JP3384971B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、半導体基板の上にレジストパターンを形
成するパターン形成方法に関するものである。
工程において、半導体基板の上にレジストパターンを形
成するパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路素子の大集積化が進むに
つれて、半導体集積回路の一層の微細化が求められ、リ
ソグラフィ技術においては一層短い波長を持つ露光光が
望まれている。すなわち、０．１５μｍ以下のパターン
線幅を持つレジストパターンを形成するためには、パタ
ーン露光の露光光としては、波長が短いため高い解像性
が得られるＡｒＦエキシマレーザが用いられる。
つれて、半導体集積回路の一層の微細化が求められ、リ
ソグラフィ技術においては一層短い波長を持つ露光光が
望まれている。すなわち、０．１５μｍ以下のパターン
線幅を持つレジストパターンを形成するためには、パタ
ーン露光の露光光としては、波長が短いため高い解像性
が得られるＡｒＦエキシマレーザが用いられる。
【０００３】ところが、ＡｒＦエキシマレーザは波長が
短いために焦点深度が浅いという問題がある。
短いために焦点深度が浅いという問題がある。
【０００４】そこで、リソグラフィ技術によるパターン
形成方法として、レジスト膜の表面部に形成されたシリ
ル化層をマスクとしてレジスト膜に対してエッチングを
行なってレジストパターンを形成するシリル化プロセス
が提案されている。
形成方法として、レジスト膜の表面部に形成されたシリ
ル化層をマスクとしてレジスト膜に対してエッチングを
行なってレジストパターンを形成するシリル化プロセス
が提案されている。
【０００５】以下、シリル化プロセスを用いる従来のパ
ターン形成方法について図７（ａ）〜（ｄ）を参照しな
がら説明する。
ターン形成方法について図７（ａ）〜（ｄ）を参照しな
がら説明する。
【０００６】まず、図７（ａ）に示すように、半導体基
板１の上にレジスト（例えばシプレーファーイースト社
製：ＳＡＬ−６０１）を塗布して、膜厚０．７μｍのレ
ジスト膜２を形成した後、図７（ｂ）に示すように、レ
ジスト膜２に対して所望のパターン形状を持つマスク３
を介してＡｒＦエキシマレーザ４を照射してパターン露
光を行なう。
板１の上にレジスト（例えばシプレーファーイースト社
製：ＳＡＬ−６０１）を塗布して、膜厚０．７μｍのレ
ジスト膜２を形成した後、図７（ｂ）に示すように、レ
ジスト膜２に対して所望のパターン形状を持つマスク３
を介してＡｒＦエキシマレーザ４を照射してパターン露
光を行なう。
【０００７】レジスト膜２における露光部２ａにおいて
は、レジスト材料に露光による架橋反応が起こる。［化
３］はレジスト材料に架橋剤が含まれていない場合の架
橋反応例を示し、［化４］はレジスト材料に架橋剤が含
まれている場合の架橋反応例を示している。
は、レジスト材料に露光による架橋反応が起こる。［化
３］はレジスト材料に架橋剤が含まれていない場合の架
橋反応例を示し、［化４］はレジスト材料に架橋剤が含
まれている場合の架橋反応例を示している。
【０００８】
【化３】
【０００９】
【化４】
【００１０】尚、上記のシプレーファーイースト社製：
ＳＡＬ−６０１は架橋剤が含まれているレジスト材料で
ある。
ＳＡＬ−６０１は架橋剤が含まれているレジスト材料で
ある。
【００１１】次に、半導体基板１を１１０℃程度に加熱
すると共に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜２の
表面に、バブリングにより気体状になったシリル化剤と
してのジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）
５を約９０秒間供給するベイパー処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては、
［化５］に示すように、レジスト膜２の樹脂中のＯＨ基
とＤＭＳＤＭＡ５のシリル基とのシリル化反応が起こっ
て、表面部にシリル化層６が形成される一方、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては、架橋反応によりレジスト
の樹脂の分子量が増大し、ＯＨ基とシリル基とのシリル
化反応が起こりにくくなるのでシリル化層６が形成され
ない。この場合、シリル化反応により生成された副生成
物は蒸発する。尚、［化５］において、Ｒはレジスト中
の樹脂を示す。
すると共に、図７（ｃ）に示すように、レジスト膜２の
表面に、バブリングにより気体状になったシリル化剤と
してのジメチルシリルジメチルアミン（ＤＭＳＤＭＡ）
５を約９０秒間供給するベイパー処理を行なう。このよ
うにすると、レジスト膜２の未露光部２ｂにおいては、
［化５］に示すように、レジスト膜２の樹脂中のＯＨ基
とＤＭＳＤＭＡ５のシリル基とのシリル化反応が起こっ
て、表面部にシリル化層６が形成される一方、レジスト
膜２の露光部２ａにおいては、架橋反応によりレジスト
の樹脂の分子量が増大し、ＯＨ基とシリル基とのシリル
化反応が起こりにくくなるのでシリル化層６が形成され
ない。この場合、シリル化反応により生成された副生成
物は蒸発する。尚、［化５］において、Ｒはレジスト中
の樹脂を示す。
【００１２】
【化５】
【００１３】次に、シリル化層６をマスクとしてレジス
ト膜２に対してドライエッチングを行なうことにより、
図７（ｄ）に示すように、レジスト膜２の露光部２ａを
除去して、レジスト膜２の未露光部２ｂにレジストパタ
ーン７を形成する。
ト膜２に対してドライエッチングを行なうことにより、
図７（ｄ）に示すように、レジスト膜２の露光部２ａを
除去して、レジスト膜２の未露光部２ｂにレジストパタ
ーン７を形成する。
【００１４】このシリル化プロセスを用いるパターン形
成方法は、レジスト膜の表面部に形成されたシリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なうため、半導体
基板からの反射光の影響を受けないので、高アスペクト
比を持つレジストパターンを得ることができる。
成方法は、レジスト膜の表面部に形成されたシリル化層
をマスクとしてドライエッチングを行なうため、半導体
基板からの反射光の影響を受けないので、高アスペクト
比を持つレジストパターンを得ることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図７（ｃ）
に示すように、シリル化層６のパターン幅がレジスト膜
２の未露光部２ｂの幅よりも小さくなってしまう。ま
た、シリル化層５の厚さが十分ではないと共に、シリル
化層５の厚さはパターンの側部に向かうにつれて一層薄
くなってしまう。このため、シリル化層５をマスクとし
てレジスト膜２に対してエッチングを行なうと、図７
（ｄ）に示すように、シリル化層５のパターンの側部が
エッチングにより損傷するので、レジストパターン７の
パターン幅がレジスト膜２の未露光部２ｂの幅に比べて
一層小さくなってしまうという問題がある。
に示すように、シリル化層６のパターン幅がレジスト膜
２の未露光部２ｂの幅よりも小さくなってしまう。ま
た、シリル化層５の厚さが十分ではないと共に、シリル
化層５の厚さはパターンの側部に向かうにつれて一層薄
くなってしまう。このため、シリル化層５をマスクとし
てレジスト膜２に対してエッチングを行なうと、図７
（ｄ）に示すように、シリル化層５のパターンの側部が
エッチングにより損傷するので、レジストパターン７の
パターン幅がレジスト膜２の未露光部２ｂの幅に比べて
一層小さくなってしまうという問題がある。
【００１６】上記の問題は、パターン露光が行なわれた
レジスト膜の表面にシリル化剤を供給して、レジスト膜
におけるパターン露光の露光部の表面部にシリル化層を
形成した後、該シリル化層をマスクとしてレジスト膜に
対してエッチングを行なうことにより、レジスト膜にお
ける未露光部を除去してレジストパターンを形成する場
合にも同様に発生する。
レジスト膜の表面にシリル化剤を供給して、レジスト膜
におけるパターン露光の露光部の表面部にシリル化層を
形成した後、該シリル化層をマスクとしてレジスト膜に
対してエッチングを行なうことにより、レジスト膜にお
ける未露光部を除去してレジストパターンを形成する場
合にも同様に発生する。
【００１７】上記のように、シリル化層のパターン幅が
小さいと共に厚さが薄いため、シリル化層がマスクとし
ての働きを十分に発揮できず、得られるレジストパター
ンのパターン形状が劣化してしまうと、後工程において
半導体素子の不良が発生し、半導体素子の歩留まりが低
下するという問題がある。
小さいと共に厚さが薄いため、シリル化層がマスクとし
ての働きを十分に発揮できず、得られるレジストパター
ンのパターン形状が劣化してしまうと、後工程において
半導体素子の不良が発生し、半導体素子の歩留まりが低
下するという問題がある。
【００１８】上記に鑑み、本発明は、レジスト膜の表面
に形成されるシリル化層のパターン幅を露光部又は未露
光部の幅とほぼ一致させると共にシリル化層の厚さを大
きくして、レジストパターンのパターン形状の劣化を防
止することを目的とする。
に形成されるシリル化層のパターン幅を露光部又は未露
光部の幅とほぼ一致させると共にシリル化層の厚さを大
きくして、レジストパターンのパターン形状の劣化を防
止することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、種々検
討の結果、レジストパターンのパターン形状の劣化は、
シリル化剤を供給した際にレジスト膜の表面で起きる、
レジスト膜中のＯＨ基（弱酸性基）とシリル化剤のシリ
ル基とのシリル化反応が、シリル化剤から発生するアル
カリ成分によって阻害されることに原因があることを見
出した。
討の結果、レジストパターンのパターン形状の劣化は、
シリル化剤を供給した際にレジスト膜の表面で起きる、
レジスト膜中のＯＨ基（弱酸性基）とシリル化剤のシリ
ル基とのシリル化反応が、シリル化剤から発生するアル
カリ成分によって阻害されることに原因があることを見
出した。
【００２０】［化６］はＤＭＳＤＭＡのＮ（ＣＨ3 ）2
基（アルカリ成分）とレジスト膜中のＯＨ基との反応を
示しており、［化６］に示す反応が［化５］に示すシリ
ル化反応と並行して（競合して）起きるため、シリル化
反応に寄与するＯＨ基の数が減少するので、シリル化反
応が阻害される。尚、［化６］において、Ｒはレジスト
中の樹脂を示す。
