JP2000156339A - Manufacture of semiconductor device and photolithography method - Google Patents

Manufacture of semiconductor device and photolithography method

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JP2000156339A
JP2000156339A JP33124498A JP33124498A JP2000156339A JP 2000156339 A JP2000156339 A JP 2000156339A JP 33124498 A JP33124498 A JP 33124498A JP 33124498 A JP33124498 A JP 33124498A JP 2000156339 A JP2000156339 A JP 2000156339A
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resist film
containing layer
layer
forming
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JP33124498A
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Koichi Takeuchi
幸一 竹内
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Sony Corp
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device manufacturing method and photolithography method by which a resist film can be removed without leaving residues in the edge sections of a substrate, at the time of patterning the resist film on the substrate through silylation. SOLUTION: When a resist film is formed in a prescribed pattern in at least the first area of a substrate having the first area and a second area around the first area through silylation, the formation of a silylated product-containing layer on the surfaces of the side walls of a resist film 40 in the second area is prevented by forming crosslinking sections 41 in the surface layers of the side walls by performing exposure treatment LE or, even when the silylated product-containing layers are formed, by removing the layers before forming a silicon oxide-containing layer.

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
法およびフォトリソグラフィー方法に関し、特に微細化
された半導体装置の製造方法および微細なパターンを転
写するフォトリソグラフィー方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device and a photolithography method, and more particularly to a method for manufacturing a miniaturized semiconductor device and a photolithography method for transferring a fine pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路の微細化および高
集積化は3年で次世代へ進み、デザインルールは前世代
の7割の縮小化が行われ、縮小化に伴い半導体装置の高
速化も実現してきた。半導体装置を微細に加工するため
に、例えばトランジスタのゲート電極のゲート幅やDR
AMなどでのキャパシタの占有面積を狭め、配線部も同
様に、多層配線構造とするなど、微細に加工することが
必要になってきており、さらにコンタクトホールなども
同様に微細な開口径のものを形成することが重要になっ
てきている。トランジスタやキャパシタなどのデバイス
が複雑な構造になって立体化するに伴い、層間絶縁膜は
厚膜化してきている。
2. Description of the Related Art In recent years, the miniaturization and high integration of semiconductor integrated circuits have progressed to the next generation in three years, and the design rules have been reduced by 70% of the previous generation. Has also been realized. In order to process a semiconductor device finely, for example, the gate width of a gate electrode of a transistor or the DR
It is necessary to reduce the area occupied by capacitors in AM, etc., and also to make the wiring part a multi-layer wiring structure. Is becoming important. As devices such as transistors and capacitors have a complicated structure and become three-dimensional, an interlayer insulating film has become thicker.

【0003】上記の微細化は、半導体装置の製造工程に
おける微細加工技術の進歩、特に、光を利用して回路パ
ターンをウェーハ面上に塗布された感光性有機膜(フォ
トレジスト)に転写する技術であるフォトリソグラフィ
ー工程における高解像力化により達成されてきた。
[0003] The above miniaturization has advanced the fine processing technology in the manufacturing process of semiconductor devices, and in particular, the technology of transferring a circuit pattern to a photosensitive organic film (photoresist) coated on a wafer surface using light. Has been achieved by increasing the resolution in the photolithography process.

【0004】フォトリソグラフィー工程において露光転
写可能なパターンの最小寸法は露光波長程度である。ま
た、露光転写する際、基板の段差、露光装置のレンズの
収差等によりデフォーカス裕度が必要であるが、パター
ンが露光波長程度まで微細化するとパターン形成に対し
許容できるデフォーカス量つまり焦点深度(DOF;De
pth Of Focus)が急激に減少する。さらに、パターンが
微細化すると、パターン光学像のコントラストが低下
し、露光量(下地基板からの反射光も含む実効的な露光
量)の変動に対するマージンつまり露光裕度が低下す
る。そこで半導体集積回路の微細化が進むにつれ、より
短い波長の露光光源が用いられているのが現在までの流
れである。
In a photolithography process, the minimum dimension of a pattern that can be exposed and transferred is about the exposure wavelength. Further, when performing exposure transfer, a defocus margin is required due to a step of the substrate, aberration of a lens of the exposure apparatus, etc., but when a pattern is miniaturized to about an exposure wavelength, a defocus amount allowable for pattern formation, that is, a depth of focus. (DOF; De
pth Of Focus) sharply decreases. Further, when the pattern is miniaturized, the contrast of the pattern optical image decreases, and the margin, that is, the exposure margin, for the fluctuation of the exposure amount (effective exposure amount including the reflected light from the underlying substrate) decreases. Therefore, as the miniaturization of semiconductor integrated circuits progresses, it is the current trend that exposure light sources with shorter wavelengths are used.

【0005】上記の露光光源としては、具体的には、
1.0〜0.5μmルールの半導体集積回路のパターン
転写には、水銀ランプのg線(436nm)あるいはi
線(365nm)が用いられており、0.35μmルー
ルのパターン転写には、主にi線が用いられている。ま
た、0.25μmルール以降の半導体集積回路の製造の
ために、KrFエキシマレーザ(248.8nm)を用
いて露光する技術が開発されている。将来的には、Ar
Fエキシマレーザ(193nm)あるいはX線が用いら
れる可能性がある。
[0005] Specifically, as the above-mentioned exposure light source,
For pattern transfer of a semiconductor integrated circuit of the 1.0 to 0.5 μm rule, g-line (436 nm) of a mercury lamp or i
Line (365 nm) is used, and i-line is mainly used for pattern transfer according to the 0.35 μm rule. In addition, a technique of exposing using a KrF excimer laser (248.8 nm) has been developed for manufacturing a semiconductor integrated circuit having a rule of 0.25 μm or later. In the future, Ar
An F excimer laser (193 nm) or X-ray may be used.

【0006】しかしながら、新たに露光波長の短い露光
装置を導入するには設備および開発投資が必要であるこ
と、さらに、ArFエキシマレーザ以降の短波長領域で
は、露光光源、露光装置に用いる硝材、レジストなどの
装置および材料は現在開発段階であり、生産に耐えうる
性能を持つものは存在しないことなど、上記の露光光源
の短波長化には克服すべき課題が多い。そこで、フォト
リソグラフィー工程における高解像力化を達成するため
に、露光光源の短波長化だけでなく、焦点深度を確保し
つつ露光波長以下のパターンを形成する方法が研究開発
されている。
However, equipment and development investment are required to introduce a new exposure apparatus with a short exposure wavelength. Further, in the short wavelength region after the ArF excimer laser, an exposure light source, a glass material used for the exposure apparatus, and a resist are required. Such devices and materials are currently in the development stage, and there are many issues to be overcome in shortening the wavelength of the above-mentioned exposure light source, for example, there is no device having performance that can withstand production. Therefore, in order to achieve high resolution in the photolithography process, not only the wavelength of the exposure light source is shortened, but also a method of forming a pattern having a wavelength equal to or shorter than the exposure wavelength while securing the depth of focus has been researched and developed.

【0007】上記の焦点深度を確保しつつ露光波長以下
のパターンを形成する方法として、レジスト膜の表層部
分のみを解像させるシリル化プロセスが提案されてい
る。例として、MOSトランジスタを有する半導体装置
の製造方法においてポジ型のシリル化プロセスを用いて
トランジスタのゲート電極をゲートパターンに加工する
方法について、図面を参照して以下に説明する。
As a method of forming a pattern having a wavelength equal to or less than the exposure wavelength while securing the above-mentioned depth of focus, a silylation process for resolving only the surface layer of a resist film has been proposed. As an example, a method for processing a gate electrode of a transistor into a gate pattern using a positive silylation process in a method for manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor will be described below with reference to the drawings.

【0008】図13は、上記のMOSトランジスタを有
する半導体装置の製造方法のトランジスタ形成工程後に
おける(a)半導体基板の平面図および(b)前記半導
体基板のエッジ近傍領域の断面図である。領域Aは上記
のMOSトランジスタが形成されている本パターン領域
である。例えば半導体基板10上のSTI(Shallow Tr
ench Isolation)型の素子分離絶縁膜20で分離された
活性領域上に、例えば酸化シリコンからなるゲート絶縁
膜21が形成されており、その上層に例えばポリシリコ
ンのゲート電極30aが形成されている。また、ゲート
電極30aの両側部における半導体基盤10中には、導
電性不純物の拡散層であるソース・ドレイン領域11が
形成されている。以上のようにして、MOSトランジス
タが構成されている。
FIG. 13 shows (a) a plan view of a semiconductor substrate and (b) a cross-sectional view of a region near an edge of the semiconductor substrate after a transistor forming step of the above-described method for manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor. The area A is the main pattern area where the above-mentioned MOS transistor is formed. For example, STI (Shallow Tr) on the semiconductor substrate 10
A gate insulating film 21 made of, for example, silicon oxide is formed on an active region separated by an element isolation insulating film 20 of an (ench isolation) type, and a gate electrode 30a made of, for example, polysilicon is formed thereon. In the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 30a, source / drain regions 11, which are diffusion layers of conductive impurities, are formed. The MOS transistor is configured as described above.

【0009】一方、領域Bは半導体基板のエッジ部であ
り、領域Aの外周部に相当する。領域Bは完全な回路パ
ターンを有していない領域であり、本来この領域には半
導体素子は形成しなくともよいが、製造工程上、ポリシ
リコン層30bが形成され、また、半導体基板10中に
は導電性不純物の拡散層12が形成されている。
On the other hand, the region B is an edge portion of the semiconductor substrate and corresponds to an outer peripheral portion of the region A. The region B is a region that does not have a complete circuit pattern, and it is not necessary to form a semiconductor element in this region. However, a polysilicon layer 30b is formed in the manufacturing process. Is formed with a diffusion layer 12 of a conductive impurity.

【0010】上記の図13に示す構造に至るまでの製造
方法の製造工程について説明する。まず、図14(a)
に示すように、シリコン半導体基板10の領域A(本パ
ターン領域)において、例えばSTI型の素子分離絶縁
膜を形成する。
The manufacturing steps of the manufacturing method up to the structure shown in FIG. 13 will be described. First, FIG.
As shown in (1), for example, an STI type element isolation insulating film is formed in a region A (the present pattern region) of the silicon semiconductor substrate 10.

【0011】次に、図14(b)に示すように、例えば
熱酸化法により領域Aおよび領域B(エッジ部)におい
て全面に酸化シリコン膜21を形成する。領域Aにおい
て、酸化シリコン膜21はトランジスタのゲート絶縁膜
となる。
Next, as shown in FIG. 14B, a silicon oxide film 21 is formed on the entire surface of the region A and the region B (edge portion) by, for example, a thermal oxidation method. In the region A, the silicon oxide film 21 becomes a gate insulating film of the transistor.

【0012】次に、図14(c)に示すように、例えば
CVD(Chemical Vapor Deposition )法により領域A
および領域Bにおいて全面に例えばポリシリコン層30
を堆積させる。領域Aにおいて、ポリシリコン層30は
トランジスタのゲート電極となる層である。
Next, as shown in FIG. 14C, the region A is formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
And in the region B, for example, a polysilicon layer 30
Is deposited. In the region A, the polysilicon layer 30 is a layer serving as a gate electrode of the transistor.

【0013】次に、図15の(d)斜視図および(e)
断面図に示すように、領域Aおよび領域Bにおいて、ポ
リシリコン層30の上層に全面に、回転塗布によりポリ
ビニルフェノール系のシリル化プロセス用のレジスト膜
40を形成する。
Next, FIG. 15D is a perspective view and FIG.
As shown in the cross-sectional view, a resist film 40 for a polyvinylphenol-based silylation process is formed by spin coating on the entire surface of the polysilicon layer 30 in the regions A and B.

【0014】次に、図16の(f)斜視図および(g)
断面図に示すように、次に領域Bにおいて、外周部から
数mmのレジスト膜40をシンナーSlで除去する。次
に半導体基板10をホットプレートで加熱して、レジス
ト中の溶剤を蒸発させ、レジスト膜40を硬化させる。
Next, FIG. 16 (f) is a perspective view and FIG.
As shown in the cross-sectional view, in the region B, the resist film 40 having a thickness of several mm from the outer peripheral portion is removed with a thinner S1. Next, the semiconductor substrate 10 is heated on a hot plate to evaporate the solvent in the resist, and the resist film 40 is cured.

【0015】次に、図17(h)に示すように、領域A
において、ポジ型のマスク(未露光部分をパターンとし
て残すマスク)MPをマスクとして、ポジ像のパターン
光LPをレジスト膜40に照射する。露光された部分の
レジスト膜40の表層部分の中の分子は架橋反応を起こ
し、架橋部41を形成する。一方、領域Bは、パターン
を形成する必要がないので露光はしない。
Next, as shown in FIG.
Then, the resist film 40 is irradiated with a pattern light LP of a positive image using a positive type mask (a mask that leaves unexposed portions as a pattern) MP as a mask. Molecules in the exposed surface layer of the resist film 40 undergo a crosslinking reaction to form a crosslinked portion 41. On the other hand, the region B is not exposed because there is no need to form a pattern.

【0016】次に、図17(i)に示すように、領域A
および領域Bにおいて、レジスト膜40(41)表面を
気相のシリル化剤Sに暴露する。架橋部41においては
シリル化剤の拡散が防止されるが、非架橋部(架橋部4
1を除くレジスト膜40部分)表面からはシリル化剤が
拡散して、非架橋部の表層部分にシリル化物含有層42
が形成される。このシリル化剤の拡散工程は、液相のシ
リル化剤中に浸漬しても可能である。このとき、領域B
においてはレジスト膜の側壁表面を含む表層部分にシリ
ル化物含有層42が形成されることになる。レジスト膜
の上面からはシリル化剤は一方向にしか拡散しないが、
レジスト膜の側壁表面部分においては、シリル化剤が四
方に拡散する。この結果、側壁表面において形成される
シリル化物含有層42の膜厚T2 はレジスト膜の上面に
おいて形成されるシリル化物含有層42の膜厚T1 より
も厚く形成される。
Next, as shown in FIG.
And in the region B, the surface of the resist film 40 (41) is exposed to the gas-phase silylating agent S. Although the diffusion of the silylating agent is prevented in the crosslinked portion 41, the non-crosslinked portion (crosslinked portion 4
The silylating agent is diffused from the surface of the resist film 40 except for (1), and the silylated compound-containing layer 42
Is formed. This step of diffusing the silylating agent can be performed by dipping in the silylating agent in a liquid phase. At this time, area B
In the above, the silylated compound-containing layer 42 is formed on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film. Although the silylating agent diffuses only in one direction from the upper surface of the resist film,
At the side wall surface portion of the resist film, the silylating agent diffuses in all directions. As a result, the thickness T2 of the silyl compound-containing layer 42 formed on the side wall surface is formed to be larger than the film thickness T1 of the silyl compound-containing layer 42 formed on the upper surface of the resist film.

