JP2002093682A - Pattern-forming method - Google Patents

Pattern-forming method

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JP2002093682A
JP2002093682A JP2000279299A JP2000279299A JP2002093682A JP 2002093682 A JP2002093682 A JP 2002093682A JP 2000279299 A JP2000279299 A JP 2000279299A JP 2000279299 A JP2000279299 A JP 2000279299A JP 2002093682 A JP2002093682 A JP 2002093682A
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resist film
pattern
resist
film
mask
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JP2000279299A
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Masataka Endo
政孝 遠藤
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the shape of a resist pattern by increasing the thickness of a sylilation layer formed at the exposed part of a resist film. SOLUTION: After pattern exposure is carried out, by irradiating the resist film 11 made of positive chemical amplification type resist with an energy beam via a photomask, the resist film 11 is heated. Then the resist film 11 is developed with an alkaline developer, to form a thin film part 11c at the exposed part 11a of the resist film 11 and then a sylilation process 14 is carried out for the resist film 11 to form a sylilation layer 15 at the thin film part 11c of the resist film 11. The resist film 11 is dry-etched through the sylilation layer 15 as a mask, to form a resist pattern 11A of the thin film part 11c of the resist film 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、半導体プロセスに
用いられるパターン形成方法に関する。
The present invention relates to a pattern forming method used in a semiconductor process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体プロセスにおいては、紫外
線を用いるフォトリソグラフィによってレジストパター
ンを形成しているが、半導体素子の微細化に伴って、露
光光として短波長光源の使用が検討されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a semiconductor process, a resist pattern is formed by photolithography using ultraviolet rays. With the miniaturization of semiconductor elements, use of a short-wavelength light source as exposure light has been studied.

【0003】露光光として短波長光源を使用する場合、
焦点深度を高めたり又は解像度を向上させたりするため
に、近年、ドライ現像を用いる表面解像プロセスの開発
が進められている。
When a short wavelength light source is used as exposure light,
In recent years, in order to increase the depth of focus or improve the resolution, development of a surface resolution process using dry development has been advanced.

【0004】表面解像プロセスとしては、Proc.SPIE, V
olume3333,p.188(1998) に示されているように、ポジ型
の化学増幅型レジストを用いるネガ型のシリル化プロセ
スが提案されている。この表面解像プロセスとは、レジ
スト膜の露光部において、酸発生剤から発生した酸の触
媒作用により、化学増幅型レジストのポリマーから保護
基を脱離させた後、シリル化処理により、レジスト膜の
露光部の表面にシリル化層を形成し、その後、レジスト
膜に対してシリル化層をマスクとしてドライエッチング
を行なって、レジスト膜の露光部からなるレジストパタ
ーンを形成するものである。
[0004] As a surface resolution process, Proc. SPIE, V
As shown in olume 3333, p. 188 (1998), a negative silylation process using a positive chemically amplified resist has been proposed. This surface resolving process is to remove the protecting group from the polymer of the chemically amplified resist by the catalytic action of the acid generated from the acid generator in the exposed part of the resist film, and then to silylate the resist film. Then, a silylated layer is formed on the surface of the exposed portion, and then the resist film is dry-etched using the silylated layer as a mask to form a resist pattern formed of the exposed portion of the resist film.

【0005】以下、従来の表面解像プロセスについて、
図10(a)〜(e)を参照しながら説明する。
Hereinafter, a conventional surface resolution process will be described.
This will be described with reference to FIGS.

【0006】まず、以下の組成を有する化学増幅型のレ
ジストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0007】 ポリ(t−ブチルオキシスチレン)[ベースポリマー]…………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxystyrene) [base polymer] 10 g diphenyl disulfone [acid generator] 0.3 g diglyme [ Solvent] 40g 40g

【0008】次に、図10(a)に示すように、基板1
上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃の
温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.4μm
の厚さを有するレジスト膜2を形成する。
[0008] Next, as shown in FIG.
After the above-mentioned chemically amplified resist was applied thereon, a pre-bake was performed at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds to obtain a 0.4 μm
Is formed.

【0009】次に、図10(b)に示すように、レジス
ト膜2に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク3を介してArFエキシマレーザ光4を照射してパタ
ーン露光を行なった後、図10(c)に示すように、9
0℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジス
ト膜2の露光部2aにおいて、酸発生剤から発生した酸
の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護基(t
−ブチル基)を脱離させる。この場合、レジスト膜2の
未露光部2bにおいては、酸発生剤から酸が発生しない
ので、ベースポリマーから保護基は脱離しない。
Next, as shown in FIG. 10B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 2 with an ArF excimer laser beam 4 through a photomask 3 on which a desired pattern was drawn. Thereafter, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of the acid generated from the acid generator in the exposed portion 2 a of the resist film 2, so that the protecting group (t) is removed from the base polymer.
-Butyl group). In this case, since the acid is not generated from the acid generator in the unexposed portion 2b of the resist film 2, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0010】次に、図10(d)に示すように、レジス
ト膜2にジメチルシリルジメチルアミンにより気相のシ
リル化処理6を行なって、レジスト膜2の露光部2aに
シリコンを導入してシリル化層6を形成する。
[0010] Next, as shown in FIG. 10 (d), the resist film 2 is subjected to a gas-phase silylation treatment 6 using dimethylsilyldimethylamine, and silicon is introduced into the exposed portion 2 a of the resist film 2 so as to be silyl. An oxide layer 6 is formed.

【0011】次に、図10(e)に示すように、レジス
ト膜2に対して、シリル化層6をマスクにしてO2 とS
2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチング
7を行なって、レジスト膜2の露光部2aからなるレジ
ストパターン2Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 10 (e), the O 2 and S
An ICP plasma etching 7 using O 2 as a main gas is performed to form a resist pattern 2A including an exposed portion 2a of the resist film 2.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図10
(e)に示すように、レジストパターン2Aは、形状が
崩れた不良パターンになってしまう。
However, FIG.
As shown in (e), the resist pattern 2A becomes a defective pattern whose shape has been lost.

【0013】不良パターンが形成されてしまう原因とし
ては、レジスト膜2の露光部2aにおいて保護基の脱離
が十分に行なわれなかったため、シリル化処理を行なっ
てシリル化層6を形成する工程においてシリル化反応が
十分に進行せず、シリル化層6の厚さが小さいと共にシ
リル化層6におけるシリコンの含有量が少ないので、シ
リル化層6がプラズマエッチングに耐えられなかったも
のと考えられる。
The reason for the formation of the defective pattern is that the protective group was not sufficiently removed at the exposed portion 2a of the resist film 2 and thus the silylation process was performed to form the silylated layer 6. It is probable that the silylation layer 6 did not withstand plasma etching because the silylation reaction did not proceed sufficiently, the thickness of the silylation layer 6 was small, and the silicon content in the silylation layer 6 was small.

【0014】このような不良パターンの発生は、後工程
における不良原因に繋がり、ひいては半導体素子製造の
歩留まり低下の原因になるという非常に大きな問題であ
る。
The occurrence of such a defective pattern is a very serious problem that leads to a cause of a defect in a later process and, consequently, to a reduction in the yield of semiconductor device production.

【0015】前記に鑑み、本発明は、レジスト膜の露光
部に形成されるシリル化層の厚さを厚くして、レジスト
パターンの形状を良好にすることを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to increase the thickness of a silylated layer formed on an exposed portion of a resist film to improve the shape of a resist pattern.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1のパタ
ーン形成方法は、ポジ型の化学増幅型レジストからなる
レジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に所望のパタ
ーン形状を持つマスクを介してエネルギービームを照射
してパターン露光を行なった後、レジスト膜を加熱する
工程と、レジスト膜に対してアルカリ性現像液による現
像を行なって、レジスト膜の露光部に薄膜部を形成する
工程と、レジスト膜にシリル化処理を行なって、レジス
ト膜の薄膜部にシリル化層を形成する工程と、レジスト
膜に対してシリル化層をマスクとしてドライエッチング
を行なって、レジスト膜の薄膜部からなるレジストパタ
ーンを形成する工程とを備えている。
A first pattern forming method according to the present invention comprises a step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist and a step of forming a resist film through a mask having a desired pattern shape. Performing a pattern exposure by irradiating an energy beam, and then heating the resist film, and developing the resist film with an alkaline developer to form a thin film portion on the exposed portion of the resist film, Performing a silylation process on the resist film to form a silylated layer on the thin film portion of the resist film; and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask to form a resist comprising the thin film portion of the resist film. Forming a pattern.

【0017】第1のパターン形成方法によると、レジス
ト膜に対してアルカリ性現像液による現像を行なって、
レジスト膜の露光部に薄膜部を形成するため、該薄膜部
の表面に極性成分が多くなるので、シリル化反応が十分
に進行する。このため、レジスト膜の薄膜部には、厚さ
が厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が形成
されるので、レジスト膜に対してシリル化層をマスクに
してドライエッチングを行なう工程において、シリル化
層が損傷し難くなり、これによって、良好な断面形状を
有するレジストパターンを得ることができる。
According to the first pattern forming method, the resist film is developed with an alkaline developing solution,
Since a thin film portion is formed on the exposed portion of the resist film, the polar component increases on the surface of the thin film portion, so that the silylation reaction proceeds sufficiently. For this reason, in the thin film portion of the resist film, a thick silicide layer having a large silicon content is formed, so that in the step of performing dry etching on the resist film using the silyl layer as a mask, The silylation layer is less likely to be damaged, whereby a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0018】本発明に係る第2のパターン形成方法は、
酸を含むポジ型の化学増幅型レジストからなるレジスト
膜を形成する工程と、レジスト膜に所望のパターン形状
を持つマスクを介してエネルギービームを照射してパタ
ーン露光を行なった後、レジスト膜を加熱する工程と、
レジスト膜にシリル化処理を行なって、レジスト膜の露
光部にシリル化層を形成する工程と、レジスト膜に対し
てシリル化層をマスクとしてドライエッチングを行なっ
て、レジスト膜の露光部からなるレジストパターンを形
成する工程とを備えている。
A second pattern forming method according to the present invention comprises:
After forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing an acid and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape, pattern exposure is performed, and then the resist film is heated. The process of
Performing a silylation process on the resist film to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film; and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask to form a resist comprising the exposed portion of the resist film. Forming a pattern.

