JP2001023971A - パターン形成方法 - Google Patents

パターン形成方法

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JP2001023971A
JP2001023971A JP11199074A JP19907499A JP2001023971A JP 2001023971 A JP2001023971 A JP 2001023971A JP 11199074 A JP11199074 A JP 11199074A JP 19907499 A JP19907499 A JP 19907499A JP 2001023971 A JP2001023971 A JP 2001023971A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、ネガ型のシリル化プロセスを実現
するパターン形成方法を得る。 【解決手段】 化学増幅型のポジ型レジストと水酸基を
有する化合物を含むレジスト膜2を基板1上に形成する
第1の工程と、前記第1の工程で形成したレジスト膜2
に露光部9に応じたパターン形状を持つマスク3を介し
てエネルギービーム4を照射して露光処理を実行する第
2の工程と、前記第2の工程の露光処理後のレジスト膜
2を所定条件で加熱する第3の工程と、前記第3の工程
の加熱処理後のレジスト膜2にシリル化を行って当該レ
ジスト膜2の露光部9の表面にシリコンを導入する第4
の工程と、前記第4の工程でシリコンを導入した露光部
9をマスク3として前記レジスト膜2に対してドライエ
ッチングを行って所望のレジストパターン2Aを形成す
る第5の工程を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造等に
おけるパターン形成技術に係り、特にネガ型のシリル化
プロセスを実現するパターン形成方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体等の製造においては、紫外
線を用いたフォトリソグラフィによるパターン形成方法
が用いられるようになっているが、半導体素子の微細化
に伴って紫外線よりもさらに短波長の光源を使用するパ
ターン形成方法の開発が進められている。このような短
波長光源を使用する場合、焦点深度を高め、また実用解
像度を向上させるために、近年、ドライ現像を用いた表
面解像プロセスの開発が進められてきている。
【0003】このような表面解像プロセスとしては、例
えば、論文集Proc.SPIE(The Inter
national Society of Photo
Optical Eng.), Vol.3333,
p.188(1998)に開示されているように、化学
増幅型のポジ型レジストを用いたネガ型シリル化プロセ
スが提案されている。化学増幅型のポジ型レジストを用
いたネガ型シリル化プロセスでは、露光によって引き起
こされるレジスト中の酸発生剤からの酸発生を用いてレ
ジストのポリマーであるポリ(t−ブチルフェノール)
を構成する酸不安定基であるt−ブチル基を脱保護さ
せ、シリル化を用いて脱保護してポリ(ビニールフェノ
ール)となった後の露光部のレジストにのみ選択的にS
i(シリコン)を導入する。その後、Siの導入されて
いない未露光部を酸素プラズマエッチングを用いて選択
的に除去してネガ型のパターンを形成している。
【0004】以下、このような従来のパターン形成方法
を、図2(a)〜(e)を用いて説明する。図2(a)
〜(e)は従来のパターン形成方法の各工程を示す断面
図である。図2において、1’は基板、2’はレジスト
膜、2’Aはレジストパターン、3’はマスク、4’は
ArFエキシマレーザ光、6’はシリル化剤の相、7’
はシリル化層、8’はドライエッチングガス、9’は露
光部を示している。
【0005】化学増幅型のポジ型レジストを用いたネガ
型シリル化プロセスにかかる従来のパターン形成方法で
は、シリル化用のレジストとして、以下の組成のレジス
トを用いていた。
【0006】 ポリ(t−ブチルフェノール)・・・・・10g ジフェニルジスルフォン [酸発生剤]・・・・・0.3g ジグライム [溶媒]・・・・・40g
【0007】図2を参照すると、まず、基板1’上に上
記レジストを塗布し、約90℃の温度で約60秒間のプ
リベークを行って約0.4μm厚のレジスト膜2’を得
る(図2(a))。次いで、所望のパターンを描いたマ