【0017】次に、図17(j)に示すように、ドライ
現像処理として、原料ガス中に酸素を含有するプラズマ
処理(O2 プラズマ処理)を施すことにより、シリル化
物含有層42の表層部分に酸化シリコン(SiOX )含
有層42bが形成され、酸化シリコン含有層42bを除
く領域がシリル化物含有層42aとなる。同時に、この
2 プラズマ処理により、酸化シリコン含有層42bを
マスクとして、架橋部41を含むレジスト膜40がエッ
チング加工されて、未露光部分のレジスト膜40aを残
すポジパターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 17 (j), by performing a plasma treatment (O 2 plasma treatment) containing oxygen in the raw material gas as a dry development treatment, a surface layer portion of the silylated compound-containing layer 42 is formed. A silicon oxide (SiO x ) -containing layer 42b is formed on the substrate, and a region excluding the silicon oxide-containing layer 42b becomes a silylated compound-containing layer 42a. At the same time, the resist film 40 including the bridging portion 41 is etched by the O 2 plasma treatment using the silicon oxide-containing layer 42b as a mask to form a positive pattern that leaves the unexposed portion of the resist film 40a.

【0018】次に、図18(k)に示すように、酸化シ
リコン含有層42bをマスクとして、ポリシリコン層3
0をエッチング加工し、領域Aにおいて、ポリシリコン
のゲート電極30aを形成する。このとき、領域Bにも
ポジパターンが残されることから、ポリシリコン層30
bが残されて形成される。
Next, as shown in FIG. 18 (k), the polysilicon layer 3b is formed using the silicon oxide-containing layer 42b as a mask.
0 is etched to form a polysilicon gate electrode 30a in the region A. At this time, since the positive pattern is also left in the region B, the polysilicon layer 30
b is formed.

【0019】次に、図18(l)に示すように、原料ガ
ス中にフッ素を含有するプラズマ処理により酸化シリコ
ン含有層42bおよびシリル化物含有層42aをエッチ
ング除去し、さらに原料ガス中に酸素を含有するプラズ
マ処理によりバルクのレジスト膜40aをアッシング除
去する。または、剥離液により酸化シリコン含有層42
bおよびシリル化物含有層42a、さらにバルクのレジ
スト膜40aを除去する。
Next, as shown in FIG. 18 (l), the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a are etched away by plasma treatment containing fluorine in the source gas, and oxygen is further added to the source gas. The bulk resist film 40a is removed by ashing by plasma processing. Alternatively, the silicon oxide-containing layer 42 may be
b, the silyl compound-containing layer 42a, and the bulk resist film 40a are removed.

【0020】次に、図18(m)に示すように、領域A
において、例えば半導体基板10の導電型と異なる導電
型の導電性不純物(基板がp型の場合には、リンなどの
n型不純物、基板がn型の場合には、ホウ素などのp型
不純物)をゲート電極30aをマスクとしてイオン注入
して、ゲート電極30aの両側部における半導体基板1
0中に、導電性不純物の拡散層であるソース・ドレイン
領域11を形成する。このとき、領域Bにおいても導電
性不純物の拡散層12が形成される。領域Bをレジスト
膜などでマスクし、領域Aに選択的にイオン注入するこ
ともできる。以上で、図13に示す構造に至る。
Next, as shown in FIG.
In, for example, conductive impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate 10 (an n-type impurity such as phosphorus when the substrate is a p-type, and a p-type impurity such as boron when the substrate is an n-type) Is implanted using the gate electrode 30a as a mask, and the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 30a is implanted.
In step 0, source / drain regions 11, which are diffusion layers of conductive impurities, are formed. At this time, the diffusion layer 12 of the conductive impurity is also formed in the region B. The region B may be masked with a resist film or the like, and ions may be selectively implanted into the region A. This leads to the structure shown in FIG.

【0021】上記の半導体装置の製造方法は、ポジ型の
シリル化プロセス(未露光部分にパターンを形成する工
程)について説明したが、被露光部分に選択的にシリル
化剤を拡散させ、その表層部分に酸化シリコン含有層を
形成してパターンを形成することにより、ネガ型のシリ
ル化プロセスとすることができる。
In the above-described method of manufacturing a semiconductor device, a positive silylation process (a step of forming a pattern in an unexposed portion) has been described. By forming a silicon oxide-containing layer on a portion to form a pattern, a negative silylation process can be performed.

【0022】上記のシリル化プロセスを用いた半導体装
置の製造方法は、レジスト膜の表層部分のみを解像させ
るので、光学的には薄膜のレジスト膜を用いていること
と同じ原理となり、微細な高解像度のパターンを、広い
焦点深度を確保して形成することが可能となる。また、
光吸収率の高いレジストを用いることができるので、下
地基板からの反射光をおさえることができ、定在波効果
が低減できるため、パターン寸法精度を向上させること
ができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device using the above silylation process, only the surface layer portion of the resist film is resolved. A high-resolution pattern can be formed while securing a wide depth of focus. Also,
Since a resist having a high light absorptivity can be used, reflected light from the underlying substrate can be suppressed, and a standing wave effect can be reduced, so that pattern dimensional accuracy can be improved.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
シリル化プロセスを用いた半導体装置の製造方法は、酸
化シリコン含有層42bおよびシリル化物含有層42a
を除去する工程において、剥離時間が足りない場合に基
板のエッジ部(領域B)で酸化シリコン含有層42bお
よびシリル化物含有層42aの残渣が発生するという問
題がある。
However, the method of manufacturing a semiconductor device using the above-described silylation process involves a silicon oxide-containing layer 42b and a silylate-containing layer 42a.
In the step of removing, there is a problem that residues of the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a are generated at the edge portion (region B) of the substrate when the stripping time is insufficient.

【0024】上記の問題について、図面を参照して説明
する。図19(k’)に示すように、レジスト膜の側壁
表面におけるシリル化物含有層42の膜厚がレジスト膜
の上面において形成されるシリル化物含有層42の膜厚
よりも厚く形成されていたことから、O2 プラズマ処理
を行ったときに形成されるレジスト膜の側壁表面におけ
る酸化シリコン含有層42b’およびシリル化物含有層
42a’の膜厚は、それぞれレジスト膜の上面において
形成される酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物
含有層42aの膜厚よりも厚く形成されることになる。
従って、領域bにおいては酸化シリコン含有層42b’
およびシリル化物含有層42a’の剥離のために時間が
余計にかかる。もし、剥離時間が不十分であると、図1
9(l’)に示すように、基板のエッジ部(領域B)で
酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物含有層42
aの残渣42cが発生することになる。
The above problem will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 19 (k ′), the thickness of the silylated compound-containing layer 42 on the side wall surface of the resist film was larger than that of the silylated compound-containing layer 42 formed on the upper surface of the resist film. From the above, the thickness of the silicon oxide-containing layer 42b 'and the thickness of the silylide-containing layer 42a' on the side wall surface of the resist film formed when the O 2 plasma processing is performed are different from those of the silicon oxide-containing layer 42a 'formed on the upper surface of the resist film. It is formed thicker than the film thickness of the layer 42b and the silylated material-containing layer 42a.
Therefore, in the region b, the silicon oxide-containing layer 42b '
In addition, extra time is required for peeling off the silylated material-containing layer 42a '. If the peeling time is insufficient, FIG.
As shown in FIG. 9 (l ′), the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42 at the edge (region B) of the substrate.
The residue 42c of a will be generated.

【0025】上記の残渣42cは、後工程においてCV
D法などにより種々の層を成膜したときの、膜剥がれ原
因となるので、本来不必要な領域である領域Bにおいて
も残渣42cを残すことなく完全に除去する必要があ
る。
The residue 42c is converted to CV in a subsequent step.
When various layers are formed by the method D or the like, the film may be peeled off. Therefore, it is necessary to completely remove the residue 42c without leaving the residue 42c even in the region B which is originally unnecessary.

【0026】上記の半導体装置の製造方法においては、
ドライ現像処理としてO2 プラズマ処理した施していな
いが、O2 プラズマでエッチングする前に、原料ガス中
にフッ素を含有するプラズマ処理により表層のシリル化
物含有層を薄くエッチングする場合もある(この工程
は、ブレーク・スルーとも言う)。これは、理想的には
レジスト膜の被露光部分にはシリル化物含有層が形成さ
れないはずであるが、被露光部分においてもその表層に
数nmの膜厚でシリル化物含有層が形成されてしまう場
合があり、この被露光部分におけるシリル化物含有層を
除去するためである。または、パターンのエッジ部には
み出して形成されたシリル化物含有層をエッチング除去
してパターンのエッジ・ラフネスを低減するためであ
る。このブレーク・スルーにおいては、異方性エッチン
グを用いているために、基板の領域B(エッジ部)にお
けるレジスト膜の側壁表面に形成された酸化シリコン含
有層およびシリル化物含有層はエッチングされにくい。
よって、ブレーク・スルーを行うと、基板の本パターン
領域(領域A)に対して相対的にますます基板のエッジ
部(領域B)におけるレジスト膜の側壁表面の酸化シリ
コン含有層およびシリル化物含有層が厚くなってしま
い、領域Bにおいて残渣が残されやすくなってしまう。
In the above method for manufacturing a semiconductor device,
Although the O 2 plasma treatment is not performed as a dry development treatment, the surface silylide-containing layer may be thinly etched by a plasma treatment containing fluorine in the raw material gas before etching with the O 2 plasma (this step). Is also called breakthrough). This means that, ideally, the silylated material-containing layer should not be formed on the exposed portion of the resist film, but the silylated material-containing layer having a thickness of several nm is formed on the surface layer of the exposed portion as well. This is because the silylated compound-containing layer in the exposed portion may be removed in some cases. Alternatively, the reason is to reduce the edge roughness of the pattern by etching and removing the silylated material-containing layer formed so as to protrude from the edge of the pattern. In this break-through, since the anisotropic etching is used, the silicon oxide-containing layer and the silyl compound-containing layer formed on the side wall surface of the resist film in the region B (edge portion) of the substrate are hardly etched.
Therefore, when a break-through is performed, the silicon oxide-containing layer and the silyl compound-containing layer on the side wall surface of the resist film at the edge portion (region B) of the substrate are more and more relative to the main pattern region (region A) of the substrate. Becomes thick, and the residue is likely to be left in the region B.

【0027】また、基板のエッジ部(領域B)における
レジスト膜側壁表面の酸化シリコン含有層およびシリル
化物含有層は、ポリシリコンなどの下地層あるいは基板
などの上に直接形成されるので、その基板などとの密着
性が良い場合、剥離がさらに困難になる。シリル化剤の
一つにHMDS(hexamethyldisilan )があるが、これ
は、レジストと下地基板との密着剤に使用されているも
のであり、この場合には酸化シリコン含有層およびシリ
ル化物含有層と基板などとの密着力が高まり、剥離しに
くくなってしまう。
Since the silicon oxide-containing layer and the silylide-containing layer on the resist film side wall surface at the edge portion (region B) of the substrate are formed directly on a substrate such as a base layer of polysilicon or the like, In the case where the adhesiveness with such a material is good, peeling becomes more difficult. One of the silylating agents is HMDS (hexamethyldisilan), which is used as an adhesive between the resist and the underlying substrate. In this case, the silicon oxide-containing layer and the silylated compound-containing layer Adhesive strength with such as increases, it becomes difficult to peel.

【0028】また、酸化シリコン含有層およびシリル化
物含有層がバルクのレジスト膜(図19(k’)におい
ては、酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物含有
層42aの下層のレジスト膜40a)上に形成されてい
る場合、リフトオフ法で下層のレジスト膜40aが先に
除去されることによりその上層のシリル化物含有層およ
び酸化シリコン含有層が剥離除去されるという効果もあ
るが、基板などに直接シリル化物含有層および酸化シリ
コン含有層が密着していると、リフトオフ法によって剥
離はされないので、剥離しにくくなってくる。
A silicon oxide-containing layer and a silyl compound-containing layer are formed on a bulk resist film (in FIG. 19 (k '), a resist film 40a below the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a). In this case, the lower resist film 40a is removed first by the lift-off method, so that the upper silylide-containing layer and the silicon oxide-containing layer are separated and removed. If the silicon oxide-containing layer and the silicon oxide-containing layer are in close contact with each other, they are not separated by the lift-off method, so that the separation becomes difficult.

【0029】実際に、窒化シリコン上にシリル化プロセ
スを用いて形成したレジスト・パターンを除去するため
に、市販の剥離液(EKC−270(EKC Tech
nology,Inc.製))を用いたところ、基板の
本パターン領域(領域A)は浸漬10分以内で除去でき
たが、基板のエッジ部(領域B)は60分浸漬しても除
去できず、残渣が残った。
Actually, in order to remove a resist pattern formed on silicon nitride using a silylation process, a commercially available stripping solution (EKC-270 (EKC Tech) is used.
nology, Inc. )), The main pattern region (region A) of the substrate could be removed within 10 minutes of immersion, but the edge portion (region B) of the substrate could not be removed even after immersion for 60 minutes, and residues remained. Was.

【0030】また、ガス流量CHF3 /O2 =20/7
0sccm、基板温度20℃、バイアス・パワー50W
のECR(electron cycrotron resonance)型プラズマ
エッチングを用いて上記の酸化シリコン含有層およびシ
リル化物含有層を除去したところ、基板の本パターン領
域(領域A)は30秒で除去できたが、基板のエッジ部
(領域B)の残渣は120秒のエッチングでも除去でき
なかった。
The gas flow rate CHF 3 / O 2 = 20/7
0 sccm, substrate temperature 20 ° C, bias power 50W
When the silicon oxide-containing layer and the silyl compound-containing layer were removed using ECR (electron cycrotron resonance) plasma etching, the pattern region (region A) of the substrate could be removed in 30 seconds. The residue in the portion (region B) could not be removed even by etching for 120 seconds.