【0019】第2のパターン形成方法によると、レジス
ト膜に酸が含まれているため、レジスト膜の表面に極性
成分が多くなるので、シリル化反応が十分に進行する。
このため、レジスト膜の露光部には、厚さが厚いと共に
シリコンの含有量が多いシリル化層が形成されるので、
レジスト膜に対してシリル化層をマスクにしてドライエ
ッチングを行なう工程において、シリル化層が損傷し難
くなり、これによって、良好な断面形状を有するレジス
トパターンを得ることができる。
According to the second pattern forming method, since the resist film contains an acid, the polar component increases on the surface of the resist film, so that the silylation reaction proceeds sufficiently.
For this reason, in the exposed portion of the resist film, a silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed,
In the step of performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, whereby a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0020】本発明に係る第3のパターン形成方法は、
ベースポリマーの保護基を脱離させる第1の酸を発生す
る第1の酸発生剤と、保護基を脱離させない第2の酸を
発生する第2の酸発生剤とを含むポジ型の化学増幅型レ
ジストからなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト
膜に所望のパターン形状を持つマスクを介してエネルギ
ービームを照射してパターン露光を行なった後、レジス
ト膜を加熱する工程と、レジスト膜にシリル化処理を行
なって、レジスト膜の露光部にシリル化層を形成する工
程と、レジスト膜に対してシリル化層をマスクとしてド
ライエッチングを行なって、レジスト膜の露光部からな
るレジストパターンを形成する工程とを備えている。
A third pattern forming method according to the present invention comprises:
Positive-type chemistry comprising a first acid generator that generates a first acid that removes a protecting group of the base polymer and a second acid generator that generates a second acid that does not remove a protecting group. Forming a resist film composed of an amplification type resist, irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape, performing pattern exposure, and then heating the resist film; Performing a silylation process to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask to form a resist pattern including the exposed portion of the resist film And a step of performing

【0021】第3のパターン形成方法によると、レジス
ト膜には、保護基を脱離させない第2の酸を発生する第
2の酸発生剤が含まれているため、第2の酸によりレジ
スト膜の露光部に極性成分が多くなるので、シリル化反
応が十分に進行する。このため、レジスト膜の露光部に
は、厚さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化
層が形成されるので、レジスト膜に対してシリル化層を
マスクにしてドライエッチングを行なう工程において、
シリル化層が損傷し難くなり、これによって、良好な断
面形状を有するレジストパターンを得ることができる。
According to the third pattern forming method, since the resist film contains the second acid generator for generating the second acid which does not remove the protecting group, the resist film is formed by the second acid. Since the polar component is increased in the exposed area, the silylation reaction proceeds sufficiently. Therefore, in the exposed portion of the resist film, a silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed in the exposed portion of the resist film. In the step of performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask,
The silylation layer is less likely to be damaged, whereby a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0022】本発明に係る第4のパターン形成方法は、
OH基を有する化合物を含むポジ型の化学増幅型レジス
トからなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に
所望のパターン形状を持つマスクを介してエネルギービ
ームを照射してパターン露光を行なった後、レジスト膜
を加熱する工程と、レジスト膜にシリル化処理を行なっ
て、レジスト膜の露光部にシリル化層を形成する工程
と、レジスト膜に対してシリル化層をマスクとしてドラ
イエッチングを行なって、レジスト膜の露光部からなる
レジストパターンを形成する工程とを備えている。
According to a fourth pattern forming method of the present invention,
After forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing a compound having an OH group, and performing pattern exposure by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape, Heating the resist film, performing a silylation process on the resist film, forming a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask, Forming a resist pattern composed of exposed portions of the resist film.

【0023】第4のパターン形成方法によると、レジス
ト膜には、OH基を含む化合物が含まれているため、レ
ジスト膜の表面に極性成分が多くなるので、シリル化反
応が十分に進行する。このため、レジスト膜の露光部の
表面には、厚さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシ
リル化層が形成されるので、レジスト膜に対してシリル
化層をマスクにしてドライエッチングを行なう工程にお
いて、シリル化層が損傷し難くなり、これによって、良
好な断面形状を有するレジストパターンを得ることがで
きる。
According to the fourth pattern formation method, since the resist film contains a compound containing an OH group, the polar component increases on the surface of the resist film, so that the silylation reaction proceeds sufficiently. For this reason, since a silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the exposed portion of the resist film, a dry etching is performed on the resist film using the silylated layer as a mask. In this case, the silylated layer is less likely to be damaged, whereby a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0024】本発明に係る第5のパターン形成方法は、
OH基を有するポリマーを含むポジ型の化学増幅型レジ
ストからなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜
に所望のパターン形状を持つマスクを介してエネルギー
ビームを照射してパターン露光を行なった後、レジスト
膜を加熱する工程と、レジスト膜にシリル化処理を行な
って、レジスト膜の露光部にシリル化層を形成する工程
と、レジスト膜に対してシリル化層をマスクとしてドラ
イエッチングを行なって、レジスト膜の露光部からなる
レジストパターンを形成する工程とを備えている。
According to a fifth pattern forming method of the present invention,
After forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing a polymer having an OH group, and performing pattern exposure by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape, Heating the resist film, performing a silylation process on the resist film, forming a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask, Forming a resist pattern composed of exposed portions of the resist film.

【0025】第5のパターン形成方法によると、レジス
ト膜には、OH基を含むポリマーが含まれており、レジ
スト膜の表面に極性成分が多くなるので、シリル化反応
が十分に進行する。このため、レジスト膜の露光部の表
面には、厚さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリ
ル化層が形成されるので、レジスト膜に対してシリル化
層をマスクにしてドライエッチングを行なう工程におい
て、シリル化層が損傷し難くなり、これによって、良好
な断面形状を有するレジストパターンを得ることができ
る。
According to the fifth pattern forming method, the resist film contains a polymer containing an OH group, and the polar component increases on the surface of the resist film, so that the silylation reaction proceeds sufficiently. For this reason, since a silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the exposed portion of the resist film, a dry etching is performed on the resist film using the silylated layer as a mask. In this case, the silylated layer is less likely to be damaged, whereby a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0026】本発明に係る第6のパターン形成方法は、
有機膜の上に、ポジ型の化学増幅型レジストからなるレ
ジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に所望のパター
ン形状を持つマスクを介してエネルギービームを照射し
てパターン露光を行なった後、レジスト膜を加熱する工
程と、レジスト膜に対してアルカリ性現像液による現像
を行なって、レジスト膜の露光部に薄膜部を形成する工
程と、レジスト膜にシリル化処理を行なって、レジスト
膜の薄膜部にシリル化層を形成する工程と、レジスト膜
及び有機膜に対してシリル化層をマスクとしてドライエ
ッチングを行なって、レジスト膜の薄膜部からなるレジ
ストパターンと有機膜からなる有機膜パターンとから構
成される2層のマスクパターンを形成する工程とを備え
ている。
According to a sixth pattern forming method of the present invention,
Forming a resist film made of a positive chemically amplified resist on the organic film, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape to perform pattern exposure; Heating the film, developing the resist film with an alkaline developer to form a thin film portion on the exposed portion of the resist film, and performing a silylation treatment on the resist film to form a thin film portion on the resist film. Forming a silylated layer on the resist film and an organic film by dry-etching the resist film and the organic film using the silylated layer as a mask, and a resist pattern comprising a thin film portion of the resist film and an organic film pattern comprising an organic film. Forming a two-layered mask pattern.

【0027】第6のパターン形成方法によると、第1の
パターン形成方法と同様、レジスト膜の薄膜部に、厚さ
が厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が形成
されるため、レジスト膜及び有機膜に対してシリル化層
をマスクにしてプラズマエッチングを行なう工程におい
て、シリル化層が損傷し難くなるので、良好な断面形状
を有する2層のマスクパターンを得ることができる。
According to the sixth pattern forming method, as in the first pattern forming method, a thick silylated layer having a large silicon content is formed in the thin film portion of the resist film. Further, in the step of performing plasma etching on the organic film using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0028】また、レジスト膜の薄膜部からなるレジス
トパターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパ
ターンを形成するため、レジスト膜の厚さを薄くできる
ので、マスクパターンの解像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern consisting of a resist pattern composed of a thin film portion of the resist film and an organic film pattern is formed, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved. .

【0029】本発明に係る第7のパターン形成方法は、
有機膜の上に、酸を含むポジ型の化学増幅型レジストか
らなるレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に所望
のパターン形状を持つマスクを介してエネルギービーム
を照射してパターン露光を行なった後、レジスト膜を加
熱する工程と、レジスト膜にシリル化処理を行なって、
レジスト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、レ
ジスト膜及び有機膜に対してシリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、レジスト膜の露光部から
なるレジストパターンと有機膜からなる有機膜パターン
とから構成される2層のマスクパターンを形成する工程
とを備えている。
A seventh pattern forming method according to the present invention comprises:
A step of forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing an acid on the organic film, and pattern exposure was performed by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. Thereafter, a step of heating the resist film, and a silylation process is performed on the resist film,
A step of forming a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film and the organic film using the silylated layer as a mask, and forming a resist pattern comprising the exposed portion of the resist film and an organic film comprising Forming a two-layer mask pattern composed of a film pattern.

【0030】第7のパターン形成方法によると、第2の
パターン形成方法と同様、レジスト膜の露光部には、厚
さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が形
成されるため、レジスト膜及び有機膜に対してシリル化
層をマスクにしてプラズマエッチングを行なう工程にお
いて、シリル化層が損傷し難くなるので、良好な断面形
状を有する2層のマスクパターンを得ることができる。
According to the seventh pattern forming method, as in the second pattern forming method, a silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed in the exposed portion of the resist film. In the step of performing plasma etching on the film and the organic film using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0031】また、レジスト膜の露光部からなるレジス
トパターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパ
ターンを形成するため、レジスト膜の厚さを薄くできる
ので、マスクパターンの解像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern consisting of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern is formed, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved. .

【0032】本発明に係る第8のパターン形成方法は、
有機膜の上に、ベースポリマーの保護基を脱離させる第
1の酸を発生する第1の酸発生剤と、保護基を脱離させ
ない第2の酸を発生する第2の酸発生剤とを含むポジ型
の化学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成する工
程と、レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを
介してエネルギービームを照射してパターン露光を行な
った後、レジスト膜を加熱する工程と、レジスト膜にシ
リル化処理を行なって、レジスト膜の露光部にシリル化
層を形成する工程と、レジスト膜及び有機膜に対してシ
リル化層をマスクとしてドライエッチングを行なって、
レジスト膜の露光部からなるレジストパターンと有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えている。
An eighth pattern forming method according to the present invention comprises:
A first acid generator that generates a first acid that releases a protective group of the base polymer, and a second acid generator that generates a second acid that does not release a protective group on the organic film. Forming a resist film made of a positive chemically amplified resist including: and performing pattern exposure by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape, and then heating the resist film. Performing a silylation process on the resist film, forming a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film and the organic film using the silylated layer as a mask,
Forming a two-layer mask pattern including a resist pattern composed of an exposed portion of the resist film and an organic film pattern composed of an organic film.

