JP2940250B2 - Method of forming dry development pattern - Google Patents

Method of forming dry development pattern

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JP2940250B2
JP2940250B2 JP3225841A JP22584191A JP2940250B2 JP 2940250 B2 JP2940250 B2 JP 2940250B2 JP 3225841 A JP3225841 A JP 3225841A JP 22584191 A JP22584191 A JP 22584191A JP 2940250 B2 JP2940250 B2 JP 2940250B2
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silylation
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路装置の製造過
程で用いられるレジストパターンを乾式現像によって形
成する方法に関し、特に、高解像性の乾式現像パターン
の形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern used in a process of manufacturing an integrated circuit device by dry development, and more particularly to a method for forming a high resolution dry development pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、IC,LSIなどの集積回路装置
の製造には、加工すべき基板上にノボラック樹脂にキノ
ンジアジド化合物を混合したポジ型ホトレジストなどの
感放射線樹脂を塗布した上、集積回路装置の回路パター
ンに応じたパターン形状を形成するために、パターンマ
スクを介して水銀灯のg線(波長436nm)やi線
(波長365nm)を用いて露光し、現像液にて現像す
るホトリソグラフィー法が用いられてきた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in the manufacture of integrated circuit devices such as ICs and LSIs, a radiation-sensitive resin such as a positive type photoresist obtained by mixing a quinonediazide compound with a novolak resin is applied onto a substrate to be processed, and then the integrated circuit device is manufactured. In order to form a pattern shape corresponding to the circuit pattern of the above, a photolithography method of exposing using a mercury lamp g-line (wavelength 436 nm) or i-line (wavelength 365 nm) through a pattern mask and developing with a developer is known. Has been used.

【0003】しかし、近年では集積回路装置が高度に微
細化し、基板上に形成されるべき回路パターンの寸法が
1μm以下の領域に入っており、このような寸法領域で
は、従来のホトリソグラフィー法を使用しても、特に段
差構造を有する基板が使用される場合、露光時の入射光
の反射の影響や光学系における焦点深度の浅さなどの問
題が発生し充分な解像が困難となる問題が発生する。
However, in recent years, integrated circuit devices have become highly miniaturized, and the size of a circuit pattern to be formed on a substrate has entered a region of 1 μm or less. In such a size region, a conventional photolithography method has been used. Even when used, especially when a substrate having a step structure is used, problems such as the influence of reflection of incident light during exposure and a shallow depth of focus in an optical system occur, making it difficult to achieve sufficient resolution. Occurs.

【0004】このような問題を解決するためには、特開
昭61−107346号公報には、従来のホトリソグラ
フィー法と同様に、水銀灯のg線やi線を用いたりある
いは遠紫外線を用いて回路パターンを露光した後、例え
ば珪素化合物ガスによる処理によってレジスト層の露光
部を選択的にシリル化した後に反応性プラズマ等を用い
て異方性エッチングを行う方式が提案されている。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-107346 discloses a method using a g-line or an i-line of a mercury lamp or far ultraviolet light as in the conventional photolithography method. A method has been proposed in which after exposing a circuit pattern, an exposed portion of a resist layer is selectively silylated by treatment with, for example, a silicon compound gas and then anisotropically etched using reactive plasma or the like.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記特開昭61−10
7346号公報に記載されている方法は、露光部に対し
て珪素化合物ガスを選択的に拡散させたのち、レジスト
の官能基との反応によりこれらの露光部に選択的にシリ
ル化層を固定するものである。しかしながら、この固定
化されたシリル化層の形状は、露光による入射光の強度
分布に影響されてしまう。すなわち、露光部では、ジア
ゾキノン部位が光反応を生じることで樹脂の珪素化合物
ガス透過性が変化するが、その変化した割合の強度分布
は入射光のエネルギー分布に比例したものとなる。よっ
てこの露光部位が選択的にシリル化された場合、シリル
化層の形状は、入射光のエネルギー分布に近似した形状
をしめすことが判る。一方、乾式プラズマエッチング
(乾式現像)においては、露光部でのシリル化層が酸化
珪素に変化しエッチング工程中に残留することで、これ
らの部分を効率よく保護することができる。従ってエッ
チングによって形成されるレジストパターンの寸法はシ
リル化層の形状に影響される。しかも、この形成された
レジストパターンは以後の工程に大きな影響を与える。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the method described in Japanese Patent No. 7346, after selectively diffusing a silicon compound gas into exposed portions, a silylated layer is selectively fixed to these exposed portions by reaction with a functional group of a resist. Things. However, the shape of the fixed silylated layer is affected by the intensity distribution of incident light due to exposure. That is, in the exposed portion, the diazoquinone moiety causes a photoreaction to change the silicon compound gas permeability of the resin, and the intensity distribution of the changed ratio is proportional to the energy distribution of the incident light. Therefore, when the exposed portion is selectively silylated, it is understood that the shape of the silylated layer approximates the energy distribution of incident light. On the other hand, in dry plasma etching (dry development), the silylated layer in the exposed portion changes to silicon oxide and remains during the etching process, so that these portions can be efficiently protected. Therefore, the size of the resist pattern formed by etching is affected by the shape of the silylated layer. In addition, the formed resist pattern has a great effect on subsequent steps.

