JP3387807B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus - Google Patents

Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing apparatus

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JP3387807B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法及び製造装置に関し、特に半導体基板の上にレジス
トパターンを形成する半導体装置の製造方法及び製造装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus, and more particularly to a semiconductor device manufacturing method and manufacturing apparatus in which a resist pattern is formed on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化及び高集積
化に伴い、微細加工技術の必要性がますます増大してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as the density and integration of semiconductor devices have increased, the need for fine processing technology has increased more and more.

【0003】リソグラフィ工程において微細加工を可能
にするための方策として、露光光としてエキシマーレー
ザーを光源とするDUV光又はEB若しくはX線等の短
波長光等を用いると共に、酸の発生を利用する化学増幅
型レジストよりなるレジストパターンを形成する技術が
開発されつつある(「色材」、Vol.67 No. 7、p.p.
446−455(1994))。
As a measure for enabling fine processing in a lithographic process, DUV light using an excimer laser as a light source or short-wavelength light such as EB or X-ray is used as exposure light, and chemistry utilizing generation of acid is used. A technique for forming a resist pattern composed of an amplification type resist is being developed (“Coloring Material”, Vol. 67 No. 7, pp.
446-455 (1994)).

【0004】また、半導体装置の製造プロセスにおいて
は、微細化の程度が低いパターン形成工程を必ず含んで
いることから、従来の非化学増幅型レジストよりなるレ
ジストパターンの形成も行なわれる。
In addition, since a semiconductor device manufacturing process always includes a pattern forming step with a low degree of miniaturization, a resist pattern made of a conventional non-chemically amplified resist is also formed.

【0005】以下、従来の半導体装置の製造方法におけ
る、化学増幅型レジストを用いるパターン形成工程及び
非化学増幅型レジストを用いるパターン形成工程につい
て図10〜図14を参照しながら説明する。
A pattern forming process using a chemically amplified resist and a pattern forming process using a non-chemically amplified resist in a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described below with reference to FIGS.

【0006】まず、図10及び図11を参照しながら、
化学増幅型レジストを用いるパターン形成工程について
説明する。
First, referring to FIGS. 10 and 11,
A pattern forming process using a chemically amplified resist will be described.

【0007】図10は、化学増幅型レジストよりなるレ
ジストパターンの形成工程のプロセスフローを示し、図
11(a)、(b)は化学増幅型レジストよりなるレジ
ストパターンの形成工程において形成される半導体基板
の表面状態を示している。
FIG. 10 shows a process flow of a step of forming a resist pattern made of a chemically amplified resist, and FIGS. 11A and 11B show a semiconductor formed in the step of forming a resist pattern made of a chemically amplified resist. The surface condition of the substrate is shown.

【0008】図11(a)に示すように、シリコンより
なる半導体基板1の表面に表面処理剤としてのヘキサメ
チルジシラザン(以下、HMDSと略する。)を供給し
て、半導体基板1の表面を疎水性にして、半導体基板1
の表面の密着性を向上させる。この表面処理は、液体の
HMDSを窒素ガスによりバブリングさせた後、60℃
に加熱された半導体基板1の表面にHMDSを30秒間
吹き付けることにより行なう。このようにすると、図1
1(b)に示すように、半導体基板1の表面のOH基の
HがSi(CH33 (トリメチルシリル基)に置換さ
れ、半導体基板1の表面が疎水性になって、半導体基板
1の密着性が向上すると共に、NH3 (アンモニア)が
生成される。
As shown in FIG. 11A, hexamethyldisilazane (hereinafter abbreviated as HMDS) as a surface treatment agent is supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon to supply the surface of the semiconductor substrate 1. Is made hydrophobic, and the semiconductor substrate 1
To improve the surface adhesion. This surface treatment is performed by bubbling liquid HMDS with nitrogen gas and then at 60 ° C.
It is performed by spraying HMDS for 30 seconds on the surface of the semiconductor substrate 1 which is heated to the above. If you do this,
As shown in FIG. 1 (b), H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is replaced with Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group), the surface of the semiconductor substrate 1 becomes hydrophobic, and The adhesion is improved and NH 3 (ammonia) is produced.

【0009】次に、半導体基板1の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジスト
膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、ポス
トエクスポージャーベーク(以下、PEBと略する。)
及び現像を順次行なってレジストパターンを形成する。
Next, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 to form a resist film, the resist film is exposed using a desired mask, and then a post exposure bake (hereinafter Abbreviated as PEB.)
And development are sequentially performed to form a resist pattern.

【0010】次に、図12及び図13を参照しながら、
非化学増幅型レジストを用いるパターン形成方法につい
て説明する。
Next, referring to FIGS. 12 and 13,
A pattern forming method using a non-chemically amplified resist will be described.

【0011】図12は、非化学増幅型レジストよりなる
レジストパターンの形成工程のプロセスフローを示し、
図13は非化学増幅型レジストよりなるレジストパター
ンの形成工程において形成される半導体基板の表面状態
を示している。
FIG. 12 shows a process flow of a step of forming a resist pattern made of a non-chemically amplified resist,
FIG. 13 shows the surface state of the semiconductor substrate formed in the step of forming a resist pattern made of a non-chemically amplified resist.

【0012】まず、図13(a)に示すように、シリコ
ンよりなる半導体基板1の表面に表面処理剤としてのH
MDSを供給して、半導体基板1の表面を疎水性にし
て、半導体基板1の密着性を向上させる。この処理は、
液体のHMDSを窒素ガスによりバブリングさせた後、
60℃に加熱された半導体基板1の表面にHMDSを3
0秒間吹き付けることにより行なう。このようにする
と、図13(b)に示すように、半導体基板1の表面の
OH基のHがSi(CH33 (トリメチルシリル基)
に置換され、半導体基板1の表面が疎水性になって、半
導体基板1の密着性が向上すると共に、NH3 (アンモ
ニア)が生成される。
First, as shown in FIG. 13A, H as a surface treatment agent is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon.
MDS is supplied to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic so that the adhesion of the semiconductor substrate 1 is improved. This process
After bubbling liquid HMDS with nitrogen gas,
HMDS is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 heated to 60 ° C.
It is performed by spraying for 0 seconds. By doing so, as shown in FIG. 13B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 becomes Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group).
The surface of the semiconductor substrate 1 becomes hydrophobic, the adhesion of the semiconductor substrate 1 is improved, and NH 3 (ammonia) is generated.

【0013】次に、半導体基板1の表面に非化学増幅型
レジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジス
ト膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、P
EB及び現像を順次行なってレジストパターンを形成す
る。
Next, after a non-chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 to form a resist film, the resist film is exposed using a desired mask, and then P
EB and development are sequentially performed to form a resist pattern.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】図14は、前者の工程
において形成された化学増幅型レジストよりなるレジス
トパターン6の概略断面形状を示しており、レジストパ
ターン6の表面部には難溶化層7が形成されている。こ
のように、レジストパターン6の表面部に難溶化層7が
形成されると、レジストパターン6の寸法変動や後工程
でのエッチング不良を招き、半導体装置の歩留りの低下
の原因となる。これに対して、非化学増幅型レジストよ
りなるレジストパターンにおいては、表面部に難溶化層
が形成されないので、特に問題は発生しない。
FIG. 14 shows a schematic cross-sectional shape of a resist pattern 6 made of a chemically amplified resist formed in the former step. The surface of the resist pattern 6 has a poorly soluble layer 7 formed thereon. Are formed. Thus, when the hardly-solubilized layer 7 is formed on the surface of the resist pattern 6, the dimensional fluctuation of the resist pattern 6 and the etching failure in the subsequent process are caused, which causes a decrease in the yield of semiconductor devices. On the other hand, in the resist pattern made of the non-chemically amplified resist, since the hardly soluble layer is not formed on the surface portion, no particular problem occurs.

【0015】上記のように、化学増幅型レジストよりな
るレジストパターン6の表面部に難溶化層7が形成され
る要因としては、アルカリ成分が挙げられる。すなわ
ち、レジストパターン6の表面にアルカリ成分が存在す
ると、露光により発生した酸が失活して難溶化層7が生
じ、レジストパターン6の表面部がT−top形状にな
るというものである。このことは、アルカリ成分が多い
場合にはパターンが解像しない場合もあると報告(S.A.
MacDonald et al.、Proc.SPIE、vol.1446、p.2(1991).)
されていること、及び非化学増幅型レジストよりなるレ
ジストパターンの表面部には難溶化層が形成されないこ
とからも理解できる。
As described above, as a factor for forming the hardly-solubilized layer 7 on the surface portion of the resist pattern 6 made of the chemically amplified resist, an alkaline component can be mentioned. That is, when an alkaline component is present on the surface of the resist pattern 6, the acid generated by exposure is deactivated to form the hardly soluble layer 7, and the surface portion of the resist pattern 6 has a T-top shape. This means that the pattern may not be resolved if the alkaline component is large (SA
MacDonald et al., Proc.SPIE, vol.1446, p.2 (1991).)
It can be understood from the fact that the insoluble layer is not formed on the surface portion of the resist pattern made of the non-chemically amplified resist.

【0016】本件発明者らは、化学増幅型レジストが悪
影響を受けるアルカリ成分としてのアンモニア成分の発
生原因について調べるため、クリーンルームにおいて環
境中の不純物の分析を行なったところ、図15に示すよ
うに、HMDSの分解物であるトリメチルシラノールの
環境中の濃度とアンモニアの環境中の濃度とは正の相関
関係にあることが分かった。このことから、化学増幅型
レジストよりなるレジストパターンの形状に悪影響を与
えるアルカリ成分は、半導体基板の表面処理剤であるH
MDSに原因があると推測される。
The present inventors analyzed impurities in the environment in a clean room in order to investigate the cause of generation of the ammonia component as an alkaline component which adversely affects the chemically amplified resist, and as shown in FIG. It was found that there is a positive correlation between the environmental concentration of trimethylsilanol, which is a decomposition product of HMDS, and the environmental concentration of ammonia. From this, the alkaline component that adversely affects the shape of the chemically amplified resist pattern is H which is the surface treatment agent for the semiconductor substrate.
It is speculated that MDS has a cause.

【0017】そこで、アルカリ成分を発生させない表面
処理剤を用いて表面処理された半導体基板の上に化学増
幅型レジストよりなるレジストパターンを形成したとこ
ろ、従来の方法により化学増幅型レジストよりなるレジ
ストパターンを形成した場合に比べて難溶化層は少なく
なっていたが、やはり難溶化層が発生していた。
Therefore, when a resist pattern made of a chemically amplified resist is formed on a semiconductor substrate surface-treated with a surface treatment agent which does not generate an alkaline component, the resist pattern made of the chemically amplified resist is formed by a conventional method. The amount of the hardly soluble layer was smaller than that in the case of forming, but the hardly soluble layer was still generated.

