JP3387740B2 - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

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JP3387740B2
JP3387740B2 JP18060296A JP18060296A JP3387740B2 JP 3387740 B2 JP3387740 B2 JP 3387740B2 JP 18060296 A JP18060296 A JP 18060296A JP 18060296 A JP18060296 A JP 18060296A JP 3387740 B2 JP3387740 B2 JP 3387740B2
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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、及びレジストパターンの形成
工程に用いる表面処理剤に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method for forming a resist pattern on a semiconductor substrate in a semiconductor device manufacturing process, and a surface treatment agent used in the resist pattern forming process.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化及び高集積
化に伴い、微細加工技術の必要性がますます増大してい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, as the density and integration of semiconductor devices have increased, the need for fine processing technology has increased more and more.

【0003】リソグラフィ工程において微細加工を可能
にするための第1の方策として、露光光としてエキシマ
ーレーザーを光源とするDUV光、又はEBやX線等の
短波長光等を用いると共にレジストとして酸の発生を利
用する化学増幅型レジストよりなるレジストパターンを
形成する技術が開発されつつある(「色材」、Vol.67
No. 7、p.p.446−455(1994))。
As a first measure for enabling fine processing in a lithography process, DUV light using an excimer laser as a light source or short wavelength light such as EB or X-ray is used as exposure light and acid is used as a resist. A technique for forming a resist pattern composed of a chemically amplified resist that utilizes generation is being developed (“Coloring Material”, Vol. 67).
No. 7, pp 446-455 (1994)).

【0004】以下、図10及び図11を参照しながら、
第1の従来例として、化学増幅型レジストを用いるパタ
ーン形成方法について説明する。
Hereinafter, referring to FIGS . 10 and 11 ,
As a first conventional example, a pattern forming method using a chemically amplified resist will be described.

【0005】図10は、第1の従来例に係るパターン形
成方法のプロセスフローを示し、図11は第1の従来例
に係るパターン形成方法により形成された半導体基板の
表面状態を示している。
FIG . 10 shows a process flow of a pattern forming method according to the first conventional example, and FIG. 11 shows a surface state of a semiconductor substrate formed by the pattern forming method according to the first conventional example.

【0006】まず、シリコンよりなる半導体基板1の表
面に表面処理剤としてのヘキサメチルジシラザン(以
下、HMDSと略する。)を供給して、半導体基板1の
表面を疎水性にして、半導体基板1の密着性を向上させ
る。この処理は、液体のHMDSを窒素ガスによりバブ
リングさせた後、図11(a)に示すように、60℃に
加熱された半導体基板1の表面にHMDSを30秒間吹
き付けることにより行なう。このようにすると、図11
(b)に示すように、半導体基板1の表面のOH基のH
がSi(CH3 3 (トリメチルシリル基)に置換さ
れ、半導体基板1の表面が疎水性になって、半導体基板
1の密着性が向上すると共に、NH3 (アンモニア)が
生成される。
First, hexamethyldisilazane (hereinafter, abbreviated as HMDS) as a surface treatment agent is supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic so that the semiconductor substrate 1 is made hydrophobic. 1. Adhesion is improved. This treatment is performed by bubbling liquid HMDS with nitrogen gas and then spraying HMDS on the surface of the semiconductor substrate 1 heated to 60 ° C. for 30 seconds, as shown in FIG . In this way, FIG.
As shown in (b), H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1
Is replaced by Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group), the surface of the semiconductor substrate 1 becomes hydrophobic, the adhesion of the semiconductor substrate 1 is improved, and NH 3 (ammonia) is generated.

【0007】次に、半導体基板1の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジスト
膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、ポス
トエクスポージャーベーク(以下、PEBと略する。)
及び現像を順次行なってレジストパターンを形成する。
Next, after a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 to form a resist film, the resist film is exposed using a desired mask, and then a post exposure bake (hereinafter, referred to as "exposure bake"). Abbreviated as PEB.)
And development are sequentially performed to form a resist pattern.

【0008】リソグラフィ工程において微細加工を可能
にするための第2の方策として、特開昭58−1881
32号公報に示されるように、半導体基板とレジストパ
ターンとの密着性を向上させる技術が提案されている。
As a second measure for enabling fine processing in the lithography process, Japanese Patent Laid-Open No. 58-1881.
As disclosed in Japanese Patent No. 32, a technique for improving the adhesion between a semiconductor substrate and a resist pattern has been proposed.

【0009】以下、第2の従来例として、例えばフェノ
ール系樹脂を含有するレジストを用いるパターン形成方
法について説明する。
A pattern forming method using a resist containing, for example, a phenolic resin will be described below as a second conventional example.

【0010】まず、シリコンよりなる半導体基板の表面
に、一般式:R1 SiX3-n 2 n(但し、nは0、1
又は2であり、Xはハロゲン又は−OR´基(R´は炭
素数1〜3のアルキル基)であり、R1 はCH2 =CH
−、ZCH2 −(Zはハロゲン)又は
First, on the surface of a semiconductor substrate made of silicon, the general formula: R 1 SiX 3-n R 2 n (where n is 0, 1
Or 2, X is a halogen or an —OR ′ group (R ′ is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms), and R 1 is CH 2 ═CH.
-, ZCH 2 - (Z is halogen) or

【化2】 を含む基であり、R2 は水素又は炭素数1〜3のアルキ
ル基である。)で表されるシラン化合物を含有する表面
処理剤を供給して、半導体基板の表面を疎水性にするこ
とにより、半導体基板の密着性を向上させる。
[Chemical 2] And R 2 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. By supplying a surface treatment agent containing a silane compound represented by (4) to make the surface of the semiconductor substrate hydrophobic, the adhesion of the semiconductor substrate is improved.

【0011】次に、半導体基板の表面に、例えばフェノ
ール樹脂を含有するレジストを塗布してレジスト膜を形
成した後、該レジスト膜に対して所望のマスクを用いて
露光し、その後、PEB及び現像を順次行なってレジス
トパターンを形成する。
Next, a resist containing, for example, phenol resin is applied to the surface of the semiconductor substrate to form a resist film, and then the resist film is exposed using a desired mask, and then PEB and development are performed. Are sequentially performed to form a resist pattern.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】図12及び図13は、
第1の従来例に係るパターン形成方法により、シリコン
よりなる半導体基板1又はBPSGよりなる半導体基板
5の上に形成されたレジストパターン2の概略断面形状
を示している。図12及び図13は、シリコンよりなる
半導体基板1又はBPSGよりなる半導体基板5の上に
ポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社製、KR
F K2G)を0.7μmの膜厚に塗布した後、NA:
0.5のKrFエキシマレーザーステッパーにより露光
し、その後、PEBを100℃の温度下において90秒
間行ない、現像は2.38wt%のテトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて行なったとき
の0.25μmライン・アンド・スペースのパターンの
断面形状を示している。
FIG . 12 and FIG. 13 show
1 shows a schematic cross-sectional shape of a resist pattern 2 formed on a semiconductor substrate 1 made of silicon or a semiconductor substrate 5 made of BPSG by a pattern forming method according to a first conventional example. FIGS. 12 and 13 show a positive chemically amplified resist (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., KR) on a semiconductor substrate 1 made of silicon or a semiconductor substrate 5 made of BPSG.
F K2G) is applied to a film thickness of 0.7 μm, and then NA:
Exposure by 0.5 KrF excimer laser stepper, then PEB is carried out for 90 seconds at a temperature of 100 ° C., and development is carried out using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution of 0.25 μm line. -The cross-sectional shape of the and-space pattern is shown.

【0013】第1の従来例によると、図12に示すよう
に、レジストパターン2の表面部に難溶化層3が形成さ
れたり、図13に示すように、レジストパターン2の底
部に裾引き部4が形成されたりする。同じパターン形成
方法を用いるにも拘らず、レジストパターン2の表面部
に難溶化層3が形成されたり、レジストパターン2の底
部に裾引き部4が形成されたりするのは、パターン形成
時の雰囲気又は基板の表面状態が異なることに起因する
と考えられる。
According to the first conventional example, as shown in FIG. 12 , the insolubilized layer 3 is formed on the surface of the resist pattern 2, or as shown in FIG. 4 is formed. Despite the use of the same pattern forming method, the insolubilized layer 3 is formed on the surface of the resist pattern 2 or the bottom portion 4 is formed on the bottom of the resist pattern 2 because of the atmosphere at the time of pattern formation. Or, it is considered that the surface condition of the substrate is different.

【0014】レジストパターン2の表面部に難溶化層3
が形成されたり、レジストパターン2の底部に裾引き部
4が形成されたりすると、後工程が悪影響を受け、半導
体装置の歩留りの低下を招く原因になるという第1の問
題がある。
The insoluble layer 3 is formed on the surface of the resist pattern 2.
If the ridges are formed or the bottom portion 4 is formed on the bottom of the resist pattern 2, the post-process is adversely affected, which causes a decrease in the yield of the semiconductor device, which is a first problem.

【0015】また、第2の従来例に係るパターン形成方
法により半導体基板上に形成されたレジストパターン
は、半導体基板の表面に対して上記の表面処理剤による
処理を行なっているため、半導体基板とレジストパター
ンとの密着性は従来よりも向上しているが、リソグラフ
ィ工程において一層の微細加工を行なう場合には、密着
性の点で満足できないという第2の問題がある。すなわ
ち、例えば、i線露光による0.30μm以下のパター
ン形成、KrFエキシマレーザ露光による0.25μm
以下のパターン形成、ArFエキシマレーザ露光による
0.20μm以下のパターン形成において、パターン剥
がれが生じる場合がある。
Further, the resist pattern formed on the semiconductor substrate by the pattern forming method according to the second conventional example is treated with the above-mentioned surface treatment agent on the surface of the semiconductor substrate. Although the adhesiveness with the resist pattern is improved as compared with the conventional one, there is a second problem that the adhesiveness is not satisfactory when further fine processing is performed in the lithography process. That is, for example, pattern formation of 0.30 μm or less by i-line exposure, 0.25 μm by KrF excimer laser exposure
In the following pattern formation and pattern formation of 0.20 μm or less by ArF excimer laser exposure, pattern peeling may occur.

