
により浸蝕されない。さらに、シリル化層で保護された
部分をマスクとして露光されなかった部分のエッチング
が進むので、エッチングによりさらに表出された部分
は、望ましい形状を有する。In the final removal step, the silylated layer formed on the exposed portion of the exposed region plays a role of suppressing side etching. Since the exposed portion is entirely protected by the silylated layer, RIE
Not eroded by. Furthermore, since the portion not exposed to light is etched using the portion protected by the silylated layer as a mask, the portion further exposed by the etching has a desired shape.
【0048】また、第1の発明にしたがって、特にパタ
ーニングを厳密に制御するための方法が提供される。こ
の方法では、レジスト層の露光されなかった領域を途中
まで除去した後、表出された部分をシリル化するステッ
プが、2回以上行なわれる。このステップの繰返し回数
は、必要に応じて決定すればよい。たとえば、この回数
はレジスト層が厚くなるにしたがって増加させることが
できる。Also according to the first aspect of the invention there is provided a method, in particular for strictly controlling patterning. In this method, the step of partially removing the unexposed region of the resist layer and then silylating the exposed portion is performed twice or more. The number of repetitions of this step may be determined as needed. For example, this number can be increased as the resist layer becomes thicker.
【0049】この方法は、レジスト層の部分的な除去−
シリル化のステップを増やすことで、エッチングに対す
る保護をより強めたことを特徴としている。厚いレジス
トパターンを形成したい場合、この方法は特に効果的で
ある。また、この方法において、レジスト層の形成、シ
リル化およびレジスト層の除去は、上述した第1の発明
と同様の方法を適用することができる。In this method, the resist layer is partially removed--
It is characterized by increasing protection against etching by increasing the number of silylation steps. This method is particularly effective when it is desired to form a thick resist pattern. Further, in this method, the same method as in the above-described first invention can be applied to the formation of the resist layer, the silylation, and the removal of the resist layer.
【0050】第2の発明にしたがって、特にポジ型レジ
ストパターンの形成に適した方法が提供される。この方
法において、レジスト層が形成された後、レジスト層上
の所定の領域は露光される。次に、レジスト層の露光さ
れなかった領域はシリル化される。続いて、レジスト層
の露光された領域を途中まで除去して露光されなかった
領域の部分を表出させた後、露光されなかった領域の表
出された部分がシリル化される。最後に、露光された領
域の残りの部分が除去され、仕上げられたレジストパタ
ーンが得られる。According to the second invention, there is provided a method particularly suitable for forming a positive resist pattern. In this method, after the resist layer is formed, predetermined areas on the resist layer are exposed. The unexposed areas of the resist layer are then silylated. Subsequently, the exposed region of the resist layer is removed halfway to expose the portion of the unexposed region, and then the exposed portion of the unexposed region is silylated. Finally, the remaining part of the exposed area is removed, resulting in a finished resist pattern.
【0051】第2の発明において、レジスト層は、ノボ
ラック樹脂、酸発生剤および架橋剤を主成分とする材料
から好ましく形成させることができる。レジスト材料は
スピナー等の種々の手段によって基板に塗布することが
できる。レジスト層の形成におけるプリベークは、層の
厚みにしたがって適当な温度および時間で行なうことが
できる。In the second invention, the resist layer can be preferably formed from a material containing a novolac resin, an acid generator and a crosslinking agent as main components. The resist material can be applied to the substrate by various means such as a spinner. The prebaking in forming the resist layer can be performed at an appropriate temperature and time according to the thickness of the layer.