【0018】上記に鑑み、本発明は、化学増幅型レジス
トよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が全く
形成されないようにすることを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to prevent a hardly soluble layer from being formed on the surface of a resist pattern made of a chemically amplified resist.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】ところで、化学増幅型レ
ジストよりなるレジストパターンに悪影響を与えるアル
カリ成分はHMDSに原因があると推測されるが、同一
のクリーンルーム内において、非化学増幅型レジストよ
りなるレジストパターンを形成する際の表面処理工程に
おいてHMDSを表面処理剤として用いると、該HMD
Sより発生するアルカリ成分がクリーンルーム内に拡が
り、化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの表
面部に難溶化層が形成されるものと考えられる。
By the way, it is presumed that the alkali component which has a bad influence on the resist pattern made of the chemically amplified resist is caused by HMDS, but in the same clean room, the non-chemically amplified resist is used. When HMDS is used as a surface treatment agent in the surface treatment step when forming a resist pattern, the HMDS
It is considered that the alkaline component generated from S spreads in the clean room, and the hardly soluble layer is formed on the surface portion of the resist pattern made of the chemically amplified resist.

【0020】本件発明は、上記の知見に基づいて成され
たものであり、化学増幅型レジストよりなるレジスト膜
を形成する際の表面処理工程のみならず、非化学増幅型
レジストよりなるレジスト膜を形成する際の表面処理工
程においても、アルカリ成分を発生させない表面処理剤
を用いるものである。
The present invention has been made based on the above findings, and not only the surface treatment step at the time of forming a resist film made of a chemically amplified resist, but also a resist film made of a non-chemically amplified resist. A surface treatment agent that does not generate an alkaline component is also used in the surface treatment step during formation.

【0021】本発明に係る半導体装置の製造方法は、ク
リーンルーム内において、半導体基板の表面を下記一般
式(1)で示されるシラン化合物を含む表面処理剤によ
り表面処理を行なった後、表面処理された半導体基板の
表面に化学増幅型レジストを塗布して第1のレジスト膜
を形成する第1のレジスト膜形成工程と、上記クリーン
ルーム内において、上記第1のレジスト膜に対して所望
のパターン形状を持つマスクを用いて露光する第1の露
光工程と、上記クリーンルーム内において、露光された
上記第1のレジスト膜を現像して第1のレジストパター
ンを形成する第1の現像工程と、上記クリーンルーム内
において、半導体基板の表面を下記一般式(1)で示さ
れるシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理を行
なった後、表面処理された半導体基板の表面に非化学増
幅型レジストを塗布して第2のレジスト膜を形成する第
2のレジスト膜形成工程と、上記クリーンルーム内にお
いて、上記第2のレジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いて露光する第2の露光工程と、上
記クリーンルーム内において、露光された上記第2のレ
ジスト膜を現像して第2のレジストパターンを形成する
第2の現像工程とを備えている。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the surface of a semiconductor substrate is surface-treated with a surface-treating agent containing a silane compound represented by the following general formula (1) in a clean room and then surface-treated. A first resist film forming step of forming a first resist film by coating a chemically amplified resist on the surface of the semiconductor substrate, and forming a desired pattern shape for the first resist film in the clean room. A first exposure step of performing exposure using a mask provided therein; a first development step of developing the exposed first resist film to form a first resist pattern in the clean room; In the above, after the surface treatment of the surface of the semiconductor substrate with a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (1), the surface treatment is performed. A second resist film forming step of forming a second resist film by applying a non-chemically amplified resist on the surface of the formed semiconductor substrate, and a desired pattern for the second resist film in the clean room. A second exposure step of exposing using a mask having a shape; and a second development step of developing the exposed second resist film in the clean room to form a second resist pattern. ing.

【0022】R1 4-n Si(OR)n ……(1) (但し、式中nは1〜3の整数であり、Rは炭素数1〜
6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数1〜6の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、R1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数3〜6の脂環式
飽和炭化水素基である。) 本発明に係る半導体装置の製造方法によると、同一のク
リーンルーム内において行なわれる第1のレジスト膜形
成工程及び第2のレジスト膜形成工程の両工程において
も、上記一般式(1)で示されるシラン化合物を含む表
面処理剤により表面処理を行なうため、上記の両工程の
いずれにおいてもアンモニア成分が発生しないので、本
発明に係る半導体装置の製造方法が行なわれるクリーン
ルーム内においてアルカリ成分が存在しない。この場
合、第1のレジスト膜形成工程で用いられる表面処理剤
と第2のレジスト膜形成工程で用いられる表面処理剤と
は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
R 1 4-n Si (OR) n (1) (wherein n is an integer of 1 to 3 and R is a carbon number of 1 to 1)
6-substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C 1-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C 1-6 substituted alkylcarbonyl group or non- A substituted alkylcarbonyl group, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated carbon group having 1 to 6 carbon atoms It is a hydrogen group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the above general formula (1) is used in both the first resist film forming step and the second resist film forming step performed in the same clean room. Since the surface treatment is performed with the surface treatment agent containing the silane compound, no ammonia component is generated in both of the above steps, and therefore, no alkali component is present in the clean room in which the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is performed. In this case, the surface treatment agent used in the first resist film forming step and the surface treatment agent used in the second resist film forming step may be the same or different.

【0023】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
て、上記シラン化合物は下記一般式(2)で示されるも
のがより好ましい。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the silane compound is more preferably represented by the following general formula (2).

【0024】[0024]

【化3】 [Chemical 3]

【0025】(但し、R1 、R2 及びR3 は、同種又は
異種であって、水素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であ
り、R4 、R5 及びR6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基、又は、OR7(R7は、水素原
子、炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基である。)である。)
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, and 1 to 6 carbon atoms. A substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, wherein R 4 , R 5 and R 6 are the same or different. , A hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, having 3 to 6 carbon atoms Alicyclic saturated hydrocarbon group or OR 7 (R 7 is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms) A group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. It is.)

【0026】上記一般式(2)で示されるシラン化合物
は、求電子軌道のエネルギー準位が低くなるため、該シ
ラン化合物のトリメチルシリル基と基板上のOH基との
反応性が高くなる。従って、上記のようにカルボニル基
を持つシラン化合物を構成するケイ素原子は、活性水素
原子を持つ化合物であるシラノール基と極めて速い反応
速度で反応する。
Since the silane compound represented by the general formula (2) has a low energy level of the electrophilic orbit, the reactivity between the trimethylsilyl group of the silane compound and the OH group on the substrate becomes high. Therefore, as described above, the silicon atom constituting the silane compound having a carbonyl group reacts with the silanol group, which is a compound having an active hydrogen atom, at an extremely high reaction rate.

【0027】例えば、一般式(2)で示されるシラン化
合物として、4−トリメチルシロキシ−3−ペンテン−
2−オンを0.5当量のシクロヘキサノールと混合して
反応率を測定したところ、1時間で100%という極め
て高い反応性を示した。ちなみに、従来の表面処理剤と
して知られるヘキサメチルジシラザンを用いて同様の測
定を行なったところ、24時間で43.9%という低い
反応性であった。
For example, as the silane compound represented by the general formula (2), 4-trimethylsiloxy-3-pentene-
When 2-one was mixed with 0.5 equivalent of cyclohexanol and the reaction rate was measured, it showed an extremely high reactivity of 100% in 1 hour. By the way, when the same measurement was performed using hexamethyldisilazane known as a conventional surface treatment agent, the reactivity was as low as 43.9% in 24 hours.

【0028】本発明に係る半導体装置の製造方法におい
て、上記化学増幅型レジストは、酸発生剤と、酸の作用
によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有することがで
きる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the chemically amplified resist may contain an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.

【0029】また、上記化学増幅型レジストは、酸発生
剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ
可溶性となる化合物又は樹脂とを含有することができ
る。
The chemically amplified resist may contain an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.

【0030】また、上記化学増幅型レジストは、酸発生
剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応
を起こす化合物又は樹脂とを含有することができる。
The above chemically amplified resist may contain an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of acid.

【0031】また、上記非化学増幅型レジストは、ナフ
トキノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有す
ることができる。
Further, the non-chemically amplified resist may contain a naphthoquinonediazide compound and a novolac resin.

【0032】本発明に係る半導体装置の製造装置は、ク
リーンルーム内に設けられており、半導体基板の表面を
下記一般式(1)で示されるシラン化合物を含む表面処
理剤により表面処理を行なった後、表面処理された半導
体基板の表面に化学増幅型レジストを塗布して第1のレ
ジスト膜を形成する第1の塗布装置と、上記クリーンル
ーム内に設けられており、上記第1のレジスト膜に対し
て所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光する第
1の露光装置と、上記クリーンルーム内に設けられてお
り、露光された上記第1のレジスト膜を現像して上記第
1のレジストパターンを形成する第1の現像装置と、上
記クリーンルーム内に設けられており、半導体基板の表
面を下記一般式(1)で示されるシラン化合物を含む表
面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理された
半導体基板の表面に非化学増幅型レジストを塗布して第
2のレジスト膜を形成する第2の塗布装置と、上記クリ
ーンルーム内に設けられており、上記第2のレジスト膜
に対して所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光
する第2の露光装置と、上記クリーンルーム内に設けら
れており、露光された第2のレジスト膜を現像して第2
のレジストパターンを形成する第2の現像装置とを備え
ている。
The semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is provided in a clean room, and after the surface of the semiconductor substrate is surface-treated with a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (1): A first coating device for forming a first resist film by coating a chemically amplified resist on the surface of a surface-treated semiconductor substrate; and a first coating device provided in the clean room for the first resist film. And a first exposure device that exposes using a mask having a desired pattern shape, and is provided in the clean room. The exposed first resist film is developed to form the first resist pattern. And a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (1). A second coating device for forming a second resist film by coating a non-chemically amplified resist on the surface of the surface-treated semiconductor substrate after the treatment, and the second coating device provided in the clean room. A second exposure device that exposes the second resist film using a mask having a desired pattern shape, and a second exposure device that is provided in the clean room and develops the exposed second resist film.
And a second developing device for forming the resist pattern.

【0033】R1 4-n Si(OR)n ……(1) (但し、式中nは1〜3の整数であり、Rは炭素数1〜
6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数1〜6の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、R1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数3〜6の脂環式
飽和炭化水素基である。) 本発明に係る半導体装置の製造装置によると、同一のク
リーンルーム内に設けられた第1の塗布装置及び第2の
塗布装置の両装置は、上記一般式(1)で示されるシラ
ン化合物を含む表面処理剤により表面処理を行なうた
め、上記の両装置内においてアンモニア成分が発生しな
いので、本発明に係る半導体装置の製造装置が設けられ
るクリーンルーム内にはアルカリ成分が存在しない。
尚、第1の塗布装置と第2の塗布装置とは同一の装置で
あってもよいし、異なる装置であってもよい。
R 1 4-n Si (OR) n (1) (where n is an integer of 1 to 3 and R is a carbon number of 1 to 1)
6-substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C 1-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C 1-6 substituted alkylcarbonyl group or non- A substituted alkylcarbonyl group, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated carbon group having 1 to 6 carbon atoms It is a hydrogen group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. According to the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, both the first coating device and the second coating device provided in the same clean room contain the silane compound represented by the general formula (1). Since the surface treatment is performed by the surface treatment agent, no ammonia component is generated in both of the above-mentioned devices, so that there is no alkali component in the clean room in which the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is installed.
The first coating device and the second coating device may be the same device or different devices.