【0016】上記に鑑み、本発明は、レジストパターン
の表面部に難溶化層が形成されないようにすることを第
1の目的とし、レジストパターンの底部に裾引き部が形
成されないようにすることを第2の目的とし、半導体基
板とレジストパターンとの密着性をより一層向上させる
ことを第3の目的とする。
In view of the above, the first object of the present invention is to prevent the insolubilized layer from being formed on the surface portion of the resist pattern, and to prevent the bottoming portion from being formed on the bottom portion of the resist pattern. A third purpose is to further improve the adhesion between the semiconductor substrate and the resist pattern.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本件発明者らは、レジス
トパターンの表面部に難溶化層が形成される原因につい
て種々検討を加えた結果、アルカリ成分に原因のあるこ
とを見出した。すなわち、レジストパターンの表面にア
ルカリ成分が存在すると、露光により発生した酸が失活
して表面難溶化層が生じ、レジストパターンの表面部が
T−top形状になると言うものである。このことは、
アルカリ成分が多い場合にはパターンが解像しない場合
もあると報告(S.A.MacDonald et al.,Proc.SPIE,vol.1
466,p.2(1991) )されていることからも理解できる。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies on the cause of the formation of the hardly soluble layer on the surface of the resist pattern, and as a result, have found that the alkali component is responsible. That is, when an alkaline component is present on the surface of the resist pattern, the acid generated by exposure is deactivated to form a surface insolubilized layer, and the surface portion of the resist pattern has a T-top shape. This is
It is reported that the pattern may not be resolved when there are many alkaline components (SAMacDonald et al., Proc.SPIE, vol.1).
466, p.2 (1991)).

【0018】化学増幅型レジストが悪影響を受けるアル
カリ成分としてのアンモニア成分の発生原因について調
べるため、クリーンルームにおいて環境中の不純物の分
析を行なったところ、図14に示すように、HMDSの
分解物であるトリメチルシラノールの環境中の濃度とア
ンモニアの環境中の濃度とは正の相関関係にあることが
分かった。このことから、化学増幅型レジストのパター
ンの形状に悪影響を与えるアルカリ成分は、半導体基板
の表面処理剤であるHMDSに原因があると推測され
る。
In order to investigate the cause of generation of the ammonia component as an alkaline component which adversely affects the chemically amplified resist, impurities in the environment were analyzed in a clean room . As shown in FIG. 14 , it was a decomposition product of HMDS. It was found that there was a positive correlation between the environmental concentrations of trimethylsilanol and ammonia. From this, it is presumed that the alkaline component that adversely affects the pattern shape of the chemically amplified resist is caused by HMDS, which is the surface treatment agent for the semiconductor substrate.

【0019】また、本件発明者らは、レジストパターン
の底部に裾引き部が形成される原因について種々検討を
加えた結果、半導体基板の表面部に不対電子を持つ原子
が存在すると、露光により発生した酸が失活して裾引き
部が形成されると言うことを見出した。不対電子を持つ
原子としては、BPSGよりなる半導体基板においては
リン原子が挙げられ、TiN又はSiNよりなる半導体
基板においては窒素原子が挙げられる。
Further, the inventors of the present invention have conducted various studies on the cause of the formation of the bottom portion at the bottom of the resist pattern, and as a result, when there are atoms having unpaired electrons on the surface portion of the semiconductor substrate, they are exposed to light. It was found that the generated acid was deactivated to form a skirt. Examples of the atom having an unpaired electron include a phosphorus atom in a semiconductor substrate made of BPSG, and a nitrogen atom in a semiconductor substrate made of TiN or SiN.

【0020】本件の第1の発明は、前者の知見に基づい
て成されたものであり、従来のHMDSに代えて、下記
一般式(8)で示されるシラン化合物を含む表面処理剤
を用いることにより、半導体基板の表面にアルカリ成分
を発生させないようにするものである。
The first invention of the present invention was made on the basis of the former knowledge, and uses a surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (8) in place of the conventional HMDS. Therefore, the alkaline component is prevented from being generated on the surface of the semiconductor substrate.

【0021】具体的には、本発明に係る第1のパターン
形成方法は、半導体基板の表面を、下記一般式(8)で
示されるシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理
を行なう第1の工程と、表面処理された半導体基板の表
面に化学増幅型レジストを塗布してレジスト膜を形成す
る第2の工程と、上記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露光した後、現像を行なっ
てレジストパターンを形成する第3の工程とを備えてい
構成である
Specifically, the first pattern according to the present invention
The forming method includes a first step of treating the surface of the semiconductor substrate with a surface treating agent containing a silane compound represented by the following general formula (8), and a chemically amplified resist on the surface of the surface treated semiconductor substrate. And a third step of forming a resist film by exposing the resist film to light using a mask having a desired pattern shape and developing the resist film to form a resist pattern. This is the configuration provided.

【0022】R1 4-n Si(OR)n ……(8) 但し、式中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1〜6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。
R 1 4-n Si (OR) n (8) where n is an integer of 1 to 3 and R is 1 to 6 carbon atoms.
A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group,
A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. There, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a carbon number And 3 to 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups.

【0023】第1のパターン形成方法の構成により、半
導体基板を上記一般式(8)で示されるシラン化合物を
含む表面処理剤により表面処理するため、表面処理後の
半導体基板の表面においてアルカリ成分が発生しない。
According to the structure of the first pattern forming method , the semiconductor substrate is surface-treated with the surface-treating agent containing the silane compound represented by the general formula (8). Therefore, alkali components are not present on the surface of the semiconductor substrate after the surface treatment. Does not occur.

【0024】第1のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、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
するものを用いることができる。
[0024] In the first pattern formation method, the chemically amplified resist in the second process, it is possible to use those containing an acid generator and a resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid.

【0025】第1のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可
溶性となる化合物又は樹脂を含有するものを用いること
ができる。
[0025] In the first pattern formation method, the chemically amplified resist in the second step, using an acid generator, an alkali-soluble resin, those containing a compound or resin becomes alkali-soluble by the action of an acid thing
You can

【0026】第1のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、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
起こす化合物又は樹脂とを含有するものを用いることが
できる。
[0026] In the first pattern formation method, the chemically amplified resist in the second step, an acid generator, an alkali-soluble resin by the action of an acid which contains a compound or resin undergoes a crosslinking reaction Can be used
it can.

【0027】本件の第2の発明は、後者の知見に基づい
て成されたものであり、従来のHMDSに代えて、下記
一般式(9)、(10)、(11)又は(12)で示さ
れるシラン化合物を含む表面処理剤を用いることによ
り、半導体基板の表面に存在する不対電子を持つ原子と
化学増幅型レジストとの間に炭化水素基の層による間隔
を形成するものであって、これにより、レジストパター
ンの裾引き形状を著しく改善することができる。
The second invention of the present invention was made on the basis of the latter knowledge. Instead of the conventional HMDS, the following general formula (9), (10), (11) or (12) is used. By using the surface treatment agent containing the silane compound shown, a hydrocarbon group layer is formed between the atom having an unpaired electron existing on the surface of the semiconductor substrate and the chemically amplified resist. As a result, the footing shape of the resist pattern can be significantly improved.

【0028】具体的には、本発明に係る第2のパターン
形成方法は、半導体基板の表面を、下記一般式(9)、
(10)、(11)又は(12)で示されるシラン化合
物を含む表面処理剤により表面処理を行なう第1の工程
と、表面処理された半導体基板の表面に化学増幅型レジ
ストを塗布してレジスト膜を形成する第2の工程と、上
記レジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマスク
を用いて露光した後、現像を行なってレジストパターン
を形成する第3の工程とを備えている構成である。
Specifically, the second pattern according to the present invention
The formation method is as follows .
A first step of performing a surface treatment with a surface treatment agent containing a silane compound represented by (10), (11) or (12), and a resist by applying a chemically amplified resist to the surface of the surface-treated semiconductor substrate. a second step of forming a film, after exposure using a mask having a desired pattern shape with respect to the resist film, in a configuration and a third step of forming a resist pattern by developing is there.

【0029】R2 1 3-n Si(OR)n ……(9) 但し、式中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1〜6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、R2 は、炭素数3〜6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3〜
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。
R 2 R 1 3-n Si (OR) n (9) where n is an integer of 1 to 3 and R is 1 to 6 carbon atoms.
A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group,
A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. There, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a carbon number It is an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 and R 2 is a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, having 3 to 6 carbon atoms.
It is a C6 substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-C6 alicyclic saturated hydrocarbon group.

【0030】 R2 1 3-n Si(NR3 2 n ……(10) 但し、式中nは1〜3の整数であり、R3 は、同種又は
異種であって、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和
炭化水素基であり、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、R2 は、炭素数3
〜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3〜6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。
R 2 R 1 3-n Si (NR 3 2 ) n (10) wherein n is an integer of 1 to 3 and R 3 is the same or different and is a hydrogen atom or It is an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, and carbon number. 1 to 6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon number 3
To 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups, R 2 has 3 carbon atoms
~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C3-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated carbon group It is a hydrogen group.