【0006】しかも、形成されたパターン形状が変動し
た場合、その変動要因を把握することはかなり複雑であ
り、パターン形成に必要なプロセスパラメーターの設定
が困難となる。また、パターン形状の変化の要因が乾式
現像条件なのかその他プロセスパラメーターの変動が要
因なのか確認することも困難である。
Moreover, when the shape of the formed pattern fluctuates, it is quite complicated to grasp the cause of the fluctuation, and it is difficult to set process parameters required for pattern formation. It is also difficult to confirm whether a change in pattern shape is caused by dry development conditions or a change in other process parameters.

【0007】本発明の目的は、上記特開昭61−107
346号公報に提案されている方法における珪素化合物
ガスによる露光部の選択的シリル化によるエッチングマ
スク層の形成に際し、選択的シリル化層の形状を管理
し、高解像度の乾式現像パターン形成方法を提供するこ
とにある。
[0007] The object of the present invention is to solve the problem described in the above-mentioned JP-A-61-107.
No. 346, a method for forming a high-resolution dry development pattern by controlling the shape of a selective silylated layer when forming an etching mask layer by selective silylation of an exposed portion with a silicon compound gas in a silicon compound gas. Is to do.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、ジアゾキノン
と結合させたフェノール系ポリマーを含む乾式現像用レ
ジストを部分的にシリル化して乾式現像パターンを形成
する方法において、前記シリル化されたレジストのシリ
コン含有領域の断面形状を、その表面における幅をL、
表面からの最大の厚さをdとしたとき、前記Lとdが
0.1≦d/L≦0.7の関係を満足するように形成す
ることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a method for forming a dry development pattern by partially silylating a dry development resist containing a phenolic polymer bonded to diazoquinone, comprising the steps of: The width of the cross-sectional shape of the silicon-containing region is L,
When the maximum thickness from the surface is d, L and d are formed so as to satisfy the relationship of 0.1 ≦ d / L ≦ 0.7.

【0009】ここでd/L<0.1の場合、シリル化層
が薄すぎて乾式現像中にシリル化層自体もエッチングさ
れてしまうため正確なパターン形成が不可能となる。
If d / L <0.1, the silylated layer is too thin and the silylated layer itself is also etched during dry development, making it impossible to form an accurate pattern.

【0010】一方、d/L>0.7の場合、シリル化層
の深さに対して、シリル化層上端部のシリル化層が相対
的に薄くなるためと考えられるが、乾式現像によってオ
ーバーハング状のパターン形状となり垂直壁を持つパタ
ーン形成が不可能となる。
On the other hand, when d / L> 0.7, it is considered that the silylated layer at the upper end of the silylated layer is relatively thinner than the depth of the silylated layer. It becomes a hang-like pattern shape, and it becomes impossible to form a pattern having vertical walls.