【0034】本発明に係る半導体装置の製造装置におい
て、上記シラン化合物は下記一般式(2)で示されるこ
とがより好ましい。
In the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention, the silane compound is more preferably represented by the following general formula (2).

【0035】[0035]

【化4】 [Chemical 4]

【0036】(但し、R1 、R2 及びR3 は、同種又は
異種であって、水素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であ
り、R4 、R5 及びR6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基、又は、OR7(R7は、水素原
子、炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基である。)である。)
(Wherein R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, 1 to 6 carbon atoms). A substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, wherein R 4 , R 5 and R 6 are the same or different. , A hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, having 3 to 6 carbon atoms Alicyclic saturated hydrocarbon group or OR 7 (R 7 is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon having 1 to 6 carbon atoms) A group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. It is.)

【0037】上記一般式(2)で示されるシラン化合物
を用いて表面処理を行なうと、上述したように、Si原
子と半導体基板上に存在するシラノール基との反応速度
が速くなる。
When the surface treatment is carried out using the silane compound represented by the general formula (2), the reaction rate between the Si atom and the silanol group existing on the semiconductor substrate becomes faster as described above.

【0038】本発明に係る半導体装置の製造装置におい
て、上記化学増幅型レジストは、酸発生剤と、酸の作用
によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有することがで
きる。
In the apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the chemically amplified resist may contain an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.

【0039】また、上記化学増幅型レジストは、酸発生
剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ
可溶性となる化合物又は樹脂とを含有することができ
る。
Further, the chemically amplified resist may contain an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.

【0040】また、上記化学増幅型レジストは、酸発生
剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応
を起こす化合物又は樹脂とを含有することができる。
Further, the chemically amplified resist may contain an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which causes a crosslinking reaction by the action of acid.

【0041】また、上記非化学増幅型レジストは、ナフ
トキノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有す
ることができる。
Further, the non-chemically amplified resist may contain a naphthoquinone diazide compound and a novolac resin.

【0042】[0042]

【発明の実施の態様】図1は、本発明に係る半導体装置
の製造装置が配置されたクリーンルームの概略平面構造
を示している。該クリーンルーム内には、半導体基板の
表面をシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理を
行なった後、該半導体基板の表面に化学増幅型レジスト
を塗布して第1のレジスト膜を形成する第1の塗布装置
と、第1の塗布装置により形成された第1のレジスト膜
に対してパターン露光する第1の露光装置と、第1の露
光装置により露光された第1のレジスト膜を現像する第
1の現像装置と、半導体基板の表面をシラン化合物を含
む表面処理剤により表面処理を行なった後、該半導体基
板の表面に非化学増幅型レジストを塗布して第2のレジ
スト膜を形成する第2の塗布装置と、第2の塗布装置に
より形成された第2のレジスト膜に対してパターン露光
する第2の露光装置と、第2の露光装置により露光され
た第2のレジスト膜を現像する第2の現像装置とが設け
られている。第1の塗布装置及び第2の塗布装置は、同
一の装置でもよいし、異なる装置でもよいが、ここで
は、同一の装置として東京エレクトロン社製:マーク8
を用いた。尚、該クリーンルーム内には、上記の第1及
び第2の塗布装置、第1及び第2の露光装置並びに第1
及び第2の現像装置のほかに、多数の処理装置が配置さ
れているが、図示は省略している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic plan structure of a clean room in which a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is arranged. In the clean room, the surface of the semiconductor substrate is surface-treated with a surface treatment agent containing a silane compound, and then a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate to form a first resist film. Coating apparatus, a first exposure apparatus for pattern-exposing the first resist film formed by the first coating apparatus, and a first exposure apparatus for developing the first resist film exposed by the first exposure apparatus. No. 1 developing device and a surface treatment of the surface of a semiconductor substrate with a surface treatment agent containing a silane compound, and then a non-chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate to form a second resist film. Second coating device, a second exposure device that performs pattern exposure on the second resist film formed by the second coating device, and develops the second resist film exposed by the second exposure device. First A developing device is provided for. The first coating device and the second coating device may be the same device or different devices, but here, as the same device, manufactured by Tokyo Electron Ltd .: Mark 8
Was used. In the clean room, the first and second coating devices, the first and second exposure devices, and the first and second exposure devices are provided.
In addition to the second developing device and a large number of processing devices, they are not shown.

【0043】(第1の参考形態) 以下、上記の半導体装置の製造装置を用いて行なう本発
明の第1の参考形態に係る半導体装置の製造方法の前半
の工程について図2〜図4を参照しながら説明する。こ
の前半の工程は、第1の塗布装置、第1の露光装置及び
第1の現像装置を用いて、化学増幅型レジストよりなる
第1のレジストパターンを形成する工程である。
(First Reference Embodiment) Referring to FIGS. 2 to 4, the first half step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the first reference embodiment of the present invention, which is performed using the above-described semiconductor device manufacturing apparatus, will be described below. While explaining. The first half of the process is a process of forming a first resist pattern made of a chemically amplified resist by using the first coating device, the first exposure device, and the first developing device.

【0044】図2は化学増幅型レジストよりなるレジス
トパターンの形成工程のフローを示し、図3(a)、
(b)は第1の参考形態に係る表面処理剤により表面処
理を行なったときの半導体基板の表面状態を示し、図4
は第1の参考形態に係る表面処理剤により表面処理を行
なった半導体基板の上に形成された化学増幅型レジスト
よりなるレジストパターンの概略断面形状を示してい
る。
FIG. 2 shows a flow of steps for forming a resist pattern made of a chemically amplified resist, which is shown in FIG.
(B) shows the surface state of the semiconductor substrate when subjected to surface treatment with a surface treatment agent according to the first referential embodiment, FIG. 4
Shows a schematic cross-sectional shape of a resist pattern made of a chemically amplified resist formed on a semiconductor substrate surface-treated with the surface-treating agent according to the first reference embodiment.

【0045】まず、第1の塗布装置により、図3(a)
に示すように、シリコンよりなる半導体基板1の表面に
表面処理剤としての4−トリメチルシロキシ−3−ペン
テン−2−オンを供給して(すなわち、4−トリメチル
シロキシ−3−ペンテン−2−オンを窒素ガスによりバ
ブリングさせ、90℃に加熱された半導体基板の表面に
30秒間吹き付けて)、半導体基板1の表面を疎水性に
して、半導体基板1の密着性を向上させる。このように
すると、図3(b)に示すように、半導体基板1の表面
のOH基のHがSi(CH33 (トリメチルシリル
基)に置換され、CH3 COCH2 COCH3 (アセチ
ルアセトン)が生成される。その後、第1の塗布装置に
より、半導体基板1の表面に化学増幅型レジストを塗布
して、第1のレジスト膜を形成する。
First, by the first coating device, as shown in FIG.
4, 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent is supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon (that is, 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one). Bubbling with nitrogen gas and spraying on the surface of the semiconductor substrate heated to 90 ° C. for 30 seconds) to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic and improve the adhesion of the semiconductor substrate 1. By doing so, as shown in FIG. 3B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is replaced by Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group), and CH 3 COCH 2 COCH 3 (acetylacetone) becomes Is generated. After that, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 by the first application device to form a first resist film.

【0046】次に、第1の露光装置により、第1のレジ
スト膜に対して所望のマスクを用いて露光する。
Next, the first exposure device is used to expose the first resist film using a desired mask.

【0047】次に、第1の現像装置により、露光された
第1のレジスト膜に対してPEB及び現像を順次行なっ
て、第1のレジストパターンを形成する。その後、第1
のレジストパターンを用いて、所定のエッチング工程や
所定の成膜工程等の次工程を行なう。
Next, PEB and development are sequentially performed on the exposed first resist film by the first developing device to form a first resist pattern. Then the first
Using the resist pattern of, the next process such as a predetermined etching process and a predetermined film forming process is performed.

【0048】上記のようにして第1のレジストパターン
を形成すると、図4に示すように、第1のレジストパタ
ーン2の表面部には難溶化層が形成されない。すなわ
ち、図4は、第1の塗布装置を用いて、半導体基板1の
表面を4−トリメチルシロキシ−3−ペンテン−2−オ
ンにより表面処理した後、表面処理された半導体基板1
の上にポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社
製、KRF K2G)を0.7μmの膜厚に塗布して第
1のレジスト膜を形成し、次に、第1の露光装置を用い
て、第1のレジスト膜に対してNA:0.5のKrFエ
キシマレーザーステッパーにより露光し、次に、第1の
現像装置を用いて、露光された第1のレジスト膜に対し
て、100℃の温度下において90秒間のPEBを行な
った後、2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液を用いて現像を行なったときの
0.25μmライン・アンド・スペースのパターンの断
面形状を示している。
When the first resist pattern is formed as described above, the insoluble layer is not formed on the surface portion of the first resist pattern 2 as shown in FIG. That is, FIG. 4 shows that after the surface of the semiconductor substrate 1 is surface-treated with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one using the first coating apparatus, the surface-treated semiconductor substrate 1 is processed.
A positive chemically amplified resist (KRF K2G, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied on the above to a thickness of 0.7 μm to form a first resist film, and then a first exposure device is used. Then, the first resist film is exposed by a KrF excimer laser stepper with NA: 0.5, and then the first developing device is used to expose the exposed first resist film at 100 ° C. 2 shows a cross-sectional shape of a 0.25 μm line-and-space pattern when PEB was performed for 90 seconds at a temperature of 2 ° C. and development was performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. .

【0049】以上のように、第1の参考形態の前半の工
程においては、表面処理剤として4−トリメチルシロキ
シ−3−ペンテン−2−オンを用いて表面処理を行なう
ため、アンモニア等のアルカリ成分を発生させることな
く、半導体基板1の表面を疎水性にすることができる。
このため、第1のレジストパターン2の表面部に難溶化
層が生成されることを防止でき、安定したパターン形状
を得ることができる。
[0049] As described above, in the first half of the process of the first reference embodiment, in order to perform a surface treatment with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent, an alkali component such as ammonia The surface of the semiconductor substrate 1 can be made hydrophobic without generating
Therefore, it is possible to prevent the hardly soluble layer from being formed on the surface portion of the first resist pattern 2 and obtain a stable pattern shape.

【0050】以下、上記の半導体装置の製造装置を用い
て行なう本発明の第1の参考形態に係る半導体装置の製
造方法の後半の工程について図5〜図7を参照しながら
説明する。この後半の工程は、第2の塗布装置、第2の
露光装置及び第2の現像装置を用いて、非化学増幅型レ
ジストよりなる第2のレジストパターンを形成する工程
である。
[0050] Hereinafter, will be described with reference to FIGS. 5 to 7 for the second half step of the method for manufacturing the semiconductor device according to a first referential embodiment of the present invention performed using the apparatus for manufacturing a semiconductor device. The latter half of the process is a process of forming a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist by using the second coating device, the second exposure device, and the second developing device.