【0031】(R2 1 2 Si)2 NR3 ……(11) 但し、R3 は、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和
炭化水素基であり、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、R2 は、炭素数3
〜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3〜6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。
(R 2 R 1 2 Si) 2 NR 3 (11) However, R 3 is a hydrogen atom or an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and R 1 is the same or different. And a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsaturated unsaturated hydrocarbon group, or carbon Number 3
To 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups, R 2 has 3 carbon atoms
~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C3-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated carbon group It is a hydrogen group.

【0032】[0032]

【化3】 但し、式中mは2〜6の整数であり、R3 は、水素原子
又は炭素数1〜3の非置換飽和炭化水素基であり、R1
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り、R2 は、炭
素数3〜6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3〜6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。
[Chemical 3] However, in the formula, m is an integer of 2 to 6, R 3 is a hydrogen atom or an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, and R 1 is
Is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or 3 carbon atoms. a 6 alicyclic saturated hydrocarbon group, R 2 is a substituted saturated hydrocarbon group or a non-substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, a substituted 3 to 6 carbon atoms unsaturated hydrocarbon group or non It is a substituted unsaturated hydrocarbon group or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms.

【0033】第2のパターン形成方法の構成により、半
導体基板の表面を、上記一般式(9)、(10)、(1
1)又は(12)で示されるシラン化合物を含む表面処
理剤により表面処理を行なうと、半導体基板の表面に存
在する不対電子を持つ原子と化学増幅型レジストとの間
に炭化水素基の層による間隔が形成されるため、化学増
幅型レジストから発生する酸と半導体基板表面の不対電
子とが反応し難くなり、レジストパターンの裾引き形状
が著しく改善される。
With the structure of the second pattern forming method , the surface of the semiconductor substrate is formed on the surface of the above general formulas (9), (10), (1).
When the surface treatment is performed with the surface treatment agent containing the silane compound represented by 1) or 12), a hydrocarbon group layer is formed between the atoms having unpaired electrons present on the surface of the semiconductor substrate and the chemically amplified resist. Thus, the acid generated from the chemically amplified resist hardly reacts with the unpaired electrons on the surface of the semiconductor substrate, and the bottom shape of the resist pattern is significantly improved.

【0034】また、上記一般式(9)〜(12)におけ
るR2 、つまり、炭素数3〜6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3〜6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を有するシラン化
合物を含有する表面処理剤により半導体基板の表面処理
を行なうと、半導体基板表面の疎水性も向上する。この
ことも、化学増幅型レジストから発生する酸と半導体基
板表面の不対電子とが反応し難くなり、レジストパター
ンの裾引き形状が著しく改善される要因である。
R 2 in the above general formulas (9) to (12), that is, a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated carbon group having 3 to 6 carbon atoms. A hydrogen group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or
When the surface treatment of the semiconductor substrate is performed with the surface treatment agent containing a silane compound having an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, the hydrophobicity of the semiconductor substrate surface is also improved. This is also a factor that makes it difficult for the acid generated from the chemically amplified resist to react with the unpaired electrons on the surface of the semiconductor substrate, thereby significantly improving the bottom shape of the resist pattern.

【0035】また、上記一般式(10)、(11)又は
(12)で示される炭素数3〜6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3〜6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を有するシラ
ン化合物を含む表面処理剤により半導体基板の表面処理
を行なうと、副生成物(アンモニア、ジアルキルアミン
等)を系外に除去する作業が必要となるが、半導体基板
に対する表面処理能力は上記一般式(9)で示されるシ
ラン化合物と同等の性能があるため、半導体基板の表面
に存在する不対電子を持つ原子と化学増幅型レジストと
の間に炭化水素基の層による間隔が確実に形成される。
Further, a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group represented by the above general formula (10), (11) or (12) and a substituted unsaturated group having 3 to 6 carbon atoms. When a semiconductor substrate is surface-treated with a surface-treating agent containing a silane compound having a hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, a by-product ( Ammonia, dialkylamine, etc.) needs to be removed to the outside of the system, but the surface treatment capacity for the semiconductor substrate is equivalent to that of the silane compound represented by the above general formula (9). A layer of hydrocarbon radicals is reliably formed between the atoms with the existing unpaired electrons and the chemically amplified resist.

【0036】図9(a)は疎水性の尺度となる接触角:
θを説明する図であり、図9(b)は(化4)における
xの数と接触角:θとの関係を示す図であって、具体的
には、表面処理剤を窒素ガスによりバブリングさせてか
ら、120℃に加熱された半導体基板の表面に30秒間
吹き付けた場合の結果である。
FIG . 9A shows a contact angle which is a measure of hydrophobicity:
FIG. 9B is a diagram illustrating θ, and FIG. 9B is a diagram showing the relationship between the number of x and the contact angle θ in (Chemical Formula 4). Specifically, the surface treatment agent is bubbled with nitrogen gas. It is the result of spraying on the surface of the semiconductor substrate heated to 120 ° C. for 30 seconds after the heating.

【0037】[0037]

【化4】 [Chemical 4]

【0038】図9(b)から明らかなように、xが2以
上、すなわち炭化水素基の炭素数が3以上であると、接
触角:θが著しく大きくなるので、半導体基板表面の疎
水性が向上する。
As is apparent from FIG . 9 (b), when x is 2 or more, that is, when the number of carbon atoms in the hydrocarbon group is 3 or more, the contact angle: θ becomes significantly large, so that the hydrophobicity of the semiconductor substrate surface is reduced. improves.

【0039】このような知見により、Si原子上に置換
する炭化水素基の少なくとも1つが炭素数3以上になる
上記一般式(9)、(10)、(11)又は(12)で
示されるシラン化合物が好ましい。
Based on such knowledge , the silane represented by the above general formula (9), (10), (11) or (12) in which at least one of the hydrocarbon groups substituting on the Si atom has 3 or more carbon atoms. Compounds are preferred.

【0040】第2のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、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
するものを用いることができる。
[0040] In the second pattern formation method, the chemically amplified resist in the second process, it is possible to use those containing an acid generator and a resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid.

【0041】第2のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、酸発生剤
と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカリ可
溶性となる化合物又は樹脂を含有するものを用いること
ができる。
[0041] In the second pattern formation method, the chemically amplified resist in the second step, using an acid generator, an alkali-soluble resin, those containing a compound or resin becomes alkali-soluble by the action of an acid thing
You can

【0042】第2のパターン形成方法において、第2の
工程における化学増幅型レジストとしては、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
起こす化合物又は樹脂とを含有するものを用いることが
できる
[0042] In the second pattern formation method, the chemically amplified resist in the second step, an acid generator, an alkali-soluble resin by the action of an acid which contains a compound or resin undergoes a crosslinking reaction Can be used
I can .

【0043】[0043]

【0044】[0044]

【0045】[0045]

【0046】[0046]

【0047】[0047]

【0048】[0048]

【0049】[0049]

【0050】[0050]

【0051】[0051]

【発明の実施形態】(第1の参考形態) 第1の参考形態は前述した第1の発明を実現するもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Reference Mode) The first reference mode realizes the above-described first invention.

【0052】以下、本発明の第1の参考形態に係るパタ
ーン形成方法について、図1〜図3を参照しながら説明
する。
[0052] A pattern formation method according to a first referential embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0053】図1は第1の参考形態に係るパターン形成
方法のプロセスフローを示し、図2は第1の参考形態に
係る表面処理剤により表面処理を行なったときの半導体
基板の表面状態を示し、図3は第1の参考形態に係る表
面処理剤により表面処理を行なった半導体基板の上に形
成されたパターンの概略断面形状を示している。
FIG. 1 shows the process flow of the pattern forming method according to the first reference embodiment, and FIG. 2 shows the surface state of the semiconductor substrate when the surface treatment is performed with the surface treatment agent according to the first reference embodiment. FIG. 3 shows a schematic cross-sectional shape of a pattern formed on a semiconductor substrate surface-treated with the surface-treatment agent according to the first reference embodiment.

【0054】まず、図2(a)に示すように、シリコン
よりなる半導体基板1の表面に表面処理剤としてのイソ
プロペノキシトリメチルシラン(以下、IPTMSと略
する。)を供給して(すなわち、IPTMSを窒素ガス
によりバブリングさせ、60℃に加熱された半導体基板
の表面に30秒間吹き付けて)、半導体基板1の表面を
疎水性にして、半導体基板1の密着性を向上させる。こ
のようにすると、図2(b)に示すように、半導体基板
1の表面のOH基のHがSi(CH3 3 (トリメチル
シリル基)に置換され、(CH3 2 CO(アセトン)
が生成される。
First, as shown in FIG. 2A, isopropenoxytrimethylsilane (hereinafter abbreviated as IPTMS) as a surface treatment agent is supplied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon (that is, IPTMS). Bubbling IPTMS with nitrogen gas and spraying it on the surface of the semiconductor substrate heated to 60 ° C. for 30 seconds) to make the surface of the semiconductor substrate 1 hydrophobic and improve the adhesion of the semiconductor substrate 1. By doing so, as shown in FIG. 2B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is replaced with Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group), and (CH 3 ) 2 CO (acetone) is obtained.
Is generated.

【0055】次に、半導体基板1の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布した後、所望のマスクを用いて露光し、そ
の後、PEB及び現像を順次行なって、パターン形成を
行なう。
Next, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 and then exposed using a desired mask, and then PEB and development are sequentially performed to form a pattern.