スク3’を介してArFエキシマレーザ光4’にて露光
を行う(図2(b))。この後約90℃の温度で約90
秒の加熱処理を実行してレジスト膜2’のt−ブチル基
の脱保護を促進させる(図2(c))。次いで、ジメチ
ルシリルジメチルアミンを用いてシリル化剤の相6’を
形成し、レジスト膜2’の露光部9’にSiを導入して
シリル化層7’を形成する(図2(d))。その後、シ
リル化層7’をマスクとしてレジスト膜2’に対して酸
素とSO2を主ガスとするドライエッチングガス8’を
用いたTCP方式のドライエッチングを実行して幅約
0.12μmのパターン2’Aを形成する。このとき、
パターン2’Aは形状が崩れた不良パターンであった
(図2(e))。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記のような化学増幅
型のポジ型レジストを用いたネガ型シリル化プロセスに
かかる従来のパターン形成方法では、(図2(e))に
示すように、パターン2’Aは形状が崩れた不良パター
ンとなりやすいため、解像性が悪いという問題点があっ
た。
【0009】このような不良パターンの原因としては、
露光部9’のt−ブチル基の脱保護が十分でないため
に、後のシリル化によるシリル化層7’が薄くなってし
まい、Siの含有量が少なくなる結果、ドライエッチン
グに十分に耐えなかったものと考えられる。このような
不良パターンは後工程の不良につながり、ひいては半導
体素子製造の歩留まり低下の原因となり非常に大きな課
題と考えられる。
【0010】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、ネガ型のシリル化プロセスを実
現するパターン形成方法を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1記載
の発明にかかるパターン形成方法は、ネガ型のシリル化
プロセスを実現するパターン形成方法であって、化学増
幅型のポジ型レジストに水酸基を有する所定量の化合物
を含有するレジスト膜に対して所定のエネルギービーム
を照射して露光処理を実行して露光部を形成するととも
に、当該露光部に対して前記レジストの酸不安定基の脱
保護を実行する工程と、前記脱保護後のレジスト膜にシ
リル化を行って当該レジスト膜の露光部の表面にシリコ
ンを導入する工程と、前記露光部の脱保護した部分の水
酸基に対する前記シリル化を、水酸基を有する化合物を
用いて増幅する工程と、前記シリコンを導入した露光部
をマスクとして前記レジスト膜に対してドライエッチン
グを行って所望のレジストパターンを形成する工程を有
するものである。
【0012】請求項2記載の発明にかかるパターン形成
方法は、ネガ型のシリル化プロセスを実現するパターン
形成方法であって、化学増幅型のポジ型レジストに水酸
基を有する所定量の化合物を含有するレジスト膜を基板
上に形成する第1の工程と、前記第1の工程で形成した
前記レジスト膜に露光部に応じたパターン形状を持つマ
スクを介して所定のエネルギービームを照射して露光処
理を実行する第2の工程と、前記第2の工程の露光処理
後の前記レジスト膜を所定条件で加熱する第3の工程
と、前記第3の工程の加熱処理後の前記レジスト膜にシ
リル化を行って当該レジスト膜の前記露光部の表面にシ
リコンを導入する第4の工程と、前記第4の工程でシリ
コンを導入した前記露光部を前記マスクとして前記レジ
スト膜に対してドライエッチングを行って所望のレジス
トパターンを形成する第5の工程を有するものである。
【0013】請求項3記載の発明にかかるパターン形成
方法は、ネガ型のシリル化プロセスを実現するパターン
形成方法であって、化学増幅型のポジ型レジストに水酸
基を有する所定量のポリマーを含有するレジスト膜に対
して所定のエネルギービームを照射して露光処理を実行
して露光部を形成するとともに、当該露光部に対して前
記レジストの酸不安定基の脱保護を実行する工程と、前
記脱保護後の前記レジスト膜にシリル化を行って当該レ
ジスト膜の露光部の表面にシリコンを導入する工程と、
前記露光部の脱保護した部分の水酸基に対する前記シリ
ル化を、水酸基を有するポリマーを用いて増幅する工程
と、前記シリコンを導入した露光部をマスクとして前記
レジスト膜に対してドライエッチングを行って所望のレ
ジストパターンを形成する工程を有するものである。
【0014】請求項4記載の発明にかかるパターン形成
方法は、ネガ型のシリル化プロセスを実現するパターン
形成方法であって、化学増幅型のポジ型レジストに水酸