【0051】図5は非化学増幅型レジストよりなるレジ
ストパターンの形成工程のフローを示し、図6(a)、
(b)は第1の参考形態に係る表面処理剤により表面処
理を行なったときの半導体基板の表面状態を示し、図7
は第1の参考形態に係る表面処理剤により表面処理を行
なった半導体基板の上に形成された非化学増幅型レジス
トよりなる第2のレジストパターンの概略断面形状を示
している。
FIG. 5 shows a flow of steps for forming a resist pattern made of a non-chemically amplified resist.
7B shows a surface state of the semiconductor substrate when the surface treatment is performed by the surface treatment agent according to the first reference embodiment, and FIG.
2 shows a schematic cross-sectional shape of a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist formed on a semiconductor substrate surface-treated with the surface-treating agent according to the first reference embodiment.

【0052】まず、第2の塗布装置により、図6(a)
に示すように、シリコンよりなる半導体基板1の表面に
表面処理剤としての4−ジメチル−n−ヘキシルシロキ
シ−3−ペンテン−2−オンを供給して(すなわち、4
−ジメチル−n−ヘキシルシロキシ−ペンテン−2−オ
ンを窒素ガスによりバブリングさせ、90℃に加熱され
た半導体基板の表面に30秒間吹き付けて)、半導体基
板1の表面を疎水性にして、半導体基板1の密着性を向
上させる。このようにすると、図6(b)に示すよう
に、半導体基板1の表面のOH基のHがSi(CH3
2 (CH25 CH3 (ジメチル−n−ヘキシルシリル
基)に置換され、CH3 COCH2 COCH3 (アセチ
ルアセトン)が生成される。その後、第2の塗布装置に
より、半導体基板1の表面に非化学増幅型レジストを塗
布して、第2のレジスト膜を形成する。
First, by the second coating device, as shown in FIG.
4, 4-dimethyl-n-hexylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent is supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon (that is, 4
-Dimethyl-n-hexylsiloxy-penten-2-one was bubbled with nitrogen gas and sprayed on the surface of the semiconductor substrate heated to 90 ° C. for 30 seconds) to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic to make the semiconductor substrate 1. Adhesion is improved. By doing so, as shown in FIG. 6B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is changed to Si (CH 3 ).
2 (CH 2) is replaced by the 5 CH 3 (dimethyl -n- hexyl silyl group), CH 3 COCH 2 COCH 3 ( acetylacetone) is generated. After that, a non-chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 by the second coating device to form a second resist film.

【0053】次に、第2の露光装置により、第2のレジ
スト膜に対して所望のマスクを用いて露光する。
Next, the second exposure device is used to expose the second resist film using a desired mask.

【0054】次に、第2の現像装置により、露光された
第2のレジスト膜に対してPEB及び現像を順次行なっ
て、第2のレジストパターンを形成する。その後、第2
のレジストパターンを用いて、所定のエッチング工程や
所定の成膜工程等の次工程を行なう。
Next, PEB and development are sequentially performed on the exposed second resist film by the second developing device to form a second resist pattern. Then the second
Using the resist pattern of, the next process such as a predetermined etching process and a predetermined film forming process is performed.

【0055】上記のようにして第2のレジストパターン
を形成すると、図7に示すように、半導体基板1の上
に、剥がれ部がない良好な形状の第2のレジストパター
ン3が形成された。すなわち、図7は、第2の塗布装置
を用いて、半導体基板1の表面を4−ジメチル−n−ヘ
キシルシロキシ−3−ペンテン−2−オンにより表面処
理した後、表面処理された半導体基板1の上に非化学増
幅型のポジ型レジスト(住友化学社製、PFI−38)
を1.0μmの膜厚に塗布して第2のレジスト膜を形成
し、次に、第2の露光装置を用いて、第2のレジスト膜
に対してNA:0.6のi線ステッパーにより露光し、
次に、第2の現像装置を用いて、100℃の温度下にお
いて90秒間のPEBを行なった後、2.38wt%の
テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を
用いて現像を行なったときの0.30μmライン・アン
ド・スペースのパターンの断面形状を示している。
When the second resist pattern was formed as described above, as shown in FIG. 7, the second resist pattern 3 having a good shape with no peeling portion was formed on the semiconductor substrate 1. That is, in FIG. 7, the surface of the semiconductor substrate 1 is surface-treated with 4-dimethyl-n-hexylsiloxy-3-penten-2-one using the second coating apparatus, and then the surface-treated semiconductor substrate 1 is used. Non-chemical amplification type positive resist (PFI-38 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) on top of
To a film thickness of 1.0 μm to form a second resist film, and then using a second exposure apparatus, an i-line stepper with NA: 0.6 is applied to the second resist film. Exposed,
Next, PEB was performed for 90 seconds at a temperature of 100 ° C. using the second developing device, and then 0.30 μm when developed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The cross-sectional shape of the line and space pattern is shown.

【0056】以上のように、第1の参考形態の後半の工
程においては、表面処理剤として4−ジメチル−n−ヘ
キシルシロキシ−3−ペンテン−2−オンを用いて表面
処理を行なうため、アンモニア等のアルカリ成分を発生
させることなく、第2のレジストパターン3と半導体基
板1との密着性を高めることができ、剥がれ部のない良
好なパターン形状を得ることができる。
As described above, in the latter half step of the first reference embodiment, the surface treatment is carried out using 4-dimethyl-n-hexylsiloxy-3-penten-2-one as the surface treatment agent, so that ammonia is used. Adhesion between the second resist pattern 3 and the semiconductor substrate 1 can be improved without generating an alkaline component such as the above, and a good pattern shape without peeling can be obtained.

【0057】以上のように、第1の参考形態に係る半導
体装置の製造方法においては、化学増幅型レジストより
なる第1のレジストパターンを形成する際の表面処理工
程、及び非化学増幅型レジストよりなる第2のレジスト
パターンを形成する際の表面処理工程のいずれにおいて
も、アルカリ成分を発生させない表面処理剤を用いるた
め、上記の両表面処理工程においてアルカリ成分が発生
しないので、第1の参考形態に係る半導体装置の製造方
法が行なわれるクリーンルーム内においてアルカリ成分
が存在しない。このため、化学増幅型レジストよりなる
第1のレジストパターンの表面部に難溶化層が形成され
ず、良好なパターン形状を持つ第1のレジストパターン
を得ることができる。
As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the first reference embodiment, the surface treatment step for forming the first resist pattern of the chemically amplified resist and the non-chemically amplified resist are used. made in any of a surface treatment step for forming the second resist pattern, for use a surface treatment agent that does not generate an alkali component, because the alkaline component is not generated in both surface treatment process described above, the first reference embodiment There is no alkaline component in the clean room in which the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is performed. Therefore, the hardly soluble layer is not formed on the surface of the first resist pattern made of the chemically amplified resist, and the first resist pattern having a good pattern shape can be obtained.

【0058】また、第1の参考形態に係る半導体装置の
製造方法においては、非化学増幅型レジストよりなる第
2のレジストパターンを形成する際の表面処理工程にお
いて、表面処理剤として4−ジメチル−n−ヘキシルシ
ロキシ−3−ペンテン−2−オンを用いるため、密着性
に優れた非化学増幅型レジストよりなる第2のレジスト
パターンを形成することができる。
[0058] In the method of manufacturing the semiconductor device according to a first referential embodiment, in the surface treatment step for forming the second resist pattern of a non-chemically amplified resist, as a surface treatment agent 4-dimethylamino - Since n-hexylsiloxy-3-penten-2-one is used, it is possible to form a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist having excellent adhesion.

【0059】(第2の参考形態) 以下、上記の半導体装置の製造装置を用いて行なう本発
明の第2の参考形態に係る半導体装置の製造方法の前半
の工程について図8を参照しながら説明する。この前半
の工程は、第1の塗布装置、第1の露光装置及び第1の
現像装置を用いて化学増幅型レジストよりなる第1のレ
ジストパターンを形成する工程である。
(Second Reference Embodiment) Hereinafter, the first half step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the second reference embodiment of the present invention, which is performed by using the above-described semiconductor device manufacturing apparatus, will be described with reference to FIG. To do. The first half step is a step of forming a first resist pattern made of a chemically amplified resist using the first coating device, the first exposure device, and the first developing device.

【0060】図8は第2の参考形態に係る表面処理剤に
より表面処理を行なった半導体基板の上に形成された化
学増幅型レジストよりなる第1のレジストパターンのパ
ターンの概略断面形状を示している。
[0060] Figure 8 is a schematic cross-sectional shape of the pattern of the first resist pattern of a chemically amplified resist formed on a semiconductor substrate was subjected to surface treatment with a surface treatment agent according to the second referential embodiment There is.

【0061】まず、第1の塗布装置により、第1の参考
形態と同様、シリコンよりなる半導体基板1の表面に表
面処理剤としての4−トリメチルシロキシ−3−ペンテ
ン−2−オンを供給して、半導体基板1の表面を疎水性
にして、半導体基板1の密着性を向上させる。このよう
にすると、第1の参考形態と同様、半導体基板1の表面
のOH基のHがSi(CH33 (トリメチルシリル
基)に置換され、CH3COCH2 COCH3 (アセチ
ルアセトン)が生成される。その後、第1の塗布装置に
より、半導体基板1の表面に化学増幅型レジストを塗布
して、第1のレジスト膜を形成する。
First, using the first coating apparatus, as in the first reference embodiment, 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon. Is supplied to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic so that the adhesion of the semiconductor substrate 1 is improved. By doing so, as in the first reference embodiment, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is replaced by Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group), and CH 3 COCH 2 COCH 3 (acetylacetone) is produced. It After that, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 by the first application device to form a first resist film.

【0062】次に、第1の露光装置により、第1のレジ
スト膜に対して所望のマスクを用いて露光する。
Next, the first exposure device is used to expose the first resist film using a desired mask.

【0063】次に、第1の現像装置により、露光された
第1のレジスト膜に対してPEB及び現像を順次行なっ
て、第1のレジストパターンを形成する。その後、第1
のレジストパターンを用いて、所定のエッチング工程や
所定の成膜工程等の次工程を行なう。
Next, PEB and development are sequentially performed on the exposed first resist film by the first developing device to form a first resist pattern. Then the first
Using the resist pattern of, the next process such as a predetermined etching process and a predetermined film forming process is performed.

【0064】上記のようにして第1のレジストパターン
を形成すると、図8に示すように、第1のレジストパタ
ーン4の表面部には難溶化層が形成されない。すなわ
ち、図8は、第1の塗布装置を用いて、半導体基板1の
表面を4−トリメチルシロキシ−3−ペンテン−2−オ
ンにより表面処理した後、表面処理された半導体基板1
の上にポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社
製、KRF K2G)を0.7μmの膜厚に塗布して第
1のレジスト膜を形成し、次に、第1の露光装置を用い
て、第1のレジスト膜に対してNA:0.5のKrFエ
キシマレーザーステッパーにより露光し、次に、第1の
現像装置を用いて、露光された第1のレジスト膜に対し
て、100℃の温度下において90秒間のPEBを行な
った後、2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液を用いて現像を行なったときの
0.25μmライン・アンド・スペースのパターンの断
面形状を示している。
When the first resist pattern is formed as described above, the insolubilized layer is not formed on the surface portion of the first resist pattern 4 as shown in FIG. That is, FIG. 8 shows that the surface of the semiconductor substrate 1 is surface-treated with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one using the first coating device, and then the surface-treated semiconductor substrate 1 is processed.
A positive chemically amplified resist (KRF K2G, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) is applied on the above to a thickness of 0.7 μm to form a first resist film, and then a first exposure device is used. Then, the first resist film is exposed by a KrF excimer laser stepper with NA: 0.5, and then the first developing device is used to expose the exposed first resist film at 100 ° C. 2 shows a cross-sectional shape of a 0.25 μm line-and-space pattern when PEB was performed for 90 seconds at a temperature of 2 ° C. and development was performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. .