【0052】この方法において、レジスト層の領域を露
光するため、一般に電子ビームリソグラフィが適用でき
る。ノボラック樹脂、酸発生剤および架橋剤から本質的
になる材料を用いた場合、電子ビームが照射された領域
は、酸発生剤から酸を生成させる。露光後のベーキング
は、生成した酸を触媒として、ベース樹脂と架橋剤との
架橋反応を生じさせる。架橋された部分は、次の工程で
供給されるシリル化剤をほとんど取込まない。このよう
にして、露光された領域にはシリル化剤がほとんど拡散
しないので、露光されなかった領域のみが選択的にシリ
ル化されるようになる。In this method, electron beam lithography is generally applicable to expose a region of the resist layer. When a material consisting essentially of a novolac resin, an acid generator and a cross-linking agent is used, the region irradiated with the electron beam causes the acid generator to generate an acid. The baking after the exposure causes a crosslinking reaction between the base resin and the crosslinking agent by using the generated acid as a catalyst. The crosslinked portion takes up little silylating agent supplied in the next step. In this way, the silylating agent hardly diffuses into the exposed areas, so that only the unexposed areas are selectively silylated.
【0053】シリル化には、たとえば、ヘキサメチルジ
シラザン(HMDS)、テトラメチルジシラザン(TM
DS)、または1,2−ジクロロテトラメチルシロキサ
ン等を用いることができる。これらの試薬は、キャリア
ガス(たとえばN2 )によりレジスト層に供給すること
が好ましい。For silylation, for example, hexamethyldisilazane (HMDS), tetramethyldisilazane (TM)
DS), 1,2-dichlorotetramethylsiloxane or the like can be used. These reagents are preferably supplied to the resist layer by a carrier gas (for example, N 2 ).
【0054】レジスト材料にノボラック樹脂が含有され
る場合、シリル化試薬はレジスト層の露光されなかった
部分にのみ取込まれ、かつノボラック樹脂と反応して上
述した化学式に示されるような有機シリコン化合物を形
成させる。このようにして露光されなかった部分にシリ
ル化層が形成される。When the resist material contains a novolac resin, the silylating reagent is incorporated only in the unexposed portion of the resist layer, and reacts with the novolac resin to form the organosilicon compound as shown in the above chemical formula. To form. In this way, a silylated layer is formed on the unexposed portion.
【0055】ポジ型の場合、レジスト層の露光された領
域は、RIEにより除去することができる。一方、露光
されなかった領域は、シリル化層によって保護されるの
で、RIEによって除去されない。RIEには、たとえ
ば、O2 プラズマを適用することができる。この工程に
よって、露光されなかった領域のみが部分的に表出され
る。In the case of the positive type, the exposed region of the resist layer can be removed by RIE. On the other hand, the unexposed areas are protected by the silylated layer and are not removed by RIE. O 2 plasma can be applied to the RIE, for example. This step only partially reveals the unexposed areas.
【0056】露光されなかった領域の表出された部分
は、さらにシリル化される。シリル化は、上記方法と同
様にして行なうことができる。露光されなかった領域に
は、選択的にシリル化剤が取込まれ、表出された部分の
表面にシリル化層が形成される。The exposed portions of the unexposed areas are further silylated. The silylation can be performed in the same manner as the above method. A silylating agent is selectively incorporated into the unexposed area, and a silylated layer is formed on the surface of the exposed portion.
【0057】最後に、露光された領域の残りが除去され
ると、所望する形状のレジストパターンを得ることがで
きる。除去工程にはRIEを好ましく用いることができ
る。エッチングガスには、たとえばO2 プラズマが適用
される。Finally, when the rest of the exposed area is removed, a resist pattern having a desired shape can be obtained. RIE can be preferably used in the removal step. For example, O 2 plasma is applied as the etching gas.
【0058】最終的な除去工程において、露光されなか
った領域の露出された部分に形成されるシリル化層が、
サイドエッチを抑制する。また、シリル化層で保護され
た部分をマスクとして、露光された部分のエッチングが
進むので、エッチングにより表出される部分は、望まし
い形状を有する。In the final removal step, the silylated layer formed on the exposed portions of the unexposed areas is
Suppress side etch. Further, since the exposed portion is etched using the portion protected by the silylated layer as a mask, the exposed portion has a desired shape.