基（アルカリ成分）とレジスト膜中のＯＨ基との反応を
示しており、［化６］に示す反応が［化５］に示すシリ
ル化反応と並行して（競合して）起きるため、シリル化
反応に寄与するＯＨ基の数が減少するので、シリル化反
応が阻害される。尚、［化６］において、Ｒはレジスト
中の樹脂を示す。
【００２１】
【化６】
【００２２】また、［化７］は、［化５］に示したシリ
ル化反応により生成されたアルカリ性の副生成物とレジ
スト膜中のＯＨ基との反応を示しており、［化７］に示
す反応が起きるため、やはり、シリル化反応に寄与する
ＯＨ基の数が減少するので、シリル化反応が阻害され
る。尚、［化７］において、Ｒはレジスト中の樹脂を示
す。
ル化反応により生成されたアルカリ性の副生成物とレジ
スト膜中のＯＨ基との反応を示しており、［化７］に示
す反応が起きるため、やはり、シリル化反応に寄与する
ＯＨ基の数が減少するので、シリル化反応が阻害され
る。尚、［化７］において、Ｒはレジスト中の樹脂を示
す。
【００２３】
【化７】
【００２４】本発明は、シリル化剤に含まれるアルカリ
成分がＯＨ基と反応して、シリル化反応に寄与するＯＨ
基の数を減少させてしまうために、シリル化反応が十分
に起きず、これにより、シリル化層の幅及び厚さが小さ
くなってしまうという知見に基づいてなされたものであ
り、パターン露光されたレジスト膜の表面に、アルカリ
成分を発生しないシリル化剤を供給して、レジスト膜に
おける架橋していない領域にシリル化層を形成するもの
である。
成分がＯＨ基と反応して、シリル化反応に寄与するＯＨ
基の数を減少させてしまうために、シリル化反応が十分
に起きず、これにより、シリル化層の幅及び厚さが小さ
くなってしまうという知見に基づいてなされたものであ
り、パターン露光されたレジスト膜の表面に、アルカリ
成分を発生しないシリル化剤を供給して、レジスト膜に
おける架橋していない領域にシリル化層を形成するもの
である。
【００２５】本発明に係る第１のパターン形成方法は、
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の未露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマス
クとしてレジスト膜に対してエッチングを行なうことに
よりレジスト膜におけるパターン露光の露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の未露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマス
クとしてレジスト膜に対してエッチングを行なうことに
よりレジスト膜におけるパターン露光の露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
【００２６】
【化８】
【００２７】（但し、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、同種又は異
種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ
4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、
ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。） 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若し
くは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環
式飽和炭化水素基である。） 第１のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（１）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の未露光部にシリル化層を形成するた
め、シリル化層を形成するためのシリル化反応において
アルカリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成
物もアルカリ性ではないので、レジスト膜の未露光部に
存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ
4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、
ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。） 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若し
くは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環
式飽和炭化水素基である。） 第１のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（１）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の未露光部にシリル化層を形成するた
め、シリル化層を形成するためのシリル化反応において
アルカリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成
物もアルカリ性ではないので、レジスト膜の未露光部に
存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
【００２８】本発明に係る第２のパターン形成方法は、
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の未露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマス
クとしてレジスト膜に対してエッチングを行なうことに
よりレジスト膜におけるパターン露光の露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の未露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマス
クとしてレジスト膜に対してエッチングを行なうことに
よりレジスト膜におけるパターン露光の露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
【００２９】
Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ）n ……（２）
（但し、ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜６の
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第２のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（２）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の未露光部にシリル化層を形成するた
め、シリル化層を形成するためのシリル化反応において
アルカリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成
物もアルカリ性ではないので、レジスト膜の未露光部に
存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第２のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（２）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の未露光部にシリル化層を形成するた
め、シリル化層を形成するためのシリル化反応において
アルカリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成
物もアルカリ性ではないので、レジスト膜の未露光部に
存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
【００３０】本発明に係る第３のパターン形成方法は、
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の露光部にシ
リル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマスク
としてレジスト膜に対してエッチングを行なうことによ
りレジスト膜におけるパターン露光の未露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の露光部にシ
リル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマスク
としてレジスト膜に対してエッチングを行なうことによ
りレジスト膜におけるパターン露光の未露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
【００３１】
【化９】
【００３２】（但し、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、同種又は異
種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ
4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、
ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。）、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第３のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（１）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の露光部にシリル化層を形成するため、
シリル化層を形成するためのシリル化反応においてアル
カリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成物も
アルカリ性ではないので、レジスト膜の露光部に存在す
る大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ
4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、
ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。）、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第３のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（１）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の露光部にシリル化層を形成するため、
シリル化層を形成するためのシリル化反応においてアル
カリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成物も
アルカリ性ではないので、レジスト膜の露光部に存在す
る大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
【００３３】本発明に係る第４のパターン形成方法は、
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の露光部にシ
リル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマスク
としてレジスト膜に対してエッチングを行なうことによ
りレジスト膜におけるパターン露光の未露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
半導体基板上にレジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第１の工程と、レジスト膜に対して所望のパターン形
状を持つマスクを用いてパターン露光を行なう第２の工
程と、パターン露光されたレジスト膜の表面に下記一般
式（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供
給して、レジスト膜におけるパターン露光の露光部にシ
リル化層を形成する第３の工程と、シリル化層をマスク
としてレジスト膜に対してエッチングを行なうことによ
りレジスト膜におけるパターン露光の未露光部を除去し
て、レジスト膜よりなるレジストパターンを形成する第
４の工程とを備えている。
【００３４】
Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ）n ……（２）
（但し、ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜６の
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第４のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（２）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の露光部にシリル化層を形成するため、
シリル化層を形成するためのシリル化反応においてアル
カリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成物も
アルカリ性ではないので、レジスト膜の露光部に存在す
る大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 第４のパターン形成方法によると、パターン露光された
レジスト膜の表面に上記一般式（２）で示されるシラン
化合物を含むシリル化剤を供給して、レジスト膜におけ
るパターン露光の露光部にシリル化層を形成するため、
シリル化層を形成するためのシリル化反応においてアル
カリ成分が発生しないと共にシリル化反応の副生成物も
アルカリ性ではないので、レジスト膜の露光部に存在す
る大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与する。
【００３５】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応を起こ
す化合物又は樹脂とを含有する化学増幅型レジストを用
いることができる。
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反応を起こ
す化合物又は樹脂とを含有する化学増幅型レジストを用
いることができる。
【００３６】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有する
化学増幅型レジストを用いることができる。
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含有する
化学増幅型レジストを用いることができる。
【００３７】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可溶性
となる化合物又は樹脂とを含有する化学増幅型レジスト
を用いることができる。
て、第１の工程におけるレジストとして、酸発生剤と、
アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可溶性
となる化合物又は樹脂とを含有する化学増幅型レジスト
を用いることができる。
【００３８】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、第１の工程におけるレジストとして、ナフトキノン
ジアジド化合物とノボラック樹脂とを含有する通常のレ
ジストを用いることができる。
て、第１の工程におけるレジストとして、ナフトキノン
ジアジド化合物とノボラック樹脂とを含有する通常のレ
ジストを用いることができる。
【００３９】
（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係
るパターン形成方法ついて、図１（ａ）〜（ｄ）を参照
しながら説明する。
るパターン形成方法ついて、図１（ａ）〜（ｄ）を参照
しながら説明する。
【００４０】まず、図１（ａ）に示すように、半導体基
板１１の上にレジスト（例えばシプレーファーイースト
社製：ＳＡＬ−６０１）を塗布して、膜厚０．７μｍの
レジスト膜１２を形成した後、図１（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜１２に対して所望のパターン形状を持つ
マスク１３を介して、ＡｒＦエキシマ露光装置（ＮＡ：
０．５５）によりＡｒＦエキシマレーザ１４を照射して
パターン露光を行なう。
板１１の上にレジスト（例えばシプレーファーイースト
社製：ＳＡＬ−６０１）を塗布して、膜厚０．７μｍの
レジスト膜１２を形成した後、図１（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜１２に対して所望のパターン形状を持つ
マスク１３を介して、ＡｒＦエキシマ露光装置（ＮＡ：
０．５５）によりＡｒＦエキシマレーザ１４を照射して
パターン露光を行なう。
【００４１】レジスト膜１２におけるパターン露光され
た露光部１２ａにおいては架橋反応が起きる。架橋反応
は上記の［化４］に示すとおりである。
た露光部１２ａにおいては架橋反応が起きる。架橋反応
は上記の［化４］に示すとおりである。
【００４２】次に、半導体基板１１を１００℃程度に加
熱すると共に、図１（ｃ）に示すように、レジスト膜１
２の表面に、窒素ガスによりバブリングされて気体状に
なった４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
よりなるシリル化剤１５を約９０秒間供給する。
熱すると共に、図１（ｃ）に示すように、レジスト膜１
２の表面に、窒素ガスによりバブリングされて気体状に
なった４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
よりなるシリル化剤１５を約９０秒間供給する。
【００４３】このようにすると、レジスト膜１２の未露
光部１２ｂにおいては、［化１０］に示すように、レジ
スト膜１２中のＯＨ基と４−ジメチルシロキシ−３−ペ
ンテン−２−オンのジメチルシリル基とのシリル化反応
が起こって、大きい幅及び大きい厚さを有するシリル化
層１６が形成される一方、レジスト膜１２の露光部１２
ａにおいては、架橋反応によりレジスト中の樹脂の分子
量が増大しているため、ＯＨ基とシリル基とのシリル化
反応が起こりにくいのでシリル化層１６が形成されな
い。尚、［化１０］において、Ｒはレジスト中の樹脂を
示す。
光部１２ｂにおいては、［化１０］に示すように、レジ
スト膜１２中のＯＨ基と４−ジメチルシロキシ−３−ペ
ンテン−２−オンのジメチルシリル基とのシリル化反応
が起こって、大きい幅及び大きい厚さを有するシリル化
層１６が形成される一方、レジスト膜１２の露光部１２
ａにおいては、架橋反応によりレジスト中の樹脂の分子
量が増大しているため、ＯＨ基とシリル基とのシリル化
反応が起こりにくいのでシリル化層１６が形成されな
い。尚、［化１０］において、Ｒはレジスト中の樹脂を
示す。
【００４４】
【化１０】
【００４５】［化１０］に示すように、レジスト膜１２
の未露光部１２ｂのＯＨ基のＨがＳｉ(ＣＨ3)2（ジメチ
ルシリル基）に置換され、副生成物であるＣＨ3ＣＯＣ
Ｈ2ＣＯＣＨ3 （アセチルアセトン）が生成される。
の未露光部１２ｂのＯＨ基のＨがＳｉ(ＣＨ3)2（ジメチ
ルシリル基）に置換され、副生成物であるＣＨ3ＣＯＣ
Ｈ2ＣＯＣＨ3 （アセチルアセトン）が生成される。
【００４６】次に、シリル化層１６をマスクとして、ド
ライ現像装置（例えば、ＬＡＭリサーチ社製：ＴＣＰ９
４００）を用いて、レジスト膜１２に対してドライエッ
チングを行なうことにより、図１（ｄ）に示すように、
レジスト膜１２の露光部１２ａを除去して、レジスト膜
１２の未露光部１２ｂにポジ型のレジストパターン１７
を形成する。
ライ現像装置（例えば、ＬＡＭリサーチ社製：ＴＣＰ９
４００）を用いて、レジスト膜１２に対してドライエッ
チングを行なうことにより、図１（ｄ）に示すように、
レジスト膜１２の露光部１２ａを除去して、レジスト膜
１２の未露光部１２ｂにポジ型のレジストパターン１７
を形成する。
【００４７】第１の実施形態によると、シリル化剤とし
て４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンを用
いたので、シリル化反応によってアルカリ成分が発生し
ないと共に副生成物もアルカリ性ではないので、レジス
ト膜１２の架橋していない未露光部１２ｂに存在する大