【0056】上記のようにしてパターンを形成すると、
図3に示すように、レジストパターン2の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図3は、半導体基板1
の上にポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社
製、KRF K2G)を0.7μmの膜厚に塗布した
後、NA:0.5のKrFエキシマレーザーステッパー
により露光し、その後、PEBは100℃の温度下にお
いて90秒間行ない、現像は2.38wt%のテトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて行
なったときの0.25μmライン・アンド・スペースの
パターンの断面形状を示している。
When the pattern is formed as described above,
As shown in FIG. 3, the hardly soluble layer is not formed on the surface portion of the resist pattern 2. That is, FIG. 3 shows the semiconductor substrate 1
A positive chemically amplified resist (KRF K2G, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied on the above to a film thickness of 0.7 μm, and then exposed by a KrF excimer laser stepper with NA: 0.5, and then PEB was applied. The cross-sectional shape of a 0.25 μm line-and-space pattern is shown when the development is carried out at a temperature of 100 ° C. for 90 seconds and the development is performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

【0057】以上のように、第1の参考形態によると、
表面処理剤としてIPTMSを用いたので、アンモニア
を発生することなく半導体基板1の表面を疎水性にする
ことができるため、レジストパターンの表面部に難溶化
層が生成されることを防止でき、安定したレジストパタ
ーン形状を得ることができる。
As described above, according to the first reference mode,
Since IPTMS is used as the surface treatment agent, the surface of the semiconductor substrate 1 can be made hydrophobic without generating ammonia, so that it is possible to prevent the formation of the hardly soluble layer on the surface portion of the resist pattern and to stabilize the surface. The resist pattern shape can be obtained.

【0058】(第2の参考形態) 第2の参考形態も前述した第1の発明を実現するもので
ある。
(Second Reference Embodiment) The second reference embodiment also realizes the above-described first invention.

【0059】以下、本発明の第2の参考形態に係るパタ
ーン形成方法について、図4〜図6を参照しながら説明
する。
[0059] A pattern formation method according to a second referential embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0060】図4は第2の参考形態に係るパターン形成
方法のプロセスフローを示し、図5は第2の参考形態に
係る表面処理剤により表面処理を行なったときの半導体
基板の表面状態を示し、図6は第2の参考形態に係る表
面処理剤により表面処理を行なった半導体基板の上に形
成されたパターンの概略断面形状を示している。
FIG. 4 shows the process flow of the pattern forming method according to the second reference embodiment, and FIG. 5 shows the surface state of the semiconductor substrate when the surface treatment is performed with the surface treatment agent according to the second reference embodiment. FIG. 6 shows a schematic cross-sectional shape of a pattern formed on a semiconductor substrate surface-treated with the surface-treating agent according to the second reference embodiment.

【0061】まず、図5(a)に示すように、シリコン
よりなる半導体基板1の表面に表面処理剤としてのアセ
トキシトリメチルシラン(以下、ATMSと略する。)
を供給して(すなわち、ATMSを窒素ガスによりバブ
リングさせ、60℃に加熱された半導体基板の表面に3
0秒間吹き付けて)、半導体基板1の表面を疎水性にし
て、半導体基板1の密着性を向上させる。このようにす
ると、図5(b)に示すように、半導体基板1の表面の
OH基のHがSi(CH3 3 (トリメチルシリル基)
に置換され、CH3 COOH(酢酸)が生成される。
First, as shown in FIG. 5A, acetoxytrimethylsilane (hereinafter abbreviated as ATMS) as a surface treatment agent is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 made of silicon.
Is supplied (that is, ATMS is bubbled with nitrogen gas, and 3 is applied to the surface of the semiconductor substrate heated to 60 ° C.).
After spraying for 0 seconds), the surface of the semiconductor substrate 1 is made hydrophobic to improve the adhesion of the semiconductor substrate 1. By doing so, as shown in FIG. 5B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 1 is changed to Si (CH 3 ) 3 (trimethylsilyl group).
To produce CH 3 COOH (acetic acid).

【0062】次に、半導体基板1の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布した後、所望のマスクを用いて露光し、そ
の後、PEB及び現像を順次行なって、パターン形成を
行なう。
Next, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 1 and then exposed using a desired mask, and then PEB and development are sequentially performed to form a pattern.

【0063】上記のようにしてパターンを形成すると、
図6に示すように、レジストパターン2の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図6は、半導体基板1
の上にポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社
製、KRF K2G)を0.7μmの膜厚に塗布した
後、NA:0.5のKrFエキシマレーザーステッパー
により露光し、その後、PEBは100℃の温度下にお
いて90秒間行ない、現像は2.38wt%のテトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて行
なったときの0.25μmライン・アンド・スペースの
パターンの断面形状を示している。
When the pattern is formed as described above,
As shown in FIG. 6, the hardly soluble layer is not formed on the surface portion of the resist pattern 2. That is, FIG. 6 shows the semiconductor substrate 1
A positive chemically amplified resist (KRF K2G, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied on the above to a film thickness of 0.7 μm, and then exposed by a KrF excimer laser stepper with NA: 0.5, and then PEB was applied. The cross-sectional shape of a 0.25 μm line-and-space pattern is shown when the development is carried out at a temperature of 100 ° C. for 90 seconds and the development is performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

【0064】以上のように、第2の参考形態によると、
表面処理剤としてATMSを用いたので、アンモニアを
発生することなく半導体基板1の表面を疎水性にするこ
とができるため、レジストパターンの表面部に難溶化層
が生成されることを防止でき、安定したレジストパター
ン形状を得ることができる。
As described above, according to the second reference mode,
Since ATMS is used as the surface treatment agent, the surface of the semiconductor substrate 1 can be made hydrophobic without generating ammonia, so that it is possible to prevent the formation of the hardly soluble layer on the surface portion of the resist pattern and to stabilize the surface. The resist pattern shape can be obtained.

【0065】尚、表面処理剤として、第1の参考形態に
おいては、反応分解物としてアセトンを生成するもの、
第2の参考形態においては、反応分解物として酢酸を生
成するものを用い、また、半導体基板の表面を疎水性に
する物質としてトリメチルシリル基を生成するものを用
いたが、表面処理剤はこれらに限られない。すなわち、
下記一般式(15)により示されるシラン化合物を含む
表面処理剤を用いることができる。
As the surface treatment agent, in the first reference embodiment, one which produces acetone as a reaction decomposition product,
In the second reference embodiment, a reaction decomposition product that generates acetic acid and a substance that makes the surface of the semiconductor substrate hydrophobic are used as a substance that forms a trimethylsilyl group. Not limited. That is,
A surface treatment agent containing a silane compound represented by the following general formula (15) can be used.

【0066】R1 4-n Si(OR)n ……(15) 但し、式中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1〜6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。
R 1 4-n Si (OR) n (15) where n is an integer of 1 to 3 and R is a carbon number of 1 to 6
A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group,
A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. There, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a carbon number And 3 to 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups.

【0067】上記一般式(15)で示されるシラン化合
物の第1の例としては、下記一般式(16)で示される
ものが挙げられる。
As a first example of the silane compound represented by the general formula (15), a compound represented by the following general formula (16) can be mentioned.

【0068】R1 3 SiOR……(16) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1
5)と同じである。
[0068] R 1 3 SiOR ...... (16) where the meaning of R and R 1 are the above general formula (1
Same as 5).

【0069】上記一般式(16)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が1つの場合であっ
て、半導体基板上が単分子膜状に処理され、面内均一性
の高い膜が得られる。また、上記一般式(16)で示さ
れるシラン化合物は、R1 置換基の立体障害の影響を受
けやすく、この性質が反応速度(処理能力)に反映され
る。
The silane compound represented by the above general formula (16) has a single hydrolyzable group on the Si atom, and the semiconductor substrate is processed into a monomolecular film so that the in-plane uniformity is high. A film is obtained. Further, the silane compound represented by the general formula (16) is easily affected by the steric hindrance of the R 1 substituent, and this property is reflected in the reaction rate (processing ability).

【0070】上記一般式(16)で示されるシラン化合
物としては、具体的には(化5)及び(化6)に示す化
合物が挙げられる。
Specific examples of the silane compound represented by the above general formula (16) include compounds represented by (formula 5) and (formula 6).

【0071】[0071]

【化5】 [Chemical 5]

【化6】 [Chemical 6]

【0072】上記一般式(15)で示されるシラン化合
物の第2の例としては、下記一般式(17)で示される
ものが挙げられる。
As a second example of the silane compound represented by the general formula (15), a compound represented by the following general formula (17) can be given.

【0073】R1 2 Si(OR)2 ……(17) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1
5)と同じである。
R 1 2 Si (OR) 2 (17) However, the meanings of R and R 1 are as shown in the general formula (1) above.
Same as 5).

【0074】上記一般式(17)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が2つの場合であっ
て、半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力が高
い。
The silane compound represented by the general formula (17) has high hydrolyzable groups when the number of hydrolyzable groups on the Si atom is two and the semiconductor substrate is processed into a laminated film.

【0075】上記一般式(17)で示されるシラン化合
物としては、具体的には(化7)に示す化合物が挙げら
れる。
Specific examples of the silane compound represented by the above general formula (17) include compounds represented by the chemical formula (7).

【0076】[0076]

【化7】 [Chemical 7]

【0077】上記一般式(15)で示されるシラン化合
物の第3の例としては、下記一般式(18)で示される
ものが挙げられる。
As a third example of the silane compound represented by the general formula (15), a compound represented by the following general formula (18) can be given.

【0078】R1 Si(OR)3 ……(18) 但し、R及びR1 の意味については、上記一般式(1
5)と同じである。
R 1 Si (OR) 3 (18) However, as for the meaning of R and R 1 , the above general formula (1)
Same as 5).