【0059】第2の発明にしたがって、特にパターニン
グを厳密に制御するための方法が提供される。この方法
では、レジスト層の露光された領域を途中まで除去した
後、表出された部分をシリル化するステップが、2回以
上行なわれる。このステップの繰返し回数は、必要に応
じて決定すればよい。たとえば、この回数はレジスト層
が厚くなるにしたがって増加させることができる。According to a second invention, a method is provided, in particular for tightly controlling patterning. In this method, the step of partially removing the exposed region of the resist layer and then silylating the exposed portion is performed twice or more. The number of repetitions of this step may be determined as needed. For example, this number can be increased as the resist layer becomes thicker.
【0060】この方法は、レジスト層の部分的な除去−
シリル化のステップを増やすことで、エッチングに対す
る保護をより強めたことを特徴としている。厚いレジス
トパターンを形成したい場合、この方法は特に効果的で
ある。また、この方法において、レジスト層の形成、シ
リル化およびレジスト層の除去は、上述した第2の発明
と同様の方法を適用することができる。In this method, the resist layer is partially removed--
It is characterized by increasing protection against etching by increasing the number of silylation steps. This method is particularly effective when it is desired to form a thick resist pattern. Further, in this method, the same method as in the above-described second invention can be applied to the formation of the resist layer, the silylation, and the removal of the resist layer.
【0061】[0061]
【作用】以上説明してきたように、エッチングを中断し
た後、再びシリル化を行なうと、表出された部分の側面
がシリル化される。シリル化された側面は、エッチング
によって浸蝕されない。このようにして、最終的なレジ
ストパターンが得られるまで、表出される側面を保護し
ながらエッチングを行なうので、サイドエッチまたはア
ンダーカットが防止される。As described above, when the silylation is carried out again after interrupting the etching, the side surface of the exposed portion is silylated. The silylated sides are not attacked by etching. In this way, etching is performed while protecting the exposed side surface until the final resist pattern is obtained, so side etching or undercut is prevented.
【0062】[0062]
【実施例】以下本発明の第1の実施例を図について説明
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0063】図1(a)を参照して、まず、半導体基板
1上にレジスト層2を形成する。レジスト層の形成に
は、UCBエレクトロニクス(ベルギー)または日本合
成ゴム(株)から製品名「PLASMASK」として市
販されている材料を用いる。PLASMASKの詳細な
組成は明らかでないが、PLASMASKはノボラック
樹脂およびキノンジアジドを主成分として含む。Referring to FIG. 1A, first, a resist layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1. A material commercially available from UCB Electronics (Belgium) or Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. under the product name “PLASMASK” is used for forming the resist layer. Although the detailed composition of PLASMASK is not clear, PLASMASK contains a novolac resin and a quinonediazide as main components.
【0064】この材料は、スピナーを用いて半導体基板
1上に塗布される。塗布後のプリベークは、120℃で
90秒間行なわれる。得られるレジスト層2の厚さは、
1.2〜1.5μmである。This material is applied onto the semiconductor substrate 1 using a spinner. The pre-baking after coating is performed at 120 ° C. for 90 seconds. The thickness of the resulting resist layer 2 is
It is 1.2 to 1.5 μm.
【0065】次に、フォトマスク3をレジスト層2上に
設け、紫外線4を照射する(図1(b))。紫外線とし
て500mW前後のg線または200mW前後のi線を
用いる。フォトマスクにしたがう所定のパターンが、露
光によってレジスト層に焼き付けられる。図1(b)に
おいて露光された領域5には、斜線が描かれている。Next, a photomask 3 is provided on the resist layer 2 and is irradiated with ultraviolet rays 4 (FIG. 1 (b)). As the ultraviolet rays, g-rays around 500 mW or i-rays around 200 mW are used. A predetermined pattern according to the photomask is printed on the resist layer by exposure. In the exposed region 5 in FIG. 1B, a diagonal line is drawn.