基を有する所定量のポリマーを含有するレジスト膜を基
板上に形成する第1の工程と、前記第1の工程で形成し
た前記レジスト膜に露光部に応じたパターン形状を持つ
マスクを介して所定のエネルギービームを照射して露光
処理を実行する第2の工程と、前記第2の工程の露光処
理後の前記レジスト膜を所定条件で加熱する第3の工程
と、前記第3の工程の加熱処理後の前記レジスト膜にシ
リル化を行って当該レジスト膜の前記露光部の表面にシ
リコンを導入する第4の工程と、前記第4の工程でシリ
コンを導入した前記露光部を前記マスクとして前記レジ
スト膜に対してドライエッチングを行って所望のレジス
トパターンを形成する第5の工程を有するものである。
【0015】請求項5記載の発明にかかるパターン形成
方法は、上記請求項1,2,3または4に記載の発明に
おいて、前記化学増幅型のポジ型レジストのポリマー
が、酸不安定基のホモポリマーを有するものである。
【0016】請求項6記載の発明にかかるパターン形成
方法は、上記請求項1または2に記載の発明において、
前記水酸基を有する所定量の化合物は、ビスフェノール
Aまたはピロガロールを主材とするものである。
【0017】請求項7記載の発明にかかるパターン形成
方法は、上記請求項3または4に記載の発明において、
前記水酸基を有する所定量のポリマーは、ポリビニール
フェノール、ノボラック樹脂、ポリアクリル酸、または
ポリメタクリル酸のうちいずれかを主材とするものであ
る。
【0018】請求項8記載の発明にかかるパターン形成
方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発
明において、前記エネルギービームは、電子ビームであ
る。
【0019】請求項9記載の発明にかかるパターン形成
方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発
明において、前記エネルギービームは、X線である。
【0020】請求項10記載の発明にかかるパターン形
成方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
発明において、前記エネルギービームは、略5乃至略1
80nmの波長の光ビームである。
【0021】請求項11記載の発明にかかるパターン形
成方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
発明において、前記露光部の脱保護した部分の水酸基に
対する前記シリル化を気相で行ってシリル化層を形成す
る工程を有するものである。
【0022】請求項12記載の発明にかかるパターン形
成方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
発明において、前記露光部の脱保護した部分の水酸基に
対する前記シリル化を液相で行ってシリル化層を形成す
る工程を有するものである。
【0023】請求項13記載の発明にかかるパターン形
成方法は、上記請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
発明において、前記シリル化に用いるシリル化剤は、ジ
メチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチル
アミン、またはジメチルアミノジメチルジシランのうち
いずれかを主材とするものである。
【0024】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1を図1(a)〜(f)に示す各断面図を参
照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態1
に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
図1において、1は基板、2はレジスト膜、2Aはレジ
ストパターン、3はマスク、4はエネルギービーム(A
rFエキシマレーザ光)、6はシリル化剤の相、7はシ
リル化層、8はドライエッチングガス、9は露光部を示
している。
【0025】以下、本実施の形態のパターン形成方法
を、図1(a)〜(f)に示す各断面図を参照して説明
する。図1を参照すると、本実施の形態では、水酸基を
有する化合物が、露光部9の脱保護した部分の水酸基と
相まってシリル化を助長(シリル化反応を増幅)すると
いう本発明者が見出した新規な物理現象を応用し、化学