【0079】上記一般式(17)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が3つの場合であっ
て、半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力は高
いが、未反応シラン化合物が空気中の水分により加水分
解を受けてゲルを生成する可能性があるため、処理方法
によってはパーティクル汚染の原因になる。
The silane compound represented by the above general formula (17) has three hydrolyzable groups on the Si atom and is processed into a laminated film on the semiconductor substrate. The reactive silane compound may be hydrolyzed by moisture in the air to form a gel, which may cause particle contamination depending on the treatment method.

【0080】上記一般式(18)で示されるシラン化合
物としては、具体的には(化8)に示す化合物が挙げら
れる。
Specific examples of the silane compound represented by the above general formula (18) include compounds represented by the chemical formula (8).

【0081】[0081]

【化8】 [Chemical 8]

【0082】上記(化5)、(化6)、(化7)及び
(化8)により表されるシラン化合物を用いて第1の
形態と同様の実験を行なったところ、(表2)、(表
3)及び(表4)に示すように、良好な結果が得られ
た。
The first reference using the silane compounds represented by the above (Chemical formula 5), (Chemical formula 6), (Chemical formula 7) and (Chemical formula 8).
When an experiment similar to the mode of consideration was conducted, good results were obtained as shown in (Table 2), (Table 3) and (Table 4).

【0083】尚、上記一般式(16)で示されるシラン
化合物は特に材料的に安定性が高く、上記一般式(1
8)で示されるシラン化合物は特に反応性が高いという
特徴を有している。
The silane compound represented by the general formula (16) is particularly stable in terms of material, and the silane compound represented by the general formula (1)
The silane compound represented by 8) is characterized by having a particularly high reactivity.

【0084】[0084]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【0085】また、第1及び第2の参考形態において
は、化学増幅型レジストとして、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む2成分系の化
学増幅型ポジレジスト(KRF K2G)を用いたが、
これに代えて、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
含む3成分系の化学増幅型ポジレジストを用いてもよ
い。尚、2成分系の化学増幅型ポジレジストとしては、
例えば他に東京応化社製、TDUR−DP007が挙げ
られる。3成分系の化学増幅型ポジレジストとしては、
例えば、ヘキスト社製、DX561、DX981が挙げ
られる。
[0085] In the first and second reference embodiment, as chemically amplified resist, 2-component system chemically amplified positive resist (KRF comprising an acid generator and a resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid K2G) was used,
Instead of this, a three-component chemically amplified positive resist containing an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that becomes alkali-soluble by the action of an acid may be used. As a two-component chemically amplified positive resist,
For example, TDUR-DP007 manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd. may be mentioned. As a three-component chemically amplified positive resist,
Examples include DX561 and DX981 manufactured by Hoechst.

【0086】さらに、化学増幅型レジストとして、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む3成分系の化学増幅
型ネガレジストを用いてもよい。この3成分系の化学増
幅型ネガレジストとしては、例えば、シプレイ社製、X
P−8843、SAL−601等が挙げられる。このよ
うな化学増幅型ネガレジストにおいても、表面処理時に
アルカリ成分が発生すると、酸の失活によりパターンの
膜減りが生じ、レジストパターンの形状劣化を招くが、
本発明の方法によれば、酸の失活を防止できるので、良
好なパターン形成が可能となる。
Further, as the chemically amplified resist, a three-component chemically amplified negative resist containing an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of acid may be used. Examples of the three-component chemically amplified negative resist include X-ray manufactured by Shipley Co., Ltd.
P-8843, SAL-601, etc. are mentioned. Even in such a chemically amplified negative resist, when an alkaline component is generated during the surface treatment, film depletion of the pattern occurs due to deactivation of the acid, which causes deterioration of the shape of the resist pattern,
According to the method of the present invention, it is possible to prevent deactivation of acid, so that it is possible to form a good pattern.

【0087】化学増幅型レジストは、その構成又は構成
成分に関係なく、アルカリ成分の影響を受けるので、第
1及び第2の参考形態は、あらゆる化学増幅型レジスト
に対して有効である。
Since the chemically amplified resist is affected by the alkaline component regardless of its constitution or constituent components, the first and second reference embodiments are effective for all chemically amplified resists.

【0088】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。
Hereinafter, examples of the constituent components of the above chemically amplified resist will be given, but the constituent components are not limited to the following.

【0089】<2成分系の化学増幅型ポジレジスト> ○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) ○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成分系の化学増幅型ポジレジスト> ○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)
<Two-component chemically amplified positive resist> Resin that becomes alkali-soluble by the action of acid: poly (t-
Butoxycarbonyloxystyrene-co-hydroxystyrene) Poly (t-butoxycarbonylmethyloxystyrene-co-
Hydroxystyrene) Poly (tetrahydropyranyloxystyrene-co-hydroxystyrene) Acid generator: onium salt, nitrobenzyl sulfonic acid ester compound <3-component chemically amplified positive resist> Alkali-soluble resin: polyvinylphenol , Polymethacrylic acid ○ Resin or compound that becomes alkali-soluble by the action of acid ... Poly (t-butoxycarbonyloxystyrene-co-hydroxystyrene) Poly (t-butoxycarbonylmethyloxystyrene-co-
Hydroxystyrene) Poly (tetrahydropyranyloxystyrene-co-hydroxystyrene)

【化9】 ○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成分系の化学増幅型ネガレジスト> ○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 (第3の実施形態)第3の実施形態は、前述した第2の
発明を実現するものである。
[Chemical 9] ○ Acid generator …… Onium salt, nitrobenzyl sulfonate compound <Three-component chemically amplified negative resist> ○ Alkali-soluble resin …… Polyvinylphenol, polymethacrylic acid ○ Compound or resin that causes cross-linking reaction by the action of acid ......
Melamine compound, melamine resin-acid generator ... Onium salt, nitrobenzyl sulfonate compound (Third Embodiment) The third embodiment realizes the above-described second invention.

【0090】以下、本発明の第3の実施形態に係るパタ
ーン形成方法について、図7及び図8を参照しながら説
明する。
The pattern forming method according to the third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7 and 8.

【0091】図7は第3の実施形態の表面処理剤により
表面処理を行なったときの半導体基板の表面状態を示
し、図8は第3の実施形態に係る表面処理剤により表面
処理を行なった半導体基板の上に形成されたパターンの
概略断面形状を示している。
FIG. 7 shows the surface condition of the semiconductor substrate when the surface treatment with the surface treatment agent of the third embodiment is performed, and FIG. 8 shows the surface treatment with the surface treatment agent according to the third embodiment. The schematic cross-sectional shape of the pattern formed on the semiconductor substrate is shown.

【0092】まず、図7(a)に示すように、BPSG
よりなる半導体基板5の表面に表面処理剤としてのイソ
プロペノキシ−n−ヘキシルジメチルシラン(以下、I
PHDMSと略する。)を供給して(すなわち、IPH
DMSを窒素ガスによりバブリングさせ、120℃に加
熱された半導体基板の表面に30秒間吹き付けて)、半
導体基板5の表面に炭化水素基の層を形成すると共に、
半導体基板5の表面の疎水性を向上させる。これによ
り、半導体基板5の密着性も向上する。図7(b)に示
すように、半導体基板5の表面のOH基のHがSi(C
3 2 (CH2CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 )に
置換され、(CH3 2 CO(アセトン)が生成され
る。
First, as shown in FIG. 7A, BPSG
Isopropenoxy-n-hexyldimethylsilane (hereinafter, referred to as I
Abbreviated as PHDMS. ) Is supplied (ie, IPH
Bubbling DMS with nitrogen gas and spraying on the surface of the semiconductor substrate heated to 120 ° C. for 30 seconds) to form a hydrocarbon-based layer on the surface of the semiconductor substrate 5.
The hydrophobicity of the surface of the semiconductor substrate 5 is improved. This also improves the adhesion of the semiconductor substrate 5. As shown in FIG. 7B, H of the OH group on the surface of the semiconductor substrate 5 is Si (C
H 3 ) 2 (CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ) is substituted to produce (CH 3 ) 2 CO (acetone).

【0093】次に、半導体基板5の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジスト
膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、PE
B及び現像を順次行なって、パターン形成を行なう。
Next, a chemically amplified resist is applied to the surface of the semiconductor substrate 5 to form a resist film, and then the resist film is exposed using a desired mask, and then PE is applied.
Pattern formation is performed by sequentially performing B and development.

【0094】上記のようにしてパターンを形成すると、
図8に示すように、レジストパターン6の表面部に裾引
き部が形成されない。すなわち、図8は、半導体基板5
の上にポジ型の化学増幅型レジスト(日本合成ゴム社
製、KRF K2G)を0.7μmの膜厚に塗布した
後、NA:0.5のKrFエキシマレーザーステッパー
により露光し、その後、PEBは100℃の温度下にお
いて90秒間行ない、現像は2.38wt%のテトラメ
チルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を用いて行
なったときの0.25μmライン・アンド・スペースの
パターンの断面形状を示している。
When the pattern is formed as described above,
As shown in FIG. 8, the bottom portion is not formed on the surface portion of the resist pattern 6. That is, FIG. 8 shows the semiconductor substrate 5
A positive chemically amplified resist (KRF K2G, manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied on the above to a film thickness of 0.7 μm, and then exposed by a KrF excimer laser stepper with NA: 0.5, and then PEB was applied. The cross-sectional shape of a 0.25 μm line-and-space pattern is shown when the development is carried out at a temperature of 100 ° C. for 90 seconds and the development is performed using a 2.38 wt% tetramethylammonium hydroxide aqueous solution.