【0066】ついで、シリル化処理を行なうため、基板
は図2に示される装置に移される。図2を参照して、レ
ジスト層が形成された基板20は、真空チャンバ27内
に設けられた加熱板24に載置される。真空チャンバ2
7内は、排気される。基板20の上方にはガスノズル2
1が設けられている。ヒータ26により加熱されたシリ
ル化剤の溶液25にN2 ガスをバブリングしてできたガ
スが、ガスノズル21より基板20に噴き付けられる。
シリル化剤はHMDSである。Then, the substrate is transferred to the apparatus shown in FIG. 2 for the silylation treatment. Referring to FIG. 2, substrate 20 having a resist layer formed thereon is placed on heating plate 24 provided in vacuum chamber 27. Vacuum chamber 2
The inside of 7 is exhausted. Above the substrate 20 is a gas nozzle 2
1 is provided. Gas produced by bubbling N 2 gas through the solution 25 of the silylating agent heated by the heater 26 is sprayed onto the substrate 20 from the gas nozzle 21.
The silylating agent is HMDS.
【0067】以下にシリル化の一具体例を示す。まず、
排気された真空チャンバ27内で基板20は、加熱板2
4により160℃で3分間保持される。次に、ヒータ2
6により50℃に保持されたシリル化剤25にN2 をバ
ブリングして、ノズル21からシリル化剤を真空チャン
バ27内に導入する。そして、160℃で4分間基板は
HMDSの蒸気にさらされる。その結果、図1(c)に
示されるように露光された領域で表面の部分がシリル化
される。図において、シリル化された部分6は黒く塗り
つぶされている。A specific example of silylation is shown below. First,
The substrate 20 is heated by the heating plate 2 in the evacuated vacuum chamber 27.
4 hold at 160 ° C. for 3 minutes. Next, the heater 2
N 2 is bubbled through the silylating agent 25 held at 50 ° C. by 6 to introduce the silylating agent from the nozzle 21 into the vacuum chamber 27. The substrate is then exposed to HMDS vapor for 4 minutes at 160 ° C. As a result, the surface portion is silylated in the exposed region as shown in FIG. In the figure, the silylated portion 6 is filled in black.
【0068】次に、基板はドライ現像のための装置に移
される。ドライ現像のための装置として、平行平板型の
反応性イオンエッチング装置が適用される。ドライ現像
はRIEによって行なわれる。Next, the substrate is transferred to an apparatus for dry development. A parallel plate type reactive ion etching apparatus is applied as an apparatus for dry development. Dry development is performed by RIE.
【0069】エッチングのため、酸素が流速70scc
mで供給される。ガスの圧力は、4mmTorrに調節
される。RIEのためのバンドマグネトロンエッチャー
に印加される電圧は79Vである。ドライ現像は約1分
間行なわれた後中断される。エッチングの後、図1
(d)に示されるように、基板1上には未現像の部分7
が残される一方、露光された領域5が表出してくる。Due to etching, the flow rate of oxygen is 70 scc.
Supplied in m. The gas pressure is adjusted to 4 mmTorr. The voltage applied to the band magnetron etcher for RIE is 79V. Dry development is carried out for about 1 minute and then interrupted. Figure 1 after etching
As shown in (d), the undeveloped portion 7 is formed on the substrate 1.
Is left, the exposed area 5 is exposed.
【0070】ドライ現像を中断した後、再び基板をシリ
ル化装置に収容する。シリル化は、上述と同様の手順お
よび条件によって行なう。結果として、図1(e)に示
されるように、現像により表出された部分の側面6´が
新たにシリル化される。図において新たにシリル化され
た部分6´は黒く塗りつぶされている。After interrupting the dry development, the substrate is placed in the silylation apparatus again. Silylation is performed by the same procedure and conditions as described above. As a result, as shown in FIG. 1E, the side surface 6 ′ of the portion exposed by the development is newly silylated. In the figure, the newly silylated portion 6'is filled in black.
【0071】シリル化の後、基板は再びRIE装置に移
され、O2 プラズマを用いてエッチングされる。エッチ
ングのための条件(流速、圧力および電圧)は上述と同
様である。エッチングは、半導体基板が表出されるまで
続けられる。約2分間のエッチングにより、最終的なレ
ジストパターンが得られる。After silylation, the substrate is again transferred to the RIE apparatus and etched with O 2 plasma. The conditions (flow rate, pressure and voltage) for etching are the same as above. The etching is continued until the semiconductor substrate is exposed. The final resist pattern is obtained by etching for about 2 minutes.
