JP2930971B2 - Pattern formation method - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はパターン形成方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a pattern forming method.
(従来の技術) 半導体デバイスの微細化に伴いシリコンウェーハ上に
形成される線幅はサブミクロンになって来ており、加工
に要求されるリソグラフィ技術及びレジスト材料に要求
される性能はますます厳しいものになって来ている。デ
バイスの作成に要求されるリソグラフィ技術に関して
は、現在のg線(波長436nm)からi線(波長365nm)や
KrFエキシマ光(波長248nm)などの短波長化の傾向にあ
る。この傾向に対してレジスト材料の開発は進んでいる
ものの0.5μmを切るローワーサブミクロンサイズのパ
ターンを実現する事は容易ではない。この問題を解決す
る手段として多層レジストプロセスが提案されている。(Prior art) With the miniaturization of semiconductor devices, line widths formed on silicon wafers are becoming submicron, and lithography technology required for processing and performance required for resist materials are becoming increasingly severe. It is becoming something. Regarding the lithography technology required for device fabrication, the current g-line (wavelength 436 nm) to i-line (wavelength 365 nm) and
There is a trend toward shorter wavelengths such as KrF excimer light (wavelength 248 nm). Although resist materials have been developed in response to this tendency, it is not easy to realize a pattern of a lower submicron size of less than 0.5 μm. As a means for solving this problem, a multilayer resist process has been proposed.
しかしながら、従来のレジストプロセスは、上層の感
光層を薄くすることによりレジストの透明性の問題を解
決することができる反面、ピンホールの発生、異なった
層間に発生する応力によるクラック発生や反り、プロセ
スの複雑化、下層への転写時のパターン変換差の問題な
ど技術上の問題点がある。However, the conventional resist process can solve the problem of resist transparency by making the upper photosensitive layer thinner, but also causes pinholes, cracks and warpage due to stress generated between different layers, And there are technical problems such as a problem of pattern conversion difference at the time of transfer to a lower layer.
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、かかる従来の問題点を解決し得る新規かつ
信頼性に優れたパターン形成方法を提供する事を目的と
する。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a new and highly reliable pattern forming method capable of solving such a conventional problem.
(課題を解決するための手段) 本発明は、基板上に疎水性のレジスト膜を塗布する工
程と、前記レジスト膜を所望のパターンに露光して露光
領域のレジスト膜の表面を親水性にする工程と、前記レ
ジスト膜の新水性表面上にシリコン酸化膜をシリカ過飽
和溶液中から析出堆積させる工程と、前記レジスト膜の
うち表面に前記シリコン酸化膜の形成されていない部分
をエッチングすることにより前記レジスト膜をパターニ
ングする工程とを具備したことを特徴とするパターン形
成方法を提供する。(Means for Solving the Problems) The present invention provides a step of applying a hydrophobic resist film on a substrate, and exposing the resist film to a desired pattern to make the surface of the resist film in an exposed region hydrophilic. A step of depositing and depositing a silicon oxide film from a silica supersaturated solution on a fresh aqueous surface of the resist film, and etching a portion of the resist film where the silicon oxide film is not formed on the surface, Patterning a resist film.
(作 用) シリカ過飽和溶液中では親水性のレジスト表面領域上
にのみシリコン酸化膜が堆積する。このシリコン酸化膜
は緻密な構造を有し、このシリコン酸化膜をマスクとし
て良好にレジスト膜をパターニングする事ができる。(Operation) In a silica supersaturated solution, a silicon oxide film is deposited only on a hydrophilic resist surface region. This silicon oxide film has a dense structure, and the resist film can be favorably patterned using the silicon oxide film as a mask.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図(a)〜(d)はこの発明の実施例の工程断面
図を示す。1 (a) to 1 (d) are sectional views showing the steps of an embodiment of the present invention.