【0031】本発明は上記の状況に鑑みてなされたもの
であり、従って本発明は、シリル化プロセスにより基板
上にレジスト膜をパターン加工するときに、基板のエッ
ジ部において残渣を残すことなく前記レジスト膜を除去
することができる半導体装置の製造方法およびフォトリ
ソグラフィー方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances. Therefore, the present invention provides a method of patterning a resist film on a substrate by a silylation process without leaving a residue at the edge of the substrate. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a photolithography method capable of removing a resist film.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の半導体装置の製造方法は、第1領域と当該
第1領域の外周部である第2領域を有する基板の少なく
とも第1領域において、前記基板に形成された被加工層
を所定のパターンに加工する半導体装置の製造方法であ
って、前記第1領域および前記第2領域において、基板
に形成された被加工層の上層に全面にレジスト膜を形成
する工程と、前記第1領域において、前記レジスト膜を
所定のパターンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層
部分に前記パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成す
る工程と、前記第2領域において、前記レジスト膜の側
壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する工程と、前記
第1領域において、前記非架橋部の少なくとも表層部分
にシリル化物含有層を形成する工程と、前記第1領域に
おいて、前記シリル化物含有層の少なくとも表層部分に
酸化シリコン含有層を形成する工程と、前記第1領域お
よび前記第2領域において、前記酸化シリコン含有層を
マスクとして前記レジスト膜を前記パターンに沿って加
工する工程と、前記第1領域および前記第2領域におい
て、前記酸化シリコン含有層あるいは前記パターン加工
されたレジスト膜をマスクとして前記被加工層を加工す
る工程とを有する。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is directed to a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first region on a substrate having at least a first region; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising processing a layer to be processed formed on the substrate into a predetermined pattern in a region, wherein the first region and the second region are formed on a layer to be processed formed on the substrate. Forming a resist film on the entire surface, and exposing the resist film along a predetermined pattern in the first region to form a cross-linked portion and a non-cross-linked portion on the surface portion of the resist film along the pattern. A step of forming a crosslinked portion in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film in the second region; and a step of forming a crosslinked portion in at least the surface layer portion of the non-crosslinked portion in the first region. Forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the silylated material-containing layer in the first region; and masking the silicon oxide-containing layer in the first region and the second region. Processing the resist film along the pattern, and processing the processed layer in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer or the patterned resist film as a mask And

【0033】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
第1領域とその外周部である第2領域を有する基板第1
領域および第2領域において基板に形成された被加工層
の上層に全面にレジスト膜を形成する。次に、第1領域
においてレジスト膜を所定のパターンに沿って露光し、
レジスト膜の表層部分にパターンに沿って架橋部と非架
橋部を形成し、第2領域においてレジスト膜の側壁表面
を含む表層部分に架橋部を形成する。次に、第1領域に
おいて非架橋部の少なくとも表層部分にシリル化物含有
層を形成し、シリル化物含有層の少なくとも表層部分に
酸化シリコン含有層を形成する。次に、第1領域および
第2領域において酸化シリコン含有層をマスクとしてレ
ジスト膜をパターンに沿って加工し、さらに酸化シリコ
ン含有層あるいはパターン加工されたレジスト膜をマス
クとして被加工層を加工する。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
A first substrate having a first region and a second region that is an outer peripheral portion thereof;
A resist film is formed on the entire surface of the layer to be processed formed on the substrate in the region and the second region. Next, the resist film is exposed along a predetermined pattern in the first region,
A crosslinked portion and a non-crosslinked portion are formed on the surface layer portion of the resist film along the pattern, and a crosslinked portion is formed on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region. Next, in the first region, a silylated compound-containing layer is formed on at least the surface layer of the non-crosslinked portion, and a silicon oxide-containing layer is formed on at least the surface layer of the silylated compound-containing layer. Next, in the first region and the second region, the resist film is processed along the pattern using the silicon oxide-containing layer as a mask, and further, the processed layer is processed using the silicon oxide-containing layer or the patterned resist film as a mask.

【0034】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、シリル化プロセスにより基板上にレジスト膜をパ
ターン加工するときに、レジスト膜中に形成された非架
橋部の少なくとも表層部分にシリル化物含有層を形成す
る前に、第2領域においてレジスト膜の側壁表面を含む
表層部分に架橋部を形成するので、ここにはシリル化物
含有層は形成されず、従って、酸化シリコン含有層も形
成されない。このため、基板の第2領域(エッジ部)に
おいて残渣を残すことなく容易にレジスト膜を除去する
ことができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above, when a resist film is patterned on a substrate by a silylation process, at least a surface layer of a non-crosslinked portion formed in the resist film has a silylated compound. Before forming the containing layer, a crosslinked portion is formed in the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region, so that the silylated material-containing layer is not formed here, and therefore, the silicon oxide-containing layer is not formed. . Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the second region (edge portion) of the substrate.

【0035】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記レジスト膜として被露光部分に架橋部を
形成するレジスト膜を使用し、前記第1領域において前
記レジスト膜の表層部分に前記パターンに沿って架橋部
と非架橋部を形成する工程においては、前記レジスト膜
を所定のパターンに沿って露光する工程により、前記レ
ジスト膜の被露光部分の表層部分に架橋部を形成し、前
記レジスト膜の前記架橋部を除く部分の表層部分を前記
非架橋部とし、前記第2領域において前記レジスト膜の
側壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する工程におい
ては、前記レジスト膜を露光する工程により、前記レジ
スト膜の側壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する。
これにより、レジスト膜の未露光部分にパターンを残す
ポジ型のシリル化プロセスとすることができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above includes:
Preferably, a step of using a resist film that forms a crosslinked portion in a portion to be exposed as the resist film, and forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion along the pattern in a surface portion of the resist film in the first region. In the step of exposing the resist film along a predetermined pattern, a bridge portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion of the resist film, and the surface layer portion of the resist film excluding the bridge portion is the surface layer portion. As a non-crosslinked portion, in the step of forming a crosslinked portion on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region, the step of exposing the resist film may include forming the crosslinked portion on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film. Form a bridge.
As a result, a positive silylation process that leaves a pattern on the unexposed portion of the resist film can be achieved.

【0036】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記レジスト膜として露光および架橋処理を
施したときに被露光部分に非架橋部を形成し、未露光部
分に架橋部を形成するレジスト膜を使用し、前記第1領
域において前記レジスト膜の表層部分に前記パターンに
沿って架橋部と非架橋部を形成する工程においては、前
記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光する工程
と、架橋処理を施す工程により、前記レジスト膜の被露
光部分の表層部分に非架橋部を形成し、前記レジスト膜
の前記非架橋部を除く部分の表層部分に架橋部を形成
し、前記第2領域において前記レジスト膜の側壁表面を
含む表層部分に架橋部を形成する工程においては、前記
レジスト膜に架橋処理を施す工程により、前記レジスト
膜の側壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する。これ
により、レジスト膜の被露光部分にパターンを残すネガ
型のシリル化プロセスとすることができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above
Preferably, a resist film that forms a non-crosslinked portion in a portion to be exposed when subjected to exposure and crosslinking treatment as the resist film, and forms a crosslinked portion in an unexposed portion, is used in the first region. In the step of forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion on the surface layer portion of the film along the pattern, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern and a step of performing a crosslinking process include a step of covering the resist film. A non-crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion, a crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the resist film other than the non-crosslinked portion, and a surface layer portion including a side wall surface of the resist film in the second region. In the step of forming a crosslinked portion, a crosslinked portion is formed in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film by performing a crosslinking process on the resist film. Thereby, a negative silylation process that leaves a pattern on the exposed portion of the resist film can be achieved.

【0037】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記第1領域において、前記シリル化物含有
層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成す
る工程においては、前記シリル化物含有層の少なくとも
表層部分に酸化シリコン含有層を形成しながら、同時に
前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する。例えば、原料ガス中に酸素を含
有するプラズマ処理を施すことにより、ドライ現像処理
として、シリル化物含有層の少なくとも表層部分に酸化
シリコン含有層を形成する工程と第1領域および第2領
域において、酸化シリコン含有層をマスクとしてレジス
ト膜をパターンに沿って加工する工程を同時に行い、工
程を簡略化することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, in the step of forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface layer portion of the silylide-containing layer in the first region, while forming a silicon oxide-containing layer on at least the surface layer portion of the silylide-containing layer, At the same time, in the first region and the second region, the resist film is processed along the pattern using the silicon oxide-containing layer as a mask. For example, by performing a plasma treatment containing oxygen in the raw material gas, a dry development process is performed in which a silicon oxide-containing layer is formed on at least a surface portion of the silylide-containing layer, and oxidation is performed in the first region and the second region. The step of processing the resist film along the pattern using the silicon-containing layer as a mask is performed at the same time, so that the step can be simplified.

【0038】また、上記の目的を達成するため、本発明
の半導体装置の製造方法は、第1領域と当該第1領域の
外周部である第2領域を有する基板の少なくとも第1領
域において、前記基板に形成された被加工層を所定のパ
ターンに加工する半導体装置の製造方法であって、前記
第1領域および前記第2領域において、基板に形成され
た被加工層の上層に全面にレジスト膜を形成する工程
と、前記第1領域において、前記レジスト膜を所定のパ
ターンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層部分に前
記パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程
と、前記第2領域において、前記レジスト膜の側壁表面
を含む表層部分に非架橋部を形成する工程と、前記第1
領域および前記第2領域において、前記非架橋部の少な
くとも表層部分にシリル化物含有層を形成する工程と、
前記第2領域において、前記レジスト膜の少なくとも側
壁表面を含む表層部分に形成された前記シリル化物含有
層を除去する工程と、少なくとも前記第1領域におい
て、前記シリル化物含有層の少なくとも表層部分に酸化
シリコン含有層を形成する工程と、前記第1領域および
前記第2領域において、前記酸化シリコン含有層をマス
クとして前記レジスト膜を前記パターンに沿って加工す
る工程と、前記第1領域および前記第2領域において、
前記酸化シリコン含有層あるいは前記パターン加工され
たレジスト膜をマスクとして前記被加工層を加工する工
程とを有する。
Further, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is characterized in that at least a first region of a substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region is provided. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a processing target layer formed on a substrate is processed into a predetermined pattern, wherein a resist film is formed on an entire surface of the processing target layer formed on the substrate in the first region and the second region. Forming a cross-linked portion and a non-cross-linked portion in the first region along the pattern by exposing the resist film along a predetermined pattern, and Forming a non-crosslinked portion in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film in the second region;
Forming a silylated compound-containing layer on at least a surface layer portion of the non-crosslinked portion in the region and the second region;
Removing the silylated compound-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface of the resist film in the second region; and oxidizing at least the surface layer portion of the silylated compound-containing layer in at least the first region. Forming a silicon-containing layer, processing the resist film along the pattern in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer as a mask, and forming the first region and the second region. In the area
Processing the layer to be processed using the silicon oxide-containing layer or the patterned resist film as a mask.

【0039】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
第1領域とその外周部である第2領域を有する基板第1
領域および第2領域において基板に形成された被加工層
の上層に全面にレジスト膜を形成する。次に、第1領域
においてレジスト膜を所定のパターンに沿って露光し、
レジスト膜の表層部分に前記パターンに沿って架橋部と
非架橋部を形成し、第2領域においてレジスト膜の側壁
表面を含む表層部分に非架橋部を形成する。次に、第1
領域および第2領域において、非架橋部の少なくとも表
層部分にシリル化物含有層を形成する。次に、第2領域
において、レジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層
部分に形成されたシリル化物含有層を除去する。次に、
少なくとも第1領域において、シリル化物含有層の少な
くとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成し、第1領
域および第2領域において酸化シリコン含有層をマスク
としてレジスト膜を前記パターンに沿って加工し、さら
に酸化シリコン含有層あるいはパターン加工されたレジ
スト膜をマスクとして被加工層を加工する。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above
A first substrate having a first region and a second region that is an outer peripheral portion thereof;
A resist film is formed on the entire surface of the layer to be processed formed on the substrate in the region and the second region. Next, the resist film is exposed along a predetermined pattern in the first region,
A cross-linked portion and a non-cross-linked portion are formed on the surface portion of the resist film along the pattern, and a non-cross-linked portion is formed on the surface portion including the side wall surface of the resist film in the second region. Next, the first
In the region and the second region, a silylated material-containing layer is formed on at least the surface portion of the non-crosslinked portion. Next, in the second region, the silyl compound-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface of the resist film is removed. next,
Forming a silicon oxide-containing layer at least in a surface layer portion of the silylated material-containing layer in at least the first region, processing a resist film along the pattern using the silicon oxide-containing layer as a mask in the first region and the second region; The layer to be processed is processed using the silicon oxide-containing layer or the patterned resist film as a mask.

【0040】上記の本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、シリル化プロセスにより基板上にレジスト膜をパ
ターン加工するときに、レジスト膜中に形成されたシリ
ル化物含有層の表層部分に酸化シリコン含有層を形成す
る前に、第2領域においてレジスト膜の側壁表面を含む
表層部分に形成されたシリル化物含有層を除去するの
で、従ってここには酸化シリコン含有層が形成されな
い。このため、基板の第2領域(エッジ部)において残
渣を残すことなく容易にレジスト膜を除去することがで
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when a resist film is patterned on a substrate by a silylation process, a silicon oxide is formed on a surface layer of a silylide-containing layer formed in the resist film. Before the formation of the containing layer, the silicide-containing layer formed on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region is removed. Therefore, no silicon oxide-containing layer is formed here. Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the second region (edge portion) of the substrate.

【0041】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記レジスト膜として被露光部分に架橋部を
形成するレジスト膜を使用し、前記第1領域において前
記レジスト膜の表層部分に前記パターンに沿って架橋部
と非架橋部を形成する工程においては、前記レジスト膜
を所定のパターンに沿って露光する工程により、前記レ
ジスト膜の被露光部分の表層部分に架橋部を形成し、前
記レジスト膜の前記架橋部を除く部分の表層部分を前記
非架橋部とする。これにより、レジスト膜の未露光部分
にパターンを残すポジ型のシリル化プロセスとすること
ができる。
The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, a step of using a resist film that forms a crosslinked portion in a portion to be exposed as the resist film, and forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion along the pattern in a surface portion of the resist film in the first region. In the step of exposing the resist film along a predetermined pattern, a bridge portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion of the resist film, and the surface layer portion of the resist film excluding the bridge portion is the surface layer portion. A non-crosslinked part. As a result, a positive silylation process that leaves a pattern on the unexposed portion of the resist film can be achieved.

【0042】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記レジスト膜として露光および架橋処理を
施したときに被露光部分に非架橋部を形成し、未露光部
分に架橋部を形成するレジスト膜を使用し、前記第1領
域において前記レジスト膜の表層部分に前記パターンに
沿って架橋部と非架橋部を形成する工程においては、前
記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光する工程
と、架橋処理を施す工程により、前記レジスト膜の被露
光部分の表層部分に非架橋部を形成し、前記レジスト膜
の前記非架橋部を除く部分の表層部分に架橋部を形成
し、前記第2領域において前記レジスト膜の側壁表面を
含む表層部分に非架橋部を形成する工程においては、前
記レジスト膜に露光する工程と、架橋処理を施す工程に
より、前記レジスト膜の側壁表面を含む表層部分に非架
橋部を形成する。これにより、レジスト膜の被露光部分
にパターンを残すネガ型のシリル化プロセスとすること
ができる。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, a resist film that forms a non-crosslinked portion in a portion to be exposed when subjected to exposure and crosslinking treatment as the resist film, and forms a crosslinked portion in an unexposed portion, is used in the first region. In the step of forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion on the surface layer portion of the film along the pattern, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern and a step of performing a crosslinking process include a step of covering the resist film. A non-crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion, a crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the resist film other than the non-crosslinked portion, and a surface layer portion including a side wall surface of the resist film in the second region. In the step of forming the non-crosslinked portion, a non-crosslinked portion is formed in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film by exposing the resist film and performing a crosslinking process. Thereby, a negative silylation process that leaves a pattern on the exposed portion of the resist film can be achieved.

【0043】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記第1領域において、前記シリル化物含有
層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成す
る工程においては、前記シリル化物含有層の少なくとも
表層部分に酸化シリコン含有層を形成しながら、同時に
前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する。例えば、原料ガス中に酸素を含
有するプラズマ処理を施すことにより、ドライ現像処理
として、シリル化物含有層の少なくとも表層部分に酸化
シリコン含有層を形成する工程と第1領域および第2領
域において、酸化シリコン含有層をマスクとしてレジス
ト膜をパターンに沿って加工する工程を同時に行い、工
程を簡略化することができる。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention described above
Preferably, in the step of forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface layer portion of the silylide-containing layer in the first region, while forming a silicon oxide-containing layer on at least the surface layer portion of the silylide-containing layer, At the same time, in the first region and the second region, the resist film is processed along the pattern using the silicon oxide-containing layer as a mask. For example, by performing a plasma treatment containing oxygen in the raw material gas, a dry development process is performed in which a silicon oxide-containing layer is formed on at least a surface portion of the silylide-containing layer, and oxidation is performed in the first region and the second region. The step of processing the resist film along the pattern using the silicon-containing layer as a mask is performed at the same time, so that the step can be simplified.