【0011】前記Lとdを0.1≦d/L≦0.7とす
るためには、シリル化層の形成に際して、横方向(L)
および深さ方向(d)へのシリコンの拡散速度を制御す
ることにより達成できる。即ち、横方向へのシリコンの
拡散速度はレジストのプリベーク条件および露光後の加
熱処理条件により制御できる。また深さ方向へのシリコ
ンの拡散速度は、シリル化条件で制御することができ
る。従って、これらの条件を適宣選択することにより、
0.1≦d/L≦0.7となるようにシリル化層形状を
制御することができる。
In order for L and d to be in the range of 0.1 ≦ d / L ≦ 0.7, the formation of the silylated layer in the lateral direction (L)
And by controlling the diffusion rate of silicon in the depth direction (d). That is, the diffusion rate of silicon in the lateral direction can be controlled by the pre-bake condition of the resist and the heat treatment condition after exposure. The diffusion rate of silicon in the depth direction can be controlled by the silylation condition. Therefore, by properly selecting these conditions,
The shape of the silylated layer can be controlled so that 0.1 ≦ d / L ≦ 0.7.

【0012】なお、上記プリベーク条件としては、通
常、温度50〜140℃、時間10秒〜10分間程度で
ある。また露光後の加熱処理条件としては、温度90〜
200℃、時間10秒〜10分程度である。さらにシリ
ル化条件としては、通常、温度90〜200℃、時間1
0秒〜10分程度である。
The pre-bake conditions are usually a temperature of 50 to 140 ° C. and a time of about 10 seconds to 10 minutes. The heat treatment conditions after exposure are as follows.
The temperature is 200 ° C. and the time is about 10 seconds to 10 minutes. Further, the silylation conditions are usually a temperature of 90 to 200 ° C. and a time of 1 hour.
It is about 0 seconds to 10 minutes.

【0013】本発明で使用するレジスト材料としては、
ジアゾキノンと結合させたフェノール系ポリマー、好ま
しくはノボラック樹脂が使用でき、さらにこのフェノー
ル系ポリマーを、アルキル基,アリール基またはハロゲ
ン原子によって置換されていてもよいフェノール,ナフ
トールおよびそれらの誘導体と、ハロゲン原子で置換さ
れていてもよい脂肪族または芳香族アルデヒドとの縮合
物、好ましくは低級アルキル基で置換したフェノール誘
導体と脂肪族アルデビドとの縮合物、フェノール基がア
リール基、またはハロゲン原子で置換されていてもよい
ポリ(ビニルフェノール),ビニルフェノールとエチレ
ン性不飽和化合物との共重合体等とを混合使用すること
ができる。
The resist material used in the present invention includes:
A phenolic polymer bound to diazoquinone, preferably a novolak resin, can be used, and the phenolic polymer is further substituted with an alkyl group, an aryl group or a phenol, naphthol and a derivative thereof optionally substituted by a halogen atom, and a halogen atom. A condensate with an aliphatic or aromatic aldehyde which may be substituted, preferably a condensate of a phenol derivative substituted with a lower alkyl group with an aliphatic aldehyde, wherein the phenol group is substituted with an aryl group or a halogen atom. Poly (vinyl phenol), a copolymer of vinyl phenol and an ethylenically unsaturated compound, or the like may be used in combination.

【0014】本発明においては、上述したレジスト材料
を酢酸エチル,プロピレングリコールモノエチルアセテ
ートなどのエステル系溶媒、メチルイソブチルケトンな
どのケトン系溶媒、トルエン、キシレンなどの芳香族系
溶媒に溶解させてレジスト溶液とした後、スピンコート
法などの通常の方法によりシリコンウェハーなどの半導
体基板またはアルミニウムなどの金属基板上にレジスト
溶液を塗布し、プリベーク処理によりレジスト膜を形成
する。
In the present invention, the above resist material is dissolved in an ester solvent such as ethyl acetate and propylene glycol monoethyl acetate, a ketone solvent such as methyl isobutyl ketone, and an aromatic solvent such as toluene and xylene. After forming the solution, a resist solution is applied on a semiconductor substrate such as a silicon wafer or a metal substrate such as aluminum by a normal method such as a spin coating method, and a resist film is formed by a pre-baking process.

【0015】その後、紫外線,遠紫外線,電子線,軟X
線などの放射線を照射し、次いでシリル化剤で処理する
ことにより、放射線照射部分中にシリル化剤を拡散させ
シイル化剤を固定化する。
Thereafter, ultraviolet light, far ultraviolet light, electron beam, soft X
By irradiating with radiation such as radiation and then treating with a silylating agent, the silylating agent is diffused in the irradiated portion to immobilize the silylating agent.