【0065】以上のように、第2の参考形態の前半の工
程においては、表面処理剤として4−トリメチルシロキ
シ−3−ペンテン−2−オンを用いて表面処理を行なう
ため、アンモニア等のアルカリ成分を発生させることな
く、半導体基板1の表面を疎水性にすることができる。
このため、第1のレジストパターン4の表面部に難溶化
層が生成されることを防止でき、安定したパターン形状
を得ることができる。
[0065] As described above, in the first half of the process of the second referential embodiment, for performing the surface treatment with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent, an alkali component such as ammonia The surface of the semiconductor substrate 1 can be made hydrophobic without generating
Therefore, it is possible to prevent the hardly soluble layer from being formed on the surface portion of the first resist pattern 4, and to obtain a stable pattern shape.

【0066】以下、上記の半導体装置の製造装置を用い
て行なう本発明の第2の参考形態に係る半導体装置の製
造方法の後半の工程について図9を参照しながら説明す
る。この後半の工程は、第2の塗布装置、第2の露光装
置及び第2の現像装置を用いて非化学増幅型レジストよ
りなる第2のレジストパターンを形成する工程である。
[0066] Hereinafter, the second half step of the method for manufacturing the semiconductor device according to a second referential embodiment of the present invention will be described with reference to FIG performed using the apparatus for manufacturing a semiconductor device. The latter half of the process is a process of forming a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist by using the second coating device, the second exposure device, and the second developing device.

【0067】図9は第2の参考形態に係る表面処理剤に
より表面処理を行なった半導体基板の上に形成された非
化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの概略断
面形状を示している。
[0067] Figure 9 shows a schematic cross-sectional shape of the resist pattern of a non-chemically amplified resist formed on a semiconductor substrate was subjected to surface treatment with a surface treatment agent according to the second referential embodiment.

【0068】まず、第2の塗布装置により、第2の参考
形態の前半の工程と同様、シリコンよりなる半導体基板
1の表面に表面処理剤としての4−トリメチルシロキシ
−3−ペンテン−2−オンを供給して、半導体基板1の
表面を疎水性にして、半導体基板1の密着性を向上させ
る。このようにすると、第2の参考形態の前半の工程と
同様、半導体基板1の表面のOH基のHがSi(CH
33 (トリメチルシリル基)に置換され、CH3 CO
CH2 COCH3 (アセチルアセトン)が生成される。
その後、第2の塗布装置により、半導体基板1の表面に
化学増幅型レジストを塗布して、第2のレジスト膜を形
成する。
First, using the second coating apparatus, as in the first half of the second reference embodiment, 4-trimethylsiloxy-3-pentene as a surface treatment agent is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon. 2-ON is supplied to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic so that the adhesion of the semiconductor substrate 1 is improved. In this way, similarly to the first half of the process of the second reference embodiment, H of the OH groups of the surface of the semiconductor substrate 1 is Si (CH
3 ) 3 (trimethylsilyl group), CH 3 CO
CH 2 COCH 3 (acetylacetone) is produced.
Then, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 by the second coating device to form a second resist film.

【0069】次に、第2の露光装置により、第2のレジ
スト膜に対して所望のマスクを用いて露光する。
Next, the second exposure device is used to expose the second resist film using a desired mask.

【0070】次に、第2の現像装置により、露光された
第2のレジスト膜に対してPEB及び現像を順次行なっ
て、第2のレジストパターンを形成する。その後、第2
のレジストパターンを用いて、所定のエッチング工程や
所定の成膜工程等の次工程を行なう。
Next, PEB and development are sequentially performed on the exposed second resist film by the second developing device to form a second resist pattern. Then the second
Using the resist pattern of, the next process such as a predetermined etching process and a predetermined film forming process is performed.

【0071】上記のようにして第2のレジストパターン
を形成すると、図9に示すように、半導体基板1の上
に、剥がれ部がない良好な形状の第2のレジストパター
ン5が形成された。すなわち、図9は、第2の塗布装置
を用いて、半導体基板1の表面を4−トリメチルシロキ
シ−3−ペンテン−2−オンにより表面処理した後、表
面処理された半導体基板1の上に非化学増幅型のポジ型
レジスト(住友化学社製、PFI−38)を1.0μm
の膜厚に塗布して第2のレジスト膜を形成し、次に、第
2の露光装置を用いて、第2のレジスト膜に対してN
A:0.6のi線ステッパーにより露光し、次に、第2
の現像装置を用いて、100℃の温度下において90秒
間のPEBを行なった後、2.38wt%のテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて現像
を行なったときの0.30μmライン・アンド・スペー
スのパターンの断面形状を示している。
When the second resist pattern was formed as described above, as shown in FIG. 9, the second resist pattern 5 having a good shape with no peeling portion was formed on the semiconductor substrate 1. That is, FIG. 9 shows that after the surface of the semiconductor substrate 1 is surface-treated with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one using the second coating apparatus, the surface of the semiconductor substrate 1 is not coated on the surface-treated semiconductor substrate 1. 1.0 μm of chemically amplified positive resist (PFI-38 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
To form a second resist film, and then, using a second exposure device, apply N to the second resist film.
A: exposed by i-line stepper of 0.6, then the second
PEB was performed for 90 seconds at a temperature of 100 ° C. using the developing device of No. 3, and 0.30 μm line-and-space when developed with a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution. The cross-sectional shape of the pattern is shown.

【0072】以上のように、第2の参考形態の後半の工
程においては、表面処理剤として4−トリメチルシロキ
シ−3−ペンテン−2−オンを用いて表面処理を行なう
ため、アンモニア等のアルカリ成分を発生させることな
く、第2のレジストパターン5と半導体基板1との密着
性を高めることができ、剥がれ部のない良好なパターン
形状を得ることができる。
[0072] As described above, in the second half of the process of the second referential embodiment, for performing the surface treatment with 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one as a surface treatment agent, an alkali component such as ammonia It is possible to improve the adhesion between the second resist pattern 5 and the semiconductor substrate 1 without generating the above, and it is possible to obtain a good pattern shape without a peeled portion.

【0073】以上のように、第2の参考形態に係る半導
体装置の製造方法においては、化学増幅型レジストより
なる第1のレジストパターンを形成する際の表面処理工
程、及び非化学増幅型レジストよりなる第2のレジスト
パターンを形成する際の表面処理工程のいずれにおいて
も、アルカリ成分を発生させない表面処理剤を用いるた
め、上記の両表面処理工程においてアルカリ成分が発生
しないので、第1の参考形態に係る半導体装置の製造方
法が行なわれるクリーンルーム内のアンモニア濃度は1
μg/m3 という非常に小さい値となった。このため、
化学増幅型レジストよりなる第1のレジストパターンの
表面部に難溶化層が形成されず、良好なパターン形状を
持つ第1のレジストパターンを得ることができる。
As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the second reference embodiment, the surface treatment step for forming the first resist pattern made of the chemically amplified resist and the non-chemically amplified resist are used. made in any of a surface treatment step for forming the second resist pattern, for use a surface treatment agent that does not generate an alkali component, because the alkaline component is not generated in both surface treatment process described above, the first reference embodiment The concentration of ammonia in the clean room where the semiconductor device manufacturing method according to
It was a very small value of μg / m 3 . For this reason,
The insoluble layer is not formed on the surface of the first resist pattern made of the chemically amplified resist, and the first resist pattern having a good pattern shape can be obtained.

【0074】また、第2の参考形態に係る半導体装置の
製造方法においては、非化学増幅型レジストよりなる第
2のレジストパターンを形成する際の表面処理工程にお
いて、表面処理剤として4−トリメチルシロキシ−3−
ペンテン−2−オンを用いるため、密着性に優れた非化
学増幅型レジストよりなる第2のレジストパターンを形
成することができる。
[0074] In the method of manufacturing the semiconductor device according to a second referential embodiment, in the surface treatment step for forming the second resist pattern of a non-chemically amplified resist, 4-trimethyl as a surface treatment agent siloxy -3-
Since penten-2-one is used, it is possible to form a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist having excellent adhesion.

【0075】尚、第2の参考形態においては、化学増幅
型レジストよりなる第1のレジストパターンを形成する
際の表面処理工程、及び非化学増幅型レジストよりなる
第2のレジストパターンを形成する際の表面処理工程の
いずれにおいても同一の表面処理剤を用いるため、両表
面処理工程を同一の塗布装置を用いて行なうことができ
る。このようにすると、両表面処理工程を異なる処理ゾ
ーンに配置された異なる塗布装置を用いて行なう場合に
比べて、処理工程のスループットが向上すると共に処理
装置のフットプリントを低減することができる。
[0075] In the second referential embodiment, when forming the surface treatment step, and the second resist pattern of a non-chemically amplified resist for forming the first resist pattern of a chemically amplified resist Since the same surface treatment agent is used in each of the surface treatment steps, both surface treatment steps can be performed using the same coating apparatus. By doing so, the throughput of the treatment process can be improved and the footprint of the treatment device can be reduced as compared with the case where both surface treatment processes are performed by using different coating devices arranged in different treatment zones.

【0076】また、第1及び第2の参考形態において
は、前半の工程で化学増幅型レジスト、後半の工程で非
化学増幅型レジストのそれぞれのパターン形成を行なっ
たが、いずれの参考形態においても、前半の工程で非化
学増幅型レジスト、後半の工程で化学増幅型レジストの
それぞれのパターン形成を行なってもよく、第1及び第
2の参考形態と同様の良好な結果を得ることができる。
[0076] In the first and second reference embodiment, the first half of the process in the chemically amplified resist has been subjected to each of the patterning of the non-chemically amplified resist later in the process, in any of the reference embodiment , non-chemically amplified resist in the first half of the process, in the second half of the process may be performed each patterning a chemically amplified resist, it is possible to obtain good results similar to those of the first and second reference embodiment.

【0077】また、第1及び第2の参考形態において
は、アセチルアセトンよりなる反応分解物を生成する表
面処理剤を用い、また、第1の参考形態においては、半
導体基板の表面を疎水性にする物質としてトリメチルシ
リル基又はジメチル−n−ヘキシルシリル基を生成する
表面処理剤を用い、第2の参考形態においては、半導体
基板の表面を疎水性にする物質としてトリメチルシリル
基を生成する表面処理剤を用いたが、表面処理剤はこれ
らに限られない。すなわち、下記一般式(1)により示
されるシラン化合物を含む表面処理剤を広く用いること
ができる。
[0077] In the first and second reference embodiment, using a surface treatment agent to produce a reaction decomposition product consisting of acetylacetone, also, in the first reference embodiment, the surface of the semiconductor substrate hydrophobic using a surface treatment agent to produce a trimethylsilyl group or dimethyl -n- hexyl silyl group as a material, in the second referential embodiment, use of the surface treatment agent to produce a trimethylsilyl group the surface of the semiconductor substrate as a material for the hydrophobic However, the surface treatment agent is not limited to these. That is, the surface treatment agent containing the silane compound represented by the following general formula (1) can be widely used.