【0033】第8のパターン形成方法によると、第3の
パターン形成方法と同様、レジスト膜の露光部には、厚
さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が形
成されるため、レジスト膜及び有機膜に対してシリル化
層をマスクにしてプラズマエッチングを行なう工程にお
いて、シリル化層が損傷し難くなるので、良好な断面形
状を有する2層のマスクパターンを得ることができる。
According to the eighth pattern forming method, as in the third pattern forming method, a silylated layer having a large thickness and a high silicon content is formed in the exposed portion of the resist film. In the step of performing plasma etching on the film and the organic film using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0034】また、レジスト膜の露光部からなるレジス
トパターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパ
ターンを形成するため、レジスト膜の厚さを薄くできる
ので、マスクパターンの解像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern consisting of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern is formed, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved. .

【0035】本発明に係る第9のパターン形成方法は、
有機膜の上に、OH基を有する化合物を含むポジ型の化
学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成する工程
と、レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、レジスト膜を加熱する工程と、レジスト膜にシリ
ル化処理を行なって、レジスト膜の露光部にシリル化層
を形成する工程と、レジスト膜及び有機膜に対してシリ
ル化層をマスクとしてドライエッチングを行なって、レ
ジスト膜の露光部からなるレジストパターンと有機膜か
らなる有機膜パターンとから構成される2層のマスクパ
ターンを形成する工程とを備えている。
According to a ninth pattern forming method of the present invention,
Forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing a compound having an OH group on the organic film, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape; After exposure, heating the resist film, performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film, and a silylation layer on the resist film and the organic film. Forming a two-layer mask pattern composed of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern composed of an organic film by performing dry etching with the mask as a mask.

【0036】第9のパターン形成方法によると、第4の
パターン形成方法と同様、レジスト膜の露光部には、厚
さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が形
成されるため、レジスト膜及び有機膜に対してシリル化
層をマスクにしてプラズマエッチングを行なう工程にお
いて、シリル化層が損傷し難くなるので、良好な断面形
状を有する2層のマスクパターンを得ることができる。
According to the ninth pattern forming method, as in the fourth pattern forming method, a silylated layer having a large thickness and a high silicon content is formed in the exposed portion of the resist film. In the step of performing plasma etching on the film and the organic film using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0037】また、レジスト膜の露光部からなるレジス
トパターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパ
ターンを形成するため、レジスト膜の厚さを薄くできる
ので、マスクパターンの解像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern composed of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern is formed, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved. .

【0038】本発明に係る第10のパターン形成方法
は、有機膜の上に、OH基を有するポリマーを含むポジ
型の化学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成する
工程と、レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスク
を介してエネルギービームを照射してパターン露光を行
なった後、レジスト膜を加熱する工程と、レジスト膜に
シリル化処理を行なって、レジスト膜の露光部にシリル
化層を形成する工程と、レジスト膜及び有機膜に対して
シリル化層をマスクとしてドライエッチングを行なっ
て、レジスト膜の露光部からなるレジストパターンと有
機膜からなる有機膜パターンとから構成される2層のマ
スクパターンを形成する工程とを備えている。
In a tenth pattern forming method according to the present invention, a step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist containing a polymer having an OH group on an organic film; After performing pattern exposure by irradiating an energy beam through a mask having a pattern shape, a step of heating the resist film and performing a silylation process on the resist film to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film Performing a dry etching process on the resist film and the organic film using the silylation layer as a mask to form a two-layer mask composed of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern composed of the organic film. Forming a pattern.

【0039】第10のパターン形成方法によると、第5
のパターン形成方法と同様、レジスト膜の露光部には、
厚さが厚いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層が
形成されるため、レジスト膜及び有機膜に対してシリル
化層をマスクにしてプラズマエッチングを行なう工程に
おいて、シリル化層が損傷し難くなるので、良好な断面
形状を有する2層のマスクパターンを得ることができ
る。
According to the tenth pattern forming method, the fifth
Similarly to the pattern forming method of the above, in the exposed portion of the resist film,
Since the silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed, the silylated layer is less likely to be damaged in the step of performing plasma etching on the resist film and the organic film using the silylated layer as a mask. Therefore, a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0040】また、レジスト膜の露光部からなるレジス
トパターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパ
ターンを形成するため、レジスト膜の厚さを薄くできる
ので、マスクパターンの解像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern consisting of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern is formed, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved. .

【0041】第1又は第6のパターン形成方法におい
て、アルカリ性現像液は、テトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液であることが好ましい。
In the first or sixth pattern formation method, the alkaline developer is preferably an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.

【0042】このようにすると、レジスト膜の薄膜部の
表面に極性成分を確実に結合させて、シリル化反応を十
分に進行させることができる。
In this manner, the polar component can be reliably bonded to the surface of the thin film portion of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0043】第2又は第7のパターン形成方法におい
て、酸は、酢酸又はギ酸であることが好ましい。
In the second or seventh pattern forming method, the acid is preferably acetic acid or formic acid.

【0044】このようにすると、レジスト膜の表面に極
性成分を確実に存在させて、シリル化反応を十分に進行
させることができる。
In this manner, the polar component can be reliably present on the surface of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0045】第3又は第8のパターン形成方法におい
て、第2の酸発生剤は、カルボン酸を発生することが好
ましい。
In the third or eighth pattern forming method, the second acid generator preferably generates a carboxylic acid.

【0046】このようにすると、レジスト膜の露光部の
表面に極性成分を確実に存在させて、シリル化反応を十
分に進行させることができる。
In this manner, the polar component can be reliably present on the surface of the exposed portion of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0047】第3又は第8のパターン形成方法におい
て、第2の酸発生剤は、ナフトキノンジアジドスルフォ
ン酸エステルであることが好ましい。
In the third or eighth pattern forming method, the second acid generator is preferably a naphthoquinonediazidosulfonic acid ester.

【0048】このようにすると、レジスト膜の露光部の
表面に極性成分を確実に存在させて、シリル化反応を十
分に進行させることができる。
By doing so, the polar component can be reliably present on the surface of the exposed portion of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0049】第3又は第8のパターン形成方法におい
て、化学増幅型レジストは、酸をさらに含んでいること
が好ましい。
In the third or eighth pattern formation method, the chemically amplified resist preferably further contains an acid.

【0050】このようにすると、レジスト膜の露光部に
存在する極性成分の量が増加するので、レジスト膜の露
光部におけるシリル化反応がより一層進行する。
In this manner, the amount of the polar component present in the exposed portion of the resist film increases, so that the silylation reaction in the exposed portion of the resist film further proceeds.

【0051】第4又は第9のパターン形成方法におい
て、OH基を有する化合物は、ビスフェノルA又はピロ
ガロールであることが好ましい。
In the fourth or ninth pattern forming method, the compound having an OH group is preferably bisphenol A or pyrogallol.

【0052】このようにすると、レジスト膜の表面に極
性成分を確実に存在させて、シリル化反応を十分に進行
させることができる。
By doing so, the polar component can be reliably present on the surface of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0053】第5又は第10のパターン形成方法におい
て、OH基を有するポリマーは、ポリビニールフェノー
ル、ノボラック樹脂、ポリアクリル酸又はポリメタクリ
ル酸であることが好ましい。
In the fifth or tenth pattern forming method, the polymer having an OH group is preferably polyvinyl phenol, novolak resin, polyacrylic acid or polymethacrylic acid.

【0054】このようにすると、レジスト膜の表面に極
性成分を確実に存在させて、シリル化反応を十分に進行
させることができる。
In this manner, the polar component can be reliably present on the surface of the resist film, and the silylation reaction can proceed sufficiently.

【0055】第6〜第10のパターン形成方法におい
て、レジスト膜の厚さは有機膜の厚さよりも小さいこと
が好ましい。
In the sixth to tenth pattern forming methods, the thickness of the resist film is preferably smaller than the thickness of the organic film.

【0056】このようにすると、レジスト膜の厚さを小
さくできるので、マスクパターンの解像性が確実に向上
する。
By doing so, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is reliably improved.

【0057】第6〜第10のパターン形成方法におい
て、レジスト膜の厚さは0.1μm以下であることが好
ましい。
In the sixth to tenth pattern forming methods, the thickness of the resist film is preferably 0.1 μm or less.

【0058】このようにすると、レジスト膜の露光部の
ほぼ全領域にシリル化層を形成することができるので、
マスクパターンの解像性が確実に向上する。
In this way, a silylated layer can be formed in almost the entire exposed portion of the resist film.
The resolution of the mask pattern is reliably improved.

【0059】第1〜第10のパターン形成方法におい
て、化学増幅型レジストのベースポリマーは、酸により
脱離する保護基で完全に置換されていることが好まし
い。
In the first to tenth pattern formation methods, it is preferable that the base polymer of the chemically amplified resist is completely substituted with a protecting group which is eliminated by an acid.

【0060】このようにすると、レジスト膜の表面には
極性成分が存在しないため、極性成分が存在する露光部
と、極性成分が存在しない未露光部とのコントラストが
向上する。
In this case, since the polar component does not exist on the surface of the resist film, the contrast between the exposed portion having the polar component and the unexposed portion having no polar component is improved.

【0061】第1〜第10のパターン形成方法におい
て、化学増幅型レジストのベースポリマーにおける酸に
より脱離する保護基は、t−ブチル基、t−ブチルオキ
シカルボニル基、t−ブチルオキシカルボニルメチル
基、1−エトキシエチル基又はテトラヒドロピラニル基
であることが好ましい。
In the first to tenth pattern forming methods, the protecting group released by an acid in the base polymer of the chemically amplified resist is t-butyl, t-butyloxycarbonyl, t-butyloxycarbonylmethyl or the like. , A 1-ethoxyethyl group or a tetrahydropyranyl group.

【0062】第1〜第10のパターン形成方法におい
て、エネルギービームは、KrF、ArF、F2 、Xe
2 、Kr2 、ArKr、Ar2 、軟X線、EB又はX線
であることが好ましい。
In the first to tenth pattern forming methods, the energy beam is KrF, ArF, F 2 , Xe
2 , Kr 2 , ArKr, Ar 2 , soft X-ray, EB or X-ray.

【0063】第1〜第10のパターン形成方法におい
て、シリル化処理は、気相又は液相により行なうことが
好ましい。
In the first to tenth pattern forming methods, the silylation treatment is preferably performed in a gas phase or a liquid phase.

【0064】第1〜第10のパターン形成方法におい
て、シリル化処理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又は
ジメチルアミノジメチルジシランであることが好まし
い。
In the first to tenth pattern forming methods, the silylating agent used in the silylation treatment is preferably dimethylsilyldimethylamine, dimethylsilyldiethylamine or dimethylaminodimethyldisilane.