【0016】次いで、この固定化したシリル化層をマス
クとして、酸素プラズマなどを用いた乾式現像を行うこ
とにより、レジストパターンを形成する。
Next, a resist pattern is formed by performing dry development using oxygen plasma or the like using the immobilized silylated layer as a mask.

【0017】シリル化剤としては、例えばテトラクロロ
シラン、トリメチルクロロシラン、ジメチルジクロロシ
ラン、メチルトリクロロシラン、トリメチルブロモシラ
ン、トリメチルヨードシラン、トリフェニルクロロシラ
ン、ヘキサメチルジシラザン、1,1,3,3−テトラ
メチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ヘキサフ
ェニルジシラザン、1,3−ビス(クロロメチル)−
1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、N−トリメ
チルシリルイミダゾール、N−トリメチルシリルアセト
アミド、N−トリメチルシリルジメチルアミン、N−ト
リメチルシリルジエチルアミン、ヘキサメチルシランジ
アミン、N,O−ビス(トリエチルシリル)アセトイミ
ド、N,N′−ビス(トリメチルシリル)尿素、N,
N′−ジフェニル−N−(トリメチルシリル)尿素等を
挙げることができる。シリル化剤による感放射線性樹脂
層の処理温度は、感放射線性樹脂層の組成と使用される
シリル化剤の種類および処理時間によって決められ、好
ましくは0〜250℃の間で選択することができ、より
好ましくは90〜200℃である。
Examples of the silylating agent include tetrachlorosilane, trimethylchlorosilane, dimethyldichlorosilane, methyltrichlorosilane, trimethylbromosilane, trimethyliodosilane, triphenylchlorosilane, hexamethyldisilazane, 1,1,3,3-tetra Methyldisilazane, heptamethyldisilazane, hexaphenyldisilazane, 1,3-bis (chloromethyl)-
1,1,3,3-tetramethyldisilazane, N-trimethylsilylimidazole, N-trimethylsilylacetamide, N-trimethylsilyldimethylamine, N-trimethylsilyldiethylamine, hexamethylsilanediamine, N, O-bis (triethylsilyl) acetimide, N, N'-bis (trimethylsilyl) urea, N,
N'-diphenyl-N- (trimethylsilyl) urea and the like can be mentioned. The treatment temperature of the radiation-sensitive resin layer with the silylation agent is determined by the composition of the radiation-sensitive resin layer, the type of the silylation agent used and the treatment time, and is preferably selected from 0 to 250 ° C. And more preferably 90 to 200 ° C.

【0018】[0018]

【作用】乾式現像(反応性イオンエッチング)後のレジ
ストの断面形状は、現像前のシリル化層の断面形状に影
響され、シリル化層を特定の断面形状にすることで、垂
直壁を持ったレジストパターンを形成することが可能と
なる。シリル化層の観察法の一例を述べる。まずシリル
化処理を実施した試料を劈開し、その劈開面に等方性の
酸素プラズマを照射して、表面に露出しているシリコン
を酸化シリコンに変化させ、電子顕微鏡で観察する。こ
の際、酸素プラズマに接触させる際の条件、特にプラズ
マを発生させる高周波出力値、使用する酸素流量および
処理時間を広範囲に変化させても、シリル化層の形状に
変化が無いことが確認された。よって、上記方法により
シリル化層の形状の確認が可能であることがわかった。
The cross-sectional shape of the resist after dry development (reactive ion etching) is affected by the cross-sectional shape of the silylated layer before development, and by forming the silylated layer into a specific cross-sectional shape, the resist has vertical walls. A resist pattern can be formed. An example of a method for observing the silylated layer will be described. First, the sample subjected to the silylation treatment is cleaved, and the cleaved surface is irradiated with isotropic oxygen plasma to change silicon exposed on the surface into silicon oxide, and observed with an electron microscope. At this time, it was confirmed that the shape of the silylation layer did not change even when the conditions for contacting with oxygen plasma, particularly the high-frequency output value for generating plasma, the flow rate of oxygen used, and the processing time were changed over a wide range. . Therefore, it was found that the shape of the silylated layer can be confirmed by the above method.