【0072】この最終現像工程において、表出された部
分の側面にシリル化層が形成されているため、この側面
がRIEによって削られていくことが阻止される。この
ため、従来のDESIREシステムにおいて問題となっ
たようなくびれたレジストパターンは形成されなくな
る。得られたレジストパターンは、図に示すように側面
が削られていない。In this final development step, since the silylated layer is formed on the side surface of the exposed portion, the side surface is prevented from being scraped by RIE. For this reason, the constricted resist pattern that is a problem in the conventional DESIRE system is not formed. The side surface of the obtained resist pattern is not cut as shown in the figure.
【0073】また、複層システムを用いる従来の技術
は、レジストパターンを形成するために約10工程を要
する一方、以上に示してきた本発明の具体例は約6工程
しか要さない。このように、本発明は、より少ない工程
数でレジストパターンをサイドエッチまたはアンダーカ
ットなしに形成することができる。また、上記実施例
は、従来技術において行なわれるシリル化層のうち不必
要な部分を除去する工程を必要としない。したがって、
本発明は、従来法において可能性のあったサイドエッチ
をも回避している。本発明は、従来よりも、再現性よく
所望の形状を有する微細なレジストパターンを形成する
ことができる。Further, while the conventional technique using the multi-layer system requires about 10 steps to form the resist pattern, the embodiment of the present invention described above requires only about 6 steps. As described above, according to the present invention, the resist pattern can be formed without side etching or undercut in a smaller number of steps. Further, the above embodiment does not require the step of removing an unnecessary portion of the silylated layer, which is performed in the conventional technique. Therefore,
The present invention also avoids the potential side etches of conventional methods. The present invention can form a fine resist pattern having a desired shape with higher reproducibility than ever before.
【0074】以下本発明にしたがう第2の実施例を図に
ついて説明する。図3(a)から図3(e)にまで示さ
れるように、半導体基板1上にレジスト層2が形成され
た後、第1の実施例と同様の工程を経て、現像により表
出させられた部分の側面がシリル化される。A second embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e), after the resist layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1, the same steps as those in the first embodiment are performed, and the resist layer 2 is exposed by development. The side surface of the exposed portion is silylated.
【0075】シリル化の後、基板は再びRIE装置に移
され、O2 プラズマを用いてエッチングされる。エッチ
ングのための条件(流速、圧力および電圧)は第1の実
施例と同様である。しかしながら、エッチングは、半導
体基板が表出される前に途中でやめられる(図3
(f))。After silylation, the substrate is again transferred to the RIE apparatus and etched with O 2 plasma. The conditions (flow rate, pressure and voltage) for etching are the same as those in the first embodiment. However, the etching is stopped before the semiconductor substrate is exposed (FIG. 3).
(F)).
【0076】エッチングを中断した後、基板は再びシリ
ル化装置に収容される。シリル化は、上述と同様の手順
および条件によって行なわれる。その結果、図3(g)
に示されるように、現像により表出させられた領域の側
面に、シリル化層26がさらに形成される。以上に示す
ように、第2の実施例では3回シリル化工程が行なわれ
る。After interrupting the etching, the substrate is placed in the silylation apparatus again. Silylation is performed by the same procedure and conditions as described above. As a result, FIG. 3 (g)
As shown in, a silylated layer 26 is further formed on the side surface of the region exposed by the development. As shown above, in the second embodiment, the silylation step is performed three times.
【0077】シリル化の後、基板は再びRIE装置に移
され、O2 プラズマを用いてエッチングされる。エッチ
ングは、半導体基板が表出されるまで続けられる。この
ようにして、最終的なレジストパターンが得られる(図
3(h))。After silylation, the substrate is again transferred to the RIE apparatus and etched with O 2 plasma. The etching is continued until the semiconductor substrate is exposed. In this way, a final resist pattern is obtained (FIG. 3 (h)).
