JP2965200B2 - Method for forming resist pattern for silylation - Google Patents
Method for forming resist pattern for silylationInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子のレジス
トパターン形成方法に関し、特にシリレーション用レジ
ストを利用してレジストパターンを形成する時、露光工
程後に単官能基を有するシリレーション物質と二官能基
を有するシリレーション物質を混合した物質を利用して
シリレーション工程を行うレジストパターン形成方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a resist pattern on a semiconductor device, and more particularly, to a method for forming a resist pattern using a resist for silation, a method comprising the steps of: The present invention relates to a method for forming a resist pattern in which a silylation step is performed using a substance obtained by mixing a silylation substance having the following.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子ビーム(E−beam)、X線又は紫外
線を利用してレジストを露光し、シリレーション工程で
露光された地域にシリレーション物質を注入するのに利
用される物質は単官能基を有する物質で、例えばTMDS
(tetramethydisilazane)や HMDS(Hexamethyldisilaza
ne)を用いている。2. Description of the Related Art A material used for exposing a resist using an electron beam (E-beam), X-rays or ultraviolet rays and injecting a silylated material into an area exposed in a silylation process is monofunctional. Group-containing substances such as TMDS
(Tetramethydisilazane) and HMDS (Hexamethyldisilaza)
ne).
【0003】従来技術によりシリレーション用レジスト
パターンを形成する工程を、図7から図9を参照して説
明することにする。A process for forming a resist pattern for silylation according to the prior art will be described with reference to FIGS.
【0004】図7は、下部層11上部にシリレーション
用レジスト12を5000〜30000オングストロー
ムの厚さに塗布し、マスク13を利用して光14を前記
レジスト12に露光したものを示す断面図であり、露光
工程によりレジスト12に露光地域15が形成される。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a resist 12 for silation is applied on the lower layer 11 to a thickness of 5000 to 30000 angstroms, and light 14 is exposed to the resist 12 using a mask 13. The exposed area 15 is formed on the resist 12 by the exposure process.
【0005】図8は、プリシリレーション(presilylat
ion)ベーク工程を行った後、シリレーション物質、例
えばTMDS又はHMDSを利用したシリレーション工程を行
い、前記レジスト12の露光地域15にシリコンを注入
してシリコン注入領域16を形成した断面図であり、前
記露光地域15が広い地域は相対的にシリコンが多く注
入されシリコン注入領域16の深さ(t1)が深くな
り、前記露光地域15が狭い地域は相対的にシリコンが
少なく注入されシリコン注入領域16の深さ(t2)が
薄く形成されることを示す。FIG. 8 shows a presilylat (presilylat).
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a silicon implantation region 16 formed by performing a silation process using a silation material, for example, TMDS or HMDS after performing a baking process, and implanting silicon into an exposed region 15 of the resist 12. In a region where the exposure region 15 is wide, a relatively large amount of silicon is implanted and the depth (t1) of the silicon implantation region 16 becomes large, and in a region where the exposure region 15 is narrow, a relatively small amount of silicon is implanted and a silicon implantation region is implanted. 16 indicates that a depth (t2) of 16 is formed thin.
【0006】また、非露光地域のレジストにもシリコン
が少量注入されるので、このように注入されたシリコン
を除去するため後続工程でレジストの一定厚さを除去す
る。この際、露光地域15が狭い地域はシリコン注入領
域がさらに薄く残ることになるが、これは後続の酸素プ
ラズマエッチングでエッチング選択比を低める要因とな
る。In addition, since a small amount of silicon is also implanted into the resist in the non-exposed area, a certain thickness of the resist is removed in a subsequent process to remove such implanted silicon. At this time, in the area where the exposure area 15 is narrow, the silicon implantation area remains thinner, which causes a decrease in the etching selectivity in the subsequent oxygen plasma etching.
【0007】そして、図9に示すように、酸素プラズマ
エッチングで前記レジスト12をエッチングし、前記シ
リコン注入領域16の表面にシリコン酸化膜17を形成
させレジストに対するエッチング障壁層の役割を果させ
るとともに、シリコンが注入されないレジスト12がエ
ッチングされてレジストパターン12′が形成される。Then, as shown in FIG. 9, the resist 12 is etched by oxygen plasma etching to form a silicon oxide film 17 on the surface of the silicon implantation region 16 to serve as an etching barrier layer for the resist. The resist 12 into which silicon is not implanted is etched to form a resist pattern 12 '.