【0095】以上のように、第3の実施形態によると、
表面処理剤としてIPHDMSを用いたため、半導体基
板5の表面に炭化水素基の層を形成することができると
共に半導体基板5の表面の疎水性を向上することができ
るので、レジストパターン6の底部に裾引き部が形成さ
れることを防止でき、安定したレジストパターン形状を
得ることができる。
As described above, according to the third embodiment,
Since IPHDMS is used as the surface treatment agent, a hydrocarbon group layer can be formed on the surface of the semiconductor substrate 5 and the hydrophobicity of the surface of the semiconductor substrate 5 can be improved. It is possible to prevent the formation of the pulling portion and obtain a stable resist pattern shape.

【0096】尚、第3の実施形態においては、反応分解
物としてアンモニアを発生しない表面処理剤を用いたの
で、レジストパターン6の表面部に難溶化層が形成され
る事態を防止できる効果も得られる。これに対して、反
応分解物としてアンモニアを発生する表面処理剤を用い
て表面処理を行なった後、化学増幅型レジストよりなる
レジストパターンを形成すると、レジストパターン6の
表面部に難溶化層が形成される場合があるが、レジスト
パターン6の基部に裾引き部が形成される事態は防止で
きる。
In the third embodiment, since the surface treatment agent which does not generate ammonia is used as the reaction decomposition product, the effect of preventing the formation of the hardly soluble layer on the surface portion of the resist pattern 6 can be obtained. To be On the other hand, when a resist pattern made of a chemically amplified resist is formed after the surface treatment using a surface treatment agent that generates ammonia as a reaction decomposition product, a poorly soluble layer is formed on the surface portion of the resist pattern 6. However, it is possible to prevent the bottom portion from being formed at the base of the resist pattern 6.

【0097】半導体基板の表面に炭化水素基の層を形成
できると共に半導体基板の表面を疎水性にする表面処理
剤としては、下記一般式(19)により示されるシラン
化合物を含むものを用いることができる。
As the surface treatment agent capable of forming a hydrocarbon group layer on the surface of the semiconductor substrate and rendering the surface of the semiconductor substrate hydrophobic, it is preferable to use one containing a silane compound represented by the following general formula (19). it can.

【0098】R2 1 3-n Si(OR)n ……(19) 但し、式中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1〜6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、R2 は、炭素数3〜6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3〜
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。
R 2 R 1 3-n Si (OR) n (19) where n is an integer of 1 to 3 and R is a carbon number of 1 to 6
A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group,
A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. There, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a carbon number It is an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 and R 2 is a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, having 3 to 6 carbon atoms.
It is a C6 substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-C6 alicyclic saturated hydrocarbon group.

【0099】上記一般式(19)で示されるシラン化合
物の例としては、下記一般式(20)、(21)又は
(22)で示されるものが挙げられる。
Examples of the silane compound represented by the above general formula (19) include those represented by the following general formula (20), (21) or (22).

【0100】 R2 1 2 SiOR……(20) R2 1 Si(OR)2 ……(21) R2 Si(OR)3 ……(22) (但し、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1〜6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
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、R2
は、炭素数3〜6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3〜6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。)また、半導体基板の
表面に炭化水素基の層を形成できると共に半導体基板の
表面を疎水性にする表面処理剤としては、下記一般式
(23)により示されるシラン化合物を含むものを用い
ることができる。
R 2 R 1 2 SiOR (20) R 2 R 1 Si (OR) 2 (21) R 2 Si (OR) 3 (22) (where R is 1 to 1 carbon atoms) 6-substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C 1-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C 1-6 substituted alkylcarbonyl group or non- A substituted alkylcarbonyl group, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated carbon group having 1 to 6 carbon atoms A hydrogen group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, R 2
Is a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or 3 to 6 carbon atoms.
Is an alicyclic saturated hydrocarbon group. ) Further, as the surface treatment agent capable of forming a hydrocarbon group layer on the surface of the semiconductor substrate and rendering the surface of the semiconductor substrate hydrophobic, it is preferable to use one containing a silane compound represented by the following general formula (23). it can.

【0101】 R2 1 3-n Si(NR3 2 n ……(23) 但し、式中nは1〜3の整数であり、R3 は、同種又は
異種であって、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和
炭化水素基であり、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、R2 は、炭素数3
〜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3〜6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。
R 2 R 1 3-n Si (NR 3 2 ) n (23) wherein n is an integer of 1 to 3 and R 3 is the same or different and is a hydrogen atom or It is an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, and carbon number. 1 to 6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon number 3
To 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups, R 2 has 3 carbon atoms
~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C3-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated carbon group It is a hydrogen group.

【0102】上記一般式(23)で示されるシラン化合
物の第1の例としては、下記一般式(24)により示さ
れるシラン化合物を用いることができる。
As a first example of the silane compound represented by the general formula (23), a silane compound represented by the following general formula (24) can be used.

【0103】R2 1 2 SiNR3 2 ……(24) 但し、R1 、R2 及びR3 の意味については、上記一般
式(23)と同じである。
R 2 R 1 2 SiNR 3 2 (24) However, the meanings of R 1 , R 2 and R 3 are the same as in the general formula (23).

【0104】上記一般式(24)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が1つの場合であっ
て、半導体基板上が単分子膜状に処理され、面内均一性
の高い膜が得られる。また、上記一般式(24)で示さ
れるシラン化合物は、R1 又はR2 置換基の立体障害の
影響を受けやすく、この性質が反応速度(処理能力)に
反映される。
The silane compound represented by the general formula (24) has a single hydrolyzable group on the Si atom, the semiconductor substrate is processed into a monomolecular film, and the in-plane uniformity is high. A film is obtained. Further, the silane compound represented by the general formula (24) is easily affected by the steric hindrance of the R 1 or R 2 substituent, and this property is reflected in the reaction rate (processing ability).

【0105】上記一般式(23)で示されるシラン化合
物の第2の例としては、下記一般式(25)により示さ
れるシラン化合物を用いることができる。
As a second example of the silane compound represented by the general formula (23), a silane compound represented by the following general formula (25) can be used.

【0106】R2 1 Si(NR3 2 2 ……(25) 但し、R1 、R2 及びR3 の意味については、上記一般
式(23)と同じである。
R 2 R 1 Si (NR 3 2 ) 2 (25) However, the meanings of R 1 , R 2 and R 3 are the same as in the general formula (23).

【0107】上記一般式(25)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が2つの場合であっ
て、半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力が高
い。
The silane compound represented by the general formula (25) has two hydrolyzable groups on the Si atom, is processed into a laminated film on the semiconductor substrate, and has a high processing ability.

【0108】上記一般式(23)で示されるシラン化合
物の第3の例としては、下記一般式(26)により示さ
れるシラン化合物を用いることができる。
As a third example of the silane compound represented by the general formula (23), a silane compound represented by the following general formula (26) can be used.

【0109】R2 Si(NR3 2 3 ……(26) 但し、R2 及びR3 の意味については、上記一般式(2
3)と同じである。
R 2 Si (NR 3 2 ) 3 (26) However, regarding the meaning of R 2 and R 3 , the above general formula (2
Same as 3).

【0110】上記一般式(23)で示されるシラン化合
物は、Si原子上の加水分解性基が3つの場合であっ
て、半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力は高
いが、未反応シラン化合物が空気中の水分により加水分
解を受けてゲルを生成する可能性があるため、処理方法
によってはパーティクル汚染の原因になる。
The silane compound represented by the general formula (23) has three hydrolyzable groups on the Si atom and is processed into a laminated film on the semiconductor substrate. The reactive silane compound may be hydrolyzed by moisture in the air to form a gel, which may cause particle contamination depending on the treatment method.

【0111】また、半導体基板の表面に炭化水素基の層
を形成できると共に半導体基板の表面を疎水性にする表
面処理剤としては、下記一般式(27)により示される
シラン化合物を含むものを用いることができる。
Further, as the surface treatment agent capable of forming a hydrocarbon group layer on the surface of the semiconductor substrate and rendering the surface of the semiconductor substrate hydrophobic, one containing a silane compound represented by the following general formula (27) is used. be able to.

【0112】(R2 1 2 Si)2 NR3 ……(27) 但し、R3 は、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和
炭化水素基であり、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、R2 は、炭素数3
〜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3〜6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(27)で示されるシラン化合物は、Si原
子上の加水分解性基が1つの場合であって、半導体基板
が単分子膜状に処理され、面内均一性の高い膜が得られ
る。また、上記一般式(27)で示されるシラン化合物
はR1 又はR2置換基の立体障害の影響を受けやすく、
この性質が反応速度(処理能力)に反映される。
[0112] (R 2 R 1 2 Si) 2 NR 3 ...... (27) where, R 3 is a hydrogen atom or a non-substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is same or different And a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsaturated unsaturated hydrocarbon group, or carbon Number 3
To 6 alicyclic saturated hydrocarbon groups, R 2 has 3 carbon atoms
~ 6 substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted saturated hydrocarbon group, C3-6 substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 alicyclic saturated carbon group It is a hydrogen group. The silane compound represented by the general formula (27) has a single hydrolyzable group on the Si atom, and the semiconductor substrate is processed into a monomolecular film to obtain a film having high in-plane uniformity. To be Further, the silane compound represented by the general formula (27) is easily affected by the steric hindrance of the R 1 or R 2 substituent,
This property is reflected in the reaction rate (processing capacity).