【0019】電子顕微鏡観察で得られたシリル化層の断
面形状の一例を図1に示す。基板1上に形成したレジス
ト2の表面におけるシリル化層3の幅をL、その最大深
さ(中央部の深さ)をdとした時、d/Lの値が特定の
範囲内にある断面形状を有するシリル化層が形成された
場合にのみ、乾式現像後のレジストパターンが垂直壁を
有する形状を示す。ここで、d/L値の測定方法につい
て述べる。まず、シリル化層を形成した試料を劈開して
縦断面を露出し、バレル型エッチング装置を用い、高周
波出力100〜500w,酸素流量300〜500SC
CM,処理時間1〜10分間の範囲で露出した断面を酸
素プラズマに曝し、シリコンを酸化させる。上記範囲内
であればシリル化層の形状に変化は無い。なお、シリル
化層の幅Lは、シリル化層の両端においてシリル化層の
厚みが0.01μm以下になる箇所をシリル化層の端部
とした際の両端部間の長さである。
FIG. 1 shows an example of the cross-sectional shape of the silylated layer obtained by observation with an electron microscope. Assuming that the width of the silylated layer 3 on the surface of the resist 2 formed on the substrate 1 is L and the maximum depth (the depth at the center) is d, a cross section in which the value of d / L is within a specific range Only when a silylation layer having a shape is formed, the resist pattern after dry development shows a shape having vertical walls. Here, a method for measuring the d / L value will be described. First, the sample on which the silylated layer was formed was cleaved to expose a vertical section, and a high frequency output of 100 to 500 w and an oxygen flow rate of 300 to 500 SC were used using a barrel-type etching apparatus.
CM, the exposed cross section in the processing time of 1 to 10 minutes is exposed to oxygen plasma to oxidize silicon. There is no change in the shape of the silylated layer within the above range. The width L of the silylated layer is the length between both ends of the silylated layer, where the ends where the thickness of the silylated layer is 0.01 μm or less are defined as the ends of the silylated layer.

【0020】[0020]

【実施例】以下に実施例によって本発明を詳細に説明す
る。
The present invention will be described in detail with reference to the following examples.