【0008】前記のように、シリレーション工程以後に
露光地域の幅に従いレジストに注入されるシリコンの深
さが変化する問題が発生し、レジストパターンの臨界の
大きさ(Critical Dimension)の調節が非常に難しくレ
ジストパターンのプロファイルが低下する問題点があっ
た。As described above, since the depth of silicon implanted into the resist changes according to the width of the exposed area after the silylation process, the critical dimension of the resist pattern is critically adjusted. However, there is a problem that the profile of the resist pattern is difficult to be reduced.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するためシリレーション物質を単官能基を有す
る(mono−funtional)シリレーション物質と二官能基
を有する(bi−functional)シリレーション物質を混合
したシリレーション物質混合物を利用するシリレーショ
ン用レジストパターン形成方法を提供することにその目
的を有する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by providing a silylation material having a mono-funtional silylation material and a bi-functional silylation material. It is an object of the present invention to provide a method for forming a resist pattern for silylation using a mixture of silation materials mixed with a relation material.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの請求項1に記載の発明は、シリレーション用レジス
トパターン形成方法であって、下部層上部にシリレーシ
ョン用レジストを塗布する工程と、露光工程で前記レジ
ストの一定部分を露光して露光地域を形成する工程と、
単官能基を有するシリレーション物質と、前記単官能基
を有するシリレーション物質と比較してSi−Oのボン
ドが幾らか発生しながら止まる作用がある二官能基を有
するシリレーション物質が、相互一定比率に混合された
シリレーション物質混合物を利用したシリレーション工
程で、前記レジストの露光地域、又は非露光地域にシリ
コンを注入してシリコン注入領域を形成する工程と、酸
素プラズマエッチングで前記レジストをエッチングし
て、前記シリコン注入領域の表面にシリコン酸化膜を形
成しレジストに対するエッチング障壁層の役割を果させ
るとともに、シリコンが注入されないレジストがエッチ
ングされてレジストパターンを形成する工程とを含み、
前記単官能基を有するシリレーション物質はDMSDMA、TM
DS、TMSDMA、TMSDEA、又はヘプタMDSのいずれかであ
り、前記二官能基を有するシリレーション物質はB[DMA]
DS、B[DMA]MS又はHMCTSのいずれかであることを特徴と
している。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for forming a resist pattern for silation, comprising the steps of: applying a resist for silation on an upper portion of a lower layer; Exposing a certain portion of the resist in an exposure step to form an exposed area;
A silylation substance having a monofunctional group, and the monofunctional group
Of Si—O compared to a silylated material having
Silylation material de has a difunctional group has the effect of stopping while somewhat occurred in silylation process using the silylation agent mixture is mixed with one another certain ratio, exposure area of the resist or the unexposed areas Forming a silicon implantation region by injecting silicon into the substrate, and etching the resist by oxygen plasma etching to form a silicon oxide film on the surface of the silicon implantation region to serve as an etching barrier layer for the resist. Forming a resist pattern by etching a resist into which silicon is not implanted,
The silylation material having a monofunctional group is DMSDMA, TM
DS, TMSDMA, TMSDEA, or hepta-MDS, wherein the bifunctional silylated material is B [DMA]
DS, B [DMA] MS or HMCTS.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
のシリレーション用レジストパターン形成方法であっ
て、前記単官能基を有するシリレーション物質と前記二
官能基を有するシリレーション物質が相互一定比率に混
合された前記シリレーション物質混合物には、前記単官
能基を有するシリレーション物質が10%〜90%含ま
れていることを特徴としている。[0013] According to a second aspect of the invention, a silylation resist pattern forming method according to claim 1, silylation material cross with silylation materials and the difunctional group having the monofunctional The silylation material mixture mixed at a predetermined ratio contains the silylation material having a monofunctional group in an amount of 10% to 90%.
【0014】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載のシリレーション用レジストパターン形成方法
であって、前記単官能基を有するシリレーション物質と
前記二官能基を有するシリレーション物質が相互一定比
率に混合された前記シリレーション物質混合物には、前
記二官能基を有するシリレーション物質が10%〜90
%含まれていることを特徴としている。[0014] The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or
2. The method for forming a resist pattern for silylation according to 2, wherein the silylation material mixture having the monofunctional group-containing silylation material and the bifunctional group-containing silylation material mixed at a constant ratio to each other includes: 10% to 90% of the bifunctional silation material
%.