部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与するので、図１
（ｃ）に示すように、未露光部１２ｂに大きい幅及び大
きい厚さを有するシリル化層１６が形成される。このた
め、シリル化層１６をマスクとしてレジスト膜１２に対
してドライエッチングを行なうと、図１（ｄ）に示すよ
うに、パターン形状が劣化しておらず、所望のパターン
幅（０．２０μｍ）を持つ矩形状の断面のレジストパタ
ーン１７を得ることができる。
て４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンを用
いたので、シリル化反応によってアルカリ成分が発生し
ないと共に副生成物もアルカリ性ではないので、レジス
ト膜１２の架橋していない未露光部１２ｂに存在する大
部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与するので、図１
（ｃ）に示すように、未露光部１２ｂに大きい幅及び大
きい厚さを有するシリル化層１６が形成される。このた
め、シリル化層１６をマスクとしてレジスト膜１２に対
してドライエッチングを行なうと、図１（ｄ）に示すよ
うに、パターン形状が劣化しておらず、所望のパターン
幅（０．２０μｍ）を持つ矩形状の断面のレジストパタ
ーン１７を得ることができる。
【００４８】第１の実施形態においては、パターン露光
された露光部に架橋反応が起きるレジストを広く用いる
ことができる。尚、ＡｒＦエキシマレーザを照射する
と、架橋剤が含まれているレジスト材料及び架橋剤が含
まれていないレジスト材料のいずれにおいても露光部に
おいて架橋反応が起きる。これに対して、ＫｒＦエキシ
マレーザを照射すると、架橋剤が含まれているレジスト
材料の場合には架橋反応が起きるが、架橋剤が含まれて
いないレジスト材料の場合には架橋反応が起こらない場
合がある。上記のシプレーファーイースト社製：ＳＡＬ
−６０１は架橋剤が含まれているレジスト材料である。
された露光部に架橋反応が起きるレジストを広く用いる
ことができる。尚、ＡｒＦエキシマレーザを照射する
と、架橋剤が含まれているレジスト材料及び架橋剤が含
まれていないレジスト材料のいずれにおいても露光部に
おいて架橋反応が起きる。これに対して、ＫｒＦエキシ
マレーザを照射すると、架橋剤が含まれているレジスト
材料の場合には架橋反応が起きるが、架橋剤が含まれて
いないレジスト材料の場合には架橋反応が起こらない場
合がある。上記のシプレーファーイースト社製：ＳＡＬ
−６０１は架橋剤が含まれているレジスト材料である。
【００４９】（第１の実施形態の変形例）第１の実施形
態においては、レジスト膜１２に対して所望のパターン
形状を持つマスク１３を介してＡｒＦエキシマレーザ１
４を照射してパターン露光を行なったが、これに代え
て、レジスト膜１２に対してマスク１３を用いることな
くパターン露光してもよい。以下、この方法について、
図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
態においては、レジスト膜１２に対して所望のパターン
形状を持つマスク１３を介してＡｒＦエキシマレーザ１
４を照射してパターン露光を行なったが、これに代え
て、レジスト膜１２に対してマスク１３を用いることな
くパターン露光してもよい。以下、この方法について、
図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００５０】まず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板１１の上に、第１の実施形態と同様のレジストを塗布
してレジスト膜１２を形成した後、図２（ｂ）に示すよ
うに、真空中（１×１０-7Ｔｏｒｒ）においてレジスト
膜１２に対して電子線１８を所望のパターンを形成する
ようにパターン露光する。尚、電子線１８を用いてパタ
ーン露光する代わりに、真空中（例えば、１×１０-6〜
１×１０-8Ｔｏｒｒ）において、極紫外線（波長が１３
ｎｍ帯の光又は波長が５ｎｍ帯の光）又はイオンビーム
などを用いてパターン露光してもよい。このようにする
と、レジスト膜１２におけるパターン露光された露光部
１２ａにおいては架橋反応が起きる。
板１１の上に、第１の実施形態と同様のレジストを塗布
してレジスト膜１２を形成した後、図２（ｂ）に示すよ
うに、真空中（１×１０-7Ｔｏｒｒ）においてレジスト
膜１２に対して電子線１８を所望のパターンを形成する
ようにパターン露光する。尚、電子線１８を用いてパタ
ーン露光する代わりに、真空中（例えば、１×１０-6〜
１×１０-8Ｔｏｒｒ）において、極紫外線（波長が１３
ｎｍ帯の光又は波長が５ｎｍ帯の光）又はイオンビーム
などを用いてパターン露光してもよい。このようにする
と、レジスト膜１２におけるパターン露光された露光部
１２ａにおいては架橋反応が起きる。
【００５１】次に、半導体基板１１を１００℃程度に加
熱すると共に、図２（ｃ）に示すように、レジスト膜１
２の表面に気体状のシリル化剤１５を供給する。このよ
うにすると、レジスト膜１２の未露光部１２ｂにおいて
は、シリル化反応が起こって、大きい幅及び大きい厚さ
を有するシリル化層１６が形成される一方、レジスト膜
１２の露光部１２ａにおいては、シリル化反応が起こり
にくいのでシリル化層１６が形成されない。
熱すると共に、図２（ｃ）に示すように、レジスト膜１
２の表面に気体状のシリル化剤１５を供給する。このよ
うにすると、レジスト膜１２の未露光部１２ｂにおいて
は、シリル化反応が起こって、大きい幅及び大きい厚さ
を有するシリル化層１６が形成される一方、レジスト膜
１２の露光部１２ａにおいては、シリル化反応が起こり
にくいのでシリル化層１６が形成されない。
【００５２】次に、シリル化層１６をマスクとして、レ
ジスト膜１２に対してドライエッチングを行なうことに
より、図２（ｄ）に示すように、レジスト膜１２の露光
部１２ａを除去して、レジスト膜１２の未露光部１２ｂ
にポジ型のレジストパターン１７を形成する。
ジスト膜１２に対してドライエッチングを行なうことに
より、図２（ｄ）に示すように、レジスト膜１２の露光
部１２ａを除去して、レジスト膜１２の未露光部１２ｂ
にポジ型のレジストパターン１７を形成する。
【００５３】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態に係るパターン形成方法ついて、図３（ａ）〜
（ｃ）及び図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明す
る。
実施形態に係るパターン形成方法ついて、図３（ａ）〜
（ｃ）及び図４（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明す
る。
【００５４】まず、図３（ａ）に示すように、半導体基
板２１の上にレジスト（例えばＵＣＢ社製：ＰＬＡＳＭ
ＡＳＫ３０５Ｕ）を塗布して、膜厚０．７μｍのレジス
ト膜２２を形成した後、図３（ｂ）に示すように、レジ
スト膜２２に対して所望のパターン形状を持つマスク２
３を介して、ＫｒＦエキシマ露光装置（ＮＡ：０．５
５）によりＫｒＦエキシマレーザ２４を照射してパター
ン露光を行なう。
板２１の上にレジスト（例えばＵＣＢ社製：ＰＬＡＳＭ
ＡＳＫ３０５Ｕ）を塗布して、膜厚０．７μｍのレジス
ト膜２２を形成した後、図３（ｂ）に示すように、レジ
スト膜２２に対して所望のパターン形状を持つマスク２
３を介して、ＫｒＦエキシマ露光装置（ＮＡ：０．５
５）によりＫｒＦエキシマレーザ２４を照射してパター
ン露光を行なう。
【００５５】次に、図３（ｃ）に示すように、半導体基
板２１に対して１７５℃の温度下における１２０秒間の
ベーキング２５を行なう。
板２１に対して１７５℃の温度下における１２０秒間の
ベーキング２５を行なう。
【００５６】このようにすると、レジスト膜２２におけ
る未露光部２２ｂにおいては熱により架橋反応が起きる
一方、レジスト膜２２における露光部２２ａにおいて
は、レジスト中のナフトキノンジアジド化合物が分解し
てカルボン酸が生成するために、熱による架橋反応が起
こりにくい。
る未露光部２２ｂにおいては熱により架橋反応が起きる
一方、レジスト膜２２における露光部２２ａにおいて
は、レジスト中のナフトキノンジアジド化合物が分解し
てカルボン酸が生成するために、熱による架橋反応が起
こりにくい。
【００５７】次に、半導体基板２１を１００℃程度に加
熱すると共に、図４（ａ）に示すように、レジスト膜２
２の表面に、窒素ガスによりバブリングされて気体状に
なった４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
よりなるシリル化剤２６を約９０秒間供給する。
熱すると共に、図４（ａ）に示すように、レジスト膜２
２の表面に、窒素ガスによりバブリングされて気体状に
なった４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
よりなるシリル化剤２６を約９０秒間供給する。
【００５８】このようにすると、レジスト膜２２の露光
部２２ａにおいては、上記の［化１０］に示すように、
レジスト膜２２中のＯＨ基と４−ジメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンのジメチルシリル基とのシリル化
反応が起きて、大きい幅及び大きい厚さを有するシリル
化層２７が形成される一方、レジスト膜２２の未露光部
２２ｂにおいては、架橋反応によりレジスト中の樹脂の
分子量が増大しているため、ＯＨ基とシリル基とのシリ
ル化反応が起こりにくいのでシリル化層２７が形成され
ない。
部２２ａにおいては、上記の［化１０］に示すように、
レジスト膜２２中のＯＨ基と４−ジメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンのジメチルシリル基とのシリル化
反応が起きて、大きい幅及び大きい厚さを有するシリル
化層２７が形成される一方、レジスト膜２２の未露光部
２２ｂにおいては、架橋反応によりレジスト中の樹脂の
分子量が増大しているため、ＯＨ基とシリル基とのシリ
ル化反応が起こりにくいのでシリル化層２７が形成され
ない。
【００５９】次に、シリル化層２７をマスクとして、ド
ライ現像装置（例えば、ＬＡＭリサーチ社製：ＴＣＰ９
４００）を用いて、レジスト膜２２に対してドライエッ
チングを行なうことにより、図４（ｂ）に示すように、
レジスト膜２２の未露光部１２ｂを除去して、レジスト