【0021】実施例1 レジスト材料として6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5
−オキソ−1−ナフタレンスルホン酸クロライドとノボ
ラック樹脂(p−t−ブチルフェノールとホルムアルデ
ヒドとの縮合物)との部分縮合生成物からなる樹脂を使
用した。この樹脂を、プロピレングリコールモノエチル
アセテートに溶解し30重量%溶液を調製した。スピン
コーターを用い、この溶液を4000rpmの回転速度
でシリコンウェハー上に回転塗布した。さらに、ホット
プレート上で、120℃,90秒間のプリベークを行
い、膜厚1.5μmのレジスト膜を得た。次に波長43
5nm,レンズ開口数(NA)=0.54の紫外線露光
装置を用い750mJ/cm2 の露光量で所定のパター
ンを露光した。次に、露光後の加熱処理を150℃で3
分間、300mmHgの減圧下で行い、その後、ヘキサ
メチルジシラザンの蒸気中で、150℃で1分間のシリ
ル化処理を行った。次に、マグネトロン方式のエッチン
グ装置を用い、高周波出力1.0kw,酸素流量70s
ccm,基板冷却温度−20℃の条件下で、反応性イオ
ンエッチングによる乾式現像処理を行った。現像によっ
て形成されたレジストパターンを、電子顕微鏡(SE
M)で観察した結果、最小解像寸法0.4μmのライン
アンド スペース パターンが正確に形成されてい
た。形成されたパターンの中から断面形状を0.6μm
パターンについて測定したところ、パターン上部と下部
の寸法比が1.0であり、パターン上部と下部との寸法
差の無い垂直壁を有していることが判った。次に、乾式
現像前の試料と同一条件で形成した試料を用意し、バレ
ル型エッチング装置を用い、高周波出力500w,酸素
流量500sccmの条件下で6分間のエッチング処理
を行い、シリル化された部位を部分的に酸化シリコンに
変化させ、SEM観察できるようにした。図1はSEM
写真によるシリル化層の形状を模写した図である。シリ
ル化層中央部の最高深さdと、シリル化層両端部の長さ
Lの比は、d/L=0.19であった。なお、図1にお
いて、シリル化された部分3の幅は0.6μmより大き
いが、乾式現像後は0.6μmのライン アンドスペー
スパターンとなる。
Example 1 6-diazo-5,6-dihydro-5 as a resist material
A resin consisting of a partial condensation product of -oxo-1-naphthalenesulfonic acid chloride and a novolak resin (condensate of pt-butylphenol and formaldehyde) was used. This resin was dissolved in propylene glycol monoethyl acetate to prepare a 30% by weight solution. This solution was spin-coated on a silicon wafer at a spin speed of 4000 rpm using a spin coater. Further, prebaking was performed on a hot plate at 120 ° C. for 90 seconds to obtain a resist film having a thickness of 1.5 μm. Next, the wavelength 43
A predetermined pattern was exposed with an exposure amount of 750 mJ / cm 2 using an ultraviolet exposure apparatus having a wavelength of 5 nm and a lens numerical aperture (NA) of 0.54. Next, heat treatment after exposure is performed at 150 ° C. for 3 hours.
For 30 minutes under a reduced pressure of 300 mmHg, and then subjected to a silylation treatment in a vapor of hexamethyldisilazane at 150 ° C. for 1 minute. Next, using a magnetron type etching apparatus, high-frequency output 1.0 kw, oxygen flow rate 70 s
Dry development processing by reactive ion etching was performed under the conditions of ccm and a substrate cooling temperature of −20 ° C. The resist pattern formed by development is transferred to an electron microscope (SE
As a result of observation in M), a line and space pattern having a minimum resolution of 0.4 μm was accurately formed. 0.6 μm cross-sectional shape from the formed pattern
When the pattern was measured, it was found that the dimensional ratio between the upper and lower parts of the pattern was 1.0, and that the pattern had a vertical wall with no dimensional difference between the upper and lower parts of the pattern. Next, a sample formed under the same conditions as the sample before the dry development was prepared, and an etching process was performed for 6 minutes using a barrel-type etching apparatus under the conditions of a high frequency output of 500 w and an oxygen flow rate of 500 sccm. Was partially changed to silicon oxide so that SEM observation was possible. Figure 1 is an SEM
It is the figure which copied the shape of the silylation layer by a photograph. The ratio of the maximum depth d at the center of the silylated layer to the length L of both ends of the silylated layer was d / L = 0.19. In FIG. 1, the width of the silylated portion 3 is larger than 0.6 μm, but after dry development, the line and space pattern is 0.6 μm.

【0022】実施例2 実施例1と同一のレジスト材料を用い、プリベークを9
0℃で1分間行い、紫外線露光装置の露光量を350m
J/cm2 に設定し、露光後の加熱処理を160℃で1
20秒間行い、シリル化を160℃で2分間行った以外
は実施例1と同一条件でレジストパターンを形成した。
乾式現像によって形成されたパターンは0.4μmまで
正確に解像した。さらに、0.6μmパターンについて
観察したところ、パターン上部と下部との寸法差の無い
垂直壁を有していた。また、乾式現像前のシリル化層の
形状を実施例1と同一の方法で観察したところ、d/L
=0.66であった。
Example 2 The same resist material as in Example 1 was used, and the pre-bake was 9
Perform at 0 ° C for 1 minute, and set the exposure amount of the UV exposure device to 350 m
J / cm 2 and heat treatment after exposure at 160 ° C. for 1
A resist pattern was formed under the same conditions as in Example 1 except that the reaction was performed for 20 seconds and the silylation was performed at 160 ° C. for 2 minutes.
The pattern formed by dry development was accurately resolved down to 0.4 μm. Further, when the 0.6 μm pattern was observed, the pattern had vertical walls with no dimensional difference between the upper and lower parts of the pattern. Further, when the shape of the silylated layer before dry development was observed by the same method as in Example 1, it was found that d / L
= 0.66.

【0023】実施例3〜6 実施例1と同じレジスト材料を用い、プリベーク条件,
露光後の加熱処理温度よび処理時間,シリル化温度,シ
リル化時間を表1のように変更した点を除いて、実施例
1と同様にして実験を行った。結果を表1に示す。
Examples 3 to 6 Using the same resist material as in Example 1, the pre-bake conditions and
An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the heat treatment temperature after the exposure, the treatment time, the silylation temperature, and the silylation time were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the results.