【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の
いずれかに記載のシリレーション用レジストパターン形
成方法であって、前記シリレーション工程は、気相中又
は液相中で行うことを特徴としている。The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
The method for forming a resist pattern for silylation according to any one of the preceding claims, wherein the silylation step is performed in a gas phase or a liquid phase.
【0016】以上のように、単官能基を有するシリレー
ション物質ではシリレーション工程の際Si−Oのボン
ドが引続き増加するが、二官能基を有するシリレーショ
ン物質ではシリレーション工程の際Si−Oのボンドが
幾らか発生しながら止まる作用があることにより、広い
露光地域でも引続きSi−Oのボンドが増加しないこと
になり、狭い露光地域に注入されるシリコン量とほぼ等
しく注入されることによりレジストパターンの臨界大き
さを一定に保持することができる。As described above, in the case of a silylation material having a monofunctional group, the bond of Si—O continues to increase during the silylation step. Has the effect of stopping while generating some bonds of Si, the Si-O bonds will not continue to increase even in a wide exposed area, and the resist is implanted by being injected substantially equal to the amount of silicon injected into a narrow exposed area. The critical size of the pattern can be kept constant.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、添付の図を参照して本発明
の実施例を詳細に説明することにする。図1から図4
は、本発明の実施例によりシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。図1に示す
ように、下部層1上部にシリレーション用レジスト2を
5000〜30000オングストロームの厚さに塗布す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a silylation resist 2 is applied on the lower layer 1 to a thickness of 5000 to 30000 angstroms.
【0018】そして、図2に示すように、マスク4を利
用した露光工程で前記レジスト2を露光して露光地域5
を形成した後、プリシリレーション(presilylation)
ベーク工程を行う。なお、前記露光工程時に電子ビーム
を利用することもできる。Then, as shown in FIG. 2, the resist 2 is exposed in an exposure step using a mask 4 to expose an exposed area 5.
After forming the presilylation
Perform a baking process. Note that an electron beam can be used during the exposure step.
【0019】次に、図3に示すように、単官能基を有す
るシリレーション物質と二官能基を有するシリレーショ
ン物質が相互一定比率に混合されたシリレーション物質
混合物を利用したシリレーション工程を行い、前記レジ
スト2の露光地域5にシリコンを注入してシリコン注入
領域6を形成する。Next, as shown in FIG. 3, a silylation process using a mixture of a silylation material having a monofunctional group and a silylation material having a bifunctional group in a certain ratio is performed. Then, silicon is implanted into the exposed area 5 of the resist 2 to form a silicon implanted area 6.
【0020】前記単官能基を有するシリレーション物質
と二官能基を有するシリレーション物質が相互一定比率
に混合されたシリレーション物質混合物のうちで単官能
基を有するシリレーション物質は、例えば、DMSDMA(n,n
-dimethylaminodimethylsilane、TMDS、TMSDMA(n.n−d
imethylaminotrimethylsilane)、TMSDEA(n.n−diethy
l aminotrimethylsilane)、ヘプタMDS(heptamethyldi
silazane)が存在し、二官能基を有するシリレーション
物質はB[DMA]DS(bis[dimethylamino]dimethylsilan
e)、B[DMA]MS(bis[dimethylamino]methylsilane)、H
MCTS(hexamethylcyclotrisilazane)等である。The silylation material having a monofunctional group in the mixture of the silylation material having a monofunctional group and the silylation material having a bifunctional group in a certain ratio is, for example, DMSDMA ( n, n
-dimethylaminodimethylsilane, TMDS, TMSDMA (nn-d
imethylaminotrimethylsilane), TMSDEA (nn-diethy
l aminotrimethylsilane), hepta-MDS (heptamethyldi)
Silazane exists and has a bifunctional group. B [DMA] DS (bis [dimethylamino] dimethylsilan)
e), B [DMA] MS (bis [dimethylamino] methylsilane), H
MCTS (hexamethylcyclotrisilazane) and the like.