【0044】上記の本発明の半導体装置の製造方法は、
好適には、前記第2領域において、前記レジスト膜の少
なくとも側壁表面を含む表層部分に形成された前記シリ
ル化物含有層を除去する工程においては、前記第2領域
の前記レジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層部分
にレジスト膜剥離液を滴下する。これにより、容易にレ
ジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層部分に形成さ
れたシリル化物含有層を除去することができる。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention described above
Preferably, in the step of removing the silylated material-containing layer formed on a surface layer portion including at least a side wall surface of the resist film in the second region, at least a side wall surface of the resist film in the second region is removed. A resist film stripper is dropped on the surface layer containing the resist. This makes it possible to easily remove the silylated compound-containing layer formed on the surface layer including at least the side wall surface of the resist film.

【0045】上記の目的を達成するため、本発明のフォ
トリソグラフィー方法は、第1領域と当該第1領域の外
周部である第2領域を有する基板の少なくとも第1領域
において、前記基板に所定のパターンのレジスト膜を形
成するフォトリソグラフィー方法であって、前記第1領
域および前記第2領域において、基板に全面にレジスト
膜を形成する工程と、前記第1領域において、前記レジ
スト膜を所定のパターンに沿って露光し、前記レジスト
膜の表層部分に前記パターンに沿って架橋部と非架橋部
を形成する工程と、前記第2領域において、前記レジス
ト膜の側壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する工程
と、前記第1領域において、前記非架橋部の少なくとも
表層部分にシリル化物含有層を形成する工程と、前記第
1領域において、前記シリル化物含有層の少なくとも表
層部分に酸化シリコン含有層を形成する工程と、前記第
1領域および前記第2領域において、前記酸化シリコン
含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パターンに
沿って加工する工程とを有する。
In order to achieve the above object, a photolithography method according to the present invention is characterized in that a predetermined region is formed on at least a first region of a substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region. A photolithography method for forming a resist film having a pattern, comprising: forming a resist film on the entire surface of a substrate in the first region and the second region; and forming the resist film in a predetermined pattern in the first region. Forming a cross-linked portion and a non-cross-linked portion along the pattern in the surface layer portion of the resist film, and forming a cross-linked portion in the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region. Forming, in the first region, forming a silylated compound-containing layer on at least a surface layer portion of the non-crosslinked portion; and in the first region, Forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the silylide-containing layer, and processing the resist film along the pattern in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer as a mask And a process.

【0046】また、上記の目的を達成するため、本発明
のフォトリソグラフィー方法は、第1領域と当該第1領
域の外周部である第2領域を有する基板の少なくとも第
1領域において、前記基板に所定のパターンのレジスト
膜を形成するフォトリソグラフィー方法であって、前記
第1領域および前記第2領域において、基板に全面にレ
ジスト膜を形成する工程と、前記第1領域において、前
記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光し、前記レ
ジスト膜の表層部分に前記パターンに沿って架橋部と非
架橋部を形成する工程と、前記第2領域において、前記
レジスト膜の側壁表面を含む表層部分に非架橋部を形成
する工程と、前記第1領域および前記第2領域におい
て、前記非架橋部の少なくとも表層部分にシリル化物含
有層を形成する工程と、前記第2領域において、前記レ
ジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層部分に形成さ
れた前記シリル化物含有層を除去する工程と、少なくと
も前記第1領域において、前記シリル化物含有層の少な
くとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成する工程
と、前記第1領域および前記第2領域において、前記酸
化シリコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記
パターンに沿って加工する工程とを有する。
In order to achieve the above object, a photolithography method according to the present invention provides a photolithography method comprising the steps of: providing at least a first region of a substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region; A photolithography method for forming a resist film having a predetermined pattern, comprising: forming a resist film on the entire surface of a substrate in the first region and the second region; Forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion in the surface layer portion of the resist film along the pattern, and exposing the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the second region. A step of forming a crosslinked portion, and a step of forming a silylated compound-containing layer at least in a surface layer portion of the non-crosslinked portion in the first region and the second region. Removing the silylated compound-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface of the resist film in the second region; and at least in the first region, removing the silylated compound-containing layer from at least the surface layer portion of the silylated compound layer. Forming a silicon oxide-containing layer; and processing the resist film along the pattern in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer as a mask.

【0047】上記の本発明のフォトリソグラフィー方法
は、それぞれ、シリル化プロセスにより基板上にレジス
ト膜をパターン形成するときに、露光処理により第2領
域のレジスト膜の側壁表面に予めシリル化物含有層を形
成しない、あるいは、形成してもシリル化物含有層の表
層部分に酸化シリコン含有層を形成する前に第2領域の
レジスト膜の側壁表面のシリル化物含有層を除去してし
まう。従って、第2領域には酸化シリコン含有層が形成
されない。このため、基板の第2領域(エッジ部)にお
いて残渣を残すことなく容易にレジスト膜を除去するこ
とができる。
In the photolithography method of the present invention, when a resist film is patterned on a substrate by a silylation process, a silyl compound-containing layer is previously formed on the side wall surface of the resist film in the second region by exposure treatment. If not formed, or even if formed, the silylated material-containing layer on the side wall surface of the resist film in the second region is removed before forming the silicon oxide-containing layer on the surface of the silylated material-containing layer. Therefore, no silicon oxide-containing layer is formed in the second region. Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the second region (edge portion) of the substrate.

【0048】[0048]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0049】第1実施形態 図1は、本実施形態に係るMOSトランジスタを有する
半導体装置の製造方法のトランジスタ形成工程後におけ
る(a)半導体基板の平面図および(b)前記半導体基
板のエッジ近傍領域の断面図である。第1領域である領
域Aは上記のMOSトランジスタが形成されている本パ
ターン領域である。例えば半導体基板10上のSTI
(Shallow Trench Isolation)型の素子分離絶縁膜20
で分離された活性領域上に、例えば酸化シリコンからな
るゲート絶縁膜21が形成されており、その上層に例え
ばポリシリコンのゲート電極30aが形成されている。
また、ゲート電極30aの両側部における半導体基盤1
0中には、導電性不純物の拡散層であるソース・ドレイ
ン領域11が形成されている。以上のようにして、MO
Sトランジスタが構成されている。
First Embodiment FIG. 1 shows (a) a plan view of a semiconductor substrate and (b) a region near an edge of the semiconductor substrate after a transistor forming step in a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor according to the present embodiment. FIG. Region A, which is the first region, is the main pattern region in which the above-described MOS transistor is formed. For example, STI on the semiconductor substrate 10
(Shallow Trench Isolation) type element isolation insulating film 20
A gate insulating film 21 made of, for example, silicon oxide is formed on the active region separated by the above, and a gate electrode 30a made of, for example, polysilicon is formed thereon.
The semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 30a
In 0, a source / drain region 11 which is a diffusion layer of a conductive impurity is formed. As described above, MO
An S transistor is configured.

【0050】一方、第2領域である領域Bは半導体基板
のエッジ部であり、領域Aの外周部に相当する。領域B
は完全な回路パターンを有していない領域であり、本来
この領域には半導体素子は形成しなくともよいが、製造
工程上、半導体基板10中には導電性不純物の拡散層1
2が形成されている。
On the other hand, the region B, which is the second region, is the edge of the semiconductor substrate and corresponds to the outer periphery of the region A. Area B
Is a region that does not have a complete circuit pattern, and it is not necessary to form a semiconductor element in this region. However, due to the manufacturing process, the conductive impurity diffusion layer 1 is formed in the semiconductor substrate 10.
2 are formed.

【0051】上記の図1に示す構造に至るまでの製造方
法の製造工程について説明する。まず、図2(a)に示
すように、シリコン半導体基板10の領域A(本パター
ン領域)において、例えばSTI型の素子分離絶縁膜を
形成する。
The manufacturing steps of the manufacturing method up to the structure shown in FIG. 1 will be described. First, as shown in FIG. 2A, for example, an STI-type element isolation insulating film is formed in a region A (this pattern region) of the silicon semiconductor substrate 10.

【0052】次に、図2(b)に示すように、例えば熱
酸化法により領域Aおよび領域B(エッジ部)において
全面に3nmの膜厚の酸化シリコン膜21を形成する。
領域Aにおいて、酸化シリコン膜21はトランジスタの
ゲート絶縁膜となる。
Next, as shown in FIG. 2B, a silicon oxide film 21 having a thickness of 3 nm is formed on the entire surface of the region A and the region B (edge portion) by, for example, a thermal oxidation method.
In the region A, the silicon oxide film 21 becomes a gate insulating film of the transistor.

【0053】次に、図2(c)に示すように、例えばC
VD(Chemical Vapor Deposition)法により領域Aお
よび領域Bにおいて全面に150nmの膜厚でポリシリ
コン層30を堆積させる。領域Aにおいて、ポリシリコ
ン層30はトランジスタのゲート電極となる層である。
Next, as shown in FIG.
A polysilicon layer 30 having a thickness of 150 nm is deposited on the entire surface of the region A and the region B by a VD (Chemical Vapor Deposition) method. In the region A, the polysilicon layer 30 is a layer serving as a gate electrode of the transistor.

【0054】以降の工程においては、ポジ型のシリル化
プロセスにより、ゲートパターンのマスクとなるレジス
ト膜をパターン形成する。まず、図3(d)に示すよう
に、領域Aおよび領域Bにおいて、ポリシリコン層30
の上層に全面に、例えば回転塗布により700nmの膜
厚でポリビニルフェノール系のシリル化プロセス用のレ
ジスト膜40を形成する。次に、例えば100℃、60
秒の条件のプリ・ベーク処理を施す。
In the subsequent steps, a resist film serving as a mask for a gate pattern is formed by a positive silylation process. First, as shown in FIG. 3D, in a region A and a region B, a polysilicon layer 30 is formed.
On the entire surface of the upper layer, a resist film 40 for a polyvinylphenol-based silylation process is formed with a thickness of 700 nm by, for example, spin coating. Next, for example, at 100 ° C., 60
Perform pre-bake processing under the condition of seconds.

【0055】次に、図3(e)に示すように、レジスト
塗布装置に備えつけられている重水素ランプの発光する
光LE(波長領域190nm以上)で領域Bにおける外
周から5mm分を露光する。レジスト膜40の側壁表面
を含む表層部分である被露光部分においては光架橋反応
により架橋部41が形成される。
Next, as shown in FIG. 3E, a light LE (wavelength region of 190 nm or more) emitted from a deuterium lamp provided in the resist coating device is used to expose 5 mm from the outer periphery in the region B. A crosslinked portion 41 is formed by a photocrosslinking reaction in a portion to be exposed, which is a surface portion including the side wall surface of the resist film 40.

【0056】次に、図3(f)に示すように、領域Aに
おいて、パターン部がCrから構成されるポジ型のゲー
トレイヤのーマスク(未露光部分をゲートパターンとし
て残すマスク)MPをマスクとして、ArFエキシマレ
ーザを露光光源(露光波長が193nm)を用いて縮小
率1/4の投影露光装置を用いて、ポジ像のパターン光
LPをレジスト膜40全面に逐次繰り返し露光転写す
る。被露光部分のレジスト膜40の表層部分の中の分子
は架橋反応を起こし、架橋部41を形成する。以上のよ
うにして、領域Aにおいてはレジスト膜の表層部分にパ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成し、一方、領域
Bにおいてはレジスト膜の側壁表面を含む表層部分に架
橋部を形成する。
Next, as shown in FIG. 3F, in region A, a mask of a positive type gate layer composed of Cr (a mask that leaves unexposed portions as a gate pattern) MP is used as a mask. The pattern light LP of the positive image is sequentially and repeatedly exposed and transferred to the entire surface of the resist film 40 using an ArF excimer laser and an exposure light source (exposure wavelength: 193 nm) using a projection exposure apparatus having a reduction ratio of 1/4. Molecules in the surface layer portion of the resist film 40 in the exposed portion undergo a crosslinking reaction to form a crosslinked portion 41. As described above, in the region A, a crosslinked portion and a non-crosslinked portion are formed along the pattern in the surface layer portion of the resist film, while in the region B, a bridged portion is formed in the surface layer portion including the side wall surface of the resist film. I do.

【0057】次に、図4(g)に示すように、90℃の
温度下で30Torrの気相のDMSDMA(dimethyl
silyldimethylamine)などのシリル化物S中に60秒間
暴露する。このとき、非架橋部であるレジスト膜40の
表層部分において選択的にシリル化物Sが拡散し、シリ
ル化物含有層42が形成される。このシリル化剤の拡散
工程は、液相のシリル化剤中に浸漬しても可能である。
Next, as shown in FIG. 4 (g), the gaseous DMSDMA (dimethyl
Exposure to silylated compound S such as silyldimethylamine) for 60 seconds. At this time, the silylated compound S is selectively diffused in the surface layer portion of the resist film 40 which is the non-crosslinked portion, and the silylated compound-containing layer 42 is formed. This step of diffusing the silylating agent can be performed by dipping in the silylating agent in a liquid phase.

【0058】次に、図4(h)に示すように、例えばT
CP(transformer coupled plasma)型のプラズマエッ
チング装置を用いて、(処理温度=10℃、処理圧力=
5mTorr、O2 /SO2 の流量=160/30sc
cm、TCPパワー=500W、バイアスパワー=10
0W)の条件のO2-SO2 系プラズマエッチングによ
り、異方性エッチングを施す。このとき、シリル化物含
有層42中のシリコンとエッチングガスE1中の酸素が
結合して、シリル化物含有層42の表層に酸化シリコン
(SiOX )含有層42bが例えば20nmの膜厚で選
択的に形成され、酸化シリコン含有層42bを除く領域
がシリル化物含有層42aとなる。また、上記のプラズ
マエッチングにおいて、酸化シリコン含有層42bがマ
スクとなって被露光部分のレジスト膜(40、41)が
エッチングされ、ゲートパターンのレジスト膜40aが
形成される。
Next, as shown in FIG.
Using a CP (transformer coupled plasma) type plasma etching apparatus, (processing temperature = 10 ° C., processing pressure =
5 mTorr, flow rate of O 2 / SO 2 = 160/30 sc
cm, TCP power = 500 W, bias power = 10
Anisotropic etching is performed by O 2 —SO 2 based plasma etching under the condition of 0 W). At this time, the silicon in the silicide-containing layer 42 and the oxygen in the etching gas E1 are combined, and the silicon oxide (SiO x ) -containing layer 42b is selectively formed on the surface of the silylide-containing layer 42 to a thickness of, for example, 20 nm. The region formed and excluding the silicon oxide-containing layer 42b becomes the silylated material-containing layer 42a. In the above-described plasma etching, the resist film (40, 41) in the exposed portion is etched using the silicon oxide-containing layer 42b as a mask to form a resist film 40a having a gate pattern.