【0065】[0065]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、第1の
実施形態に係るパターン形成方法について、図1(a)
〜(c)及び図2(a)〜(c)を参照しながら説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a first embodiment will be described with reference to FIG.
2 (a) to 2 (c) and FIGS. 2 (a) to 2 (c).

【0066】まず、以下の組成を有する化学増幅型レジ
ストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0067】 ポリ(t−ブチルオキシスチレン)[ベースポリマー]…………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxystyrene) [base polymer] 10 g diphenyldisulfone [acid generator] 0.3 g diglyme [ Solvent] 40g 40g

【0068】次に、図1(a)に示すように、基板10
の上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃
の温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.4μ
mの厚さを有するレジスト膜11を形成する。
Next, as shown in FIG.
After applying the above chemically amplified resist on top of
Prebake for 60 seconds at a temperature of 0.4 μm
A resist film 11 having a thickness of m is formed.

【0069】次に、図1(b)に示すように、レジスト
膜11に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク12を介してArFエキシマレーザ光13を照射して
パターン露光を行なった後、図1(c)に示すように、
90℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジ
スト膜11の露光部11aにおいて、酸発生剤から発生
した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護
基(t−ブチル基)を脱離させる。この場合、レジスト
膜11の未露光部11bにおいては、酸発生剤から酸が
発生しないので、ベースポリマーから保護基は脱離しな
い。
Next, as shown in FIG. 1B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 11 with an ArF excimer laser beam 13 through a photomask 12 on which a desired pattern was drawn. Later, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 90 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of an acid generated from an acid generator in an exposed portion 11 a of the resist film 11 to remove a protecting group (t-butyl group) from the base polymer. Let go. In this case, since no acid is generated from the acid generator in the unexposed portion 11b of the resist film 11, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0070】次に、レジスト膜11に対してテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(アルカリ性
現像液)による現像を行なった後、純水によるリンスを
行なって、図2(a)に示すように、レジスト膜11の
露光部11aを部分的に除去して、レジスト膜11の露
光部11aに、0.2μmの厚さを有する薄膜部11c
を形成する。
Next, after developing the resist film 11 with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (alkaline developer), rinsing with pure water is performed, as shown in FIG. The exposed portion 11a of the resist film 11 is partially removed, so that the exposed portion 11a of the resist film 11 has a thin film portion 11c having a thickness of 0.2 μm.
To form

【0071】次に、図2(b)に示すように、レジスト
膜11に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理14を行なって、レジスト膜11の薄
膜部11cにシリル化層15を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the resist film 11 is subjected to a gas-phase silylation treatment 14 using dimethylsilyldimethylamine, and the thin film portion 11c of the resist film 11 is subjected to the silylation layer 15c. To form

【0072】次に、図2(c)に示すように、レジスト
膜11に対して、シリル化層15をマスクにしてO2
SO2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチン
グ16を行なって、レジスト膜11の薄膜部11cから
なり0.12μmのパターン幅を有するレジストパター
ン11Aを形成する。
Then, as shown in FIG. 2C, the resist film 11 is subjected to ICP plasma etching 16 using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 15 as a mask. Then, a resist pattern 11A having a pattern width of 0.12 μm, which is composed of the thin film portion 11c of the resist film 11, is formed.

【0073】第1の実施形態によると、レジスト膜11
に対してアルカリ性現像液による現像を行なって、レジ
スト膜11の露光部11aに薄膜部11cを形成するた
め、該薄膜部11cの表面にOH基(極性成分)が結合
するので、シリル化反応が十分に進行する。このため、
レジスト膜11の薄膜部11cには、厚さが厚いと共に
シリコンの含有量が多いシリル化層15が形成されるの
で、レジスト膜11に対してシリル化層15をマスクに
してプラズマエッチングを行なう工程において、シリル
化層15が損傷し難くなり、これによって、良好な断面
形状を有するレジストパターン11Aを得ることができ
る。
According to the first embodiment, the resist film 11
Is subjected to development with an alkaline developer to form a thin film portion 11c on the exposed portion 11a of the resist film 11, so that an OH group (polar component) is bonded to the surface of the thin film portion 11c. Proceed well. For this reason,
Since the silylated layer 15 having a large thickness and a large silicon content is formed in the thin film portion 11c of the resist film 11, the resist film 11 is subjected to plasma etching using the silylated layer 15 as a mask. In this case, the silylation layer 15 is less likely to be damaged, whereby a resist pattern 11A having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0074】(第2の実施形態)以下、第2の実施形態
に係るパターン形成方法について、図3(a)〜(e)
を参照しながら説明する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a second embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0075】まず、以下の組成を有する化学増幅型レジ
ストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0076】 ポリ(t−ブチルオキシスチレン)[ベースポリマー]…………………10g 酢酸[酸]…………………………………………………………………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxystyrene) [base polymer] ····································································· ............ 1 g diphenyl disulfone [acid generator] ... 0.3 g diglyme [solvent] ... ……………… 40g

【0077】次に、図3(a)に示すように、基板20
の上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃
の温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.4μ
mの厚さを有するレジスト膜21を形成する。
Next, as shown in FIG.
After applying the above chemically amplified resist on top of
Prebake for 60 seconds at a temperature of 0.4 μm
A resist film 21 having a thickness of m is formed.

【0078】次に、図3(b)に示すように、レジスト
膜21に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク22を介してArFエキシマレーザ光23を照射して
パターン露光を行なった後、図3(c)に示すように、
90℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジ
スト膜21の露光部21aにおいて、酸発生剤から発生
した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護
基(t−ブチル基)を脱離させる。この場合、レジスト
膜21の未露光部21bにおいては、酸発生剤から酸が
発生しないので、ベースポリマーから保護基は脱離しな
い。
Next, as shown in FIG. 3B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 21 with ArF excimer laser light 23 through a photomask 22 on which a desired pattern was drawn. Later, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 90 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of the acid generated from the acid generator in the exposed portion 21 a of the resist film 21 to remove the protective group (t-butyl group) from the base polymer. Let go. In this case, since the acid is not generated from the acid generator in the unexposed portion 21b of the resist film 21, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0079】次に、図3(d)に示すように、レジスト
膜21に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理24を行なって、レジスト膜21の露
光部21aの表面にシリル化層25を形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, the resist film 21 is subjected to a gas-phase silylation process 24 using dimethylsilyldimethylamine, so that the surface of the exposed portion 21a of the resist film 21 is silylated. A layer 25 is formed.

【0080】次に、図3(e)に示すように、レジスト
膜21に対して、シリル化層25をマスクにしてO2
SO2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチン
グ26を行なって、レジスト膜21の露光部21aから
なり0.12μmのパターン幅を有するレジストパター
ン21Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, the resist film 21 is subjected to ICP plasma etching 26 using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 25 as a mask. Thus, a resist pattern 21A composed of the exposed portions 21a of the resist film 21 and having a pattern width of 0.12 μm is formed.

【0081】第2の実施形態によると、レジスト膜21
に酢酸が含まれており、レジスト膜21の表面にCOO
H基(極性成分)が存在するので、シリル化反応が十分
に進行する。このため、レジスト膜21の露光部21a
の表面には、厚さが厚いと共にシリコンの含有量が多い
シリル化層25が形成されるので、レジスト膜21に対
してシリル化層25をマスクにしてプラズマエッチング
を行なう工程において、シリル化層25が損傷し難くな
り、これによって、良好な断面形状を有するレジストパ
ターン21Aを得ることができる。
According to the second embodiment, the resist film 21
Contains acetic acid, and the surface of the resist film 21 has COO
Since the H group (polar component) is present, the silylation reaction proceeds sufficiently. Therefore, the exposed portion 21a of the resist film 21
Is formed on the surface of the silicon film 25. The silylated layer 25 having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the resist film 21. In the step of performing plasma etching on the resist film 21 using the silylated layer 25 as a mask, 25 is less likely to be damaged, whereby a resist pattern 21A having a good sectional shape can be obtained.

【0082】尚、第2の実施形態においては、化学増幅
型レジストに含まれる酸として酢酸を用いたが、これに
代えて、ギ酸を用いてもよい。
In the second embodiment, acetic acid is used as the acid contained in the chemically amplified resist, but formic acid may be used instead.

【0083】(第3の実施形態)以下、第3の実施形態
に係るパターン形成方法について、図4(a)〜(e)
を参照しながら説明する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0084】まず、以下の組成を有する化学増幅型レジ
ストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0085】 ポリ(t−ブチルオキシカルボニルオキシスチレン)[ベースポリマー] ……………………………………………………………………………………10g ジフェニルジスルフォン[第1の酸発生剤]……………………………0.3g 1,2,3−ヒドロキシベンゾフェノンナフトキノンジアジドスルフォン酸エ ステル[第2の酸発生剤]…………………………………………………0.2g ジグライム[溶媒]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxycarbonyloxystyrene) [base polymer]................ 0.3 g of 1,2,3-hydroxybenzophenonenaphthoquinonediazidosulfonic acid ester [second acid generator] diphenyl disulfone [first acid generator] ………………………………………………………………… 0.2 g diglyme [solvent] …………………………………………… 40 g

【0086】尚、第1の酸発生剤は、エネルギービーム
の照射により、保護基を脱離させる酸を発生する一方、
第2の酸発生剤は、エネルギービームの照射により、保
護基を脱離させない酸を発生する。
The first acid generator generates an acid capable of removing a protecting group by irradiation with an energy beam,
The second acid generator generates an acid that does not remove a protecting group by irradiation with an energy beam.

【0087】次に、図4(a)に示すように、基板30
の上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃
の温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.2μ
mの厚さを有するレジスト膜31を形成する。
Next, as shown in FIG.
After applying the above chemically amplified resist on top of
Pre-bake for 60 seconds at a temperature of 0.2 μm
A resist film 31 having a thickness of m is formed.

【0088】次に、図4(b)に示すように、レジスト
膜31に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク32を介してF2 エキシマレーザ光33を照射してパ
ターン露光を行なった後、図4(c)に示すように、9
0℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジス
ト膜31の露光部31aにおいて、第1の酸発生剤から
発生した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから
保護基(t−ブチル基)を脱離させる。この場合、レジ
スト膜31の未露光部31bにおいては、第1の酸発生
剤から酸が発生しないので、ベースポリマーから保護基
は脱離しない。
Next, as shown in FIG. 4B, pattern exposure is performed by irradiating the resist film 31 with an F 2 excimer laser beam 33 through a photomask 32 on which a desired pattern is drawn. After that, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of the acid generated from the first acid generator in the exposed portion 31 a of the resist film 31, thereby causing the protecting group (t-butyl) to be removed from the base polymer. Group) is eliminated. In this case, since no acid is generated from the first acid generator in the unexposed portion 31b of the resist film 31, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0089】次に、図4(d)に示すように、レジスト
膜31に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理34を行なって、レジスト膜31の露
光部31aの表面にシリル化層35を形成する。
Next, as shown in FIG. 4D, the resist film 31 is subjected to a gas-phase silylation process 34 using dimethylsilyldimethylamine, so that the surface of the exposed portion 31a of the resist film 31 is silylated. The layer 35 is formed.