【0078】第2の実施例では、エッチング−シリル化
ステップを2回行なったが、このステップはさらに繰返
すことができる。繰返しの回数は、レジスト層の厚さな
どの条件に応じて任意に決めることができる。In the second embodiment, the etching-silylation step was performed twice, but this step can be repeated. The number of repetitions can be arbitrarily determined according to conditions such as the thickness of the resist layer.
【0079】以下本発明にしたがう第3の実施例を図に
ついて説明する。第3の実施例は、ポジ型のレジストパ
ターンを形成するための一具体例である。A third embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The third embodiment is a specific example for forming a positive resist pattern.
【0080】図4(a)を参照して、まず、半導体基板
11上にレジスト層12が形成される。レジスト層の形
成には、シプレー社から製品名「SAL601−ER
7」として市販されている材料が用いられる。この材料
は、ノボラック樹脂、酸発生剤および架橋剤を主成分と
して含む。次に、図4(b)に示されるように、レジス
ト層12について電子ビームリソグラフィが行なわれ
る。電子ビームが照射された領域12′では、酸発生剤
から酸が生成される。領域12′では、露光後のベーキ
ングにより、生成した酸を触媒としたベース樹脂と架橋
材との架橋反応が生じる。Referring to FIG. 4A, first, resist layer 12 is formed on semiconductor substrate 11. For the formation of the resist layer, the product name “SAL601-ER
The material commercially available as "7" is used. This material contains a novolac resin, an acid generator and a crosslinking agent as main components. Next, as shown in FIG. 4B, electron beam lithography is performed on the resist layer 12. In the region 12 ′ irradiated with the electron beam, acid is generated from the acid generator. In the region 12 ', the post-exposure baking causes a cross-linking reaction between the base resin and the cross-linking material using the generated acid as a catalyst.
【0081】次に、第1の実施例と同様にして、シリル
化が行なわれる。電子ビームの照射によって架橋された
部分は、シリル化剤をほとんど取込まないため、図4
(c)に示されるように露光されなかった領域のみが選
択的にシリル化される。図においてシリル化された部分
16は黒く塗りつぶされている。Then, silylation is carried out in the same manner as in the first embodiment. The portion cross-linked by the irradiation of the electron beam hardly takes in the silylating agent, and therefore, as shown in FIG.
As shown in (c), only unexposed areas are selectively silylated. In the figure, the silylated portion 16 is filled with black.
【0082】次に、基板はドライ現像のための装置に移
される。ドライ現像は第1の実施例と同様にRIEを用
いて行なわれる。ドライ現像は、露光された領域12´
が約半分だけ除去されたら停止される。結果として、図
4(d)に示されるように、露光されなかった領域の部
分が表出される。Next, the substrate is transferred to an apparatus for dry development. Dry development is performed using RIE as in the first embodiment. The dry development is performed in the exposed area 12 '.
Will be stopped when about half is removed. As a result, as shown in FIG. 4D, the part of the unexposed region is exposed.
【0083】RIEを中断した後、基板は再びシリル化
装置に収容される。シリル化は第1の実施例と同様の手
順および条件によって行なわれる。このようにして、エ
ッチングにより表出させられた部分の側面にシリル化層
16´が新たに形成される(図4(e))。After interrupting the RIE, the substrate is placed in the silylation apparatus again. Silylation is carried out by the same procedure and conditions as in the first embodiment. In this way, a silylated layer 16 'is newly formed on the side surface of the portion exposed by etching (FIG. 4 (e)).