【0021】前記単官能基を有するシリレーション物質
と二官能基を有するシリレーション物質が相互一定比率
に混合されたシリレーション物質混合物として、単官能
基を有するシリレーション物質が10%〜90%か、二
官能基を有するシリレーション物質が10%〜90%の
範囲のものを利用することができる。The silylation material having a monofunctional group and the silylation material having a bifunctional group are mixed at a certain ratio. And a silylation substance having a bifunctional group in a range of 10% to 90% can be used.
【0022】また、前記シリレーション工程は気相中又
は液相中で行うことができる。The silylation step can be performed in a gas phase or a liquid phase.
【0023】そして、図4に示すように、酸素プラズマ
エッチング工程で前記レジスト2をエッチングし、前記
シリコン注入領域6の表面にシリコン酸化膜7を形成さ
せレジストに対するエッチング障壁層の役割を果させる
と共に、シリコンが注入されないレジスト2がエッチン
グされてレジストパターン2′が形成された状態とす
る。Then, as shown in FIG. 4, the resist 2 is etched in an oxygen plasma etching step to form a silicon oxide film 7 on the surface of the silicon implantation region 6 to serve as an etching barrier layer for the resist. Then, the resist 2 into which silicon is not implanted is etched to form a resist pattern 2 '.
【0024】図5は、単官能基を有するシリレーション
物質で(a)は、DMSDMA、(b)はTMDS、(c)はTMSD
MA、(d)はTMSDEA、(e)はヘプタMDSの分子構造式
を示すものである。FIG. 5 shows a silylation substance having a monofunctional group, (a) is DMSDMA, (b) is TMDS, and (c) is TMSD.
MA, (d) shows the molecular structural formula of TMSDEA, and (e) shows the molecular structural formula of hepta-MDS.
【0025】図6は、二官能基を有するシリレーション
物質で、(a)はB[DMA]MS、(b)はB[DMA]DS、(c)
はHMCTSの分子構造式を示すものである。FIG. 6 shows a silylation substance having a bifunctional group, wherein (a) is B [DMA] MS, (b) is B [DMA] DS, and (c)
Shows the molecular structural formula of HMCTS.
【0026】前記二官能基を有するB[DMA]MSは、空気中
に非常に不安な化学薬品で混合する場合は遅延時間に伴
う効果を有する。B [DMA] MS having a bifunctional group has an effect associated with a lag time when mixed with a very unsafe chemical in the air.
【0027】以上のように、単官能基を有するシリレー
ション物質ではシリレーション工程の際Si−Oのボン
ドが引続き増加するが、二官能基を有するシリレーショ
ン物質ではシリレーション工程の際Si−Oのボンドが
幾らか発生しながら止まる作用があることにより、広い
露光地域でも引続きSi−Oのボンドが増加しないこと
になり、狭い露光地域に注入されるシリコン量とほぼ等
しく注入されることによりレジストパターンの臨界大き
さを一定に保持することができる。As described above, in the case of the silylation material having a monofunctional group, the bond of Si—O continues to increase in the silylation process, whereas in the case of the silylation material having a bifunctional group, the Si—O bond is increased in the silylation process. Has the effect of stopping while generating some bonds of Si, the Si-O bonds will not continue to increase even in a wide exposed area, and the resist is implanted by being injected substantially equal to the amount of silicon injected into a narrow exposed area. The critical size of the pattern can be kept constant.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明によれば、シリレーション用の物
質を単官能基を有するシリレーション物質と二官能基を
有するシリレーション物質の混合物として用いることに
より、シリレーション工程後シリコンの拡散深さが変化
する問題を解決し、プロファイルが良好なレジストパタ
ーンとすることができ、臨界大きさを一定に形成するこ
とができる。According to the present invention, by using a material for silation as a mixture of a silylation material having a monofunctional group and a silylation material having a bifunctional group, the diffusion depth of silicon after the silylation step is increased. Can be solved, a resist pattern having a good profile can be formed, and the critical size can be formed to be constant.
【図1】本発明の実施例のシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a step of forming a resist pattern for silylation according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例のシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a step of forming a resist pattern for silylation according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例のシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silylation according to an embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例のシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silylation according to an embodiment of the present invention.
【図5】本発明に適用される例としての単官能基を有す
るシリレーション物質を示す分子構造式である。FIG. 5 is a molecular structural formula showing a silylated material having a monofunctional group as an example applied to the present invention.