増幅型のポジ型レジストと水酸基を有する化合物を含む
レジスト膜2を基板1上に形成する第1の工程と、前記
第1の工程で形成したレジスト膜2に露光部9に応じた
パターン形状を持つマスク3を介してエネルギービーム
4を照射して露光処理を実行する第2の工程と、前記第
2の工程の露光処理後のレジスト膜2を所定条件で加熱
する第3の工程と、前記第3の工程の加熱処理後のレジ
スト膜2にシリル化を行って当該レジスト膜2の露光部
9の表面にシリコンを導入する第4の工程と、前記第4
の工程でシリコンを導入した露光部9をマスク3として
前記レジスト膜2に対してドライエッチングを行って所
望のレジストパターン2Aを形成する第5の工程を実行
する。
【0026】このとき、露光部9は第4の工程でのシリ
ル化によるSiとより結びつきやすくなるため、第4の
工程でのシリル化によるSiの導入が従来のパターン形
成方法に比べて多くなり(すなわち、シリル化層7が厚
くなり)、第4の工程後の第5の工程でのドライエッチ
ングに十分に耐えるマスク3となるため、従来のパター
ン形成方法に比べて形状の良好なレジストパターン2A
を形成できるようになる。なお、未露光部9について
は、レジスト(レジスト膜2)の疎水性が強いために、
水酸基を有する化合物によるシリル化は非常に起こりに
くく、第4の工程でのシリル化のコントラストが低下す
ることはない。
【0027】水酸基を有する本実施の形態の化合物とし
ては、例えば、ビスフェノールA、ピロガロールなどが
挙げられるが、これに特に限定されない。また、水酸基
を有する本実施の形態の化合物のレジスト(レジスト膜
2)に対する添加量は、過剰となりすぎて未露光部9の
シリル化が起こることがない程度であればよい。例え
ば、通常レジストに対して50wt%以下であることが
挙げられるが、これに特に限定されない。
【0028】さらに詳しく、本実施の形態を説明する。
本実施の形態では、シリル化用のレジスト(水酸基を有
する本実施の形態の化合物のレジスト)として以下の組
成のレジストを用いている。
【0029】 ポリ(t−ブチルフェノール)・・・・・10g ビスフェノールA・・・・・1g ジフェニルジスルフォン [酸発生剤]・・・・・0.3g ジグライム [溶媒]・・・・・40g
【0030】図1を参照すると、本実施の形態では、ま
ず、基板1上にシリル化用のレジスト(化学増幅型のポ
ジ型レジストと水酸基を有する化合物のレジスト)を塗
布し、約90℃の温度で60秒のプリベークを行い0.
4μm厚のレジスト膜2を得る(図1(a))。次い
で、所望のパターンを描いたマスク3を介してArFエ
キシマレーザ光(エネルギービーム4)にて露光を行う
(図1(b))。エネルギービーム4としては、ArF
(弗化アルゴン)エキシマレーザ(波長193nm)を
用いたが、これに代えて、KrF(弗化クリプトン)エ
キシマレーザ(波長248nm)、5〜180nmの波
長の光、EB(Electron Beam:電子ビー
ム)またはX線等を用いてもよい。その後、約90℃の
温度で約90秒の加熱を行い、レジストの酸不安定基で
あるt−ブチル基の脱保護を促進させる(図1
(c))。次いで、ジメチルシリルジメチルアミンを用
いてシリル化剤の相6を生成した後に、露光部9にSi
を導入してシリル化層7を形成する(図1(d))。本
実施の形態におけるシリル化は、気相、または、液相等
を用いて行ってよい。また、シリル化に用いるシリル化
剤は、ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリル
ジエチルアミン、または、ジメチルアミノジメチルジシ
ラン等を用いてもよく、これらに限定されない。その
後、シリル化層7をマスク3としてレジスト膜2に対し
て酸素とSO2を主ガスとするドライエッチングガス8
を用いたTCP方式のドライエッチングを実行し、パタ
ーン幅が約0.12μmのレジストパターン2Aを形成
する。このとき、シリル化層7は十分に厚くドライエッ
チングに十分に耐えることができたために、レジストパ
ターン2Aは形状が矩形の良好なパターンとなる(図1
(e))。
【0031】以上説明したように実施の形態1によれ
ば、半導体製造等に用いられるレジストパターン2A等
のパターンを高精度で形成できるようになるといった効
果を奏する。
【0032】実施の形態2.以下、この発明の実施の形
態2を、図1(a)〜(f)に示す各断面図を援用して
説明する。図1を参照すると、本実施の形態では、水酸