【0090】次に、図4(e)に示すように、レジスト
膜31に対して、シリル化層35をマスクにしてO2
SO2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチン
グ36を行なって、レジスト膜31の露光部31aから
なり0.08μmのパターン幅を有するレジストパター
ン31Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 4E, the resist film 31 is subjected to ICP plasma etching 36 using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 35 as a mask. Thus, a resist pattern 31A having an exposed portion 31a of the resist film 31 and having a pattern width of 0.08 μm is formed.

【0091】第3の実施形態によると、レジスト膜31
には、エネルギービームの照射により保護基を実質的に
脱離させない酸(カルボン酸)を発生する第2の酸発生
剤が含まれているため、レジスト膜31の露光部31a
にCOOH基(極性成分)が存在するので、シリル化反
応が十分に進行する。このため、レジスト膜31の露光
部31aの表面には、厚さが厚いと共にシリコンの含有
量が多いシリル化層25が形成されるので、レジスト膜
31に対してシリル化層35をマスクにしてプラズマエ
ッチングを行なう工程において、シリル化層35が損傷
し難くなり、これによって、良好な断面形状を有するレ
ジストパターン31Aを得ることができる。
According to the third embodiment, the resist film 31
Contains a second acid generator that generates an acid (carboxylic acid) that does not substantially remove a protective group by irradiation with an energy beam, so that the exposed portion 31a of the resist film 31
Has a COOH group (polar component), so that the silylation reaction proceeds sufficiently. For this reason, on the surface of the exposed part 31a of the resist film 31, the silylated layer 25 having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the exposed part 31a. In the step of performing the plasma etching, the silylated layer 35 is less likely to be damaged, whereby the resist pattern 31A having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0092】尚、第3の実施形態に係る化学増幅型レジ
ストは、酢酸又はギ酸等の酸をさらに含んでいてもよ
い。
The chemically amplified resist according to the third embodiment may further contain an acid such as acetic acid or formic acid.

【0093】このようにすると、レジスト膜31の露光
部31aに存在するCOOH基(極性成分)の量が増加
するので、レジスト膜31の露光部31aにおけるシリ
ル化反応がより一層進行する。
In this way, the amount of COOH groups (polar components) present in the exposed portions 31a of the resist film 31 increases, so that the silylation reaction in the exposed portions 31a of the resist film 31 further proceeds.

【0094】(第4の実施形態)以下、第4の実施形態
に係るパターン形成方法について、図5(a)〜(e)
を参照しながら説明する。
(Fourth Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0095】まず、以下の組成を有する化学増幅型レジ
ストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0096】 ポリ(1−エトキシエチルオキシスチレン)[ベースポリマー]………10g ビスフェノールA[OH基を含む化合物]……………………………………1g ジ(フェニルスルフォニル)ジアゾメタン[酸発生剤]………………0.3g ジグライム[溶媒]……………………………………………………………40gPoly (1-ethoxyethyloxystyrene) [base polymer] 10 g bisphenol A [compound containing OH group] 1 g di (phenylsulfonyl) diazomethane [Acid generator] 0.3 g diglyme [solvent] ... 40 g

【0097】次に、図5(a)に示すように、基板40
の上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃
の温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.4μ
mの厚さを有するレジスト膜41を形成する。
Next, as shown in FIG.
After applying the above chemically amplified resist on top of
Prebake for 60 seconds at a temperature of 0.4 μm
A resist film 41 having a thickness of m is formed.

【0098】次に、図5(b)に示すように、レジスト
膜41に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク42を介してF2 エキシマレーザ光43を照射してパ
ターン露光を行なった後、図5(c)に示すように、9
0℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジス
ト膜41の露光部41aにおいて、酸発生剤から発生し
た酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護基
を脱離させる。この場合、レジスト膜41の未露光部4
1bにおいては、酸発生剤から酸が発生しないので、ベ
ースポリマーから保護基は脱離しない。
Next, as shown in FIG. 5B, pattern exposure is performed by irradiating the resist film 41 with an F 2 excimer laser beam 43 through a photomask 42 on which a desired pattern is drawn. After that, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of the acid generated from the acid generator in the exposed portion 41 a of the resist film 41, thereby removing the protecting group from the base polymer. In this case, the unexposed portion 4 of the resist film 41
In 1b, since no acid is generated from the acid generator, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0099】次に、図5(d)に示すように、レジスト
膜41に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理44を行なって、レジスト膜41の露
光部41aの表面にシリル化層45を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, the resist film 41 is subjected to a gas-phase silylation treatment 44 using dimethylsilyldimethylamine, so that the surface of the exposed portion 41a of the resist film 41 is silylated. The layer 45 is formed.

【0100】次に、図5(e)に示すように、レジスト
膜41に対して、シリル化層45をマスクにしてO2
SO2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチン
グ46を行なって、レジスト膜41の露光部41aから
なり0.08μmのパターン幅を有するレジストパター
ン41Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 5E, the resist film 41 is subjected to ICP plasma etching 46 using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 45 as a mask. Thus, a resist pattern 41A composed of the exposed portions 41a of the resist film 41 and having a pattern width of 0.08 μm is formed.

【0101】第4の実施形態によると、レジスト膜41
には、OH基を含む化合物が含まれており、レジスト膜
41の表面にOH基(極性成分)が存在するので、シリ
ル化反応が十分に進行する。このため、レジスト膜41
の露光部41aの表面には、厚さが厚いと共にシリコン
の含有量が多いシリル化層45が形成されるので、レジ
スト膜41に対してシリル化層45をマスクにしてプラ
ズマエッチングを行なう工程において、シリル化層45
が損傷し難くなり、これによって、良好な断面形状を有
するレジストパターン41Aを得ることができる。
According to the fourth embodiment, the resist film 41
Contains a compound containing an OH group, and since the OH group (polar component) is present on the surface of the resist film 41, the silylation reaction proceeds sufficiently. Therefore, the resist film 41
Since the silylated layer 45 having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the exposed portion 41a, the resist film 41 is subjected to plasma etching using the silylated layer 45 as a mask. , Silylation layer 45
Is less likely to be damaged, whereby a resist pattern 41A having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0102】尚、第4の実施形態においては、OH基を
有する化合物として、ビスフェノールAを用いたが、こ
れに代えて、ピロガロールを用いてもよい。
In the fourth embodiment, bisphenol A is used as the compound having an OH group, but pyrogallol may be used instead.

【0103】(第5の実施形態)以下、第5の実施形態
に係るパターン形成方法について、図6(a)〜(e)
を参照しながら説明する。
(Fifth Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0104】まず、以下の組成を有する化学増幅型レジ
ストを準備する。
First, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0105】 ポリ(t−ブチルオキシカルボニルオキシスチレン)[ベースポリマー] ……………………………………………………………………………………10g ポリヒドロキシスチレン[OH基を含むポリマー]……………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxycarbonyloxystyrene) [base polymer]............... Polyhydroxystyrene [polymer containing OH group] 0.5 g diphenyl disulfone [acid generator] 0.3 g diglyme [solvent] ………………………………………… 40g

【0106】次に、図6(a)に示すように、基板50
の上に上記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃
の温度下で60秒間のプリベークを行なって、0.2μ
mの厚さを有するレジスト膜51を形成する。
Next, as shown in FIG.
After applying the above chemically amplified resist on top of
Pre-bake for 60 seconds at a temperature of 0.2 μm
A resist film 51 having a thickness of m is formed.

【0107】次に、図6(b)に示すように、レジスト
膜51に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク52を介してArFエキシマレーザ光53を照射して
パターン露光を行なった後、図6(c)に示すように、
90℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジ
スト膜51の露光部51aにおいて、酸発生剤から発生
した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護
基(t−ブチル基)を脱離させる。この場合、レジスト
膜51の未露光部51bにおいては、酸発生剤から酸が
発生しないので、ベースポリマーから保護基は脱離しな
い。
Next, as shown in FIG. 6B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 51 with an ArF excimer laser beam 53 through a photomask 52 on which a desired pattern was drawn. Later, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 90 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of the acid generated from the acid generator in the exposed portion 51 a of the resist film 51 to remove a protecting group (t-butyl group) from the base polymer. Let go. In this case, since the acid is not generated from the acid generator in the unexposed portion 51b of the resist film 51, the protecting group is not eliminated from the base polymer.

【0108】次に、図6(d)に示すように、レジスト
膜51に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理54を行なって、レジスト膜51の露
光部51aの表面にシリル化層55を形成する。
Next, as shown in FIG. 6D, the resist film 51 is subjected to a gas-phase silylation treatment 54 using dimethylsilyldimethylamine, so that the surface of the exposed portion 51a of the resist film 51 is silylated. The layer 55 is formed.

【0109】次に、図6(e)に示すように、レジスト
膜51に対して、シリル化層55をマスクにしてO2
SO2 とを主ガスとするICP方式のプラズマエッチン
グ56を行なって、レジスト膜51の露光部51aから
なり0.12μmのパターン幅を有するレジストパター
ン51Aを形成する。
Next, as shown in FIG. 6E, the resist film 51 is subjected to ICP plasma etching 56 using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 55 as a mask. Then, a resist pattern 51A composed of the exposed portions 51a of the resist film 51 and having a pattern width of 0.12 μm is formed.

【0110】第5の実施形態によると、レジスト膜51
には、OH基を含むポリマーが含まれており、レジスト
膜51の表面にOH基(極性成分)が存在するので、シ
リル化反応が十分に進行する。このため、レジスト膜5
1の露光部51aの表面には、厚さが厚いと共にシリコ
ンの含有量が多いシリル化層55が形成されるので、レ
ジスト膜51に対してシリル化層55をマスクにしてプ
ラズマエッチングを行なう工程において、シリル化層5
5が損傷し難くなり、これによって、良好な断面形状を
有するレジストパターン51Aを得ることができる。
According to the fifth embodiment, the resist film 51
Contains a polymer containing an OH group, and since the OH group (polar component) is present on the surface of the resist film 51, the silylation reaction proceeds sufficiently. Therefore, the resist film 5
Since the silylated layer 55 having a large thickness and a large silicon content is formed on the surface of the first exposed portion 51a, the resist film 51 is subjected to plasma etching using the silylated layer 55 as a mask. In the silylation layer 5
5 is less likely to be damaged, whereby a resist pattern 51A having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0111】尚、第5の実施形態においては、OH基を
有するポリマーとして、ポリヒドロキシスチレンを用い
たが、これに限られず、ポリビニールフェノール、ノボ
ラック樹脂、ポリアクリル酸又はポリメタクリル酸を広
く用いることができる。
In the fifth embodiment, polyhydroxystyrene is used as the polymer having an OH group. However, the present invention is not limited to this, and polyvinyl phenol, novolak resin, polyacrylic acid or polymethacrylic acid is widely used. be able to.