先ず、凹凸を有する基体11上に例えば多結晶シリコン
膜12を形成した基板を用意する。基体11は例えば素子が
形成されたシリコンウェーハ上にシリコン酸化膜を設け
たものである。First, a substrate in which, for example, a polycrystalline silicon film 12 is formed on a substrate 11 having irregularities is prepared. The base 11 is formed, for example, by providing a silicon oxide film on a silicon wafer on which elements are formed.
次いで、レジスト膜13、例えば酸無水物構造を有する
樹脂である無水メタクリル酸樹脂を平坦に回転塗布する
(第1図a)。Next, a resist film 13, for example, a methacrylic anhydride resin, which is a resin having an acid anhydride structure, is spin-coated flat (FIG. 1a).
次に、遠紫外線、ここではKrFエキシマ光(波長248n
m)14をマスクを介して露光する。Next, far ultraviolet rays, here, KrF excimer light (wavelength 248n
m) Expose 14 through a mask.
この露光領域のレジスト表面は疎水性から新水性にな
り親水性レジスト表面層15が形成される(第1図b)。The resist surface in this exposed area is changed from hydrophobic to fresh water, and a hydrophilic resist surface layer 15 is formed (FIG. 1b).
次に、この基板をシリカ過飽和溶液中に浸し、親水性
のレジスト表面層15上にのみシリコン酸化膜16を例えば
300Å程度析出堆積させる(第1図c)。Next, this substrate is immersed in a silica supersaturated solution, and a silicon oxide film 16 is formed only on the hydrophilic resist surface layer 15, for example.
Deposit and deposit about 300 ° (Fig. 1c).
シリカ過飽和水溶液は、次のようにして作られる。 The aqueous solution of silica supersaturation is prepared as follows.
まず、40重量%のケイ弗化水素酸(H2SiF6)水溶液を
水で希釈して3モル/のケイ弗化水素酸溶液を作り、
これにシリカ(SiO2)を入れ飽和させる。そしてこの溶
液にアルミ板(Al)を浸し、シリカ過飽和溶液を作る。
ケイ弗化水素酸溶液の農度は特に上記値に限定されるも
のではない。First, a 40% by weight aqueous solution of hydrosilicofluoric acid (H 2 SiF 6 ) is diluted with water to form a 3 mol / hydrofluoric acid hydrofluoric acid solution.
This is filled with silica (SiO 2 ) and saturated. Then, an aluminum plate (Al) is immersed in this solution to produce a silica supersaturated solution.
The agricultural degree of the hydrosilicofluoric acid solution is not particularly limited to the above value.
上記の反応は次式で表わされる。 The above reaction is represented by the following equation.
H2SiF6+2H2O→SiO2+6HF …(1) 2Al+6HF→2HlF3+3H2 …(2) 即ち、(1)式のHFをAlと反応させて消費させること
によりHF濃度が低下し、SiO2膜の析出が生じる。反応温
度を上げる程(1)の反応は右へ進み、SiO2の析出は増
加する。H 2 SiF 6 + 2H 2 O → SiO 2 + 6HF (1) 2Al + 6HF → 2HlF 3 + 3H 2 (2) That is, the HF concentration in the formula (1) is reduced by reacting with HF and consuming it, and the HF concentration is reduced. Two films are deposited. As the reaction temperature increases, the reaction of (1) proceeds to the right, and the deposition of SiO 2 increases.
現状の液温35℃では30分で300Åの堆積が生じる。こ
のシリコン酸化膜16は非常に緻密である。At the current liquid temperature of 35 ° C, a deposit of 300Å occurs in 30 minutes. This silicon oxide film 16 is very dense.
次に、このシリコン酸化膜16をマスクにして酸素ガス
(O2)を用いた反応性イオンエッチングによりレジスト
膜13を異方性エッチングする。そして、塩素を含むガス
例えばCl2ガスを用いて多結晶シリコン膜12を反応性イ
オンエッチングにより加工する。Next, using the silicon oxide film 16 as a mask, the resist film 13 is anisotropically etched by reactive ion etching using oxygen gas (O 2 ). Then, the polycrystalline silicon film 12 is processed by reactive ion etching using a gas containing chlorine, for example, a Cl 2 gas.