基を有するポリマーが、露光部9の脱保護した部分の水
酸基と相まってシリル化を助長(シリル化反応を増幅)
するという本発明者が見出した新規な物理現象を応用
し、化学増幅型のポジ型レジストと水酸基を有するポリ
マーを含むレジスト膜2を基板1上に形成する第1の工
程と、前記第1の工程で形成したレジスト膜2に露光部
9に応じたパターン形状を持つマスク3を介してエネル
ギービーム4を照射して露光処理を実行する第2の工程
と、前記第2の工程の露光処理後のレジスト膜2を所定
条件で加熱する第3の工程と、前記第3の工程の加熱処
理後のレジスト膜2にシリル化を行って当該レジスト膜
2の露光部9の表面にシリコンを導入する第4の工程
と、前記第4の工程でシリコンを導入した露光部9をマ
スク3として前記レジスト膜2に対してドライエッチン
グを行って所望のレジストパターン2Aを形成する第5
の工程を実行する。
【0033】このとき、露光部9は第4の工程でのシリ
ル化によるSiとより結びつきやすくなるため、第4の
工程でのシリル化によるSiの導入が従来のパターン形
成方法に比べて多くなり(すなわち、シリル化層7が厚
くなり)、第4の工程後の第5の工程でのドライエッチ
ングに十分に耐えるマスク3となるため、従来のパター
ン形成方法に比べて形状の良好なレジストパターン2A
を形成できるようになる。なお、未露光部9について
は、レジスト(レジスト膜2)の疎水性が強いために、
水酸基を有するポリマーによるシリル化は非常に起こり
にくく、第4の工程でのシリル化のコントラストが低下
することはない。
【0034】水酸基を有する本実施の形態のポリマーと
しては、例えば、ポリビニールフェノール、ノボラック
樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などが挙げら
れるが、これに特に限定されない。また、水酸基を有す
る本実施の形態のポリマーのレジスト(レジスト膜2)
に対する添加量は、過剰となりすぎて未露光部9のシリ
ル化が起こることがない程度であればよい。例えば、通
常レジストに対して50wt%以下であることが挙げら
れるが、これに特に限定されない。
【0035】さらに詳しく、本実施の形態を説明する。
本実施の形態では、シリル化用のレジスト(水酸基を有
する本実施の形態のポリマーのレジスト)として以下の
組成のレジストを用いている。
【0036】 ポリ(t−ブチルフェノール)・・・・・10g ポリビニールフェノール・・・・・0.5g ジフェニルジスルフォン [酸発生剤]・・・・・0.3g ジグライム [溶媒]・・・・・40g
【0037】図1を参照すると、本実施の形態では、ま
ず、基板1上にシリル化用のレジスト(化学増幅型のポ
ジ型レジストと水酸基を有するポリマーのレジスト)を
塗布し、約90℃の温度で60秒のプリベークを行い
0.4μm厚のレジスト膜2を得る(図1(a))。本
実施の形態における化学増幅型のポジ型レジストのポリ
マーは、例えば、酸不安定基のホモポリマーであること
が挙げられるが、本実施の形態はこれに限らない。次い
で、所望のパターンを描いたマスク3を介してArFエ
キシマレーザ光(エネルギービーム4)にて露光を行う
(図1(b))。エネルギービーム4としては、ArF
エキシマレーザ(波長193nm)を用いたが、これに
代えて、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、5
〜180nmの波長の光、EB(Electron B
eam:電子ビーム)またはX線等を用いてもよい。そ
の後、約90℃の温度で約90秒の加熱を行い、レジス
トの酸不安定基であるt−ブチル基の脱保護を促進させ
る(図1(c))。次いで、ジメチルシリルジメチルア
ミンを用いてシリル化剤の相6を生成した後に、露光部
9にSiを導入してシリル化層7を形成する(図1
(d))。本実施の形態におけるシリル化は、気相、ま
たは、液相等を用いて行ってよい。また、シリル化に用
いるシリル化剤は、ジメチルシリルジメチルアミン、ジ
メチルシリルジエチルアミン、または、ジメチルアミノ
ジメチルジシラン等を用いてもよく、これらに限定され
ない。その後、シリル化層7をマスク3としてレジスト
膜2に対して酸素とSO2を主ガスとするドライエッチ
ングガス8を用いたTCP方式のドライエッチングを実
行し、パターン幅が約0.12μmのレジストパターン
2Aを形成する。このとき、シリル化層7は十分に厚く
ドライエッチングに十分に耐えることができたために、