膜２２の露光部２２ａにネガ型のレジストパターン２８
を形成する。
ライ現像装置（例えば、ＬＡＭリサーチ社製：ＴＣＰ９
４００）を用いて、レジスト膜２２に対してドライエッ
チングを行なうことにより、図４（ｂ）に示すように、
レジスト膜２２の未露光部１２ｂを除去して、レジスト
膜２２の露光部２２ａにネガ型のレジストパターン２８
を形成する。
【００６０】第２の実施形態によると、シリル化剤とし
て４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンを用
いたので、シリル化反応によってアルカリ成分が発生し
ないと共に副生成物もアルカリ性ではないので、レジス
ト膜２２の架橋が少ない露光部２２ａに存在する大部分
のＯＨ基がシリル化反応に寄与するので、図４（ａ）に
示すように、露光部２２ａに大きい幅及び大きい厚さを
有するシリル化層２７が形成される。このため、シリル
化層２７をマスクとしてレジスト膜２２に対してドライ
エッチングを行なうと、図４（ｂ）に示すように、パタ
ーン形状が劣化しておらず、所望のパターン幅（０．２
０μｍ）を持つ矩形状の断面のレジストパターン２８を
得ることができる。
て４−ジメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンを用
いたので、シリル化反応によってアルカリ成分が発生し
ないと共に副生成物もアルカリ性ではないので、レジス
ト膜２２の架橋が少ない露光部２２ａに存在する大部分
のＯＨ基がシリル化反応に寄与するので、図４（ａ）に
示すように、露光部２２ａに大きい幅及び大きい厚さを
有するシリル化層２７が形成される。このため、シリル
化層２７をマスクとしてレジスト膜２２に対してドライ
エッチングを行なうと、図４（ｂ）に示すように、パタ
ーン形状が劣化しておらず、所望のパターン幅（０．２
０μｍ）を持つ矩形状の断面のレジストパターン２８を
得ることができる。
【００６１】第２の実施形態においては、パターン露光
されることなく加熱されると架橋反応が起きるレジス
ト、例えば、ナフトキノンジアジド化合物とノボラック
樹脂とからなるレジストを用いることができる。このよ
うなレジストを用いると、露光部においては、ナフトキ
ノンジアジド化合物が分解してカルボン酸が生成され、
このナフトキノンジアジド化合物の分解に伴ってノボラ
ック樹脂中のＯＨ基のシリル化反応の反応性が向上する
と考えられる。
されることなく加熱されると架橋反応が起きるレジス
ト、例えば、ナフトキノンジアジド化合物とノボラック
樹脂とからなるレジストを用いることができる。このよ
うなレジストを用いると、露光部においては、ナフトキ
ノンジアジド化合物が分解してカルボン酸が生成され、
このナフトキノンジアジド化合物の分解に伴ってノボラ
ック樹脂中のＯＨ基のシリル化反応の反応性が向上する
と考えられる。
【００６２】（第２の実施形態の変形例）第２の実施形
態においては、レジスト膜２２に対して所望のパターン
形状を持つマスク２３を介してＡｒＦエキシマレーザ２
４を照射してパターン露光を行なったが、これに代え
て、レジスト膜２２に対してマスク２３を用いることな
くパターン露光してもよい。以下、この方法について、
図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）、（ｂ）を参照しな
がら説明する。
態においては、レジスト膜２２に対して所望のパターン
形状を持つマスク２３を介してＡｒＦエキシマレーザ２
４を照射してパターン露光を行なったが、これに代え
て、レジスト膜２２に対してマスク２３を用いることな
くパターン露光してもよい。以下、この方法について、
図５（ａ）〜（ｃ）及び図６（ａ）、（ｂ）を参照しな
がら説明する。
【００６３】まず、図５（ａ）に示すように、半導体基
板２１の上に第２の実施形態と同様のレジストを塗布し
てレジスト膜２２を形成した後、図５（ｂ）に示すよう
に、真空中（１×１０-7Ｔｏｒｒ）においてレジスト膜
２２に対して電子線２９を所望のパターンを形成するよ
うにパターン露光する。尚、電子線２９を用いてパター
ン露光する代わりに、真空中（例えば、１×１０-6〜１
×１０-8Ｔｏｒｒ）において、極紫外線（波長が１３ｎ
ｍ帯の光又は波長が５ｎｍ帯の光）又はイオンビームな
どを用いてパターン露光してもよい。
板２１の上に第２の実施形態と同様のレジストを塗布し
てレジスト膜２２を形成した後、図５（ｂ）に示すよう
に、真空中（１×１０-7Ｔｏｒｒ）においてレジスト膜
２２に対して電子線２９を所望のパターンを形成するよ
うにパターン露光する。尚、電子線２９を用いてパター
ン露光する代わりに、真空中（例えば、１×１０-6〜１
×１０-8Ｔｏｒｒ）において、極紫外線（波長が１３ｎ
ｍ帯の光又は波長が５ｎｍ帯の光）又はイオンビームな
どを用いてパターン露光してもよい。
【００６４】次に、図５（ｃ）に示すように、半導体基
板２１に対して１７５℃の温度下における１２０秒間の
ベーキング２５を行なう。このようにすると、レジスト
膜２２における未露光部２２ｂにおいては熱により架橋
反応が起きる一方、レジスト膜２２における露光部２２
ａにおいては、熱による架橋反応が起こりにくい。
板２１に対して１７５℃の温度下における１２０秒間の
ベーキング２５を行なう。このようにすると、レジスト
膜２２における未露光部２２ｂにおいては熱により架橋
反応が起きる一方、レジスト膜２２における露光部２２
ａにおいては、熱による架橋反応が起こりにくい。
【００６５】次に、半導体基板２１を１００℃程度に加
熱すると共に、図６（ａ）に示すように、レジスト膜２
２の表面に気体状のシリル化剤２６を供給する。このよ
うにすると、レジスト膜２２の露光部２２ａにおいて
は、シリル化反応が起きて、大きい幅及び大きい厚さを
有するシリル化層２７が形成される一方、レジスト膜２
２の未露光部２２ｂにおいては、シリル化反応が起こり
にくいので、シリル化層２７が形成されない。
熱すると共に、図６（ａ）に示すように、レジスト膜２
２の表面に気体状のシリル化剤２６を供給する。このよ
うにすると、レジスト膜２２の露光部２２ａにおいて
は、シリル化反応が起きて、大きい幅及び大きい厚さを
有するシリル化層２７が形成される一方、レジスト膜２
２の未露光部２２ｂにおいては、シリル化反応が起こり
にくいので、シリル化層２７が形成されない。
【００６６】次に、シリル化層２７をマスクとしてレジ
スト膜２２に対してドライエッチングを行なうことによ
り、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜２２の未露光
部１２ｂを除去して、レジスト膜２２の露光部２２ａに
ネガ型のレジストパターン２８を形成する。
スト膜２２に対してドライエッチングを行なうことによ
り、図６（ｂ）に示すように、レジスト膜２２の未露光
部１２ｂを除去して、レジスト膜２２の露光部２２ａに
ネガ型のレジストパターン２８を形成する。
【００６７】尚、第１及び第２の実施形態においては、
シリル化剤として、４−ジメチルシロキシ−３−ペンテ
ン−２−オンを用いたが、シリル化剤としてはこれに限
られない。すなわち、下記一般式（１）により示される
シラン化合物を含むシリル化剤を用いることができる。
シリル化剤として、４−ジメチルシロキシ−３−ペンテ
ン−２−オンを用いたが、シリル化剤としてはこれに限
られない。すなわち、下記一般式（１）により示される
シラン化合物を含むシリル化剤を用いることができる。
【００６８】
【化１１】
【００６９】但し、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、同種又は異種
であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素
基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換
不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又
は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ4 ，
Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、ＯＲ
7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基である。）、
炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若し
くは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環
式飽和炭化水素基である。
であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素
基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換
不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又
は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ4 ，
Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、水素原子、ＯＲ
7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水
素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置
換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、
又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基である。）、
炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若し
くは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環
式飽和炭化水素基である。
【００７０】上記の一般式（１）で示されるシラン化合
物の第１の例としては、
物の第１の例としては、
【００７１】
【化１２】
【００７２】
【化１３】
【００７３】
【化１４】
【００７４】等が挙げられる。
【００７５】［化１２］、［化１３］及び［化１４］に
おいて、（ａ）は３−メチルビニルシロキシトリフルオ
ロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１
−オンであり、（ｂ）は３−ジエチルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｃ）は３−メチル（３',４',４'−
トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフルオロ
メチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１−
オンであり、（ｄ）は３−メチル（２' −シアノエチ
ル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−１−ト
リクロロメチル−１−オンであり、（ｅ）は４−メチル
シクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−オンであ
り、（ｆ）は２−ジメチルシロキシ−１−メトキシカル
ボニル−１−プロペンであり、（ｇ）は４−ジメチルシ
ロキシ−３，５−ヘキサジエン−２−オンであり、
（ｈ）は４−ジメチルシロキシ−４−シクロヘキシル−
３−ブテン−２−オンであり、（ｉ）は４−ジメチルシ
ロキシ−３−メチル−３−ペンテン−２−オンであり、
（ｊ）は４−ｔ−ブチルメチルシロキシ−３−ペンテン
−２−オンであり、（ｋ）は２−イソプロピルメチルシ
ロキシ−１−メトキシカルボニル−１−プロペンであ
る。
おいて、（ａ）は３−メチルビニルシロキシトリフルオ
ロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１
−オンであり、（ｂ）は３−ジエチルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｃ）は３−メチル（３',４',４'−
トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフルオロ
メチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１−
オンであり、（ｄ）は３−メチル（２' −シアノエチ
ル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−１−ト
リクロロメチル−１−オンであり、（ｅ）は４−メチル
シクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−オンであ
り、（ｆ）は２−ジメチルシロキシ−１−メトキシカル
ボニル−１−プロペンであり、（ｇ）は４−ジメチルシ
ロキシ−３，５−ヘキサジエン−２−オンであり、
（ｈ）は４−ジメチルシロキシ−４−シクロヘキシル−
３−ブテン−２−オンであり、（ｉ）は４−ジメチルシ
ロキシ−３−メチル−３−ペンテン−２−オンであり、
（ｊ）は４−ｔ−ブチルメチルシロキシ−３−ペンテン
−２−オンであり、（ｋ）は２−イソプロピルメチルシ
ロキシ−１−メトキシカルボニル−１−プロペンであ
る。
【００７６】上記の一般式（１）で示されるシラン化合
物の第２の例としては、
物の第２の例としては、
【００７７】
【化１５】
【００７８】
【化１６】
【００７９】
【化１７】
【００８０】等が挙げられる。
【００８１】［化１５］、［化１６］及び［化１７］に
おいて、（ｌ）は３−ジメチルビニルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｍ）は３−トリエチルシロキシトリ
フルオロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチ
ル−１−オンであり、（ｎ）は３−ジメチル（３',４',
４' −トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフ
ルオロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル
−１−オンであり、（ｏ）は３−ジメチル（２' −シア
ノエチル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−
１−トリクロロメチル−１−オンであり、（ｐ）は４−
ジメチルシクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−
オンであり、（ｑ）は２−トリメチルシロキシ−１−メ
トキシカルボニル−１−プロペンであり、（ｒ）は４−
トリメチルシロキシ−３，５−ヘキサジエン−２−オン
であり、（ｓ）は４−トリメチルシロキシ−４−シクロ
ヘキシル−３−ブテン−２−オンであり、（ｔ）は４−
トリメチルシロキシ−３−メチル−３−ペンテン−２−
オンであり、（ｕ）は４−ｔ−ブチルジメチルシロキシ
−３−ペンテン−２−オンであり、（ｖ）は２−イソプ
ロピルジメチルシロキシ−１−メトキシカルボニル−１
−プロペンである。
おいて、（ｌ）は３−ジメチルビニルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｍ）は３−トリエチルシロキシトリ
フルオロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチ
ル−１−オンであり、（ｎ）は３−ジメチル（３',４',
４' −トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフ
ルオロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル
−１−オンであり、（ｏ）は３−ジメチル（２' −シア
ノエチル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−
１−トリクロロメチル−１−オンであり、（ｐ）は４−
ジメチルシクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−
オンであり、（ｑ）は２−トリメチルシロキシ−１−メ
トキシカルボニル−１−プロペンであり、（ｒ）は４−
トリメチルシロキシ−３，５−ヘキサジエン−２−オン
であり、（ｓ）は４−トリメチルシロキシ−４−シクロ
ヘキシル−３−ブテン−２−オンであり、（ｔ）は４−
トリメチルシロキシ−３−メチル−３−ペンテン−２−
オンであり、（ｕ）は４−ｔ−ブチルジメチルシロキシ
−３−ペンテン−２−オンであり、（ｖ）は２−イソプ
ロピルジメチルシロキシ−１−メトキシカルボニル−１
−プロペンである。
【００８２】また、第１及び第２の実施形態におけるシ
リル化剤としては、下記一般式（２）により示されるシ
ラン化合物を含むシリル化剤を広く用いることができ
る。
リル化剤としては、下記一般式（２）により示されるシ
ラン化合物を含むシリル化剤を広く用いることができ
る。
【００８３】
Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ）n ……（２）
（但し、ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜６の
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 上記一般式（２）で示されるシラン化合物の具体例とし
ては、［化１８］、［化２０］、［化２１］、［化２
２］、［化２５］、［化２６］及び［化２７］に示す化
合物が挙げられる。
置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭
素数１〜３の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アル
キルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基
であり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭
素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の非置
換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素
基若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜
６の脂環式飽和炭化水素基である。） 上記一般式（２）で示されるシラン化合物の具体例とし
ては、［化１８］、［化２０］、［化２１］、［化２
２］、［化２５］、［化２６］及び［化２７］に示す化
合物が挙げられる。
【００８４】
【化１８】
【００８５】
【００８６】
【化２０】
【００８７】
【化２１】
【００８８】
【化２２】
【００８９】
【００９０】
【００９１】
【化２５】
【００９２】
【化２６】
【００９３】
【化２７】
【００９４】
【００９５】尚、第１の実施形態において用いることが
できるレジスト材料としては、酸発生剤とアルカリ可溶
性樹脂と酸の作用により架橋反応を起こす化合物若しく
は樹脂とを含有する３成分系の第１のタイプの化学増幅
型レジストを広く用いることができる。
できるレジスト材料としては、酸発生剤とアルカリ可溶
性樹脂と酸の作用により架橋反応を起こす化合物若しく
は樹脂とを含有する３成分系の第１のタイプの化学増幅
型レジストを広く用いることができる。
【００９６】また、第２の実施形態において用いること
ができるレジスト材料としては、ナフトキノンジアジド
化合物とノボラック樹脂とを含む通常のレジスト、酸発
生剤と酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含
有する２成分系の化学増幅型レジスト、酸発生剤とアル
カリ可溶性樹脂と酸の作用によりアルカリ可溶性となる
化合物若しくは樹脂を含有する３成分系の第２のタイプ
の化学増幅型レジストを広く用いることができる。
ができるレジスト材料としては、ナフトキノンジアジド
化合物とノボラック樹脂とを含む通常のレジスト、酸発
生剤と酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含
有する２成分系の化学増幅型レジスト、酸発生剤とアル
カリ可溶性樹脂と酸の作用によりアルカリ可溶性となる
化合物若しくは樹脂を含有する３成分系の第２のタイプ
の化学増幅型レジストを広く用いることができる。
【００９７】２成分系の化学増幅型レジストの市販品と
しては、例えば、東京応化社製、ＴＤＵＲ−ＤＰ００７