【0078】R1 4-n Si(OR)n ……(1) 但し、式中nは1〜3の整数であり、Rは炭素数1〜6
の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、
炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は、炭素数1〜6の置換アルキルカ
ルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基であ
り、R1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素数
1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数3〜6の脂環式飽
和炭化水素基である。
R 14 -n Si (OR) n (1) where n is an integer of 1 to 3 and R is 1 to 6 carbon atoms.
A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group,
A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. There, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a carbon number And 3 to 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups.

【0079】上記一般式(1)で示されるシラン化合物
の第1の例としては、下記一般式(3)で示されるもの
が挙げられる。
As a first example of the silane compound represented by the above general formula (1), a compound represented by the following general formula (3) can be mentioned.

【0080】R1 3 SiOR……(3) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1)
と同じである。
R 1 3 SiOR (3) However, as for the meanings of R and R 1 , the above general formula (1)
Is the same as.

【0081】上記一般式(3)で示されるシラン化合物
は、Si原子上の加水分解性基が1つの場合であって、
半導体基板上が単分子膜状に処理され、面内均一性の高
い膜が得られる。また、上記一般式(3)で示されるシ
ラン化合物は、R1 置換基の立体障害の影響を受けやす
く、この性質が反応速度(処理能力)に反映される。
The silane compound represented by the above general formula (3) has one hydrolyzable group on the Si atom,
The semiconductor substrate is processed into a monomolecular film to obtain a film with high in-plane uniformity. Further, the silane compound represented by the general formula (3) is easily affected by the steric hindrance of the R 1 substituent, and this property is reflected in the reaction rate (processing ability).

【0082】上記一般式(3)で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には[化5]及び[化6]に示す化合物が挙げられ
る。
Silane compound represented by the above general formula (3)
Among them, the silane compound used in the present invention specifically includes the compounds shown in [Chemical Formula 5] and [Chemical Formula 6].

【0083】[0083]

【化5】 [Chemical 5]

【0084】[0084]

【化6】 [Chemical 6]

【0085】上記一般式(1)で示されるシラン化合物
の第2の例としては、下記一般式(4)で示されるもの
が挙げられる。
As a second example of the silane compound represented by the general formula (1), those represented by the following general formula (4) can be mentioned.

【0086】R1 2 Si(OR)2 ……(4) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1)
と同じである。
R 1 2 Si (OR) 2 (4) However, the meanings of R and R 1 are as defined in the general formula (1) above.
Is the same as.

【0087】上記一般式(4)で示されるシラン化合物
は、Si原子上の加水分解性基が2つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力が高い。
The silane compound represented by the above general formula (4) has two hydrolyzable groups on the Si atom,
The semiconductor substrate is processed into a laminated film and has high processing capability.

【0088】上記一般式(4)で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には[化7]に示す化合物が挙げられる。
Silane compound represented by the above general formula (4)
Among them, the silane compound used in the present invention is specifically the compound represented by [Chemical Formula 7].

【0089】[0089]

【化7】 [Chemical 7]

【0090】上記一般式(1)で示されるシラン化合物
の第3の例としては、下記一般式(5)で示されるもの
が挙げられる。
As a third example of the silane compound represented by the general formula (1), those represented by the following general formula (5) can be mentioned.

【0091】R1 Si(OR)3 ……(5) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1)
と同じである。
R 1 Si (OR) 3 (5) However, the meanings of R and R 1 are as defined in the general formula (1) above.
Is the same as.

【0092】上記一般式(5)で示されるシラン化合物
は、Si原子上の加水分解性基が3つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力は高い
が、未反応シラン化合物が空気中の水分により加水分解
を受けてゲルを生成する可能性があるため、処理方法に
よってはパーティクル汚染の原因になる。
The silane compound represented by the general formula (5) has three hydrolyzable groups on the Si atom,
Although the semiconductor substrate is processed into a laminated film and has high processing capacity, the unreacted silane compound may be hydrolyzed by moisture in the air to form a gel, which may cause particle contamination depending on the processing method. become.

【0093】上記一般式(5)で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には[化8]に示す化合物が挙げられる。
Silane compound represented by the above general formula (5)
Among them, the silane compound used in the present invention is specifically the compound represented by [Chemical Formula 8].

【0094】[0094]

【化8】 [Chemical 8]

【0095】尚、上記一般式(3)で示されるシラン化
合物は特に材料的に安定性が高く、上記一般式(5)で
示されるシラン化合物は特に反応性が高いという特徴を
有している。
The silane compound represented by the general formula (3) is particularly stable in terms of material, and the silane compound represented by the general formula (5) is particularly highly reactive. .

【0096】また、表面処理剤としては、下記一般式
(2)で示されるシラン化合物を含むものを用いること
ができる。
As the surface treatment agent, those containing a silane compound represented by the following general formula (2) can be used.

【0097】[0097]

【化9】 [Chemical 9]

【0098】(但し、R1 、R2 及びR3 は同種又は異
種であって、水素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であり、R
4 、R5 及びR6 は同種又は異種であって、水素原子、
炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若し
くは非置換不飽和炭化水素基、炭素数3〜6の脂環式飽
和炭化水素基、又は、OR7(R7は、水素原子、炭素数
1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非
置換不飽和炭化水素基、又は炭素数3〜6の脂環式飽和
炭化水素基である。)である。)
(Provided that R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, and 1 to 6 carbon atoms. A substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group,
Alternatively, it is an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, and R
4 , R 5 and R 6 are the same or different and are a hydrogen atom,
Substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or unsubstituted saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, alicyclic saturated group having 3 to 6 carbon atoms Hydrocarbon group or OR 7 (R 7 is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted group) It is an unsaturated hydrocarbon group or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.). )

【0099】上記一般式(2)で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、[化
10]、[化11]及び[化12]に示す化合物等が挙
げられる。
Silane compound represented by the above general formula (2)
Among these, examples of the silane compound used in the present invention include compounds represented by [Chemical Formula 10], [Chemical Formula 11] and [Chemical Formula 12].

【0100】[0100]

【化10】 [Chemical 10]

【0101】[0101]

【化11】 [Chemical 11]

【0102】[0102]

【化12】 [Chemical 12]

【0103】[化10]、[化11]及び[化12]に
おいて、(a)は3−ジメチルビニルシロキシトリフル
オロメチル−2−プロペン−1−トリフルオロメチル−
1−オンであり、(b)は3−トリエチルシロキシトリ
フルオロメチル−2−プロペン−1−トリフルオロメチ
ル−1−オンであり、(c)は3−ジメチル(3',4',
4' −トリフルオロ−3' −ブテニル)シロキシトリフ
ルオロメチル−2−プロペン−1−トリフルオロメチル
−1−オンであり、(d)は3−ジメチル(2' −シア
ノエチル)シロキシトリクロロメチル−2−プロペン−
1−トリクロロメチル−1−オンであり、(e)は4−
ジメチルシクロヘキシルシロキシ−3−ペンテン−2−
オンであり、(j)は4−t−ブチルジメチルシロキシ
−3−ペンテン−2−オンであり、(k)は2−イソプ
ロピルジメチルシロキシ−1−メトキシカルボニル−1
−プロペンである。
In [Chemical Formula 10], [Chemical Formula 11] and [Chemical Formula 12], (a) is 3-dimethylvinylsiloxytrifluoromethyl-2-propene-1-trifluoromethyl-
1-one, (b) is 3-triethylsiloxytrifluoromethyl-2-propen-1-trifluoromethyl-1-one, and (c) is 3-dimethyl (3 ′, 4 ′,
4′-trifluoro-3′-butenyl) siloxytrifluoromethyl-2-propen-1-trifluoromethyl-1-one, and (d) is 3-dimethyl (2′-cyanoethyl) siloxytrichloromethyl-2. -Propene-
1-trichloromethyl-1-one and (e) is 4-
Dimethylcyclohexylsiloxy-3-pentene-2-
ON , (j) is 4-t-butyldimethylsiloxy-3-penten-2-one, (k) is 2-isopropyldimethylsiloxy-1-methoxycarbonyl-1.
-Propene.

【0104】また、第1及び第2の参考形態において
は、化学増幅型レジストとして、酸発生剤と、酸の作用
によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含む2成分系の化
学増幅型ポジレジスト(KRF K2G)を用いたが、
これに代えて、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸
の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は樹脂とを
含む3成分系の化学増幅型ポジレジストを用いてもよ
い。尚、2成分系の化学増幅型ポジレジストとしては、
例えば他に東京応化社製、TDUR−DP007が挙げ
られる。3成分系の化学増幅型ポジレジストとしては、
例えば、ヘキスト社製、DX561、DX981が挙げ
られる。
[0104] In the first and second reference embodiment, as chemically amplified resist, 2-component system chemically amplified positive resist (KRF comprising an acid generator and a resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid K2G) was used,
Instead of this, a three-component chemically amplified positive resist containing an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid may be used. As a two-component chemically amplified positive resist,
For example, TDUR-DP007 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. may be mentioned. As a three-component chemically amplified positive resist,
Examples include DX561 and DX981 manufactured by Hoechst.

【0105】さらに、化学増幅型レジストとして、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反
応を起こす化合物又は樹脂とを含む3成分系の化学増幅
型ネガレジストを用いてもよい。この3成分系の化学増
幅型ネガレジストとしては、例えば、シプレイ社製、X
P−8843、SAL−601等が挙げられる。このよ
うな化学増幅型ネガレジストにおいても、表面処理時に
アルカリ成分が発生すると、酸の失活によりパターンの
膜減りが生じ、レジストパターンの形状劣化を招くが、
本発明の方法によれば、酸の失活を防止できるので、良
好なパターン形成が可能となる。
Further, as the chemically amplified resist, a three-component chemically amplified negative resist containing an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of acid may be used. Examples of the three-component chemically amplified negative resist include X-ray manufactured by Shipley Co., Ltd.
P-8843, SAL-601, etc. are mentioned. Even in such a chemically amplified negative resist, when an alkaline component is generated during the surface treatment, film depletion of the pattern occurs due to deactivation of the acid, which causes deterioration of the shape of the resist pattern,
According to the method of the present invention, it is possible to prevent deactivation of acid, so that it is possible to form a good pattern.

【0106】化学増幅型レジストは、その構成又は構成
成分に関係なく、アルカリ成分の影響を受けるので、第
1及び第2の参考形態は、あらゆる化学増幅型レジスト
に対して有効である。
Since the chemically amplified resist is affected by the alkaline component regardless of its constitution or constituent components, the first and second reference embodiments are effective for all chemically amplified resists.

【0107】以下、上記の化学増幅型レジストの構成成
分について、一例を挙げるが、構成成分は以下のものに
限定されない。
Examples of the constituent components of the above chemically amplified resist are given below, but the constituent components are not limited to the following.