【0112】(第6の実施形態)以下、第6の実施形態
に係るパターン形成方法について、図7(a)〜(c)
及び図8(a)〜(c)を参照しながら説明する。
(Sixth Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIGS.

【0113】まず、第1の実施形態と同様、以下の組成
を有する化学増幅型レジストを準備する。
First, similarly to the first embodiment, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0114】 ポリ(t−ブチルオキシスチレン)[ベースポリマー]…………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxystyrene) [base polymer] 10 g diphenyldisulfone [acid generator]... 0.3 g diglyme [ Solvent] 40g 40g

【0115】次に、図7(a)に示すように、基板60
の上に、例えばi線用のレジスト膜を塗布した後、該レ
ジスト膜を250℃の温度下で90秒間加熱して該レジ
スト膜を硬化させることにより、0.3μmの厚さを有
する有機膜61を形成する。次に、有機膜61の上に上
記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃の温度下
で60秒間のプリベークを行なって、0.2μmの厚さ
を有するレジスト膜62を形成する。
Next, as shown in FIG.
An organic film having a thickness of 0.3 μm is formed by applying a resist film for, for example, an i-line thereon, and then heating the resist film at a temperature of 250 ° C. for 90 seconds to cure the resist film. 61 is formed. Next, after applying the above-described chemically amplified resist on the organic film 61, pre-baking is performed at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film 62 having a thickness of 0.2 μm.

【0116】次に、図7(b)に示すように、レジスト
膜62に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク63を介してArFエキシマレーザ光64を照射して
パターン露光を行なった後、図7(c)に示すように、
90℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジ
スト膜62の露光部62aにおいて、酸発生剤から発生
した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護
基(t−ブチル基)を脱離させる。
Next, as shown in FIG. 7B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 62 with an ArF excimer laser beam 64 via a photomask 63 on which a desired pattern was drawn. Later, as shown in FIG.
A heat treatment is performed at a temperature of 90 ° C. for 90 seconds to cause a catalytic reaction of an acid generated from the acid generator in the exposed portion 62 a of the resist film 62 to remove a protective group (t-butyl group) from the base polymer. Let go.

【0117】次に、レジスト膜62に対してテトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(アルカリ性
現像液)による現像を行なった後、純水によるリンスを
行なって、図8(a)に示すように、レジスト膜62の
露光部62aを部分的に除去して、レジスト膜62の露
光部62aに、0.1μmの厚さを有する薄膜部62c
を形成する。
Next, after developing the resist film 62 with an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (alkaline developer), rinsing with pure water is performed, as shown in FIG. The exposed portion 62a of the resist film 62 is partially removed, and a thin film portion 62c having a thickness of 0.1 μm is formed on the exposed portion 62a of the resist film 62.
To form

【0118】次に、図8(b)に示すように、レジスト
膜62に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理65を行なって、レジスト膜62の薄
膜部62cにシリル化層66を形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, the resist film 62 is subjected to a gas-phase silylation process 65 using dimethylsilyldimethylamine, and the thin film portion 62c of the resist film 62 is subjected to the silylation layer 66. To form

【0119】次に、図8(c)に示すように、レジスト
膜62及び有機膜61に対して、シリル化層66をマス
クにしてO2 とSO2 とを主ガスとするICP方式のプ
ラズマエッチング67を行なって、レジスト膜62の薄
膜部62cからなるレジストパターン62Aと有機膜パ
ターン61Aとからなり0.11μmのパターン幅を有
する2層のマスクパターンを形成する。
Next, as shown in FIG. 8C, the resist film 62 and the organic film 61 are subjected to ICP plasma using O 2 and SO 2 as main gases using the silylated layer 66 as a mask. Etching 67 is performed to form a two-layer mask pattern having a pattern width of 0.11 μm and including a resist pattern 62A including the thin film portion 62c of the resist film 62 and the organic film pattern 61A.

【0120】第6の実施形態によると、第1の実施形態
と同様、レジスト膜62の薄膜部62cに、厚さが厚い
と共にシリコンの含有量が多いシリル化層66が形成さ
れるため、レジスト膜62及び有機膜61に対してシリ
ル化層66をマスクにしてプラズマエッチングを行なう
工程において、シリル化層66が損傷し難くなるので、
良好な断面形状を有する2層のマスクパターンを得るこ
とができる。
According to the sixth embodiment, similarly to the first embodiment, since the silylated layer 66 having a large thickness and a large silicon content is formed in the thin film portion 62c of the resist film 62, In the step of performing plasma etching on the film 62 and the organic film 61 using the silylated layer 66 as a mask, the silylated layer 66 is less likely to be damaged.
A two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0121】また、レジスト膜62の薄膜部62cから
なるレジストパターン62Aと有機膜パターン61Aと
からなる2層のマスクパターンを形成するため、レジス
ト膜62の厚さを薄くできるので、マスクパターンの解
像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern composed of the resist pattern 62A composed of the thin film portion 62c of the resist film 62 and the organic film pattern 61A is formed, the thickness of the resist film 62 can be reduced. The image quality is improved.

【0122】(第7の実施形態)以下、第7の実施形態
に係るパターン形成方法について、図9(a)〜(e)
を参照しながら説明する。
(Seventh Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a seventh embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0123】まず、第2の実施形態と同様、以下の組成
を有する化学増幅型レジストを準備する。
First, similarly to the second embodiment, a chemically amplified resist having the following composition is prepared.

【0124】 ポリ(t−ブチルオキシスチレン)[ベースポリマー]…………………10g 酢酸[酸]…………………………………………………………………………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]……………………………………………………………40gPoly (t-butyloxystyrene) [base polymer] 10 g acetic acid [acid] …………………………………………………… ............ 1 g diphenyl disulfone [acid generator] ... 0.3 g diglyme [solvent] ... ……………… 40g

【0125】次に、図9(a)に示すように、基板70
の上に、例えばi線用のレジスト膜を塗布した後、該レ
ジスト膜を250℃の温度下で90秒間加熱して該レジ
スト膜を硬化させることにより、0.3μmの厚さを有
する有機膜71を形成する。次に、有機膜71の上に上
記の化学増幅型レジストを塗布した後、90℃の温度下
で60秒間のプリベークを行なって、0.1μmの厚さ
を有するレジスト膜72を形成する。
Next, as shown in FIG.
An organic film having a thickness of 0.3 μm is formed by applying a resist film for, for example, an i-line thereon, and then heating the resist film at a temperature of 250 ° C. for 90 seconds to cure the resist film. 71 is formed. Next, after applying the above-described chemically amplified resist on the organic film 71, a pre-bake is performed at a temperature of 90 ° C. for 60 seconds to form a resist film 72 having a thickness of 0.1 μm.

【0126】次に、図9(b)に示すように、レジスト
膜72に対して、所望のパターンが描かれたフォトマス
ク73を介してArFエキシマレーザ光74を照射して
パターン露光を行なった後、図9(c)に示すように、
90℃の温度下で90秒間の加熱処理を行なって、レジ
スト膜72の露光部72aにおいて、酸発生剤から発生
した酸の触媒反応を起こさせてベースポリマーから保護
基(t−ブチル基)を脱離させる。
Next, as shown in FIG. 9B, pattern exposure was performed by irradiating the resist film 72 with an ArF excimer laser beam 74 through a photomask 73 on which a desired pattern was drawn. Later, as shown in FIG.
A heat treatment is performed for 90 seconds at a temperature of 90 ° C. to cause a catalytic reaction of the acid generated from the acid generator in the exposed portion 72 a of the resist film 72 to remove the protective group (t-butyl group) from the base polymer. Let go.

【0127】次に、図9(d)に示すように、レジスト
膜72に対してジメチルシリルジメチルアミンによる気
相のシリル化処理75を行なって、レジスト膜72の露
光部72aにシリル化層76を形成する。
Next, as shown in FIG. 9D, the resist film 72 is subjected to a gas-phase silylation process 75 using dimethylsilyldimethylamine, and the exposed portion 72a of the resist film 72 is exposed to the silylated layer 76. To form

【0128】次に、図9(e)に示すように、レジスト
膜72及び有機膜71に対して、シリル化層76をマス
クにしてO2 とSO2 とを主ガスとするICP方式のプ
ラズマエッチング26を行なって、レジスト膜72の露
光部72aからなるレジストパターン72Aと有機膜パ
ターン71Aとからなり0.11μmのパターン幅を有
する2層のマスクパターンを形成する。
[0128] Next, as shown in FIG. 9 (e), the resist film 72 and the organic film 71, the ICP method for the O 2 and SO 2 by the silylated layer 76 as a mask the main gas plasma Etching 26 is performed to form a two-layered mask pattern having a pattern width of 0.11 μm, which includes a resist pattern 72A formed of exposed portions 72a of the resist film 72 and an organic film pattern 71A.

【0129】第7の実施形態によると、第2の実施形態
と同様、レジスト膜72の露光部72aには、厚さが厚
いと共にシリコンの含有量が多いシリル化層76が形成
されるため、レジスト膜72及び有機膜71に対してシ
リル化層76をマスクにしてプラズマエッチングを行な
う工程において、シリル化層76が損傷し難くなるの
で、良好な断面形状を有する2層のマスクパターンを得
ることができる。
According to the seventh embodiment, as in the second embodiment, the silylated layer 76 having a large thickness and a large silicon content is formed in the exposed portion 72a of the resist film 72. In the step of performing plasma etching on the resist film 72 and the organic film 71 using the silylated layer 76 as a mask, the silylated layer 76 is less likely to be damaged. Can be.

【0130】また、レジスト膜72の露光部72aから
なるレジストパターン72Aと有機膜パターン71Aと
からなる2層のマスクパターンを形成するため、レジス
ト膜72の厚さを薄くできるので、マスクパターンの解
像性が向上する。
Further, since a two-layer mask pattern composed of the resist pattern 72A composed of the exposed portion 72a of the resist film 72 and the organic film pattern 71A is formed, the thickness of the resist film 72 can be reduced. The image quality is improved.