このように、単層レジストで微細パターンを実現でき
るためスループットが向上する。As described above, since a fine pattern can be realized with a single-layer resist, the throughput is improved.
また、原理的にレジストの表面のみを露光すればよい
ので露光に使用する光源の波長に対する透過性はさほど
問題にならず優れた解像度を容易に得る事ができる。ま
たレジストの表面のみの露光で良いので下地パターンか
らの反射等によるレジストの細りを減少することができ
る。In addition, since only the surface of the resist has to be exposed in principle, the transmittance with respect to the wavelength of the light source used for the exposure does not matter so much, and excellent resolution can be easily obtained. In addition, since exposure of only the surface of the resist is sufficient, thinning of the resist due to reflection from the underlying pattern or the like can be reduced.
また、実施例で用いたドライ現像はレジスト膜厚のば
らつきによるパターン変換差を抑える上で有効である。Further, the dry development used in the examples is effective in suppressing a pattern conversion difference due to a variation in the resist film thickness.
上記実施例ではアルミ板を浸したが、シリカ過飽和溶
液はシリカを飽和させたケイ弗化水素酸溶液に例えばホ
ウ酸(H3BO3)水溶液を添加するようにしても良い。Although the aluminum plate is immersed in the above embodiment, for example, an aqueous solution of boric acid (H 3 BO 3 ) may be added to a hydrosilicic acid solution saturated with silica as the silica supersaturated solution.
また、露光した後、すぐに基板をシリカ過飽和溶液に
浸したが、所望により、露光後,大気中,140℃,5分程度
のベーキングを行い、その後シリカ過飽和溶液に浸すよ
うにしてもよい。これは、露光領域のレジストの親水性
を確実なものにする働きがある。Further, immediately after the exposure, the substrate is immersed in a silica supersaturated solution. However, if desired, the substrate may be baked in the air at 140 ° C. for about 5 minutes, and then immersed in the silica supersaturated solution. This has the function of ensuring the hydrophilicity of the resist in the exposed area.
また、レジスト膜としてナフトキノンジアジド−ノボ
ラック径のレジストを用い、露光された試料を例えばヘ
キサメチルジシラザンの減圧ガス雰囲気中で熱処理し、
露光領域のレジストをシリル化するようにして露光部レ
ジストの親水性化を促進させてもよい。Further, using a naphthoquinonediazide-novolak diameter resist as a resist film, the exposed sample is heat-treated in a reduced-pressure gas atmosphere of, for example, hexamethyldisilazane,
The resist in the exposed area may be silylated to promote the hydrophilicity of the exposed part resist.
また、露光は上記KrFエキシマ光の他、g線,i線,X線
や電子ビームを用いることもできる。For the exposure, g-line, i-line, X-ray or electron beam can be used in addition to the above KrF excimer light.
第2図(a)〜(f)は本発明の他の実施例を示す断
面図である。2 (a) to 2 (f) are sectional views showing another embodiment of the present invention.
第2図(a)〜(c)までは第1図(a)〜(c)で
説明した方法と同じである。2 (a) to 2 (c) are the same as the methods described in FIGS. 1 (a) to 1 (c).
この後、O2ガスを用いた反応性イオンエッチングによ
りレジスト膜13を異方性エッチングし、再度、この基板
をシリカ過飽和溶液に浸け、下地多結晶シリコン膜12表
面にシリコン酸化膜21を同様にして析出堆積する(第2
図d)。Thereafter, the resist film 13 is anisotropically etched by reactive ion etching using O 2 gas, the substrate is immersed again in a supersaturated silica solution, and the silicon oxide film 21 is similarly formed on the surface of the underlying polycrystalline silicon film 12. Deposited and deposited (second
Figure d).