レジストパターン2Aは形状が矩形の良好なパターンと
なる(図1(e))。
【0038】以上説明したように実施の形態2によれ
ば、半導体製造等に用いられるレジストパターン2A等
のパターンを高精度で形成できるようになるといった効
果を奏する。
【0039】なお、本発明が上記各実施の形態に限定さ
れず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形
態は適宜変更され得ることは明らかである。また上記構
成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定され
ず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にす
ることができる。また、各図において、同一構成要素に
は同一符号を付している。
【0040】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されているの
で、半導体製造等に用いられるレジストパターン等のパ
ターンを高精度で形成できるようになるといった効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係るパターン形成方
法の各工程を示す断面図である。
【図2】 従来のパターン形成方法の各工程を示す断面
図である。
【符号の説明】
1,1’ 基板、 2,2’ レジスト膜、 2A,
2’A レジストパターン、 3,3’ マスク、 4
エネルギービーム(ArFエキシマレーザ光)、4’
ArFエキシマレーザ光、 5 加熱、 6,6’
シリル化剤の相、7,7’ シリル化層、 8,8’
ドライエッチングガス、 9,9’ 露光部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA02 AA03 AA09 AB16 AC08 AD03 BE00 BE10 BG00 CB13 CB17 CB29 CB41 CB43 CB45 CC20 FA12 FA28 FA39 FA41 2H096 AA25 BA09 FA01 FA04 FA10 HA23 5F004 AA04 BA20 BB11 DA00 DA26 DB26 DB27 EA02 FA08

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ネガ型のシリル化プロセスを実現するパ
    ターン形成方法であって、 化学増幅型のポジ型レジストに水酸基を有する所定量の
    化合物を含有するレジスト膜に対して所定のエネルギー
    ビームを照射して露光処理を実行して露光部を形成する
    とともに、当該露光部に対して前記レジストの酸不安定
    基の脱保護を実行する工程と、 前記脱保護後のレジスト膜にシリル化を行って当該レジ
    スト膜の露光部の表面にシリコンを導入する工程と、 前記露光部の脱保護した部分の水酸基に対する前記シリ
    ル化を、水酸基を有する化合物を用いて増幅する工程
    と、 前記シリコンを導入した露光部をマスクとして前記レジ
    スト膜に対してドライエッチングを行って所望のレジス
    トパターンを形成する工程を有することを特徴とするパ
    ターン形成方法。
  2. 【請求項2】 ネガ型のシリル化プロセスを実現するパ
    ターン形成方法であって、 化学増幅型のポジ型レジストに水酸基を有する所定量の
    化合物を含有するレジスト膜を基板上に形成する第1の
    工程と、 前記第1の工程で形成した前記レジスト膜に露光部に応
    じたパターン形状を持つマスクを介して所定のエネルギ
    ービームを照射して露光処理を実行する第2の工程と、 前記第2の工程の露光処理後の前記レジスト膜を所定条
    件で加熱する第3の工程と、 前記第3の工程の加熱処理後の前記レジスト膜にシリル
    化を行って当該レジスト膜の前記露光部の表面にシリコ
    ンを導入する第4の工程と、 前記第4の工程でシリコンを導入した前記露光部を前記
    マスクとして前記レジスト膜に対してドライエッチング
    を行って所望のレジストパターンを形成する第5の工程
    を有することを特徴とするパターン形成方法。
  3. 【請求項3】 ネガ型のシリル化プロセスを実現するパ
    ターン形成方法であって、 化学増幅型のポジ型レジストに水酸基を有する所定量の
    ポリマーを含有するレジスト膜に対して所定のエネルギ