【0024】実施例7 レジストとして、クレゾールとホルムアルデヒドノボラ
ック樹脂と6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−5−オキソ
−1−ナフタレンスルホン酸クロライドとノボラック樹
脂(クレゾールとホルムアルデヒドとの縮合物)との部
分縮合生成物からなる樹脂を使用した。この樹脂を、プ
ロピレングリコールモノエチルアセテートに溶解し30
重量%溶液を調製した。実施例1と同じ条件で形成した
レジスト膜は、1.6μmの厚さを有していた。以後、
プリベーク条件,露光後の加熱処理温度および処理時
間,シリル化温度,シリル化時間を表1のように変更し
た点を除いて実施例1と同様にして実験を行った。結果
を表1に示す。
Example 7 As a resist, a portion of cresol, formaldehyde novolak resin, 6-diazo-5,6-dihydro-5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid chloride and novolak resin (condensate of cresol and formaldehyde) A resin consisting of a condensation product was used. This resin is dissolved in propylene glycol monoethyl acetate and
A weight percent solution was prepared. The resist film formed under the same conditions as in Example 1 had a thickness of 1.6 μm. Since then
An experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that the prebake conditions, the heat treatment temperature and the treatment time after exposure, the silylation temperature, and the silylation time were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the results.

【0025】実施例8 実施例1と同一のレジスト材料を用い、プリベークを9
0℃で1分間行い、紫外線露光装置の露光量を175m
J/cm2 に設定し、露光後の加熱処理を110℃で2
分間行い、シリル化を、1,1,3,3−テトラメチル
ジシラザンの蒸気中で110℃で4分間のシリル化処理
を行った以外は、実施例1と同様にして行った。乾式現
像によって形成されたパターンは、0.4μmまで正確
に解像した。さらに、0.6μmパターンについて観察
したところ、パターン上部と下部との寸法差の無い垂直
壁を有していた。また乾式現像前のシリル化層形状を実
施例1と同一の方法で観察したところ、d/L=0.2
0であった。結果を表1に示す。
Example 8 The same resist material as in Example 1 was used, and the pre-bake was performed 9 times.
Performed at 0 ° C for 1 minute, and the exposure amount of the ultraviolet exposure device was 175 m
J / cm 2 and heat treatment after exposure at 110 ° C. for 2 hours.
For 1 minute, and the silylation was performed in the same manner as in Example 1 except that the silylation was performed at 110 ° C. for 4 minutes in the vapor of 1,1,3,3-tetramethyldisilazane. The pattern formed by dry development was accurately resolved down to 0.4 μm. Further, when the 0.6 μm pattern was observed, the pattern had vertical walls with no dimensional difference between the upper and lower parts of the pattern. Further, the shape of the silylated layer before the dry development was observed by the same method as in Example 1. As a result, d / L = 0.2
It was 0. Table 1 shows the results.

【0026】実施例9 レジスト材料として、6−ジアゾ−5,6−ジヒドロ−
5−オキソ−1−ナフタレンスルホン酸クロライドとノ
ボラック樹脂(m−クレゾールおよびp−クレゾールと
ホルムアルデヒドとの縮合物)との部分縮合生成物から
なる樹脂を使用した。この樹脂を、プロピレングリコー
ルモノエチルアセテートに溶解し、30重量%溶液を調
製した。次にプリベークを120℃で90秒間行い、紫
外線露光装置の露光量を150mJ/cm2 に設定し、
露光後の加熱処理を170℃で3分間行い、シリル化を
170℃で4分間行った以外は実施例1と同様にして行
った。乾式現像により形成されたパターンは0.4μm
まで正確に解像した。さらに、0.6μmパターンにつ
いて観察したところパターンの上部と下部との寸法差の
無い垂直壁を有していた。また、乾式現像前のシリル化
層形状を実施例1と同一の方法で観察したところ、d/
L=0.38であった。結果を表1に示す。
Example 9 As a resist material, 6-diazo-5,6-dihydro-
A resin consisting of a partial condensation product of 5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid chloride and a novolak resin (a condensate of m-cresol and p-cresol with formaldehyde) was used. This resin was dissolved in propylene glycol monoethyl acetate to prepare a 30% by weight solution. Next, pre-baking is performed at 120 ° C. for 90 seconds, and the exposure amount of the ultraviolet exposure apparatus is set to 150 mJ / cm 2 ,
The heat treatment after the exposure was performed at 170 ° C. for 3 minutes and the silylation was performed at 170 ° C. for 4 minutes in the same manner as in Example 1. 0.4 μm pattern formed by dry development
Resolved accurately up to. Further, when the 0.6 μm pattern was observed, the pattern had vertical walls with no dimensional difference between the upper and lower parts of the pattern. Further, the shape of the silylated layer before the dry development was observed by the same method as in Example 1.
L = 0.38. Table 1 shows the results.