【0059】上記のプラズマエッチング工程において、
ゲート長が規格外となった場合、あるいは、下地レイヤ
ーとの重ね合わせ精度が規格外となった場合には、レジ
スト膜を剥離して、上記のレジスト膜の形成工程以降を
繰り返す。このレジスト膜の剥離処理としては、例えば
TCP型のプラズマ・エッチング装置を用いて、(処理
温度=0℃、処理圧力=5mTorr、CHF3 /O2
の流量=10/50sccm、TCPパワー=500
W、バイアスパワー=100W)の条件のCHF3-O2
系プラズマエッチングにより、15秒間異方性エッチン
グを施して、酸化シリコン含有層42bおよびシリル化
物含有層42aを剥離する。次に、O2 プラズマ処理で
残りのバルクのレジスト膜40aをアッシング除去し、
さらにH2SO2 /H2 2 溶液で後処理する。
In the above plasma etching step,
If the gate length is out of the standard or the overlay accuracy with the underlying layer is out of the standard, the resist film is peeled off, and the above-described steps of forming the resist film and thereafter are repeated. The resist film is stripped by using, for example, a TCP type plasma etching apparatus (processing temperature = 0 ° C., processing pressure = 5 mTorr, CHF 3 / O 2).
Flow rate = 10/50 sccm, TCP power = 500
W, bias power = 100 W) under the condition of CHF 3 -O 2
Anisotropic etching is performed for 15 seconds by system plasma etching to peel off the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a. Next, the remaining bulk resist film 40a is removed by ashing by O 2 plasma processing,
Further, it is post-treated with an H 2 SO 2 / H 2 O 2 solution.

【0060】レジスト・パターンが適正に形成できた場
合には、図4(i)に示すように、例えばECR型のプ
ラズマエッチング装置を用いて、酸化シリコン含有層4
2bあるいはレジスト膜40aをマスクとして、第1段
としてCl2-O2 系プラズマエッチング処理、第2段と
してHBr- O2 系プラズマエッチング処理を施し、エ
ッチングガスE2を基板面にあてて、ポリシリコンのゲ
ート電極30aおよび酸化シリコンのゲート絶縁膜21
をにエッチング加工する。このエッチング条件として
は、例えば(基板温度=20℃、処理圧力=0.5P
a、Cl2 /O2 /HBrの流量=15/5/95sc
cm、バイアスRFパワー=25W)とする。
When the resist pattern is properly formed, as shown in FIG. 4 (i), for example, using an ECR type plasma etching apparatus, the silicon oxide containing layer 4 is formed.
2b or the resist film 40a as a mask, a Cl 2 —O 2 plasma etching process is performed as a first step, and an HBr—O 2 plasma etching process is performed as a second step. Gate electrode 30a and silicon oxide gate insulating film 21
Is etched. The etching conditions include, for example, (substrate temperature = 20 ° C., processing pressure = 0.5 P
a, Flow rate of Cl 2 / O 2 / HBr = 15/5/95 sc
cm, bias RF power = 25 W).

【0061】次に、図5(j)に示すように、例えばT
CP型のプラズマエッチング装置を用いて、(処理温度
=0℃、処理圧力=5mTorr、CHF3 /O2 の流
量=10/50sccm、TCPパワー=500W、バ
イアスパワー=100W)の条件のCHF3-O2 系プラ
ズマエッチングにより、15秒間異方性エッチングを施
して、酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物含有
層42aを剥離する。次に、O2 プラズマ処理で残りの
バルクのレジスト膜40aをアッシング除去し、さらに
2 SO2 /H2 2 溶液で後処理する。
Next, as shown in FIG.
Using a CP type plasma etching apparatus, CHF 3 − under conditions of (processing temperature = 0 ° C., processing pressure = 5 mTorr, flow rate of CHF 3 / O 2 = 10/50 sccm, TCP power = 500 W, bias power = 100 W). Anisotropic etching is performed for 15 seconds by O 2 -based plasma etching to peel off the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a. Next, the remaining bulk resist film 40a is removed by ashing by O 2 plasma treatment, and further post-treated with a H 2 SO 2 / H 2 O 2 solution.

【0062】次に、図5(k)に示すように、領域Aに
おいて、例えば半導体基板10の導電型と異なる導電型
の導電性不純物(基板がp型の場合には、リンなどのn
型不純物、基板がn型の場合には、ホウ素などのp型不
純物)をゲート電極30aをマスクとしてイオン注入し
て、ゲート電極30aの両側部における半導体基板10
中に、導電性不純物の拡散層であるソース・ドレイン領
域11を形成する。このとき、領域Bにおいても導電性
不純物の拡散層12が形成される。領域Bをレジスト膜
などでマスクし、領域Aに選択的にイオン注入すること
もできる。以上で、図1に示す構造に至る。
Next, as shown in FIG. 5 (k), in the region A, for example, conductive impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate 10 (or n such as phosphorus when the substrate is p-type).
Type impurity, or a p-type impurity such as boron when the substrate is n-type) is ion-implanted using the gate electrode 30a as a mask, and the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 30a is ion-implanted.
A source / drain region 11 which is a diffusion layer of a conductive impurity is formed therein. At this time, the diffusion layer 12 of the conductive impurity is also formed in the region B. The region B may be masked with a resist film or the like, and ions may be selectively implanted into the region A. This leads to the structure shown in FIG.

【0063】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
においては、ポジ型のシリル化プロセスにより基板上に
レジスト膜をパターン加工するときに、レジスト膜中に
形成された非架橋部の少なくとも表層部分にシリル化物
含有層を形成する前に、領域Bにおいてレジスト膜の側
壁表面を含む表層部分に架橋部を形成するので、ここに
はシリル化物含有層は形成されず、従って、酸化シリコ
ン含有層も形成されない。このため、基板の領域B(エ
ッジ部)において残渣を残すことなく容易にレジスト膜
を除去することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, when a resist film is patterned on a substrate by a positive silylation process, at least a surface layer portion of a non-crosslinked portion formed in the resist film is formed. Before the formation of the silylated compound-containing layer, a crosslinked portion is formed in the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the region B, so that the silylated compound-containing layer is not formed here, and therefore, the silicon oxide-containing layer is not formed. Not formed. Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the region B (edge portion) of the substrate.

【0064】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
においては、基板の領域Bにおける露光として、レジス
ト塗布装置に備えつけられている重水素ランプを用いる
かわりに、露光機の露光光源であるArFエキシマレー
ザ光を分岐させたものを用いて露光する、あるいは、重
水素ランプを搭載した基板のエッジ部露光専用の露光装
置などを用いることができる。また、ポリビニルフェノ
ール系のレジストを用いるかわりに、酸発生剤、酸によ
り架橋するメラミン誘導体の架橋剤およびノボラック樹
脂から構成される化学増幅型レジストを用いることがで
きる。この場合は、基板を110℃の処理温度で60秒
間加熱し、被露光部分に発生した酸を拡散して、酸との
反応により架橋剤がノボラック樹脂を架橋させる。ま
た、この場合には、基板のエッジ部の露光には重水素ラ
ンプを用いるかわりに、既存のコータデベロッパーのエ
ッジ露光機能に使用されている水銀キセノンランプ(波
長域220nm〜440nm)を用いることができる。
レジスト中の酸は水銀キセノンランプ光の照射によって
も発生するので、上記レジストは水銀キセノンランプ光
の照射で架橋することが可能となる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, instead of using the deuterium lamp provided in the resist coating apparatus, the exposure in the area B of the substrate is replaced by the ArF excimer which is the exposure light source of the exposure apparatus. Exposure is performed by using a laser beam that has been branched, or an exposure apparatus dedicated to edge exposure of a substrate equipped with a deuterium lamp can be used. Instead of using a polyvinylphenol-based resist, a chemically amplified resist composed of an acid generator, a crosslinker of a melamine derivative crosslinked by an acid, and a novolak resin can be used. In this case, the substrate is heated at a processing temperature of 110 ° C. for 60 seconds to diffuse the acid generated in the exposed portion, and the cross-linking agent cross-links the novolak resin by reaction with the acid. In this case, instead of using a deuterium lamp for exposing the edge portion of the substrate, a mercury xenon lamp (wavelength range of 220 nm to 440 nm) used for an edge exposure function of an existing coater developer may be used. it can.
Since the acid in the resist is also generated by irradiation with a mercury xenon lamp light, the resist can be cross-linked by irradiation with a mercury xenon lamp light.

【0065】第2実施形態 本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、ネガ型のシ
リル化プロセスを用いることを除いて、実質的に第1実
施形態を同様である。まず、図6(a)に示すように、
例えばシリコン半導体基板10にSTI型の素子分離絶
縁膜20を形成し、熱酸化法により領域A(本パターン
領域)および領域B(エッジ部)において全面に3nm
の膜厚の酸化シリコン膜21を形成し、さらにCVD法
により領域Aおよび領域Bにおいて全面にポリシリコン
層30を150nmの膜厚で堆積させる。次に、ポリシ
リコン層30の上層に全面に、例えば回転塗布により7
00nmの膜厚でナフトキノンジアジドとノボラック樹
脂から構成されるレジスト膜40を形成する。次に、例
えば100℃、60秒の条件のプリ・ベーク処理を施
す。
Second Embodiment The method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment except that a negative silylation process is used. First, as shown in FIG.
For example, an STI type element isolation insulating film 20 is formed on a silicon semiconductor substrate 10, and 3 nm is entirely formed in a region A (this pattern region) and a region B (edge portion) by a thermal oxidation method.
Is formed, and a polysilicon layer 30 is deposited to a thickness of 150 nm on the entire surface in the regions A and B by the CVD method. Next, over the entire surface of the polysilicon layer 30, for example,
A resist film 40 made of naphthoquinonediazide and a novolak resin is formed to a thickness of 00 nm. Next, for example, a pre-bake treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds.

【0066】次に、図6(b)に示すように、領域Aに
おいて、パターン以外の部分がCrのから構成される遮
蔽膜となっているネガ型のゲートレイヤーのマスク(被
露光部分をゲートパターンとして残すマスク)MNをマ
スクとして、KrFエキシマレーザを露光光源(露光波
長が248nm)を用いて縮小率1/5の投影露光装置
を用いて、ネガ像のパターン光LNをレジスト膜40全
面に逐次繰り返し露光転写する。この露光する領域は、
図6(b)に示すように、基板のエッジ部である領域B
にかからないようにする。
Next, as shown in FIG. 6B, in a region A, a mask of a negative type gate layer in which a portion other than the pattern is a shielding film made of Cr (the exposed portion is formed by a gate). Using a projection exposure apparatus with a reduction ratio of 1/5 using a KrF excimer laser with an exposure light source (exposure wavelength: 248 nm) using MN as a mask, a negative image pattern light LN is applied to the entire surface of the resist film 40. Exposure transfer is performed successively and repeatedly. The area to be exposed is
As shown in FIG. 6B, a region B which is an edge portion of the substrate
Avoid getting stuck.

【0067】上記の露光により、被露光部分ではナフト
キノンジアジドは分解してインデンケテンとなり、水の
存在によりインデンカルボン酸になる。次に、基板を1
10℃で90秒加熱処理を行うことにより、インデンカ
ルボン酸の脱炭酸反応がおこる。一方、未露光部分にお
いては、ナフトキノンジアジドはケテンとなり、ノボラ
ック樹脂と架橋する。この結果、図6(c)に示すよう
に、未露光部分に架橋部41が形成され、被露光部分に
非架橋部43が形成される。また、領域Bにおいてはレ
ジスト膜の側壁表面を含めて全体が架橋部となる。
By the above exposure, naphthoquinonediazide is decomposed into indene ketene in the exposed portion, and becomes indene carboxylic acid in the presence of water. Next, the substrate is
By performing the heat treatment at 10 ° C. for 90 seconds, a decarboxylation reaction of indenecarboxylic acid occurs. On the other hand, in the unexposed portion, naphthoquinonediazide becomes ketene and crosslinks with the novolak resin. As a result, as shown in FIG. 6C, a crosslinked portion 41 is formed in the unexposed portion, and a non-crosslinked portion 43 is formed in the exposed portion. In the region B, the entire portion including the side wall surface of the resist film becomes a crosslinked portion.

【0068】次に、図7(d)に示すように、90℃の
温度下で30Torrの気相のDMSDMAなどのシリ
ル化物S中に60秒間暴露する。このとき、レジスト膜
の非架橋部43の表層部分において選択的にシリル化物
Sが拡散し、シリル化物含有層42が形成される。この
シリル化剤の拡散工程は、液相のシリル化剤中に浸漬し
ても可能である。
Next, as shown in FIG. 7D, the substrate is exposed to a silylated compound S such as DMSDMA in the gas phase at 30 Torr at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds. At this time, the silylated compound S is selectively diffused in the surface layer portion of the non-crosslinked portion 43 of the resist film, and the silylated compound-containing layer 42 is formed. This step of diffusing the silylating agent can be performed by dipping in the silylating agent in a liquid phase.

【0069】次に、図7(e)に示すように、例えばT
CP型のプラズマエッチング装置を用いて、(処理温度
=10℃、処理圧力=5mTorr、O2 /SO2 の流
量=160/30sccm、TCPパワー=500W、
バイアスパワー=100W)の条件のO2-SO2 系プラ
ズマエッチングにより、異方性エッチングを施す。この
とき、シリル化物含有層42中のシリコンとエッチング
ガスE1中の酸素が結合して、シリル化物含有層42の
表層に酸化シリコン(SiOX )含有層42bが例えば
20nmの膜厚で選択的に形成され、酸化シリコン含有
層42bを除く領域がシリル化物含有層42aとなる。
また、上記のプラズマエッチングにおいて、酸化シリコ
ン含有層42bがマスクとなって未露光部分のレジスト
膜である架橋部41がエッチングされ、ゲートパターン
のレジスト膜41aが形成される。
Next, as shown in FIG.
Using a CP type plasma etching apparatus, (processing temperature = 10 ° C., processing pressure = 5 mTorr, O 2 / SO 2 flow rate = 160/30 sccm, TCP power = 500 W,
Anisotropic etching is performed by O 2 —SO 2 plasma etching under the condition of (bias power = 100 W). At this time, the silicon in the silicide-containing layer 42 and the oxygen in the etching gas E1 are combined, and the silicon oxide (SiO x ) -containing layer 42b is selectively formed on the surface of the silylide-containing layer 42 to a thickness of, for example, 20 nm. The region formed and excluding the silicon oxide-containing layer 42b becomes the silylated material-containing layer 42a.
Further, in the above-described plasma etching, the cross-linked portion 41, which is the unexposed portion of the resist film, is etched using the silicon oxide-containing layer 42b as a mask to form a resist film 41a having a gate pattern.