【0108】<2成分系の化学増幅型ポジレジスト> ○酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂…… ポリ(t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン) ポリ(t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン) ポリ(テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン) ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 <3成分系の化学増幅型ポジレジスト> ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂又は化合物
…… ポリ(t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン) ポリ(t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン) ポリ(テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン)
<Chemical amplification type positive resist of two-component system> Resin which becomes soluble in alkali by the action of acid: poly (t-butoxycarbonyloxystyrene-co-hydroxystyrene) poly (t-butoxycarbonylmethyloxystyrene) -co-
Hydroxystyrene) Poly (tetrahydropyranyloxystyrene-co-hydroxystyrene) Acid generator: onium salt, nitrobenzyl sulfonate compound <3-component chemically amplified positive resist> Alkali soluble resin: polyvinylphenol , Polymethacrylic acid ○ Resin or compound that becomes alkali-soluble by the action of acid ... Poly (t-butoxycarbonyloxystyrene-co-hydroxystyrene) Poly (t-butoxycarbonylmethyloxystyrene-co-
Hydroxystyrene) Poly (tetrahydropyranyloxystyrene-co-hydroxystyrene)

【0109】[0109]

【化13】 [Chemical 13]

【0110】○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジ
ルスルホン酸エステル化合物 <3成分系の化学増幅型ネガレジスト> ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂……
メラミン化合物、メラミン樹脂 ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物
Acid generator: onium salt, nitrobenzyl sulfonic acid ester compound <Three-component chemically amplified negative resist> Alkali-soluble resin: polyvinylphenol, polymethacrylic acid ○ Crosslinking reaction occurs by the action of acid Compound or resin ...
Melamine compound, melamine resin ○ acid generator …… onium salt, nitrobenzyl sulfonate compound

【0111】[0111]

【発明の効果】本発明に係る半導体装置の製造方法によ
ると、同一のクリーンルーム内において行なわれる第1
のレジスト膜形成工程及び第2のレジスト膜形成工程の
両工程において、上記一般式(1)で示されるシラン化
合物を含む表面処理剤により表面処理を行なうため、本
発明に係る半導体装置の製造方法が行なわれるクリーン
ルーム内においてアルカリ成分が存在しないので、化学
増幅型レジストよりなる第1のレジストパターンの表面
部には難溶化層が形成されず、良好なパターン形状を持
つレジストパターンが得られる。
According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the first method is performed in the same clean room.
In both of the resist film forming step and the second resist film forming step, the surface treatment is performed with the surface treating agent containing the silane compound represented by the general formula (1). Therefore, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. Since no alkaline component is present in the clean room where the process is carried out, the hardly soluble layer is not formed on the surface of the first resist pattern made of the chemically amplified resist, and a resist pattern having a good pattern shape can be obtained.

【0112】また、アルカリ成分による化学増幅型レジ
ストよりなる第1のレジストパターンへの悪影響の懸念
により、第1のレジスト膜と第2のレジスト膜とを異な
る環境下で形成する必要がないためスループットを向上
させることができる。特に第1のレジスト膜形成工程と
第2のレジスト膜形成工程とにおいて、同一の表面処理
装置により表面処理する場合には、処理工程のスループ
ットが一層向上すると共に処理装置のフットプリントを
低減することができる。この場合には、同一の表面処理
剤が用いられてもよいし、異なる表面処理剤が用いられ
てもよい。
Further, there is no need to form the first resist film and the second resist film in different environments due to the concern that the alkaline component may adversely affect the first resist pattern made of the chemically amplified resist, so that the throughput is improved. Can be improved. In particular, in the case where the same surface treatment apparatus is used for the surface treatment in the first resist film formation step and the second resist film formation step, the throughput of the treatment step is further improved and the footprint of the treatment apparatus is reduced. You can In this case, the same surface treatment agent may be used or different surface treatment agents may be used.

【0113】本発明に係る半導体装置の製造装置による
と、同一のクリーンルーム内に設けられた第1の塗布装
置及び第2の塗布装置は、上記一般式(1)で示される
シラン化合物を含む表面処理剤により表面処理を行なう
ため、本発明に係る半導体装置の製造装置が設けられる
クリーンルーム内においてはアルカリ成分が存在しない
ので、化学増幅型レジストよりなる第1のレジストパタ
ーンの表面部には難溶化層が形成されず、良好なパター
ン形状を持つレジストパターンが得られる。
According to the semiconductor device manufacturing apparatus of the present invention, the first coating device and the second coating device provided in the same clean room have the surface containing the silane compound represented by the general formula (1). Since the surface treatment is performed by the treatment agent, there is no alkaline component in the clean room in which the semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention is installed. Therefore, the surface portion of the first resist pattern made of the chemically amplified resist is hardly soluble. A layer is not formed, and a resist pattern having a good pattern shape can be obtained.

【0114】本発明に係る半導体装置の製造方法又は製
造装置において、シラン化合物が上記一般式(2)で表
わされるシラン化合物であると、シラン化合物の求電子
軌道のエネルギー準位が低いため、該シラン化合物のト
リメチルシリル基と半導体基板上のシラノール基との反
応性が高い。このため、シラン化合物の多数のシリル基
が半導体基板の表面に付着するので、半導体基板の表面
が疎水性になって、半導体基板とレジストパターンとの
密着性が大きく向上し、膜はがれのない良好なレジスト
パターンが得られる。
In the method or apparatus for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when the silane compound is the silane compound represented by the general formula (2), the energy level of the electrophilic orbit of the silane compound is low. High reactivity between the trimethylsilyl group of the silane compound and the silanol group on the semiconductor substrate. For this reason, since many silyl groups of the silane compound adhere to the surface of the semiconductor substrate, the surface of the semiconductor substrate becomes hydrophobic, the adhesion between the semiconductor substrate and the resist pattern is greatly improved, and the film does not peel off. A reliable resist pattern can be obtained.

【0115】本発明に係る半導体装置の製造方法又は製
造装置において、化学増幅型レジストが、酸発生剤と、
酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有する
と、2成分系の化学増幅型ポジレジストを用いる場合の
酸の失活を阻止することができる。
In the semiconductor device manufacturing method or manufacturing apparatus according to the present invention, the chemically amplified resist contains an acid generator,
By containing a resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid, it is possible to prevent deactivation of the acid when a two-component chemically amplified positive resist is used.

【0116】また、化学増幅型レジストが、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可
溶性となる化合物又は樹脂を含有すると、3成分系の化
学増幅型ポジレジストを用いる場合の酸の失活を阻止す
ることができる。
When the chemically amplified resist contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of acid, the acid when the three-component chemically amplified positive resist is used. Deactivation can be prevented.

【0117】また、化学増幅型レジストが、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応を
起こす化合物又は樹脂とを含有すると、3成分系の化学
増幅型ネガレジストを用いる場合の酸の失活を阻止する
ことができる。
When the chemically amplified resist contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of an acid, a three-component chemically amplified negative resist is used. The deactivation of acid can be prevented.

【0118】また、非化学増幅型レジストが、ナフトキ
ノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有する
と、ナフトキノンジアジド化合物とノボラック樹脂とを
含有するレジストパターンの密着性を向上させることが
できる。
When the non-chemically amplified resist contains the naphthoquinonediazide compound and the novolac resin, the adhesiveness of the resist pattern containing the naphthoquinonediazide compound and the novolak resin can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の製造装置のレイアウ
トを示す概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a layout of a semiconductor device manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】本発明の第1の参考形態に係る半導体装置の製
造方法の前半の工程を説明するフロー図である。
2 is a flowchart describing the first half of the steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a first referential embodiment of the present invention.

【図3】(a)、(b)は上記第1の参考形態に係る半
導体装置の製造方法において、4−トリメチルシロキシ
−3−ペンテン−2−オンを供給したときの半導体基板
の表面状態を示す模式図である。
[3] (a), the surface state of the semiconductor substrate when the supply (b) in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first referential embodiment, 4-trimethylsiloxy-3-penten-2-one It is a schematic diagram which shows.

【図4】上記第1の参考形態に係る半導体装置の製造方
法により形成した化学増幅型レジストよりなる第1のレ
ジストパターンの断面形状を示す模式図である。
FIG. 4 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a first resist pattern made of a chemically amplified resist formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first reference embodiment.

【図5】本発明の第1の参考形態に係る半導体装置の製
造方法の後半の工程を説明するフロー図である。
5 is a flow diagram illustrating the latter half steps of the method of manufacturing the semiconductor device according to a first referential embodiment of the present invention.

【図6】(a)、(b)は上記第1の参考形態に係る半
導体装置の製造方法において、4−ジメチル−n−ヘキ
シルシロキシ−3−ペンテン−2−オンを供給したとき
の半導体基板の表面状態を示す模式図である。
6 (a), (b) in the method for manufacturing a semiconductor device according to the first reference embodiment, the semiconductor substrate at the time of supplying the 4-dimethyl -n- hexyl siloxy-3-penten-2-one It is a schematic diagram which shows the surface state of.

【図7】上記第1の参考形態に係る半導体装置の製造方
法により形成した非化学増幅型レジストよりなる第2の
レジストパターンの断面形状を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first reference embodiment.

【図8】本発明の第2の参考形態に係る半導体装置の製
造方法により形成した化学増幅型レジストよりなる第1
のレジストパターンの断面形状を示す模式図である。
FIG. 8 is a first view of a chemically amplified resist formed by a method of manufacturing a semiconductor device according to a second reference embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view showing a cross-sectional shape of the resist pattern of FIG.

【図9】上記第2の参考形態に係る半導体装置の製造方
法により形成した非化学増幅型レジストよりなる第2の
レジストパターンの断面形状を示す模式図である。
FIG. 9 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a second resist pattern made of a non-chemically amplified resist formed by the method for manufacturing a semiconductor device according to the second reference embodiment.