が挙げられ、３成分系の第１のタイプの化学増幅型レジ
ストの市販品としては、例えば、シプレイ社製、ＸＰ−
８８４３、ＳＡＬ−６０１等が挙げられ、３成分系の第
２のタイプの化学増幅型レジストの市販品としては、ク
ラリアントジャパン社製、ＤＸ５６１，ＤＸ９８１が挙
げられる。
しては、例えば、東京応化社製、ＴＤＵＲ−ＤＰ００７
が挙げられ、３成分系の第１のタイプの化学増幅型レジ
ストの市販品としては、例えば、シプレイ社製、ＸＰ−
８８４３、ＳＡＬ−６０１等が挙げられ、３成分系の第
２のタイプの化学増幅型レジストの市販品としては、ク
ラリアントジャパン社製、ＤＸ５６１，ＤＸ９８１が挙
げられる。
【００９８】以下、上記の化学増幅型レジストの構成成
分について、一例を挙げるが、構成成分は以下のものに
限定されない。
分について、一例を挙げるが、構成成分は以下のものに
限定されない。
【００９９】＜２成分系の化学増幅型レジスト＞
○酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂……
ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート-co-3-
オキソシクロヘキシルメ タクリレート） ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の第１のタイプの化学増幅型レジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂……
メラミン化合物、メラミン樹脂 ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の第２のタイプの化学増幅型レジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂又は化合物
…… ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン）
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（2-メチル-2-アダマンチルメタクリレート-co-3-
オキソシクロヘキシルメ タクリレート） ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の第１のタイプの化学増幅型レジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂……
メラミン化合物、メラミン樹脂 ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の第２のタイプの化学増幅型レジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂又は化合物
…… ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン）
【０１００】
【化２９】
【０１０１】○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジ
ルスルホン酸エステル化合物
ルスルホン酸エステル化合物
【０１０２】
【発明の効果】本発明に係る第１又は第２のパターン形
成方法によると、シリル化層を形成するためのシリル化
反応においてアルカリ成分が発生しないと共にシリル化
反応の副生成物もアルカリ性ではないため、レジスト膜
の未露光部に存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に
寄与するので、レジスト膜の未露光部に、パターン露光
の未露光部の幅とほぼ等しい大きさの幅及び大きい厚さ
を有するシリル化層が形成される。このため、得られた
シリル化層をマスクとしてレジスト膜に対してドライエ
ッチングを行なうと、パターン形状が劣化していないと
共に所望のパターン幅を持つレジストパターンが得られ
る。
成方法によると、シリル化層を形成するためのシリル化
反応においてアルカリ成分が発生しないと共にシリル化
反応の副生成物もアルカリ性ではないため、レジスト膜
の未露光部に存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に
寄与するので、レジスト膜の未露光部に、パターン露光
の未露光部の幅とほぼ等しい大きさの幅及び大きい厚さ
を有するシリル化層が形成される。このため、得られた
シリル化層をマスクとしてレジスト膜に対してドライエ
ッチングを行なうと、パターン形状が劣化していないと
共に所望のパターン幅を持つレジストパターンが得られ
る。
【０１０３】本発明に係る第３又は第４のパターン形成
方法によると、シリル化層を形成するためのシリル化反
応においてアルカリ成分が発生しないと共にシリル化反
応の副生成物もアルカリ性ではないため、レジスト膜の
露光部に存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与
するので、レジスト膜の露光部に、パターン露光の露光
部の幅とほぼ等しい大きさの幅及び大きい厚さを有する
シリル化層が形成される。このため、得られたシリル化
層をマスクとしてレジスト膜に対してドライエッチング
を行なうと、パターン形状が劣化していないと共に所望
のパターン幅を持つレジストパターンが得られる。
方法によると、シリル化層を形成するためのシリル化反
応においてアルカリ成分が発生しないと共にシリル化反
応の副生成物もアルカリ性ではないため、レジスト膜の
露光部に存在する大部分のＯＨ基がシリル化反応に寄与
するので、レジスト膜の露光部に、パターン露光の露光
部の幅とほぼ等しい大きさの幅及び大きい厚さを有する
シリル化層が形成される。このため、得られたシリル化
層をマスクとしてレジスト膜に対してドライエッチング
を行なうと、パターン形状が劣化していないと共に所望
のパターン幅を持つレジストパターンが得られる。
【０１０４】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、レジストとして、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂と
を含有する化学増幅型レジストを用いると、該化学増幅
型レジストよりなりパターン形状が劣化していないレジ
ストパターンが得られる。
て、レジストとして、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂と
を含有する化学増幅型レジストを用いると、該化学増幅
型レジストよりなりパターン形状が劣化していないレジ
ストパターンが得られる。
【０１０５】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、レジストとして、酸発生剤と、酸の作用によりアル
カリ可溶性となる樹脂とを含有する化学増幅型レジスト
を用いると、該化学増幅型レジストよりなりパターン形
状が劣化していないレジストパターンが得られる。
て、レジストとして、酸発生剤と、酸の作用によりアル
カリ可溶性となる樹脂とを含有する化学増幅型レジスト
を用いると、該化学増幅型レジストよりなりパターン形
状が劣化していないレジストパターンが得られる。
【０１０６】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、レジストとして、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は樹
脂とを含有する化学増幅型レジストを用いると、該化学
増幅型レジストよりなりパターン形状が劣化していない
レジストパターンが得られる。
て、レジストとして、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は樹
脂とを含有する化学増幅型レジストを用いると、該化学
増幅型レジストよりなりパターン形状が劣化していない
レジストパターンが得られる。
【０１０７】第３又は第４のパターン形成方法におい
て、レジストとして、ナフトキノンジアジド化合物とノ
ボラック樹脂とを含有する通常のレジストを用いると、
該通常のレジストよりなりパターン形状が劣化していな
いレジストパターンが得られる。
て、レジストとして、ナフトキノンジアジド化合物とノ
ボラック樹脂とを含有する通常のレジストを用いると、
該通常のレジストよりなりパターン形状が劣化していな
いレジストパターンが得られる。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第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。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態の変
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第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。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は本発明の第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。
るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態の変
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図６】（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施形態の変
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
形例に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図であ
る。
【図７】従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図
である。
である。
１ 半導体基板
２ レジスト膜
２ａ 露光部
２ｂ 未露光部
３ マスク
４ ＡｒＦエキシマレーザ
５ 従来のシリル化剤
６ シリル化層
７ レジストパターン
１１ 半導体基板
１２ レジスト膜
１２ａ 露光部
１２ｂ 未露光部
１３ マスク
１４ ＡｒＦエキシマレーザ
１５ シリル化剤
１６ シリル化層
１７ レジストパターン
１８ 電子線
２１ 半導体基板