【0070】次に、図7(f)に示すように、例えばE
CR型のプラズマエッチング装置を用いて、酸化シリコ
ン含有層42bあるいはレジスト膜40aをマスクとし
て、第1段としてCl2-O2 系プラズマエッチング処
理、第2段としてHBr- O2系プラズマエッチング処
理を施し、エッチングガスE2を基板面にあてて、ポリ
シリコンのゲート電極30aおよび酸化シリコンのゲー
ト絶縁膜21をにエッチング加工する。このエッチング
条件としては、例えば(基板温度=20℃、処理圧力=
0.5Pa、Cl2 /O2 /HBrの流量=15/5/
95sccm、バイアスRFパワー=25W)とする。
Next, as shown in FIG.
Using a CR-type plasma etching apparatus and using the silicon oxide-containing layer 42b or the resist film 40a as a mask, a Cl 2 —O 2 -based plasma etching process is performed as the first stage, and an HBr-O 2 -based plasma etching process is performed as the second stage. Then, an etching gas E2 is applied to the substrate surface to etch the gate electrode 30a of polysilicon and the gate insulating film 21 of silicon oxide. The etching conditions include, for example, (substrate temperature = 20 ° C., processing pressure =
0.5Pa, Cl 2 / O 2 / HBr flow rate = 15/5 /
95 sccm, bias RF power = 25 W).

【0071】次に、図8(g)に示すように、例えばT
CP型のプラズマエッチング装置を用いて、(処理温度
=0℃、処理圧力=5mTorr、CHF3 /O2 の流
量=10/50sccm、TCPパワー=500W、バ
イアスパワー=100W)の条件のCHF3-O2 系プラ
ズマエッチングにより、15秒間異方性エッチングを施
して、酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物含有
層42aを剥離する。次に、O2 プラズマ処理で残りの
バルクのレジスト膜40aをアッシング除去し、さらに
2 SO2 /H2 2 溶液で後処理する。
Next, as shown in FIG.
Using a CP type plasma etching apparatus, CHF 3 − under conditions of (processing temperature = 0 ° C., processing pressure = 5 mTorr, flow rate of CHF 3 / O 2 = 10/50 sccm, TCP power = 500 W, bias power = 100 W). Anisotropic etching is performed for 15 seconds by O 2 -based plasma etching to peel off the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a. Next, the remaining bulk resist film 40a is removed by ashing by O 2 plasma treatment, and further post-treated with a H 2 SO 2 / H 2 O 2 solution.

【0072】次に、図8(h)に示すように、領域Aに
おいて、例えば半導体基板10の導電型と異なる導電型
の導電性不純物(基板がp型の場合には、リンなどのn
型不純物、基板がn型の場合には、ホウ素などのp型不
純物)をゲート電極30aをマスクとしてイオン注入し
て、ゲート電極30aの両側部における半導体基板10
中に、導電性不純物の拡散層であるソース・ドレイン領
域11を形成する。このとき、領域Bにおいても導電性
不純物の拡散層12が形成される。領域Bをレジスト膜
などでマスクし、領域Aに選択的にイオン注入すること
もできる。以上で、第1実施形態と同様の図1に示す構
造に至る。
Next, as shown in FIG. 8H, in the region A, for example, a conductive impurity of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate 10 (or an n-type impurity such as phosphorus when the substrate is a p-type).
Type impurity, or a p-type impurity such as boron when the substrate is n-type) is ion-implanted using the gate electrode 30a as a mask, and the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 30a is ion-implanted.
A source / drain region 11 which is a diffusion layer of a conductive impurity is formed therein. At this time, the diffusion layer 12 of the conductive impurity is also formed in the region B. The region B may be masked with a resist film or the like, and ions may be selectively implanted into the region A. Thus, the structure shown in FIG. 1 similar to the first embodiment is obtained.

【0073】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
においては、ネガ型のシリル化プロセスにより基板上に
レジスト膜をパターン加工するときに、レジスト膜中に
形成された非架橋部の少なくとも表層部分にシリル化物
含有層を形成する前に、領域Bにおいてレジスト膜の側
壁表面を含む表層部分に架橋部を形成するので、ここに
はシリル化物含有層は形成されず、従って、酸化シリコ
ン含有層も形成されない。このため、基板の領域B(エ
ッジ部)において残渣を残すことなく容易にレジスト膜
を除去することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, at the time of patterning a resist film on a substrate by a negative silylation process, at least a surface layer portion of a non-crosslinked portion formed in the resist film. Before the formation of the silylated compound-containing layer, a crosslinked portion is formed in the surface layer portion including the side wall surface of the resist film in the region B, so that the silylated compound-containing layer is not formed here, and therefore, the silicon oxide-containing layer is not formed. Not formed. Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the region B (edge portion) of the substrate.

【0074】第3実施形態 図9は、本実施形態に係るMOSトランジスタを有する
半導体装置の製造方法のトランジスタ形成工程後におけ
る(a)半導体基板の平面図および(b)前記半導体基
板のエッジ近傍領域の断面図である。領域Aは上記のM
OSトランジスタが形成されている本パターン領域であ
る。例えば半導体基板10上のSTI型の素子分離絶縁
膜20で分離された活性領域上に、例えば酸化シリコン
からなるゲート絶縁膜21が形成されており、その上層
に例えばポリシリコンのゲート電極30aが形成されて
いる。また、ゲート電極30aの両側部における半導体
基盤10中には、導電性不純物の拡散層であるソース・
ドレイン領域11が形成されている。以上のようにし
て、MOSトランジスタが構成されている。
Third Embodiment FIG. 9 shows (a) a plan view of a semiconductor substrate and (b) a region near an edge of the semiconductor substrate after a transistor forming step in a method of manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor according to this embodiment. FIG. Region A is the above M
This is the main pattern area where the OS transistor is formed. For example, a gate insulating film 21 made of, for example, silicon oxide is formed on an active region separated by an STI type element isolation insulating film 20 on the semiconductor substrate 10, and a gate electrode 30a made of, for example, polysilicon is formed thereon. Have been. In the semiconductor substrate 10 on both sides of the gate electrode 30a, a source / diffusion layer serving as a diffusion layer of conductive impurities is provided.
A drain region 11 is formed. The MOS transistor is configured as described above.

【0075】一方、領域Bは半導体基板のエッジ部であ
り、領域Aの外周部に相当する。領域Bは完全な回路パ
ターンを有していない領域であり、本来この領域には半
導体素子は形成しなくともよいが、製造工程上、ポリシ
リコン層30bが形成され、また、半導体基板10中に
は導電性不純物の拡散層12が形成されている。
On the other hand, the region B is the edge of the semiconductor substrate and corresponds to the outer periphery of the region A. The region B is a region that does not have a complete circuit pattern, and it is not necessary to form a semiconductor element in this region. However, a polysilicon layer 30b is formed in the manufacturing process. Is formed with a diffusion layer 12 of a conductive impurity.

【0076】上記の図9に示す構造に至るまでの製造方
法の製造工程について説明する。まず、図10(a)に
示すように、例えばシリコン半導体基板10にSTI型
の素子分離絶縁膜20を形成し、熱酸化法により領域A
(本パターン領域)および領域B(エッジ部)において
全面に3nmの膜厚の酸化シリコン膜21を形成し、さ
らにCVD法により領域Aおよび領域Bにおいて全面に
ポリシリコン層30を150nmの膜厚で堆積させる。
次に、ポリシリコン層30の上層に全面に、例えば回転
塗布により700nmの膜厚でポリビニルフェノール系
のシリル化プロセス用のレジスト膜40を形成する。次
に、例えば100℃、60秒の条件のプリ・ベーク処理
を施す。
The manufacturing steps of the manufacturing method up to the structure shown in FIG. 9 will be described. First, as shown in FIG. 10A, for example, an STI type element isolation insulating film 20 is formed on a silicon semiconductor substrate 10, and the region A is formed by a thermal oxidation method.
A silicon oxide film 21 having a thickness of 3 nm is formed on the entire surface of the (pattern region) and the region B (edge portion), and a polysilicon layer 30 is formed on the entire surface of the region A and the region B to a thickness of 150 nm by the CVD method. Deposit.
Next, a resist film 40 for a polyvinylphenol-based silylation process is formed on the entire surface of the polysilicon layer 30 by, for example, spin coating to a thickness of 700 nm. Next, for example, a pre-bake treatment is performed at 100 ° C. for 60 seconds.

【0077】次に、図10(b)に示すように、領域A
において、パターン部がCrから構成されるポジ型のゲ
ートレイヤのーマスク(未露光部分をゲートパターンと
して残すマスク)MPをマスクとして、ArFエキシマ
レーザを露光光源(露光波長が193nm)を用いて縮
小率1/4の投影露光装置を用いて、ポジ像のパターン
光LPをレジスト膜40全面に逐次繰り返し露光転写す
る。被露光部分のレジスト膜40の表層部分の中の分子
は架橋反応を起こし、架橋部41を形成する。以上のよ
うにして、領域Aにおいてはレジスト膜の表層部分にパ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する。一方、領
域Bは未露光のまであり、側壁部分を含めてレジスト膜
の全部を非架橋部とする。
Next, as shown in FIG.
, Using a mask of a positive type gate layer in which the pattern portion is made of Cr (a mask that leaves an unexposed portion as a gate pattern) MP as a mask and using an ArF excimer laser as an exposure light source (exposure wavelength is 193 nm), The pattern light LP of the positive image is sequentially and repeatedly exposed and transferred to the entire surface of the resist film 40 using a 投影 projection exposure apparatus. Molecules in the surface layer portion of the resist film 40 in the exposed portion undergo a crosslinking reaction to form a crosslinked portion 41. As described above, in the region A, the crosslinked portion and the non-crosslinked portion are formed along the pattern on the surface layer portion of the resist film. On the other hand, the region B has not been exposed yet, and the entire resist film including the side wall portion is a non-crosslinked portion.

【0078】次に、図10(c)に示すように、90℃
の温度下で30Torrの気相のDMSDMA(dimeth
ylsilyldimethylamine)などのシリル化物S中に60秒
間暴露する。このとき、非架橋部であるレジスト膜40
の表層部分において選択的にシリル化物Sが拡散し、シ
リル化物含有層42が形成される。このシリル化剤の拡
散工程は、液相のシリル化剤中に浸漬しても可能であ
る。このとき、領域Bにおいてはレジスト膜の側壁表面
を含む表層部分にシリル化物含有層42が形成されるこ
とになる。レジスト膜の上面からはシリル化剤は一方向
にしか拡散しないが、レジスト膜の側壁表面部分におい
ては、シリル化剤が四方に拡散する。この結果、側壁表
面において形成されるシリル化物含有層42の膜厚T2
はレジスト膜の上面において形成されるシリル化物含有
層42の膜厚T1 よりも厚く形成される。
Next, as shown in FIG.
30 Torr gas phase DMSDMA (dimeth
Exposure to silylated compound S such as ylsilyldimethylamine) for 60 seconds. At this time, the resist film 40 which is a non-crosslinked portion
The silylated compound S is selectively diffused in the surface layer portion of the above, and the silylated compound-containing layer 42 is formed. This step of diffusing the silylating agent can be performed by dipping in the silylating agent in a liquid phase. At this time, in the region B, the silyl compound-containing layer 42 is formed on the surface layer portion including the side wall surface of the resist film. Although the silylating agent diffuses only in one direction from the upper surface of the resist film, the silylating agent diffuses in all directions on the side wall surface portion of the resist film. As a result, the film thickness T2 of the silylated material-containing layer 42 formed on the side wall surface is obtained.
Is formed to be thicker than the film thickness T1 of the silicide-containing layer 42 formed on the upper surface of the resist film.

【0079】次に、図11(d)に示すように、基板1
0を回転させながら、基板の外周部から5mmの領域
(領域B)に、有機系の剥離液Sl(例えば商品名EK
C−270(EKC Technology,Inc
製)、あるいはシンナーなど)を滴下し、領域Bにおい
て、レジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層部分に
形成されたシリル化物含有層を除去する。シリル化物含
有層42は、上記のような有機系の剥離液で除去するこ
とが可能である。このとき、剥離液Slの滴下領域のレ
ジスト膜40も除去され、図11(e)に示す構成とな
る。
Next, as shown in FIG.
While rotating 0, an organic stripping solution Sl (for example, trade name EK) is applied to a region (region B) 5 mm from the outer peripheral portion of the substrate.
C-270 (EKC Technology, Inc.
In the region B, the silylated compound-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface is removed. The silylated material-containing layer 42 can be removed with an organic stripping solution as described above. At this time, the resist film 40 in the dropping region of the stripping solution Sl is also removed, and the structure shown in FIG.

【0080】次に、図11(f)に示すように、例えば
TCP(transformer coupled plasma)型のプラズマエ
ッチング装置を用いて、(処理温度=10℃、処理圧力
=5mTorr、O2 /SO2 の流量=160/30s
ccm、TCPパワー=500W、バイアスパワー=1
00W)の条件のO2-SO2 系プラズマエッチングによ
り、異方性エッチングを施す。このとき、シリル化物含
有層42中のシリコンとエッチングガスE1中の酸素が
結合して、シリル化物含有層42の表層に酸化シリコン
(SiOX )含有層42bが例えば20nmの膜厚で選
択的に形成され、酸化シリコン含有層42bを除く領域
がシリル化物含有層42aとなる。また、上記のプラズ
マエッチングにおいて、酸化シリコン含有層42bがマ
スクとなって被露光部分のレジスト膜(40、41)が
エッチングされ、ゲートパターンのレジスト膜40aが
形成される。
Next, as shown in FIG. 11 (f), for example, using a TCP (transformer coupled plasma) type plasma etching apparatus, (processing temperature = 10 ° C., processing pressure = 5 mTorr, O 2 / SO 2 ) Flow rate = 160 / 30s
ccm, TCP power = 500 W, bias power = 1
Anisotropic etching is performed by O 2 —SO 2 plasma etching under the condition of (00 W). At this time, the silicon in the silicide-containing layer 42 and the oxygen in the etching gas E1 are combined, and the silicon oxide (SiO x ) -containing layer 42b is selectively formed on the surface of the silylide-containing layer 42 to a thickness of, for example, 20 nm. The region formed and excluding the silicon oxide-containing layer 42b becomes the silylated material-containing layer 42a. In the above-described plasma etching, the resist film (40, 41) in the exposed portion is etched using the silicon oxide-containing layer 42b as a mask to form a resist film 40a having a gate pattern.

【0081】次に、図12(g)に示すように、例えば
ECR型のプラズマエッチング装置を用いて、酸化シリ
コン含有層42bあるいはレジスト膜40aをマスクと
して、第1段としてCl2-O2 系プラズマエッチング処
理、第2段としてHBr- O2 系プラズマエッチング処
理を施し、エッチングガスE2を基板面にあてて、ポリ
シリコンのゲート電極30aおよび酸化シリコンのゲー
ト絶縁膜21をにエッチング加工する。このエッチング
条件としては、例えば(基板温度=20℃、処理圧力=
0.5Pa、Cl2 /O2 /HBrの流量=15/5/
95sccm、バイアスRFパワー=25W)とする。
Next, as shown in FIG. 12 (g), using a silicon oxide-containing layer 42b or a resist film 40a as a mask, for example, using an ECR type plasma etching apparatus, a Cl 2 -O 2 system is used as a first step. A plasma etching process is performed, and as a second step, an HBr-O 2 -based plasma etching process is performed, and an etching gas E2 is applied to the substrate surface to etch the gate electrode 30a of polysilicon and the gate insulating film 21 of silicon oxide. The etching conditions include, for example, (substrate temperature = 20 ° C., processing pressure =
0.5Pa, Cl 2 / O 2 / HBr flow rate = 15/5 /
95 sccm, bias RF power = 25 W).