【0113】また、半導体基板の表面に炭化水素基の層
を形成できると共に半導体基板の表面を疎水性にする表
面処理剤としては、下記一般式(28)により示される
シラン化合物を含むものを用いることができる。
Further, as the surface treatment agent capable of forming a hydrocarbon group layer on the surface of the semiconductor substrate and rendering the surface of the semiconductor substrate hydrophobic, one containing a silane compound represented by the following general formula (28) is used. be able to.

【0114】[0114]

【化10】 (但し、式中mは2〜6の整数であり、R3 は、水素原
子又は炭素数1〜3の非置換飽和炭化水素基であり、R
1 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り、R2 は、
炭素数3〜6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3〜6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(28)で示されるシラン化合物は、Si原
子上の加水分解性基が2つの場合であって、半導体基板
上が積層膜状に処理され、処理能力が高い。また、上記
一般式(28)により示されるシラン化合物としては、
mが3又は4のものが好ましい。
[Chemical 10] (In the formula, m is an integer of 2 to 6, R 3 is a hydrogen atom or an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 3
1 is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, and R 2 is
Substituted saturated hydrocarbon group or unsubstituted hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, substituted unsaturated hydrocarbon group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, or alicyclic ring having 3 to 6 carbon atoms Formula is a saturated hydrocarbon group. The silane compound represented by the general formula (28) has two hydrolyzable groups on the Si atom, is processed into a laminated film on the semiconductor substrate, and has high processing ability. Further, as the silane compound represented by the general formula (28),
It is preferable that m is 3 or 4.

【0115】上記一般式(19)、(23)、(27)
及び(28)により示されるシラン化合物としては、具
体的には、(化11)に示すものが挙げられる。
The above general formulas (19), (23) and (27)
Specific examples of the silane compounds represented by (28) and (28) include those represented by (Chemical Formula 11).

【0116】[0116]

【化11】 [Chemical 11]

【0117】(化11)に示すシラン化合物を用いて第
3の実施形態と同様の実験を行なったところ、(表5)
に示すような良好な結果が得られた。
An experiment similar to that of the third embodiment was conducted using the silane compound shown in (Chemical Formula 11).
Good results were obtained as shown in.

【0118】[0118]

【表5】 [Table 5]

【0119】尚、上記一般式(24)、(27)で示さ
れるシラン化合物は、特に材料的に安定性が高く、上記
一般式(26)で示されるシラン化合物は、特に反応性
が高いという特徴を有している。
The silane compounds represented by the general formulas (24) and (27) are particularly stable in terms of materials, and the silane compound represented by the general formula (26) is particularly reactive. It has features.

【0120】[0120]

【0121】[0121]

【0122】[0122]

【0123】[0123]

【0124】[0124]

【0125】[0125]

【0126】[0126]

【0127】[0127]

【0128】[0128]

【0129】[0129]

【0130】[0130]

【0131】[0131]

【0132】[0132]

【0133】[0133]

【0134】[0134]

【0135】[0135]

【0136】[0136]

【0137】[0137]

【0138】[0138]

【0139】[0139]

【0140】[0140]

【発明の効果】本発明に係る第1のパターン形成方法に
よると、半導体基板の表面を、一般式(1)により示さ
れるシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理を行
なうため、表面処理後の半導体基板の表面においてアル
カリ成分が発生しないので、露光により化学増幅型レジ
ストから発生する酸は、アルカリ成分と反応しない。従
って、表面に難溶化層が形成されない安定したレジスト
パターン形状を得ることができる。
According to the first pattern forming method of the present invention, the surface of the semiconductor substrate is treated with the surface treating agent containing the silane compound represented by the general formula (1). Since no alkali component is generated on the surface of the semiconductor substrate, the acid generated from the chemically amplified resist by exposure does not react with the alkali component. Therefore, it is possible to obtain a stable resist pattern shape in which the hardly soluble layer is not formed on the surface.

【0141】また、従来、露光からPEBまでの放置の
間に、露光により化学増幅型レジスト中に発生した酸が
HMDS等のアルカリ成分を発生する表面処理剤による
表面処理後のアルカリ成分の影響を受けて失活し、結果
としてレジストパターンの表面に難溶化層が形成される
という課題があったが、請求項1の発明に係るパターン
形成方法によると、露光からPEBまでの放置の間に化
学増幅型レジストの表面にアルカリ成分が存在しないの
で、露光により化学増幅型レジスト中に発生した酸が失
活することがなく、結果として表面難溶化層が形成され
ない安定したレジストパターン形状を得ることができ
る。
Further, conventionally, during exposure from exposure to PEB, the acid generated in the chemically amplified resist by exposure generates an alkali component such as HMDS. However, according to the pattern forming method of the invention of claim 1, there is a problem in that the insolubilized layer is formed on the surface of the resist pattern. Since the alkali component does not exist on the surface of the amplified resist, the acid generated in the chemically amplified resist by exposure is not deactivated, and as a result, a stable resist pattern shape in which the surface hardly soluble layer is not formed can be obtained it can.

【0142】第1のパターン形成方法においては、化学
増幅型レジストとして、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有するものを用いたり、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を有するものを用いた
り、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有するものを用
いたりすることができ、それぞれ、2成分系の化学増幅
型ポジレジスト、3成分系の化学増幅型ポジレジスト、
3成分系の化学増幅型ネガレジストを用いる場合の酸の
失活を阻止することができる。
In the first pattern forming method, as the chemically amplified resist, one having an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid is used, or
A generator having an alkali-soluble resin and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid was used.
Use an acid generator , an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a cross-linking reaction by the action of acid .
Optimum it is possible to, respectively, two-component system chemically amplified positive resist, 3 chemically amplified positive resist component system,
It is possible to prevent deactivation of acid when a three-component chemically amplified negative resist is used.

【0143】本発明に係る第2のパターン形成方法によ
ると、半導体基板の表面を、一般式(2)、(3)、
(4)又は(5)により示されるシラン化合物を含む表
面処理剤により表面処理を行なうため、半導体基板の表
面に存在する不対電子を持つ原子と化学増幅型レジスト
との間に炭化水素基の層による間隔が形成され、また、
半導体基板の表面の疎水性が向上する。このことより、
化学増幅型レジストから発生する酸と半導体基板表面の
不対電子とが反応し難くなり、化学増幅型レジストから
発生する酸の失活を阻止し、レジストパターンの裾引き
部が形成される事態を防止することができる。
According to the second pattern forming method of the present invention, the surface of the semiconductor substrate is covered by the general formulas (2), (3),
Since the surface treatment is performed with the surface treatment agent containing the silane compound represented by (4) or (5), a hydrocarbon group is present between the atom having an unpaired electron present on the surface of the semiconductor substrate and the chemically amplified resist. Spacing by layers is formed, and also
The hydrophobicity of the surface of the semiconductor substrate is improved. From this,
The acid generated from the chemically amplified resist and the unpaired electrons on the surface of the semiconductor substrate become difficult to react, the deactivation of the acid generated from the chemically amplified resist is prevented, and the bottom of the resist pattern is formed. Can be prevented.

【0144】第2のパターン形成方法においては、化学
増幅型レジストとして、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有するものを用いたり、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を有するものを用いた
り、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有するものを用
いたりすることができ、それぞれ、2成分系の化学増幅
型ポジレジスト、3成分系の化学増幅型ポジレジスト、
3成分系の化学増幅型ネガレジストを用いる場合の酸の
失活を阻止することができる。
In the second pattern forming method, as the chemically amplified resist, one having an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid is used, or
A generator having an alkali-soluble resin and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid was used.
Use an acid generator , an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a cross-linking reaction by the action of acid .
Optimum it is possible to, respectively, two-component system chemically amplified positive resist, 3 chemically amplified positive resist component system,
It is possible to prevent deactivation of acid when a three-component chemically amplified negative resist is used.

【0145】[0145]

【0146】[0146]

【0147】[0147]

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

【図1】本発明の第1参考形態に係るパターン形成方法
のプロセスを説明するフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a process of a pattern forming method according to a first reference embodiment of the present invention.

【図2】上記第1の参考形態に係るパターン形成方法に
おいて、IPTMSを供給したときの半導体基板の表面
状態を示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a surface state of a semiconductor substrate when IPTMS is supplied in the pattern forming method according to the first reference embodiment.

【図3】上記第1の参考形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
FIG. 3 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a resist pattern formed by the pattern forming method according to the first reference embodiment.

【図4】本発明の第2参考形態に係るパターン形成方法
のプロセスを説明するフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of a pattern forming method according to a second reference embodiment of the present invention.

【図5】上記第2の参考形態に係るパターン形成方法に
おいて、ATMSを供給したときの半導体基板の表面状
態を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic view showing a surface state of a semiconductor substrate when ATMS is supplied in the pattern forming method according to the second reference embodiment.

【図6】上記第2の参考形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
FIG. 6 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a resist pattern formed by the pattern forming method according to the second reference embodiment.

【図7】本発明に係る第3の実施形態に係るパターン形
成方法において、IPHDMSを供給したときの半導体
基板の表面状態を示す模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a surface state of a semiconductor substrate when IPHDMS is supplied in a pattern forming method according to a third embodiment of the present invention.

【図8】上記第3の実施形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
FIG. 8 is a schematic view showing a cross-sectional shape of a resist pattern formed by the pattern forming method according to the third embodiment.

【図9】(a)は半導体基板の表面の疎水性を示す尺度
となる接触角を説明する図であり、(b)は(化4)式
におけるxの数と接触角との関係を示す特性図である。
FIG. 9A is a scale showing the hydrophobicity of the surface of a semiconductor substrate.
And (b) are equations (Formula 4).
7 is a characteristic diagram showing the relationship between the number of x and the contact angle in FIG.