２２ レジスト膜
２２ａ 露光部
２２ｂ 未露光部
２３ マスク
２４ ＫｒＦエキシマレーザ
２５ ベーキング
２６ シリル化剤
２７ シリル化層
２８ レジストパターン
２９ 電子線
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 久保田 透
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地
の１ 信越化学工業株式会社 合成技術
研究所内
(72)発明者 竹村 勝也
新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地
の１ 信越化学工業株式会社 合成技術
研究所内
(56)参考文献 特開 平５−150459（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−328265（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−194836（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−293783（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−232707（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−287047（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−154058（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−42231（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−83063（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−3819（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−266101（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−300237（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03F 7/00 - 7/42
H01L 21/027
Claims (8)
- 【請求項１】 半導体基板上にレジストを塗布してレジ
スト膜を形成する第１の工程と、 上記レジスト膜に対してパターン露光を行なう第２の工
程と、 パターン露光された上記レジスト膜の表面に下記一般式
（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供給
して、上記レジスト膜におけるパターン露光の未露光部
にシリル化層を形成する第３の工程と、 上記シリル化層をマスクとして上記レジスト膜に対して
エッチングを行なうことにより上記レジスト膜における
パターン露光の露光部を除去して、上記レジスト膜より
なるレジストパターンを形成する第４の工程とを備えて
いることを特徴とするパターン形成方法。 【化１】 （但し、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水
素基であり、 Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、 水素原子、 ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。）、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水
素基である。） - 【請求項２】 半導体基板上にレジストを塗布してレジ
スト膜を形成する第１の工程と、 上記レジスト膜に対してパターン露光を行なう第２の工
程と、 パターン露光された上記レジスト膜の表面に下記一般式
（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供給
して、上記レジスト膜におけるパターン露光の未露光部
にシリル化層を形成する第３の工程と、 上記シリル化層をマスクとして上記レジスト膜に対して
エッチングを行なうことにより上記レジスト膜における
パターン露光の露光部を除去して、上記レジスト膜より
なるレジストパターンを形成する第４の工程とを備えて
いることを特徴とするパターン形成方法。 Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ）n ……（２） （但し、ｎは１〜３の整数であり、 Ｒは炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数１〜３ の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の 非置換不飽和炭化水素基、 又は、炭素数１〜６の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 Ｒ1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の 非置換飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基である。） - 【請求項３】 半導体基板上にレジストを塗布してレジ
スト膜を形成する第１の工程と、 上記レジスト膜に対してパターン露光を行なう第２の工
程と、 パターン露光された上記レジスト膜の表面に下記一般式
（１）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供給
して、上記レジスト膜におけるパターン露光の露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、 上記シリル化層をマスクとして上記レジスト膜に対して
エッチングを行なうことにより上記レジスト膜における
パターン露光の未露光部を除去して、上記レジスト膜よ
りなるレジストパターンを形成する第４の工程とを備え
ていることを特徴とするパターン形成方法。 【化２】 （但し、Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水
素基であり、 Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｒ6 は、同種又は異種であって、 水素原子、 ＯＲ7 （Ｒ7 は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭
化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６
の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。） 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水
素基である。） - 【請求項４】 半導体基板上にレジストを塗布してレジ
スト膜を形成する第１の工程と、 上記レジスト膜に対してパターン露光を行なう第２の工
程と、 パターン露光された上記レジスト膜の表面に下記一般式
（２）で示されるシラン化合物を含むシリル化剤を供給
して、上記レジスト膜におけるパターン露光の露光部に
シリル化層を形成する第３の工程と、 上記シリル化層をマスクとして上記レジスト膜に対して
エッチングを行なうことにより上記レジスト膜における
パターン露光の未露光部を除去して、上記レジスト膜よ
りなるレジストパターンを形成する第４の工程とを備え
ていることを特徴とするパターン形成方法。 Ｒ1 4-nＳｉ（ＯＲ）n ……（２） （但し、ｎは１〜３の整数であり、 Ｒは炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数１〜３ の置換不飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の 非置換不飽和炭化水素基、 又は、炭素数１〜６の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 Ｒ1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基、 炭素数２〜６の 非置換飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基である。） - 【請求項５】 上記第１の工程におけるレジストは、酸
発生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋
反応を起こす化合物又は樹脂とを含有する化学増幅型レ
ジストであることを特徴とする請求項１又は２に記載の
パターン形成方法。 - 【請求項６】 上記第１の工程におけるレジストは、酸
発生剤と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂と
を含有する化学増幅型レジストであることを特徴とする
請求項３又は４に記載のパターン形成方法。 - 【請求項７】 上記第１の工程におけるレジストは、酸
発生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアル
カリ可溶性となる化合物又は樹脂とを含有する化学増幅
型レジストであることを特徴とする請求項３又は４に記
載のパターン形成方法。 - 【請求項８】 上記第１の工程におけるレジストは、ナ
フトキノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有
することを特徴とする請求項３又は４に記載のパターン
形成方法。
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Applications Claiming Priority (3)
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| JP9-170059 | 1997-06-26 | ||
| JP14583798A JP3384971B2 (ja) | 1997-06-26 | 1998-05-27 | パターン形成方法 |
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