【0082】次に、図12(h)に示すように、例えば
TCP型のプラズマエッチング装置を用いて、(処理温
度=0℃、処理圧力=5mTorr、CHF3 /O2
流量=10/50sccm、TCPパワー=500W、
バイアスパワー=100W)の条件のCHF3-O2 系プ
ラズマエッチングにより、15秒間異方性エッチングを
施して、酸化シリコン含有層42bおよびシリル化物含
有層42aを剥離する。次に、O2 プラズマ処理で残り
のバルクのレジスト膜40aをアッシング除去し、さら
にH2 SO2 /H2 2 溶液で後処理する。
Next, as shown in FIG. 12H, for example, using a TCP type plasma etching apparatus, (processing temperature = 0 ° C., processing pressure = 5 mTorr, flow rate of CHF 3 / O 2 = 10/50 sccm) , TCP power = 500W,
Anisotropic etching is performed for 15 seconds by CHF 3 —O 2 -based plasma etching under the condition of (bias power = 100 W) to separate the silicon oxide-containing layer 42b and the silyl compound-containing layer 42a. Next, the remaining bulk resist film 40a is removed by ashing by O 2 plasma treatment, and further post-treated with a H 2 SO 2 / H 2 O 2 solution.

【0083】次に、図12(i)に示すように、領域A
において、例えば半導体基板10の導電型と異なる導電
型の導電性不純物(基板がp型の場合には、リンなどの
n型不純物、基板がn型の場合には、ホウ素などのp型
不純物)をゲート電極30aをマスクとしてイオン注入
して、ゲート電極30aの両側部における半導体基板1
0中に、導電性不純物の拡散層であるソース・ドレイン
領域11を形成する。このとき、領域Bにおいても導電
性不純物の拡散層12が形成される。領域Bをレジスト
膜などでマスクし、領域Aに選択的にイオン注入するこ
ともできる。以上で、図9に示す構造に至る。
Next, as shown in FIG.
In, for example, conductive impurities of a conductivity type different from the conductivity type of the semiconductor substrate 10 (an n-type impurity such as phosphorus when the substrate is a p-type, and a p-type impurity such as boron when the substrate is an n-type) Is implanted using the gate electrode 30a as a mask, and the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 30a is implanted.
In step 0, source / drain regions 11, which are diffusion layers of conductive impurities, are formed. At this time, the diffusion layer 12 of the conductive impurity is also formed in the region B. The region B may be masked with a resist film or the like, and ions may be selectively implanted into the region A. This leads to the structure shown in FIG.

【0084】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
においては、ポジ型のレジスト膜中に形成されたシリル
化物含有層の表層部分に酸化シリコン含有層を形成する
前に、領域Bにおいてレジスト膜の側壁表面を含む表層
部分に形成されたシリル化物含有層を除去するので、従
ってここには酸化シリコン含有層が形成されない。この
ため、基板の領域B(エッジ部)において残渣を残すこ
となく容易にレジスト膜を除去することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment described above, the resist film is formed in the region B before the silicon oxide-containing layer is formed on the surface portion of the silylide-containing layer formed in the positive resist film. Since the silylated material-containing layer formed on the surface layer portion including the side wall surface is removed, no silicon oxide-containing layer is formed here. Therefore, the resist film can be easily removed without leaving a residue in the region B (edge portion) of the substrate.

【0085】上記の本実施形態の半導体装置の製造方法
においては、基板の領域Bにおけるレジスト膜を剥離す
るために、有機系の剥離液を用いるかわりにフッ酸水溶
液を用いることができる。この場合は、シリル化物含有
層のみが剥離され、レジスト膜が残されるが、次工程で
あるO2 プラズマ処理により、除去されたシリル化物含
有層の下層に形成されていたレジスト膜は除去されるの
で、上記の実施形態と同様の構造を得ることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, an aqueous solution of hydrofluoric acid can be used instead of an organic stripping solution to strip the resist film in the region B of the substrate. In this case, only the silyl compound-containing layer is peeled off, leaving the resist film, but the O 2 plasma treatment of the next step removes the resist film formed under the removed silyl compound-containing layer. Therefore, the same structure as the above embodiment can be obtained.

【0086】本発明は、DRAMなどのMOSトランジ
スタの半導体装置や、バイポーラ系の半導体装置、ある
いはA/Dコンバータなど、フォトリソグラフィー工程
によりフォトレジスト膜をパターン加工する工程を有し
ている半導体装置の製造方法であれば何にでも適用でき
る。さらに、半導体装置の製造方法に限らず、微細なパ
ターンを転写するためのフォトリソグラフィー方法とし
て応用することが可能である。
The present invention relates to a semiconductor device having a process of patterning a photoresist film by a photolithography process, such as a semiconductor device of a MOS transistor such as a DRAM, a bipolar semiconductor device, or an A / D converter. It can be applied to any manufacturing method. Further, the present invention can be applied not only to a method for manufacturing a semiconductor device but also to a photolithography method for transferring a fine pattern.

【0087】本発明は、上記の実施の形態に限定されな
い。例えば、実施形態ではゲート電極を加工するための
マスクとして、シリル化プロセスによりレジスト膜を形
成しているが、ゲート電極以外の導電層、基板自体、あ
るいは絶縁膜などの加工に適用することができる。その
他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を行う
ことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, a resist film is formed by a silylation process as a mask for processing a gate electrode, but the present invention can be applied to processing of a conductive layer other than the gate electrode, the substrate itself, or an insulating film. . In addition, various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、シリル化プロセスによ
り基板上にレジスト膜をパターン形成するときに、露光
処理により第2領域のレジスト膜の側壁表面に予めシリ
ル化物含有層を形成させない、あるいは、形成してもシ
リル化物含有層の表層部分に酸化シリコン含有層を形成
する前に第2領域のレジスト膜の側壁表面のシリル化物
含有層を除去してしまうことにより、基板の第2領域
(エッジ部)において残渣を残すことなく容易にレジス
ト膜を除去することができる半導体装置の製造方法およ
びフォトリソグラフィー方法を提供することができる。
According to the present invention, when a resist film is patterned on a substrate by a silylation process, a silyl compound-containing layer is not previously formed on the side wall surface of the resist film in the second region by an exposure treatment, or Even if it is formed, the silylide-containing layer on the side wall surface of the resist film in the second region is removed before forming the silicon oxide-containing layer on the surface layer of the silylide-containing layer. It is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device and a method of photolithography that can easily remove a resist film without leaving a residue at an edge portion).

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

【図1】図1は第1実施形態に係る半導体装置のトラン
ジスタ形成工程後における(a)半導体基板の平面図お
よび(b)前記半導体基板のエッジ近傍領域の断面図で
ある。
FIGS. 1A and 1B are (a) a plan view of a semiconductor substrate and (b) a cross-sectional view of a region near an edge of the semiconductor substrate after a transistor forming step of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図2】図2は第1実施形態に係る半導体装置の製造方
法の製造工程を示す断面図であり、(a)は素子分離絶
縁膜の形成工程まで、(b)はゲート絶縁膜となる酸化
シリコン層の形成工程まで、(c)はゲート電極となる
ポリシリコン層の形成工程までを示す。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment. FIG. 2A illustrates a process up to a step of forming an element isolation insulating film, and FIG. 2B illustrates a gate insulating film. (C) shows up to the step of forming a polysilicon layer to be a gate electrode.

【図3】図3は図2の続きの工程を示す断面図であり、
(d)はレジスト膜の形成工程まで、(e)は領域Bに
おける露光工程まで、(f)は領域Aにおけるパターン
露光工程までを示す。
FIG. 3 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 2;
(D) shows up to the step of forming a resist film, (e) shows up to the exposure step in the area B, and (f) shows up to the pattern exposure step in the area A.

【図4】図4は図3の続きの工程を示す断面図であり、
(g)はシリル化物含有層の形成工程まで、(h)は酸
化シリコン含有層の形成およびレジスト膜のパターン加
工工程まで、(i)はゲート電極のパターン加工工程ま
でを示す。
FIG. 4 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 3;
(G) shows up to the step of forming a silylide-containing layer, (h) shows up to the step of forming a silicon oxide-containing layer and pattern processing of a resist film, and (i) shows up to the step of patterning a gate electrode.

【図5】図5は図4の続きの工程を示す断面図であり、
(j)はレジスト膜の除去工程まで、(k)はソース・
ドレイン領域の形成工程までを示す。
FIG. 5 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 4;
(J) shows the process until the resist film is removed, and (k) shows the source
The steps up to the step of forming the drain region are shown.

【図6】図6は第2実施形態に係る半導体装置の製造方
法の製造工程を示す断面図であり、(a)はレジスト膜
の形成工程まで、(b)は領域Aにおけるパターン露光
工程まで、(c)は被露光領域における架橋部の形成工
程までを示す。
FIGS. 6A and 6B are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment, in which FIG. 6A illustrates up to a step of forming a resist film, and FIG. And (c) show the steps up to the step of forming a crosslinked portion in the exposed region.

【図7】図7は図6の続きの工程を示す断面図であり、
(d)はシリル化物含有層の形成工程まで、(e)は酸
化シリコン含有層の形成およびレジスト膜のパターン加
工工程まで、(f)はゲート電極のパターン加工工程ま
でを示す。
FIG. 7 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 6;
(D) shows the process up to the formation of the silyl compound-containing layer, (e) shows the process up to the formation of the silicon oxide-containing layer and the patterning of the resist film, and (f) shows the process up to the patterning of the gate electrode.

【図8】図8は図7の続きの工程を示す断面図であり、
(g)はレジスト膜の除去工程まで、(h)はソース・
ドレイン領域の形成工程までを示す。
FIG. 8 is a sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 7;
(G) until the step of removing the resist film, (h) the source
The steps up to the step of forming the drain region are shown.

【図9】図9は第3実施形態に係る半導体装置のトラン
ジスタ形成工程後における(a)半導体基板の平面図お
よび(b)前記半導体基板のエッジ近傍領域の断面図で
ある。
9A is a plan view of a semiconductor substrate after a transistor forming step of a semiconductor device according to a third embodiment, and FIG. 9B is a cross-sectional view of a region near an edge of the semiconductor substrate.

【図10】図10は第3実施形態に係る半導体装置の製
造方法の製造工程を示す断面図であり、(a)はレジス
ト膜の形成工程まで、(b)は領域Aにおけるパターン
露光工程まで、(c)はシリル化物含有層の形成工程ま
でを示す。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment. FIG. 10A illustrates up to a resist film forming step, and FIG. 10B illustrates a pattern exposing step in a region A. And (c) show the steps up to the step of forming the silylated material-containing layer.

【図11】図11は図10の続きの工程を示す断面図で
あり、(d)および(e)は領域Bにおけるシリル化物
含有層の除去工程まで、(f)は酸化シリコン含有層の
形成およびレジスト膜のパターン加工工程までを示す。
11 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 10; (d) and (e) show steps up to a step of removing a silylated compound-containing layer in a region B; and (f) shows formation of a silicon oxide-containing layer. And the steps up to the step of patterning the resist film.

【図12】図12は図11の続きの工程を示す断面図で
あり、(g)はゲート電極のパターン加工工程まで、
(h)はレジスト膜の除去工程まで、(i)はソース・
ドレイン領域の形成工程までを示す。
12 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 11; FIG.
(H) shows the process up to the resist film removal step, and (i) shows the source
The steps up to the step of forming the drain region are shown.

【図13】図13は従来例に係る半導体装置のトランジ
スタ形成工程後における(a)半導体基板の平面図およ
び(b)前記半導体基板のエッジ近傍領域の断面図であ
る。
FIGS. 13A and 13B are (a) a plan view of a semiconductor substrate and (b) a cross-sectional view of a region near an edge of the semiconductor substrate after a transistor forming step of a semiconductor device according to a conventional example.

【図14】図14は従来例に係る半導体装置の製造方法
の製造工程を示す断面図であり、(a)は素子分離絶縁
膜の形成工程まで、(b)はゲート絶縁膜となる酸化シ
リコン層の形成工程まで、(c)はゲート電極となるポ
リシリコン層の形成工程までを示す。
14A and 14B are cross-sectional views showing a manufacturing process of a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example, in which FIG. 14A shows up to a step of forming an element isolation insulating film, and FIG. (C) shows up to the step of forming a polysilicon layer to be a gate electrode.

【図15】図15は図14の続きのレジスト膜を形成す
る工程までを示す(d)斜視図および(e)断面図であ
る。
FIG. 15 is a perspective view (d) and a sectional view (e) showing up to the step of forming a resist film subsequent to FIG. 14;

【図16】図16は図15の続きの基板の外周部のレジ
スト膜を除去する工程までを示す(f)斜視図および
(g)断面図である。
16 (f) is a perspective view and FIG. 16 (g) is a sectional view showing up to the step of removing the resist film on the outer peripheral portion of the substrate following FIG.

【図17】図17は図16の続きの工程を示す断面図で
あり、(h)はパターン露光工程まで、(i)はシリル
化物含有層の形成工程まで、(j)は酸化シリコン含有
層の形成およびレジスト膜のパターン加工工程までを示
す。
17 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 16; FIG. 17 (h) shows a pattern exposure step; FIG. 17 (i) shows a step of forming a silylated compound-containing layer; Up to the formation of the resist film and the patterning process of the resist film.

【図18】図18は図17の続きの工程を示す断面図で
あり、(k)はゲート電極のパターン加工工程まで、
(l)はレジスト膜の除去工程まで、(m)はソース・
ドレイン領域の形成工程までを示す。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 17; (k) shows a step until a gate electrode pattern processing step;
(L) shows the process until the resist film is removed, and (m) shows the source
The steps up to the step of forming the drain region are shown.