【0131】尚、第7の実施形態は、第2の実施形態と
同様の化学増幅型レジストを用いて、レジストパターン
72Aと有機膜パターン71Aとからなる2層のマスク
パターンを形成したが、これに代えて、第3〜第5の実
施形態と同様の化学増幅型レジストを用いて、レジスト
パターンと有機膜パターンとからなる2層のマスクパタ
ーンを形成してもよい。このようにすると、レジスト膜
の厚さを薄くできるので、マスクパターンの解像性が向
上する。
In the seventh embodiment, a two-layer mask pattern composed of a resist pattern 72A and an organic film pattern 71A is formed using the same chemically amplified resist as that of the second embodiment. Instead, a two-layer mask pattern composed of a resist pattern and an organic film pattern may be formed using the same chemically amplified resist as in the third to fifth embodiments. By doing so, the thickness of the resist film can be reduced, so that the resolution of the mask pattern is improved.

【0132】第1〜第7の実施形態において、化学増幅
型レジストのベースポリマーは、酸により脱離する保護
基で完全に置換されていることが好ましい。
In the first to seventh embodiments, it is preferable that the base polymer of the chemically amplified resist is completely substituted with a protecting group which is eliminated by an acid.

【0133】このようにすると、レジスト膜の表面には
極性成分が存在しないため、極性成分が存在する露光部
と、極性成分が存在しない未露光部とのコントラストが
向上する。
In this case, since no polar component is present on the surface of the resist film, the contrast between the exposed portion having the polar component and the unexposed portion having no polar component is improved.

【0134】第1〜第7の実施形態における化学増幅型
レジストのベースポリマーの保護基としては、特に限定
されず、酸により脱離する保護基、例えば、t−ブチル
基、t−ブチルオキシカルボニル基、t−ブチルオキシ
カルボニルメチル基、1−エトキシエチル基又はテトラ
ヒドロピラニル基等を適宜用いることができる。
The protecting group of the base polymer of the chemically amplified resist in the first to seventh embodiments is not particularly limited, and a protecting group which is eliminated by an acid, for example, t-butyl group, t-butyloxycarbonyl Group, t-butyloxycarbonylmethyl group, 1-ethoxyethyl group, tetrahydropyranyl group or the like can be used as appropriate.

【0135】第1〜第7の実施形態においては、パター
ン露光のエネルギービームとして、ArFエキシマレー
ザを用いたが、これに代えて、KrFエキシマレーザ、
2レーザ、Xe2 レーザ、Kr2 レーザ、ArKrレ
ーザ、Ar2 レーザ、軟X線、EB又はX線を用いるこ
とができる。
In the first to seventh embodiments, an ArF excimer laser is used as an energy beam for pattern exposure, but instead of a KrF excimer laser,
F 2 laser, Xe 2 laser, Kr 2 laser, ArKr laser, Ar 2 laser, soft X-ray, EB or X-ray can be used.

【0136】また、第1〜第7の実施形態においては、
気相のシリル化処理を行なったが、これに代えて、液相
のシリル化処理を行なってもよい。
In the first to seventh embodiments,
Although the gas-phase silylation treatment was performed, a liquid-phase silylation treatment may be performed instead.

【0137】さらに、シリル化処理に用いるシリル化剤
としては、ジメチルシリルジメチルアミンに代えて、ジ
メチルシリルジエチルアミン又はジメチルアミノジメチ
ルジシラン等を用いることができる。
Further, as the silylating agent used in the silylation treatment, dimethylsilyldiethylamine or dimethylaminodimethyldisilane can be used instead of dimethylsilyldimethylamine.

【0138】[0138]

【発明の効果】第1〜第5のパターン形成方法による
と、レジスト膜の露光部に、厚さが厚いと共にシリコン
の含有量が多いシリル化層が形成されるため、レジスト
膜に対してシリル化層をマスクにしてドライエッチング
を行なう工程において、シリル化層が損傷し難くなるの
で、良好な断面形状を有するレジストパターンを得るこ
とができる。
According to the first to fifth pattern forming methods, a thick silylated layer containing a large amount of silicon is formed in an exposed portion of the resist film. In the step of performing dry etching using the oxide layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a resist pattern having a good cross-sectional shape can be obtained.

【0139】第6〜第10のパターン形成方法による
と、レジスト膜の露光部に、厚さが厚いと共にシリコン
の含有量が多いシリル化層が形成されるため、レジスト
膜及び有機膜に対してシリル化層をマスクにしてドライ
エッチングを行なう工程において、シリル化層が損傷し
難くなるので、良好な断面形状を有する2層のマスクパ
ターンを得ることができる。また、レジスト膜の厚さを
薄くできるので、マスクパターンの解像性が向上する。
According to the sixth to tenth pattern forming methods, since the silylated layer having a large thickness and a large silicon content is formed in the exposed portions of the resist film, the resist film and the organic film can be formed. In the step of performing dry etching using the silylated layer as a mask, the silylated layer is less likely to be damaged, so that a two-layer mask pattern having a good cross-sectional shape can be obtained. Further, since the thickness of the resist film can be reduced, the resolution of the mask pattern is improved.

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

【図1】(a)〜(c)は、第1の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing respective steps of a pattern forming method according to a first embodiment.

【図2】(a)〜(c)は、第1の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to the first embodiment.

【図3】(a)〜(e)は、第2の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a second embodiment.

【図4】(a)〜(e)は、第3の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 4A to 4E are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a third embodiment.

【図5】(a)〜(e)は、第4の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5E are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a fourth embodiment.

【図6】(a)〜(e)は、第5の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 6A to 6E are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a fifth embodiment.

【図7】(a)〜(c)は、第6の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a sixth embodiment.

【図8】(a)〜(c)は、第6の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a sixth embodiment.

【図9】(a)〜(e)は、第7の実施形態に係るパタ
ーン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 9A to 9E are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a seventh embodiment.

【図10】(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。
FIGS. 10A to 10E are cross-sectional views showing steps of a conventional pattern forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 レジスト膜 11A レジストパターン 11a 露光部 11b 未露光部 11c 薄膜部 12 フォトマスク 13 ArFエキシマレーザ光 14 シリル化処理 15 シリル化層 20 基板 21 レジスト膜 21A レジストパターン 21a 露光部 21b 未露光部 22 フォトマスク 23 ArFエキシマレーザ光 24 シリル化処理 25 シリル化層 30 基板 31 レジスト膜 31A レジストパターン 31a 露光部 31b 未露光部 32 フォトマスク 33 ArFエキシマレーザ光 34 シリル化処理 35 シリル化層 40 基板 41 レジスト膜 41A レジストパターン 41a 露光部 41b 未露光部 42 フォトマスク 43 ArFエキシマレーザ光 44 シリル化処理 45 シリル化層 50 基板 51 レジスト膜 51A レジストパターン 51a 露光部 51b 未露光部 52 フォトマスク 53 ArFエキシマレーザ光 54 シリル化処理 55 シリル化層 60 基板 61 有機膜 61A 有機膜パターン 62 レジスト膜 62A レジストパターン 62a 露光部 62b 未露光部 62c 薄膜部 63 フォトマスク 64 ArFエキシマレーザ 65 シリル化処理 66 シリル化層 70 基板 71 有機膜 71A 有機膜パターン 72 レジスト膜 72A レジストパターン 72a 露光部 72b 未露光部 73 フォトマスク 74 ArFエキシマレーザ 75 シリル化処理 76 シリル化層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 Resist film 11A Resist pattern 11a Exposed part 11b Unexposed part 11c Thin film part 12 Photomask 13 ArF excimer laser beam 14 Silylation processing 15 Silylation layer 20 Substrate 21 Resist film 21A Resist pattern 21a Exposed part 21b Unexposed part 22 Photomask 23 ArF excimer laser beam 24 Silylation treatment 25 Silylation layer 30 Substrate 31 Resist film 31A Resist pattern 31a Exposed portion 31b Unexposed portion 32 Photomask 33 ArF excimer laser beam 34 Silylation process 35 Silylation layer 40 Substrate 41 Resist Film 41A Resist pattern 41a Exposed portion 41b Unexposed portion 42 Photomask 43 ArF excimer laser beam 44 Silylation treatment 45 Silylation layer 50 Substrate 51 Resist film 51A Resist Pattern 51a exposed portion 51b unexposed portion 52 photomask 53 ArF excimer laser beam 54 silylation treatment 55 silylated layer 60 substrate 61 organic film 61A organic film pattern 62 resist film 62A resist pattern 62a exposed portion 62b unexposed portion 62c thin film portion 63 Photomask 64 ArF excimer laser 65 Silylation treatment 66 Silylation layer 70 Substrate 71 Organic film 71A Organic film pattern 72 Resist film 72A Resist pattern 72a Exposed portion 72b Unexposed portion 73 Photomask 74 ArF excimer laser 75 Silylation process 76 Cyril Layer

───────────────────────────────────────────────────── 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) G03F 7/36 G03F 7/38 512 7/38 512 7/40 7/40 H01L 21/30 568 H01L 21/3065 21/302 H Fターム(参考) 2H025 AA00 AA02 AA03 AB16 AC05 AC06 AC08 AD03 BE00 BE01 BG00 CC20 DA40 FA03 FA12 FA17 FA20 FA28 FA41 2H096 AA25 BA09 BA11 BA20 CA05 EA04 EA05 EA06 EA07 FA01 FA04 FA05 FA10 GA08 GA37 HA23 HA30 JA03 JA04 5F004 DB26 EA04 5F046 LA17 LA18 LB01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03F 7/36 G03F 7/38 512 7/38 512 7/40 7/40 H01L 21/30 568 H01L 21 / 3065 21/302 HF term (reference) 2H025 AA00 AA02 AA03 AB16 AC05 AC06 AC08 AD03 BE00 BE01 BG00 CC20 DA40 FA03 FA12 FA17 FA20 FA28 FA41 2H096 AA25 BA09 BA11 BA20 CA05 EA04 EA05 EA06 EA07 FA01 FA04 FA05 FA10 GA08 JA03 5F004 DB26 EA04 5F046 LA17 LA18 LB01