【0084】次に、基板は再びRIE装置に移され、O
2 プラズマを用いてエッチングされる。エッチングは、
半導体基板が表出されるまで続けられる。結果として、
図4(f)に示すように、露光された部分が除去され
て、所望の形状を有するレジストパターンが形成され
る。第3の実施例においても、サイドエッチはシリル化
層により阻止される。したがって、ポジ型のレジストを
用いても、ネガ型のレジストと同様に微細なレジストパ
ターンを再現性よく形成することができる。Next, the substrate is transferred to the RIE device again, and O
2 Etched with plasma. Etching
This is continued until the semiconductor substrate is exposed. as a result,
As shown in FIG. 4F, the exposed portion is removed and a resist pattern having a desired shape is formed. Also in the third embodiment, the side etch is blocked by the silylated layer. Therefore, even if a positive resist is used, a fine resist pattern can be formed with good reproducibility as in the case of a negative resist.
【0085】加えて、第3の実施例ではエッチング−シ
リル化ステップを1度しか行なわなかったが、このステ
ップは複数回繰返すことができる。すなわち、第2の実
施例と同様、シリル化工程の後、再び現像を行なって中
断し、再びシリル化を行なうことができる。繰返しの回
数は、レジスト層の厚さなどの条件に応じて任意に決め
ることができる。In addition, although the etching-silylation step was performed only once in the third embodiment, this step can be repeated multiple times. That is, similarly to the second embodiment, after the silylation step, the development can be performed again and the development can be stopped, and the silylation can be performed again. The number of repetitions can be arbitrarily determined according to conditions such as the thickness of the resist layer.
【0086】[0086]
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明は、
単一のレジスト層を形成する単層システムにおいて、サ
イドエッチを防止して微細なレジストパターンを形成す
る方法を提供する。本発明は、従来の複層システムで必
要であったような複数のレジスト層を重ねる工程および
シリル化層のうち不必要な部分を除去する工程を必要と
しない。As described above, the present invention is
Provided is a method for preventing side etching and forming a fine resist pattern in a single-layer system for forming a single resist layer. The present invention does not require the steps of stacking multiple resist layers and the step of removing unwanted portions of the silylated layers that are required in conventional multilayer systems.
【0087】このことは、従来よりも少ない工程で微細
なレジストパターンを形成できるだけでなく、従来の方
法において可能性のあったサイドエッチをも回避する。This not only enables the formation of a fine resist pattern in a smaller number of steps than in the conventional method, but also avoids side etching which is possible in the conventional method.
【0088】以上のことから、本発明は、特に1.0μ
m以下のライン&スペースを有するレジストパターンを
形成するために適用できる。From the above, the present invention is particularly applicable to 1.0 μ
It can be applied to form a resist pattern having a line & space of m or less.
【図1】この発明にしたがう第1の実施例において、各
工程で形成されたレジスト層の状態を示す模式図であ
る。FIG. 1 is a schematic view showing a state of a resist layer formed in each step in a first embodiment according to the present invention.
【図2】この発明にしたがって、レジスト層をシリル化
するために用いられる装置の一具体例を示す模式図であ
る。FIG. 2 is a schematic view showing one specific example of an apparatus used for silylating a resist layer according to the present invention.
【図3】この発明にしたがう第2の実施例において、各
工程で形成されたレジスト層の状態を示す模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state of a resist layer formed in each step in the second embodiment according to the present invention.
【図4】この発明にしたがう第3の実施例において、各
工程で形成されたレジスト層の状態を示す模式図であ
る。FIG. 4 is a schematic diagram showing a state of a resist layer formed in each step in the third embodiment according to the present invention.
【図5】レジストパターンを用いてトランジスタのソー
ス部とドレイン部を形成する工程を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a step of forming a source part and a drain part of a transistor by using a resist pattern.
【図6】レジストパターンを用いて基板上に配線層を形
成するための工程を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a process for forming a wiring layer on a substrate using a resist pattern.
【図7】従来のDESIRE法の各工程を示す模式図で
ある。FIG. 7 is a schematic view showing each step of a conventional DESIRE method.
【図8】DESIRE法において、サイドエッチが生じ
た状態を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic view showing a state where side etching occurs in the DESIRE method.
【図9】サイドエッチを防止するため改良された従来の
方法について各工程を説明するための模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram for explaining each step of a conventional method improved to prevent side etching.