    ービームを照射して露光処理を実行して露光部を形成す
    るとともに、当該露光部に対して前記レジストの酸不安
    定基の脱保護を実行する工程と、 前記脱保護後の前記レジスト膜にシリル化を行って当該
    レジスト膜の露光部の表面にシリコンを導入する工程
    と、 前記露光部の脱保護した部分の水酸基に対する前記シリ
    ル化を、水酸基を有するポリマーを用いて増幅する工程
    と、 前記シリコンを導入した露光部をマスクとして前記レジ
    スト膜に対してドライエッチングを行って所望のレジス
    トパターンを形成する工程を有することを特徴とするパ
    ターン形成方法。
  4. 【請求項4】 ネガ型のシリル化プロセスを実現するパ
    ターン形成方法であって、 化学増幅型のポジ型レジストに水酸基を有する所定量の
    ポリマーを含有するレジスト膜を基板上に形成する第1
    の工程と、 前記第1の工程で形成した前記レジスト膜に露光部に応
    じたパターン形状を持つマスクを介して所定のエネルギ
    ービームを照射して露光処理を実行する第2の工程と、 前記第2の工程の露光処理後の前記レジスト膜を所定条
    件で加熱する第3の工程と、 前記第3の工程の加熱処理後の前記レジスト膜にシリル
    化を行って当該レジスト膜の前記露光部の表面にシリコ
    ンを導入する第4の工程と、 前記第4の工程でシリコンを導入した前記露光部を前記
    マスクとして前記レジスト膜に対してドライエッチング
    を行って所望のレジストパターンを形成する第5の工程
    を有することを特徴とするパターン形成方法。
  5. 【請求項5】 前記化学増幅型のポジ型レジストのポリ
    マーが、酸不安定基のホモポリマーを有することを特徴
    とする請求項1,2,3または4に記載のパターン形成
    方法。
  6. 【請求項6】 前記水酸基を有する所定量の化合物は、
    ビスフェノールAまたはピロガロールを主材とすること
    を特徴とする請求項1または2に記載のパターン形成方
    法。
  7. 【請求項7】 前記水酸基を有する所定量のポリマー
    は、ポリビニールフェノール、ノボラック樹脂、ポリア
    クリル酸、またはポリメタクリル酸のうちいずれかを主
    材とすることを特徴とする請求項3または4に記載のパ
    ターン形成方法。
  8. 【請求項8】 前記エネルギービームは、電子ビームで
    あることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に
    記載のパターン形成方法。
  9. 【請求項9】 前記エネルギービームは、X線であるこ
    とを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の
    パターン形成方法。
  10. 【請求項10】 前記エネルギービームは、略5乃至略
    180nmの波長の光ビームであることを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか一項に記載のパターン形成方
    法。
  11. 【請求項11】 前記露光部の脱保護した部分の水酸基
    に対する前記シリル化を気相で行ってシリル化層を形成
    する工程を有することを特徴とする請求項1乃至4のい
    ずれか一項に記載のパターン形成方法。
  12. 【請求項12】 前記露光部の脱保護した部分の水酸基
    に対する前記シリル化を液相で行ってシリル化層を形成
    する工程を有することを特徴とする請求項1乃至4のい
    ずれか一項に記載のパターン形成方法。
  13. 【請求項13】 前記シリル化に用いるシリル化剤は、
    ジメチルシリルジメチルアミン、ジメチルシリルジエチ
    ルアミン、またはジメチルアミノジメチルジシランのう
    ちいずれかを主材とすることを特徴とする請求項1乃至
    4のいずれか一項に記載のパターン形成方法。
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JPWO2008001679A1 (ja) * 2006-06-27 2009-11-26 Jsr株式会社 パターン形成方法及びそれに用いる有機薄膜形成用組成物
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