次に第2図(e)に示すようにレジスト膜13を例えば
過酸化水素(H2O2)液と硫酸(H2SO4)液の混合液を用
いてエッチングし、更にこのリフトオフにより残ったシ
リコン酸化膜21をマスクにして多結晶シリコン膜12を加
工する。Next, as shown in FIG. 2 (e), the resist film 13 is etched using, for example, a mixed solution of a hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) solution and a sulfuric acid (H 2 SO 4 ) solution, and is further removed by this lift-off. The polycrystalline silicon film 12 is processed using the silicon oxide film 21 as a mask.
この様にすると、ポジ型レジストを用いてマスクと同
じパターンに加工(反転加工)する事が可能となる。This makes it possible to process (reverse processing) the same pattern as the mask using a positive resist.
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形して実施することができる。In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the spirit thereof.
本発明によれば新規かつ信頼性に優れたパターン形成
方法を提供することができる。According to the present invention, a new and highly reliable pattern forming method can be provided.
第1図は本発明の実施例を説明する工程断面図、第2図
は本発明の他の実施例を説明する工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view for explaining another embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−241225(JP,A) 特開 昭60−85526(JP,A) 特開 昭61−107346(JP,A) 特開 昭62−258449(JP,A) 特開 昭64−3663(JP,A) 特開 昭63−300237(JP,A) 特開 昭63−253356(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/38,7/038 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-60-241225 (JP, A) JP-A-60-85526 (JP, A) JP-A-61-107346 (JP, A) JP-A-62 258449 (JP, A) JP-A-64-3363 (JP, A) JP-A-63-300237 (JP, A) JP-A-63-253356 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 6 , DB name) G03F 7 / 38,7 / 038
Claims (5)
程と、 前記レジスト膜を所望のパターンに露光して露光領域の
レジスト膜の表面を親水性にする工程と、 前記レジスト膜の新水性表面上にシリコン酸化膜をシリ
カ過飽和溶液中から析出堆積させる工程と、 前記レジスト膜のうち表面に前記シリコン酸化膜の形成
されていない部分をエッチングすることにより前記レジ
スト膜をパターニングする工程とを具備したことを特徴
とするパターン形成方法。A step of applying a hydrophobic resist film on a substrate; a step of exposing the resist film to a desired pattern to make the surface of the resist film in an exposed region hydrophilic; A step of depositing and depositing a silicon oxide film on an aqueous surface from a silica supersaturated solution; anda step of patterning the resist film by etching a portion of the resist film where the silicon oxide film is not formed on the surface. A pattern forming method, comprising:
る樹脂を用いることを特徴とする請求項1記載のパター
ン形成方法。2. The pattern forming method according to claim 1, wherein a resin having an acid anhydride structure is used as said resist film.
露光する事を特徴とする請求項1記載のパターン形成方
法。3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the exposure is performed using ultraviolet rays, visible light, X-rays or electron beams.
含む水溶液であり、前記シリコン酸化膜の形成が、前記
シリカ過飽和溶液中にAlまたはホウ酸水溶液を添加する
ことにより行われることを特徴とする請求項1記載のパ
ターン形成方法。4. A method according to claim 1, wherein said silica supersaturated solution is an aqueous solution containing hydrofluoric acid, and said silicon oxide film is formed by adding an aqueous solution of Al or boric acid to said silica supersaturated solution. The pattern forming method according to claim 1, wherein
記基板表面に第2のシリコン酸化膜をシリカ過飽和溶液
中から析出堆積させる工程を更に具備したことを特徴と
する請求項1記載のパターン形成方法。5. The pattern forming method according to claim 1, further comprising, after the patterning step, a step of depositing and depositing a second silicon oxide film from the supersaturated silica solution on the exposed surface of the substrate. .
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US4552833A (en) * | 1984-05-14 | 1985-11-12 | International Business Machines Corporation | Radiation sensitive and oxygen plasma developable resist |
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US4808511A (en) * | 1987-05-19 | 1989-02-28 | International Business Machines Corporation | Vapor phase photoresist silylation process |
JPS643663A (en) * | 1987-06-26 | 1989-01-09 | Toshiba Corp | Forming method for fine pattern |
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1989
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