【図10】第1の従来例に係るパターン形成方法のプロ
セスを説明するフロー図である。
FIG. 10 is a professional of a pattern forming method according to a first conventional example.
It is a flowchart explaining a process.

【図11】第1の従来例に係るパターン形成方法におい
て、HMDSを供給したときの半導体基板の表面状態を
示す模式図である。
FIG. 11 shows a pattern forming method according to a first conventional example.
The surface condition of the semiconductor substrate when HMDS is supplied.
It is a schematic diagram which shows.

【図12】第1の従来例に係るパターン形成方法により
形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図であ
る。
FIG. 12 shows a pattern forming method according to a first conventional example.
It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of the formed resist pattern.
It

【図13】第1の従来例に係るパターン形成方法により
形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図であ
る。
FIG. 13 shows a pattern forming method according to a first conventional example.
It is a schematic diagram which shows the cross-sectional shape of the formed resist pattern.
It

【図14】HMDSの分解物であるトリメチルシラノー
ルの環境中の濃度とアンモニアの環境中の濃度との相関
関係を示す図である。
FIG. 14: Trimethylsilanol, a degradation product of HMDS
Between the ambient concentration of ammonia and the ambient concentration of ammonia
It is a figure which shows a relationship.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコンよりなる半導体基板 2 レジストパターン 3 難溶化層 4 裾引き部 5 BPSGよりなる半導体基板 6 レジストパターン 7 レジストパターン 1 Semiconductor substrate made of silicon 2 resist pattern 3 Insoluble layer 4 Hem 5 Semiconductor substrate made of BPSG 6 resist pattern 7 Resist pattern

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝山 亜希子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 大崎 浩美 新潟県中頚城郡頚城村大字西福島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7−120919(JP,A) 特開 平7−335603(JP,A) 特表 平11−511900(JP,A) 国際公開96/15861(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/00 - 7/42 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akiko Katsuyama 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chemical Industry Co., Ltd. Synthesis Technology Laboratory (56) Reference JP-A-7-120919 (JP, A) JP-A-7-335603 (JP, A) JP-A-11-511900 (JP, A) International Publication 96 / 15861 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/ 00-7/42

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板の表面を、下記一般式(1)
で示されるシラン化合物を含む表面処理剤により表面処
理を行なう第1の工程と、 表面処理された半導体基板の表面に化学増幅型レジスト
を塗布してレジスト膜を形成する第2の工程と、 上記レジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマス
クを用いて露光した後、現像を行なってレジストパター
ンを形成する第3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 ……(1) (但し、式中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1〜6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、 nが1である場合には、R1 のうちの少なくとも1つ
は、炭素数2〜6の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、又は炭素数2〜6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であり、 nが2であり且つRがメチル基である場合には、R1
うちの少なくとも1つは、炭素数2〜6の非置換飽和炭
化水素基、又は炭素数2〜6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であり、 nが3である場合には、R 1 は、炭素数2〜6の非置換
飽和炭化水素基、炭素数2〜6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。
1. The surface of a semiconductor substrate is represented by the following general formula (1):
A first step of performing a surface treatment with a surface treatment agent containing a silane compound, and a second step of applying a chemically amplified resist to the surface of the surface-treated semiconductor substrate to form a resist film, A third step of forming a resist pattern by exposing the resist film using a mask having a desired pattern shape and then developing the resist film. R 1 4-n Si (OR) n (1) (wherein n is an integer of 1 to 3 and R is a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group) A substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted alkylcarbonyl group, and R 1 is the same or different. And a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon It is an alicyclic saturated hydrocarbon group having a number of 3 to 6, and when n is 1, at least one of R 1 is a substituted saturated hydrocarbon group having a carbon number of 2 to 6 or an unsubstituted saturated hydrocarbon group. Hydrogen group, or substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms or non- A switching is not saturated hydrocarbon group, when n is 2 and R is a methyl group, at least one of R 1 is an unsubstituted saturated carbon of 2 to 6 carbon atoms
A hydrogenated group , or a substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, and when n is 3, R 1 is an unsubstituted hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms.
Saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-6
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group. )
【請求項2】 上記第2の工程における化学増幅型レジ
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ことを特徴とする請求項1に記載
のパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the chemically amplified resist in the second step contains an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.
【請求項3】 上記第2の工程における化学増幅型レジ
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
ることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方
法。
3. The chemically amplified resist in the second step contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid. The method for forming a pattern according to.
【請求項4】 上記第2の工程における化学増幅型レジ
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こ
とを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。
4. The chemically amplified resist in the second step contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of an acid. The method for forming a pattern according to.
【請求項5】 半導体基板の表面を、下記一般式
(2)、(3)、(4)又は(5)で示されるシラン化
合物を含む表面処理剤により表面処理を行なう第1の工
程と、 表面処理された半導体基板の表面に化学増幅型レジスト
を塗布してレジスト膜を形成する第2の工程と、 上記レジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマス
クを用いて露光した後、現像を行なってレジストパター
ンを形成する第3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。 R21 3-nSi(OR)n ……(2) (但し、式中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1〜6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、 R2 は、 炭素数3〜6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3〜6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、 nが2である場合には、R 1 は、炭素数1〜6の非置換
飽和炭化水素基、炭素数3〜6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 2 は、炭素数3〜6の
非置換飽和炭化水素基、炭素数3〜6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、 nが3である場合には、R 2 は、炭素数3〜6の非置換
飽和炭化水素基、炭素数3〜6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。 ) R21 3-nSi(NR3 2n ……(3) (但し、式中nは1〜3の整数であり、 R3 は、同種又は異種であって、 水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和炭化水素基であ
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、 R2 は、 炭素数3〜6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3〜6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。) (R21 2Si)2NR3 ……(4) (但し、 R3 は、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和炭化水
素基であり、 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、 R2 は、 炭素数3〜6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3〜6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。) 【化1】 (但し、式中mは2〜6の整数であり、 R3 は、水素原子又は炭素数1〜3の非置換飽和炭化水
素基であり、 R1 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り、 R2 は、 炭素数3〜6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3〜6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。)
5. A first step of surface-treating a surface of a semiconductor substrate with a surface-treating agent containing a silane compound represented by the following general formula (2), (3), (4) or (5): The second step of forming a resist film by applying a chemically amplified resist on the surface of the surface-treated semiconductor substrate, and exposing the resist film with a mask having a desired pattern shape, followed by development. And a third step of forming a resist pattern. R 2 R 1 3-n Si (OR) n (2) (In the formula, n is an integer of 1 to 3, and R is a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group. A hydrogen group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a substituted alkylcarbonyl group or an unsubstituted alkylcarbonyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R 1 is the same type. Or a different type, a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or , A C 3-6 alicyclic saturated hydrocarbon group, R 2 is a C 3-6 substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, C 3-6 substituted unsaturated carbon group Hydrogen group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or C3-6 A cyclic saturated hydrocarbon group, when n is 2, R 1 is unsubstituted 1 to 6 carbon atoms
Saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-6
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group, and R 2 has 3 to 6 carbon atoms.
Unsubstituted saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated carbon group having 3 to 6 carbon atoms
Hydrogen group or unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or carbon number 3
To 6 alicyclic saturated hydrocarbon group, and when n is 3, R 2 is an unsubstituted C 3 to C 6 group.
Saturated hydrocarbon group, substituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms
Or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or a C3-6
It is an alicyclic saturated hydrocarbon group. ) R 2 R 1 3-n Si (NR 3 2 ) n (3) (wherein, n is an integer of 1 to 3 , R 3 is the same or different, and is a hydrogen atom or a carbon atom. It is an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is the same or different, and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, 1 carbon atom To a substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group having 6 to 6 carbon atoms, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, and R 2 represents a substituted saturated hydrocarbon having 3 to 6 carbon atoms. A group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms) ( R 2 R 1 2 Si) 2 NR 3 ...... (4) ( where, R 3 is a hydrogen atom or a non-substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms R 1 is the same or different and is a hydrogen atom, a substituted saturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted group An unsaturated hydrocarbon group or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms, R 2 represents a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, 3 carbon atoms To a substituted unsaturated hydrocarbon group or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group having 6 to 6 carbon atoms, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms. (However, in the formula, m is an integer of 2 to 6, R 3 is a hydrogen atom or an unsubstituted saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R 1 is a hydrogen atom, and 1 to 6 carbon atoms. A substituted saturated hydrocarbon group or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or an alicyclic saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms And R 2 is a substituted saturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted saturated hydrocarbon group, a substituted unsaturated hydrocarbon group having 3 to 6 carbon atoms or an unsubstituted unsaturated hydrocarbon group, or It is an alicyclic saturated hydrocarbon group of 3 to 6.)
【請求項6】 上記第2の工程における化学増幅型レ
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ことを特徴とする請求項5に記
載のパターン形成方法。
6. The pattern forming method according to claim 5, wherein the chemically amplified resist in the second step contains an acid generator and a resin which becomes alkali-soluble by the action of acid.
【請求項7】 上記第2の工程における化学増幅型レジ
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を含有する
ことを特徴とする請求項5に記載のパターン形成方法。
7. The chemically amplified resist in the second step contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin which becomes alkali-soluble by the action of an acid. The described pattern forming method.
【請求項8】 上記第2の工程における化学増幅型レジ
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こ
とを特徴とする請求項5に記載のパターン形成方法。
8. The chemically amplified resist in the second step contains an acid generator, an alkali-soluble resin, and a compound or resin that causes a crosslinking reaction by the action of an acid. The method for forming a pattern according to.
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