【図19】図19は従来例の半導体装置の製造工程の問
題点を説明するための断面図であり、(k’)はゲート
電極のパターン加工工程まで、(l’)はレジスト膜の
除去工程までを示す。
FIG. 19 is a cross-sectional view for explaining a problem in a manufacturing process of a conventional semiconductor device, in which (k ′) shows a process up to a gate electrode patterning process, and (l ′) shows a removal of a resist film. The process is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板、11…ソース・ドレイン領域、12
…導電性不純物の拡散層、20…素子分離絶縁膜、21
…ゲート絶縁膜、30,30b…ポリシリコン層、30
a…ゲート電極、40,40a…レジスト膜、41,4
1a…架橋部、42,42a,42a’…シリル化物含
有層、42b,42b’…酸化シリコン含有層、42c
…残渣、43…非架橋部、LE…エッジ部露光用の光、
LP,LN…パターン露光用の光、MP,MN…マス
ク、S…シリル化剤、E1,E2…エッチングガス、D
…導電性不純物、Sl…剥離液。
10: semiconductor substrate, 11: source / drain region, 12
... Diffusion layer of conductive impurity, 20 ... Element isolation insulating film, 21
... Gate insulating film, 30, 30b ... Polysilicon layer, 30
a: gate electrode, 40, 40a: resist film, 41, 4
1a: crosslinked portion, 42, 42a, 42a ': silylated compound-containing layer, 42b, 42b': silicon oxide-containing layer, 42c
... residue, 43 ... non-crosslinked part, LE ... light for edge part exposure,
LP, LN: light for pattern exposure, MP, MN: mask, S: silylating agent, E1, E2: etching gas, D
... conductive impurities, Sl: stripping solution.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/30 577 21/302 H Fターム(参考) 2H096 AA25 BA01 EA02 FA04 FA10 HA23 5F004 AA09 BA20 CA06 DA00 DA04 DA16 DA26 DB02 DB26 EA04 EA06 EA26 EA28 EA32 EB02 FA02 5F046 AA28 BA04 CA01 CA04 JA04 LB01 LB09 MA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 21/30 577 21/302 HF term (Reference) 2H096 AA25 BA01 EA02 FA04 FA10 HA23 5F004 AA09 BA20 CA06 DA00 DA04 DA16 DA26 DB02 DB26 EA04 EA06 EA26 EA28 EA32 EB02 FA02 5F046 AA28 BA04 CA01 CA04 JA04 LB01 LB09 MA12

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1領域と当該第1領域の外周部である第
2領域を有する基板の少なくとも第1領域において、前
記基板に形成された被加工層を所定のパターンに加工す
る半導体装置の製造方法であって、 前記第1領域および前記第2領域において、基板に形成
された被加工層の上層に全面にレジスト膜を形成する工
程と、 前記第1領域において、前記レジスト膜を所定のパター
ンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層部分に前記パ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の側壁表面を含
む表層部分に架橋部を形成する工程と、 前記第1領域において、前記非架橋部の少なくとも表層
部分にシリル化物含有層を形成する工程と、 前記第1領域において、前記シリル化物含有層の少なく
とも表層部分に酸化シリコン含有層を形成する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層あるいは前記パターン加工されたレジスト
膜をマスクとして前記被加工層を加工する工程とを有す
る半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor device for processing a processing target layer formed on a substrate into a predetermined pattern in at least a first region of the substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region. In the manufacturing method, a step of forming a resist film on the entire surface of a layer to be processed formed on a substrate in the first region and the second region; Exposure along a pattern to form a cross-linked portion and a non-cross-linked portion along the pattern in the surface layer portion of the resist film; Forming a silylated compound-containing layer at least in a surface layer portion of the non-crosslinked portion in the first region; and reducing the amount of the silylated compound-containing layer in the first region. Forming a silicon oxide-containing layer on a surface layer portion, and processing the resist film along the pattern in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer as a mask; Processing the layer to be processed in the region and the second region using the silicon oxide-containing layer or the patterned resist film as a mask.
【請求項2】前記レジスト膜として被露光部分に架橋部
を形成するレジスト膜を使用し、 前記第1領域において前記レジスト膜の表層部分に前記
パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程にお
いては、前記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光
する工程により、前記レジスト膜の被露光部分の表層部
分に架橋部を形成し、前記レジスト膜の前記架橋部を除
く部分の表層部分を前記非架橋部とし、 前記第2領域において前記レジスト膜の側壁表面を含む
表層部分に架橋部を形成する工程においては、前記レジ
スト膜を露光する工程により、前記レジスト膜の側壁表
面を含む表層部分に架橋部を形成する請求項1記載の半
導体装置の製造方法。
2. A resist film for forming a crosslinked portion in a portion to be exposed is used as the resist film, and a crosslinked portion and a non-crosslinked portion are formed along the pattern in a surface layer portion of the resist film in the first region. In the step, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern forms a crosslinked portion in a surface portion of the exposed portion of the resist film, and a surface layer portion of the resist film excluding the crosslinked portion is formed. In the step of forming a crosslinked portion in the second region, the surface region including the side wall surface of the resist film in the second region, by exposing the resist film, the surface layer portion including the side wall surface of the resist film is exposed. 2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a bridge portion is formed in the semiconductor device.
【請求項3】前記レジスト膜として露光および架橋処理
を施したときに被露光部分に非架橋部を形成し、未露光
部分に架橋部を形成するレジスト膜を使用し、 前記第1領域において前記レジスト膜の表層部分に前記
パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程にお
いては、前記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光
する工程と、架橋処理を施す工程により、前記レジスト
膜の被露光部分の表層部分に非架橋部を形成し、前記レ
ジスト膜の前記非架橋部を除く部分の表層部分に架橋部
を形成し、 前記第2領域において前記レジスト膜の側壁表面を含む
表層部分に架橋部を形成する工程においては、前記レジ
スト膜に架橋処理を施す工程により、前記レジスト膜の
側壁表面を含む表層部分に架橋部を形成する請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
3. A resist film which forms a non-crosslinked portion in a portion to be exposed when exposed and crosslinked as a resist film, and forms a crosslinked portion in an unexposed portion, In the step of forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion in the surface layer portion of the resist film along the pattern, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern, and a step of performing a crosslinking treatment, A non-crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion, a crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the resist film other than the non-crosslinked portion, and a surface layer portion including a sidewall surface of the resist film in the second region. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein, in the step of forming a cross-linking portion, a cross-linking process is performed on the resist film to form a cross-linking portion in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film. The method of production.
【請求項4】前記第1領域において、前記シリル化物含
有層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成
する工程においては、前記シリル化物含有層の少なくと
も表層部分に酸化シリコン含有層を形成しながら、同時
に前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化
シリコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パ
ターンに沿って加工する請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
4. In the step of forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the silylated material-containing layer in the first region, forming a silicon oxide-containing layer on at least the surface portion of the silylated material-containing layer. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the resist film is processed along the pattern in the first region and the second region at the same time using the silicon oxide-containing layer as a mask.
【請求項5】前記第1領域において、前記シリル化物含
有層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成
する工程においては、原料ガス中に酸素を含有するプラ
ズマ処理を施す請求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. The semiconductor according to claim 4, wherein, in the step of forming a silicon oxide-containing layer at least in a surface layer portion of the silylated compound-containing layer in the first region, a plasma treatment is performed in which a source gas contains oxygen. Device manufacturing method.
【請求項6】第1領域と当該第1領域の外周部である第
2領域を有する基板の少なくとも第1領域において、前
記基板に形成された被加工層を所定のパターンに加工す
る半導体装置の製造方法であって、 前記第1領域および前記第2領域において、基板に形成
された被加工層の上層に全面にレジスト膜を形成する工
程と、 前記第1領域において、前記レジスト膜を所定のパター
ンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層部分に前記パ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の側壁表面を含
む表層部分に非架橋部を形成する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記非架橋
部の少なくとも表層部分にシリル化物含有層を形成する
工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の少なくとも側
壁表面を含む表層部分に形成された前記シリル化物含有
層を除去する工程と、 少なくとも前記第1領域において、前記シリル化物含有
層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成す
る工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層あるいは前記パターン加工されたレジスト
膜をマスクとして前記被加工層を加工する工程とを有す
る半導体装置の製造方法。
6. A semiconductor device for processing a layer to be processed formed on a substrate into a predetermined pattern in at least a first region of the substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region. In the manufacturing method, a step of forming a resist film on the entire surface of a layer to be processed formed on a substrate in the first region and the second region; Exposing along the pattern to form a cross-linked portion and a non-cross-linked portion in the surface portion of the resist film along the pattern; and in the second region, non-cross-linked to the surface portion including the side wall surface of the resist film. Forming a portion, forming a silylated compound layer on at least a surface portion of the non-crosslinked portion in the first region and the second region, and forming the resist in the second region. Removing the silylated material-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface of the film, and forming a silicon oxide-containing layer on at least the surface layer portion of the silylated material-containing layer in at least the first region. Processing the resist film along the pattern using the silicon oxide-containing layer as a mask in the first region and the second region; and forming the silicon oxide-containing layer in the first region and the second region. Processing the layer to be processed using the layer or the patterned resist film as a mask.
【請求項7】前記レジスト膜として被露光部分に架橋部
を形成するレジスト膜を使用し、 前記第1領域において前記レジスト膜の表層部分に前記
パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程にお
いては、前記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光
する工程により、前記レジスト膜の被露光部分の表層部
分に架橋部を形成し、前記レジスト膜の前記架橋部を除
く部分の表層部分を前記非架橋部とする請求項6記載の
半導体装置の製造方法。
7. A resist film for forming a crosslinked portion in a portion to be exposed as said resist film, wherein a crosslinked portion and a non-crosslinked portion are formed along the pattern in a surface layer portion of the resist film in the first region. In the step, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern forms a crosslinked portion in a surface portion of the exposed portion of the resist film, and a surface layer portion of the resist film excluding the crosslinked portion is formed. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the non-crosslinked portion is used.
【請求項8】前記レジスト膜として露光および架橋処理
を施したときに被露光部分に非架橋部を形成し、未露光
部分に架橋部を形成するレジスト膜を使用し、 前記第1領域において前記レジスト膜の表層部分に前記
パターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程にお
いては、前記レジスト膜を所定のパターンに沿って露光
する工程と、架橋処理を施す工程により、前記レジスト
膜の被露光部分の表層部分に非架橋部を形成し、前記レ
ジスト膜の前記非架橋部を除く部分の表層部分に架橋部
を形成し、 前記第2領域において前記レジスト膜の側壁表面を含む
表層部分に非架橋部を形成する工程においては、前記レ
ジスト膜に露光する工程と、架橋処理を施す工程によ
り、前記レジスト膜の側壁表面を含む表層部分に非架橋
部を形成する請求項6記載の半導体装置の製造方法。
8. A resist film that forms a non-crosslinked portion in a portion to be exposed when exposed and crosslinked as a resist film and forms a crosslinked portion in an unexposed portion, In the step of forming a crosslinked portion and a non-crosslinked portion in the surface layer portion of the resist film along the pattern, a step of exposing the resist film along a predetermined pattern, and a step of performing a crosslinking treatment, A non-crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the exposed portion, a crosslinked portion is formed in a surface layer portion of the resist film other than the non-crosslinked portion, and a surface layer portion including a sidewall surface of the resist film in the second region. In the step of forming a non-crosslinked portion on the surface of the resist film, a step of exposing the resist film and a step of performing a cross-linking treatment are performed to form a non-crosslinked portion in a surface layer portion including a side wall surface of the resist film. The method of manufacturing a semiconductor device of claim 6, wherein.
【請求項9】前記第1領域において、前記シリル化物含
有層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成
する工程においては、前記シリル化物含有層の少なくと
も表層部分に酸化シリコン含有層を形成しながら、同時
に前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化
シリコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パ
ターンに沿って加工する請求項6記載の半導体装置の製
造方法。
9. In the step of forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the silylide-containing layer in the first region, forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the silylide-containing layer. 7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the resist film is processed along the pattern in the first region and the second region at the same time using the silicon oxide-containing layer as a mask.
【請求項10】前記第1領域において、前記シリル化物
含有層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形
成する工程においては、原料ガス中に酸素を含有するプ
ラズマ処理を施す請求項9記載の半導体装置の製造方
法。
10. The semiconductor according to claim 9, wherein, in the step of forming a silicon oxide-containing layer at least in a surface layer portion of the silylated compound-containing layer in the first region, a plasma treatment is performed in which a source gas contains oxygen. Device manufacturing method.
【請求項11】前記第2領域において、前記レジスト膜
の少なくとも側壁表面を含む表層部分に形成された前記
シリル化物含有層を除去する工程においては、前記第2
領域の前記レジスト膜の少なくとも側壁表面を含む表層
部分にレジスト膜剥離液を滴下する請求項6記載の半導
体装置の製造方法。
11. In the step of removing the silylated compound-containing layer formed in a surface layer portion including at least a side wall surface of the resist film in the second region,
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein a resist film stripper is dropped on a surface layer portion including at least a side wall surface of the resist film in a region.
【請求項12】第1領域と当該第1領域の外周部である
第2領域を有する基板の少なくとも第1領域において、
前記基板に所定のパターンのレジスト膜を形成するフォ
トリソグラフィー方法であって、 前記第1領域および前記第2領域において、基板に全面
にレジスト膜を形成する工程と、 前記第1領域において、前記レジスト膜を所定のパター
ンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層部分に前記パ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の側壁表面を含
む表層部分に架橋部を形成する工程と、 前記第1領域において、前記非架橋部の少なくとも表層
部分にシリル化物含有層を形成する工程と、 前記第1領域において、前記シリル化物含有層の少なく
とも表層部分に酸化シリコン含有層を形成する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する工程とを有するフォトリソグラフ
ィー方法。
12. At least a first region of a substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region,
A photolithography method for forming a resist film having a predetermined pattern on the substrate, comprising: forming a resist film on the entire surface of the substrate in the first region and the second region; Exposing the film along a predetermined pattern to form a crosslinked portion and a non-crosslinked portion in the surface layer portion of the resist film along the pattern; and a surface layer including a sidewall surface of the resist film in the second region. A step of forming a crosslinked portion in a portion; a step of forming a silylated compound-containing layer in at least a surface portion of the non-crosslinked portion in the first region; and at least a surface layer portion of the silylated compound layer in the first region. Forming a silicon oxide-containing layer in the first region and the second region, using the silicon oxide-containing layer as a mask. Photolithographic method and a step of processing along the resist layer on the pattern.
【請求項13】第1領域と当該第1領域の外周部である
第2領域を有する基板の少なくとも第1領域において、
前記基板に所定のパターンのレジスト膜を形成するフォ
トリソグラフィー方法であって、 前記第1領域および前記第2領域において、基板に全面
にレジスト膜を形成する工程と、 前記第1領域において、前記レジスト膜を所定のパター
ンに沿って露光し、前記レジスト膜の表層部分に前記パ
ターンに沿って架橋部と非架橋部を形成する工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の側壁表面を含
む表層部分に非架橋部を形成する工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記非架橋
部の少なくとも表層部分にシリル化物含有層を形成する
工程と、 前記第2領域において、前記レジスト膜の少なくとも側
壁表面を含む表層部分に形成された前記シリル化物含有
層を除去する工程と、 少なくとも前記第1領域において、前記シリル化物含有
層の少なくとも表層部分に酸化シリコン含有層を形成す
る工程と、 前記第1領域および前記第2領域において、前記酸化シ
リコン含有層をマスクとして前記レジスト膜を前記パタ
ーンに沿って加工する工程とを有するフォトリソグラフ
ィー方法。
13. At least in a first region of a substrate having a first region and a second region which is an outer peripheral portion of the first region,
A photolithography method for forming a resist film having a predetermined pattern on the substrate, comprising: forming a resist film on the entire surface of the substrate in the first region and the second region; Exposing the film along a predetermined pattern to form a cross-linking portion and a non-cross-linking portion along the pattern in a surface layer portion of the resist film; and a surface layer including a side wall surface of the resist film in the second region. Forming a non-crosslinked portion in a portion; forming a silylated compound-containing layer in at least a surface portion of the non-crosslinked portion in the first region and the second region; and forming the resist film in the second region. Removing the silylated material-containing layer formed on the surface layer portion including at least the side wall surface of at least the first region. Forming a silicon oxide-containing layer on at least a surface portion of the oxide-containing layer, and processing the resist film along the pattern in the first region and the second region using the silicon oxide-containing layer as a mask And a photolithography method comprising:
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