1、11 半導体基板 2、12 レジスト層 6、6´ シリル化された部分 16´、26 シリル化層 1, 11 Semiconductor substrate 2, 12 Resist layer 6, 6 ′ Silylated portion 16 ′, 26 Silylation layer
Claims (4)
プと、 前記レジスト層の露光されなかった領域を途中まで除去
して、露光された領域の部分を表出させるステップと、 前記露光された領域の表出された部分をシリル化するス
テップと、 前記露光されなかった領域の残りの部分を除去してレジ
ストパターンを得る工程とを備える、レジストパターン
の形成方法。1. A step of forming a resist layer, a step of exposing an area on the resist layer, a step of silylating an exposed area of the resist layer, and a step of exposing an unexposed area of the resist layer. Removing halfway to expose a portion of the exposed region, silylating the exposed portion of the exposed region, and removing the remaining portion of the unexposed region Forming a resist pattern.
を途中まで除去して露光された領域の部分を表出させた
後、前記露光された領域の表出された部分をシリル化す
るステップが2回以上繰返される、請求項1に記載のレ
ジストパターンの形成方法。2. A step of partially removing an unexposed region of the resist layer to expose a portion of the exposed region, and then silylating the exposed portion of the exposed region. The method for forming a resist pattern according to claim 1, wherein the method is repeated twice or more.
ステップと、 前記レジスト層の露光された領域を途中まで除去して、
露光されなかった領域の部分を表出させるステップと、 前記露光されなかった領域の表出された部分をシリル化
するステップと、 前記露光された領域の残りの部分を除去してレジストパ
ターンを得るステップとを備える、レジストパターンの
形成方法。3. Forming a resist layer, exposing a region on the resist layer, silylating an unexposed region of the resist layer, and exposing the exposed region of the resist layer. Remove it halfway,
Exposing a portion of the unexposed region, silylating the exposed portion of the unexposed region, and removing the remaining portion of the exposed region to obtain a resist pattern And a step of forming a resist pattern.
まで除去して露光されなかった領域の部分を表出させた
後、前記露光されなかった領域の表出された部分をシリ
ル化するステップが2回以上繰返される、請求項3に記
載のレジストパターンの形成方法。4. A step of partially removing an exposed region of the resist layer to expose a portion of an unexposed region, and then silylating the exposed portion of the unexposed region. The method for forming a resist pattern according to claim 3, wherein the step is repeated twice or more.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11762492A JPH05142788A (en) | 1991-05-21 | 1992-05-11 | Formation of resist pattern |
| DE19924216888 DE4216888C2 (en) | 1991-05-21 | 1992-05-21 | Process for forming a resist structure |
| KR92008601A KR960011911B1 (en) | 1991-05-21 | 1992-05-21 | Method for forming a patterned resist |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11582691 | 1991-05-21 | ||
| JP3-115826 | 1991-05-21 | ||
| JP11762492A JPH05142788A (en) | 1991-05-21 | 1992-05-11 | Formation of resist pattern |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142788A true JPH05142788A (en) | 1993-06-11 |
Family
ID=26454254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11762492A Withdrawn JPH05142788A (en) | 1991-05-21 | 1992-05-11 | Formation of resist pattern |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142788A (en) |
| KR (1) | KR960011911B1 (en) |
| DE (1) | DE4216888C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142349A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Method for preventing collapse of photoresist pattern in development process |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970002427B1 (en) * | 1994-01-14 | 1997-03-05 | Lg Semicon Co Ltd | Fine patterning method of photoresist film |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11762492A patent/JPH05142788A/en not_active Withdrawn
- 1992-05-21 DE DE19924216888 patent/DE4216888C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-21 KR KR92008601A patent/KR960011911B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07142349A (en) * | 1993-11-16 | 1995-06-02 | Mitsubishi Electric Corp | Method for preventing collapse of photoresist pattern in development process |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960011911B1 (en) | 1996-09-04 |
| DE4216888C2 (en) | 1998-03-19 |
| DE4216888A1 (en) | 1992-11-26 |
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