【図10】従来の半導体装置の製造方法の前半の工程を
説明するフロー図である。
FIG. 10 is a flow diagram illustrating a first half process of a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図11】従来の半導体装置の製造方法の前半の工程に
おいて、HMDSを供給したときの半導体基板の表面状
態を示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic view showing a surface state of a semiconductor substrate when HMDS is supplied in the first half step of the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造方法の後半の工程を
説明するフロー図である。
FIG. 12 is a flowchart illustrating a latter half of the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図13】従来の半導体装置の製造方法の後半の工程に
おいて、HMDSを供給したときの半導体基板の表面状
態を示す模式図である。
FIG. 13 is a schematic view showing a surface state of a semiconductor substrate when HMDS is supplied in the latter half step of the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図14】従来の半導体装置の製造方法により形成した
化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの断面形
状を示す模式図である。
FIG. 14 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a resist pattern made of a chemically amplified resist formed by a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図15】HMDSの分解物であるトリメチルシラノー
ルの環境中の濃度とアンモニアの環境中の濃度との相関
関係を示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a correlation between the environmental concentration of trimethylsilanol, which is a decomposition product of HMDS, and the environmental concentration of ammonia.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2 第1のレジストパターン 3 第2のレジストパターン 4 第1のレジストパターン 5 第2のレジストパターン 6 レジストパターン 7 難溶化層 1 Semiconductor substrate 2 First resist pattern 3 Second resist pattern 4 First resist pattern 5 Second resist pattern 6 resist pattern 7 Insoluble layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大崎 浩美 新潟県中頚城郡頚城村大字西福島28番地 の1 信越化学工業株式会社 合成技術 研究所内 (56)参考文献 特開 平7−335603(JP,A) 特開 平7−120919(JP,A) 特開 平9−218516(JP,A) 特開 平9−102458(JP,A) 特開 平10−270306(JP,A) 特開 平6−3828(JP,A) 特表 平11−511900(JP,A) 国際公開96/15861(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/00 - 7/42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Hiromi Osaki Inventor Hiromi Nakagusuku-gun, Niigata Prefecture Nishi-Fukushima 28-1, Shinjuku Chemical Industry Co., Ltd. Synthetic Technology Laboratory (56) Reference JP-A-7-335603 (JP, A) JP-A-7-120919 (JP, A) JP-A-9-218516 (JP, A) JP-A-9-102458 (JP, A) JP-A-10-270306 (JP, A) JP-A-6 −3828 (JP, A) Tokuheihei 11-511900 (JP, A) International Publication 96/15861 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7 / 00-7/42

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 クリーンルーム内において、半導体基板
の表面を下記一般式(1)で示されるシラン化合物を含
む表面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理さ
れた半導体基板の表面に化学増幅型レジストを塗布して
第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程
と、 上記クリーンルーム内において、上記第1のレジスト膜
に対して所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光
する第1の露光工程と、 上記クリーンルーム内において、露光された上記第1の
レジスト膜を現像して第1のレジストパターンを形成す
る第1の現像工程と、 上記クリーンルーム内において、半導体基板の表面を下
記一般式(1)で示されるシラン化合物を含む表面処理
剤により表面処理を行なった後、表面処理された半導体
基板の表面に非化学増幅型レジストを塗布して第2のレ
ジスト膜を形成する第2のレジスト膜形成工程と、 上記クリーンルーム内において、上記第2のレジスト膜
に対して所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光
する第2の露光工程と、 上記クリーンルーム内において、露光された上記第2の
レジスト膜を現像して第2のレジストパターンを形成す
る第2の現像工程とを備えていることを特徴とする半導
体装置の製造方法。 R1 4-n Si(OR)n ……(1) (但し、式中nは1〜3の整数であり、 Rは炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数1〜6の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 R1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であり、 n=1である場合には、R 1 のうちの少なくとも1つ
は、炭素数2〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 n=2であり且つRがメチル基である場合には、R 1
うちの少なくとも1つは、炭素数2〜6の非置換飽和炭
化水素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基若
しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 n=3である場合には、R 1 は、炭素数2〜6の非置換
飽和炭化水素基、炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基である。
1. A surface of a semiconductor substrate is subjected to a surface treatment with a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (1) in a clean room, and then the surface of the surface-treated semiconductor substrate is chemically amplified. A first resist film forming step of applying a resist to form a first resist film; and a step of exposing the first resist film in the clean room using a mask having a desired pattern shape Exposure step, a first developing step of developing the exposed first resist film in the clean room to form a first resist pattern, and After the surface treatment with the surface treatment agent containing the silane compound represented by the formula (1), the surface of the surface-treated semiconductor substrate is non-chemically increased. A second resist film forming step of applying a width type resist to form a second resist film, and exposing the second resist film in the clean room using a mask having a desired pattern shape. A semiconductor device comprising: a second exposure step; and a second development step of developing the exposed second resist film in the clean room to form a second resist pattern. Manufacturing method. R 1 4-n Si (OR) n (1) (In the formula, n is an integer of 1 to 3, and R is a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group. A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. Which is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon It is an alicyclic saturated hydrocarbon group of the formulas 3 to 6 , and when n = 1, at least one of R 1
Is a substituted saturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms or unsubstituted
Saturated hydrocarbon group or substituted unsaturated hydrocarbon having 2 to 6 carbon atoms
A containing group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, a n = 2 and if R is a methyl group, the R 1
At least one of them is an unsubstituted saturated carbon having 2 to 6 carbon atoms.
Hydrogenated group or substituted unsaturated hydrocarbon group containing 2 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, and when n = 3, R 1 is an unsubstituted C 2-6 unsubstituted hydrocarbon group.
Saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-6
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group. )
【請求項2】 上記シラン化合物は下記一般式(2)で
示されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置
の製造方法。 【化1】 (但し、R1 、R2 及びR3 は、同種又は異種であっ
て、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であり、 1 、R 2 及びR 3 のうちの少なくとも1つは、炭素数
2〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基若しく
は非置換不飽和炭化水素基であり、4 、R5 及びR6 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基、又は、 OR7(R7は、水素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であ
る。)である。)
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the silane compound is represented by the following general formula (2). [Chemical 1] (However, R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. A saturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, wherein at least one of R 1 , R 2 and R 3 has a carbon number
2-6 substituted saturated hydrocarbon groups or unsubstituted saturated hydrocarbons
Elementary group, or substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms
Is an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, A substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or OR 7 (R 7 is a hydrogen atom or a carbon number 1 ~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C1-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated hydrocarbon group It is a group.) )
【請求項3】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有
することを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装
置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the chemically amplified resist contains an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid.
【請求項4】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可
溶性となる化合物又は樹脂とを含有することを特徴とす
る請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
4. The chemically amplified resist according to claim 1, which contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項5】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応を
起こす化合物又は樹脂とを含有することを特徴とする請
求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
5. The chemically amplified resist according to claim 1, which contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of an acid. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項6】 上記非化学増幅型レジストは、ナフトキ
ノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有するこ
とを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製
造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the non-chemically amplified resist contains a naphthoquinonediazide compound and a novolac resin.
【請求項7】 クリーンルーム内に設けられており、半
導体基板の表面を下記一般式(1)で示されるシラン化
合物を含む表面処理剤により表面処理を行なった後、表
面処理された半導体基板の表面に化学増幅型レジストを
塗布して第1のレジスト膜を形成する第1の塗布装置
と、 上記クリーンルーム内に設けられており、上記第1のレ
ジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマスクを用
いて露光する第1の露光装置と、 上記クリーンルーム内に設けられており、露光された上
記第1のレジスト膜を現像して第1のレジストパターン
を形成する第1の現像装置と、 上記クリーンルーム内に設けられており、半導体基板の
表面を下記一般式(1)で示されるシラン化合物を含む
表面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理され
た半導体基板の表面に非化学増幅型レジストを塗布して
第2のレジスト膜を形成する第2の塗布装置と、 上記クリーンルーム内に設けられており、上記第2のレ
ジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマスクを用
いて露光する第2の露光装置と、 上記クリーンルーム内に設けられており、露光された上
記第2のレジスト膜を現像して第2のレジストパターン
を形成する第2の現像装置とを備えていることを特徴と
する半導体装置の製造装置。 R1 4-n Si(OR)n ……(1) (但し、式中nは1〜3の整数であり、 Rは炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数1〜6の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 R1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であり、 n=1である場合には、R 1 のうちの少なくとも1つ
は、炭素数2〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 n=2であり且つRがメチル基である場合には、R 1
うちの少なくとも1つは、炭素数2〜6の非置換飽和炭
化水素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基若
しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 n=3である場合には、R 1 は、炭素数2〜6の非置換
飽和炭化水素基、炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数3〜6の
脂環式飽和炭化水素基である。
7. A surface of a semiconductor substrate, which is provided in a clean room, is surface-treated with a surface-treating agent containing a silane compound represented by the following general formula (1), and then surface-treated. A first coating device for coating a chemically amplified resist on the first resist film to form a first resist film; and a mask provided in the clean room and having a desired pattern shape for the first resist film. A first exposure device for performing exposure by using the first exposure device, provided in the clean room, for developing the exposed first resist film to form a first resist pattern, and the clean room After the surface treatment of the surface of the semiconductor substrate with a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (1), the surface-treated semiconductor is A second coating device for coating a non-chemically amplified resist on the surface of the body substrate to form a second resist film, and a desired pattern for the second resist film, which is provided in the clean room. A second exposure device for exposing using a mask having a shape; and a second development provided in the clean room for developing the exposed second resist film to form a second resist pattern. An apparatus for manufacturing a semiconductor device, comprising: R 1 4-n Si (OR) n (1) (In the formula, n is an integer of 1 to 3, and R is a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group. A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. And a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon It is an alicyclic saturated hydrocarbon group of the formulas 3 to 6 , and when n = 1, at least one of R 1
Is a substituted saturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms or unsubstituted
Saturated hydrocarbon group or substituted unsaturated hydrocarbon having 2 to 6 carbon atoms
A containing group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, a n = 2 and if R is a methyl group, the R 1
At least one of them is an unsubstituted saturated carbon having 2 to 6 carbon atoms.
Hydrogenated group or substituted unsaturated hydrocarbon group containing 2 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, and when n = 3, R 1 is an unsubstituted C 2-6 unsubstituted hydrocarbon group.
Saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-6
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group. )
【請求項8】 上記シラン化合物は下記一般式(2)で
示されることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置
の製造装置。 【化2】 (但し、R1 、R2 及びR3 は、同種又は異種であっ
て、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であり、 1 、R 2 及びR 3 のうちの少なくとも1つは、炭素数
2〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、又は炭素数2〜6の置換不飽和炭化水素基若しく
は非置換不飽和炭化水素基であり、4 、R5 及びR6 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数1〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数1〜6の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基、又は、 OR7(R7は、水素原子、炭素数1〜6の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数1〜6の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数3〜6の脂環式飽和炭化水素基であ
る。)である。)
8. The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the silane compound is represented by the following general formula (2). [Chemical 2] (However, R 1 , R 2 and R 3 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. A saturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, wherein at least one of R 1 , R 2 and R 3 has a carbon number
2-6 substituted saturated hydrocarbon groups or unsubstituted saturated hydrocarbons
Elementary group, or substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms
Is an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, R 4 , R 5 and R 6 are the same or different and are a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, A substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or OR 7 (R 7 is a hydrogen atom or a carbon number 1 ~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C1-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated hydrocarbon group It is a group.) )
【請求項9】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有
することを特徴とする請求項7又は8に記載の半導体装
置の製造装置。
9. The semiconductor device manufacturing apparatus according to claim 7, wherein the chemically amplified resist contains an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.
【請求項10】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可
溶性となる化合物又は樹脂とを含有することを特徴とす
る請求項7又は8に記載の半導体装置の製造装置。
10. The chemical amplification resist according to claim 7, wherein the chemical amplification resist contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid. Semiconductor device manufacturing equipment.
【請求項11】 上記化学増幅型レジストは、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応を
起こす化合物又は樹脂とを含有することを特徴とする請
求項7又は8に記載の半導体装置の製造装置。
11. The chemically amplified resist according to claim 7, wherein the chemically amplified resist contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of an acid. Semiconductor device manufacturing equipment.
【請求項12】 上記非化学増幅型レジストは、ナフト
キノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有する
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の半導体装置の
製造装置。
12. The apparatus for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the non-chemically amplified resist contains a naphthoquinonediazide compound and a novolac resin.
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