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポジ型の化学増幅型レジストからなるレ
ジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜に対してアルカリ性現像液による現像を
行なって、前記レジスト膜の露光部に薄膜部を形成する
工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の薄膜部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して前記シリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、前記レジスト膜の薄膜部
からなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
ることを特徴とするパターン形成方法。
A step of forming a resist film made of a positive chemically amplified resist; and performing a pattern exposure by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. Heating the resist film, developing the resist film with an alkaline developer to form a thin film portion on the exposed portion of the resist film, and performing a silylation process on the resist film; Forming a silylated layer on the thin film portion of the resist film, and performing a dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask to form a resist pattern comprising the thin film portion of the resist film. A pattern forming method, comprising:
【請求項2】 酸を含むポジ型の化学増幅型レジストか
らなるレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して前記シリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、前記レジスト膜の露光部
からなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
ることを特徴とするパターン形成方法。
2. A step of forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing an acid, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape to perform pattern exposure. Thereafter, a step of heating the resist film; a step of performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film; and a step of masking the silylated layer with respect to the resist film. Forming a resist pattern comprising exposed portions of the resist film by dry etching.
【請求項3】 ベースポリマーの保護基を脱離させる第
1の酸を発生する第1の酸発生剤と、前記保護基を脱離
させない第2の酸を発生する第2の酸発生剤とを含むポ
ジ型の化学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成す
る工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して前記シリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、前記レジスト膜の露光部
からなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
ることを特徴とするパターン形成方法。
3. A first acid generator for generating a first acid capable of removing a protecting group of a base polymer, and a second acid generator generating a second acid capable of not removing the protecting group. Forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist including, and performing a pattern exposure by irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. Heating, performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film, and performing dry etching on the resist film using the silylated layer as a mask. Forming a resist pattern comprising an exposed portion of the resist film.
【請求項4】 OH基を有する化合物を含むポジ型の化
学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成する工程
と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して前記シリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、前記レジスト膜の露光部
からなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
ることを特徴とするパターン形成方法。
4. A step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist containing a compound having an OH group, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. After exposure, heating the resist film; performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film; Forming a resist pattern comprising exposed portions of the resist film by performing dry etching using the patterned layer as a mask.
【請求項5】 OH基を有するポリマーを含むポジ型の
化学増幅型レジストからなるレジスト膜を形成する工程
と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜に対して前記シリル化層をマスクとして
ドライエッチングを行なって、前記レジスト膜の露光部
からなるレジストパターンを形成する工程とを備えてい
ることを特徴とするパターン形成方法。
5. A step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist containing a polymer having an OH group, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. After exposure, heating the resist film; performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on the exposed portion of the resist film; Forming a resist pattern comprising exposed portions of the resist film by performing dry etching using the patterned layer as a mask.
【請求項6】 有機膜の上に、ポジ型の化学増幅型レジ
ストからなるレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜に対してアルカリ性現像液による現像を
行なって、前記レジスト膜の露光部に薄膜部を形成する
工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の薄膜部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜及び前記有機膜に対して前記シリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なって、前記レジ
スト膜の薄膜部からなるレジストパターンと前記有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とす
るパターン形成方法。
6. A step of forming a resist film made of a positive-type chemically amplified resist on an organic film, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. Performing a step of heating the resist film, developing the resist film with an alkaline developer to form a thin film portion on an exposed portion of the resist film, Performing a process to form a silylated layer on the thin film portion of the resist film; and performing dry etching on the resist film and the organic film using the silylated layer as a mask to form a thin film portion of the resist film. Forming a two-layer mask pattern composed of a resist pattern composed of an organic film and an organic film pattern composed of the organic film. Pattern forming method comprising and.
【請求項7】 有機膜の上に、酸を含むポジ型の化学増
幅型レジストからなるレジスト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜及び前記有機膜に対して前記シリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なって、前記レジ
スト膜の露光部からなるレジストパターンと前記有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とす
るパターン形成方法。
7. A step of forming a resist film made of a positive-type chemically amplified resist containing an acid on an organic film, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape. Heating the resist film after performing pattern exposure by performing a patterning process, performing a silylation process on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film, and the resist film and the organic film. Dry etching the film using the silylation layer as a mask to form a two-layer mask pattern composed of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern composed of the organic film And a pattern forming method comprising:
【請求項8】 有機膜の上に、ベースポリマーの保護基
を脱離させる第1の酸を発生する第1の酸発生剤と、前
記保護基を脱離させない第2の酸を発生する第2の酸発
生剤とを含むポジ型の化学増幅型レジストからなるレジ
スト膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜及び前記有機膜に対して前記シリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なって、前記レジ
スト膜の露光部からなるレジストパターンと前記有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とす
るパターン形成方法。
8. A first acid generator for generating a first acid for removing a protecting group of a base polymer, and a second acid for generating a second acid which does not remove the protecting group, on an organic film. Forming a resist film made of a positive chemically amplified resist containing an acid generator of No. 2, and irradiating the resist film with an energy beam through a mask having a desired pattern shape to perform pattern exposure. Thereafter, a step of heating the resist film, a step of performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film, and a step of forming the silyl layer on the resist film and the organic film. Dry etching is performed using the patterned layer as a mask to form a two-layer mask pattern composed of a resist pattern composed of exposed portions of the resist film and an organic film pattern composed of the organic film. A pattern forming method.
【請求項9】 有機膜の上に、OH基を有する化合物を
含むポジ型の化学増幅型レジストからなるレジスト膜を
形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜及び前記有機膜に対して前記シリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なって、前記レジ
スト膜の露光部からなるレジストパターンと前記有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とす
るパターン形成方法。
9. A step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist containing a compound having an OH group on an organic film, and energy is applied to the resist film through a mask having a desired pattern shape. A step of heating the resist film after performing pattern exposure by irradiating a beam; a step of performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film; Dry etching is performed on the film and the organic film using the silylation layer as a mask, and a two-layer mask pattern including a resist pattern including an exposed portion of the resist film and an organic film pattern including the organic film Forming a pattern.
【請求項10】 有機膜の上に、OH基を有するポリマ
ーを含むポジ型の化学増幅型レジストからなるレジスト
膜を形成する工程と、 前記レジスト膜に所望のパターン形状を持つマスクを介
してエネルギービームを照射してパターン露光を行なっ
た後、前記レジスト膜を加熱する工程と、 前記レジスト膜にシリル化処理を行なって、前記レジス
ト膜の露光部にシリル化層を形成する工程と、 前記レジスト膜及び前記有機膜に対して前記シリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なって、前記レジ
スト膜の露光部からなるレジストパターンと前記有機膜
からなる有機膜パターンとから構成される2層のマスク
パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とす
るパターン形成方法。
10. A step of forming a resist film made of a positive type chemically amplified resist containing a polymer having an OH group on an organic film, and forming an energy on the resist film through a mask having a desired pattern shape. A step of heating the resist film after performing pattern exposure by irradiating a beam; a step of performing a silylation treatment on the resist film to form a silylated layer on an exposed portion of the resist film; Dry etching is performed on the film and the organic film using the silylation layer as a mask, and a two-layer mask pattern including a resist pattern including an exposed portion of the resist film and an organic film pattern including the organic film Forming a pattern.
【請求項11】 前記アルカリ性現像液は、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液であることを
特徴とする請求項1又は6に記載のパターン形成方法。
11. The pattern forming method according to claim 1, wherein the alkaline developer is an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide.
【請求項12】 前記酸は、酢酸又はギ酸であることを
特徴とする請求項2又は7に記載のパターン形成方法。
12. The pattern forming method according to claim 2, wherein the acid is acetic acid or formic acid.
【請求項13】 前記第2の酸発生剤は、カルボン酸を
発生することを特徴とする請求項3又は8に記載のパタ
ーン形成方法。
13. The pattern forming method according to claim 3, wherein the second acid generator generates a carboxylic acid.
【請求項14】 前記第2の酸発生剤は、ナフトキノン
ジアジドスルフォン酸エステルであることを特徴とする
請求項3又は8に記載のパターン形成方法。
14. The pattern forming method according to claim 3, wherein the second acid generator is naphthoquinonediazidosulfonic acid ester.
【請求項15】 前記化学増幅型レジストは、酸をさら
に含んでいることを特徴とする請求項3又は8に記載の
パターン形成方法。
15. The pattern forming method according to claim 3, wherein the chemically amplified resist further contains an acid.
【請求項16】 前記OH基を有する化合物は、ビスフ
ェノールA又はピロガロールであることを特徴とする請
求項4又は9に記載のパターン形成方法。
16. The pattern forming method according to claim 4, wherein the compound having an OH group is bisphenol A or pyrogallol.
【請求項17】 前記OH基を有するポリマーは、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
又はポリメタクリル酸であることを特徴とする請求項5
又は10に記載のパターン形成方法。
17. The method according to claim 5, wherein the polymer having an OH group is polyvinylphenol, novolak resin, polyacrylic acid or polymethacrylic acid.
Or the pattern forming method according to 10.
【請求項18】 前記レジスト膜の厚さは前記有機膜の
厚さよりも薄いことを特徴とする請求項6〜10のいず
れか1項に記載のパターン形成方法。
18. The pattern forming method according to claim 6, wherein the thickness of the resist film is smaller than the thickness of the organic film.
【請求項19】 前記レジスト膜の厚さは0.1μm以
下であることを特徴とする請求項6〜10のいずれか1
項に記載のパターン形成方法。
19. The method according to claim 6, wherein said resist film has a thickness of 0.1 μm or less.
The pattern forming method according to the above item.
【請求項20】 前記化学増幅型レジストのベースポリ
マーは、酸により脱離する保護基で完全に置換されてい
ることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記
載のパターン形成方法。
20. The pattern forming method according to claim 1, wherein the base polymer of the chemically amplified resist is completely substituted with a protecting group which is eliminated by an acid. .
【請求項21】 前記化学増幅型レジストのベースポリ
マーにおける酸により脱離する保護基は、t−ブチル
基、t−ブチルオキシカルボニル基、t−ブチルオキシ
カルボニルメチル基、1−エトキシエチル基又はテトラ
ヒドロピラニル基であることを特徴とする請求項1〜1
0のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
21. The protecting group released by an acid in the base polymer of the chemically amplified resist is t-butyl group, t-butyloxycarbonyl group, t-butyloxycarbonylmethyl group, 1-ethoxyethyl group or tetrahydroethyl group. 2. A pyranyl group.
0. The pattern forming method according to any one of 0.
【請求項22】 前記エネルギービームは、KrF、A
rF、F2 、Xe2 、Kr2 、ArKr、Ar2 、軟X
線、EB又はX線であることを特徴とする請求項1〜1
0のいずれか1項に記載のパターン形成方法。
22. The energy beam, wherein the energy beam is KrF, A
rF, F 2 , Xe 2 , Kr 2 , ArKr, Ar 2 , soft X
2. An electron beam, an EB or an X-ray.
0. The pattern forming method according to any one of 0.
【請求項23】 前記シリル化処理は、気相又は液相に
より行なうことを特徴とする請求項1〜10のいずれか
1項に記載のパターン形成方法。
23. The pattern forming method according to claim 1, wherein the silylation treatment is performed in a gas phase or a liquid phase.
【請求項24】 前記シリル化処理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
エチルアミン又はジメチルアミノジメチルジシランであ
ることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記
載のパターン形成方法。
24. The pattern according to claim 1, wherein the silylating agent used in the silylation treatment is dimethylsilyldimethylamine, dimethylsilyldiethylamine or dimethylaminodimethyldisilane. Forming method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018136536A (en) * 2017-02-22 2018-08-30 信越化学工業株式会社 Pattern formation method

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