【0027】比較例1〜3 実施例1と同じレジスト材料を用い、プリベーク条件,
露光後の加熱処理温度および処理時間,シリル化温度,
シリル化時間を表1のように変更した点を除いて実施例
1と同様にして実験を行った。結果を表1に示す。また
比較例1のシリル化部分の形状を図2に示す。
Comparative Examples 1 to 3 The same resist material as in Example 1 was used,
Heat treatment temperature and treatment time after exposure, silylation temperature,
An experiment was performed in the same manner as in Example 1 except that the silylation time was changed as shown in Table 1. Table 1 shows the results. FIG. 2 shows the shape of the silylated portion of Comparative Example 1.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1に示すように、d/Lの値が0.1以
上かつ0.7以下の実施例1〜7では、乾式現像後のレ
ジストパターンは垂直な側壁を有する。これに対し、d
/Lの値が0.7より大きい比較例1〜3では、乾式現
像後のレジストパターンは、オーバーハングの形状とな
っている。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 7 in which the value of d / L is 0.1 or more and 0.7 or less, the resist pattern after dry development has vertical side walls. In contrast, d
In Comparative Examples 1 to 3 in which the value of / L is larger than 0.7, the resist pattern after dry development has an overhang shape.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、高解像度でレジストパ
ターンを形成でき、さらに断面形状が垂直なレジストパ
ターンを形成できるので、超微細かつ高密度なLSIの
製造に有効である。
According to the present invention, a resist pattern can be formed with high resolution and a resist pattern having a vertical cross-sectional shape can be formed, which is effective for manufacturing ultra-fine and high-density LSI.

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

【図1】本発明の実施例におけるシリル化部分を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a silylated portion in an example of the present invention.

【図2】比較例におけるシリル化部分を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a silylated portion in a comparative example.

【符号の説明】 1 シリコンウェハ 2 レジスト 3 シリル化された部分[Description of Signs] 1 silicon wafer 2 resist 3 silylated portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石橋 ゆかり 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−20869(JP,A) 特開 平1−186934(JP,A) 特開 平2−93463(JP,A) 特開 平2−213850(JP,A) 特開 平2−127645(JP,A) 特開 平2−1857(JP,A) 特開 平2−52357(JP,A) 特開 昭61−107346(JP,A) 特開 平3−19310(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/38,7/022 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yukari Ishibashi 2--11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. (56) References JP-A-2-20869 (JP, A) JP-A JP-A-1-186934 (JP, A) JP-A-2-93463 (JP, A) JP-A-2-213850 (JP, A) JP-A-2-127645 (JP, A) JP-A-2-1857 (JP, A A) JP-A-2-52357 (JP, A) JP-A-61-107346 (JP, A) JP-A-3-19310 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name ) G03F 7 / 38,7 / 022

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ジアゾキノンと結合させたフェノール系
ポリマーを含む乾式現像用レジストを部分的にシリル化
して乾式現像パターンを形成する方法において、前記シ
リル化されたレジストのシリコン含有領域の断面形状
を、その表面における幅をL、表面からの最大の厚さを
dとしたとき、前記Lとdが0.1≦d/L≦0.7の
関係を満足するように形成することを特徴とする乾式現
像パターンの形成方法。
1. A method for forming a dry development pattern by partially silylating a dry development resist containing a phenolic polymer bonded to diazoquinone, wherein a cross-sectional shape of a silicon-containing region of the silylated resist is When the width at the surface is L and the maximum thickness from the surface is d, the L and d are formed so as to satisfy the relationship of 0.1 ≦ d / L ≦ 0.7. A method for forming a dry development pattern.
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