【図6】本発明に適用される例としての二官能基を有す
るシリレーション物質を示す分子構造式である。FIG. 6 is a molecular structural formula showing a bifunctional silylated material as an example applied to the present invention.
【図7】従来の技術によりシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silylation according to a conventional technique.
【図8】従来の技術によりシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silation by a conventional technique.
【図9】従来の技術によりシリレーション用レジストパ
ターンを形成する工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of forming a resist pattern for silation by a conventional technique.
1、11 下部層 2、12 レジスト 3、13 マスク 4、14 光 5、15 露光地域 6、16 シリコン注入領域 7、17 シリコン酸化膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11 Lower layer 2, 12 Resist 3, 13 Mask 4, 14 Light 5, 15 Exposure area 6, 16 Silicon implantation area 7, 17 Silicon oxide film
Claims (4)
と、 露光工程で前記レジストの一定部分を露光して露光地域
を形成する工程と、 単官能基を有するシリレーション物質と、前記単官能基
を有するシリレーション物質と比較してSi−Oのボン
ドが幾らか発生しながら止まる作用がある二官能基を有
するシリレーション物質が、相互一定比率に混合された
シリレーション物質混合物を利用したシリレーション工
程で、前記レジストの露光地域、又は非露光地域にシリ
コンを注入してシリコン注入領域を形成する工程と、 酸素プラズマエッチングで前記レジストをエッチングし
て、前記シリコン注入領域の表面にシリコン酸化膜を形
成しレジストに対するエッチング障壁層の役割を果させ
るとともに、シリコンが注入されないレジストがエッチ
ングされてレジストパターンを形成する工程とを含み、 前記単官能基を有するシリレーション物質はDMSDMA、TM
DS、TMSDMA、TMSDEA、又はヘプタMDSのいずれかであ
り、 前記二官能基を有するシリレーション物質はB[DMA]DS、
B[DMA]MS又はHMCTSのいずれかであることを特徴とす
る、シリレーション用レジストパターン形成方法。1. A method for forming a resist pattern, comprising: a step of applying a resist for silylation on an upper portion of a lower layer; a step of exposing a predetermined portion of the resist in an exposure step to form an exposed area; A silylation substance and the monofunctional group
Of Si—O compared to a silylated material having
Silylation material de has a difunctional group has the effect of stopping while somewhat occurred in silylation process using the silylation agent mixture is mixed with one another certain ratio, exposure area of the resist or the unexposed areas Forming a silicon implanted region by injecting silicon into the substrate; and etching the resist by oxygen plasma etching to form a silicon oxide film on the surface of the silicon implanted region to serve as an etching barrier layer for the resist. Forming a resist pattern by etching a resist into which silicon is not injected, wherein the silylation material having a monofunctional group is DMSDMA, TM
DS, TMSDMA, TMSDEA, or hepta-MDS, wherein the silylation substance having a bifunctional group is B [DMA] DS,
A method for forming a resist pattern for silylation, which is one of B [DMA] MS and HMCTS.
質と前記二官能基を有するシリレーション物質が相互一
定比率に混合された前記シリレーション物質混合物に
は、前記単官能基を有するシリレーション物質が10%
〜90%含まれていることを特徴とする請求項1に記載
のシリレーション用レジストパターン形成方法。2. The mixture of a silylation material having a monofunctional group and a silylation material having a bifunctional group in a predetermined ratio, wherein the silylation material having a monofunctional group is mixed with the silylation material having a monofunctional group. 10%
The method for forming a resist pattern for silylation according to claim 1, wherein the content of the resist pattern is about 90%.
質と前記二官能基を有するシリレーション物質が相互一
定比率に混合された前記シリレーション物質混合物に
は、前記二官能基を有するシリレーション物質が10%
〜90%含まれていることを特徴とする請求項1または
2に記載のシリレーション用レジストパターン形成方
法。3. The mixture of the silylation material having a monofunctional group and the silylation material having a bifunctional group in a predetermined ratio, wherein the silylation material having the bifunctional group is included in the mixture. 10%
2. The composition according to claim 1, wherein
3. The method for forming a resist pattern for silylation according to item 2 .
液相中で行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載のシリレーション用レジストパターン形成方法。4. The method according to claim 1, wherein the silylation step is performed in a gas phase or a liquid phase .
Silylation resist pattern forming method according to.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1996P-24262 | 1996-06-27 | ||
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